Женская грудь - идеальная упаковка для молока!

Тара и её производство

Букин, А. А.

Основные термины и определения в области тары и упаковки из полимерных материалов регламентированы рядом стандартов: ГОСТ 17521, ГОСТ 18338, ГОСТ 16299 и другими. Основными признаками, по которым классифицируют поли­мерную тару и упаковку, является их назначение, материал, состав, конструкция, технология производства.

По назначению тару и упаковку можно разделить на потребительскую, производственную, транспортную, специаль­ную.

В зависимости от применяемого материала полимерная тара и упаковка может быть полиэтиленовой, полистирольной, поливинил-хлоридной и т. д. Если для изготовления применяют несколько видов упаковочных материалов, то такую тару или упаковку относят к комбинированной.

Использование упаковочного материала в качестве одного из основных признаков классификации позволяет выбрать его из физических, химических, гигиенических, биологических и других свойств для классификации полимерной тары.

По конструкции полимерную потребительскую тару делят на коробки, банки, флаконы, тубы, стаканчики, ампулы, па­кеты, пеналы, пробирки. Дополнительными конструктивными признаками является стабильность размеров (жёсткая, полу­жёсткая, мягкая тара и упаковка), форма (прямоугольная, цилиндрическая, плоская, конусная и т. д.), плотность (открытая не герметичная, герметичная, изобарическая упаковка), компактность (не разборная, разборная, складская упаковка).

В зависимости от технологии изготовления различают выдувную, литьевую, прессованную, сварную тару и упаковку.

Полимерные материалы, используемые для изготовления полимерной тары, можно разделить на природные и синтети­ческие.

К природным полимерным упаковочным материалам относятся производные целлюлозы: регенерированная целлюлоза, ацетаты целлюлозы. Для производства упаковочной плёнки чаще всего используется регенерированная целлюлоза — вискоза.

К общим свойствам целлюлозных плёнок относятся прозрачность, равная прозрачности стекла, высокая разрывная прочность, непроницаемость для масел, жиров и запахов. Сухие плёнки непроницаемы для газов, но в мокром состоянии проницаемость увеличивается. Высокая паропроницаемость этих плёнок может быть снижена дополнительным покрытием.

Вискозная плёнка (целлофан). Базовое сырьё — целлюлозу для вискозной плёнки получают из древесной пульпы или хлопкового линтера в результате обработки каустической соды. Раствор пульпы в каустической соде — вискоза — подвергает­ся коагуляции и регенерации. Плёнку формуют поливом на охлаждаемый барабан или бесконечную металлическую ленту.

На основе гидратцеллюлозы производится много видов вискозной плёнки, в том числе влагостойкие и нестойкие, тер — мосвариваемые и не свариваемые, с одно — и двухсторонним покрытием и др.

Неводостойкая целлофановая плёнка применяется в упаковках, предназначенных для защиты от пыли, попадания жи­ров и плесени. Этот материал хорошо подходит для упаковки выпечки, требующей максимальной паропроницаемости для устранения конденсации влаги внутри упаковки. Пригодна для упаковки шоколадных конфет, свежих овощей и фруктов, сосисок.

Водостойкая вискозная плёнка с покрытием нитроцеллюлозой, термосвариваемая, широко применяется в виде обёртки хлебобулочных и кондитерских изделий, сигарет, свежего мяса. Целлофан, покрытый полиэтиленом, используется для ваку­умной упаковки бекона, сыра и других продуктов. При этом целлофан обеспечивает необходимые газобарьерные свойства, а полиэтилен — прочность сварного шва и хорошую водостойкость.

Высоководостойкие целлюлозные плёнки, покрытые поливинлиденхлоридом, предназначены для упаковки сильно гиг­роскопических продуктов, таких как печенье, хрустящий картофель. Дополнительное покрытие придаёт целлофану наряду с высокой водостойкостью стойкость к истиранию и блеск, что делает эту плёнку весьма подходящей для упаковки кондитер­ских изделий с орехами.

Ацетаты целлюлозы. Ацетатные плёнки, сохраняя многие свойства вискозных, становятся термопластичными, хорошо формуются и складываются. Используются в виде наружного слоя многослойных ламинатов. Водостойкость этих плёнок в сочетании с их паро — и газопроницаемостью обеспечивает широкое применение в качестве «дышащих» упаковок для мно­гих свежих продуктов. Складыванием и склеиванием или формовкой изготавливаются различные ёмкости и коробки для упаковки конфет, шоколада, цветов.

Сухие плёнки практически не пропускают газов, но набухают в воде и проницаемость увеличивается. Хорошо воспри­нимают печать, не поддаются свариванию, но легко склеиваются. При использовании целлофановых плёнок не возникает проблемы со статическим электричеством.

Применение чистых неводостойких плёнок в качестве потребительской тары обеспечивает защиту продуктов от пыли и жиров. Успешно используются для упаковки выпечки, требующей максимально паропроницаемой плёнки, исключающей конденсацию влаги внутри упаковки и размягчение теста. Пригодны для упаковки шоколадных конфет и свежих сосисок.

Водостойкие плёнки, покрытые нитроцеллюлозой, применяются для упаковки кондитерских изделий, хлеба, лекарств, сигарет. Специальные марки гибкой водостойкой плёнки используются для завёртки конфет, обёртывания пакетируемых ящиков. Плёнку с односторонним покрытием применяют для упаковки свежего мяса. Целлофан, покрытый полиэтиленом, применяется для вакуумной упаковки сыра, бекона, кофе. В этой комбинации целлофан обеспечивает барьерные свойства упаковки, а полиэтилен — прочность сварного шва и водостойкость.

Для упаковки сильно гигроскопичных продуктов типа печенья, хрустящего картофеля рекомендуются целлофановые плёнки, покрытые поливинилхлоридом, придающим плёнке дополнительную водостойкость.

К синтетическим полимерным материалам относятся продукты полимеризации газов гомологического ряда олефинов — этилена, пропилена, бутена, виниловые полимеры — поливинилхлорид, иономеры, полимеры стирола, полиамиды, поликар­бонат и др.

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Получен путём полимеризации этилена. Плёнки ПЭНП обладают прочностью при растяжении, стойкостью к ударам и раздиру, сохраняют прочность при низких температурах до -70 °С. Водо — и пароне­проницаемы, но газопроницаемы и поэтому непригодны для упаковки продуктов, чувствительных к окислению. Отличаются высокой химической стойкостью, особенно к кислотам, щелочам и неорганическим растворителям, но чувствительны к уг­леводородам, маслам и жирам. Недостатком является относительно низкая температура размягчения — значительно ниже точки кипения воды.

Легко свариваются тепловой сваркой, но не поддаются высокочастотной сварке. Затруднено склеивание, нанесение пе­чати возможно различными способами при условии предварительной обработки поверхности, необходимой из-за инертной неполярной природы поверхности плёнки.

ПЭНП составляет около 75 % объёма потребления термопластичных плёнок в упаковке. Общая инертность плёнок ПЭНП способствовала их широкому распространению в упаковке пищевых продуктов в виде полиэтиленовых пакетов. Прочность при низких температурах позволяет использовать эти плёнки для упаковки различных замороженных продуктов. Широко применяются мешки из ПЭНП для удобрений, полимерных гранул и других сыпучих грузов.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Плёнки на его основе более жёсткие и прочные, температура размягчения их равна 121 °С. поэтому тара из ПЭВП выдерживает стерилизацию паром. Стойкость к низким температурам примерно такая же, как у ПЭНП, но прочность при растяжении выше, однако сопротивление раздиру и удару ниже. Химическая стойкость и особенно стойкость к маслам и жирам ПЭВП превосходит стойкость ПЭНП.

Наиболее перспективными направлениями применения ПЭВП в упаковке являются использование сверхтонких плёнок для улучшения барьерных свойств упаковочных материалов, изготовление сумок вместо бумажных и потребительской тары для упаковки продуктов, подлежащих тепловой обработке типа «кипяти в упаковке».

Радиационно-модифицированный полиэтилен. Получен при облучении обычной плёнки ПЭНП в электрическом поле токов высокой частоты. При введении соответствующих стабилизаторов модифицированный полиэтилен выдерживает по­вышенную температуру до 105 °С, а кратковременно и до 230 °С. при этом несколько уменьшается газо — и водопроницае­мость, сохраняется хорошая прозрачность и стойкость к раздиру.

Полипропилен. Представляет собой синтетический полимер пропилена с регулярной пространственной структурой. Пропилен имеет более низкую плотность, чем полиэтилен, он жёстче и имеет более высокую температуру размягчения.

Применяется в качестве усадочных обёрток, а также упаковки обжаренных картофелепродуктов, кондитерских изделий и других продовольственных продуктов. Одна из новинок — микроперфорированная полипропиленовая плёнка оказалась наиболее пригодной для упаковки даже горячих хлебобулочных изделий и других «дышащих» продуктов: овощей, фруктов, мясных и кулинарных изделий.

Полибутен-1 (ПБ). Плёнка ПБ по сравнению с ПЭНП более жёсткая, с высокой стойкостью к раздиру, удару, проколу, прочностью при растяжении. ПБ сохраняет прочностные свойства при повышенных температурах лучше, чем ПЭНП, поэто­му пригоден для расфасовки горячей продукции. Имеет низкую паропроницаемость, но высокую газопроницаемость. Хоро­шо сваривается тепловой сваркой и воспринимает флексографическую печать после предварительной обработки.

Используется плёнка ПБ для изготовления молочных пакетов, а также находит применение для упаковки многих про­мышленных изделий и в качестве заменителя брезента.

Поливинилхлорид (ПВХ). Получен полимеризацией винилхлорида. Непластифицированные плёнки имеют тенденцию к деструкции, поэтому в состав полимера необходимо вводить стабилизаторы, позволяющие производить прозрачную, бле­стящую плёнку со стабильными свойствами. Плёнка получается жёсткой и имеет высокую прочность при растяжении и большую плотность. Непластифицированные плёнки из ПВХ имеют превосходную стойкость к маслам и жирам, а также к кислотам и щелочам. Склонны к накоплению статического электричества, поэтому следует вводить антистатическую добав­ку.

Плёнки из пластифицированного ПВХ широко используются для усадочного заворачивания подносов со свежими про­дуктами, изготовления мешков для удобрений, при пакетировании на поддонах.

Плёнки из непластифицированного ПВХ широко используются для термоформования из-за их жёсткости, прочности и способности воспроизводить требуемую форму. Применяются в качестве вкладышей в коробках с печеньем и кондитерски­ми изделиями.

Поливинилиденхлорид (/ПВДХ). Представляет собой сополимеры винилиденхлорида и винилхлорида. Ориентированная ПВДХ плёнка прозрачна и имеет высокую прочность, сваривается при достаточно низких температурах 120…158 °С, но не­устойчива при длительном нагреве свыше 60 °С, обладает высоким сопротивлением раздиру, но плохо обрабатывается на упаковочном оборудовании из-за мягкости и липкости.

Выдающимся свойством плёнки из ПВДХ является очень низкая паро — и газопроницаемость. Лучшее применение эта плёнка находит как компонент в слоистых плёнках, так как она обеспечивает высокие барьерные свойства при малых тол­щинах, а также в качестве покрытия различных подложек — бумаги, целлофана, полипропилена.

Используется как усадочная плёнка для заворачивания ветчины, сыра, птицы. Вакуумированные мешки из этой плёнки применяют для созревания сыров.

Иономеры. Это семейство полимеров, содержащих как ковалентную, так и ионную связи. Иономеры были получены швейцарской фирмой «Дюпон» и известны под названием Сурлин А.

Сурлин А основан на этилене и по многим свойствам аналогичен полиэтилену, но ионные связи обеспечивают отлич­ную прозрачность без снижения ударной прочности. Не менее важно то, что иономеры совершенно не изменяются под воз­действием любых органических растворителей при комнатной температуре и не растворяются ни в одном обычном раство­рителе даже при высоких температурах.

Высокая прочность расплава иономеров, превышающая почти в 10 раз прочность расплава ПЭНП, обеспечивает хоро­шую технологичность вытяжки и прочность сварки даже в присутствии жиров. Иономерные плёнки пригодны для различ­ных термоформованных упаковок глубокой вытяжки. Они применяются для экструзионного ламинирования, при этом тол­щина покрытия может составлять всего 12 мкм.

Полимеры и сополимеры стирола. Стирол представляет собой химическую жидкость, кипящую при температуре 145 °С. К продуктам полимеризации относятся полистирол и его модификации, сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стиро­ла.

Полистирол (ПС). Плёнка полистирола очень хрупкая и без модифицирования не может применяться в упаковке. Двух­осная ориентация такой плёнки устраняет хрупкость и придаёт плёнке прозрачность и блеск. Двухосноориентированный ПС обладает жёсткостью и высокой прочностью при растяжении. Ориентация улучшает ударную вязкость и стойкость к низким температурам.

Полистирол обладает средней газопроницаемостью, высокой паропроницаемостью. Химически стоек к сильным щело­чам и кислотам.

Из ориентированной ПС плёнки термоформованием производятся различные сложные упаковочные формы — стаканчи­ки, подносы, жёсткие тубы и др. Используется плёнка для выполнения прозрачных окошек в картонных коробках, примени­ма и для усадочных упаковок.

Ударопрочный полистирол (УПС). Другим способом модификации ПС, помимо ориентации, является введение синте­тического каучука для повышения пластичности, однако, при этом существенно снижается прозрачность плёнки.

Получаемый таким способом ударопрочный полистирол более гибкий, имеет большую ударную прочность, но меньшие прочность при растяжении и термическую стойкость. Ударопрочный ПС — отличный материал для термоформования с ко­эффициентами вытяжки до 3:1. Поэтому он используется для изготовления стаканчиков, подносов, туб и других упаковок. Применяется в качестве упаковки для молочных продуктов, фасованного свежего мяса, сыров, масла, мороженого, фрукто­вых напитков. Перспективно использование ударопрочного полистирола для порционных и стерилизуемых упаковок. Пред­ставляет интерес и изготовление из него заменителя натуральной бумаги.

Вспененный полистирол (ППС). Производят добавлением к обычным гранулам полистирола вспененных веществ и тех­нологических добавок. Производимые этим способом плёнки по внешнему виду, жёсткости, состоянию поверхности подоб­ны бумаге, хорошо воспринимают печать.

Из листов вспененного полистирола термоформованием производятся различные упаковочные изделия, в том числе прокладки в ящики для яблок, подносы для фасовки свежих мяса и рыбы, чипсов и других продуктов.

Полиамиды (ПА). Все полиамиды — жёсткие материалы с высокой прочностью на разрыв и износостойкостью. У них высокая точка размягчения, поэтому выдерживают стерилизацию паром до 140 °С и сухим горячим воздухом при более вы­сокой температуре. Сохраняют эластичность при низких температурах, стойкость к ударам и продавливанию, легко свари­ваются.

Как упаковочный материал полиамиды обладают замечательными свойствами: стойкостью к маслам, жирам и щелочам. Очень высока газо — и кислородостойкость, ароматонепроницаемость. Однако, они обладают высокими водопоглощением и паропроницаемостью.

Применяются полиамидные плёнки для вакуумной упаковки пищевых продуктов из-за низкой газопроницаемости. Вы­сокая температура размягчения обеспечивает использование в упаковках типа «кипяти в упаковке», а также для упаковки стерилизуемых паром хирургических инструментов. Маслостойкость плёнок позволяет применять их для упаковки промас­ленных технических изделий, шпаклёвок.

Поликарбонат (ПК). Представляет собой линейный полиэфир угольной кислоты. Поликарбонатные плёнки отличаются сочетанием высокой термостойкости, высокой ударной вязкости и прозрачности. Их свойства мало изменяются с ростом температуры. Весьма стоек при очень низких температурах. Прочность при растяжении и предел текучести не уменьшаются даже после недельного кипячения в воде. Выдающимся свойством плёнки является её размерная стабильность. Непригодна в качестве усадочной плёнки. Легко сваривается импульсной, ультразвуковой и обычной тепловой сваркой, хорошо формует­ся.

Применяется в производстве разогреваемых упаковок с готовыми блюдами и для упаковки пищи при повышенных тем­пературах. Перспективно использование в виде пакетов, стерилизуемых в автоклавах, и упаковки для микроволновых печей.

Полиуретан (/ПУ). Полиуретановые плёнки стали производиться сравнительно недавно, полиуретан больше известен в других формах — в виде пены, эластомеров, поверхностных покрытий.

Плёнки очень прочны, обладают предельно высокой стойкостью к маслам и жирам. Весьма перспективны в области упаковки некоторых специальных продуктов и изделий, например, требующих хранения в масле.

Обычно синтетические и многие природные материалы не обладают всеми необходимыми для конкретных целей свой­ствами. Материал может быть химически стойким, но недостаточно прочным, непроницаемым для газов, но проницаемым для воды. Обладая многими положительными качествами, может оказаться слишком дорогим и т. д. Поэтому выбор подхо­дящего материала зачастую сводился к поиску компромисса, ограничиваясь при этом одними свойствами и пренебрегая дру­гими.

В современных условиях уровень развития техники позволяет производить многослойные полимерные и комбиниро­ванные материалы с заданными свойствами. В тароупаковочном производстве стало возможным конструировать требуемый материал одновременно с конструированием тары.

Многослойные полимерные материалы. Соединение различных полимерных плёнок позволяет получать многослойные упаковочные материалы, значительно превосходящие по характеристикам исходные. Оптимальным количеством слоёв, улучшающих прочностные свойства полимерного материала, является соединение двух-трёх видов полимеров в два-три слоя. Для улучшения барьерных свойств упаковочного материала, обеспечивающего газовлагонепроницаемость, жироне- проницаемость, ароматонепроницаемость необходимо сочетать так называемые барьерные полимерные плёнки, отличаю­щиеся большой водопроницаемостью, с водонепроницаемыми плёнками — несущими слоями. При этом барьерный слой за­щищается с обеих сторон несущими слоями и поэтому барьерный упаковочный материал конструируется состоящим из трёх, пяти, семи, т. е. нечётного числа слоёв.

Многослойные материалы на бумажной основе. Являются весьма распространёнными, особенно в сочетании с поли­мерными плёнками. Комбинация бумага-полиэтилен обладает хорошей способностью к термической сварке и малой прони­цаемостью, что обеспечивается полиэтиленом. Бумага придаёт прочность и лучшую восприимчивость печати. Широкое рас­пространение получили комбинации бумаги или картона с полиэтиленом и полипропиленом и другими ламинатами. В каче­стве примера такого материала можно привести водостойкий картон, устойчивый к атмосферным явлениям и допускающий мойку в моечных машинах. Жиронепроницаемый картон получается его обработкой фторсодержащими соединениями. Не­сомненный интерес представляет теплостойкий гофрокартон, пригодный для выпечки в изготовленных из него формах — упаковках с последующей реализацией в них хлебобулочных и кондитерских изделий.

Комбинированные материалы на основе вискозной плёнки. Наиболее распространено нанесение лакового покрытия для повышения влагостойкости вискозной плёнки, её непроницаемости и обеспечения термосвариваемости. В качестве покры­тия используются нитроцеллюлоза и поливинилхлорид. Среди комбинаций полимеров наиболее широкое распространение получило сочетание вискозная плёнка — полиэтилен.

Комбинированные материалы с алюминиевой фольгой. Фольга слабо противостоит механическим воздействиям, реаги­рует с некоторыми пищевыми продуктами, не поддаётся термосварке, поэтому она обычно комбинируется с другими мате­риалами. Для защиты от механических воздействий фольга комбинируется с бумагой или полимерной плёнкой. Комбинация фольги с полиэтиленом обеспечивает среднюю механическую прочность, хорошую свариваемость и химическую стойкость. Фольга, кашированная полипропиленом, приобретает высокую термостойкость. Потребительская тара из этого комбиниро­ванного материала пригодна для стерилизации и может применяться для упаковки глубоко замороженных продуктов. В на­стоящее время широко применяются трёх — и четырёхслойные комбинации полимерных материалов с фольгой. Такая упаков­ка очень широко применяется для упаковки натуральных соков. Для упаковки молочных, колбасных и многих других пище­вых продуктов выпускается многослойный плёночный материал цефлен, состоящий из неламинированной или односторонне лакированной целлюлозной плёнки, слоя фольги и с обеих сторон слоёв полиэтилена.

Comments are closed.

ТАРА И ЕЁ ПРОИЗВОДСТВО

Производство и утилизация тары

В предложенном учебном пособии авторы попытались рассмотреть все вопросы, предусмотренные программой дисциплины «Тара и ее произ­водство», которая входит в цикл дисциплин СД. Во второй части планиру­ется рассмотреть вопросы производства, испытаний, использования и ути­лизации тары из полимерных материалов и металлов. Одним из критериев при написании данного пособия было по возможности наиболее кратко из­ложить максимум материала. Поэтому […]

УТИЛИЗАЦИЯ СТЕКЛЯННОЙ ТАРЫ

Утилизация стеклянной тары может производиться по трем направле­ниям: использование в качестве вторичного сырья при производстве стек­лянной тары, использование в качестве одного из компонентов-наполни­телей в различных производствах, твердые бытовые отходы. Основным направлением применения стеклобоя во всем мире является производство тары (банок, бутылок), так как это наиболее массовое производство, имею­щее менее жесткие требования к постоянству химического состава […]

СРОКИ И УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ СТЕКЛЯННОЙ ТАРЫ

При производстве и использовании стеклянной тары следует обращать внимание на недопустимость длительного хранения порожней тары на складах, так как в этом случае даже достаточно высокая химическая устой­чивость стекла не в состоянии защитить его поверхность от разрушения и коррозии. Максимальный срок хранения не должен превышать двух меся­цев. В условиях повышенной влажности этот срок сокращается примерно в […]