14. Химические составы тарных промышленных стекол

Химические составы некоторых тарных промышленных стекол,

выпускаемых в Российской Федерации и за рубежом, приведены в табл. 14.

5.3.6. Полимерные бутылки

Массовое производство выдувных бутылок из полиэтилентерефталата, полипропилена, поликарбоната характеризуется неограниченными возможностями создания бутылок и емкостей различных размеров и форм.

Наибольшее распространение получили ПЭТ-бутылки вместимостью 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 3,0 литра.

В настоящее время для этих целей используется поликарбонат. Изготавливаются 10-ти – 20-ти литровые бутылки, многократного использования для доставки пива, минеральной воды.

6. Методы упаковывания

При упаковывании различного рода продуктов основным требованием, предъявляемым к упаковке и способу упаковывания, является защита и сохранение качества упакованного продукта в течение определенного времени (до момента его потребления или использования).          Для этих целей используют различные приемы и способы, из которых наиболее широкое распространение получили упаковка в термоусадочные и растягивающиеся пленки, асептическое упаковывание, упаковка в вакууме и в газовой среде и ряд других.

6.1. Упаковывание жидкой и пастообразной продукции

6.2. Упаковывание сыпучей продукции

Общие рекомендации для упаковки сыпучих продуктов

Подлежащие упаковке пищевые продукты весьма разнообразны. Их значительную долю составляют сыпучие продукты (различные крупы, сухие завтраки, сахарный песок, мука, порошкообразные и хлопьевидные концентраты, чай, кофе, специи, орехи, драже и некоторые другие), занимающие собственное место в рационе питания человека. Как правило, сыпучие продукты выдерживают длительное хранение и, чаще всего, упаковкой для них являются пакеты из пленочных и комбинированных с ними материалов.

Подбор материала упаковки определяется биохимическим составом упаковываемого продукта, свойствами материала, условиями и сроками хранения, требует квалифицированного подхода к формированию упаковочной оболочки. Так, например, крупы и бобовые (горох, фасоль) состоят в основном из крахмала, белков, микроэлементов, витаминов и жиров. Наличие этих элементов определяет склонность продуктов к быстрому окислению. Крупы, содержащие достаточное количество жиров, в частности пшено, приобретают в процессе длительного хранения горьковатый привкус. Сухие завтраки, чипсы, орехи, соленые картофельные крекеры, многочисленные хлопьевидные продукты и ряд других, готовых к употреблению изделий, содержат значительное количество жиров, белков, витаминов и сахара. Наличие этих веществ требует надежной защиты от воздействия влаги, кислорода воздуха. А также от света и механических повреждений. Продукты со специфическим запахом (кофе, чай, специи) должны быть упакованы в ароматонепроницаемую упаковку.

Выбор оптимальной упаковки определяется несколькими критериями:

• биохимическим составом упаковываемого продукта

• условиями его хранения

• свойствами упаковочного материала (барьерными, санитарно-гигиеническими, физико-механическими, технологическими, устойчивостью к старению, и некоторыми др.)

• кинетикой изменения качества продукта и упаковки

Биохимический состав сыпучих продуктов позволяет формулировать основные требования к упаковочным материалам, а также непосредственно к методике упаковки. Необходимо учитывать, что в процессе хранения продовольствия происходят сложные биохимические процессы взаимодействия между продуктом и упаковкой, упаковкой и окружающей средой. По указанным причинам особенное внимание уделяется барьерным свойствам упаковки по отношению к различным средам (влаге, парам, газам).

Определение качественных и количественных характеристик проницаемости упаковки в сочетании с чувствительностью пищевых продуктов к действию некоторых факторов внешней среды позволяет установить расчетным путем сроки хранения в упаковке искомого продукта.

Систему взаимодействия внешней среды с пищевым продуктом можно рассматривать в качестве четырех составляющих:

Внешняя среда - Упаковка - Внутренняя среда - Продовольственный продукт.

Упакованный продовольственный продукт находится в непосредственном контакте с внутренней средой упаковки и внешней средой, которая находится вне упаковочного пространства. Взаимодействие внутренней области упаковки с внешней средой определяется барьерными свойствами упаковочного материала. Оптимальный состав газовой среды внутри упаковки может обеспечиваться созданием модифицированной или регулируемой газовой среды (МГС и РГС соответственно), повышенным (пониженным) содержанием кислорода или углекислого газа. В большом количестве случаев этого достигают за счет создания в упаковке вакуума.

Устойчивость сыпучих продуктов к воздействию факторов окружающей среды (влаге, кислороду воздуха, свету, насекомым, бактериям и так далее) определяется по пятибалльной системе. Чем ниже балл, тем меньше устойчивость. Существенную роль при хранении сыпучих пищевых продуктов в упаковке играет влажность окружающей среды и влагосодержание самого продукта. Значительную роль при этом играет влагопроницаемость материала упаковки. В случае низкой проницаемости материала упаковки, внутри упаковки может наблюдаться неоптимальный уровень относительной влажности. Такое соотношение особенно нежелательно для гигроскопичных продуктов.    

Пленочные материалы для вакуумной упаковки сыпучих продуктов должны обладать газонепроницаемостью, что обеспечивает длительное хранение. Для этих целей применяют, в основном, упаковку из комбинированных многослойных материалов с различным сочетанием слоев (полимеры с бумагой, картоном, фольгой и т.д.). Среди ламинированных полимерных материалов свойствами такого качества обладают полиамид-полиэтилен, поливинилхлорид-полиэтилен, полистиролполиэтилен, ламинированные многослойные материалы на основе полипропилена. Для повышения газонепроницаемости упаковки применяют слой этиленвинилового спирта (ЕУОН).  

Одним из требований, предъявляемым к материалам для упаковки, находящимся в непосредственном контакте с пищевыми продуктами, является их   физиологическая  безвредность. Под этим термином понимается невозможность перехода в пищевой продукт из материала упаковки посторонних веществ (особенно низкомолекулярных), изменяющих вкус и запах продукта, оказывающих вредное влияние на организм человека. Полимерные материалы, используемые для производства упаковки, содержат, помимо самого полимера, являющегося высокомолекулярным соединением, низкомолекулярные продукты (мономеры), а также недостаточно отмытые катализаторы, инициаторы, эмульгаторы, красители, другие вспомогательные вещества.    

В соответствии с утвержденным в каждой стране санитарногигиеническим законодательством, обязательным условием применения полимерного материала для упаковки пищевого продукта должно быть наличие у производителя разрешающей надписи специального органа здравоохранения.

 

Процесс санитарно-гигиенических исследований включает следующие этапы:

1. органолептическую оценку

2. санитарнохимические исследования

3. токсикологическую проверку на животных

Получение на любом из этих этапов отрицательных результатов является основанием для отклонения испытуемого материала для упаковки в качестве контактера с пищевым продуктом.

Органолептические исследования основаны на высокой чувствительности вкусового и обонятельного аппарата человека, позволяя в ряде случаев не только верно определять посторонние привкусы и запахи, но также идентифицировать природу их происхождения.

Санитарно-химические исследования материала упаковки проводятся, как правило, аналитическими методами. Их результатом должна стать интегральная и специфическая оценка миграции посторонних веществ из упаковки в пищевой продукт. Данным способом могут быть идентифицированы мономеры и вспомогательные вещества, которые могут мигрировать в продукт при контакте с упаковкой, изменяя его качество. В отечественной практике для этих целей используется специфический метод, предусматривающий комплексное определение посторонних веществ в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной по определенной схеме.

Токсикологические исследования проводятся с целью установления критерия токсичности упаковки. Предъявляемые к полимерным материалам перечисленные выше требования в значительной степени ограничивают круг полимеров, используемых для упаковки продуктов человеческого питания.

Упаковочные материалы для сыпучих пищевых продуктов

Упаковочные материалы можно разделить на следующие группы:

• Однослойные материалы. Как правило, это бумага (условно однослойная) и ПЭВД

• Бумага с ПЭ покрытием

• Термосвариваемый, коэкструдированный биаксиально (двуосно) ориентированный ПП

• Многослойные пленки

• Металлизированные и фольгированные материалы

Наиболее часто используемые для упаковки сыпучих продуктов пленочные материалы на основе биаксиально ориентированного полипропилена отражают общую тенденцию рынка упаковочных материалов.

Действительно, биаксиально ориентированный ПП имеет ряд достоинств, которые обеспечивают ему предпочтительное использование. К ним можно отнести малую плотность, а, следовательно, сниженную массу упаковки. Высокую прочность, которая достигает 150Мпа. Низкую влагопроницаемость, весьма существенную при упаковке сыпучих пищевых продуктов. Если добавить в этот список хорошие оптические свойства - высокую прозрачность и глянец, неплохие эстетические показатели при нанесении многоцветной печати и достаточно низкую стоимость - становятся вполне понятными причины популярности этого упаковочного материала.

Тем не менее, однослойная ориентированная ПП пленка не лишена и недостатков. В первую очередь, это невысокое сопротивление раздиру, когда наличие даже небольшого надрыва или прокола может привести к катастрофическому разрушению упаковки. Невысокая прочность сварного шва, которая может возникнуть в результате термической усадки пленки в момент сварки. Последний недостаток компенсируется использованием термосвариваемого слоя на основе ПЭ, в подавляющем большинстве случаев - сополимера этилена с пропиленом. Его толщина может составлять от 1-3 до десятков микрометров.

С распространением совмещенного процесса соэкстузии и ориентации, такое решение стало для производителей упаковки обычным. Как правило, при этом снижаются удельные прочностные показатели пленочного материала. Но другие показатели остаются на уровне, который приемлем для процессов высокоскоростной упаковки. Так, например, прочность сварного шва при Т-образной конструкции не менее 1,2 Нм, а при нахлесточной - 2,5-3 Нм. Разрушающее напряжение при растяжении ПП пленок с термосвариваемым слоем 45 МПа. Относительное удлинение при разрыве в пределах от 15 до 80%. По газопроницаемости защитные свойства БОПП вполне обеспечивают длительное хранение сахара, соли, круп и т.п., однако использование БОПП для упаковки кофе представляется необоснованным из-за ароматопроницаемости упаковки. Для расфасовки сахара и соли вполне пригоден ПЭВД, который может обеспечить защиту от влаги в течение длительного времени. Он хорошо сваривается и имеет удовлетворительные физико-механические характеристики.

Учитывая дешевизну полиэтиленовой пленки, можно было бы ожидать ее более широкого использования. Однако, недостаточно высокие оптические свойства (опалесценция и отсутствие блеска), ограничивают, видимо, спрос на этот материал.

Использование бумаги оправдано в том случае, когда необходимо сформировать объемный пакет для упаковки сыпучих продуктов, не требующих высоких барьерных свойств для газов или защиты от влаги. Бумажные пакеты при сгибании и складывании лучше сохраняют форму, чем упругие полимерные пленки. Следует отметить, что наблюдается тенденция к использованию более качественных сортов беленой бумаги - сказываются повышенные эстетические требования. Слой полиэтилена при использовании комбинации бумаги с полиэтиленом снижает проницаемость бумаги, по меньшей мере, в 100 раз. Это существенно при повышенных требованиях к проницаемости.

Рассмотренные группы упаковочных материалов можно отнести к относительно недорогим с невысокими барьерными свойствами.

Более серьезную защиту продукции от воздействия факторов внешней среды (в основном влага и кислород воздуха) обеспечивают многослойные и комбинированные материалы, в которых присутствует слой на основе полиэфира - полиэтилентерефталата (лавсана).

Биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат обладает прекрасными барьерными, прочностными и оптическими свойствами, хорошо воспринимает цветную печать, но без слоя полиэтилена или полипропилена упаковочные материалы на его основе сварить обычными термическими методами сварки практически невозможно.

Многослойные пленки могут быть произведены двумя способами - экструзионно-ламинаторным (расплав одной пленки наносится на другую пленку) и методом сухого каширования (склеиваются две готовые пленки). Основное отличие в их свойствах заключается в уровне адгезионного взаимодействия между слоями. Склеивание обеспечивает высокое сопротивление расслаиванию. Экструзионное ламинирование - только удовлетворительный уровень подобного свойства. Адгезионные показатели часто оказывают влияние и на другие физико-механические характеристики упаковок. Пакеты из клеевых материалов имеют примерно в 1,5 раза более высокие показатели прочности сварного шва по сравнению с экструзионными. Подобный эффект определяется различием в характере разрушения пленок. В первом случае шов разрушается в зоне сварки. При низкой адгезии сначала происходит расслоение материала, а затем разрушение менее прочного слоя. Применение экструзии оправдано при необходимости обеспечения барьерных свойств материала (очень низкой газопроницаемости) при упаковке жиросодержащего, чувствительного к кислороду продукта. Подобный материал применяется также при упаковке в модифицированной газовой среде.

Наконец, для упаковки ряда продуктов (чипсов, молочных смесей, сухого картофельного пюре и т.п.) используются комбинированные пленки со слоем алюминиевой фольги или с вакуумным напылением алюминия. Они обладают чрезвычайно высоким уровнем защитных свойств - их газопроницаемость в 1000 раз ниже, чем у многослойных пленок. Помимо барьерных свойств, они имеют весьма привлекательный внешний вид и хорошие прочностные свойства за счет слоя ориентированного ПЭТ.

С точки зрения упакованных в них продуктов, применение таких материалов вполне оправдано, потому что в состав продуктов входят либо окисляемые жиры, либо чувствительные к кислороду порошки с высокоразвитой поверхностью, интенсифицирующие процессы окисления. Более того, для молочной смеси вместо металлизированной пленки целесообразно было бы использовать комбинированный материал со слоем фольги, что обеспечивает более высокие барьерные свойства. Правда, металлизированный материал больше боится перегибов и деформаций, при которых в алюминиевой фольге могут появиться сквозные трещины. Но при использовании вторичной упаковки (картонная коробка) фольгированные материалы остаются непревзойденными по защитным качествам. Для подобных продуктов оптимальным материалом можно считать пленку со слоями ПЭТ 25 мкм, алюминиевой фольги 7 мкм и ПЭ толщиной 25-30 мкм.

   Устойчивость сыпучих продуктов к воздействию факторов окружающей среды.    (чем ниже балл, тем меньше устойчивость)   

Наименование	Устойчивость к внешним факторам
	Кислород	Влага	Аромат	Свет	Микроорганизмы
Пищевые концентраты без жира	4	2/5	2	4	3
Жиросодержащие концентраты	2	3/5	1/3	2	5
Кофе и кофейные напитки	1	1/5	1	2	5
Пряности	4	3/5	2	3	5
Сухие завтраки	2	2	2	3	4
Сахар	5	1/5	1	4	5
Соль	5	1/5	3/5	5	5
Мука	3	1/5	2	4	3
Сушеные овощи и фрукты	4	2/5	2/3	4	4
Выпеченые мучные изделия	2	3	2/3	4	3
Твердые и мягкие кондитерские изделия	3	1	1	4	4

наверх

Продовольственные продукты и виды упаковки, используемые производителями   

Продукт	Характеристика продукта	Упаковка	Производитель	Рекомендуемая упаковка
Бобовые(фасоль ,горох,бобы)	Белки,крахмал	Лакированный целлофан,ПЭВД, БОПП, ПА-ПВД	Россия, Италия	ПЭВД, БОПП
Крупы (рис, гречневая перловая, овсяная, манная)	Белки, крахмал, неокисляемые жиры	ПЭВД, БОПП	Россия, Италия	БОПП
Крупы (пшено)	Белки, крахмал, неокисляемые жиры	Лакированный целлофан,ПЭВД, БОПП	Россия	Лакированный БОПП,ПЭТ-ПЭ
Соль, сахар	Повышенная гигроскопичность	Крафт-бумага беленая, картон	Россия, Финляндия	Крафт-бумага беленая, картон
Кофе, чай	Повышенная гигроскопичность, ароматические вещества, окисляемые компоненты	БОПП,ПЭТ-АЛ-ПЭ	Россия, Беларусь	Фольгированные и металлизированные пленки
Сухие молочные смеси	Белки, окисляемые жиры повышенная гигроскопичность	БОПП,ПЭТ-АЛ-ПЭ	Россия	БОПП,ПЭТ-АЛ-ПЭ металлизированные пленки