Применение термоусадочной пленки

Варианты упаковывания и сферы применения термоусадочной пленки

Термоусадочные пленки применяются для упаковки разнообразных продуктов питания, банок, бутылок, галантерейных и хозяйственных изделий, газет, журналов, канцелярских товаров и др.

Возможные варианты упаковывания в термоусадочную пленку могут быть условно разделены на три основные группы: единичная, групповая и штабельная упаковка.

Единичная упаковка (ее называют штучной, или индивидуальной) - каждое отдельное изделие обертывается пленкой, которая после усадки плотно облегает изделие, повторяя его конфигурацию.

Групповая упаковка - предварительно комплектуется набор из нескольких однотипных или разнотипных изделий, которые, как и при единичной упаковке, обертываются пленкой, после усадки которой получается плотный пакет. Упаковывание может производиться только в пленку или с использованием предварительной укладки изделий на специальные подложки. Этот вид упаковки может применяться в качестве транспортной тары

Штабельная упаковка - на жесткий поддон укладываются несколькими рядами изделия (мешки, коробки, книги, кирпичи, лотки с банками, бутылками и т.д.), которые сверху покрываются чехлом из термоусадочной пленки и подаются в туннельную печь. После усадки получается компактный штабель, который можно легко перемещать подъемно-транспортными средствами.

Процесс упаковывания в термоусадочную пленку включает в себя следующие операции: укладка товара на подложку (лоток, поддон); обертывание пленкой; сварка пакета; усадка (прохождение через усадочную камеру); охлаждение изделий.

Применение термоусадочной пленки

По опыту зарубежных предприятий 95% термоусадочных пленок используется для непищевых продуктов и только 5% для пищевых (чаще всего для упаковки пиццы и овощей). В нашей стране термоусадочные пленки нашли широкое применение для упаковки пищевой продукции. Сферы применения ее в пищевой отрасли довольно разнообразны, наиболее частые из них следующие:

- упаковка хлебобулочных изделий - применяется для увеличения сроков реализации и, кроме того, в такой упаковке хлебобулочные изделия приобретают эстетичный товарный вид;

- упаковка мяса и птицы – для увеличения сроков хранения, придания эстетичного вида и удобства для розничной продажи;

- упаковка кондитерских изделий или полуфабрикатов с использованием лотков соответствующих размеров. Такая упаковка, благодаря жёсткому лотку, обеспечивает большую сохранность продукта по сравнению с обычной расфасовкой в пакеты и имеет более привлекательный для потребителя объём фасовки.

- групповая упаковка банок, бутылок, пакетов с алкогольными и прохладительными напитками, молочными продуктами и др.

Также термоусадочная пленка используется и в сфере непищевых товаров. В частности с ее помощью осуществляют:

- упаковку бумажных изделий – бумаги для факсов, полиграфической продукции. В данном случае используется термоусадочные пленки с низкой степенью усадки;

- упаковку продукции радиоэлектронной, металлообрабатывающей и легкой промышленности;

- упаковку хозяйственных изделий;

- упаковку химических, пищевых, медицинских, парфюмерных товаров;

- упаковку строительных материалов: плинтусов, штапика, наличников, карнизов, жалюзи, обоев и многих других длинномеров. В данном случае используется термоусадочные пленки с различной усадкой в продольном и поперечном направлениях;

- упаковку видеокассет, CD-, DVD-дисков, сувениров и др.

Также термоусадочные пленки применяют для упаковывания продукции на кирпичных и стекольных заводах.

3 УПАКОВКА В СТРЕТЧ – ПЛЕНКИ

В последнее время большое значение в качестве упаковки приобретает упаковывание в растягивающиеся пленки (Стретч-пленка), использование которых расширяет возможности применения полимерных материалов. Она стала гарантом защищенности и сохранности продукции. А сегодня стретч-пленка является необходимым и экономичным средством презентации продуктов питания.

Растягивающиеся пленки производят из модифицированного полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена, поливинилхлорида, сополимеров винилиденхлорида и иономеров. Главное преимущество этого типа пленок состоит в том, что они не требуют тепловой обработки.

Растягивающиеся пленки в основном применяются в следующих случаях:

· скрепление пакетов грузов правильной формы;

· упаковывание продукции, чувствительной к нагреву;

· упаковывание продукции, которая в процессе хранения и транспортирования может уплотняться.

Преимущества упаковки в растягивающуюся пленку по сравнению с упаковкой в термоусаживающуюся пленку состоит в следующем:

· экономия энергии (отсутствие операции в усадочной камере);

· экономия материала (применение более тонких пленок);

· экономия производственной площади;

· использование пленки стандартной ширины;

· использование двойной пленки (возможность заворачивания поддонов с грузом, предварительно упакованными в термоусадочную пленку, избегая при этом возможного сваривания или ламинирования пленок отдельных упаковок).

Стретч – пленка обеспечивает безопасность продукции, сохраняет свежесть продуктов и считается совершенно безопасной. В результате многочисленных исследований было совершенно точно установлено, что уровень взаимодействия компонентов PVC-пленки и продукта не превышает допустимых норм. С точки зрения перехода в продукт веществ, содержащихся в пленках, они признаны органами здравоохранения абсолютно безопасными и соответствующими нормам Европейского Союза.

Популярность стретч-пленок объясняется, главным образом, тем, что они используются для упаковывания практически готовой к употреблению продукции, которая имеет ряд преимуществ, включая небольшие затраты времени и сил на ее приготовление. Сегодня наблюдается тенденция к падению спроса на традиционные замороженные продукты - овощи и сырое мясо, которые постепенно вытесняются готовой замороженной продукцией.

Разновидности полимерной стретч-пленки:

Первая – это так называемые клинг-пленки. Очень тонкие растягивающиеся полимерные пленки, использующиеся преимущественно для индивидуальной упаковки продуктов питания как в пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания, так и в домашних условиях. Их толщина лежит в диапазоне от 5 до 11 микрон. Их можно назвать оберточными стретч-пленками.

Вторая - это более толстые (от 13 до 28-30 микрон) полимерные пленки, предназначенные для промышленного применения в качестве индивидуальной упаковки непищевой продукции, либо в качестве групповой и транспортной упаковки, а также для сельскохозяйственного применения. Эту категорию можно назвать упаковочными стретч-пленками.

Как правило, под полимерной стретч-пленкой понимают именно стретч-пленку, изготовленную из полиэтилена, а под полимерной клинг-пленкой преимущественно понимают особо тонкую пищевую стретч-пленку, изготовленную из поливинилхлорида (ПВХ, или PVC). [13]

4 АСЕПТИЧЕСКАЯ УПАКОВКА

В области упаковочной технологии наибольшее развитие в настоящее время получила асептическая упаковка пищевых продуктов. Эта технология широко используется для жидких продуктов (молоко и молочные продукты - более 65%, различные соки - более 25%, пасты, супы и др. -10%).

Наиболее распространенная схема асептического упаковывания пищевых продуктов включает три стадии:

- стерилизация упаковочного материала;

- термическая обработка пищевого продукта;

- расфасовка и запечатывание упаковки.

При асептическом упаковывании продукт и упаковка стерилизуются раздельно, затем упаковка заполняется и укупоривается в стерильных условиях. Стерилизация проводится в специальной камере обработкой Н₂О₂ упаковки в течение определенного времени. После сушки упаковка поступает в зону заполнения стерилизованным продуктом. Заливка продукта происходит со дна упаковки, что позволяет избежать вспенивания. После заполнения верх упаковки промывается струей инертного газа, производится тепловая сварка низа (донной части). Упаковка переворачивается и направляется на окончательное упаковывание в пленку или в транспортную коробочную тару.

Основным требованием к упаковочному материалу, продукту, оборудованию, газу или воде для промывки при этом виде упаковки является "коммерческая стерильность" (соответствие длительности хранения при нормальной температуре указанному сроку).

В настоящее время имеется большой выбор материалов и разнообразной формы упаковок для асептической расфасовки, отвечающих высокому уровню барьерных свойств. Используют банки из белой жести и алюминия, стеклянные и пластмассовые бутылки, различные пакеты, упаковки из комбинированных материалов "Bag-in-Box" (пакет в коробке).

Молочные продукты упаковываются в прямоугольные пакеты типа "Тетра-Пак", "Брик-Пак", "Ультра-Пак" (с "золотым сечением") из комбинированных материалов, самым распространенным из которых является картон-алюминиевая фольга-ПЭВД.

Наиболее широкое распространение при асептическом способе упаковывания, помимо "Пюр-Пак", "Ультра-Пак". "Брик-Пак" и "Тетра-Пак" находит и "Тетра Брик Асептик" из комбинированных материалов (для молока), а также пластмассовые стаканчики и коробочки (для йогуртов, пудингов, десертов и др.) одноразового использования и т.д.

В последнее время получает применение новый вид упаковки - "двойная" тара ("Bag-in-Box") при транспортировке продуктов внутри предприятия, с одного предприятия на другое и в сети общественного питания. Такая упаковка состоит из тонкого пакета, который для придания ему жесткости помещается в контейнер в виде ящика из гофрокартона или бочку.

К системе асептической упаковки жидких пищевых продуктов относится "Комбиблок" (фирма ПКЛ, Германия). Наряду с молочными продуктами, в упаковку "Комбиблок" можно разливать вино, негазированную минеральную воду, соки и др. Специфическое преимущество этой упаковки - наличие в верхней части упаковки незаполненного объема, для взбалтывания при необходимости содержимого упаковки перед употреблением.

Асептическое упаковывание позволяет сохранить органолептические и вкусовые характеристики пищевого продукта значительно дольше, чем при упаковывании в обычных условиях. Проводимая перед расфасовкой продукта его термическая обработка помогает избавиться от вредных микроорганизмов, влияющих на сохранность содержимого упаковки.

Асептическая технология упаковывания в условиях рыночной экономики представляется прогрессивной и подходящей для многих продуктов (главным образом жидких), так как позволяет решать комплексно логистическую задачу производства, хранения, транспортировки и реализации молочной продукции, безалкогольных напитков, легких вин и других жидких продуктов.

5 УПАКОВКА В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ

Технология MAP (Modified Atmosphere Packaging – модифицированная газовая среда).

Для упаковывания свежих овощей, фруктов, пищевых продуктов, кулинарных, хлебобулочных, кондитерских изделий и др. в странах Западной Европы и США более 20 лет используют герметичные упаковки с регулируемым и модифицированным составом газовой среды.

Газообразная смесь любого состава внутри упаковки приводит к резкому снижению скорости процесса "дыхания" продукта (газообмен с окружающей средой), замедлению роста микроорганизмов и подавлению процесса гниения, следствием чего является увеличение срока хранения продукта в несколько раз.

Различают следующие способы упаковывания в газовой среде:

· в среде инертного газа (N2, СО2, Аr);

· в регулируемой газовой среде (РГС), когда состав газовой смеси должен изменяться только в заданных пределах, что требует значительных капиталовложений в оборудование и больших расходов на обеспечение оптимальных условий хранения продукции;

· в газовой модифицированной среде (ГМС), когда в начальный период в качестве окружающей среды используется обычный воздух, а затем в зависимости от природы хранящихся продуктов и физических условий окружающей среды, устанавливаются модифицированные условия хранения, но в довольно широких пределах по составу газа.

При упаковке "дышащих" и "не дышащих" продуктов состав газовой среды существенно отличается: для свежих мясных продуктов с целью сохранения исходного красного цвета в смеси указанных, газов должно быть повышенное содержание О₂ и СО₂; (например, 80-90% и 20-10% соответственно), а при упаковывании свежих фруктов и овощей пониженное содержание О₂ (до 3-8%) и повышенное содержание СО₂ (до 15-20%), так как снижение содержания кислорода и повышение содержания углекислого газа замедляют созревание фруктов, задерживают появление мягкости и снижают скорость химических реакций, сопровождающих созревание. Однако при сверхнизком содержании O₂ может появиться анаэробное дыхание и нежелательный аромат (вследствие накапливания молекул этанола и ацетальдегида), а повышенное содержание O₂ приводит к появлению ожогов на фруктах и коричневых пятен на другом растительном сырье.

6 УПАКОВКА В ВОЗДУШНО – ПУЗЫРЧАТЫЕ ПЛЕНКИ

Воздушно-пузырчатая пленка, иногда ее называют воздушно-пузырьковая пленка, - это современный материал в сфере упаковки, обеспечивающий повышенную сохранность упакованного изделия, благодаря своим уникальным свойствам. Воздушно-пузырьковая пленка производится из полиэтилена высокого давления (низкой плотности).

Различают двухслойную и трехслойную воздушно-пузырчатые пленки. Двухслойная состоит из двух слоев: слоя пузырьков и гладкого слоя полиэтилена.

Трехслойная состоит соответственно из трех слоев: двух слоев гладкого полиэтилена и слоя пузырьков находящегося между ними.

Основными параметрами пленок являются диаметр пузырька, плотность, удельное поверхностное электрическое сопротивление. От диаметра пузырька напрямую зависит толщина пленки. От плотности - величина допустимой нагрузки на пленку. Соответственно, чем выше плотность, тем большую нагрузку пленка способна выдержать.

Воздушно-пузырчатые пленки как двухслойные, так и трехслойные могут быть с металлизированным покрытием, комбинированными вспененным полиэтиленом, картоном, фольгой; в их состав могут входить различные добавки, такие как светостабилизатор. Кроме того, пленки могут быть разных цветов, однако, пленки с антистатическими добавками имеют розовый цвет.

Двухслойная воздушно-пузырьковая пленка используется как упаковка, прокладочный материал, при перевозке листовых материалов типа стекла, как набивочный материал при перевозке приборов, изделий из стекла, керамики и фарфора.

Трехслойная воздушно-пузырьковая пленка - более плотный и прочный, по сравнению с двухслойной пленкой, материал. Подходит для изготовления чехлов с помощью лекал, хорошо сшивается.

Итак, основными преимуществами воздушно-пузырчатой пленки являются:

• существенный температурный диапазон эксплуатации

• высокая механическая прочность

• великолепные амортизирующие свойства

• малый вес

• защищает от царапин

• принимая форму товара, пленка экономит место, практически не увеличивая общий вес

• абсолютная безвредность для человека и окружающей среды (при применении по назначению)

• воздушно-пузырчатую пленку можно использовать многоразово

• водо- и пыленепроницаемость

• высокая теплоизоляция

• возможность использования в контакте с пищевыми продуктами

• высокое электрическое сопротивление (для антистатических воздушно-пузырчатых пленок).

• Пленка не содержит токсических веществ, не изменяет физико-химических свойств продуктов и изделий, упакованных в неё.

Спектр применения:

• Воздушно-пузырчатая пленка идеально подходит для упаковки всех видов мебели (кухонной, корпусной, мягкой, офисной, медицинской и т.п.)

• электроники и оборудования, но необходимо добавлять специальная антистатическая добавка

• оптики

• автозапчастей и пр.

• посуды, фарфора, стекла, зеркал

• столярных изделий (например, деревянные эксклюзивные двери)

• обуви

• рекламной продукции и осветительных приборов, ценных вещей и антиквариата

• незаменима при квартирных и офисных переездах

• подходит для использования в строительстве в качестве шумо- тепло-, влаго- и ветроизоляции

• используется как защитное покрывало для бассейна

• применяется для покрытия парников.

7 РАЗОГРЕВАЕМАЯ И СТЕРИЛИЗУЕМАЯ УПАКОВКА

Новой областью использования упаковки из полимерных и комбинированных материалов является использование ее с упакованным продуктом для разогрева в микроволновых печах (МВП) или стерилизации.

В такой упаковке за рубежом изготавливают большое количество блюд: пицца, гамбургеры, кукурузные хлопья, готовые к употреблению блюда, десерты, мясные и рыбные полуфабрикаты, птица, овощные блюда, продукты длительного хранения и др.

Рисунок 32 – Разогреваемая упаковка

Материалы для микроволновой упаковки (лотки, тарелки, мешочки и др.) должны отвечать требованиям морозостойкости, теплостойкости и санитарно-гигиеническим при повышенных (200°С) температурах, поэтому микроволновые упаковки должны изготавливаться из термостойких полимеров, таких, как полиакрилаты, полиамиды, поликарбонаты, реактопласты, металлизированные термопласты и т.д. В настоящее время микроволновая упаковка изготавливается главным образом из картона с покрытием из ПС или ПЭТФ.

Недавно в США была разработана новая конструкция разогреваемой трехслойной упаковки Heatpack из полиэфирной пленки Melinex фирмы ICI. Она представляет собой мелкий лоток, в дне которого вырезается отверстие, запечатываемое пленкой. Лоток заполняется продуктом и упаковывается в пленку, а затем поступает на замораживание (при необходимости) в холодильную камеру. Перед употреблением упаковку опрокидывают на тарелку, а после разогрева снимают, и еда остается на тарелке (например, спагетти с соусом). В результате, внешний вид пищи становится значительно более привлекательным, чем при разогреве в обычном лотке с последующим перекладыванием на тарелку. Этот тип упаковки - свидетельство совершенно нового подхода к конструированию ее для микроволновых печей по сравнению с модернизацией уже имеющихся решений.

При разогреве многих видов пищи общим требованием является образование хрустящей корочки на верхней и нижней поверхностях (пицца, кондитерские изделия, мясные блюда, птица, рыба, обваленная в панировочных сухарях, чипсы и др.). Для этих целей используют нагревательные печи с микроволновым элементом, а также комбинированные печи, включающие еще и гриль. Активным элементом упаковки для таких печей является датчик (чувствительный элемент), представляющий собой тонкий слой металлизированной пленки, концентрирующий микроволновую энергию, которая преобразовывается в тепловую, необходимую для образования корочки.

Еще одной областью широкого применения полимерных и комбинированных материалов является стерилизуемые пакеты. Это гибкие упаковки, заполняемые продуктом и подвергаемые полному технологическому процессу термической обработки. Такие продукты затем можно хранить до двух и более лет при обычных температурах. [13]

Стерилизуемые пакеты делают из ламинатов - трехслойных (включая слой алюминия) или двухслойных без фольги. Типичный трехслойный ламинат - полиэтилентерефталат / алюминиевая фольга / модифицированный ПЭНП или этиленпропиленовый сополимер. Трехслойные ламинаты обеспечивают самый большой срок хранения. За счет алюминиевой фольги достигаются барьерные свойства к кислороду, влаге и свету. Внешний слой должен быть прочным, износостойким и обеспечивать необходимое качество продукта. Применение стерилизуемых пакетов обуславливается двумя показателями - высоким качеством упаковываемого продукта и удобством использования таких упаковок. Высокое качество продукта обеспечивается тем, что тепловая обработка, необходимая для стерилизации, кратковременна, но при этом достигается равномерность прогрева продукта по всей массе.

Рисунок 33 – Стерелизуемые пакеты

Продукт в такой упаковке может быть подвергнут кипячению ("кипяти-в-упаковке") и в течение 10 минут нагревается до нужной температуры.

Продукты, предназначенные для стерилизуемого упаковывания, включают как индивидуальные (мясо, рыба, овощи и др.), так и сложные (мясо в соусе, рыба в соусе, сложные десерты и др.). Такие упаковки очень удобны для организации питания в школах, больницах, столовых и т.д. Они могут быть разными по объему (от 200 г до 2-3 кг).

Материалами для упаковки "кипяти-в-упаковке" могут быть ПЭНД, ПП, ПК, ПА и ПЭТ.

Применение разогреваемых и стерилизуемых упаковок экономит время, физические усилия и энергию потребителя, тем самым, повышая социальную значимость упаковки.[12]

8 ЗАЩИТНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

Значительный вклад в решение проблемы сохранения пищевой продукции наряду с известными и широко используемыми приемами может внести и вносит такой нетрадиционный способ упаковки как создание защитных покрытий на продуктах питания.

Защитные покрытия, формируемые непосредственно на поверхности пищевых продуктов, зачастую обеспечивают более надежную защиту продукта питания (по сравнению с упаковкой в полимерную пленку) от окислительной и микробиальной порчи за счет отсутствия прослойки воздуха между продуктом и пленкой, делают технологию упаковки и хранения более современной и рациональной.

Большой интерес представляют съедобные покрытия, формируемые из природного воспроизводимого биосырья, в частности, из полисахаридов (целлюлозы, крахмала и т.п.) на некоторых продуктах питания (фрукты, хлебобулочные и кондитерские изделия, мясопродукты и др.). Полисахариды выполняют как защитную, так и другие функции, например, физиологическую, играя роль балластных веществ и имея способность к ресорбции, а также участвуют в формировании органолептических свойств (вкуса и запаха) пищевого продукта. Полисахариды обладают ярко выраженной способностью выводить из организма ионы тяжелых металлов (цинка, свинца, стронция и др.), а также продукты радиоактивного распада.

Примерами использования съедобных пленок на основе природных полимеров являются покрытия на быстрозамороженной мясной продукции. Следует напомнить, что глубокое охлаждение признано лучшим способом хранения мяса (при минус 18°С говядина сохраняется в течение 1 года, при минус 30°С — до 2 лет). Однако в неупакованном виде замороженное мясо в процессе хранения теряет от 1 до 3% массы (за счет вымораживания влаги), а также подвергается негативным качественным изменениям. Формирование покрытий на блоках замороженного мяса существенно снижает действие перечисленных факторов. Кроме того, эти покрытия исключают загрязнение окружающей среды отходами использованной упаковки, поскольку дальнейшая переработка мяса осуществляется вместе с покрытием.

Американские ученые разработали новую упаковочную пленку на основе различных фруктов и овощей, предназначенную для защиты мясных продуктов. Съедобная оболочка состоит из фруктовых или овощных пюре с добавлением жирных кислот, спиртов, воска, растительного масла. Такая упаковка не только увеличивает срок хранения продуктов и выглядит привлекательно, но и хороша на вкус. Пленка имеет вид непрозрачного листа бумаги: оранжевая (из моркови, томатов), красная (из красного болгарского перца, клубники), зеленая (из брокколи). В отличие от других съедобных тонких пленок, она очень гибкая, хотя не содержит таких пластификаторов, как глицерин. Авторы разработки предлагают заранее изготавливать вкусные упаковки в виде конвертов и заворачивать в них продукты питания. Например, если мясо упаковывать в пленку из персикового пюре, то в процессе тепловой обработки пленка расплавится и превратится в ароматную глазурь.

В настоящее время получили развитие и практическое использование покрытия из экологически безопасных синтетических полимеров (каучуков, сополимеров винилиденхлорида, винилацетата в форме водных дисперсий), формируемые на мясных продуктах и твердых сычужных сырах. Указанные покрытия позволяют за счет проведения интенсивного созревания сыра в замкнутом объеме обеспечить направленное регулирование массообменных и биохимических процессов и, в конечном итоге, получить сыр высокого качества при одновременном снижении потерь ценного белкового продукта и экономии трудовых затрат по уходу за сыром (исключается необходимость мойки головок сыра).