Упаковка с дополнительными функциями

  

                                                             Введение 

     Стремление  максимально упростить (по крайней  мере, удешевить) упаковку вполне понятно  – покупатель не желает платить  лишние деньги за “фантик”, кроме того, довольно остро стоит вопрос утилизации отходов. Однако наряду с тенденцией к упрощению существует и противоположное направление: упаковке придают дополнительные полезные свойства, от которых потребитель не сможет отказаться. Обе тенденции имеют право на существование, что выберут покупатели – покажет время.

     В настоящее время функции упаковки расширяются, и она начинает играть все более активную роль по отношению  к продукту. Примерами могут служить  саморазогревающиеся и самоохлаждающиеся  упаковки, упаковки с консервантом или поглотителем кислорода, селективно-проницаемые для газов, с регулированием интенсивного микроволнового нагрева, с бактерицидными свойствами, “съедобные” упаковки и др. Эти типы упаковок для пищевых продуктов получили название smart (англ. – остроумный), но они объединяются также термином “активные” из-за непосредственного воздействия на пищевой продукт или процесс его обработки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Упаковка с дополнительными функциями 

     Часто покупателей привлекает упаковка, обладающая какими-либо дополнительными функциями, например, позволяющая разогревать продукт в микроволновой печи. 

     Разогреваемые упаковки

     Значительное  распространение во всем мире и за рубежом приобрели упаковки для  разогрева в микроволновых (СВЧ) печах. По популярности они значительно  превосходят упаковки, предназначенные для разогрева в обычных стационарных плитах и духовках с конвекционным воздушным нагревом. Среди продуктов для разогрева в СВЧ: пиццы, гамбургеры, куриные, мясные молочные и овощные блюда, супы, пироги, продукты долгосрочного хранения, низкокалорийные и овощные блюда, замороженные и другие пищевые продукты, готовые к употреблению. СВЧ используют не только для разогрева приготовленных блюд, но и для дожаривания или доваривания полуфабрикатов и полного приготовления свежих продуктов.

     Материалы, используемые для изготовления упаковки, способной обеспечить требуемый  режим приготовления продукта, должны обладать определенными свойствами, главные из которых:

• высокая проницаемость для микроволн без снижения барьерных характеристик материала;
• обеспечение равномерного распределения тепла при разогреве продукта;
• достаточная термостойкость, так как температура в СВЧ может превышать 200°С;
• способность регенерировать микроволновую энергию и превращать ее в тепло (вплоть до образования поджаристой корочки на поверхности блюда);
• физиологическая безвредность для организма человека;
• экономичность и доступность (возможность заказать искомый материал в любой стране мира, не тратя много времени на его поиски);
• экологическая безопасность для окружающей среды и способность к вторичной переработке (или другому способу утилизации).

     Выполнение  указанных требований исключает  применение алюминиевой фольги, так  как она, являясь непроницаемой  для микроволн, препятствует разогреву  продукта. Теоретически изготовление упаковки для СВЧ из фольги возможно, но потребуются специальные окна-волноводы для проникновения микроволн в продукт. Выгода от применения фольги в этом случае окажется несоизмерима с техническими сложностями.

     В изготовлении упаковки для СВЧ хорошо зарекомендовали себя ПЭТ (здесь и далее см. словарь сокращений) и ламинаты на его основе, ПА-66, полиэфирамиды, ПК, реактопласты и другие отверждаемые в процессе нагрева полимеры.  

     Список  сокращений:

     ПА  – полиамид;

     ПЭТ – полиэтилентерефталат;

     К-ПЭТ  – кристаллизующийся полиэтилентерефталат;

     ПВДХ  – поливинилиденхлорид (саран);

     СЭВА  – сополимер этилена  с винилацетатом;

     ПС  – полистирол; ПК – поликарбонат;

     СЭВОН – сополимер этиленвинилового спирта; ПФО –  полифениленоксид;

     МГС – модифицированная газовая среда;

     РГС – регулируемая газовая среда;

     ПЭВД  – полиэтилен высокого давления (ПЭНП);

     ПЭНД  – полиэтилен низкого  давления (ПЭВП);

     ПП  – полипропилен;

     ПВХ – поливинилхлорид;

     ОПП – ориентированный  полипропилен;

     ПАН – полиакрило-нитрил;

     ЭВА – этиленвини-лацетат;

     ДГК – соль дегидроцетовой кислоты;

     ПВС – поливиниловый  спирт;

     ВИМ – латексное покрытие в виде водной дисперсии  бутилкаучука и ВХВД (сополимер  винилхлорида и винилиденхлорида);

     Полисвэд  – латексное покрытие в виде водной дисперсии  сополимера винилацетата с этиленом. 

     В случаях, когда продукт не требует  нагрева выше температуры 177°С, целесообразно  применять ПЭТ с низкой степенью кристалличности. ПЭТ-упаковка для  разогрева в СВЧ получается методом  соэкструзии. Она состоит из двух слоев: верхнего (кристаллизующегося) и нижнего (аморфного). Обычно для ее изготовления используется вспененный кристаллизующийся ПЭТ низкой плотности, выпускаемый в США под названием Petlite. Он дешевле обычного ПЭТ и хорошо зарекомендовал себя как при воздушном, так и при микроволновом разогреве пищи. Правда, для хранения замороженных продуктов его использовать нецелесообразно, так как, обладая высокой теплоизоляцией, Petlite снижает эффект от работы промышленных холодильников.

     Самой распространенной является конструкция  разогреваемой упаковки, в которой используется чувствительный элемент. Он представляет собой тонкий (всего несколько мкм) слой металлизированной пленки, концентрирующей микроволновую энергию. Затем излучение трансформируется в тепло для разогрева продукта. В некоторых случаях используется алюминиевая стружка, равномерно вкрапленная в ПП-лотки. Частицы алюминия концентрируют тепло аналогично пленочному датчику. Применяются также активные элементы, способные увеличивать интенсивность нагрева в одних зонах продукта и экранировать от излучения другие. Это позволяет добиться эффекта обработки паром при полностью закрытой упаковке с последующим вентиляционным охлаждением до нужной температуры.

     Последнее достижение в области разогреваемых  упаковок – жаростойкая “банка FK”, которую можно подвергать тепловой обработке и разогревать в СВЧ-печах. Банки FK изготавливают из комбинированных полимерных материалов вместо традиционных металлических, которые не предназначены для СВЧ-разогрева. Структура материала может быть различной в зависимости от модификации. Один из вариантов банки представлен в авторской справке. Конструкция банки FK. Упаковка обладает значительным резервом теплостойкости и высокими барьерными свойствами. 

Рис.1. Конструкция банки FK: 

А –  легкооткрывающаяся крышка, материал, которой состоит из слоев:

1 –  пигментированного полипропилена, 

2 –  ристаллического полипропилена, 

3 –  алюминиевой фольги,

4 –  адгезива, не содержащего растворителей, 

5 –  сополимера кристаллического полипропилена.

Б –  корпус банки, соединяемый с крышкой сварным швом

6 (сварка  высокочастотная).

Материал  корпуса состоит из слоев:

7 –  соэкструдированного пропилена, 

8 –  полипропилена, 

9 –  кристаллического полипропилена, 

10 –  адгезива,

11 –  декорированной пленки,

12 –  адгезива, не содержащего растворителей,

13 –  сополимера кристаллического полипропилена, 

14 –  пленки, обладающей высокими барьерными  свойствами, но проницаемой для  электромагнитных волн.

К корпусу  высокочастотной сваркой, образующей шов 15, прикреплено:

В –  дно, состоящее из слоев 

16 –  сополимера кристаллического полипропилена, 

17 –  адгезива,

18 –  алюминиевой фольги,

19 –  кристаллического полипропилена, 

20 –  полипропилена. 

     Новый перспективный материал для разогреваемых  в СВЧ упаковок – термостойкий сополимер Noril EFC, состоящий из ПФО и ПС. Можно прогнозировать, что новые упаковки скоро заменят лотки из К-ПЭТ и ПП. Изделия из Noril EFC характеризуются высокой жесткостью и механической прочностью при температурах вплоть до 120°С. Форма и размер лотков могут быть довольно разнообразными, их можно закрывать прозрачной крышкой или обертывать герметично пленкой с последующей тепловой сваркой. Noril EFC относительно дешев, а его частичное вспенивание в процессе переработки позволяет еще более снизить стоимость получаемых из него изделий. По сравнению с лотками из вспененного ПП упаковка из сополимера весит на 70% меньше и значительно лучше сохраняет тепло блюда, подаваемого на стол. При этом обратная сторона лотка остается холодной, что позволяет доставать его из печи руками. При совместной экструзии сополимера Noril EFC c другими полимерами можно получать упаковки для разогрева в горячей воде, а также для использования в РГС и МГС.

     

 

     Рис.2 Упаковка для СВЧ. Верхняя пленка снимается перед разогревом 

     

     Рис. 3 Поп-корн готовится в СВЧ прямо в герметичном пакете 
 

     Упаковки, используемые для  МГС и РГС 

     Для свежих пищевых продуктов во всем мире уже давно используются два  вида герметичных упаковок с модифицированным газовым составом (МГС) и регулируемой газовой средой (РГС). Выбор состава  газовой среды зависит от характера продукта.

     Модифицированный  газовый состав внутри упаковки выполняет  следующие функции:

• подавляет рост микроорганизмов на поверхности пищевого продукта, поддерживая его микрофлору на необходимом уровне;
• сохраняет первоначальные органолептические (пищевкусовые, ароматические и др.) свойства в течение определенного времени;
• регулирует кислородовыделение из продукта и проникновение кислорода через упаковку таким образом, чтобы внутри нее сохранялось практически постоянное давление этого газа (около 2 МПа);
• значительно увеличивает сроки хранения продукта без изменения его качества.

 

     МГС предполагает фасовку продутка в  газонепроницаемые пакеты (в отличие  от РГС, где окружающая газовая среда  меняется за время хранения продукта).

     Пищевые продукты можно условно разделить на две основные группы:

• “дышащие” (с биохимической метаболической активностью), к которым относятся овощи, фрукты, свежее растительное сырье, сычужные сыры, свежее, так называемое “красное”, мясо и др. Подробнее см. авторскую справку – Как “дышат” фрукты;
• “не дышащие”, к которым относятся готовые и охлажденные блюда, готовые мясные изделия, молочная продукция, консервы, пасты, выпечки, крупы и др.

 

     Как “дышат” фрукты 

     “Дыхание” свежесорванных плодов и фруктов  происходит с поглощением кислорода и выделением углекислого газа, воды, тепла и летучих веществ по схеме: 

     С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 674 ккал