Vhodné versus lehké

Lehčí, ale pevnější. Méně vstupních surovin, ale lepší funkční vlastnosti. Výrobci obalů se stále častěji setkávají s těmito požadavky. Sklo jako přírodní surovina, kterou lze stále a stále recyklovat, má z hlediska udržitelnosti oproti jiným materiálům jednoznačně velké výhody. Sklářský průmysl nicméně nadále usiluje o účinnější využívání zdrojů, a proto zkoumá způsoby dalšího snižování spotřeby materiálu, aniž by byly ohroženy vlastnosti skleněných obalů.

Dennis Gsell se ve společnosti Vetropack s touto otázkou potýká denně. Je členem projektové skupiny založené v polovině roku 2024, která řeší úkol „optimalizace hmotnosti“. Tento termín se v průmyslu skleněných obalů používá často, mnohdy ve spojení s „vylehčováním“. Co to ale znamená a v čem se tyto pojmy liší?

„Vylehčování skleněných obalů spočívá především ve snížení jejich hmotnost,“ říká Gsell. „Hlavní roli zde samozřejmě hrají stabilita výrobku a bezpečnost spotřebitelů. Optimalizace hmotnosti však vyžaduje komplexnější přístup. Naším cílem je určit u skleněného obalu takovou optimální hmotnost, při které je dosaženo požadovaných funkčních vlastností. Přitom se zabýváme všemi aspekty hodnotového řetězce, do kterých spadá zejména: estetická stránka, značka výrobku, jeho ochrana, funkční kritéria, jako jsou pevnost a kvalita, požadavky na plnění, technická proveditelnost a ekologické požadavky.“ Při zohlednění všech těchto faktorů musí být poměr hmotnosti a funkčnosti přesně vyvážený.

Vhodnost pro daný účel

Hlavní zásadou optimalizace hmotnosti je vhodnost pro daný účel. Cílem je najít správnou rovnováhu mezi využitím materiálu, funkčností a konstrukční integritou. Na jedné straně nesmějí být jednotlivé skleněné nádoby příliš těžké nebo nadměrně velké, protože by to vedlo ke zbytečné spotřebě materiálu. Na druhou stranu nesmějí být ani příliš lehké a poddimenzované, protože by to mohlo ohrozit trvanlivost, celistvost výrobku a bezpečnost spotřebitele. V některých případech může optimalizace hmotnosti skleněného obalu zahrnovat dokonce i zvýšení jeho hmotnosti ke zlepšení jeho celkových funkčních vlastností.

Optimalizace hmotnosti naráží na značné problémy a vyžaduje komplexní analýzu požadavků na výrobek, včetně životního cyklu, manipulace a podmínek použití. Dennis Gsell ilustruje technickou složitost snižování množství materiálu na příkladu sklenice na okurky. Většina hmotnosti je soustředěna v ústí sklenice, pro něž platí regulační požadavky. Ústí sklenice musí být dostatečně robustní, aby odolalo podtlaku a aby se na ně dalo nasadit šroubovací víčko. Oblast ramen však nabízí další možnosti optimalizace. Přechod od těla k hrdlu je někdy silnější, než je nutné. Hladší obrys v této oblasti může snížit spotřebu materiálu, aniž by se zvýšilo riziko rozbití skla.

V první řadě však k celkové hmotnosti sklenice významně přispívá její dno. Je mírně konkávní – tedy vyduté dovnitř – což zajišťuje stabilitu, aniž by bylo zapotřebí nadměrného množství materiálu. Konstruktéři také zkoumají, do jaké míry lze optimalizovat tloušťku stěny. Moderní složení skla se zvýšenou pevností umožňuje stěny ztenčit. Při vyhodnocování pokroku v optimalizaci hmotnosti využívají sklářští konstruktéři různé ukazatele. Jedním z klíčových parametrů je index alfa, který vyjadřuje poměr objemu a hmotnosti potřebný k dosažení dané kapacity.

Vedoucí postavení na trhu s pivem

Podle Gsella se v současné době řeší téma optimalizace hmotnosti ze tří různých úhlů. Prvním je udržitelnost, zejména energetická stopa jednotlivých nádob. Druhým jsou náklady – použití menšího množství materiálu na jednotku vede přímo k úsporám. Třetím pak je inovace. „Samozřejmě pečlivě sledujeme trh a vyhodnocujeme naše portfolio z hlediska možných zlepšení. Ve společnosti Vetropack však chceme dělat víc než jen monitorovat trh. V souladu s naší firemní strategií se snažíme stanovit vlastní standardy pro udržitelnější a efektivnější výrobu skla.“ Požadavek na minimalizaci obalů vyplývající z nařízení o obalech a obalových odpadech je další motivací k překonávání technických hranic a zkoumání alternativních řešení.

Podle Gsella zaujímá firma Vetropack vedoucí postavení v segmentu lahví na pivo a na mléko. Asi nejznámější inovací posledních let je tepelně tvrzená vylehčená skleněná lahev, která jako opakovaně použitelný obal o objemu 0,33 litru váží o 30 % méně než standardní lahev – a výrazně méně se odírá. Tímto projektem vylehčení se tedy nejen snížila hmotnost, ale také se zlepšily funkční vlastnosti. Podstatného snížení hmotnosti bylo dosaženo také v potravinářském odvětví. Významným příkladem je spolupráce se švýcarskou společností J.C. Fridlin Gewürze AG, v jejímž rámci upravila firma Vetropack konstrukci sklenice na koření a zavedla nové vylehčené kořenky. To vedlo k roční úspoře přibližně 190 tun skla a dále k efektivnější paletizaci a snížení emisí CO2 v logistickém procesu. Ve vinařském odvětví testuje projektová skupina v současnosti různé lahve, včetně ultralehké lahve tvaru Burgunder.

Aktivně oslovujeme zákazníky

Jaké jsou tedy priority této nově vznikající projektové skupiny ve společnosti Vetropack? Tým stanovuje v současné době své cíle na příští rok. „Naším prioritním cílem je aktivně oslovovat zákazníky s konkrétními návrhy,“ vysvětluje Gsell a zdůrazňuje, že zákaznická orientace je klíčovým pilířem celé skupiny. Aby bylo zajištěno, že budou zohledněna všechna relevantní hlediska, je skupina přiměřeně různorodá: Vedle čtyř členů z výkonnostního týmu jsou v ní zastoupeni i pracovníci z oddělení marketingu, prodeje a udržitelnosti. Celý interdisciplinární tým se schází nejméně jednou za čtvrtletí a aktuálně pracuje na dvou projektech současně.

Dennis Gsell označuje za hlavní budoucí výzvy ty, které souvisejí s procesy. Při použití menšího množství materiálu na jednotku je třeba vyrábět lehčí skleněné nádoby tak, aby byla zachována stávající tavicí kapacita. Pro výrobu lehčích výrobků při vyšších rychlostech jsou nezbytné stabilní výrobní procesy; absolutní nutností jsou pak i nadále přísná opatření pro kontrolu kvality. V konečném důsledku tak při správné rovnováze mohou majitelé značek snížit náklady díky lepší efektivitě materiálů, aniž by byla ohrožena bezpečnost spotřebitele, zachovat vysoké standardy výrobků a zároveň dosáhnout skutečné udržitelnosti a konkurenční výhody.