Тенденции развития упаковочной отрасли в мире

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.

Среди новых материалов, применяемых для упаковки в модифицированной атмосфере, 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 (особенно сильно дышат резанные фрукты, а также брокколи, цветная капуста и морковь), для контроля дыхания и дозревания упаковочного продукта нужно обеспечить проникновение небольшого количества кислорода через пленку, иначе продуктам угрожает порча и, что еще более опасно, может наступить развитие болезнетворных анаэробных бактерий ботулизма.

Следующим новым материалом, применяемым в упаковке, является пленка, покрытая окислами кремния, иначе называемая "гибким стеклом" или QLF-пленкой (quartz - like film = пленка, похожая на кварцевое стекло). В качестве подложки здесь обычно применяется пленка из полиэтилентерефталата (PET), на которую наносится тонкий слой (0,00007-0,0002 мм) SiOx (х = 1,5-2), придающий пленке свойства барьерности к кислороду и водяному пару и сохраняющий прозрачность и проницаемость материала для микроволнового излучения, а также возможность использования детекторов металла для продуктов в этой упаковке. В настоящее время эти пленки используются для изготовления пакетов с высокими барьерными свойствами для упаковки соленых закусок в инертных газах, пакетов для печенья и крекеров, пакетов для вина и фруктовых соков, оберток для веществ, ароматизирующих конфеты и жевательные резинки, для изделий из мяса, сыра, а также для изготовления прозрачных крышек подносов с охлажденными пищевыми продуктами, особенно - предназначенных для подогревания в микроволновых печах.

Ориентированная полипропиленовая пленка (ОРР) в значительной степени вытеснила с рынка пленку из восстановленной целлюлозы, широко известной под фирменным названием "целлофан". Последняя область применения целлофана при заворачивании конфет методом скручивания фантиков (twist-wrapping) была вытеснена ОРР, без покрытия или металлизированной пленкой (а также пленкой из полиэтилена высокой плотности). Благодаря своей высокой механической стойкости он позволяет завертывать конфеты на современных машинах с производительностью более 1000 штук в минуту, а ОРР 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 (Ca2CO3) или доломитом (Mg2CO3.Ca2CO3), которые могут составлять более 50% материала. Точнее, можно сказать, что полиэтилен или полипропилен является связующим материалом для частичек известняка или доломита. Контактные стороны пленки обычно покрывают тонким слоем чистого полиэтилена (полипропилена) для предотвращения миграции минеральных частиц и сохранения pH. 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 эту пленку для автоматической или ручной упаковки брикетов твердых жиров, масла, маргарина, сыра и мясного фарша. Трехслойные пленки применяются при автоматической упаковке молока. Трехслойная пленка со срединным слоем полипропилена используется для производства стаканов для молочных продуктов. Возможно производство легкооткрываемых баночек из одного материала. Важно отметить высокую прочность сварных швов на этой пленке. Ее можно использовать для производства упаковки для фруктовых соков, пищевых растительных масел, изготовления подносов для охлажденных продуктов. Материал этот 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 подносов для пищи, предназначенной для подогрева в микроволновой печи, нашел применение тонкий картон, покрытый полиэтилентерефталатом (РЕТ), 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 0С до +200 0С.

До недавнего времени одним из довольно существенных недостатков микроволновых печей была невозможность получения коричневого оттенка и хрустящей корочки на поверхности пищевого продукта. Путем применения стимуляторов микроволнового нагрева (microweve heating enhancers), в основном базирующихся на сусцепторной технологии, эта проблема была преодолена. В качестве сусцептора используют металлизированную ориентированную РЕТ-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 0С, что позволяет получить румяную хрусткую 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 (PEN). По сравнению с РЕТ новый материал PEN имеет следующие преимущества: большую механическую прочность (благодаря чему на бутылку из PEN расходуется на 20% меньше материала, чем из РЕТ); лучшую химическую стойкость к маслам, жирам и едким растворам; лучшие барьерные свойства по кислороду и углекислому газу, которые позволяют применять PEN-бутылки для пива и фруктовых соков; устойчивость к ультрафиолетовому излучению обеспечивает защиту содержимого типа растительных масел, витаминов и т. п. К тому же PEN-бутылки можно наполнять и мыть при более высоких температурах (до +100 0С), что позволяет производить бутылки многоразового использования, а время производства бутылки из PEN-заготовки составляет 23 сек., тогда как на производство PEТ-бутылки затрачивается 39 сек. Ведутся также работы со смесями РЕТ/ PEN, из которых получен материал с высокой теплостойкостью, позволяющий производить наполнение бутылок продуктом при +95 0С и также имеющий хорошие барьерные свойства по кислороду и углекислому газу. PEN-бутылки уже применяются для розлива воды Bonaqua в Уругвае, PEN/РЕТ-бутылки - для прохладительных напитков с добавкой соков и таблеток витамина С в Японии, РЕТ/ PEN-банки для горячей фасовки джемов, майонеза и кетчупа в Голландии, а также для джемов и желе в Шотландии.

Активная упаковка

Главной задачей упаковки является защита содержимого и продление стойкости упакованного продукта. С этой точки зрения до недавнего времени считалось, что между упаковкой и содержимым не должно быть никакого взаимодействия, а если бы такое взаимодействие могло иметь место, то должно быть минимальным. Активные упаковки (active packaging = AP), называемые также интерактивными упаковками (interactive packaging = IP), противоречат этому правилу, поскольку в них продукт, упаковка и окружающая среда воздействуют друг на друга взаимно, что в итоге позволяет продлить стойкость и пригодность к употреблению упакованного пищевого продукта. Новые технологии сделали возможными изменение, а точнее, расширение функций упаковки из неактивного, безразличного барьера для внешних воздействий на 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 либо привкусов.

Технологии упаковки с применением активных упаковок включают:

- введение в упаковку или упаковочный материал (обычно пластиковые пленки) химических реагентов, таких, как порошкообразный оксид железа, карбоксит железа и другие соединения железа, либо энзимов, например, гликозидазы, поглощающих и удаляющих кислород (oxygen scavengers) из воздуха внутри упаковки;

- введение в упаковку веществ, выделяющих или поглощающих углекислый газ (carbon dioxid emit- ters or CO2 scavengers), а также осуществляющих управление содержанием углекислого газа внутри упаковки либо путем образования, либо путем его выделения из упаковочного материала. Такие вещества производятся либо на основе карбоната железа, либо смеси из аскорбиновой кислоты с бикарбонатом натрия или смеси карбоната железа с галогенидами металлов, либо 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. Используется также монмориллонит и окись кальция;

- применение технологии, позволяющей регулировать запах и вкус (Odour and Taste Control) 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, разработанная и запатентованная фирмой "Du Pont", заключается во включении в упаковочный материал молекулярных сит на основе алюмосиликатов с диаметром пор не менее 5,5 нанометров, которые связывают ряд летучих соединений, выделяющихся во время процесса старения из пищевых продуктов.

Перевод Яна ЗЕЛИНЬСКОГО

Опубликовано в журнале «Технологии  переработки и упаковки», Минск, 2002 год.