Барьерные пакеты что это

Барьерные свойства полимерных пленок

Выбирая упаковку, компании-производителей продуктов питания, прежде всего, интересует вопрос о том, каков срок их хранения. Чаще всего, учитывая особенности технологического процесса обработки собственного производства, фирмы выбирают тот или иной вида упаковки, опираясь на рекомендации производителей упаковочной продукции. Но, чтобы выбор был более объективным и грамотным, важно знать особенности разнообразных материалов, которые применяются при упаковке.

Как правило, чтобы лучше сохранить продукты, используют полимерные материалы, которые отличаются наибольшими барьерными свойствами и препятствуют проникновению кислорода, углекислого газа, водяного пара и впитыванию посторонних запахов. Атмосфера внутри пакета препятствует развитию бактерий и сохраняет продукты для последующего безопасного потребления. Особенно это касается случаев, когда в качестве упаковки используют пакет из многослойной барьерной пленки, которая герметично заварена под вакуумом. В таком случае большая часть бактерий из атмосферы удаляется. Значительно расширяет сроки хранения пастеризация или стерилизация.

Полимерные материалы, взятые по отдельности, универсальными свойствами не обладают и едва ли могут обеспечить всю важную палитру потребительских свойств. Например, некоторые имеют отличные барьерные свойства по отношению к кислороду, но проницаемы для водяного пара. Не все из них подходят для использования в качестве материала, который будет хорошо привариваться к материалу упаковочной подложки. В качестве материала с хорошими барьерными характеристиками используются многослойные пленки, которые способны обеспечить все важные свойства упаковки, сохраняя продукт свежим в течение длительного времени.

Самыми распространенными сегодня стали пленки, в которых количество слоев от 2-х до 5-и. Бывают и экземпляры с очень высокими барьерными характеристиками, в которых количество слоев пленки более 10-и.

Способы производства пленок

Ламинация (склеивание) разных типов пленок производится 2 методами:

Их существует два: экструзионный и ламинационный.

Наиболее распространенный способ производства барьерных пленок – плоскощелевая или выдувная экструзия полимерного расплава в одну пленку. Экструдируются при этом несколько полимеров, которые обладают необходимыми барьерными характеристиками. Если же совместимы они плохо, то между ними экструдируют расплавленные полимерные адгезивные составы.

Способность полимерных материалов противостоять попаданию газа и водяного пара

Расположив их в один ряд по степени увеличения барьерных свойств по отношению к кислороду, увидим:

PET (полиэтилентерефталат-лавсан) PA (полиамид) EVOH (этиленвиниловый спирт) PVDC (поливинилдихлорид)

По возрастанию барьерных свойств полимерных материалов по отношению к водяному пару:

LDPE (полиэтилен низкой плотности) PP (полипропилен). HDPE (полиэтилен высокой плотности)

Существенное влияние на барьерные свойства полимерных материалов способны оказывать:

Данная характеристика свидетельствует о степени растяжения молекулярных полимерных цепочек в пленочном материале. Как правило, лучшая ориентация получается в результате сильного раздува пленочного полотна в процессе выдувной экструзии.

Толщина полимерного материала. Температура окружающей среды.

Барьерные свойства пленочного материала повышает увеличение толщины полимерного материала и понижение температуры окружающей среды.

Таблица значений коэффициентов проницаемости по водяному пару и кислороду, основанная на данных фирмы «Exxon-Mobil», выглядит следующим образом:

Среди факторов, которые влияют на защитные свойства полимерных пленок, важно, в первую очередь, отметить зависимость от температуры окружающей среды. Важна и толщина полимерного материала. Повышение этих характеристик увеличит и барьерные свойства материала.

Как видим из таблицы, самыми высокими барьерными свойствами кислороду обладает материал EVOH. На практике он встречается редко, так как довольно дорогой.

Самые высокие характеристики по обоим показателям у поливинилдихлорида (PVDC). Но этот материал вторичной переработке не поддается, а при сжигании выделяет едкие ядовитые газы.

Выбирая полимеры, которые будут препятствовать проникновению водяного пара в упаковку, чаще всего выбирают пленки с наличием в составе HDPE. Например, данный материал используют для упаковки сухих завтраков.

Самым распространенным типом барьерных пленок, предназначенных для хранения рыбных и мясных продуктов, являются те, в состав которых входит PA (полиамид) и LDPE (полиэтилен низкой плотности). С точки зрения соотношения цены и качества данный вид и будет самым оптимальным.

Упаковка свежего мяса и рыбы

В данном случае важно понимать, что в живом организме мясо стерильно, так как лейкоциты крови не позволяют выжить чужеродным бактериям. Но, после раздела продукта, бактерии, попавшие на поверхность мяса, начинают размножаться в геометрической прогрессии. Вот почему там принципиально важно время, которое прошло от момента разделки и до приведения продукта в состояние, необходимое для его хранения.

Все чаще сегодня при упаковке мяса используют пакеты, которые изготовлены из барьерных пленок с модифицированной, очищенной от бактерий атмосферой внутри заваренного пакета. В таком случае обычно используется атмосфера с содержанием 30% углекислого газа и 70% кислорода. В такой концентрации оба газа препятствуют активному развитию и размножению бактерий, насыщая гемоглобин крови и придавая ему свежий красный цвет. Как правило, производители данного типа упаковки указывают на них срок хранения продуктов от 10 до 12 дней, полагая, что без такой упаковки продукт и испортится за 4 дня.

Надеемся, что данная информация поможет вам сделать верный выбор материала упаковки разнообразных видов продукции.

Руководитель исследовательского центра ЗАО Уралпластик Автор: доктор химических наук В.С.Беляев.

Источник

Барьерные свойства полимерных материалов и сроки хранения продуктов

Для лучшей сохранности продуктов обычно используют полимерные материалы, обладающие наибольшими барьерными свойствами, т.е. имеют способность препятствовать проникновению газов (таких как кислород, углекислый газ), водяного пара и посторонних запахов. Стабильная атмосфера внутри пакета способна предотвратить развитие пагубных микроорганизмов и сохранить продукт для дальнейшего безопасного потребления. Особенно в том случае, если в качестве упаковки используется пакет из многослойной барьерной пленки, герметично заваренный под вакуумом. В этом случае большинство бактерий из атмосферы пакета будет удалено. Кроме того, если этот пакет в дальнейшем еще будет пастеризован или стерилизован, то сроки хранения продукта будут значительно расширены.

Таким образом, проницаемость полимерных материалов к газам, прежде всего кислороду и водяному пару, и являются главными факторами, влияющие на сроки хранения, и должны учитываться при выборе материала для упаковки.

Взятые по отдельности полимерные материалы, не обладают универсальными свойствами способными обеспечить всю палитру потребительских свойств. Так некоторые из них имеют прекрасные барьерные свойства по отношению к кислороду, но в то же время хорошо проницаемы для водяного пара. Кроме того, далеко не все из них можно использовать в качестве материала хорошо привариваемого к материалу упаковочной подложки. Поэтому обычно в качестве упаковочного материала с хорошими барьерными свойствами, используют многослойные плёнки. Именно они в состоянии обеспечить всю необходимую гамму потребительских свойств упаковки, позволяющих сохранять продукт без потери качества в течение длительного времени.

Среди наиболее распространенных типов можно назвать плёнки с количеством слоев от 2-х до 5-ти. Среди упаковочных материалов с чрезвычайно высокими барьерными свойствами встречаются плёнки с количеством слоев 11 и более.

Наиболее распространенным способом производства барьерных пленок является выдувная, либо плоскощелевая экструзия (выдавливание) расплава полимеров в единую пленку. При этом одновременно в единую пленку эктрудируются несколько полимеров обладающих нужными барьерными характеристиками, а в случае, если эти полимеры плохо совместимы, то между ними экструдируются расплавленные полимерные адгезивные составы. Теперь рассмотрим различные типы широко используемых полимерных материалов с точки зрения их способности препятствовать проникновению газов и водяного пара. Если расположить их в ряд по степени уменьшения барьерных свойств по отношению к кислороду, то получиться следующее:
· PVDC (поливинилдихлорид)
· EVOH (этиленвиниловый спирт)
· PA (полиамид)
· PET (полиэтилентерефталат-лавсан)

Колонка расположенных по степени убывания барьерных свойств по отношению к водяному пару полимерных материалов выглядит следующим образом:
· HDPE (полиэтилен высокой плотности)
· PP (полипропилен).
· LDPE (полиэтилен низкой плотности)

На барьерные свойства полимерных материалов существенное влияние оказывает:
1. Степень ориентации полимерного пленочного материала:
Эта характеристика, показывает степень растяжения длинных молекулярных полимерных цепочек внутри пленочного материала и определяется коэффициентом растяжения полимерного расплава в процессе производства (экструзии) пленки. Обычно, лучшая ориентация пленки получается при сильном раздуве пленочного полотна в процессе выдувной экструзии. По данным ЗАО “Уралпластик” ориентированная полиамидная плёнка имеет в два раза более низкую проницаемость по кислороду, чем неориентированная.
2. Температура окружающей среды;
3. Толщина полимерного материала.
Как известно, понижение температуры окружающей среды и увеличение толщины полимерного материала повышает барьерные свойства пленочного материала.
Если составить таблицу значений коэффициентов проницаемости по кислороду и водяному пару для различных полимерных материалов в таблицу, то по данным фирмы «Exxon-Mobil» получится следующее:

Коэффициент паропроницаемости (г/м2 за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 380С)

Источник

Барьерные пленки. Условия существования

Барьерная пленка — лучшее решение для упаковки продуктов пищевой промышленности, парфюмерно-косметического производства, медицинских товаров.

К самым распространенным барьерным пленкам, применяемым в упаковочных средствах, относятся:

Большинство барьерных пленок имеют многослойную структуру, хотя некоторые из них бывают в однослойными. О бычно внешние слои многослойных упаковок представляют собой прочные прозрачные пленки, изготовленные из таких материалов, как полиэфиры или полипропилен. Средние слои сделаны из барьерных пленок. Слой, вступающий в контакт с упакованным содержимым, чаще производится из полиэтилена низкой плотности. Иногда для повышения прочности или барьерных свойств упаковки добавляют дополнительные слои. Для скрепления некоторых из этих слоев между собой вводят адгезивы. Наиболее распространенными адгезивами являются пленки из этиленвинилацетат (EVA) и этилен-акриловые сополимеры.

Барьерные пленки позволяют:

Барьерные пленки делятся на группы:

Итак, основные виды барьерных пленок:

Поливинилиденхлорид (PVdC)

PVdC — один из самых старых полимеров, в течение многих лет используется качестве оберточного материала для продуктов питания. Также он продается в виде пленки для хранения замороженных продуктов. К главным свойствам PVdC относятся: слабая проницаемость кислорода, запахов и влаги, исключительная прозрачность, прочность и легкая герметизируемость.

Для получения хороших барьерных свойств PVdC часто экструдируют с полиолефинами при изготовлении многослойных упаковочных пленок. Такие многослойные структуры можно использовать отдельно или наслаивать на различные жесткие и гибкие подложки, в том числе на металлическую фольгу, бумагу, полиолефины, нейлон, ориентированную полипропиленовую пленку, поливинилхлорид или ударопрочный полистирол.

Помимо барьерных свойств, многослойные пленки из PVdC обеспечивают жесткость, химическую инертность, гибкость и сравнительно высокую экономию. Применяются они в упаковках для продуктов питания, фармацевтических упаковках, прокладках для крышек и текстолитах для защитной одежды.

Этилен-виниловый спирт (EVOH)

В области барьерных упаковок для продуктов питания у PVdC имеется прямой конкурент – EVOH, который отличается значительной устойчивостью к воздействию кислорода и влаги, сочетанием прочности, гибкости и прозрачности. EVOH часто делают центральной частью соэкструдированной структуры с внешними слоями из полиэфира, полиэтилена или полипропилена. EVOH главным образом используется в качестве материала для упаковки продуктов, но его также применяют как барьерный слой в автомобильных баках и трубах для топлива.

PET широко применяется в качестве барьерного упаковочного материала для сохранения углекислого газа внутри газированных напитков, для сохранения свежести приправ, соков, джема, фруктов и соусов. Производители полимеров и компании-упаковщики находятся в поиске новых областей применения PET как барьерного материала. К наиболее интенсивно развивающимся относятся производство пивных бутылок из PET. По сравнению с бутылками из PET для безалкогольных напитков, пивные контейнеры из PET должны обладать гораздо более высокими барьерными свойствами. Они не только должны задерживать углекислый газ внутри, но и не пропускать внутрь кислород. Более того, бутылки должны выдерживать тепло, которое используется для изготовления пастеризованного пива. Ведется поиск упаковочной системы, способной сделать этот способ рентабельным. Перед разработчиками стоит обязательное требование: контейнеры из PET должны легко перерабатываться, а этого трудно достичь в случае многослойных упаковок для всевозможных материалов.

Уже проведено тестирование некоторых многообещающих барьерных систем, содержащих PET. Одна из них включает в себя структурные внешние слои из PET, окружающие внутренние слои, которые содержат нейлон с высокими барьерными свойствами и поглотители кислорода.

Полихлортрифторэтилен (PCTFE)

PCTFE известен своей высокой устойчивостью к воздействию влаги и водяных паров. Этот материал также характеризуется высокой прозрачностью и химической инертностью. В основном PCTFE применяется в фармацевтических упаковках, специальных пузырчатых упаковках, которые очень чувствительны к воздействию влаги. Прозрачность этого полимера позволяет рассматривать содержимое упаковки.

Недавно появились новые сорта PCTFE, которые предназначены для применения во многослойных барьерных структурах. Эти материалы можно использовать в качестве центральных слоев или внешних слоев упаковочных систем. Их можно втавить в упаковку изделий для гигиены полости рта, изделий по уходу за глазами, лекарств от кашля, лиофилизированных препаратов, особых масел и сверхчистых химикатов.

Нейлон (полиамиды)

Ориентированный нейлон обладает сочетанием барьерных свойств против кислорода, прочностью, жесткостью и прозрачностью. Он также устойчив к растрескиванию под действием изгиба. Пригоден для печати, защищен от воздействия смазочных веществ и масел. Полимеры на основе нейлона применяются в качестве барьерных материалов в упаковках для продуктов питания, ретортных упаковках, жидких «мешках в коробках», мешках и пакетах для насыпных грузов. Они также отлично себя проявили в упаковке химикатов и медицинских препаратов.

Нитриловые барьерные полимеры состоят из сополимеров акрилонитрила и метилакрилата. Они обладают высокими барьерными свойствами против кислорода, а также химической инертностью. Различные сорта нитриловых полимеров можно изготавливать в виде экструдированных и каландрированных листов, пленок, полученных методом экструзии с раздувом, или бутылок, созданных методами литья и экструзии с раздувом.

К преимуществам нитриловых полимеров относится их способность к формованию в сложные и необычные формы, внешний лоск и пригодность для печати. Нитриловые полимеры применяются в разных областях, среди которых: упаковки для обработанного мяса, фруктовые соки класса премиум, фармацевтические изделия, косметика, добавки к бензину и агрохимикаты.

Упаковка с модифицированной атмосферой

MAP — упаковка в модифицированной газовой среде. Создается из совмещения различных полимеров во многослойных структурах при подобранном сочетании газов (обычно это кислород, азот и углекислый газ) внутри упаковки с продуктами питания и напитками. Для каждого продукта существует свое идеальное сочетание газов, в окружении которого он дольше сохраняет свою свежесть и пригодность для употребления. Хотя кислород может привести к порче продукта, он также может давать и положительные эффекты: сохраняет цвет упакованного мяса, предотвращает развитие анаэробных бактерий, сохраняет «дыхание» упакованных фруктов и овощей. Азот препятствует проникновению кислорода в тех случаях, когда большое количество этого газа может испортить продукт. Углекислый газ задерживает рост бактерий и плесени у большинства упакованных продуктов.

В областях применения технологии МАР используются различные сочетания барьерных упаковочных полимеров, например полиэфиров, полипропилена, поливинилхлорида, этиленвинилацетата и EVOH. Их можно экструдировать совместно с полиэтиленом, которые контактирует с упакованными продуктами и обеспечивает тепловую изоляцию.

Последние достижения:

Компания Toray Plastics из США вывела в нынешнем году на рынок два новых вида ультрабарьерной пленки. Lumirror MK61HB и PA1HB с барьерным покрытием из полиэфирной пленки являются альтернативой фольги, пленкам с полипропиленом.

MK61HB за счет металлизации обеспечивает хороший барьер к влаге, кислороду. PA1HB также надежно защищает продукт от кислорода. Обе эти пленки обладают ароматостойкостью.

Пленка изготовлена на основе производимого компанией Toray ПЭТ, который имеет повышенную термическую стабильность. Такие пленки без содержания хлора являются хорошей альтернативой поливинилиденхлориду. При необходимости обеспечения высокого уровня герметичности Toray способна интегрировать слой герметика с помощью экструзионного покрытия. Барьерную функцию покрытие может выполнять за счет металлизации или экструзионного покрытия в зависимости от специфики упаковываемого продукта и требований конкретного заказчика.

Металлизированная MK61HB и базовая барьерная пленка PA1HB предназначены для использования в качестве внешнего слоя в двухслойном ламинате или в качестве среднего слоя в трехслойной структуре. Они подходят для упаковки кофе, кондитерских, хлебобулочных изделий, средств гигиены, бытовой химии.

* при подготовке материала использованы данные Аналитического портала химической промышленности.

Интересно знать:

Знаете ли вы, что у паковка в модифицированной газовой среде. используется уже много веков?

Когда в XVIII веке торговые корабли перевозили печенье в бочках, в нее перед закрытием помещали зажженную свечу. Свеча сжигала кислород, содержащийся внутри, и, таким образом, печенье защищалось от порчи.

Источник

Барьерные материалы и упаковка в модифицированной атмосфере: возможности и перспективы

Полимер на основе этиленвинилового спирта (EVOH) был создан в Японии еще в 1970-е годы. Разработкой нового материала занялись компании Kuraray и Nippon Gohsei. В 1983 году Kuraray открывает производство марки EVAL в США, позднее – в Европе в 1999. Nippon Gohsei начала массовое производство EVOH под маркой SOARNOL в 1984 году, с 1996 года выпускает его в США и с 2001 года в Великобритании. Барьерные пластики на базе EVOH не являются новинкой для российского рынка, тем не менее, их внедрение происходит не столь быстро, как можно было ожидать. В чем преимущества инновационного материала и в чем трудности с расширением его использования?

Барьерные свойства EVOH

С точки зрения химии, EVOH является сополимером полиэтилена и винилового спирта.

Специфическая конфигурация молекулы EVOH придает полимеру уникальные барьерные свойства, в том числе по отношению к кислороду, главной головной боли производителей скоропортящихся продуктов питания, а также другим газам. По проницаемости материал приближается к алюминию той же толщины. Даже ориентированные полиамид и ПЭТФ имеют на один – два порядка большую кислородопроницаемость.

Таблица 1. Кислородопроницаемость полимеров (SOJITZ)

Проницаемость по кислороду (см куб. 20µм/м2 24 ч. атм.)

Благодаря барьерным свойствам по отношению к кислороду удается значительно увеличить сроки хранения продуктов питания, поскольку тем самым замедляются процессы дыхания растений и жизнедеятельности большинства бактерий и грибков, разлагающих органические ткани.

Сферы применения EVOH

Использование полимера этиленвинилового спирта уместно в тех случаях, когда барьерные свойства материала имеют критическое значение, и для достижения высоких сроков хранения необходимо поддержание особого газового режима внутри упаковки. Продукты различаются по своей чувствительности к кислороду, что позволяет проиллюстрировать данная таблица:

Таблица 2. Моделирование условий хранения (25С, относ. влажность 65%, срок хранения 1 год) (SOJITZ)

Максимально допустимый объем кислорода (ppm)

Фруктовый сок (высокая кислотность)

Расчет срока годности продукции, исходя только из фактора проникновения кислорода, производится по следующей формуле (1) :

На наглядном примере произведем расчет срока годности для кетчупа в полиэтиленовой бутылке (500 г.) до и после введения слоя EVOH толщиной 10 микрон.

P (полиэтиленовая бутылка без барьерного слоя) = 2300 мл* 20 мкм /м 2 *день*атм

P (после введения слоя) = 0,7 мл* 20 мкм /м 2 *день*атм

После введения данных в формулу 1 получаем:

Срок годности для продукта в полиэтиленовой бутылке при комнатной температуре составляет 3 дня, после введения слоя EVOH срок годности возрастает до 170 дней.

Наибольшей чувствительностью к кислороду обладают мясные продукты. Чтобы добиться даже непродолжительного увеличения сроков хранения, для их упаковки необходимо применять материалы с высокими барьерными свойствами. В состав модифицированной атмосферы внутри упаковки входят различные газы, проницаемость по отношению к которым также имеет значение при выборе упаковочного материала. При выборе полимера, способного препятствовать проникновению водяного пара и кислорода в упаковку, наиболее часто используют пленки, в состав которых входит EVOH, но в связи с его дороговизной пленки делают многослойными, комбинируя его со слоями РЕ(ПЭ) и РА (ПА). По мнению Генерального директора ООО «Пакинторг» Марины Бадьевой, наилучший результат, достигается при размещении EVOH между двумя слоями полиамида (напр. РА /EVOH /РА/РЕ). Можно сочетать EVOH с традиционными материалами – бумагой и алюминиевой фольгой. Немаловажным аспектом является сохранение аромата, что имеет исключительное значение, например, для хранения алкогольной продукции. Вообще, наиболее часто в модифицированной атмосфере упаковывают сырое и приготовленное мясо, молочные продукты, овощи и фрукты, а также морепродукты.

Метод модифицированной атмосферы и особенности его применения

В некоторых странах, например, в Норвегии, имеется многолетний опыт применения метода модифицированной атмосферы. В этой стране уже в середине 1980-х годов начали закачивать в полость упаковки мясных продуктов специальную газовую смесь, состоящую из 60-70% углекислого газа, 30-40% азота и 0,3-0,5% угарного газа. Хотя и в иных пропорциях, все эти вещества присутствуют в воздухе, которым мы дышим, что существенно облегчает их промышленное получение. При этом активными элементами являются углекислый (СО2) и угарный (СО) газы. Особенностью СО2 является способность замедлять размножение многих бактерий, в том числе патогенных. Функция СО совершенно иная. Обладающий восстановительными свойствами углерод в молекулах угарного газа препятствует окислению железа в составе миоглобина тканей мяса, и, соответственно, образованию непривлекательных бурых на упакованном продукте. Кроме относительно дешевых газов в модифицированную атмосферу все чаще включают благородные газы – гелий, аргон, ксенон, неон, которые используются чаще при упаковке кофе и закусок на основе картофеля.

В США большой популярностью пользуется газовая смесь, состоящая из 80% кислорода и 20% углекислого газа. Использование кислорода позволяет сохранять красный цвет продукта, а замедляющееся развитие бактерий счет ингибирующего действия углекислоты обеспечивает достижение срока хранения 10-14 дней. Однако при этом сильное окисляющее действие вызывает потемнение костей, а также ухудшение вкусовых качеств. Преимуществом анаэробной газовой смеси оказывается также продолжающееся действие размягчающих ферментов, которые делают более нежными свинину и говядину в процессе хранения в упаковке.

Состав газовой смеси варьируется в зависимости характера упаковываемого продукта и предполагаемых сроков хранения. В частности, в растительных тканях, не прошедших переработку, и после упаковки продолжаются процессы дыхания, которые требуют наличия хотя бы небольшого количества кислорода. Поэтому газовая смесь для них включает, как правило, повышенный уровень СО2 и пониженную долю О2. Чтобы добиться эффекта, необходимо значительно снижать содержание кислорода, т. к. замедление дыхательных процессов в растениях отмечается только при его доле ниже 12%. Поэтому в данном применении обычно используют смесь с 3-5%: содержанием О2. Осторожности в обращении с растительными продуктами требует и обращение с углекислым газом, играющим большую роль в жизнедеятельности клеток. Содержание этого газа свыше 10% действует на них губительно. Свою роль в выборе технологии играют и другие факторы, как, например, размеры частей продукта, глубина переработки, спелость овощей и фруктов и т. д. Азот N2 проявляет нейтральные свойства, не оказывая влияния на процессы в продуктах и жизнедеятельность бактерий. Он используется как газ-наполнитель для компенсации атмосферного давления.

Некоторые продукты, такие как сухое молоко, требуют особой технологии упаковки. Обычно его пакуют в металлическую тару, заполненную смесью азота и углекислого газа. Кислород, к которому сухое молоко особенно чувствительно, необходимо удалять. Однако однократное удаление О2 бывает недостаточным, так как его часть абсорбируется на поверхности частиц и освобождается спустя некоторое время. Это может привести к росту остаточного содержания О2 в запакованной таре до 5% и выше. Чтобы максимально избавиться от кислорода, на некоторых предприятиях по прошествии 10 дней производится вскрытие и повторная упаковка.

Исследования по применению углекислого газа в упаковке мяса птицы, показали, что при превышении 25%-го уровня углекислого газа оно может утрачивать привычный цвет, природа чего недостаточно выяснена. Тем не менее, применение концентраций СО2 не менее 20% позволяет значительно повысить сроки хранения птицы мяса за счет подавления аэробных бактерий, особенно родов Pseudomonas и Achromobacter.

Определенной спецификой отличается упаковка продуктов, прошедших термическую обработку. В частности, приготовленные мясные продукты лишены гнилостной микрофлоры, ферментов-разрушителей. Если технология упаковки не нарушена, и бактерии не занесены после термической обработки, основной проблемой для мясных продуктов является изменение цвета в процессе окисления, поэтому здесь особенно важно поддержание низкого уровня кислорода. Сосиски и ветчина, как правило, содержат пиросульфит натрия, который служит защитой от многих микробов. Подавление бактерий, попавших в упаковку во время технологических процессов, возможно как за счет смеси азота с углекислым газом, так и посредством добавления нитритов. Хранить приготовленное мясо в упаковке с модифицированной атмосферой совсем без консервантов не рекомендуется, так как это чревато размножением таких бактерий как Clostridium botulinum, возбудителей тяжелой болезни бутулизма.

Цвет рыбы, содержащей довольно низкий уровень миоглобина, не зависит в такой мере от наличия кислорода, как, когда идет речь о мясе. Правда, небольшое присутствие этого газа может снижать риск размножения анаэробных бактерий в среде N2 и CO2. Вообще, сроки хранения рыбы гораздо ниже, чем у мяса, с одной стороны, из-за активного действия собственных разлагающих ферментов, а с другой – из-за высокой влажности, создающей благоприятную среду для микроорганизмов.

Модифицированная атмосфера и конструкция упаковки

Метод модифицированной атмосферы, применение вакуума имели большое влияние на упаковочную отрасль также с точки зрения дизайнерских решений. Вакуумная упаковка, плотно прилегающая к продукту, создала новые, прежде непривычные пространственные формы, позволила в определенной мере экономить на объеме. При этом, правда, возникли новые трудности, связанные с реакцией некоторых продуктов на контакт с упаковочным материалом. Анаэробные процессы в этих условиях вызывают изменение цвета мяса – в местах соприкосновения с непроницаемой пленкой могут появляться темные пятна. Это оказывает негативное влияние на отношение некоторых покупателей к товару.

Использование различных газов в упаковке требует осторожности, например с углекислым газом, растворимость которого в жидкости существенно снижается при увеличении температуры. Таким образом, при нарушении температурного режима хранения упаковка может повреждаться. Этого не происходит с азотом N2, который отличается низкой растворимостью, независимо от изменений температуры. Поэтому он может использоваться в качестве стабилизирующего компонента в смеси с CO2.

Барьерная упаковка может состоять только из пленки или представлять собой лоток. Урсиб НТ предлагает три вида барьерных лотков:

Для обеспечения барьерных свойств практически все предлагаемые компанией «Урсиб НТ» верхние пленки для лотков содержат EVOH.

Наиболее эффективный в настоящее время барьерный материал EVOH не может использоваться в чистом виде. Под воздействием влаги он начинает терять свои барьерные свойства и пропускать кислород. Таким образом, EVOH не может быть наружным слоем. Поэтому его необходимо изолировать от влаги слоями гидрофобизирущего материала – часто речь идет о привычных полимерах. Такая пленка имеет многослойную структуру (например, 5-слойная с полиолефиновой термоусадкой производства ООО «Полимеры XXI века» ). За счет увеличения числа слоев повышается прочность пленки, что позволяет уменьшить толщину дорогостоящего EVOH.

В целом использование барьерных пленок позволяет существенно повысить потребительские качества упаковки. Прежде всего, это дает возможность отказаться от непрозрачных материалов, например, алюминиевой фольги, а также от хрупкого и громоздкого стекла. Кроме того упаковку вместе с содержащимся в ней продуктом можно быстро разогреть в микроволновой печи. Последние модификации EVOH позволяют производить стерилизацию продукции. Сочетание с различными полимерами дает возможность варьировать свойства упаковки в соответствия с требованиями того или иного продукта. В частности, предложенная Дэвидом Эдвардсом и Стивеном Вайзиком многослойная пленка из EVOH и нейлона обладает высокой проницаемостью для углекислого газа и низкой проницаемостью для кислорода, что позволяет применять ее для упаковки выделяющего газ сыра.

Ограничения в использовании метода модифицированной атмосферы

Несмотря на то, что метод модифицированной атмосферы дает большие преимущества, необходимо также помнить и об ограничениях в его использовании. В частности, важно учитывать, что удаление кислорода затрудняет развитие только аэробных бактерий, в то время для многих других, в том числе, весьма опасных для человека бактерий, таких как Clostridium, Campylobacter, Listeria monocytogenes эта анаэробная среда, наоборот, является весьма благоприятной. Для предотвращения их массового размножения необходимо также соблюдение режима температуры, кислотности среды и влажности. Кроме того, технология упаковки в специфическую газовую среду может вызывать у продуктов специфический привкус. Вообще, использование метода модифицированной атмосферы требует тщательного государственного контроля, который, в частности, применяется в странах Евросоюза.

Также следует учитывать тот факт, что растительные ткани в упаковке продолжают жизнедеятельность и меняют влажность и газовый состав внутри тары. В некоторых случая происходит повышенное выделение этилена, ускоряющего созревание плодов и размягчение тканей. Во избежание этого была разработана технология контролируемой атмосферы. Она может предполагать включение в упаковку веществ, поглощающих определенные газы, в том числе, кислород.

Использование EVOH-содержащих упаковочных материалов для максимальных сроков хранения без использования модифицированной газовой среды

Еще одним аспектом применения EVOH является его использование в полипропиленовых лотках толщиной до 1000 и более мкм, предназначенных для стерилизации. Наиболее перспективным этот метод является для лотков из PP/EVOH/PP для упаковки первых и вторых готовых блюд длительного хранения. Благодаря высоким барьерным свойствам и термостойкости лотков (полипропиленовые лотки могут подвергаться нагреву до +125 градусов), упакованные таким образом продукты питания можно подвергать стерилизации. Это ставит пластиковые лотки в один ряд с металлическими контейнерами, в которые сегодня в России упаковывают большинство продукции со сроками хранения год и более.

Для российского рынка подобный вид упаковки уже известен – как на примере импортных продуктов, так и собственно российских. При правильной подаче стерилизованные готовые блюда способны занять значительную долю рынка продукции длительного хранения, который на сегодняшний день в основном представлен быстрорастворимыми продуктами. При упаковке готовых блюд в лотки можно поместить не только сублимированный гарнир и приложить к нему пакетик с мясным соусом, но создать полноценный обед из мяса, гарнира и соуса, который будет без проблем храниться в течение года и может быть доведен до готовности в микроволновой печи за несколько минут.

Потенциал EVOH на российском рынке

Безусловно, применение таких материалов как EVOH требует современной производственной базы и дорогостоящего оборудования, но учитывая мировые тенденции в потреблении EVOH, производители современной упаковки уверенно наращивают объемы производства и делают инвестиции в передовые технологии. Ежегодный прирост потребления EVOH на мировом рынке составляет около 10% (См. Таблицу 3).

Таблица 3. Динамика объема потребления EVOH по основным регионам (SOJITZ)

Поскольку японские производители полимеров на основе этиленвинилового спирта поддерживают на свою продукцию высокие цены, EVOH оказывается более чем вдвое дороже полиамида. В результате конкурентные возможности высокотехнологичного материала на российском рынке являются пока довольно ограниченными. Для отечественных упаковщиков фактор цены материала часто оказывается основным при выборе пленок. По словам генерального директора по производству пленки ООО «Полимеры XXI века» Аркадия Петрова, для многих аргументы «лучшие барьерные свойства» и «большие сроки хранения» оказываются пока недостаточно вескими. При этом материал с EVOH, производимый ООО «Полимеры XXI века» прошел полную сертификацию в соответствии с законодательством РФ. Высокие барьерные свойства материала были также подтверждены результатами исследований Института химической физики РАН.

По словам Генерального директора ООО «Пакинторг» Марины Бадьевой, очень часто выбору в пользу материалов с EVOH мешает элементарное отсутствие правильной информации от поставщиков упаковочных материалов, а также недостаточное оснащение многих мелких и средних производителей продуктов питания лабораторным оборудованием (газоанализаторы, микрометры и т.п.) Часто при упаковке в модифицированной атмосфере используются низкобарьерные материалы без добавления EVOH. Тогда срок реализации продукции, как правило, не превышает 5-ти суток. В то же время, использование других барьерных упаковочных материалов, в частности на основе ПЭТФ (APET/CPET), позволяет решить эту проблему для продуктов, срок годности которых должен составлять несколько недель или месяцев.

В последние годы в России год от года отмечается значительный рост продаж барьерных пленок. В упаковку с их применением все чаще упаковывают как сырые, так и переработанные продукты, включая полуфабрикаты высокой степени готовности. По данным управляющего директора компании «Урсиб НТ» Ивана Столярова, сырые продукты продолжают преобладать, так как ими занимаются крупные мясо- и рыбокомбинаты, быстрее внедряющие инновации. Рынок готовых продуктов обслуживают более мелкие компании локального и регионального масштаба, для которых установка соответствующего оборудования – во многих случаях дело будущего. Крупные города, такие, как Москва, идут в ногу со временем, в то время как в ряде регионов достаточной популярности не достигла еще индивидуальная упаковка как таковая.

Источник