Ujian untuk Bekas Kaca: Kawalan Kualiti Bahan Pembungkusan

Apabila ia datang untuk menyimpan makanan, minuman atau produk farmaseutikal anda, bekas kaca ialah pilihan yang popular untuk kejelasan, kelenturan kimia dan keselamatan keseluruhannya. Anda mungkin menghargai kaca kerana daya tarikan estetiknya atau cara ia mengekalkan integriti kandungan di dalamnya tanpa memberikan perisa atau bahan kimia berbahaya. Walau bagaimanapun, ia bukan hanya mengenai rupa atau rasa; kualiti dan ketahanan bekas kaca adalah kritikal, terutamanya apabila ia digunakan untuk menyimpan produk farmaseutikal. Di sinilah ujian khusus untuk bekas kaca dimainkan, memastikan setiap balang, botol atau botol memenuhi piawaian yang ketat sebelum ia sampai ke tangan anda.

Menguji bekas kaca melibatkan satu siri prosedur untuk menilai kesesuaian dan ketahanannya terhadap tekanan yang akan mereka hadapi semasa jangka hayatnya. Artikel ini akan membincangkan pelbagai ujian yang biasa dilakukan pada bekas kaca pada peringkat yang berbeza.

Jenis dan Kegunaan Bekas Kaca

Bekas kaca terdapat dalam pelbagai bentuk, termasuk botol dan balang, semuanya direka bentuk dengan mengambil kira aplikasi khusus. Pilihan anda mungkin terdiri daripada botol kecil untuk farmaseutikal kepada botol air yang besar. 

Terdapat beberapa jenis kaca yang digunakan untuk pembungkusan, yang mempunyai sifat dan aplikasi yang berbeza. Jenis utama ialah:

• Kaca borosilikat jenis I: Mempunyai rintangan haba yang tinggi dan ketahanan kimia. Digunakan untuk pembungkusan farmaseutikal dan barangan kaca makmal.
• Kaca soda-limau dirawat Jenis II: Kaca jenis II dirawat dengan sulfur untuk meningkatkan rintangan kimia. Digunakan untuk produk farmaseutikal parenteral dan bukan parenteral.
• Jenis III gelas soda-limau biasa: Jenis kaca yang paling biasa dan murah. Digunakan untuk makanan, minuman, kosmetik, dan farmaseutikal dos oral pepejal.
• Kaca ambar: Kaca soda-limau berwarna yang melindungi kandungan daripada cahaya UV. Digunakan untuk produk sensitif cahaya seperti bir atau ubat.
• Kaca kristal plumbum: Mengandungi oksida plumbum, digunakan sebagai hiasan untuk botol minyak wangi dan beberapa minuman keras.

Kaedah dan Prosedur Pengujian

Dalam dunia pembuatan bekas kaca, ujian dan kawalan kualiti adalah yang terpenting. Piawaian yang tepat membimbing ujian ini untuk memastikan keselamatan dan prestasi.

Memahami ASTM C147 dan Kaedah Ujian A/B

ASTM C147 menyediakan kaedah ujian standard untuk menentukan kekuatan tekanan dalaman botol kaca, vial, ampul dan bekas lain. Ia melibatkan peningkatan secara beransur-ansur tekanan hidraulik atau pneumatik dalaman sehingga kegagalan kontena.

Mengenai ASTM, dua kaedah ujian diterangkan - Kaedah A menggunakan tahap tekanan pra-tetap manakala Kaedah B meningkatkan tekanan pada kadar yang stabil sehingga pecah berlaku. Tekanan maksimum yang ditahan dicatatkan sebagai tekanan kegagalan.

• Kaedah Ujian A: Dalam ujian ini, sampel kaca tertakluk kepada larutan asid cair, dan jumlah kaca terlarut diukur menggunakan unit SI, menunjukkan ketahanan bahan dan ketahanan terhadap kandungan berasid.
• Kaedah Ujian B: Ia melibatkan penggunaan larutan penimbal untuk mengekalkan pH tertentu, di mana prestasi kaca dinilai di bawah keadaan terkawal ketat, menyerlahkan daya tahannya terhadap tekanan kimia.

Tekanan kegagalan yang diukur dibandingkan dengan had yang ditentukan berdasarkan dimensi kontena, kapasiti dan penggunaan akhir. Aspek utama yang dinilai ialah rintangan tekanan dan cara patah untuk memastikan margin keselamatan yang mencukupi.

Faktor seperti ketebalan kaca, kecacatan, sejarah terma dan hasil impak kadar pemuatan. Ujian ini mengesahkan keupayaan bekas untuk menahan tekanan dalaman semasa pemprosesan, jangka hayat dan pengangkutan tanpa bahaya pemecahan.

 Ujian Keterlarutan 

Ujian keterlarutan ialah prosedur analisis penting yang dilakukan pada kaca untuk menentukan ketahanan kimianya dan ketahanan terhadap larut lesap alkali apabila bersentuhan dengan air atau larutan akueus.

Dalam ujian ini, sekeping kaca direndam dalam air suling atau asid cair, dan larutan itu kemudiannya dinilai untuk menentukan jumlah kaca yang telah larut ke dalam cecair.

Ujian ini bertujuan untuk memberikan petunjuk tentang rintangan hidrolitik dan kestabilan kimia bahan kaca dalam keadaan yang melampau. Hasilnya berfungsi sebagai semakan kawalan kualiti untuk memastikan pematuhan dengan spesifikasi dan kesesuaian untuk aplikasi farmaseutikal atau lain-lain yang dimaksudkan.

Faktor utama yang memberi kesan kepada hasil ujian termasuk komposisi kaca, sejarah terma, keadaan permukaan dan parameter ujian seperti suhu, tempoh dan isipadu air. Had yang dibenarkan berbeza-beza berdasarkan jenis kaca seperti dalam monograf farmakope.

Ujian Rintangan Kejutan Terma

Ujian rintangan hentakan terma menentukan keupayaan bahan dan komponen untuk menahan perubahan suhu melampau secara tiba-tiba tanpa retak, patah atau mengalami kerosakan fizikal.

Dalam kaedah ujian ini, spesimen ujian tertakluk kepada peralihan haba yang pantas seperti pemindahan segera antara persekitaran panas dan sejuk atau perubahan suhu mendadak dalam medium sekeliling.

Suhu keterlaluan biasa berjulat dari -70°C hingga +150°C.

Aspek utama yang dinilai ialah integriti struktur selepas pendedahan kejutan haba, ketiadaan retak/patah, dan penyelenggaraan prestasi fungsi. Ujian ini bertujuan untuk mensimulasikan turun naik suhu sebenar yang dilihat dalam amalan disebabkan faktor seperti perubahan cuaca yang pantas, permulaan/penutupan peralatan, atau kitaran terma operasi.

Ujian Beban Menegak:

Ujian beban menegak, juga dikenali sebagai ujian beban paksi, ialah ujian kawalan kualiti utama yang dilakukan untuk menentukan kekuatan mekanikal dan keupayaan bekas kaca untuk menahan daya menegak semasa pengendalian dan penyimpanan.

Dalam ujian ini, bekas dikenakan beban mampatan yang meningkat secara beransur-ansur yang dikenakan secara menegak melalui plat rata sehingga kegagalan berlaku. Tahap beban yang menyebabkan kegagalan dicatatkan untuk dibandingkan dengan had yang ditentukan. Ujian juga boleh dijalankan ke tahap beban yang telah ditetapkan untuk penilaian lulus/gagal.

Aspek utama yang dinilai ialah beban maksimum yang ditahan sebelum patah atau tahap ubah bentuk yang boleh diterima. Ujian ini mensimulasikan keadaan tekanan yang dihadapi dalam amalan dan mengesahkan margin kekuatan yang mencukupi dan pematuhan kepada kod keselamatan.
Faktor seperti ketebalan kaca, kapasiti, geometri, kecacatan, dan kadar aplikasi daya menegak mempengaruhi hasil ujian. Spesifikasi untuk kekuatan minimum berbeza-beza mengikut jenis bekas dan aplikasi yang dimaksudkan.

Ujian Kekuatan Tekanan Dalaman

Ujian kekuatan tekanan dalaman menentukan keupayaan botol kaca dan balang untuk menahan patah apabila tertakluk kepada tekanan dalaman yang dijangkakan semasa pemprosesan dan jangka hayat.

Dalam kaedah ujian ini seperti ASTM C147, bekas kaca dimeterai dengan selamat dan bertekanan secara beransur-ansur secara dalaman sama ada pada kadar stabil (Kaedah B) atau dipegang pada tahap tekanan pra-tetap (Kaedah A) sehingga pecah berlaku. Tahap tekanan yang menyebabkan kegagalan direkodkan.

Aspek utama yang dinilai ialah tekanan permukaan dalaman maksimum yang ditahan dan cara patah. Tekanan pecah yang diukur dibandingkan dengan had yang ditentukan berdasarkan dimensi bekas, kapasiti dan tekanan produk yang dijangkakan. Ujian ini mensimulasikan keadaan tekanan realistik yang boleh dikenakan oleh makanan, minuman, kosmetik dan farmaseutikal yang dibungkus dari semasa ke semasa disebabkan oleh faktor seperti pelepasan gas, perubahan suhu, dsb. Ia berfungsi sebagai semakan kawalan kualiti kritikal sebelum pengedap dan pengedaran bekas. 

Kekuatan tekanan dipengaruhi oleh ketebalan kaca, kecacatan, komposisi, sejarah terma dan kadar pemuatan. Margin keselamatan yang dipertingkatkan menghalang letupan dan bahaya pemecahan. 

Ujian Kebolehtelapan Wap Air

Ujian kebolehtelapan wap air digunakan untuk mengukur kadar dan jumlah wap air yang boleh melalui bahan dari semasa ke semasa. Ia menunjukkan betapa bernafas bahan itu.

Dalam kaedah ujian ini, spesimen bulat diikat dengan selamat di atas bekas ujian terbuka yang mengandungi bahan pengering atau air. Kapal diletakkan dalam suasana terkawal dengan kelembapan dan suhu yang ditetapkan. Udara diedarkan di atas permukaan spesimen pada halaju tertentu.

Sepanjang tempoh yang diukur, jisim wap air yang meresap melalui spesimen ke dalam vesel dikira dengan penimbangan berkala. Ini membolehkan pengiraan kadar penghantaran wap air dan kebolehtelapan bahan ujian.

Parameter utama yang dikawal termasuk suhu udara, tahap kelembapan relatif pada setiap sisi spesimen, dan kadar peredaran udara. Keputusan kebolehtelapan boleh berbeza dengan ketara bergantung pada keadaan ujian ini.

Ujian ini mempunyai aplikasi dalam menilai bahan yang digunakan untuk pembungkusan, pakaian, kasut, sarung tangan, dan peralatan perlindungan, antara lain. Ia menunjukkan keupayaan bahan membenarkan peluh dan wap lembapan meresap melaluinya.

Ujian Pecahan

Ujian pemecahan kaca ialah ujian kawalan kualiti yang dilakukan pada kaca terbaja atau diperkuat secara haba untuk menentukan tahap tegasan sisa dan keselamatan kaca. Dalam ujian pemusnah ini, spesimen kaca terbaja dipecahkan dan serpihan kaca yang terhasil dianalisis. Aspek utama yang dinilai ialah bilangan serpihan yang dikira dalam kawasan ujian, taburan saiz serpihan dan corak pemecahan.

Piawaian seperti EN 12150-1 mentakrifkan keperluan kiraan serpihan minimum berdasarkan ketebalan kaca untuk pengelasan kaca keselamatan. Kiraan serpihan yang lebih tinggi menunjukkan tegasan mampatan sisa yang lebih besar pada permukaan kaca, menghasilkan keselamatan yang dipertingkatkan melalui tahap pemecahan yang lebih tinggi.

Ujian ini menyediakan cara yang praktikal dan boleh dipercayai untuk memastikan pembajaan yang betul, mengukur pemampatan permukaan sisa, dan memenuhi kod keselamatan. Walau bagaimanapun, ia memerlukan memecahkan sampel kaca dan mengira serpihan secara manual, yang membosankan. Teknik analisis digital yang baru muncul sedang mengautomasikan proses kuantifikasi untuk kecekapan yang lebih baik.

Ujian Khusus untuk Bekas Makanan dan Minuman

Apabila ia berkaitan dengan bekas makanan dan minuman, ujian khusus disesuaikan untuk menangani kebimbangan unik untuk aplikasi ini. Bekas penyimpanan makanan kaca mesti lulus ujian ketat untuk memastikan ia tidak mencemarkan makanan atau mengubah rasanya. Ini mungkin termasuk penilaian deria dan pemeriksaan integriti meterai.

• Ujian Penghantaran Spektrum:

Ujian penghantaran spektrum mengukur jumlah cahaya yang dihantar melalui kaca pada panjang gelombang yang berbeza merentasi kawasan ultraungu, boleh dilihat dan inframerah.

Ia melibatkan penggunaan spektrofotometer untuk mengukur peratusan penghantaran kaca atau penghantaran dari julat 290-450 nm untuk bekas farmaseutikal dan dari 250-1800 nm untuk produk kaca lain. 

Aspek utama yang dinilai adalah kesan komposisi kaca, ketebalan, kecacatan dan kelengkungan ke atas pemancaran. Ujian ini bertujuan untuk memastikan penyekatan UV yang mencukupi untuk perlindungan produk, keterlihatan yang sesuai dan pematuhan kepada spesifikasi industri.

Teknik Pengujian Lanjutan

Untuk memastikan keselamatan dan kualiti bekas kaca, teknik ujian lanjutan adalah penting. Teknik ini membantu anda menentukan ketahanan dan ketahanan kaca terhadap pelbagai tekanan, memastikan ia lulus ujian keselamatan kritikal.

Rintangan Hidrolitik Menggunakan Kaedah Autoklaf

Apabila anda menguji rintangan hidrolitik, kaedah autoklaf adalah penting. Kaedah ini melibatkan mendedahkan kaca kepada wap di bawah tekanan, meniru keadaan penuaan yang dipercepatkan. Pengujian boleh mengikut prosedur seperti Kaedah Ujian BA (juga dikenali sebagai kaedah ujian autoklaf A), yang membantu anda menilai rintangan kaca apabila ia tertakluk kepada persekitaran yang agresif dan lembap pada suhu tinggi.

• Ujian Autoklaf Hidrolitik: Sampel kaca diserbukkan, kemudian didedahkan kepada wap dalam autoklaf. Ketahanan kaca dinilai dengan mengukur jumlah alkali yang dibebaskan.

Selain itu, terdapat Kaedah Ujian BW dan Kaedah Ujian PW, yang kedua-duanya mengambil kira penurunan berat sampel kaca selepas menjalani proses autoklaf. Data yang diperoleh daripada ujian ini adalah penting untuk anda sebagai pengeluar kaca untuk mengukur prestasi bekas kaca dalam keadaan yang meniru penggunaan sebenar.

Menganalisis Kegagalan dan Prestasi Di Bawah Tekanan

Menganalisis sebab kaca gagal dan mengukur prestasinya di bawah tekanan adalah ujian yang direka untuk manfaat jangka panjang anda. Ujian progresif ini membantu anda menentukan isu asas yang boleh menyebabkan kegagalan produk.

• Analisis Kegagalan: Pendekatan berkaedah di mana kaca diperiksa selepas kegagalan untuk mengenal pasti punca. Teknik seperti analisis patah dan pemeriksaan permukaan digunakan. Data ini tidak ternilai dalam mencegah kegagalan masa depan.
• Ujian Ketahanan: Ia menilai sejauh mana bekas kaca boleh menahan tekanan mekanikal. Bekas tertakluk kepada keadaan yang meniru pengendalian dan penggunaan dunia sebenar untuk menilai kekuatan dan ketahanannya. Ujian ini membantu memastikan bekas kaca lulus ujian penggunaan harian tanpa kegagalan.

Ujian Pembungkusan Farmaseutikal

Ujian Kaca Serbuk

Ujian Kaca Serbuk ialah ujian kawalan kualiti yang dilakukan pada bekas kaca yang digunakan untuk pembungkusan farmaseutikal untuk menganggarkan jumlah alkali yang boleh larut keluar dari permukaan kaca dalam keadaan yang melampau. Ia melibatkan langkah-langkah utama berikut:

• Bekas kaca dihancurkan menjadi serbuk halus untuk meningkatkan luas permukaan yang terdedah kepada keadaan ujian.
• Sampel kaca serbuk dicuci dengan teliti untuk mengeluarkan sebarang zarah halus yang melekat.
• Sampel kemudian dipanaskan dalam air pada suhu 121°C dalam autoklaf selama 30 minit. Suhu ini mempercepatkan proses larut lesap.
• Larutan tersebut kemudiannya dititrasi dengan asid sulfurik menggunakan penunjuk metil merah untuk menentukan jumlah alkali yang dilarutkan.

Ujian ini memberikan petunjuk tentang rintangan hidrolitik dan ketahanan kimia bekas kaca. Had yang dibenarkan ditetapkan mengikut spesifikasi farmakope berdasarkan jenis kaca. Jumlah alkali terlarut yang lebih tinggi menunjukkan rintangan yang lebih lemah dan peningkatan risiko interaksi produk.

Ujian Serangan Air

Ujian Serangan Air digunakan untuk menentukan sama ada rintangan alkali bekas kaca boleh digunakan untuk kegunaan farmaseutikal, terutamanya yang dirawat dengan sulfur dioksida.

Dalam ujian ini, seluruh bekas kaca direndam selama 30 minit bersama-sama dengan air dalam autoklaf pada suhu 121°C. Di bawah keadaan yang teruk ini, alkali dari permukaan kaca meresap keluar ke dalam air.

Larutan ujian kemudiannya dititrasi dengan larutan asid piawai untuk mengukur jumlah alkali (biasanya ion natrium) yang dibebaskan. Pencairan alkali kemudiannya dikira dan dibandingkan dengan had farmakope yang dibenarkan berdasarkan jenis kaca.

Ujian ini memberikan petunjuk yang berlebihan tentang rintangan hidrolitik dan ketahanan kimia bekas kaca. Jumlah kebocoran alkali yang lebih tinggi menunjukkan rintangan alkali yang lebih lemah dan peningkatan risiko interaksi produk antara kaca dan kandungan farmaseutikal sepanjang jangka hayat.

Ujian Fizikal dan Prestasi

Apabila mempertimbangkan kebolehpercayaan dan keselamatan bekas kaca, ujian fizikal dan prestasi adalah asas. Anda perlu memberi tumpuan kepada sejauh mana bekas boleh mengendalikan tekanan dan memastikan sifat pengedapnya mengikut piawaian.

Pemeriksaan Tekanan dan Rintangan Beban

Ujian untuk kekuatan tekanan dalaman adalah penting untuk menentukan sama ada bekas kaca anda boleh menahan tekanan yang akan mereka hadapi, terutamanya jika ia bertujuan untuk minuman berkarbonat atau kandungan bertekanan lain. Kaedah ujian progresif mungkin digunakan, di mana tekanan meningkat secara berperingkat pada bekas sehingga ia mencapai titik kegagalan. Untuk hasil yang tepat dan boleh berulang, adalah penting bahawa peralatan yang digunakan ditentukur dengan baik dan diselenggara dengan kerap.

• Kaedah Ujian: Ujian biasa termasuk ujian pecah dan ujian tekanan, yang menilai kaca untuk memastikan ia cukup teguh untuk mengelakkan pecah semasa penggunaan biasa dan mampu mengendalikan perubahan tekanan yang mendadak.
• Saiz Spesimen: Setiap bekas yang diuji hendaklah merupakan sampel yang mewakili pengeluaran anda untuk memastikan konsistensi.

Menilai Sifat Pengedap Bekas

Anda juga mesti memeriksa sifat pengedap bekas anda untuk memastikan kedua-duanya kedap udara dan kalis bocor. Ini melibatkan ujian bekas dengan penutupan yang dimaksudkan dalam keadaan yang mungkin dihadapi semasa kitaran hayatnya, seperti disimpan di dalam peti sejuk atau dipanaskan dalam ketuhar gelombang mikro. Mekanisme penutup atau penutup bekas hendaklah diuji berulang kali untuk memastikan pengedap kekal utuh dan berfungsi.

Integriti pengedap dan ujian kebocoran

Integriti pengedap dan ujian kebocoran bekas kaca adalah penting untuk memastikan penutupan kedap udara dan mencegah pencemaran mikrob dalam produk penjagaan kesihatan steril. Kaedah ujian biasa termasuk pereputan vakum, pelepasan gelembung, dan ujian kemasukan pewarna. Bekas diisi dengan larutan, dimeteraikan dan diperiksa untuk sebarang kebocoran yang ditunjukkan oleh kehilangan larutan dari masa ke masa, gelembung gas atau kemasukan larutan pewarna luaran.

Pematuhan Kawal Selia dan Standard

Perbandingan Piawaian Antarabangsa vs Kebangsaan

Semasa anda menavigasi peraturan, anda akan menemui piawaian antarabangsa dan nasional. Piawaian antarabangsa seperti yang ditetapkan oleh ASTM (American Society for Testing and Materials) memberikan konsensus mengenai spesifikasi berkaitan kualiti bahan, keselamatan dan pertimbangan alam sekitar. Piawaian ini berfungsi sebagai penanda aras merentas negara yang berbeza dan membantu dalam mewujudkan titik persamaan untuk pembungkusan yang selamat.

Sebaliknya, piawaian kebangsaan cenderung untuk menangani had pengawalseliaan khusus dan kebimbangan keselamatan yang khusus kepada sesebuah negara. Piawaian ini mungkin lebih ketat atau terperinci dalam aspek tertentu jika dibandingkan dengan piawaian antarabangsa untuk memastikan pematuhan dengan dasar dan amalan tempatan.

Pertimbangan Keselamatan dan Alam Sekitar

Amalan alam sekitar amat berat dalam proses pematuhan. Anda dikehendaki memastikan bahawa pembungkusan kaca anda mematuhi proses pengeluaran dan pelupusan yang selamat terhadap alam sekitar. Had kawal selia juga boleh dilanjutkan kepada kesan alam sekitar bahan yang digunakan dan proses pembuatan bekas kaca. 

Ringkasnya, ujian yang ketat adalah penting untuk memastikan keselamatan dan integriti bekas kaca yang digunakan untuk produk makanan dan minuman. Ujian yang diterangkan menilai atribut utama seperti kekuatan, ketahanan dan keupayaan pengedap hermetik yang penting untuk mengelakkan kerosakan semasa pengeluaran, pengangkutan dan penggunaan. Dengan mematuhi piawaian dan menjalankan penilaian biasa, pengeluar boleh yakin pembungkusan kaca mereka akan melindungi kandungan dan berfungsi seperti yang diharapkan. Apabila reka bentuk dan bahan kontena baharu muncul, ujian akan terus memainkan peranan penting dalam kawalan kualiti dan mengekalkan kepercayaan pengguna dalam industri pembungkusan kaca. Menyesuaikan kaedah ujian kepada inovasi membantu menyokong pertumbuhan yang mampan sambil mengutamakan keselamatan.