Неоднородность стекломассы заключается в различии ее свойств в отдельных макроскопических участках. Она может быть химической и термической.
Отклонения химического состава формуемой стекломассы от заданного могут наблюдаться для всей порции (капли) и для отдельных ее участков.
Следствием такого нарушения будет ухудшение качества формуемого изделия из-за изменения формовочных свойств стекломассы - вязкости, поверхностного натяжения теплопрозрачности и др.
Чтобы избежать химической неоднородности стекломассы, необходимо добиваться завершенности процессов стеклообразования, осветления и гомогенизации. Для получения высококачественной химически однородной стекломассы важное значение имеют качество сырьевых материалов и усреднение шихты, правильная, исключающая расслаивание загрузка шихты в стекловаренную печь, температурный и газовый режимы варки, осветление и гомогенизация при использовании бурления и электрического нагрева, направление потоков и циркуляция стекломассы, качество применяемого огнеупорного материала, способ подачи стекломассы в зону остывания и выработки.
Одной из причин разнотолщинности стенок бутылок и банок является неравномерное распределение температур по корпусу форм, вызывающее местные колебания вязкости стекла и, как результат, его неравномерное распределение в форме. Применение форм с более тонкими стенками позволяет улучшить тепловой режим формования изделий на высокопроизводительных автоматах.
На качество стеклянной тары влияет также конфигурация форм, так как от нее зависит равномерность распределения температуры по корпусу форм и стеклоизделий.
Плохое качество форм и их быстрый износ приводят, как правило, к появлению складок, кованости поверхности, царапин, загрязнений на готовом стеклоизделии. В результате увеличения рабочего объема форм увеличиваются полная вместимость, диаметр корпуса стеклянной тары и уменьшается толщина ее стенок.
Плохое качество выработки тары обусловливается перегревом стекла и недостаточным охлаждением форм. Переохлажденная форма вызывает кованость поверхности изделий и недооформленность горла. Износ горловых колец приводит к браку по горлу бутылок.
Для стабильного выпуска качественных изделий большую роль играет состояние стеклоформующих машин, их соответствие современным требованиям производства. Замена морально устаревшего стеклоформующего оборудования приводит не только к увеличению производительности труда, но и к повышению качества выпускаемой стеклянной тары.
После формования еще не остывшее стеклоизделие с помощью переставителей и транспортера поступает в печь отжига. На этих этапах важно, чтобы контакт транспортирующих устройств с изделием, находящимся в термопластическом состоянии, не приводил к его деформации. Исключительно важным является сокращение времени передачи изделий от стеклоформующей машины в отжигательную печь и наличие экранов вдоль конвейера, защищающих изделия от переохлаждения. Следует отметить, что на этот элемент технологического процесса изготовления стеклянной тары обращают мало внимания даже на передовых стеклотарных заводах страны. Вместе с тем очевидно, что переохлаждение стеклотары до отжига пагубно сказывается на его механических свойствах. Излишне длинные конвейеры без защитных экранов создают возможность локального переохлаждения изделий, появления временных термоупругих напряжений и дефектов в стекле (типа микротрещин). При этом снижается эффективность процесса отжига, релаксация напряжений идет не до конца, остаточные напряжения в отдельных частях стеклоизделия могут превышать допустимые величины, что в свою очередь вызывает ослабление или саморазрушение стеклоизделий.
Для поддержания качества изделий на необходимом уровне при современных способах производства необходим непрерывный контроль и корректировка процесса изготовления изделий. С этой целью необходимо применять методы контроля, обеспечивающие поддержание обратной связи между стадией контроля и регулированием процесса. В систему такого контроля должны входить как составные элементы: измерение, анализ данных и регулирование процесса.
Наибольшую эффективность управления качеством стеклянной тары обеспечит автоматизированная система управлении процессом выработки стеклотары. В этой системе предусматривается управление качеством по картам контроля изделий до и после печи отжига. Изделия на выходе из стеклоформующей машины маркируются по сигналам от форм. Все отмеченные изделия после отжига контролируются и отклонения от нормы фиксируются в карте контроля соответствующей формы. Затем производится считывание брака для каждой формы и для каждого цикла измерения во времени. В случае наличия какого-либо вида брака подается сигнал оператору для замены или регулирования формы, для изменения режима формования изделий. Система автоматического контроля или управления качеством стеклотары включает датчики контроля температуры, массы капли, температуры форм, геометрии и качества поверхности, качества отжига; устройства подачи изделий на позицию контроля, управляемого по заданной программе от датчика номера форм; анализатор качества; сигнальные устройства. Применение таких систем позволит предупредить появление брака, заблаговременно оповестить обслуживающий персонал о дефектах отдельных узлов, правильно планировать ремонт машины и питателя.
Химический состав тарного стекла определяет его выработочные свойства и такие важные эксплуатационные свойства стеклянной тары, как химическая устойчивость и светотехнические характеристики.
Составы тарных стекол колеблются в значительных пределах, что определяется сырьевыми ресурсами разных стран. Совершенствование химических составов тарных стекол направлено на улучшение выработочных свойств стекломассы применительно к производству стеклоизделий на автоматическим линиях, повышение химической устойчивости, защиту содержимого тары от вредного действия световых лучей.
Совершенствованию светозащитных свойств тарных стекол уделяется большое внимание. Известно, что особенно сильно страдают от световых воздействий пиво, молоко, растительные масла, соки и другие пищевые жидкости, которые теряют часть витаминов и приобретают неприятный вкус. Исследования светозащитных и технологических свойств тарных стекол показали, что наилучшими свойствами обладают оранжевые и изумрудно-зеленые стекла. Поэтому на ряде заводов страны внедрена окраска тарного стекла окислами хрома с использованием дешевого недефицитного сырья на основе шлаков от феррохромового производства. Ввод в состав стекла небольшого количества окислов хрома (до 0,2%) заметно увеличивает поглощение вредных лучей стеклом. При этом пропускание инфракрасного излучения остается высоким - до 80%.
Преимуществом этих стекол является то, что их цвет и свойства не зависят от условий варки в противоположность оранжевым и зеленым стеклам, окрашенным окислами железа.
В Италии исследовали влияние рассеянного света на основные показатели белых, розовых и красных вин, хранящихся в бутылках различного цвета в течение 3 мес при температуре 24-29° С. Самым чувствительным к действию света оказалось белое вино, разлитое в белые бутылки. В белом стекле вина приобретали окисленный вкус и запах органических сульфидов. В зеленых бутылках эти изменения были менее чувствительными, а в темно-коричневых все вина сохраняли первоначальный вкус и букет. Спиртуозность, титруемая кислотность и летучие кислоты изменялись незначительно. Абсорбция при 420-520 нм понижалась чувствительно только в винах, хранимых в белых бутылках. Отмечено одновременное понижение полифенолов. Коричневые бутылки не пропускают лучей видимой части спектра длиной волны до 500 нм, и пропускают только 10% лучей до 550 нм. Поэтому рекомендуется отказаться от белых и зеленых бутылок в пользу темно-коричневых, которые надежно защищают вино от влияния света.
Благоприятное изменение светозащитных свойств стеклянной тары может быть достигнуто и без окраски стекломассы, а путем нанесения на поверхность готового изделия окрашенных слоев различного химического состава, например окислов железа, кобальта, никеля. Такие окрашенные слои могут быть получены также в результате ионообменных реакций.
Поверхностная обработка стеклянной тары производится также в целях повышения ее механической прочности, термостойкости и химической устойчивости.
Химическое взаимодействие стекла с водой или кислыми средами, какими являются шипучие напитки, пиво, вино, фруктовые соки, представляет собой сложный процесс. Скорость такой реакции увеличивается или уменьшается в зависимости от присутствия в растворе тех или иных веществ. Водка ведет себя подобно чистой воде, хотя содержание в ней спирта уменьшает скорость реакции. Интересно, что изменение вместимости бутылок, также как и химического состава стекла, из которого они вырабатываются, влияет на их химическую устойчивость, так как с уменьшением вместимости возрастает отношение поверхности контакта бутылки к объему содержимого.
Исследования в нашей стране показали, что химическая устойчивость стеклотары имеет большое значение для сохранности пищевых жидкостей.
При хранении некачественных бутылок в условиях повышенной влажности выявляется их недостаточная химическая устойчивость, поверхность стекла становится матовой вследствие выделения щелочей и образования гидроокисей, которые ускоряют процесс разложения стекла.
При розливе в такую бутылку водки с щелочной средой наблюдается дальнейшее разрушение стекла и образование осадков - силиката натрия и кальция.
Сравнительные испытания бутылок, изготавливаемых за рубежом и на различных стекольных заводах страны, показали, что большинство тарных стекол относятся к III классу гидролитической классификации. Лучшими стеклами являются стронциевое, бороциркониевое, и стекло, содержащее до 3% ВаО. Эти стекла относятся ко II классу гидролитической классификации. Перечисленные стекла имеют повышенную водоустойчивость и щелочеустойчивость.
Повышение химической устойчивости стекла бутылок позволяет избегать выпадения осадков в водках. Этого позволяет избегать также улучшение условий хранения пустой стеклянной тары и нанесение на ее внутреннюю поверхность гидрофобных покрытий.