Молоко и его производные — продукты нежные и требуют к своей упаковке тщательного и бережного отношения. О возможностях, проблемах и новых разработках в области потребительской расфасовки цельномолочной продукции рассказывает Ольга Федотова, кандидат технических наук, заместитель директора по научной работе, заведующая лабораторией по упаковке ГУ ВН И МИ.

Какой должна быть упаковка для молока?

В современных условиях развитие упаковки и потребительской расфасовки молочной продукции приобретает особую актуальность и непосредственно влияет на процесс сохранения качества и потребительских свойств продукта. Основными факторами, определяющими выпуск высококачественной молочной продукции, являются:

состав и технология получения самого продукта;
условия его расфасовки;
используемый упаковочный материал.

Для грамотного выбора и использования упаковочных материалов и тары необходимо учитывать природу фасуемого продукта, его консистенцию и физическое состояние, массу, технологию обработки, условия и сроки хранения и реализации.

Упаковочные средства для молочных продуктов должны обладать высокой механической прочностью, стойкостью к старению, жесткостью или эластичностью, способностью к сварке, необходимой для формирования герметичных соединений. Естественно, что эстетическое оформление упаковки должно привлекать покупателя и соответствовать требованиям ГОСТ 51074-97 «Продукты пищевые».

Для предотвращения порчи молочных продуктов, упаковочные материалы должны обладать барьерностью, т. е. газо- , паро- , водо-, ароматонепроницаемостью. Они должны быть влагопрочными и жиро-стойкими. Материалы должны обладать эксплуатационной надежностью, не расслаиваться, не деформироваться.

Молочные продукты обладают способностью сорбировать тяжелые металлы и большинство органических соединений, в том числе и вредные. Поэтому все без исключения упаковочные, укупорочные материалы и потребительская тара должны быть инертны по отношению к продукту и при контакте с ним не выделять вредных для здоровья человека компонентов. Во всех упаковочных системах, за исключением обычного стекла, используются полимерные материалы, лаки, наполнители, красители, растворители и другие компоненты, которые при определенных условиях могут мигрировать в молочный продукт. Для того, чтобы исключить возможность попадания этих веществ в расфасованный продукт, существуют санитарные правила и нормы, утвержденные Минздравом, так называемые «Допустимые количества миграции» (ДКМ). Ни из одного материала не должны выделяться вещества в количествах, превышающих их ДКМ. То есть вся упаковочная продукция как отечественного, так и импортного производства должна обладать высокими санитарно-гигиеническими показателями и подлежит обязательной гигиенической сертификации в органах Госсанэпиднадзора России и периодическому санитарному контролю.

На сегодняшний день разработан и освоен промышленный выпуск значительного ассортимента упаковочных материалов, укупорочных средств и потребительской тары из сырьевых компонентов российского производства для молочных продуктов различной консистенции, функционального назначения, сроков хранения и реализации.

Основной тенденцией является создание упаковочных материалов, обладающих улучшенным прогнозируемым комплексом санитарно-гигиенических свойств и повышенным уровнем барьерности, позволяющим увеличить сроки хранения раcфасованных продуктов. Будущее при этом принадлежит комбинированным и многослойным материалам, технология производства которых предусматривает использование гигиенически «чистых» полимеров и компонентов, современных технологических приемов.

Стеклянная тара

Первая молочная бутылка была изобретена доктором Гарвеем Д. Тагером в 1884г. В нашей стране до недавнего времени действовала мощная производственная база для выпуска многооборотной стеклянной тары. В 70-е годы стеклянные молочные бутылки производили 76 стеклозаводов и предприятий. Ежегодно потреблялось около 50 млрд. шт. (в условном исчислении емкостью 0,5 л). Сегодня потребляется не более 1,5 млрд. шт., и эти объемы неукоснительно сокращаются.

В целом, ликвидирована материально-техническая база производства и применения, система сбора и возврата. В 90-е годы были созданы последние перспективные виды молочной бутылки усовершенствованной конструкции, уменьшенной массы с упрочняющими оксидно-металлическими покрытиями. Величина снижения боя этих бутылок составила 25%, при этом примерно на 15% сократилось количество разбитого стекла за счет уменьшения массы бутылки. Но тем не менее полностью исключить стеклобой не удалось.

Тенденция резкого и постоянного снижения использования стеклотары в молочной промышленности обусловлена многими факторами, связанными с производством и реализацией. Несмотря на то, что стекло считается с гигиенической точки зрения самым безвредным видом потребительской тары, его хрупкость и относительно большая масса приводят к значительным потерям молочной продукции.

Линии розлива громоздки и энергоемки за счет узла мойки бутылок. Невысокие объемы переработки молока не позволяют полностью использовать производительность разливочного оборудования, бутылка укупоривается негерметично, поэтому ассортимент фасуемой молочной продукции существенно ограничен 36 часами хранения, что уже не соответствует требованиям сегодняшнего дня.

Единственная стабильная область использования, но не бутылок, а бутылочек, вместимостью 200 мл — это расфасовка продуктов детского питания в системе молочных кухонь России. Здесь альтернативы стеклу как самому безвредному материалу не существует.

Пленочные материалы

Наиболее используемым полимерным материалом в молочной промышленности является пленка полиэтиленовая наполненная. Для придания ей светозащитных свойств в ее состав вводят мелкодисперсную двуокись титана, что и обеспечивает белый цвет. Добавки вносят в базовый полиэтилен в виде концентратов либо суперконцентратов. При этом используется метод «пьяной бочки» (механическое смешивание) или уже готовые композиции. Пленку используют для изготовления мягких пакетов и туб, в которые расфасовывают молоко, молочные напитки, диетический творог, сметану низкой жирности. Обычная «молочная» пленка изготавливается на базе полиэтилена высокого давления, обладающего ограниченной жиростойкостью, поэтому в нее нельзя расфасовывать высокожирную сметану, майонезы, соусы, даже полученные по новым нетрадиционным технологиям с использованием компонентов молочного сырья.

Совместно с рядом тарных предприятий России, ГУ ВНИМИ разработаны различные виды этого материала: одно-, двух-, трехслойные, обладающие повышенной чистотой, повышенной жиростойкостью, в т. ч. для молочных продуктов детского питания. При этом использование технологий соэкструзии позволяет за счет варьирования состава слоев производить пленки с прогнозируемым комплексом свойств.

Потребительская полимерная тара

Для расфасовки молочной продукции пастообразной консистенции — сметаны, диетического творога, паст, кремов, йогуртов, комбинированных продуктов — широкое распространение получила потребительская термоформованная тара (коробочки и стаканчики различной вместимости и конфигурации). Для производства упаковочных единиц используют рулонные материалы на основе термопластичных полимеров: ударопрочного полистирола; пластифицированного поливинилхлорида; полипропилена.

Основными видами оборудования для производства термоформованной тары в молочной промышленности являются пневмо-и вакуумформующие автоматы, работающие по принципу негативного термоформования. При этом процесс заключается в последовательном нагреве материала до температуры, близкой к температуре текучести материала, деформации до заданной конфигурации, фиксации формы, охлаждения до температуры ниже температуры стеклования или плавления термопласта, извлечения из формы и высекания. Процессы упаковывания молочных продуктов в термоформованную тару можно разделить на два типа: прерывный и непрерывный.

Стадии первого этапа:

1. Производство ленты — 2. Термоформование изделий — 3. Дозирование — 4. Фасование — 5. Укупоривание.

Стадии 1 и 2 могут осуществляться на одном или разных предприятиях; 3, 4, 5 — на молочном предприятии.

Стадии второго этапа: производство ленты, формование, дозирование, фасование, укупоривание. Вся вторая стадия осуществляется на одном автомате.

Для негерметичного укупоривания потребительской тары используются крышки из основного материала, для герметичного — рулонные метериалы, например, фольга с термоадгезионнным (термолаковым) покрытием либо высечки под термозаварку из данного материала.

Определенные перспективы наблюдаются во внедрении выдувной полиолефиновой тары: как для пастеризованной, так и для стерилизованной молочной продукции, в т. ч. детского ассортимента. Этот вид тары относительно дешев и может иметь различное отношение площади поперечного сечения горловины к площади поперечного сечения изделия, и это отношение может изменяться в широком диапазоне — от 3 до 100%. У выдувной тары большие возможности для совершенствования. В зависимости от используемого сырья, бутылка может быть белой или окрашенной; от применяемой оснастки экструзионно-выдувного оборудования — различной формы, конфигурации и вместимости. В последние два года молочные предприятия проявляют активный интерес к данному виду тары и соответствующим комплектным линиям для молочных производств.

Комбинированные материалы нэ основе бумаги и картона

Комбинированные материалы на основе бумаги и картона предназначены для изготовления упаковочных единиц в виде пакетов различной конфигурации (типа «Тетра-Брик», «Тетра-Брик-асептик», «Пюр-Пак» и пр.) для молока и кисломолочных напитков и изготавливаются методом экструзионного ламинирования. Наличие в составе комбинированных материалов слоя бумаги или картона позволяет обеспечить необходимый комплекс физико-механических и потребительских свойств (жесткость, каркасность и др.), а использование алюминиевой фольги — полностью решить проблему обеспечения высоких барьерных свойств упаковки. Внутренний полиэтиленовый слой обеспечивает санитарно-гигиеническую чистоту и термосвариваемость.

Для негерметичного упаковывания продукции на автоматах, например, APT и АРМ широко используются различные виды фольги алюминиевой, кашированной пергаментом либо влагожиропрочными бумагами. При этом используются, в зависимости от технологии производства, микровосковые составы, адгезивы, расплав полиэтилена. Институтом, совместно с ТОО «Мост-1» разработана технология производства упомянутого материала методом кэширования расплавом полиэтилена. Внутренний полиэтиленовый слой в этом материале не только выполняет функции адгезива, но и обеспечивает дополнительную защиту продукции.

Разработанная кашированная фольга достаточно универсальна и предназначена для упаковывания сливочного масла, сырково-творожных изделий, мороженого, маргарина, животных жиров, мясного фарша, халвы, жевательной резинки, чая, табака и многих других пищевых продуктов. В последние годы для указанных целей определенное применение находят металлизированные бумаги.

По данным отдела развития молочной промышленности департамента пищевой, перерабатывающей промышленности и детского питания Минсельхозпрода РФ, производство молочной продукции в расфасованном виде по сравнению с 1995 годом возросло на 15%, при этом ее удельный вес увеличился с 68 до 71% .

Комплекс научных и опытно-технологических работ, выполненных в последние годы ГУ ВНИМИ совместно с рядом тарных предприятий и других организаций, позволил развить принципиально новые направления научно-технического прогресса в области создания тароупаковоч-ных материалов для молочной и пищевой промышленности. Вся гамма модифицированных упаковочных, укупорочных средств и потребительской тары уже выпускается предприятиями РФ.

Созданы научные и технологические предпосылки производства новых для молочной промышленности упаковочных материалов.

Разработана группа материалов для молочных продуктов длительного хранения, обладающих повышенными барьерными свойствами. Формирование непроницаемости в них осуществляется за счет нанесения на рулонные полимерные субстраты комбинации тончайших многослойных покрытий различных металлов. При этом используется вакуумная технология магнетронного напыления. Процесс магнетронного распыления принципиально атомарный, т. е. при нем в покрытии не образуется микрокапель. Получен упаковочный материал с комбинированным медно-алюминиевым покрытием, который по уровню барьерности аналогичен лучшим импортным образцам, предназначенным для продукции длительного хранения, в состав которых входит слой алюминиевой фольги. При стократной экономии металла обеспечивается необходимый комплекс непроницаемости. Возможности метода далеко не исчерпаны, поскольку возможно нанесение не только комбинации металлов, но и неметаллов — оксидов, нитритов и пр.

Поскольку политика здорового питания предопределяет повышенные требования к упаковочным средствам, в перспективе возможно создание группы материалов нового поколения с уникальным прогнозируемым комплексом свойств.

Перспективным направлением является создание материалов с антимикробными добавками. Первые шаги в этом направлении сделаны, и совместно с Троицкой бумажной фабрикой и ОАО «Технобум» разработан пергамент «Троицкий», в состав которого входит такая добавка.

Проведенные исследования показали, что за счет поверхностной модификации пергамента удалось достигнуть выраженного ингибирующего эффекта по отношению к плесени. Материал предназначен для расфасовки и увеличенного срока хранения в нем творога, сырково-творожных изделий, сливочного масла. Разработанный материал является хорошей альтернативой кашированной фольге и металлизированным бумагам, будучи в три раза дешевле.

Упомянутые направления создания материалов нового поколения не являются единственными. Проблем в этой области много. Основная из них — максимальное адаптирование упаковки к конкретным видам вновь разрабатываемой фасуемой продукции.