Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Август » 10 » Упаковочные материалы
11:40
Упаковочные материалы

Удобство применения, срок годности и другие качественные критерии продуктов в значительной степени зависят от материала упаковки. Из глубины веков к нам пришли: дерево, обожженная глина, дубленая кожа, стекло и др. классические материалы. Несмотря на высокие показатели экологичности и безопасности для здоровья, эти материалы отличаются низкими экономическими и эксплуатационными показателями.

Последние двести лет принесли нам широчайший перечень различных упаковочных материалов, разобраться в котором подчас очень сложно. Рассмотрим по порядку особенности, преимущества и недостатки наиболее распространенных на сегодняшний день упаковочных материалов.

Первое место по массовости применения занимают полимерные композиции на основе полиэтилена. Кроме полиэтилена, в состав этих материалов всегда входят стабилизаторы химической стойкости, олигомеры этилена и примеси побочных продуктов реакции полимеризации. Главным образом, это продукты термического разложения системы ОВИС (окислительно-восстановительная инициирующая система), продукты термического распада концевых групп макромолекул (ММ) и термоокислительной деструкции ММ. Наиболее интенсивно процессы деструкции протекаю при интенсивном облучении (солнечный свет, люминесцентные лампы и др.) или нагревании (разогрев в микроволновке, запаивание шва, системы центрального отопления и др.).

Таким образом, полиэтиленовые упаковки имеют ряд преимуществ: водонепроницаемость, удобства в обращении, легкость, простота производства и применения, дешевизна. Присущие ей недостатки: небольшой максимальный срок хранения продуктов (5-12 месяцев), низкий уровень экологической безопасности (проблемы с утилизацией отходов), ограниченная сырьевая база (нефти осталось не так уж и много).

Вторым широко распространенным упаковочным материалом является луженая жесть. История использования этого материала восходит еще к 14-му веку, когда в Швейцарии был впервые использован при поточном производстве метод лужения (покрытия тонких стальных листов слоем расплавленного олова). Но, в классическом понимании, данная упаковка знакома нам в виде консервных банок, впервые использованных в промышленных масштабах в середине 19-го века для длительного хранения мяса ("тушенка”). Этот метод был заказан для армии, но, в последствии получил широчайшее распространение.

В отличие от полимерных упаковок, металлическая банка с антикоррозионным (катодным) покрытием обладает теоретически, неограниченным сроком годности. На это можно привести пример, в 1918 году у берегов Швеции было потоплено немецкой подводной лодкой британское грузовое судно. Среди прочих грузов на судне находились продукты для действовавших в континентальной Европе сил Антанты. Судно было обнаружено в середине 70-х годов прошлого века, с его борта были подняты различные грузы. Удивление исследователей было велико, когда выяснилось, что тушенка в 1 кг. банках осталась съедобной (что также подтвердили лабораторные исследования) и обладала прекрасными вкусовыми качествами (и это, через полвека). Сочетание хорошей изолирующей функции ящиков, выложенных жестью и промасленной оберточной бумаги, а также, низкой температуры глубин балтийского моря (около 2-3оС) сохранили продукт через столько лет. Позже, эту тушенку, как и другие раритеты, не представляющие исторической ценности, продали с аукциона.

История знает не один такой случай, но, следует помнить, что это скорее совпадения, чем закономерности. Другой случай это подтверждает. В конце 19-го века была организованна полярная экспедиция в составе двух десятков человек. После их выступления в поход о них больше ни чего не слышали. Лишь в 90-е годы прошлого века в Арктике были обнаружены останки нескольких членов экспедиции и ряд могил остальных. После длительного и кропотливого расследования, выяснилось, что причиной гибели экспедиции стали мясные консервы. Для лужения жести консервных банок применяют олово, как и сейчас, но, олово – тяжелый металл. Кроме того, олово всегда сопутствует свинцу, они являются стандартными примесями друг друга. В те времена еще не существовало аналитических методов установления точного содержания свинца в олове и наоборот.

В олове, которым была покрыта жесть банок, было завышенное содержание свинца, кроме того, была нарушена технология нанесения антикоррозионного покрытия. По описанию симптомов в дневнике экспедиции и по анализам эксгумированных тканей, сомнений не осталось. К слову, симптомы отравления свинцом и оловом практически одинаковые, а их токсичность близка. Но, олово легче пассивирует при контакте с жидкими средами, что делает оловянные покрытия намного безопаснее.

В целом, жестяная банка является более безопасным вариантом упаковки, чем полимеры. Сравните хотя бы срок хранения сгущенки в полимерном тюбике и металлической банке, соответственно 6 и 12 месяцев. В последнее время стали использовать более безопасные материала для антикоррозионного покрытия жести консервных банок (например, латунь), но, это мало меняет общую картину. Для дополнительного пассивирования, поверх латуни наносится тонкий слой олова, для которого очень важна целостность.

Таким образом, преимуществами жестяных банок остаются: прочности, большая продолжительность хранения, широкая сырьевая база, высокий уровень экологической безопасности. Наиболее явными недостатками являются: большая масса и сравнительно высока цена.

Стоит упомянуть всем известный тип упаковки – стеклянная тара. Стекло начали получать еще в Египте при фараонах, в Европе наиболее искусными и совершенными стекольными мастерскими средневековья отличались Венеция и центральная Италия, Пьемонт, позже Франция.

Стекло представляет собой сплав диоксида кремния и силикатов щелочных и щелочноземельных металлов. Этот материал обладает высочайшей химической стойкостью и нейтральностью практически ко всем веществам. Крайне низкая растворимости в воде и кислотах делают эту упаковку практически вечной. Единственным слабым местом стеклянной тары является пробка. Классическая деревянная пробка прожила в промышленности около трех веков, но, была вытеснена более технологичной и дешевой металлической. Некоторое применение находят стеклянные пробки на шлифе, многие такие конструкции снабжены прижимным пружинным устройством. Это, пожалуй, практически вечная упаковка.

Некоторый недостаток, о котором наверняка слышали любители спиртных напитков, представляет прозрачность стекла, приводящая к повреждению содержимого ультрафиолетовым и другим излучением. С этим недостатком научились бороться еще средневековые алхимики, добавлявшие в стекло небольшое количество расплавленного оксида некоторых переходных металлов (меди, хрома, кобальта и др.), что предает стеклу темный цветовой тон и в разы снижает светопроницаемость.

Таким образом, стеклянная упаковка имеет ряд недостатков: хрупкость, большой вес, значительная себестоимость, низкий уровень экологической безопасности и она не очень удобна в применении. К преимуществам можно отнести: "бесконечный” срок хранения, эстетичность внешнего вида, бесконечная сырьевая база и возможность многократного использования.

Прекрасным вариантом является алюминиевая упаковка продуктов. Пластичность алюминия позволяет легко прокатывать из него тонкие листы и фольгу, отличающиеся высокой химической стойкостью и долговечностью. В отличие от полимеров, алюминий не меняет вкусовых качеств продуктов и не разлагается при длительном хранении. Также, он не боится нагревания, известны варианты алюминиевой упаковки для приготовления пищи на открытом огне или горячего копчения. Пожалуй, каждый хоть раз в жизни запекал мясо или рыбу в алюминиевой фольге. А, тонкая шуршащая алюминиевая фольга шоколадных плиток, пожалуй, у каждого, так или иначе, ассоциируется с детством.

Наиболее характерные преимущества алюминиевого листа и фольги заключаются в легкости, долговечности и высоких эстетических качествах, а также, в огромной сырьевой базе. К недостаткам можно отнести только не высокую прочность и плохую теплоизоляцию, что в ряде случаев имеет значение.

Один из классических, но, на сегодняшний день, практически забытых упаковочных материалов – целлофан. Его уже более двадцати лет не выпускает промышленность ни одной страны мира. Но, многие помнят, как в 60-х – 70-х годах прошлого века в магазинах, в эту мутно-прозрачную, шуршащую пленку, слегка жирную на ощупь, заворачивали халву, соленую рыбу или копченое мясо.

Целлофан представляет собой природный полимер – целлюлозу, сформованную в тонкую пленку и пропластифицированную глицерином. Если целлофан намочить, то из него вымывается на поверхность глицерин и он теряет эластичность, то же самое происходит при длительном хранении. Глицерин использовался достаточно высокого качества, пищевой, и как правило, из животного сырья (твердые жиры). Поэтому, токсичность целлофана находится на уровне обычной ваты.

Таким образом, целлофан имеет ряд преимуществ: очень высокая экологическая безопасность, дешевизна, легкость и безопасность для здоровья. К недостаткам следует отнести: низкая изоляция продуктов от внешних воздействий (например, воды), недолговечность и невысокая прочность.

Бумагу мы рассматривать не будем, а вот дублированные материалы на ее основе представляют существенный интерес. Дублированные материалы представляют листовой материал из двух и более слоев, обычно, это бумага и полимерная пленка, реже, тонкая алюминиевая фольга. Их соединение в сплошной материал производится прокатыванием при нагревании на каландрах (вальцы, чем-то напоминают отжимные приспособления старых стиральных машин). При этом, может происходить только продавливание термически размягченного полимера в поры и неровности бумаги, или между ними прокладывается пленка из реактопластового полимера, выполняющего функцию клея.

Классический пример использования дублированных материалов в промышленности – пол-литровые бумажные пирамидки с молоком, производство которых, если я не ошибаюсь, было начато еще в конце семидесятых годов прошлого века. Сейчас их вытеснили полиэтиленовые пакеты.

Дублированным материалам присущи практически все недостатки полимерных материалов, за исключением сырьевой базы и экологичности. Из преимуществ, следует отметить те же плюсы, что и у полимеров, но, порочность и влагонепроницаемость на несколько более низком уровне.

Другим путем поиска методов устранения недостатков полимерных материалов стали дублированные полимер-полимерные материала или полимеры с защитным покрытием. Для повышения продолжительности хранения продуктов и улучшения их вкусовых свойств, в ряде случаев используются стандартные полиэтиленовые упаковки с внутренним покрытием. Вы все видели этот блестящий серебристый слой на внутренней поверхности пакетов из под чипсов или приправ, иногда молочных продуктов.

Для покрытия используют более полярные и высокомолекулярные полимеры, которые за счет тонкости слоя не нуждаются в пластификаторе. Высокая полярность звеньев ММ препятствует тепловому движению продуктов деструкции к поверхности упаковочного материала, что делает его более чистым. Хотя этот метод и более совершенен, чем использование чистых полимеров, но, данный материал имеет более низкую экологичность (долго разлагается в почве)  и возникают дополнительные проблемы с переработкой полимерного материала упаковки. Да и цена, такой упаковки на 20-50% выше, чем у полиэтиленовой. Практический эффект данного покрытия составляет увеличение срока хранения на 10-40%.

Из наиболее распространенных упаковочных материалов это все. Классические материалы, не находящие на сегодняшний день широкого применения, такие как: древесина (кадки, бочки, лари и др.), кожа (меха для вина, фляги), глина (кувшины, чугунки и др.), береста (туески, короба), мы подробно рассматривать не будем. Но, стоит сказать, что они все имеют прекрасную экологичность, высокую сырьевую базу и, как правило, безопасны для здоровья. Их недостатками являются: невысокая прочность, неудобство в обращении и высокая стоимость, а также низкая продолжительность хранения в них продуктов.

Категория: Пищевые продукты | Просмотров: 2289 | Добавил: Chemadm | Теги: срок годности, Пищевая промышленность, упаковка продуктов | Рейтинг: 4.7/26
Всего комментариев: 2
1
1  
"В олове, которым была покрыта жесть банок, содержалось всего около 15-20% свинца, но, этого оказалось достаточно. По описанию симптомов в дневнике экспедиции и по анализам эксгумированных тканей, сомнений не осталось. К слову, симптомы отравления свинцом и оловом практически одинаковые, а их токсичность близка...."

Припой ПОС90, тот который собственно и является пищевым /медицинским припоем содержит именно 10% свинца.

В последнее время стали использовать более безопасные материала для антикоррозионного покрытия жести консервных банок (например, латунь)

Как бы запрещено применять пищевую посуду из меди и медных сплавов без сплошного горячего покрытия слоем олова. Появление участков голого основного металла любой минимальной площади в обязательном порядке требует повторного горячего покрытия оловом. Требования СЭС.

0
2  
Насколько мне известно, использование припоя ПОС90 в медицинских целях (по моему, для пломбирования зубов, если не ошибаюсь), уходит в прошлое,
как раз в связи с токсичностью тяжелых металлов.
Токсичность олова и свинца близки, но, олово легче пассивирует, что и делает его более
безопасным. Кроме того, я уже отмечал, что оловянное покрытие посуды
имеет смысл как анодное покрытие, то есть, более пассивное, чем основной
металл. Нарушение целостности этого покрытия, как раз, и ведет к
усиленной коррозии оголенного металла (более активного, например,
стали).
Визуально слоя олова на покрытых латунью банках не обнаружил, поэтому, не знал о нем.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]