Упакування молока і молочних продуктів

За останні десятиріччя  валове виробництво молока і молочних продуктів знизилось, але випуск фасовацої молочної продукції в  різноманітній упаковці зріс. Раніше для молока, сметани, інших кисломолочних продуктів використовували скляні пляшки із закупорюванням фольгою, а сир кисломолочний загортали у звичайний папір. Зараз використовується різноманітна упаковка за місткістю, формою і використаним пакувальним матеріалом, а також з поліпшеною яскравістю і привабливістю. 
Вимоги до упаковки молочної продукції в багатьох аспектах більш жорсткі, ніж для інших харчових продуктів. Вона повинна мати високу механічну міцність, бути стійкою до старіння, відрізнятись жорсткістю або еластичністю залежно від функціонального призначення упаковки, виду фасувально-пакувального обладнання, здатністю до зварювання і забезпечення герметичного сполучення. Пакувальні матеріали мають бути з відповідною газо-, паро-, водо- і ароматонепроникністю, вологоміцними і жиростійкими. Всі пакувальні, закупорювальні матеріали і споживча тара повинні бути інертними по відношенню до продукту і при контакті з ним не виділяти шкідливих для здоров'я людини речовин. 
У різних країнах використовують певні пакувальні матеріали для розливання питного молока, хоча перевагу надають картонній і полімерній тарі відповідних форм і місткостей. Розповсюджені полімерні пляшки із закручувальними пробками. Користується стійким попитом питне молоко в одноразовій тарі малої місткості.  
Виробництво питного молока високочастотного оброблення поєднується з необхідністю асептичного розливання, що значно збільшує витрати і зумовлює пошуки високоякісного теплового оброблення. Дуже важливо підтримувати встановлені температурні режими транспортування, зберігання і реалізації молока, наприклад у США — до 4 °С. 
Важливим показником придатності споживчої тари можна вважати міграційну здатність мономеру стиролу. За даними літератури, для фасування у тару із полістиролу молочні продукти повинні мати температуру не вище 60 °С, а також у технології термостатного сквашування при 38—43 °С протягом 4 год. Для фасування чи розливу молочних продуктів при температурі 60—70 °С обов'язково має бути підтвердження санітарно- епідеміологічним висновком. Споживча тари із полістиролу не може бути рекомендована для технологій гарячого розливання, тобто вище 70 °С. 
У більшості країн розроблено і освоєно промисловий випуск широкого асортименту пакувальних матеріалів, закупорювальних засобів і споживчої тари для молочних продуктів різної консистенції, функціонального призначення, термінів зберігання і реалізації. 
Молоко розливають у пакети з поліетиленових або багатошарових плівок, сир фасують у вакуумну упаковку, кисломолочні продукти у пакети із комбінованих матеріалів на основі картону або термоформовану упаковку із полістиролу і поліпропілену, що закупорюється кришками із цих самих матеріалів або із алюмінієвої фольги. 
Поліетиленова плівка дуже широко використовується у молочній промисловості. Для надання світлозахисних властивостей в її склад вводять дрібно-дисперсний двоокис титану, що забезпечує білий колір. З метою поліпшення переробки на фасувальному обладнанні в рецептуру включають агенти, які поліпшують ковзання. Плівку використовують для виготовлення м'яких пакетів і туб, в які фасують молоко, молочні напої, дієтичний сир, сметану низької жирності. Ці плівки виготовляються на основі поліетилену низького тиску, який має обмежену жиростійкість, тому у нього не можна фасувати сметану і молочні продукти з високою жирністю. Розвиток технології співекструзії дозволив розширити асортимент плівок для молочних продуктів (одно-, дво-, тришарові, білі, чорно-білі та ін.), які відрізняються підвищеною санітарно-гігієнічною чистотою, жиростійкістю і можуть використовуватись навіть для молочних продуктів дитячого харчування. 
Молоко пастеризоване фасують у м'які пакети із поліетиленових плівок, з одним повздовжнім і двома поперечними швами. За іншою технологією пакети можуть бути зроблені із двох плівок, зварених з чотирьох сторін, або ж виготовлені із «рукава: - сторін, звареного поперечними швами. 
Для фасування молочної продукції підприємство «Хемо- світ Луцькхім» випускає декілька видів поліетиленових плівок, які відрізняються високою якістю зварних швів і удароміцністю: 
Polyten MLW — тришарова біла матова плівка з ковзкою добавкою, товщиною 0,09—0,10 мм. Максимальний термін зберігання продуктів, які містять не більше 3,5 % жиру, — 5 днів, а при вмісті жиру до 33 % — 3 дні. 
Polyten MLW 282S — тришарова біла матова плівка з ковзкою добавкою, товщиною 0,08 мм. Вона призначена для фасування молока, вершків та інших молочних продуктів, максимальний термін зберігання яких не перевищує 5 днів з дня фасування (температура зберігання в межах 8—10 °С). 
Polyten MLBS — тришарова чорцр-біла плівка з ковзкою добавкою або без неї. Максимальний термін зберігання продуктів аналогічний упаковці із Polyten MLW. Плівка захищає продукцію від негативної дії світла, УФ- і ІЧ-випромінювання. Випускається товщиною 0,08—0,1 мм. 
Polyten MLB 282S — тришарова біло-чорно-біла плівка (неозброєним оком середній чорний шар не проглядається) з ковзким обробленням. Максимальний термін зберігання аналогічний упаковці із Polyten MLW. Плівка не тільки захищає продукти від негативної дії світла УФ-і ІЧ-випромінювання, але й відповідає естетичним вимогам. Випускається товщиною 0,08 мм. 
Датська фірма «Aria Foods» випускає нові види ароматизованих молочних продуктів зі зниженим вмістом жиру і добавкою шоколаду, ванілі та натуральних ароматизаторів. Ці напої «Агіа Mini» розливають в упаковки із поліетилену об'ємом 320 мл і користуються підвищеним попитом у покупців, особливо у молодих людей. Упаковки типу «Еіорак» випускають, в основному, норвезькою фірмою, і їх місткість може змінюватись у межах від 200 мл до 1 л. Заповнення цих упаковках здійснюється в асептичних умовах. 
Новинкою на ринку упаковки для молока стала екологічно чиста плівка lean, що включає карбонат кальцію, а зв'язуючою основою виступають полеолефіни. У перспективі цей матеріал буде використовуватись для виробництва стаканчиків (аналогічних полістирольним), пляшок, інших різновидів упаковки для рідкої і в'язкої молочної продукції. 
Матеріали комбіновані на основі картону і паперу призначено для виготовлення пакетів різної конфігурації типу Тетра-брік, Тетра-брік-асептик, Пюр-Пак, Тетра-Рекс та ін. для молока і кисломолочних напоїв і виготовляються методом екструзійного ламінування (рис. 14.1). Наявність у комбінованих матеріалах паперу забезпечує жорсткість, каркасність та інше, а алюмінієвої фольги — бар'єрні властивості, внутрішній поліетиленовий шар — санітарно-гігієнічну чистоту і термозварювальність.

 
Англійська фірма «SIG Combibloc», займає друге місце у світі з виробництва асептичних картонних упаковок для молока, соків та інших рідких харчових продуктів і випустила в реалізацію у 2002 р. рекордну кількість (454 млн.) таких упаковок. 
Фірма має спільні підприємства в Китаї, країнах Південної Америки, Саудівській Аравії та в інших країнах. На одних і тих самих машинах фірма може виготовляти до 40 видів упаковок, різних за формою і розмірами. 
Термоформована і видувна тара у вигляді коробочок і стаканчиків різної місткості та конфігурації використовується для фасування молочних продуктів пастоподібної консистенції. її готують із рулонних матеріалів на основі термопластичних полімерів: ударно-міцного полістиролу, пластифікованого полівінілхлориду, поліпропілену. Стаканчики готують із полістиролу та поліпропілену. 
Відповідну герметичність закупорювання споживчої тари забезпечують кришками з основного матеріалу, підвищену герметичність — фольгою з термолаковим (термоадгезійним) покриттям або висічками під термозварювання із даного матеріалу. 
Видувна полеолефінова тара — пляшки із поліетилену низького тиску, суміші поліетиленів високого і низького тиску, поліпропілену призначена для розливання пастеризованої молочної продукції, виробництва стерилізованого, молока методом пастеризації в автоклавах безпосередньо в пляшках, розливання рідких дитячих молочних продуктів. 
Залежно від використаної сировини пляшки можуть бути прозорі або забарвлені, а від застосованого екструзійно-видувного обладнання — різних форм, конфігурації, місткості тощо. 
Зміни виду і структури упаковки молочних продуктів вітчизняних виробників зумовлює конкуренція на ринку даних виробів. Важливим фактором поліпшення асортименту також є розвиток виробництва пакувальних матеріалів: комбінованих на основі картону, одно- і багатошарових поліетиленових плівок, різних упаковок іноземних виробників. Поступово розширюється асортимент термоформованої упаковки для окремих груп молочних продуктів. Наприклад, сметану, кисломолочні і сиркові продукти, молоко і вершки фасують у термоформовану упаковку з використанням різних пакувальних матеріалів (ПВХ, ПС, ПП) і відповідних систем закупорювання. Вибір певної упаковки залежить від складу та інших властивостей молочних продуктів. 
Останнім часом для фасування молочної продукції все більше використовують гнучкі полімерні плівки, комбіновані матеріали на основі картону, листові полімерні плівки у вигляді термоформованої упаковки, папір жиростійкий і ламінований фольгою (табл. 14.11). 
Таблиця 14.11 
Структура застосування пакувальних матеріалів для молочних продуктів (% за обсягом)

 
Зміна частки окремих матеріалів для  упакування зумовлена такими чинниками: 
• зміною структури виробництва молочної продукції в Україні; 
• різким зниження обсягів виробництва молочної продукції за порівняльний період; 
• демографічними змінами в Україні; 
• використанням підприємствами імпортних пакувальних матеріалів; 
• розвитком виробництва сучасних пакувальних матеріалів в Україні. 
Найбільш перспективними пакувальними матеріалами для молочної продукції вважаються жорсткі полімерні плівки (ПП, ПС, ПВХ), комбіновані матеріали на основі картону з різним складом і кількістю шарів та деякі гнучкі пакувальні плівки. В числі останніх найбільш часто застосовують одно-, а рідше багатошарові плівки на основі ПЕ і ПП, з яких виготовляють пакети для сметани, ряжанки, кефіру і сиру. 
Стримуючими чинниками використання гнучких пакувальних матеріалів можна вважати дві обставини. По-перше, пакети з них не дуже зручні для транспортування (проколюються, розриваються), хоча ці недоліки можна усунути впровадженням нових марок ПЕ, ПП і п'яти- та семишарових плівок з підвищеною міцністю на розрив та проколювання. По-друге, для покупця продукції в упаковці із гнучких плівок виникають незручності у використанні і тому в перспективі ця упаковка буде поступово витіснятися іншими. 
Для пакування молочних продуктів широко застосовують комбіновані матеріали на основі картону. Багатошаровість такої упаковки і наявність у складі алюмінієвої фольги, ГШ, адгезивів, воску і картону різних марок та призначення забезпечує необхідний комплекс фізико-механічних, санітарно-гігієнічних та інших споживних властивостей. Упаковку з цих матеріалів легко вкладати у транспортні блоки і відкривати, вона стійка, на ній можна розмістити достатньо інформації для покупця. З урахуванням високої собівартості цього матеріалу частіше для фасування продуктів використовують пакети об'ємом 0,5 л і вище. 
Розроблено математичну модель, яка дозволяє оцінити вологостійкість нейлонових плівок як функцію активності води з однієї або другої сторони матеріалу. Сорбція і коефіцієнт водопроникності відповідають загальноприйнятим значенням для нейлонових плівок. 
Термоформована упаковка для незбираної молочної продукції виготовляється із жорстких плівок (ПС, ПВХ, ПП). Різноманітність марок цих матеріалів, у тому числі і багатошарових, дозволяє застосовувати їх для більшості незбираних молочних продуктів (табл. 14.12). 
Таблиця 14.12 
Структура полімерних матеріалів для виготовлення термоформованої упаковки, %

 
Жиростійкі папери, пергамент, папір з покриттям алюмінієвою фольгою використовують для упакування сиру кисломолочного і продукції на його основі. Такі продукти у вигляді брикетів різних розмірів і маси загортають у ці матеріали на спеціальному обладнанні. При цьому важливим є гарантований термін придатності сиру кисломолочного і відповідної продукції залежно від виду упаковки (табл. 14.13). 
Таблиця 14.13  
Строки зберігання сиркової продукції

 
Необхідною умовою дня забезпечення якісного зберігання є герметичність  упаковки. З цією метою використовують спеціальну конструкцію верхньої частини тари, а для герметизації застосовують листи із полімерних матеріалів у вигляді кришок, які закриваються, або кришок, які приварюються до тари. Для герметизації термоформованої тари використовують кілька видів матеріалів (табл. 14.14). 
Таблиця 14.14 
Частка окремих матеріалів для герметизації молочної продукції

 
Упаковка для незбираної молочної продукції повинна мати високу механічну  міцність, стійкість до старіння, жорсткість або еластичність, здатність до зварювання і належної її герметизації. Важливою є інертність до продукту і при контакті з ним не виділяти шкідливих для здоров'я людини компонентів. Основною тенденцією для поліпшення упаковки вважається підвищення її бар'єрних властивостей зі збереженням комплексу фізико-механічних, споживних і санітарно-гігієнічних властивостей, які дозволяють збільшити термін придатності упакованої продукції. Крім того, враховуються і вимоги стосовно конкретних продуктів (характеристика упаковки, розрахунок потреб у ній, ціноутворення та ін.). 
Завдяки цим розрахункам можна прогнозувати випуск відповідних фасованих продуктів (табл. 14.15). 
Таблиця 14.15 
Рівень виробництва фасованої незбираної молочної продукції в Україні

 
Термоформована упаковка не відрізняється різноманітністю геометричних форм, оскільки переважає стакан у вигляді перевернутого зрізаного конуса. 
Основними геометричними розмірами є діаметр у верхній (Дв) і нижній (Дн) частинах стакану, висота (h) і товщина (1) його стінок. Перші три розміри визначають місткість упаковки і разом з товщиною впливають на масу. Останнім часом помітна зміна конструкції внутрішньої частини стакану. В ній з'являються перегородки, які поділяють стакан на дві або три рівні чи нерівні частини. Це дозволяє розмістити в такій упаковці дво- або трикомпонентні молочні продукти, які змішуються перед вживанням. 
Термоформовані упаковки у вигляді прямокутних кювет не відрізняються різноманітністю форм, конструкцій і розмірів. На розвиток ринку упаковки для незбираної молочної продукції впливають такі чинники: 
• загальне виробництво молока в Україні і структура незбираної молочної продукції; 
• державна політика щодо розвитку сільського господарства і переробки молока; 
• виробництво і використання пакувальних матеріалів; 
• технологія і обладнання для виготовлення упаковки; 
• купівельна спроможність населення. 
Найближчим часом збережеться широке застосування одно- і багатошарових гнучких плівок, жорстких полімерних, комбінованих матеріалів на основі картону.  
Застосування термоформованої упаковки для незбираної молочної продукції дозволяє урізноманітнити технологічні схеми щодо її виготовлення і використання. 
Упаковка із ПЕТ для рідкої продукції функціонує з кінця 80-х років XX ст. Італійська фірма «США» вважається провідним світовим виробником обладнання пластикових ємкостей із ПЕТ. Вона провела експерименти щодо розливання молока у ПЕТ-тару з широким горлом (маса пляшки 28 г). Свіже молоко розливається асептичним способом і за відпрацьованою системою транспортування в охолодженому стані надходить у продаж з терміном зберігання до 8 діб. ПЕТ-пляшки в середньому на 10—20 % дешевші, ніж розповсюджена упаковка «Тетра-Рекс» і «Пюр-Пак». 
В Україні найбільше для розливу молока використовується пакет із тришарового поліетилену, хоча він має ряд недоліків: необхідність використання міцної тари для запобігання браку при транспортуванні, граничний термін зберігання (до 3-х діб), неможливість зберігання продукту у відкритій упаковці. Альтернативним варіантом розливу молока може бути ПЕТ-пляшка, яка прозора, аналогічно склу, дуже легка, міцна, зручна при транспортуванні, краще сприймається покупцем, ніж літровий прямокутний пакет із картону. Така пляшка може виготовлятися різної форми і об'єму, швидко і багаторазово відкриватися і закриватися, а також зберігатися після відкривання в холодильнику. 
На початку 60-х XX ст. років компанія Тетра Пак випустила першу у світі асептичну упаковку, в якій молоко могло зберігатися без консервантів і охолодження кілька місяців. Нова, більш досконала система асептичного фасування молока та молочних продуктів «Unipack Aseptic Fill», заснована на поєднанні найкращих досягнень компаній «АРУ», «Ampck Amman», а також системи «Unipack Dairy system» для фасування та пакування молочних продуктів з малим, подовженим та довгостроковим терміном зберігання представляється Швейцарською компанією «Kaeler Holding AG». Основною відмінністю цієї системи від інших є те, що стерильне молоко в асептичних умовах розливається в багатошарові полімерні пляшки. Порівняно з іншими видами упаковки, таке упакування із закупорюванням в асептичних умовах алюмінієвою фольгою та гвинтовим ковпачком має такі переваги: більш економічне (на 20—30 %), зручне у користуванні, надійне під час транспортування, складування та зберігання, екологічне під час виготовлення і наступної переробки, різноманітне за дизайном упаковки та її художнім оформленням, традиційне і звичне для споживача та легко розпізнається. 
Найбільш важливими є стерилізація продукту та пакувального матеріалу і фасування з наступною герметизацією упаковки.  
При цьому продукт та упаковку стерилізують окремо, а потім упаковку заповнюють і герметизують у стерильних умовах. Полімерні пляшки, які застосовуються в системі асептичного фасування, мають три або п'ять шарів різних матеріалів (поліетилен високого тиску, поліпропілен з добавками суперконцентратів різного кольору), для з'єднання яких використовують адгезійні добавки, що підвищують міцність між шарами з різних полімерів. Завдяки таким композиціям досягають бар'єрних властивостей пляшок щодо ультрафіолетових променів, кисню та інших газів. 
Пляшки виготовляють із запаяною горловиною, зрізання якої проводиться безпосередньо у фасувальному блоці в асептичному середовищі перед фасуванням. Маса полімерних пляшок для молока місткістю один літр становить тільки 28—32 г. 
Система асептичного пакування молока та молочних продуктів у багатошарові полімерні пляшки є складним комплексом, робота якого залежить від кваліфікованого обслуговування, своєчасної діагностики, контролю та профілактики. За таких умов є можливість випускати продукти в сучасній упаковці з терміном придатності до 6 місяців, що відповідає високим вимогам стандарту. 
ПЕТ-полімер має близькі до скла бар'єрні властивості: молоко розлите в ПЕТ-пляшки, не адсорбує сторонніх запахів, а кисень не проникає із зовні в закриту пляшку і тому продукт не змінюється.