Качество, стандартизация и сертификация упаковки

Качество,  стандартизация   и сертифика­ция упаковки. 

Новые технологии, материалы и виды упаковки.

Минск   2010

Качество, стандартизация и сертификация упаковки

Качество  упаковки

Показатели качества упаковки, как и любого изделия, делятся на три большие группы:

• функциональные;

• ресурсосберегающие;

Рекомендуемые материалы

• природоохранные.

Функциональные

показатели качества упаковки отра­жают ее способность соответствовать своему назначению и в свою очередь делятся на показатели

· технического эффекта,

· показатели надежности,

· показатели эргономичности,

· пока­затели эстетичности.

Показатели технического эффекта выражают способ­ность упаковки выполнять свои функции в заданных услови­ях использования. К таким показателям в первую очередь относят

· прочность,

· слеживаемость,

· теплопроводность,

· пыле­непроницаемость,

· виброзащитные свойства,

· водонепроница­емость,

· гигроскопичность и т.д.

Требования к механической прочности тары обусловле­ны широким ассортиментом материалов, условиями тран­спортирования и хранения.

Требования к прочности при статических нагрузках обус­ловлены длительными сроками хранения товаров, а также условиями складирования с целью максимального использо­вания складских помещений и транспортных средств.

 В экс­плуатационных условиях товары транспортируются и хра­нятся с укладкой в штабели различной высоты. Очевидно, что нижние ярусы штабеля испытывают наибольшие нагруз­ки, под действием которых тара деформируется, разрушает­ся, сплющивается, продавливается. Испытания прочности к статическим нагрузкам, обязательные при разработке новых упаковочных материалов и конструкций тары, помогают определить оптимальную высоту штабеля, макси­мальный период хранения, обнаружить уязвимые места та­ры, а также выявить дополнительные требования к услови­ям транспортирования и хранения. Испытания проводят в естественных или лабораторных условиях.

Вибростойкость также является одним из основных по­казателей качества упаковки. Существуют стандарты на ус­тойчивость тары к вибрации с установлением пределов час­тоты колебаний и ускорений, характерных для различного рода транспорта. Кроме того, предусмотрено проведение испытаний тары на специальных стендах, имитирующих жесткие условия вибрации. Такие стандарты, разрабатывае­мые на основе директив ЕЭС, частично введены в действие в Республике Беларусь и других странах СНГ.

Стойкость тары к ударам при свободном падении обус­ловлена физико-механическими свойствами применяемого материала, объемом и конструктивными осо­бенностями тары, а также технологическими параметрами ее изготовления. Характеристикой стойкости тары к ударам при свободном падении является высота падения. При разра­ботке стандартов на указанный метод испытания руковод­ствуются директивами ЕЭС. В стандартах приводятся мето­ды, имитирующие ударные нагрузки, действующие в верти­кальной плоскости на тару или упаковку при падении или опрокидывании в процессе транспортирования, перевалок или складирования.

В последние годы потребовалась разработка стандартов на такие прочностные показатели, как

 стойкость к соударе­нию при скольжении по наклонной плоскости,

сопротивле­ние продавливанию,

стойкость к перевалкам.

Эти испытания проводятся в связи с необходимостью транспортировать грузы на дальние расстояния, применени­ем комбинированных перевозок и максимальной механиза­цией погрузочно-разгрузочных операций.

К герметичности тары также предъявляются различ­ные требования. Герметичной является такая тара, которая исключает обмен между ее содержимым и внешней средой. Поэтому большое значение имеют правильный подбор упа­ковочного материала и способов герметизации.

Требования к герметичности тары определяются специ­фическими свойствами продукции, условиями ее хранения и транспортирования.

Методы испытания тары, гарантирующие от потерь про­дукции, должны быть эквивалентны наиболее тяжелым эксплуатационным условиям, наблюдаемым в процессах транспортирования, хранения и реализации конкретной продукции.

Показатели надежности отражают качественные осо­бенности упаковки (долговечность, сохранность). Важней­шие показатели надежности тары (внутренние эксплуатаци­онные факторы) определяют два направления:

• требования к свойствам упаковочного материала (неиз­меняемость свойств упаковочного материала);

• требования к методам оценки пригодности примени­тельно к конкретной упаковываемой продукции (количест­венная и качественная сохранность упакованной продукции).

Под химической стойкостью упаковочного материала от­носительно конкретной среды понимается отсутствие набу­хания, газо-, паро-, влаго- и жиронепроницаемость, отсут­ствие потерь продукции через стенки тары.

Изменение физико-механических свойств упаковочного материала под воздействием агрессивной среды может приве­сти к разрушению тары: растрескиванию, потере формоустойчивости и герметичности, т.е. к преждевременному ее износу.

 Особые требования к прочности тары возникают, если упакованный продукт находится под давлением или давление меняется в процессе хранения под воздействием окружа­ющей среды.

Стандартизация перечисленных требований позволяет в комплексе решить вопросы о правильном выборе упаковоч­ного материала и обеспечении сохранности продукции в га­рантийные сроки.

Показатели эргономичности учитывают комплекс ги­гиенических, антропометрических, физиологических и пси­хологических свойств человека, пользующегося упаковкой.

Показатели эстетичности характеризуют информаци­онную выразительность упаковки: рациональность формы, гармоничность (дизайн).

Ресурсосберегающие

 показатели качества упаковки

— это показатели технологичности упаковки при изготовлении (материальность, энергоемкость, трудоемкость) и показатели ресурсоемкости, которые отражают со­вершенство упаковки по степени потребления ею материаль­ных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов в про­цессе выполнения упаковкой своих функций.

Природоохранные

показатели качества упаковки

де­лятся на:

•  показатели экологичности, которые отражают уро­вень вредного воздействия на окружающую среду при ис­пользовании и переработке упаковки;

• показатели безопасности, характеризующие степень воздействия упаковки (материалов для упаковки) на людей (работников) в процессе изготовления, транспортирования, хранения изделий в упаковке.

Важными документами, усиливающими требования к качеству упаковки с точки зрения обеспечения природоох­ранных показателей, явились принятые еще в начале 1990-х гг. в ряде стран ЕС (Германии, Дании, Нидерландах, Австрии, Бельгии, Франции и др.) национальные законода­тельные акты и экологические нормы. В частности была предложена количественная оценка экологической чистоты упаковочных материалов. За единицу загрязненности при­нималась величина UBP (Umwelt belastungpunkte) — коэф­фициент загрязнения среды упаковкой. UBP во всех случаях оценивался по комплексу показателей, учитывающих состав упаковки, массу, возможность ее утилизации и т.д. Термин "зеленая упаковка", т.е. экологически чистая, легко утили­зируемая или многооборотная, не засоряющая окружающую среду, присваивается упаковке, если ее UBP не превышает 20—30. Если же значение UBP больше 100—110, то упаков­ка признается экологически неприемлемой. Показатель UBP отражает лишь экологическую характеристику упаков­ки, но не устанавливает требований для ее окончательного выбора. Для различных категорий упаковки величина UBP колеблется в широких пределах.

Основными перспективными мероприятиями, направ­ленными на уменьшение загрязнения окружающей среды использованной упаковкой, являются:

• вторичная переработка (рициклинг);

• утилизация сжиганием, поскольку полимерные комби­нированные упаковочные материалы, как правило, хорошо горят. Опыт ряда стран показывает, что 2 т отходов упаков­ки при сжигании заменяют 1 т нефтяного сырья;

• проведение широких исследований и освоение про­изводства полимерных материалов, деструктируемых под воздействием света, микроорганизмов и кислорода воздуха.

Технологические мероприятия, способствующие умень­шению вредного влияния упаковки из полимерных материа­лов, приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Технологические методы, обеспечивающие снижение вредного влияния полимерной упаковки на окружающую среду

Контроль качества упаковки

Контроль качества упаковки ведется в соответствии с многочисленными отраслевыми стандартами на конкретное изделие, а также по стандартам, которые относятся к напол­ненной таре.

Испытание на устойчивость к воздействию дождя (ме­тод испытания в водяных брызгах) позволяет оценить влаго­защитные свойства упаковки. Его проводят в камере, в кото­рой тару подвергают воздействию водяных брызг в течение определенного периода времени. При этом тара заполнена той продукцией, для которой и была предназначена. Тара считается выдер­жавшей испытания, если после воздействия дождя она соот­ветствует требованиям, указанным в стандартах или другой нормативно-технической документации.

Метод испытании тары на сжатие заключается в при­ложении сжимающей нагрузки на тару, помещенную между двумя плитами пресса. Таким образом определяют нагрузку, при которой тара разрушается, теряет свою устойчивость или ее деформация превышает предельное значение. Кроме этого определяют деформацию тары в миллиметрах и способ­ность ее выдерживать данную нагрузку. Испытания прово­дят на прессе, на котором имеется устройство для измерения деформации, а также устройство, регистрирующее график "нагрузка-деформация". Количество образцов для испыта­ния определяется требованиями стандартов или другой нор­мативно-технической документации на конкретные виды та­ры. Образцы испытываются без продукции, за исключением специально оговоренных случаев. Они могут устанавливать­ся перпендикулярно поверхностям пресса, диагонально про­тивоположных узлов или диагонально противоположных ре­бер. Испытания проводят до достижения заданной нагрузки или по достижении предельной деформации. Их прекраща­ют, если образец разрушился, потерял устойчивость или по­лучил повреждение, влияющее на сохранность содержимого, либо деформация образца превысила предельное значение.

Определение  ударозащитных  свойств проводится для упаковки изделий, чувствительных к ударным перегрузкам. Сущность метода заключается в приложении удара к упаковке, помещенной на платформу, и воздействии на упаков­ку удара, возникающего при свободном падении на ударную площадку. При этом контролируются следующие парамет­ры: максимальная перегрузка, действующая на упакованное изделие в момент удара, и длительность действия перегрузки.

Более простой метод определения испытания на удар за­ключается в визуальной фиксации повреждений, получен­ных тарой при ее сбрасывании на площадку. Другими слова­ми, образец считается выдержавшим испытания, если после проведения испытаний он не имеет повреждений, влияющих на сохранность продукции.

Если тара в процессе эксплуатации испытывает вибра­цию, то необходимо определить ее виброзащитные свой­ства. Сущность метода состоит в воздействии на упаковку с изделиями гармонической или случайной вибрацией с за­данными параметрами. Испытания проводят на соответству­ющем вибростенде (вибростоле). Обычное время испытаний составляет 5—10 мин, если в стандарте на конкретную упа­ковку не сказано иного. После окончания воздействий виб­рации с заданными параметрами определяют отклонение по­казателей качества упакованного материала. Существует и другой метод определения вибропрочности, который отлича­ется от описанного выше тем, что при испытаниях тары на нее укладывают груз, имитирующий действие штабеля. Об­разцы тары считаются выдержавшими испытания, если пос­ле них тара не имеет повреждений, влияющих на сохран­ность продукции.

При определении устойчивости на пыленепроницаемость на упаковку воздействуют циркулирующей пылеобразной смесью в течение заданного времени, затем определяют про­никновение пыли из внешней среды в упаковку. В качестве основы пыли используют измельченные диатомит, кварце­вый песок и люминесцентный порошок, который после облу­чения ультрафиолетовыми лучами излучает цвет. Время проведения испытаний составляет 4 ч, если в стандарте на конкретный вид упаковки не сказано иного. Упаковку при­нято считать пыленепроницаемой, если ни в одном из образ­цов не обнаружено проникновения пылеобразной смеси.

Наряду с анализом возможности проникновения пыли из внешней среды в упаковку проводят определение проницаемости продукта из упаковки во внешнюю среду. В этом слу­чае образцы упаковки, заполненной продуктом, испытыва­ют на вибропрочность или удар при свободном падении. Для определения прочности упаковки при свободном падении на пол вокруг испытательной аппаратуры или на плиту вибра­ционного стола кладут бумагу, отличающуюся по цвету от упаковки продукта. Проникновение упакованного продукта через упаковку определяют визуально — но наличию этого продукта на бумаге. Упаковку считают выдержавшей испы­тание, если продукт ни из одного образца упаковки не про­ник во внешнюю среду. В противном случае упаковка счита­ется пылепроницаемой.

Стандарт рассматривает также возможность испытания тары при штабелирова­нии. Сущность метода состоит в испытании тары под стати­ческой нагрузкой с последующим определением деформации или других повреждений от груза. Продолжительность ис­пытания — 24 часа или до разрушения образца, если в стан­дарте на конкретную тару не сказано иное. Выдержавшим испытания принято считать такой образец, который после них не имел повреждений, а его деформация не превысила предельного значения, указанного в нормативно-техниче­ской документации на конкретные виды тары.

В процессе эксплуатации тара может подвергаться гори­зонтальному удару и опрокидыванию. Поэтому предусмот­рены соответствующие методы ее испытаний. В первом слу­чае образец помещают на двухосную тележку, установлен­ную на наклонной плоскости. Плоскость, в свою очередь, имеет рельсы. Угол наклона плоскости составляет 10°. Груз удерживается на наклонной плоскости подъемным устрой­ством. На конце наклонной плоскости закреплена ударная стена, имеющая амортизирующий буфер. При проведении испытания подъемное устройство отпускает тележку, кото­рая катится вниз и ударяется об ударную стену. Последова­тельность и количество ударов определяются соответствую­щей нормативно-технической документацией. После удара визуально определяется степень повреждения образца.

Во втором случае образец тары подвергают ударам путем его опрокидывания из положения неустойчивого равнове­сия. Образец тары устанавливают на ударной площадке на ребро или заданную точку и при этом добиваются состояния неустойчивого равновесия. Затем его отпускают. Цикл уда­ров определяется соответствующей нормативно-технической документацией на конкретный вид тары. Образец считается выдержавшим испытания, если после установленного числа циклов он не имеет повреждений.

К таре, которая используется для перевозки опасных гру­зов, предъявляются более высокие требования, чем к обыч­ной продукции.

Стандартизация

Стандартизация — это деятельность, заключающаяся в нахождении решений для повторяющихся задач в любых сферах и направленная на достижение оптимальной степени упорядочения.

Объектами стандартизации в области упаковки являются:

• терминология;

• геометрические размеры;

• типы тары и упаковки;

• правила маркировки;

• технические условия изготовления;

• технические условия упаковки;

• правила испытания, тестирования;

• особенности упаковки изделий и их транспортирования в таре.

В случае необходимости помимо стандартов на упаковку и тару разрабатываются технические условия (ТУ) и техни­ческие описания (ТО).

Для обеспечения проверки соответствия упаковки нор­мативно-технической документации ее нередко сертифици­руют.

Сертификация

Сертификация — это действие, проводимое с целью установления и подтверждения посредством сертификата со­ответствия упаковки определенным стандартам или техни­ческим условиям. Сертификация упаковки — достаточно до­рогая процедура, особенно если она проводится третьей сто­роной (до 2 % себестоимости упаковки). Она должна быть экономически целесообразной и подходящей как для изгото­вителя упаковки, так и ее потребителя.

Основными видами сертификации, используемыми в на­стоящее время, являются:

• обязательная (государственная);

• добровольная (коммерческая);

• потребительская.

Статистика утверждает, что значительную часть образу­ющихся отходов составляет использованная упаковка, а в городском мусоре ее удельный вес доходит до 70 %.

Данная проблема имеет огромное социальное значение. Поэтому при решении вопросов освоения и производства но­вых видов упаковки, а также переработки использованных тароупаковочных материалов необходимо:

• знать, из какого материала изготовлена упаковка, под­лежит ли этот материал сжиганию, вторичной переработке или захоронению. Это должно быть подтверждено наличием или отсутствием определенной информации, называемой экомаркировкой или протоколом испытаний;

• иметь соответствующую инфраструктуру оценки соот­ветствия тароупаковочной продукции предъявленным требо­ваниям или иметь системы сертификации тары и упаковки.

Сертификация важна как для изготовителя, так и для потребителя. Сертификация упаковки дает потребителю га­рантию, что независимо от места и времени изготовления продукции она безвредна и соответствует установленным требованиям. Кроме того, сертификация дает возможность предприятию подтвердить конкурентоспособность своей продукции и получить дополнительную прибыль, а значит, улучшить условия жизни и труда своих работников. Причем высокий уровень современной упаковки создает предпосыл­ки для улучшения условий работы на складах, перевалоч­ных пунктах и оптовых базах за счет автоматизации погруз­ки, складирования и транспортирования, а это также носит социальный характер. Помимо этого хороший дизайн упа­ковки способствует массовому эстетическому воспитанию населения, развитию чувства прекрасного.

Сертификация упаковки важна и для государства, по­скольку система оценки соответствия упаковки установлен­ным требованиям позволяет обеспечивать гарантию стабиль­ной экологической обстановки.

В Беларуси сертификация упаковки проводится пока еще на добровольных началах, хотя в других странах (например, в России, Польше) она осуществляется в обязательном по­рядке. Система сертификации позволяет предприятиям офи­циально подтвердить соответствие своей продукции требова­ниям нормативно-технической документации. В настоящее время в рамках Межгосударственной стандартизации стран СНГ ведется разработка стандартов, устанавливающих тре­бования к таре по безопасности, маркировке и ресурсосбере­жению. В этом направлении работают два Межгосудар­ственных технических комитета: МТК-144 — "тара стек­лянная" и МТК-223 — "упаковка". Оба эти МТК находятся в России.

Если говорить о показателях, которые подлежат оценке при сертификации, то при проведении обязательной серти­фикации оцениваются показатели безопасности.

При добровольной сертификации оценке подлежат пока­затели, заявленные производителем перед потребителем.

Для предприятий, экспортирующих продукцию в страну, в которой введена обязательная сертификация упаковки, оценка производится по показателям безопасности.

Помимо сертификации образцы упаковки подвергаются различного рода испытаниям.

Выделяют четыре группы испытаний:

• технические, позволяющие проверить соответствие упаковки различным стандартам;

• визуальные, дающие возможность удостовериться в правильном выборе дизайна, цвета, шрифта, конструкции;

• дилерские, необходимые для установления соответ­ствия упаковки требованиям посредников с точки зрения то­вароведения и продвижения товара на рынок;

• потребительские, позволяющие удостовериться, на­сколько упаковка соответствует реальным запросам и по­требностям потенциальных покупателей.

Новые технологии, материалы и виды упаковки

В настоящее время существуют следующие основные на­правления совершенствования технологии, материалов и ви­дов упаковки, соответствующей современным требованиям:

• асептическая упаковка;

• упаковка под вакуумом;

• упаковка в газовой среде;

• разогреваемая и стерилизуемая упаковка;

• активная упаковка;

• новые материалы для упаковки.

Асептическая упаковка. В области упаковочной техно­логии наибольшее развитие в настоящее время получила асептическая упаковка пищевых продуктов. Эта технология широко используется для жидких продуктов (молоко и мо­лочные продукты — более 65 %, различные соки — более 25 %, пасты, супы и др. — 10 %).

Наиболее распространенная схема асептической упаков­ки пищевых продуктов включает три стадии:

• стерилизация упаковочного материала;

• термическая обработка пищевого продукта;

• расфасовка и запечатывание упаковки.

При асептическом упаковывании продукт и упаковка стерилизуются раздельно, затем упаковка заполняется и укупоривается в стерильных условиях. Наиболее широкое распространение получил химический метод стерилизации растворами пероксида водорода, а также S0₂, озоном, смесью Н2О2 и уксусной кислоты. Используют и физические методы: термический, ультрафиолетовое (УФ) или инфра­красное (ИК) облучение. Стерилизация проводится в специ­альной камере обработкой Н2О2 упаковки в течение определенного времени. После сушки упаковка поступает в зону за­полнения стерилизованным продуктом. Заливка продукта происходит со дна упаковки, что позволяет избежать вспени­вания. После заполнения верх упаковки промывается струей инертного газа, производится тепловая сварка низа (донной части). Упаковка переворачивается и направляется на окон­чательное упаковывание в пленку или в транспортную коро­бочную тару.

В настоящее время имеется большой выбор материалов и разнообразной формы упаковок для асептической расфа­совки, отвечающих высокому уровню барьерных свойств. Используют банки из белой жести и алюминия, стеклянные и пластмассовые бутылки, различные пакеты, упаковки из комбинированных материалов "Bag-in-Box" (пакет в ко­робке).

В зависимости от типа материала (стекло, бумага, кар­тон, пластмасса, комбинированные многослойные материа­лы), а также формы (стаканчик, бутылка, коробка и т.д.) ис­пользуют различные методы обработки перекисью водорода: распыление, погружение и др.

Чаще всего при асептическом способе упаковывания по­мимо "пюр пак", "ультра пак", "брик пак" и "тетра пак" ис­пользуются и "тетра брик асептик" из комбинированных ма­териалов (для молока), а также пластмассовые стаканчики и коробочки (для йогуртов, пудингов, десертов и др.) одноразо­вого использования и т.д. В последнее время получает приме­нение новый вид упаковки — "двойная" тара ("Bag-in-Box") при транспортировке продуктов внутри предприятия, с од­ного предприятия на другое и в сети общественного питания. Такая упаковка состоит из тонкого пакета, который для при­дания ему жесткости помещается в контейнер в виде ящика из гофрокартона или бочку. Пакет емкостью от 1,5 л и более при наполнении используется только один раз, а картонный контейнер объемом 1000 л и более является многоразовым.

Асептическое упаковывание позволяет сохранить органо-лептические и вкусовые характеристики пищевого продукта значительно дольше, чем при упаковывании в обычных усло­виях. Проводимая перед расфасовкой продукта его термиче­ская обработка помогает избавиться от вредных микроорга­низмов, влияющих на сохранность содержимого упаковки

Асептическая технология упаковывания представляется прогрессивной и подходящей для многих продуктов (глав­ным образом жидких), так как позволяет комплексно ре­шать логистическую задачу производства, хранения, транс­портировки и реализации молочной продукции, безалко­гольных напитков, легких вин и других жидких продуктов.

Упаковка под вакуумом. В процессе хранения во многих пищевых продуктах под действием кислорода, света и темпе­ратуры происходят различные химические и микробиологи­ческие изменения. Особенно чувствительны к окислению белки мяса, рыбы и птицы. Сыпучие пищевые продукты подвержены сильному окислению вследствие большой пло­щади соприкосновения с кислородом. Для устранения вред­ного влияния кислорода на продукты используют различные приемы: удаление кислорода, применение защитных газов, замораживание продуктов.

Наиболее доступным является упаковывание, при кото­ром кислород удаляется с помощью вакуума. Для этого ис­пользуют главным образом полимерные пленки: ПВХ, ПП, ПА и др., а также комбинированные материалы с высокими барьерными свойствами. Для ва­куумного упаковывания чаще используют термоусадочные пленки.

Широкое распространение получили также термоформованные упаковки для свежего мяса. Они представляют собой лоток из термопласта или вспененного материала (например, пенополистирола), на котором размещается упаковываемый продукт. Сверху приваривается пленка, из-под которой предварительно выкачивается воздух, создавая таким обра­зом вакуум.

Разновидностью такой упаковки является упаковка типа "skin" фирмы "Cryovac", повторяющая после термообработ­ки контуры продукта за счет плотного облегания содержимо­го упаковки.

Для сохранения скоропортящихся продуктов (мяса и мясной продукции, рыбы, птицы и изделий из них, хлебобу­лочных изделий и др.) целесообразно применение вакуумной упаковки "multivac". Процесс упаковывания происходит за счет высокой степени усадки полимерных пленок (сокраща­ющиеся материалы), подготовленных специальным обра­зом. Применяют также и многослойные пленки, обладаю­щие хорошими облегающими свойствами, которым допол­нительно придаются эффективные барьерные свойства, ме­шающие проникновению кислорода. При вакуумном упако­вывании не рекомендуется применять тонкие мягкие плен­ки. Их нельзя использовать для упаковки хрупких и легко деформируемых продуктов, а также изделий с острыми по­верхностями, чтобы не повредить пленку.

Упаковка в газовой среде. Для упаковывания свежих овощей, фруктов, пищевых продуктов, кулинарных, хлебо­булочных, кондитерских изделий и др. используют герме­тичные упаковки с регулируемым и модифицированным со­ставом газовой среды.

Специально подобранная (модифицированная) газообраз­ная смесь внутри упаковки приводит к резкому снижению скорости процесса газообмена с окружающей средой, замед­лению роста микроорганизмов и подавлению процесса гние­ния. Вследствие этого срок хранения продукта увеличивает­ся в несколько раз.

Различают следующие способы упаковки в газовой среде:

· в среде инертного газа (N2, СО2, Аг);

· в регулируемой газовой среде (РГС), когда состав газо­вой смеси должен изменяться только в заданных пределах, что требует значительных капиталовложений в оборудова­ние и больших расходов на обеспечение оптимальных усло­вий хранения продукции;

· в модифицированной газовой среде (МГС), когда в на­чальный период в качестве окружающей среды используется обычный воздух, а затем, в зависимости от природы храня­щихся продуктов и физических условий окружающей сре­ды, добавляют некоторое необходимое количество определенного  газа (или смеси газов).

С точки зрения со­хранности продукта наибольшее распространение получила упаковка в МГС.

Инертный газ азот используется в качестве наполнителя газовой смеси внутри упаковки, так как он не изменяет цвет мяса и подавляет рост микроорганизмов. Благодаря таким свойствам его можно использовать вместо вакуумирования.

Углекислый газ подавляет рост бактерий, поэтому при использовании его на ранних стадиях развития микроорга­низмов срок хранения упаковываемого продукта значитель­но увеличивается.

Пищевые продукты можно условно разделить на две группы: "дышащие" (с биохимической метаболической ак­тивностью) и "не дышащие" (приготовленные блюда, пасты и др.). В зависимости от этого рекомендуются соответству­ющие условия хранения продукта и состав МГС.

При упаковке "дышащих" и "не дышащих" продуктов состав газовой среды существенно различается. Для свежих мясных продуктов с целью сохранения исходного красного цвета в смеси указанных газов необходимо повышенное со­держание 0₂ и С0₂ (например, 80—90 % и 20—10 % соответ­ственно), а при упаковывании свежих фруктов и овощей — пониженное количество 0₂ (до 3—8 %) и повышенное — СО_а (до 15—20 %), поскольку снижение содержания кислорода и повышение содержания углекислого газа замедляют созре­вание фруктов, задерживают появление мягкости и снижа­ют скорость химических реакций, сопровождающих созре­вание. Однако при сверхнизком содержании 0₂ могут по­явиться анаэробное дыхание и нежелательный аромат (вследствие накапливания молекул этанола и ацетальдегида), а повышенное количество 0₂ приводит к появлению ожогов на фруктах и коричневых пятен на другом раститель­ном сырье.

Таким образом, выбор упаковочного материала для хра­нения овощей и фруктов в МГС определяется скоростью "ды­хания" продукта и его проницаемостью по отношению к ат­мосферным газам, а также температурой хранения.

В качестве селективно-проницаемых упаковок для неко­торых сортов овощей и фруктов применяют полимерные пленки с микропористыми отверстиями диаметром от 5 до 500 мкм, изготовляемые холодной штамповкой или лазер­ным способом. Повышению качества и срока сохранения продуктов, упаковываемых в МГС и РГС, служит использование поглотителей (газопоглощающих веществ), вводимых в состав полимерной упаковки или укладываемых внутрь нее вместе с пищевыми продуктами. В качестве поглотите­лей используют вещества, абсорбирующие молекулы С*2, СОз или этилена (гашеная известь, активированный древесный уголь, MgO — для поглощения СО₂, порошкообразное желе­зо — для поглощения О₂, КМnО₄, порошок строительной глины, фенил метилсиликон — для поглощения этилена и др.). Подбирая состав и количество поглотителей, можно точно регулировать состав газовой среды, создавая лучшие условия внутри упаковки.

Этим целям служит и предварительная обработка про­дукта, и его подбор. Закладываемые на длительное хранение продукты должны быть качественными, чистыми и хорошо подготовленными вплоть до индивидуальной упаковки или обработки химическим способом (напылением, окунанием). Для повышения срока хранения свежих пищевых продуктов используют еще одну прогрессивную технологию — облуче­ние запечатанных упаковок потоком ионизирующих лучей.

Упаковывание в среде МГС производится на автомати­ческих упаковочных линиях, работающих по схеме изготов­ление — заполнение — запечатывание. Линии имеют не­сколько рабочих узлов: нагрев полотна упаковочного мате­риала, термоформование упаковки, заполнение полостей упаковки продуктом, вакуумирование упаковки, заполне­ние свободного объема МГС, запечатывание упаковки. Ма­шина обеспечивается системой подачи МГС.

Применение термоусадочной пленки упрощает процесс упаковывания в МГС, поскольку исключает заблаговремен­ное приготовление пакетов и лотков. Такая пленка обладает высокой кислородонепроницаемостью даже в атмосфере с повышенным содержанием О₂ (до 70—80 %) и высокой ароматонепроницаемостью, хорошо сохраняет первичный цвет свежего мяса и витамин С.    Этот способ упаковывания стал одним из основных, так как охватывает большой ассортимент продуктов, эффекти­вен и экономичен в ряде случаев, позволяет создавать МГС внутри индивидуальной упаковки с различными порцион­ными блюдами, транспортной тары и целых хранилищ, значительно повышая срок хранения продуктов. Основной про­блемой массового распространения упаковок в МГС является невозможность изменения размера упаковки без изменения при этом общего бактериостатического действия углекисло­го газа и соответственно повышения срока хранения упако­ванного пищевого продукта.

Разогреваемая и стерилизуемая упаковки. Новой об­ластью применения упаковки из полимерных и комбиниро­ванных материалов является использование ее с упакован­ным продуктом для разогрева в микроволновых печах (МВП) или стерилизации.

В такой упаковке изготовляют большое количество блюд: пиццу, гамбургеры, кукурузные хлопья, готовые к употреб­лению блюда, десерты, мясные и рыбные полуфабрикаты, птицу, овощные блюда, продукты длительного хранения и ДР-

Материалы и тара для микроволновой упаковки (лотки, тарелки и др.) должны отвечать требованиям морозостойко­сти, теплостойкости, а также санитарно-гигиеническим тре­бованиям при повышенных (200 °С) температурах, поэтому микроволновые упаковки необходимо изготовлять из термо­стойких полимеров. В настоящее время микроволновая упа­ковка изготовляется главным образом из картона с покрыти­ем из полистирола (ПС) или полиэтилентерефталата (ПЭТФ). Изделия из вспененного ПЭТФ эффективны для воздушного или микроволнового разогрева пищи, но нецелесообразны для хранения замороженных продуктов, так как обладают высокой изоляцией от холода, что снижает эффективность действия холодильных установок.

В США разработана новая конструкция разогреваемой трехслойной упаковки Heatpack из полиэфирной пленки Melinex фирмы ICI. Она представляет собой мелкий лоток, в дне которого вырезается отверстие, запечатываемое плен­кой. Лоток заполняется продуктом и упаковывается в плен­ку, а затем поступает на замораживание (при необходимо­сти) в холодильную камеру. Перед употреблением упаковку опрокидывают на тарелку, а после разогрева снимают, и еда остается на тарелке (например, спагетти с соусом). В резуль­тате внешний вид пищи становится более привлекательным, чем при разогреве в обычном лотке с последующим перекла дыванием на тарелку. Этот тип упаковки — свидетельство совершенно нового подхода к конструированию ее для мик­роволновых печей по сравнению с модернизацией уже имею­щихся решений.

Полимерные и комбинированные материалы широко применяются при изготовлении стерилизуемых пакетов. Это гибкие упаковки, заполняемые продуктом и подвергаемые полному технологическому процессу термической обработ­ки. Такие продукты затем можно хранить до двух лет и более при обычных температурах.

Стерилизуемые пакеты изготовляют из ламинатов: трех­слойных — полиэтилентерефталат (12 мкм), алюминиевая фольга (9 мкм), модифицированный полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) (70 мкм) или этиленпропиленовый сопо­лимер; двухслойных — без алюминиевой фольги. Клеи, ис­пользуемые для соединения слоев, должны обеспечивать вы­сокую адгезионную прочность во избежание расслоения при хранении и перевозках. Трехслойные ламинаты гаранти­руют самый большой срок хранения продуктов. Алюминие­вая фольга служит защитным барьером от воздействия кис­лорода, влаги и света. Целостность упаковки зависит от ма­териалов, используемых для внутреннего слоя. Внешний слой должен быть прочным, износостойким и обеспечивать необходимое качество продукта. Применение стерилизуе­мых пакетов обусловливается двумя показателями — высо­ким качеством упаковываемого продукта и удобством ис­пользования таких упаковок.

Высокое качество продукта обеспечивается за счет того, что тепловая обработка, необходимая для стерилизации, яв­ляется кратковременной, но при этом достигается равномер­ность прогрева продукта по всей массе.

Удобство использования стерилизуемой полимерной и комбинированной упаковки объяс­няется меньшими весом (по сравнению с металлической и стеклянной) и объемом в процессе хранения и при реализа­ции в торговых залах. Еще одним достоинством такой упа­ковки является удобство вскрытия, а также биологическая стабильность содержимого при комнатной температуре. Она не требует дополнительного охлаждения или заморажива­ния в холодильных установках и обеспечивает удобство при­готовления пищи.  Для стерилизуемого упаковывания предназначены как индивидуальные (мясо, рыба, овощи и др.), так и сложные (мясо в соусе, рыба в соусе, сложные десерты и др.) продук­ты. Такие упаковки очень удобны для организации питания в школах, больницах, столовых и т.д. Они могут быть разны­ми по объему (от 200 г до 2—3 кг).

Применение разогреваемых и стерилизуемых упаковок экономит время, физические усилия и энергию потребителя, повышая тем самым социальную значимость упаковки.

Активная упаковка. Главной задачей упаковки являет­ся защита содержимого и продление стойкости упакованного продукта. При этом до недавнего времени считалось, что между упаковкой и ее содержимым не должно быть никако­го взаимодействия или оно должно быть минимальным. Ак­тивные упаковки (active packaging = АР), называемые также интерактивными упаковками (interactive packaging = IP), противоречат этому правилу, поскольку в них продукт, упа­ковка и окружающая среда воздействуют друг на друга, что в итоге позволяет продлить стойкость и пригодность к упот­реблению упакованного пищевого продукта. Благодаря но­вым технологиям стали возможными изменение, а точнее, расширение функций упаковки. Если раньше она являлась просто барьером для внешних воздействий, то теперь играет активную роль в защите упакованного продукта. В упаковку или упаковочный материал включены вещества, выполняю­щие задачу активной защиты упакованного пищевого про­дукта, например от воздействия и развития микроорганиз­мов или возникновения посторонних запахов, привкусов.

Технологии упаковки с применением активных упаковок включают:

• введение в упаковку или упаковочный материал (обыч­но полимерные пленки) химических реагентов, таких как порошкообразный оксид железа, карбоксид железа и другие его соединения, либо энзимов, например гликозидазы, пог­лощающих и удаляющих кислород из воздуха внутри упа­ковки;

• введение в упаковку веществ, выделяющих или погло­щающих углекислый газ, а также осуществляющих управ­ление содержанием углекислого газа внутри упаковки либо путем образования, либо путем его выделения из упаковоч­ного материала. Такие вещества производятся или на основе карбоната железа, или смеси из аскорбиновой кислоты с би­карбонатом натрия, или смеси карбоната железа с галогенидами металлов, или содержат гидроокись кальция, которая образует карбонат кальция;

• управление концентрацией этилена в упаковке путем поглощения окисляющим средством либо металлоорганическим соединением. Чаще всего этилен удаляется путем применения перманганата калия;

• выделение этанола в виде пара внутрь упаковки в ка­честве фактора, тормозящего развитие микрофлоры;

• применение таких химических средств, как консерван­ты (например, пропионовая или сорбитоловая кислоты), бак­терицидные вещества и антиоксиданты, которые выделяют­ся упаковочным материалом и предотвращают порчу пище­вого продукта;

• применение регуляторов влажности, которые поглоща­ют избыточную влагу из окружения пищевого продукта. Для этой цели чаще всего применяют осушители, среди которых наиболее распространенным является силикагель;

• применение технологии, позволяющей регулировать запах и вкус путем включения в упаковочный материал спе­циальных химических веществ или молекулярных сит, которые либо химически реагируют с нежелательными компо­нентами содержимого упаковки, либо их поглощают. Эта технология разработана и запатентована фирмой "Du Pont". В упаковочный материал включены молекулярные сита на основе алюмосиликатов с диаметром пор не менее 5,5 нано­метра, которые отделяют ряд летучих соединений, выде­ляющихся из пищевых продуктов во время процесса их ста­рения.

Новые  материалы для упаковки.

Среди них прежде все­го следует отметить избирательные пленки ("smart films"), регулирующие миграцию кислорода и углекислого газа между упаковкой и окружающим воздухом. Для дышащих продуктов, таких как фрукты и овощи, в целях контроля ды­хания и дозревания упаковочного продукта необходимо обеспечить проникновение небольшого количества кислоро­да через пленку. В противном случае продукты могут испор­титься и, что еще более опасно, в них могут развиться ана­эробные бактерии ботулизма.

Новым материалом, применяемым в упаковке, является также пленка, покрытая окислами кремния, иначе называе­мая "гибким стеклом" или QLF-пленкой. В качестве подлож­ки в данном случае обычно применяется пленка из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), на которую наносится тонкий слой (0,00007—0,0002 мм) Si0₂, придающий пленке барьерные свойства против воздействия кислорода и водяного пара и со­храняющий прозрачность и проницаемость материала для микроволнового излучения, а также возможность исполь­зования детекторов металла для продуктов в этой упаков­ке. В настоящее время такие пленки используются при изго­товлении пакетов с высокими барьерными свойствами для упаковки соленых закусок в инертных газах, печенья, крекеров, вина и фруктовых соков, оберток для веществ, ароматизирующих конфеты и жевательные резинки, изде­лий из мяса, сыра, а также при изготовлении прозрачных крышек подносов с охлажденными пищевыми продуктами, особенно предназначенных для подогревания в микроволно­вых печах.

Ориентированная полипропиленовая пленка (ОПП) в зна­чительной степени вытеснила с рынка пленку из восстанов­ленной целлюлозы, широко известной под фирменным названием "целлофан". Последняя область применения целло­фана при завертывании конфет методом скручивания была вытеснена ОПП без покрытия или металлизированной плен­кой, а также пленкой из полиэтилена высокой плотности. Благодаря механической стойкости он позволяет заверты­вать конфеты на современных машинах с производительнос­тью более 1000 штук в минуту, а ОПП с закрепленной па­мятью формы обеспечивает двустороннее закручивание обертки конфеты без пружинящего возвращения к первич­ной форме.

Новейшим упаковочным материалом является эколин (ELM — Ecolean Material). Пленка состоит из полиэтилена или полипропилена с дешевыми инертными минеральными наполнителями известняком (Са₂СОз) или доломитом (Mg₂C0₃ • СагСОз), которые могут составлять более 50 % ма­териала (полиэтилен или полипропилен являются связую­щим материалом для частичек известняка или доломита). Контактные стороны пленки обычно покрывают тонким сло­ем чистого полиэтилена (полипропилена) для предотвраще­ния миграции минеральных частиц и сохранения рН. Плен­ка очень пластична, применяется для завертывания конфет, сливочного масла и подобных продуктов, поскольку не обла­дает памятью формы и не пружинит. Повышенная барьерность к ультрафиолетовому излучению позволяет применять ее для автоматической или ручной упаковки брикетов твер­дых жиров, масла, маргарина, сыра и мясного фарша.

Трех­слойные пленки применяются при автоматической упаковке молока. Из трехслойной пленки со срединным слоем поли­пропилена производят стаканы для молочных продуктов. Возможно производство легкооткрываемых баночек из од­ного материала. Важно отметить высокую прочность свар­ных швов на такой пленке. Ее можно использовать при про­изводстве упаковки для фруктовых соков, пищевых расти­тельных масел, изготовлении подносов для охлажденных продуктов.

Данный материал прошел все необходимые гигиениче­ские тесты, сертифицирован для контакта с пищевыми про­дуктами. Основным его преимуществом является экологичность, к тому же используется меньше нефтепродуктов, по­требляются дешевые исходные материалы, он нетоксичен.

При производстве поддонов для пищи, предназначенной для подогрева в микроволновой печи, нашел применение тонкий картон, покрытый полиэтилентерефталатом (ПЭТФ), называемый "ovenable board". Коробки из этого картона (ovenable cartons) и подносы (ovenable trays), кон­структивно приспособленные к подогреванию как в микро­волновой печи, так и в обычной духовке, называют "dual ovenable cartons" или "dual ovenable trays". Картон, предназ­наченный для последнего вида подносов, называемый "dual ovenable board", должен быть устойчивым при изменении температуры в пределах от -40 °С до +200 °С.

До недавнего времени одним из существенных недостат­ков микроволновых печей считалась невозможность получе­ния коричневого оттенка и хрустящей корочки на поверх­ности пищевого продукта. Благодаря применению стимуля­торов микроволнового нагрева (microweve heating enhan­cers), в основном базирующихся на сусцепторной техноло­гии, эта проблема была решена. В качестве сусцептора ис­пользуют металлизированную ориентированную ПЭТФ-пленку с катодным напылением тонкого слоя алюминия толщи­ной около 0,0000375 мм, ламинированную бумагой или тон­ким картоном. В микроволновой печи сусцепторный матери­ал поглощает микроволновое излучение и преобразует его в тепловую энергию, нагреваясь до температуры +220 °С, что позволяет получить румяную хрустящую корочку. Стимуля­торы микроволнового нагревания включаются в пакеты, обертки, картонные коробки и прочую упаковку.

Еще одним новым материалом, разработанным несколь­кими ведущими мировыми производителями полиэфиров, является полиэтиленнафтален (ПЭН). По сравнению с ПЭТФ он имеет следующие преимущества: большую механическую прочность (благодаря чему на бутылку из ПЭН расходуется на 20 % меньше материала, чем из ПЭТФ); большую химиче­скую стойкость к маслам, жирам и едким растворам; лучшие барьерные свойства против воздействия кислорода и угле­кислого газа, позволяющие применять ПЭН-бутылки для пива и фруктовых соков; устойчивость к ультрафиолетовому излучению, которая обеспечивает защиту содержимого (рас­тительных масел, витаминов и др.). К тому же ПЭН-бутылки можно наполнять и мыть при более высоких температурах  (до +100 °С), что позволяет производить бутылки многоразового использования, а время производства бутылки из ПЭН-заготовки составляет 23 с, тогда как на производство ПЭТФ-бутылки затрачивается 39 с. Ведутся работы с композицией ПЭТФ/ПЭН, из которой получен материал с высокой теплостойкостью, позволяющий производить на­полнение бутылок продуктом при +95 °С. Кроме того, он имеет хорошие барьерные свойства против воздействия кис­лорода и углекислого газа.

Тенденции к защите окружающей среды ведут к распро­странению деградирующих материалов, в том числе биодеградирующих и фотодеградирующих, прежде всего из плас­тических масс с примесью крахмала, подвергающихся естес­твенному распаду после использования и облегчающих ути­лизацию отходов.

С целью защиты окружающей среды повсеместно приме­няются упаковки, состоящие целиком из одного материала. Это касается металлической упаковки, когда банки  из белой жести закрывались легкооткрываемой алюминиевой крышкой. Правда, изготовление легкооткры­ваемой крышки из белой жести создает больше трудностей, чем изготовление такой же крышки из алюминия, из-за не­обходимости учитывать дополнительную защиту от корро­зии открытого слоя стали по краям насечек. Однако однород­ная упаковка существенно облегчает сортировку отходов и возврат вторичного сырья.

Применение материалов из вторичного сырья в качестве среднего слоя между двумя слоями первичного материала, например, макулатурного слоя в картонах, рециклингового слоя в многослойных материалах и бутылках, также направ­лено на защиту окружающей среды. Такие упаковочные ма­териалы и упаковки могут быть допущены к контакту с пи­щевыми продуктами, если будет доказано, что слой первич­ного материала является функциональной преградой для миграции из среднего слоя.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ  МАТЕРИАЛ

  Упаковка считается «умной» (“smart”), если она сама способна сделать то, что раньше за нее делали потребители, — например указать дату выпуска, идентифицировать свое место в цепи поставок, напомнить о состоянии своего скоропортящегося содержимого и даже изменить микроусловия хранения.

  Обычно на упаковке указывается дата, до которой можно использовать товар. «Умная» же упаковка сама может показать, что срок годности продукта истек. Изменение цвета красок на этикетке теперь, например, сообщает потребителю, что содержимое пакета, помещенного в микроволновку, уже разогрелось. Мембрана, чувствительная к температурным колебаниям, может контролировать баланс кислорода и углекислого газа в контейнере со свежими продуктами, продляя срок их годности. Но все это лишь первые примеры того, что нам следует ожидать в будущем.

  Некоторые специалисты различают «умную» и «разумную» упаковку, хотя принципы такой классификации у всех разные. Однако большинство соглашается, что новые технологии делают упаковку интеллектуальной.

  Термохромные краски становятся видимыми лишь при определенной температуре, что позволяет сигнализировать о конкретном изменении микроусловий внутри упаковки. Например, при подогревании продукта в микроволновой печи проявление краски свидетельствует о том, что он нагрелся до оптимальной температуры. Другие краски проявляются только при низких температурах, предупреждая о возможном переохлаждении продукта.

  Помимо того что такие технологии удобны для потребителей, они ценны на всех стадиях цепи поставок и складского хранения. Термохромные краски могут сообщить о том, работает ли охлаждающее оборудование, и оценить состояние поступающих на склад продуктов. Это высокорентабельное средство контроля качества, особенно для реагирующих на температурные изменения изделий.

Информация в лекции "6.6 Континуум форм распространения культуры" поможет Вам.

  Индикаторы времени и температуры (TTI) представляют собой сенсорные механизмы, основанные на разнообразии химических реакций: полимеризации, ферментативной реакции, диффузии и плавления. Когда продукт портится, появляется запах, так что при помощи этих механизмов процессы порчи могут быть трансформированы в изменение цвета упаковки. Другими словами, упаковка сама может устанавливать дату, когда истекает срок годности товара. Такая технология уже применяется в промышленных масштабах во Франции для более чем 140 продуктов.

  Подобные сенсорные механизмы могут определить концентрацию кислорода в упаковке, что указывает на нарушение ее целостности. Химический датчик устанавливается на внутренней части упаковки в непосредственной близости от ее содержимого и настраивается на концентрацию УФ-излучения в упаковке. Органические химические изменения внутри упаковки служат сигналом к изменению ее цвета.

  В еще одном уникальном методе использования полимеров соединяются две перфорированные мембраны. Одна из них покрывается активным полимером, который раздувается, реагируя с кислой средой, а другая — таким, который раздувается, реагируя с щелочной средой. По мере того как pH упакованного изделия изменяется, мембраны по очереди раздуваются и сжимаются, создавая своеобразный насос, который регулирует уровень pH.  

  «Умная» гибкая упаковка постепенно находит все более широкое применение. Как любая эволюция, изменения происходят медленно, но неотвратимо, балансируя между выгодой и затратами.

Пластиковая упаковка: тенденции глобального рынка

Развитие новой технологии упаковки

Конечная победа пластиковой упаковки над бумажной будет зависеть главным образом от прорыва технологий упаковки. В целом, материалы для пластиковой упаковки развиваются в направлении материалов с более высокими барьерными свойствами, консервирующих и обеззараживающих материалов, интеграции процессов упаковки и технологической обработки, распадающихся материалов.

Технология высоких защитных барьерных свойств

Различные барьерные технологии существуют уже долгое время, и они могут выполнять требования в отношении долгого срока хранения. Сегодня технологи отдают предпочтение такой барьерной технологии, как процесс изготовления слоистого пластика. Структурно в этой технологии используется полиэфир в качестве внутреннего/внешнего слоев, а также ЕВОН, ПЭН или нейлон в качестве барьерного слоя. ПЭН дорог и постепенно выходит из употребления. Например, в пивных бутылках производства Zhuhai Zhongfu, изготовленных из трехслойного композитного пластика, в качестве барьерного слоя используется нейлон. Процесс изготовления слоистого пластика относительно сложен, но при этом можно сократить издержки и обеспечить хорошие барьерные свойства.

В последние годы барьерные технологии были сосредоточены вокруг концепции активного кислородного барьера. Американская компания Invista изобрела бутылки с барьером из однослойного ПЭТ со свойствами активного кислородного барьера и провела тестовое использование на пивоваренных заводах. Кроме того, британское отделение компании Huhtamaki успешно разработало пластиковый упаковочный материал нового типа с двойными функциями пассивных и активных барьеров.

Другим важнейшим методом получения функций продукта и барьерных свойств являются нанотехнологии. U.S. Polyester Manufacturer и Eastman Chemical совместно разработали нанокомпозитный материал Imperm на основе нейлона для экструзии раздувом совместно экструдированного многослойного материала из ПЭТ, который можно использоваться в качестве материала для внутреннего барьерного слоя в трехслойных бутылках, состоящих из слоев ПЭТ/нейлон/ПЭТ. Китайская Академия Наук (CAS) успешно изобрела пивные бутылки из наночастиц ПЭТ для хранения пива в соответствии с требованиями в отношении долгого срока хранения.

Технология консервирующей упаковки

Китай является крупнейшим в мире производителем и продавцом фруктов и овощей. Тем не менее, около 30% китайских фруктов портятся во время хранения и перевозки. Замедление процесса метаболизма, уменьшение потери питательных веществ и сохранение аромата и качества фруктов – это важные задачи консервирующей упаковки. В Японии для хранения и консервирования фруктов используется негерметичная консервирующая пластиковая пленка определенного типа. Она включает в себя два слоя полупрозрачной пленки с превосходной проницаемостью, а также слой концентрата крахмала под высоким осмотическим давлением, зажатый между двумя слоями. Упакованные в эту пленку фрукты остаются свежими и сохраняют баланс влаги.

Одним из американских ученых был изобретен новый метод, заключающийся в использовании технологии нанесения покрытия методом плазменного выпаривания с целью формирования гибкой полиэфирной пленки на внешнем слое пластиковых бутылок. Этот метод позволяет сохранять воду в бутылках свежей. Покрытие на пластмассовых поверхностях способствует снижению уровня кислорода более чем на 10%.

Недавно американская компания вывела на рынок инновационный упаковочный материал с функциями газового контроля. Благодаря микропорам этот новый материал может контролировать обмен кислорода в бутылках с углекислым газом. Он замедляет скорость обмена и таким образом замедляет ингаляцию фруктов/овощей и сохраняет их свежими.

Китайские предприятия не отстают. Китайский Национальный Инженерный и Технический Исследовательский Центр Консервирования Продукции (China National Produce Preservation Engineering & Technical Research Center), расположенный в Тяньцзине, разработал предназначенную для консервирования нанопленку нового типа, которая получила одобрение технических специалистов. Как показали испытания Китайского Национального Испытательного Центра (China National Test Center), она соответствует государственным санитарным нормам по таким параметрам как паропроницаемость, коэффициент проницаемости, физическая/механическая прочность и пониженная газопроницаемость, устраняя слабое место традиционной пленки для консервирования фруктов, которой не хватает разнообразия ассортимента и свойства устойчивости против плесени.

Технология асептической упаковки

В последние годы рынок мешков и чашек для асептической упаковки переживает период быстрого роста. В производстве асептических мешков используется в основном пленка с ПЭТ-покрытием и ПЭ-ламинированием, тогда как для чашек используются главным образом многослойные совместно экструдированные листы, в том числе ПП/ПЭ/ЕВА/ПВДХ/ПС.

В Германии разработана новая технология, в которой технология нанесения покрытия используется для добавления консервирующего и антибактериального покрытия на пластиковую упаковку, которая может полностью заменить консерванты, добавляемые в упаковку для пищевых продуктов. Она эффективно защищает продукты от плесени. В подобном покрытии используются такие вещества как композитная смола, и оно действует при помощи специальных процессов.

Основой технологии стерилизации является теплоустойчивая стерилизация. В настоящее время на рынке США популярны два вида упаковки для пищевых продуктов, изготавливаемые методом теплоустойчивой стерилизации: пластмассовая банка и сжимающаяся бутылка, которые изготавливаются с использованием материалов на основе ПП/ЕВОН/ПП. Пищевые продукты, упакованные в пластмассовую банку, изготовленную при помощи метода теплоустойчивой стерилизации, могут храниться столько же, сколько и упакованные в жестяные банки. Эта пластмассовая банка может заменить металлические банки, которые хранят законсервированные пищевые продукты в течение двух лет в условиях температуры окружающей среды. Характерными особенностями сжимаемых бутылок являются великолепная консервация газа и их сжимаемость. Они являются предпочтительными упаковками, использующими теплоустойчивую стерилизацию, для хранения джема и кетчупа.

Технология интеграции процессов упаковки и обработки

В условиях нарастания скорости в повседневной жизни человека все большую благосклонность рынка приобретают технологии удобной упаковки. Типичным представителем удобной упаковки является технология интеграции процессов упаковки и обработки. Стандартным примером такой упаковки является самонагревающаяся и самоохлаждающаяся упаковка.

Недавно Шанхайский Промышленный Исследовательский Институт Восточного Китая по изучению пищевых продуктов и напитков разработал новое поколение самонагревающейся и самоохлаждающейся банки для напитков со стреляющей крышкой, которая получила всевозможные международные награды, вручаемые за оригинальные технические достижения. Эта банка может охлаждать содержащуюся жидкость до температуры 10°C-15°C или нагревать ее до 43°C-50°C в течение 1-2 минут после нажатия кнопки на поверхности.

Новый упаковочный материал со специальными функциями

Для соответствия требованиям различных видов упаковки поставщики активно разрабатывают новые упаковочные материалы со специальными функциями. Одним из примеров является канадская компания Toxin Alert, которая разработала упаковочный материал с функцией обнаружения патогенных бактерий. В частности, она может находить четыре вида патогенных бактерий: salmonellosis, campylobacter, colibacillosis 0157 и listeriosis. При контакте с загрязненными пищевыми продуктами упаковочный материал изменяет цвет. Также он может определять вредителей или белковые свойства генномодифицированных пищевых продуктов.

Кроме этого, во Франции появилась еще одна разновидность упаковочной пленки, которая производится из обычного материала на основе ПВХ. Она определяет, содержат ли упакованные пищевые продукты ингредиенты трансгенеза. С помощью этой особым образом обрабатываемой пленки из PVC можно определять, осуществлялась ли обработка содержимого (например, соевого масла) при помощи трансгенных ингредиентов сои, в том числе соевых продуктов питания, на 5%~10% состоящих из трансгенных ингредиентов.

Разрушаемая и экологически чистая упаковка

Для устойчивого промышленного развития фундаментальную важность имеет экологическая чистота. Одним из направлений НИОКР в упаковочной отрасли является дальнейшее развитие разрушаемых упаковочных материалов. В настоящее время многие страны мира разрабатывают разлагаемые микроорганизмами пластмассы на замену существующим пластмассовым упаковкам. Например, разработанная в Японии пластмасса на основе кукурузного крахмала выделяется своим большим потенциалом для разработки. Упаковочные материалы на ее основе можно утилизировать различными способами – сжигание, биохимическое разложение или используя насекомых. Таким образом устраняет риск белого загрязнения. Сегодня в Японии пластиковые пакеты, изготовленные из пластмассы на основе кукурузного крахмала, могут конкурировать по количеству с пластиковыми пакетами из полиолефинов. Австралия и США также разработали разрушаемые упаковочные материалы с содержанием маиса, и эти материалы используются в Европе и Азии.

Все большее внимание привлекает водорастворимая пластиковая упаковочная пленка, которая является одним из видов новых экологически чистых упаковочных материалов. Главный ее ингредиент – поливиниловый спирт, слабо поддающийся алкоголизу. При поддержке Технического Подразделения CNPC (Китайская Национальная Корпорация Упаковочных Продуктов), Технологического Института Чжучжоу и гуандунской компании Zhaoqing Fangxing Packaging Material Co., Ltd., в Китае была совместными усилиями были разработаны водорастворимая пленка и производственное оборудование. Фактически производство уже начато, и их продукты скоро будут выведены на рынок.

С другой стороны, Колледж конструирования материалов, входящий в состав Университета Сучжоу, работает над исследованием одной из разновидностей высокомолекулярных, высокорастворимых и безопасных упаковочных пленок, для которой характерна безвредность и быстрое растворение в природном окружении. На вид она не отличается от обычной пластиковой пленки. Тем не менее, если ее положить в холодную воду, то быстро сжимается и исчезает. Было обнаружено, что можно производить различные виды, растворяющиеся при различной температуре воды в зависимости от требований различных продуктов. После растворения в воде пленка не влияет на ее качество.

Быстрое развитие индустрии пластиковой упаковки и постоянное расширение области ее применения стимулируют непрерывный технический прогресс и развитие технологий. В свою очередь постоянное развитие новых технологий и новых материалов становится ведущей движущей силой для ускорения экспансии областей применения пластмасс