Новые упаковочные материалы. Полимерные покрытия

       Концентрация  растворов колеблется в пределах 10—35 процентов. Для получения прозрачных пленок обычно используются смеси из нескольких растворителей. Очистку растворов от разнообразных примесей проводят фильтрованием в фильтрах различной конструкции с использованием сложных фильтрующих систем. Качество фильтрации во многом определяет качество получаемых покрытий. Отделение раствора от различных воздушных включений осуществляют в деаэраторах, различных по конструкции и принципу действия.

         Формование пленки происходит  на стадии полива. В зависимости  от вида полированной поверхности  различают методы полива на  барабан, на бесконечную ленту,  в осадительную ванну (мокрое формование).

       Система нанесения раствора на движущуюся подложку должна обеспечивать равномерного по ширине и длине слоя пленки.

       К достоинствам пленок, полученных методом  полива раствора полимера, относятся  равномерная толщина, повышенная прозрачность, отсутствие нерастворимых примесей, практически полная изотропность свойств.

Недостатками  низкая производительность, трудность  изготовления толстых пленок, пожароопасность растворителей, применяемых в методе, сложность их регенерации, что существенно повышает расходы на оборудование и себестоимость выпускаемого покрытия[6]. 

       

       Рисунок 5. Формование пленок поливом: 1 – фильера (это формующая часть, где происходит выдавливание расплава и преобразование его в конечную форму); 2 - емкость с раствором полимера; 3-сушильная камера; 4-пленка полимера; 5 - сматывающее устройство; 6-барабан транспортера; 7 - транспортерная лента.

 

2.3. Метод  полива дисперсии полимера на  полированную поверхность.

       По  своей сути этот метод мало отличается от метода полива раствора полимера. Главным  и принципиальным отличием является применение коллоидных систем (например, латексов), в которых дисперсионной  средой служит вода, а дисперсной фазой — частицы полимера. Это обуславливает достоинства способа: 

1. отпадает  необходимость применения дорогостоящих, токсичных и огнеопасных растворителей;
2. возникает возможность использования эмульсионной и суспензионной полимеризации без промежуточной операции выделения полимера.

 

       Основным  недостатком метода является сложность  слипания полимерных частиц в процессе высыхания дисперсии, что затрудняет получение структурно-однородных монолитных покрытий. 

       Приготовление водных дисперсий полимеров отдельно рассматриваться не будет, так как  в разделе 2.2, был подробно описан процесс приготовления водного  раствора полимера[6]. 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Использование полимеров для изготовления оболочек мясных изделий.

       В колбасном производстве к упаковочным  материалам относят, прежде всего, оболочки, без которых невозможно изготовить основную часть колбасных и сосисочных изделий, а также пакеты для вакуумной  упаковки продукции. Существуют различные  определения колбасной оболочки, но их суть сводится к тому, что это  технологическая емкость, придающая  изделию форму и защищающая его  от воздействия окружающей среды[3].

       Колбасные оболочки выполняют ряд общих  функций: 

1. удерживают  мясную эмульсию или фарш в процессе тепловой обработки, созревания, сушки, копчения;

 

2. придают форму  и стабилизируют колбасный фарш;

 

3. защищают  содержимое от воздействия внешней  среды;

 

4. являются  носителями информации как обязательной, так и рекламного характера;

 

5. служат  средством продвижения готовых  изделий.

 

3.1. Оболочка  из гомогенной цельнотянутой целлюлозы.

       Целлюлоза — (C₆H₁₀O₅)_n, белое твердое вещество, молекула которого имеет полимерное строение. Полисахарид, главная составная часть клеточных оболочек всех высших растений.

       Первоначально для изготовления искусственных  колбасных оболочек применяли целлюлозу, получаемую либо из хлопкового волокна, либо из лиственных пород деревьев. Из технической целлюлозы вырабатывается вискоза (гелеобразное вещество оранжевого цвета), которая затем направляется в экструдеры. В результате экструзии оболочка из гомогенной цельнотянутой целлюлозы (чаще называемая просто — целлюлозная). Ее основное применение —сосиски, сардельки и колбаски малого калибра. В процессе изготовления оболочки на ее внутренние стенки иногда наносят специальные растворы, чтобы усилить или ослабить адгезию к готовому мясному изделию.

       Целлюлозные оболочки отличаются высокой проницаемостью для газов, паров воды и дыма, большей  стабильностью, по сравнению с натуральными оболочками[3]. 

       3.2 Вискозно–армированная оболочка.

       Однако  целлюлозная оболочка имеет и  ряд недостатков: слабую влагопрочность, недостаточную прочность на разрыв и недостаточное постоянство  калибра в наполненном состоянии. Их устраняют включением каркасных  волокон. Такую оболочку называют вискозно–армированной. 

         Из длинных волокон пеньки  ткут волокнистый холст, который  еще пропитывают специальными  растворами, чтобы сделать более  прочным. Затем этот холст нарезают  на ленты определенной ширины, соответствующей в дальнейшем  диаметру изготавливаемого рукава  оболочки. Лента сворачивается в  рукав (трубку) и края склеиваются  продольным швом внахлест. Полученный  рукав пропитывают вискозой, которую,  как и в случае с целлюлозной  оболочкой, переводят в твердое  состояние посредством ряда химических  реакций. 

         Вискозно-армированные оболочки, учитывая  их высокую механическую прочность,  изготавливают среднего и большого  диаметра, и в настоящее время  они применяются, в основном, для  производства копченых колбас. Стенки оболочки можно дополнительно пропитывать растворами, усиливающими или ослабляющими адгезию к продукту. 

         Вискозно-армированная оболочка  в сравнении с оболочками из  натурального сырья, обладает высокой влаго– и механической прочностью, что особенно важно при изготовлении колбас среднего и большого диаметра[7]. 

3.3. Вискозно-армированная  оболочка с дополнительным слоем ПВДХ–лака.

       Это наиболее ранняя разработка в области  искусственных колбасных оболочек с барьерными свойствами. Раствор ПВДХ–лака наносится на внутреннюю или внешнюю сторону стенки уже готовой вискозно-армированной оболочки и равномерно распределяется.

       Оболочка  с внутренней лакировкой имеет определенные преимущества, поскольку не утрачивает способность к гидрофильной усадке — усадке в результате высушивания. Поскольку ПВДХ–слой не позволяет воде испаряться из продукта, то размер колбасного батона не изменяется, а оболочка усаживается, туго обхватывая содержимое.

         Вискозно-армированные оболочки с ПВДХ–ламинированием практически не проницаемы, что обеспечивает незначительный уровень влагопотерь[3].

       3.4. Пластиковые покрытия.

       Предпосылкой  для изготовления пластиковой колбасной  оболочки стало, во-первых, создание во второй половине XX столетия способных  к экструзии полимерных материалов и развитие подходящего экструзионного метода. Во-вторых, в этот же период времени происходит укрупнение предприятий, увеличение объемов производства, соответственно, и меняется сбытовая политика производителей колбасных изделий. Ведется поиск новых, более отдаленных рынков сбыта и одновременно возникает вопрос сохранности мясных изделий в течение всего срока транспортировки, хранения и реализации.

       Решение вопроса сохранности продукции  шло двумя путями: разрабатывались  методы консервации продуктов (например, холодом) и создавались оболочки и упаковки, которые позволили  бы увеличить стойкость продукции  в процессе хранения, препятствуя  развитию микроорганизмов и окислительных  процессов.

         Наиболее подходящими для этой  задачи оказались как раз пластиковые  колбасные оболочки и пакеты  для вакуумной упаковки, обладающие  барьерными свойствами по отношению,  прежде всего, к кислороду и  парам воды. Немаловажным оказалось  и такое свойство, как непроницаемость  для ультрафиолета.

       В производстве пластиковой оболочки доминируют три типа полимеров: 

1. полиамид;

 

2. поливинилиденхлорид (ПВДХ);

 

3. полиолефины.

 

       Исходные  материалы для пластиковых оболочек производятся химической и нефтеперерабатывающей  промышленностью. Упомянутые полимерные материалы имеют общий признак — способность при нагреве становиться пластичными и плавиться, что очень важно при изготовлении пластиковых оболочек.

         Для производства многослойной  пластиковой оболочки были разработаны  методы, позволяющие выполнять совместную  экструзию (коэкструзию). В результате  получают оболочки, которые совмещают  различные свойства отдельных  типов пластиковых материалов.

         В настоящее время использование  однослойной оболочки из ПВДХ  постепенно сокращается. Основная  причина в том, что ПВДХ — это хлоросодержащее вещество и при его утилизации выделяется много токсичных веществ, оказывающих губительное воздействие на окружающую среду

         Эволюция полиамидных оболочек  начиналась с однослойной неориентированной  оболочки. Она характеризуется высокими  барьерными свойствами для паров  воды и газов по сравнению  с вискозно-армированными, белковыми  и натуральными оболочками, но  вместе с тем, отсутствием термоусадочных  свойств, невысокой механической  прочностью на разрыв и растяжение.

       Следующим этапом было создание так называемой ориентированной однослойной полиамидной  оболочки, которая стала способной  к термической усадке. Барьерные  свойства ориентированной оболочки стали на порядок выше, чем неориентированной, значительно улучшились и механические.

         Затем появились многослойные  оболочки. Возможность использовать  свойства различных полимеров  в совокупности позволила намного  повысить барьерные свойства, даже  в сравнении с непроницаемыми  однослойными оболочками. Кроме  того, варьируя состав используемых  полимеров, стало возможным выпускать  узкоспециализированные типы оболочек  под отдельные мясные продукты, например, для прессованных ветчин  в оболочке или стерилизованных  колбас. 

         Одним из основных направлений  развития рынка пластиковых колбасных  оболочек сегодня является использование  однослойных проницаемых пластиковых  оболочек. Они уже находят применение  в производстве сосисок и колбас. Основные свойства таких оболочек — это дымопроницаемость и низкие потери веса продукта в процессе хранения. Высокая дымопроницаемость достигается в процессе термической обработки колбас и позволяет получать желаемые органолептические свойства. В процессе хранения, напротив, уровень проницаемости для паров воды и газов снижается, что значительно увеличивает срок годности продукта и позволяет мясному изделию долгое время оставаться привлекательным на вид[7]. 
 

                   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Использование полимеров для  изготовления покрытий на сырах.

       Существенную  роль в производстве, созревании и  хранении сыров играет упаковка. С  ее помощью можно значительно  снизить потери продукта на стадии созревания и хранения и длительное время не беспокоиться за его качество. К упаковочным материалам для  сыра предъявляют следующие требования: