БАРЬЕРНАЯ УПАКОВКА И ПОКРЫТИЯ

Упаковка относится к одному из мощных средств защиты пищевых продуктов от воздействия внешней среды. Затраты на разработку, внедрение и производство, а также обновление и расширение ее защитных свойств постоянно возрастают.

Для упаковки пищевых продуктов применяют бумагу марок А, В, О и Д, выпускаемую в рулонах и листах. Бумагу выпускают машинной, односторонней и двусторонней гладкости.

Бумага марок В, Д и О, предназначенная для нанесения печати, должна вырабатываться с зольностью не менее 8% и разрывной длиной не менее 1600 м. Бумага выпускается цвета естественного волокна или окрашенной. По соглашению между изготовителем и потребителем допускается выпуск бумаги всех марок неклееной.

Полимерные упаковочные материалы включают в себя полимерные однослойные и многослойные пленки, комбинированные упаковочные материалы, в которых полимеры сочетаются с бумагой, картоном, металлической фольгой, а также полимеры, пригодные для изготовления различных видов потребительской и транспортной тары.

Применение полимерной тары и упаковки позволяет сохранить качество продукта при хранении и транспортировании, увеличить сроки его хранения, уменьшить потери, улучшить санитарно-гигиенические условия.

Основные требования к полимерным упаковочным материалам зависят от многих факторов, в том числе от вида продуктов, сроков и условий их хранения, транспортирования и реализации. К общим требованиям, которым должны удовлетворять все упаковочные материалы, относятся надлежащий уровень органолептических, санитарно-химических и токсикологических свойств, пригодность для использования на фасовочноупаковочных автоматах, устойчивость к гниению и стойкость к старению, доступность и невысокая стоимость.

Применительно к отдельным видам продуктов необходимы такие свойства, как морозостойкость при действии низких температур, влагостойкость и паронепроницаемость, газонепроницаемость для предохранения продукта от окисления, достаточная механическая прочность, эластичность, пригодность к термальной сварке или склеиванию с образованием прочных и герметичных швов, нанесению печати.

Дополнительные требования к многослойным пленкам и комбинированным упаковочным материалам — достаточно высокая адгезионная прочность и отсутствие расслаивания между отдельными слоями.

Целлофан обыкновенный нелакированный представляет собой пленку, содержащую (%): глицерина — 10-13, воды — 7-10, целлюлозы — 74-84.

Глицерин, содержащийся в пленке, придает ей эластичность. Повышение содержания глицерина и воды вызывает снижение эластичности и прочности материала.

Целлофан прозрачен, пропускает ультрафиолетовые лучи, обладает небольшим относительным удлинением, механической прочностью, устойчивостью к воздействию света и температуры от минус 40 до 150°С, низкой проницаемостью в сухом состоянии для кислорода, углекислоты (диоксида углерода). Склеивается целлофан декстриновым и желатиновым клеями, хорошо окрашивается и воспринимает печать.

К основным недостаткам целлофана относятся неспособность свариваться при термальной обработке и высокая гигроскопичность (во влажной среде он набухает и теряет механическую прочность). Пленки номеров 25-35 считаются тонкими, 45-55 — средними, 65-100 — толстыми.

Целлофан лакированный представляет собой пленку, покрытую с двух сторон нитролаком для уменьшения паро- и водопроницаемости и обеспечения термосваривания. Увеличение влагостойкости целлофана и надежности сварного шва достигается при использовании покрытия из сополимера винилидеихлорида и винилхлорида или сополимера винилидеихлорида с акрилонитрилом. Толщина лакового покрытия лакированного целлофана составляет 1-5 мкм, масса — 8-20% массы целлофана.

Пленка из полиэтилена высокого давления характеризуется удовлетворительной механической прочностью, высокой эластичностью, водостойкостью и паронепроницаемостью, морозостойкостью, химической стойкостью. Пленка при сварке образует прочный и плотный шов. Значительная газопроницаемость пленки способствует улучшению условий хранения продуктов, для которых необходим интенсивный газообмен. К недостаткам пленки относятся невысокая теплостойкость (около 85°С), склонность к старению, трудоемкость склеивания, непригодность для упаковки жирных продуктов.

Пленка из полиэтилена низкого давления обладает большим разрушающим напряжением при растяжении (до 22-28 МПа вместо 12-13 МПа для пленки из полиэтилена высокого давления), большей теплостойкостью (до 105-108°С) и меньшей газопроницаемостью.

Пленка из полиэтилена среднего давления по своим физико-механическим свойствам и теплостойкости близка к пленке из полиэтилена высокого давления.

Полиэтиленовые пленки относятся к недорогим материалам, широко освоенным промышленностью. В рыбной промышленности наибольшее применение нашли пленки из полиэтилена высокого давления.

Многослойные пленочные материалы целесообразно применять в тех случаях, когда сочетание разных пленок позволяет придать упаковочным материалам новые полезные свойства или устранить недостатки, свойственные отдельным пленкам. Применение двуслойных пленок обычно способствует увеличению сроков хранения продуктов и уменьшению их потерь.

Полиэтиленовая пленка — наиболее распространенный комбинированный упаковочный материал, характеризующийся высокой механической прочностью, жесткостью, низким относительным удлинением и газонепроницаемостью, влагостойкостью, паронепроницаемостью и термосвариваемостью.

К недостаткам этой пленки относят возможное расслоение при длительном хранении во влажной атмосфере, а также недостаточно высокую прочность сварных швов.

Полиэтилен-бумага и полиэтилен-картон являются эффективными упаковочными материалами. Чаще всего их получают нанесением на бумагу полиолефинов или других полимеров. Покрытия могут быть получены из расплава полимеров экструзией или с использованием специальных валковых машин, а также из водных дисперсий полимеров с последующей сушкой и оплавлением покрытия.

Бумага и картон с покрытием из полиэтилена характеризуются низкой паро- и водопроницаемостью, эластичны, легко поддаются термосварке.

Основным свойством барьерных пленок является возможность легкого формования и стойкость. Они могут легко принимать форму содержимого объекта, ограничивая количество остаточного воздуха, устойчивы к перфорациям, механической обработке, растягивающим усилиям и другим напряжениям.

Среди требований к барьерным пленкам следует добавить гарантию воздушной и водной непроницаемости (как в исходном состоянии, так и при герметизации упаковки независимо от ее формы и характера), максимальную устойчивость к проникновению кислорода.

В настоящее время ни один из известных упаковочных материалов не отвечает этим требованиям, поэтому на практике применяют их комбинации.

Такие материалы — многослойные пленки — именуются по последовательности аббревиатур составляющих материалов: PET/PVDC/PE (полиэтилентерефталат (РЕТ), поливинилиден- хлорид (PVDC) и полиэтилен (РЕ)).

Кислород, двуокись углерода (диоксид углерода), азот, алкоголь, вода и другие вещества могут проникать через упаковку. Из них максимальные органолептические изменения продукта при хранении обусловливают кислород и вода. Поэтому важно определить материал, который в конечной упаковке лучше всего обеспечит требование газонепроницаемости.

Среди основных барьерных материалов, обладающих газонепроницаемостью в отношении кислорода, следует назвать три типа материалов: металлическая фольга (алюминий), покрытия как металлические (алюминий), так и минералы (окись кремния, окись алюминия, керамика), и наконец, полимеры (ЕУОН, PVDC, РЕТ). Данные материалы инкапсулированы в других полимерах, так называемых структурных полимерах. Структурные полимеры обладают полным комплексом требуемых качеств, различные слои соединены вместе посредством клеящих веществ.

Ниже приведены некоторые из сокращенных названий таких упаковочных материалов: А1 (алюминий), АЮ2 (окись алюминия), РЕ (полиэтилен), PEbd-LDPE (полиэтилен низкой плотности), EVA (винилэтиленацетатный сополимер), PEad-HDPE (полиэтилен высокой плотности), РЕТ (полиэтилентерефталат), EVOH (этиленвиниловый спирт), РО (полиэфир), NYL (найлон), РР (полипропилен), ON (ориентированный найлон), РТ (целлофан), ОРА (ориентированный полиамид), PVC (поливинилхлорид), ОРР (ориентированный полипропилен), PVDC (поливинил- иденхлорид), РА (полиамид), SiOx (окись кремния).

Несмотря на достоинства, алюминий (непроницаемый для кислорода и света) ввиду непрозрачности все реже применяется в упаковке. Данная тенденция усиливается тем, что прозрачные полимеры, имея аналогичные алюминию характеристики, легче и более адаптированы к окружающей среде.

В настоящее время пользуются успехом три прозрачных пластика — EVOH, PVDC и РЕТ, обладающих барьерными свойствами. Эти полимерные материалы имеют различные барьерные свойства по отношению к различным средам. Наилучшей газонепроницаемостью обладают EVOH и РЕТ, влагонепрони- цаемостыо — PVDC.

Барьерные свойства PVDC, EVOH и РЕТ изменяются в зависимости от характеристик структурного полимера. Для PVDC с подложкой РЕТ проницаемость будет равна 5 см32/24 ч/атм, при подложке ОРА (общая толщина 25 мкм) — 7 единицам, причем удвоится при использовании PVC (общая толщина 35 мкм). При использовании полиэтилена низкой плотности проницаемость увеличится еще больше.

Ввиду склонности к растрескиванию вследствие гидролиза PVDC и EVOH всегда ламинируют полиолефиновыми покрытиями.

В дополнение к основным свойствам иногда необходимы специальные характеристики, например хладостойкость (рекомендуются РЕТ, РА или PS). Однако для высоких температур (90-100°С) рекомендуются РР, РЕ, СРЕТ.

Для придания устойчивости многослойным материалам наиболее часто применяют АРЕТ, NYL, PVC, РО и Valeron, в то время как для улучшения термосвариваемости применяют РРО, РР и РЕ.

Полимерные барьерные слои изменяют проницаемость по кислороду в зависимости от влажности. Пленки с алюминием ведут себя аналогичным способом при охлаждении. Состав газа также в упаковке становится определяющим фактором для проницаемости — он может уменьшить ее величину в четыре раза.

Наиболее приемлемыми по соотношению цена/качество являются материалы на основе РЕТ и РЕТ/А1.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >