Tovaroznav_pakuv_mater_i_tari-Sirohman

Для упакування молока, рідких молочних продуктів, соків, вин використовують багатошаровий ламінований картон, з можливим включенням шарів алюмінієвої фольги.

Комбінований матеріал для пакування молока, рідких молочних продуктів та соків на автоматах Tetra-Brick являє собою папір з кольоровим друком з одного боку, вкритий з обох боків поліетиленом. Під час виготовлення матеріалів «папір-поліетилен- картон-поліетилен» або «папір-ЕВА» та інших видів покриття наносять екструзійним способом співполімери ПВДХ (з дисперсій) — каландруванням.

Із комбінованих матеріалів виготовляють різні типи пакувань:

•пакування типу «флоу» (flow pack) одержують нанесенням розплаву полімеру безпосередньо на упаковані вироби;

•пакування типу «скін» (skin pack) з використанням термоусадкових плівок, для одержання якого виріб, обтягнутий усадковою плівкою, розміщують на картонній підкладці. Після цього пакування нагрівають, плівка скорочується і щільно облягає виріб. Деякі види упаковують без підкладки (м’ясо, овочі, фрукти, риба, батарейки, галантерейні вироби тощо);

•пакування типу «стретч» (stretch pack) являє собою здвоєну заготовку із листового матеріалу (найчастіше картону) з фігурним віконцем, у яке поміщають об’єкт, що пакується. Виріб закривають

здвох боків термоусадковою або розтягувальною плівкою на основі ПВХ чи ПВДХ, кінці якої закріплюють скобами, клеєм або зварюванням між аркушами картону. Для щільного прилягання плівки пакування нагрівають і вакуумують. Це пакування застосовується для парфумерних і косметичних виробів у пеналах, флаконах, тубах, різних галантерейних і господарських товарів;

•пакування типу «вітелло» (vitello pack) являє собою термофор-

мовану склянку, вставлену в клеєний картонний циліндр. Склянка виготовляється з аркушевою УПС або ПВХ, завтовшки 0,5—1,2 мм. Кришка пакування виготовляється з ПП, ПЕНГ, ПЕВГ литтям під тиском. Таке пакування використовують для молочних продуктів, гірчиці, харчових приправ, товарів побутової хімії;

•пакування типу «блістер» (blister pack) виготовляється із жорсткої картонної підкладки і футляра з прозорого листового матеріалу на основі ПС, ПВХ, ацетатів, бутиратів і пропіонатів целюлози. Якщо футляр має форму правильної півкулі, таке пакування називається «блістер бабл-пак», а якщо він за контуром повторює виріб, що упаковується, — «блістер-контур-пак». Пакування типу блістер застосовують для лікарських препаратів, господарських товарів, канцелярських виробів, галантерейних,

131

парфумерних і косметичних товарів, сувенірів, іграшок, інструментів тощо.

Матеріали на основі алюмінієвої фольги являють собою плівки з високими бар’єрними властивостями. Для пакетів використовують матеріали з алюмінієвою фольгою завтовшки 7—14 мм. Найбільшого поширення набули такі комбіновані матеріали на основі алюмінієвої фольги:

•буфолен (папір-фольга-поліетилен) — призначений для упакування сухих харчових продуктів;

•лафолен (лавсан-фольга-поліолефіни) — призначений для виготовлення пакетів для упакування харчових продуктів і соків

знаступною стерилізацією;

•цефолен (целофан-поліетилен-фольга-поліетилен) — призначений для упакування продуктів сублімаційного сушіння;

•ламістер (лак-фольга-поліпропілен) — призначений для виготовлення банок і кришок холодним штампуванням під час упакування продуктів, що підлягають стерилізації і пастеризації. Основою ламістеру є фольга зі сплавів «алюміній-марганець-цинк» або «алюміній-залізо» завтовшки 70—120 мкм, покрита із зовнішнього боку шаром харчового лаку ЕП-51-18 завтовшки 4—6 мкм. До внутрішнього боку методом сухого каширування приклеюється поліпропіленова плівка завтовшки 50 мкм.

Останнім часом у технології багатошарових пакувальних матеріалів застосовують металізацію полімерних плівок. Після металізації помітно знижується газопроникність плівкових матеріалів. Металізація дає змогу зменшити масу плівкового матеріалу і запобігти пошкодженню металевого шару під час згинання.

Для упаковки вакуумної і в модифікованому газовомусередовищі

(Modified Atmosphere Packaging — MAP) використовують багатоша-

ровібар’єрніламінатиSOLAN, ALPAN іспівекструдатиVIPAN. Завдяки міжшаровому друку виключається міграція компонен-

тів фарби при упакуванні харчових продуктів. Металізація створює приємний декоративний фон, надає ламінату поліпшені бар’єрні властивості і захищає продукт від дії сонячних променів.

Ламінати ALPAN готуються на основі алюмінієвої фольги і використовуються для упаковки продуктів тривалого зберігання. Плівки, з яких готуються пакети, рівномірно витягуються і щільно покривають упаковану продукцію.

Пакувальним матеріалом нового тисячоліття вважають ЛІНматеріал — Eco Lean. Матеріал Eco Lean має якісний друк, забезпечує підвищений термін реалізації продукції без зміни температурного режиму його оброблення, відрізняється оригінальністю

132

композицій матеріалу, екологічністю, економічністю порівняно з комбінованими матеріалами і технологічністю.

Спеціалісти різних країн активно працюють над просуванням матеріалів ЛІН на ринку.

ЛІН-матеріали за своїми властивостями значно перевершують обгортковий матеріал (табл. 5.7), фольгу кашировану (табл. 5.8) і лаковану ( табл. 5.9).

Таблиця 5.7

ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛІН-МАТЕРІАЛІВ І ОБГОРТКОВОГО ПАПЕРУ

Таблиця 5.8

ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛІН-МАТЕРІАЛУ І КАШИРОВАНОЇ ФОЛЬГИ

133

Таблиця 5.9

ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ПЛАТИНОК ІЗ ЛІН-МАТЕРІАЛУ ТА ІЗ ЛАКОВАНОЇ ФОЛЬГИ

У пакувальній індустрії ЛІН-матеріали успішно використовують для виготовлення кількох видів упаковки.

Lean TM Cover — обгорткова плівка для жиро- і олієвмісних харчових продуктів. Рекомендована для пакування вершкового масла, маргарину, морозива, хліба та дріжджів. Ця плівка випускається трьох видів: зі світлонепроникним шаром (60 мкм, 85 г/м2) — рекомендована для пакування масла, шоколаду, мо-

розива (50 мкм, 75 г/м2) і сирної маси — напівпрозора (50 мкм, 75 г/м2).

Lean TM Peel — використовують для виготовлення кришок, якими запаюють пластикові стаканчики, під йогурт — платинок. Платинки із ЛІН-матеріалу за своїми властивостями аналогічні платинкам із фольги — міцні, придатні для друку, але ЛІНплатинка міцно припаюється до країв стаканчика, легко знімається, зручна для споживача.

Lean TM Cups — кришки для стаканчиків, які використовують для рідких, напіврідких або твердих і сипучих харчових продуктів — сухого молока, чіпсів, чаю, кави.

5.4. Матеріали для вакуумного упакування продуктів харчування

Якість вакуумного пакування визначає матеріал. Для цього використовується плівка, яка має низькі показники проникності кисню, вуглекислого газу, азоту і водяних парів. При виборі плівки важливо враховувати і співставляти бар’єрні властивості плівки з пакувальною продукцією. У табл. 5.10 наведено технічні характеристики деяких матеріалів, які використовуються для вакуумного пакування.

134

Таблиця 5.10

ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПАКУВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ ФІРМИ WOLKI FILMS (ФІНЛЯНДІЯ), ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ ВАКУУМНОМУ ПАКУВАННІ

В Україні для вакуумного пакування використовується термоусадкова і звичайна плівка. Остання дешевша від першої у 2—3 рази і умовно ділиться на два типи — плівка товщиною близько 60— 70 мкм для пакування м’яса, сиру, риби без гострих кутів, кісток, плавників. Ця плівка має добрі бар’єрні властивості, але не стійка до проколів. Другий тип — плівка товщиною 70—120 мкм, з високими бар’єрними властивостями і підвищеною стійкістю до проколів.

Термоусадкові матеріали відрізняються від звичайних тим, що в структурі перших використовується поліетилен спеціальних марок з термоусадковими властивостями. Він під дією температури після герметизації продукту усаджується і забезпечує щільне стягування.

5.5. Полімерні піноматеріали

Піноматеріали широко застосовують у пакувальній галузі. Їх створив Альфред Берлін, один із провідних спеціалістів з хімії та технології полімерів.

Виготовлення матеріалів досягається шляхом введення газу методом конденсації чи дисперсії, а утворення газових пухирців супроводжується поступовим зростанням з наступною стабілізацією. Структура піноматеріалів може містити повністю або частково ізольовані чи сполучені між собою комірки.

135

Існують різні способи виготовлення газонаповнених полімерів. Принцип їх отримання зводиться до наповнення полімеру газом з наступною фіксацією його структури.

Піноматеріали мають відповідну комірчасту структуру, від будови якої залежать фізичні, хімічні та механічні характеристики виробів. Їх можна виготовити на основі багатьох полімерів (ПС, ПУ, ПВХ, ФП, ЕС, ПОС, ПО і гуми).

Газонаповнені полімери дуже легкі і мало впливають на масу упакованого товару, зручні у використанні. Такі матеріали відрізняються високими теплоізоляційними і водонепроникними властивостями, міцні, упаковка із них захищає товар від механічних навантажень та ударів. Вони широко застосовуються при пакуванні фруктів, заморожених овочів, яєць, рибних продуктів яка споживча, групова і транспортна упаковка. Цей матеріал також використовується для заповнення вільного простору при пакуванні виробів складної конфігурації у вигляді коробок, вкладок, прокладок, ящиків, піддонів, лотків.

5.6. Біо- і фоторозкладувальні полімерні матеріали

Щорічний випуск полімерів становить близько 80 млн. т, з яких утилізується тільки невелика частина. Упаковка із синтетичних полімерів досягає 40 % побутових відходів. Розв’язання проблеми зменшення кількості полімерних відходів може досягатись створенням гамми полімерних матеріалів, які спроможні розкладатися у відповідних умовах на екологічно безпечні компоненти.

Біо- (БРП) і фоторозкладувальні (ФРП) полімери як пакувальні матеріали можуть стати одним із найперспективніших способів захисту навколишнього середовища. Це новий клас пластичних матеріалів, які після використання розкладаються до діоксиду вуглецю, води й біомаси — гумусу.

Розкладувальні полімери — це зручний матеріал для упаковки і виробів одноразового застосування. При їх використанні можна досягнути великої різноманітності структури і властивостей, підвищення прибутковості сільськогосподарського виробництва, простоти й економічності утилізації, малого внеску в парниковий ефект, використовуючинаявнупотужнувідтворювальнусировиннубазу.

Серед недоліків виділяють високі ціни, зумовлені малими обсягами виробництва і значними затратами на розробку, слабку

136

технологічну розробку, відсутність досвіду різних застосувань, труднощі в переробці на традиційному обладнанні. Крім того, механічні властивості біофоторозкладувальних матеріалів поступаються звичайним полімерам. Ці матеріали піддаються побічним реакціям і передчасній деструкції.

Потреба в біорозкладувальних матеріалах дуже висока і цьому сприяють законодавчі акти та нормативи країн ЄС. Наприклад, Директива ЄС передбачає при виготовленні полімерної упаковки 15 % вторинних полімерів, що негативно впливає на якість продукції. Тому при використанні біорозкладувальних відпадає потреба у вторинних полімерах. Упаковка із них не переробляється, а підлягає захороненню і повній деструкції. Також Директивою ЄС забороняється спільне захоронення різних видів відходів, а для біорозкладувальної упаковки виділяються спеціальні площадки під компости. Це захоронення має забезпечувати відповідну вологість і мікрофлору.

Біорозкладувальні полімерибуваютькількохтипів(табл. 5.11).

137

Перші чотири класи одержують із біомаси, а поліефіраміди і полівінілові спирти є синтетичними продуктами. Полівінілбутират готують шляхом біосинтезу із відходів цукрового виробництва. Полілактонову кислоту (ПЛА) синтезують із мономерів, виділених із біомаси (із відходів переробки кукурудзи та сої).

Біорозкладувальні пакувальні матеріали умовно поділяють на три групи:

•біорозкладувальні пакувальні матеріали, отримані синтетичним шляхом;

•біорозкладувальні матеріали на основі природних полімерів, отримані шляхом біологічних перетворень останніх;

•добавки, які надають синтетичним полімерам при їх захороненні здатність розкладатися на безпечні компоненти.

Перший промисловий біорозкладувальний термопласт Bipol розроблений англійською фірмою Imperial Chemical Industries. Його виробляють зброджуванням крохмалю й цукру. Він повністю розкладається та асимілюється навколишнім середовищем. Розроблено декілька варіантів технологій виробництва подібних полімерних матеріалів. Зокрема, у Росії ведуться спільні роботи НДІ крохмалю й Московського державного університету прикладної біотехнології зі створення біорозкладуваного полімерного пакувального матеріалу на основі похідних целюлози й картопляного крохмалю.

Найбільш розвинуто виробництво біорозкладувальних полімерів на основі гідроксикарбонових кислот, оскільки поліефіри на основі гліколевої, молочної, валеріанової, капронової кислот під дією певних мікроорганізмів розкладаються на діоксид вуглецю і воду. Відомим поліефіром є полілактид, отриманий конденсацією молочної кислоти. Перевагами його є те, що він може бути отриманий синтетичним і біологічним способами.

Полілактид — термопластичний прозорий полімер і за своїми властивостями, близький до поліетилену, пластифікованого полівінілхлориду і поліпропілену. Із листового полілактиду формують тарілки, виготовляють плівки для харчових продуктів, але широке використання його стримується високою ціною.

Природні полімери (крохмаль, протеїн, целюлоза) використовують як добавки для забезпечення певних властивостей пакувальним засобам разового користування. При утилізації їх піддають компостуванню з наступним повним розкладанням. Із крохмалю,

ускладі якого вагома частка амілози, виробляють методом екструзії листи, з яких пневмоформуванням готують елементи упаковки. У Німеччині на основі крохмалю виробляють гранульований

138

литий біопласт, піноматеріал для пакування продуктів, гранульований біоматеріал для переробки екструзією і роздуванням.

Стійкі до високих і низьких температур багатошарові пакувальні матеріали для харчових продуктів можуть бути отримані із целюлози і крохмалю. Таку упаковку можна використати при розігріванні продуктів в електричних і мікрохвильових печах.

Пріоритетним напрямом вважається синтез біорозкладувальних полімерів на основі промислово освоєних синтетичних матеріалів. Наприклад, фірма «BASF» на основі поліефіру випускає повністю біорозкладувальний матеріал Ecoflex. Він відповідає Європейському стандарту біорозкладувальних матеріалів EN 13432, японському стандарту GreenPla і вимогам Американської системи стандартизації біорозкладувальних матеріалів. За своїми властивостями Ecoflex зіставний з поліетиленом низької густини. Він переробляється екструзією з роздуванням, використовується для виготовлення плівок і мішків.

Фірма «Bayer AG» налагодила випуск серії біорозкладувальних у анаеробних умовах термопластів ВАК на основі поліефіраміду. Їх використовують для виробництва вологостійкої упаковки харчових продуктів, а також у сільському господарстві. Матеріали можуть містити природні наповнювачі, які надають їм необхіднужорсткість

іміцність. Наприклад, матеріал ВАК 1095 є прозорим термопластом

іможе перероблятись усіма доступними для термопластичних матеріалів способами. На плівку із нього можна наносити зображення методом флексодруку. За механічними властивостями цей полімер подібний на поліетилен низької густини і має високу міцність при розриванні. В анаеробних умовах він здатний розкладатись на діоксид вуглецю і воду. Використовується для виробництва пакувальнихматеріалів українахЗахідної Європиі Північної Америки.

Відомі БРП на основі рослинної, тваринної й нафтохімічної сировини. Тільки в Німеччині приріст БРП щорічно подвоювався і їх виробництво досягло 5 тис. т на рік. З БРП виготовляють одноразовий посуд, пакування для їдалень, ресторанів, стаканчики для йогуртів, гігієнічнітовари(дитячіпелюшки, підгузки, прокладкитощо), сільськогосподарську плівку. Фахівцями США розроблено технологію одержання біологічно розкладуваних полімерних плівок, призначених для захисту посівів від проростання бур’янів. Такі покривні плівки, виготовлені із суміші полімерів і крохмалю, а під дією тепла і вологивониповністюрозкладаютьсяпротягомкількохмісяців.

Інсектицидний біорозкладувальний плівковий матеріал (ІБПМ) призначений для упакування кератинвмістної продукції, що випускається легкою промисловістю — шерстяних тканин, одягу,

139

взуття тощо. Базовим полімером служить поліетилен високої і низької густин, а наповнювачем — пластифікований гліцерином кукурудзяний крохмаль. Оскільки крохмаль не є плівкоутворюючою речовиною, добавляють пластифікатори (діетиленгліколь, діоктилфталат, вазелінову олію і їх суміші з гліцерином). Крім цього, використовують інсектицид (перметрин), який нетоксичний, має високу ефективність функціональної дії і достатню термостійкість при переробці разом із розплавами полімерів.

На процес виготовлення плівкового матеріалу із карбоксиметильованого кукурудзяного борошна впливає концентрація етанолу, гідроксиду натрію, температура і тривалість реакції. Оптимальне співвідношення кукурудзяного борошна, гідроксиду натрію і хлорацетооцтової кислоти складає 8,1:3,5:4,8. Температура реакції 50 °С, а тривалість — 4 год.

Фірма Biologische Verpackungssysteme (Німеччина) виробляє но-

вий біополімерний матеріал під назвою Біопак (Biopac). Він виготовляється із промислового крохмалю без використання нафтохімічних компонентів. Кількість сухої субстанції у ньому становить від 87 до 94 %, протеїну — не більше 3 %, жирів — менше 1 %, екстрагуючих вуглеводів — 70—85 %, золи — 5 %, сирих органічних волокон — 10 %, кальцію — 2 %, фосфору, магнію, калію і натрію 0,25 %. Новий матеріал використовують при виробництві упаковок для фармацевтичної продукції, а також у пакуванні хлібобулочних виробів, випічок, сухих продовольчих товарів, яєць.

Фірма Manziger Papierwerke (Німеччина) розробила та розпочала промислове виробництво плівки, виготовленої із біополімерного матеріалу. Новий матеріал являє собою поліетилен високої густини (LDPE), до складу якого входять вуглеводи і жирні кислоти. Необхідна пористість поверхні досягається спінюванням матеріалу азотом. На пористу поверхню плівки може бути нанесено флексографський друк. У відходах матеріал розкладається під дією мікроорганізмів і вологи.

Солі металів, які містяться в ґрунті, вступають у реакцію з жирними кислотами плівки з утворенням пероксиду. Молекулярний ланцюг пероксиду розкладається під дією мікроорганізмів ґрунту, а пориста поверхня плівки значно прискорює процес проникнення всередину плівки мікроорганізмів. Кінцевими продуктами розкладу біоплівки є вуглець і водень.

В умовах аеробного компостування процес розкладання біоплівки проходить дуже швидко. При розкладанні біоплівка не має негативного впливу на ґрунтові води, а під час згорання — не утворює токсичних газів і не виділяє неприємних запахів.

140