Упаковка товаров

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 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 -- 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 -- 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.

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 -- СОа (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.

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.

Развитие новой технологии упаковкиКонечная 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 свойствРазличные 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 упаковкиКитай 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 упаковкиВ 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 обработкиВ 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 упаковкаДля 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.