28.11.2002 16:20
Зав.Проблемной лабораторией полимеров Московского госуниверситета
прикладной биотехнологии, к.т.н. Иванова Т.В.
Сегодня трудно переоценить значение тароупаковочных средств для решения проблемы сокращения потерь и сохранения пищевой продукции. По оценкам специалистов одним из приоритетных направлений развития науки и техники на ближайшее десятилетие является технология тары и упаковки. Упаковка - не только важнейшая составляющая производства и реализации товаров, но и образ жизни, показатель развития общества. Ведь хорошая упаковка не только защищает товар при транспортировке и хранении, но и является немаловажной частью продвижения продукции на рынке, формирует ее имидж. Интервеция импортных продуктов питания в наших магазинах наглядно демонстрирует, что упаковка является фактором конкурентоспособности товара и мощным средством стимулирования сбыта. Не случайно в США тароупаковочная отрасль по объемам производства опережает таких гигантов, как автомобилестроение, с/х и металлургия. Инвестиции в производство тары и упаковки стремительно растут: в середине 90-х годов они составляли около 500 млрд.долларов в год.
Анализ тенденции применения упаковок за рубежом указывает на стабильное возрастание объемов использования полимерных материалов для упаковки пищевой продукции. В Швейцарии - одной из наиболее консервативных стран мира - до 1990 г. питьевое молоко упаковывалось только в картонные емкости, в 1993 г. - уже более трети производимого молока продавалось в термоформованных бутылках. Причем прогнозируется дальнейшее увеличение потребности пищевой промышленности и торговли в пластмассовых тарных емкостях. При этом по прогнозам фирмы The Freedonia Group (США) до 2000 г. потребность в стеклянных, металлических и бумаго-картонных упаковках увеличится в среднем на 1-2%, в то время как потребность в пластмассовых емкостях будет расти в среднем на 4% в год .
Опережающие темпы роста потребления полимерных тароупаковочных средств (по сравнению с другими видами упаковочных материалов) обусловлены уникальным комплексом свойств синтетических и природных полимеров и изделий из них, включая практически неограниченные возможности модифицирования полимерной матрицы. В современной сложной экологической обстановке, характеризующейся расширением зон риска загрязнения среды обитания патогенной микрофлорой, радионуклидами и др. ксенобиотиками, огромное значение приобретает повышение барьерных свойств упаковочных материалов, предназначенных для защиты пищевой продукции.
Повышение барьерных качеств полимерных упаковочных материалов достигается за счет комбинирования их либо друг с другом, либо с фольгой. В частности, в качестве барьерного слоя используют сополимеры этилена с виниловым спиртом или винилхлорида с винилиденхлоридом.
В последние годы преобладает тенденция замены фольгированных материалов металлизированными. На полимерную подложку, как правило, лавсан или полипропилен, методом термовакуумного напыления наносится тонкий слой металлов, их сплавов, окислов, нитридов и т.д., защищаемый затем лаковым покрытием от истирания. Обеспечивая существенный экономический эффект (за счет почти стократной экономии металла по сравнению с фольгированными материалами), металлизированные комбинированные материалы характеризуются прекрасными барьерными свойствами, привлекательным внешним видом. Кроме того, эти материалы имеют еще одно важное преимущество: регулируя толщину и оптическую плотность слоя металла, т.е. способность отражать и поглощать микроволны, можно повысить температуру продукта, разогреваемого в металлизированной упаковке в СВЧ-печи, до 2000С и выше. В этом случае большая часть тепла генерируется в покрытии и продукт поджаривается, как на сковородке, что недостижимо при микроволновом нагреве.
Устойчивое распространение приобрел способ асептического упаковывания пищевой продукции в пластмассовую тару. В этом случае стерильность упаковки достигается как применением стерилизующих агентов (пероксида водорода, этиленоксида, перегретого или насыщенного пара, горячего воздуха, УФ- или радиационной обработки и т.д.), так и за счет наложения на упаковочную пленку защитного слоя, удаляемого либо перед формованием, либо перед заполнением тары пищевым продуктом. В многочисленных системах асептического консервирования используют самые различные виды тары, в т.ч. стекло и жесть. Однако пальма первенства принадлежит полимерной и комбинированной упаковке: полужесткой картонной с полимерным покрытием для упаковки соков, молока и др. продукции; полужесткой полимерной таре, получаемой термоформованием; комбинированной упаковке типа .пакет в ящике. (.bag-in-box.). Наибольшее распространение получила надежная и дешевая потребительская тара типа Тетра-Брик и Комбиблок. Такая упаковка в последние годы снабжена удобными легко вскрываемыми устройствами, а также .сигнальными. приспособлениями, предупреждающими о злоупотреблениях (например, о фальсификации содержимого).
С начала 80-х годов для производства жестких пластмассовых упаковок используются полимерные материалы, получаемые соэкструзией. Комбинируя различные полимерные слои, получают соэкструдаты с требуемыми барьерными свойствами, достаточной жесткостью, прочностью, прозрачностью и т.п. Для упаковки пищевых продуктов пастообразной консистенции и кисломолочной продукции широко используют тару из соэкструзионных материалов на основе ударопрочного полистирола, стабилизированного поливинилхлорида и полипропилена. При этом следует подчеркнуть, что из перечисленных материалов наиболее прогрессивным и предпочтительным является полипропилен; его производство и использование для нужд пищевой промышленности стремительно растет и в России, и за рубежом. При этом следует отметить тенденцию отказа зарубежных фирм от производства и потребления пластмасс на основе поливинилхлорида, что вызвано не только потенциальной возможностью миграции мономера (винилхлорида), относящегося по классификации ФАО ВОЗ к токсичным веществам 1 класса опасности, но и образованием ядовитых соединений при разложении выброшенной упаковки .
С развитием техники и технологии получения упаковочных материалов расширяются функции упаковки. Из инертного, индифферентного барьера между пищевым продуктом и окружающей средой упаковка в настоящее время все больше превращается в фактор производства, поскольку с ее помощью, как мы уже упоминали, говоря о металлизированных материалах, можно регулировать скорость и температуру нагрева продуктов питания в условиях микроволнового нагрева; кроме того, современная упаковка позволяет создавать оптимальную газовую среду внутри оболочки (что широко используется при хранении продуктов питания в модифицированной и регулируемой среде); направленно изменять состав продукта, вводить ароматизаторы, консерванты и т.д. Такие упаковки по праву носят название .активных.. Активная упаковка содержит функциональные добавки (поглотители газов и влаги, антимикробные препараты, ароматизаторы и т.д.), способствующие улучшению товарного вида и сохранению заданных органолептических свойств пищевой продукции.
Примерами отечественных достижений в области создания активных упаковок являются разработки сотрудников нашей лаборатории, в частности, антимикробные защитные покрытия, формируемые по оригинальной технологии непосредственно на продуктах питания (твердых и плавленых сырах, варенокопченых и сырокопченых колбасах, деликатесной и ординарной мясной продукции).
В последние годы в состав полимерных упаковочных материалов начали вводить ферментные добавки, действие которых направлено на стимуляцию биохимических превращений пищевого сырья с целью улучшения его питательной ценности, товарных, технологических и кулинарных свойств. Особый интерес и социальную значимость имеет разработка и использование биологически активных упаковочных материалов с ферментами, иммобилизованными на полимерном носителе; такие материалы способны регулировать состав, биологическую и органолептическую ценность продуктов питания, интенсифицировать процессы получения пищевой продукции. Например, введение лактазы позволяет расщеплять молочный сахар (лактозу), неусваеваемый многими людьми или с помощью фермента холестеролредуктазы снижать содержание холестерина в молочном продукте. В МГУПБ разработан материал на основе поливинилового спирта с иммобилизованной липазой, позволяющей гидролизовать жир в сточных водах ряда перерабатывающих предприятий, в частности, рыбозаводов.
В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом возрастает требование обеспечения .экологической безопасности. упаковочных материалов. Реализация этого требования в отношении тары и упаковки пищевой продукции может осуществляться как за счет создания новых и модификации существующих полимерных материалов, в частности, использования для защиты пищи природных естественно возобновляемых полимеров (например, производные целлюлозы), так и за счет рационального использования (уменьшение массы упаковки, разработки многоразовой упаковки), потребления и утилизации полимерных упаковок.
Общепризнано, что производные целлюлозы являются перспективными материалами для упаковки высокожирных, пастообразных продуктов животного и растительного происхождения, кондитерских изделий, продуктов детского питания, конентратов, меда и др. В Проблемной лаборатории полимеров МГУПБ разработаны пищевые марки материалов на основе пластифицированного диацетата целлюлозы (этролы), обладающие антимикробнй активностью.
Проблема ресурсосбережения превратилась в ХХ веке в одну из самых актуальных задач человечества. Известны и главные направления экономической политики в этих условиях: рационализация потребления, снижение материалоемкости продукции, применение малоотходных и безотходных технологий, максимальное использование вторичных ресурсов. Выполнение этих требований становится приоритетной задачей многих отраслей, в том числе и тароупаковочной. Более того, в силу ряда обстоятельств экологического плана проблемы экономии упаковочных материалов, их многократного использования и вторичной переработки отличаются особой остротой. Последнее обусловлено тем, жизнь большинства упаковок чрезвычайно коротка - от нескольких минут или часов (одноразовая посуда, пакеты для пищевого продукта и т.п.) до нескольких лет (бутылки, консервные банки), после чего упаковка оказывается на свалке.
Известно, что положение дел с повторным использованием бывшей в употреблении тары сегодня обстоит неудовлетворительно не только в России, но и во многих других странах. В конце ХХ века в мире ежегодно образуется около 10 млрд.тонн промышленных и бытовых отходов, третью часть которых составляют отходы упаковки (по массе). Эти отходы распределены следующим образом: 35-40% приходится на органические отходы; 20-25% - бумагу и картон; 7-11% -полимеры.
В 1993 в странах ЕЭС был разработан проект сокращения упаковочных расходов, предусматривающий приоритетное развитие вторичной переработки (рисайклинга) и соответствующего снижения количества отходов, подвергаемых захоронению. За рубежом использованная тара, например, из полиэтилентерефталата (бутылки для газированных напитков) утилизируется: собирается, перерабатывается в гранулят, который добавляют к свежему сырью (в количестве от 10 до 90%) при изготовлении новых бутылок. Определенный интерес представляет использование деполимеризации полимерных отходов, когда полимерная основа разлагается до мономеров, которые затем полимеризуются с образованием нового материала. Несомненно, что рециркуляция бытовых и производственных отходов обеспечивает экономия средств и ресурсов, а также создает больше рабочих мест, чем вывоз мусора на свалки или их кремация.
Наконец, весьма перспективным способом снижения отходов пластмасс является создание материалов, способных разлагаться под действием факторов окружающей среды (воды, ветра, кислорода, УФ-лучей, микроорганизмов) на фрагменты, ассимируемые почвой. Наиболее перспективными в этом отношении являются тароупаковочные материалы на основе природного легко воспроизводимого сырья ( целлюлозы, крахмала и др.). Добавление крахмала к материалам на основе производных целлюлозы сделало возможным создание композиций, неустойчивых к действию микроорганизмов почвы.
Берешь сверток с яблоками, съедаешь сначала яблоки, потом - сверток. Так представляют себе грядущую
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.