"Оценка современных способов расфасовки питьевого молока"
Материал прочитан 1884 раза и оценен
0
Стратегия выбора упаковочного материала учитывает общие и специфические требования и определяется многими факторами, прежде всего соответствием гигиеническим нормативам [1], а также технологическими особенностями производства тары, видом укупорочных средств, сроками хранения и реализации продукции и в целом рентабельностью производства.
В качестве упаковочных материалов молочных продуктов широко применяются термопластичные материалы - полистирол, поливинилхлорид и полиолефины. Значительный ассортимент полиолефинов и их уникальные свойства: жесткость, высокая механическая прочность, стойкость к старению, жиро - и влагопрочность, газо-, паро-, ароматонепроницаемость позволяют использовать этот материал для изготовления различной пищевой упаковки.
Степень старения полиолефинов зависит от особенностей строения элементарного звена полимера и возможной дефектности макроцепей. Известно, что старение полимеров также связано с различными превращениями, происходящими в полимерах, как при изготовлении тары, так и при эксплуатации или хранении изделий [2]. Главная причина старения - окисление молекулярным кислородом самих полимеров, но в большей степени - присутствующих в них низкомолекулярных соединений. Как и большинство химических реакций, окисление полимеров ускоряется при повышении температуры, при воздействии видимого и особенно ультрафиолетового света.
Переработка полиолефинов методом экструзии происходит при температуре 160...200 °С. Значительные сдвиговые напряжения, возникающие при экструзии, играют определенную роль в деструкции полимеров. При большинстве методов изготовления тары расплав полимера контактирует с воздухом. Это в большей мере относится к методу экструзионного ламинирования и экструзионно-выдувного производства.
В настоящее время значительный объем жидких молочных продуктов упаковывается в потребительскую тару из пленочных материалов: как наполненных, так и ненаполненных. Применяются пленочные материалы из окрашенного полиэтилена марок "Lean Cover White", "Lean Cover Black", "Lean Cover Opal", а также пленки с цветной печатью - "Ecolean LA", "Ecolean EVOH" и т.д., поставляемые фирмой Ecolean AB (Швеция), и трехслойная полиэтиленовая пленка с барьерной защитой производства ООО "Дельта-Пак" (Россия).
Применение полимерных материалов, комбинированных с бумагой, картоном и алюминиевой фольгой, обеспечивает высокую сохранность продукта, а также высокие потребительские свойства упакованной молочной продукции. На молочном комбинате "Воронежский" широко применяют упаковки производства филиала ЗАО "Тетра Пак АО", например: "Tetra Brik", "Tetra Brik Aceptic", "Tetra Fino Aceptic", "Tetra Prizma Aceptic", "Tetra Wedge Aceptic"; заготовки для пакетов - из комбинированных материалов: TR/m, TR/m ESL, TR/pb, TR/h, TR/h HAL (фирма -Tetra Pak, Latina, Италия).
Потребительская упаковка из вышеперечисленных материалов позволяет надежно защитить продукцию от внешнего воздействия, полностью автоматизировать процесс. Основной способ изготовления упаковки из комбинированного материала - сварка пленки или полимерного покрытия. В зависимости от свойств материала сварка проводится при температуре 170...280 °С. Ламинированные рулонные материалы на основе фольги, бумаги и картона практически газо - и светонепроницаемы. Однако стоимость ламинированных материалов значительно выше по сравнению с пленкой и базовой маркой полиэтилена.
Основной недостаток полимерного сырья - нестабильность свойств, которые определяются технологическими особенностями синтеза полимеров. Это прежде всего относится к плотности и особенно к показателю текучести расплава (ПТР) полимера, влияющего на реологические свойства материала. Величина показателя ПТР оказывает влияние на придание полимеру конкретной формы и структуру материала. Технологические параметры производства тары взаимосвязаны со свойствами полимера и определяют качество полимерной тары. В настоящее время производство стерилизованного молока методом автоклавирования непосредственно в бутылки из полимерного материала распространено незначительно. Вместе с тем этот вид тары относительно дешев, а с учетом применяемой оснастки экструзионно-выдувного оборудования можно получать изделия различной формы, объема и индивидуального дизайна бутылки. На молочном комбинате "Воронежский" были проведены исследования по выбору материала и режимов изготовления полимерной бутылки для фасования стерилизованного молока и других молочных продуктов.
Ассортимент полиолефинов для изготовления тары экструзионно-выдувным методом незначителен. На основании изучения физико-механических и физико-химических свойств предпочтение было отдано полиэтилену высокой плотности, изготовление тары из которого требует меньших энергозатрат; тара имеет повышенную стойкость к термодеструкции, устойчивость к окислению и растрескиванию, высокую ударную прочность. Для этих целей широко применяется полиэтилен низкого давления марки 276-73 (ГОСТ 16338-85), характеризующийся инертностью к молочным продуктам, с которыми он контактирует. Плотность полиэтилена регламентируется в узком интервале 0,958-0,962 см3, ПТР соответствует 2,б-3,2 г/10 мин, причем разброс в пределах партии может колебаться до +18 %, фактическое значение по паспортным данным колеблется от 0,3 % и выше.
Текучесть - важнейшая технологическая характеристика полимерного материала, которая характеризуется способностью последнего к вязкому течению под действием тепла и давления. Подбирая определенный температурный режим, можно изменять вязкость расплава в широком интервале и регулировать производительность экструзионного агрегата. Возникающее напряжение при формовании изделия связано со скоростью сдвига расплава полимера, таким образом, все параметры взаимосвязаны и влияют на усадочные и релаксационные явления не только в процессе изготовления тары, но и при ее хранении, а также в условиях стерилизации.
При разработке упаковки для молочной продукции, которую следует предохранять от воздействия света, особенно важно учитывать оптические свойства полимерных материалов. Очевидно, что светопропускание неокрашенных полимеров в видимой области определяется главным образом их светорассеивающей и отражающей способностью. Полиэтилен высокой плотности ввиду высокой кристалличности обладает пониженным светопропусканием по сравнению с полиэтиленом низкой плотности.
С целью дальнейшего увеличения барьерности в него перед переработкой добавляют концентрат на основе оксида титана, что обеспечивает значительный светорассеивающий эффект и исключает воздействие света на упакованный продукт. Вместе с тем пигментирование расплава полиэтилена оксидом титана не может ни влиять на структуру полимера. Значительная поверхность пигмента обеспечивает эффект зародышеобразования на стадии кристаллизации расплава. Поверхностная активность оксида титана играет роль центров кристаллизации вследствие снижения поверхностного натяжения на границе кристалл - расплав полимера. Все это приводит к возникновению в полимере мелкокристаллической структуры с улучшенными физико-механическими свойствами.
Плотность полимера взаимосвязана с его стереорегулярностью и кристалличностью, а следовательно, с газопроницаемостью, переносом низкомолекулярных веществ и оптической плотностью, т.е. полимер характеризуется определенной степенью барьерности. Таким образом, степень защиты от воздействия света значительно возрастает. Физико-химические свойства зависят от структуры полиэтилена и являются определяющими в динамике диффузионных процессов. Так, для ПЭВП по отношению к ПЭНП кислородопроницаемость в 4 раза меньше, а скорость переноса влаги в 2 раза ниже [3]. Бутылки изготовляли на экструзионно-выдувном агрегате фирмы TECHNE с применением трехручьевой угловой формующей головки. Температурные параметры по зонам изменяются от 170 до 195 °С в зависимости от реологических свойств материала.
Основное требование к таре - снижение до минимальных величин разнотолщинности стенки, усадки и внутренних напряжений в бутылке. Средняя толщина стенки по цилиндрической части бутылки составляет 0,56+0,06 мм, максимальная линейная усадка по высоте после термообработки не превышает 1,2 %, что подтверждает оптимальность выбранных режимов переработки. Однако применение концентрата имеет и свои негативные стороны.
Постепенно застойные зоны в распределяющем устройстве, формующем инструменте накапливают полиэтилен, наполненный концентратом, что изменяет скорость сдвига и тем самым влияет на характер потока расплава, - это приводит к разнотолщинности и неоднозначным релаксационным процессам. Такая тара для йогурта, кефира является кондиционной, но в условиях стерилизации молока происходит деформация бутылки, и вследствие вторичной усадки это увеличивает процент брака.
Для укупорки продукции в зависимости от вида применяли укупорочные средства полноценного однократного использования. Для йогурта и кефира была разработана резьбовая крышка с отрывным пояском, надеваемая с натягом и обеспечивающая требуемую герметичность упаковки. Укупорка тары перед стерилизацией осуществляется одновременно с закаткой и сваркой ламинированной полиэтиленом фольги на горловине бутылки, имеющей форму выступ - впадина.
После стерилизации элемент фольгированного укупорочного уплотнения дополнительно закрывается резьбовой крышкой. На качество и герметичность упаковки ламинированной полиэтиленом фольги влияют: свойства ламинированного покрытия и температура сварки, время контакта и давление пуансона в роторном автомате. Адгезионную прочность алюминиевого колпачка-крышки определяли при разрушении на расслоение. Прочность сварки по верхнему выступу плоскости горловины для разных партий бутылки была от 7,7 до 13,4 кг/см2. Прочность в месте контакта фольга - горловина колебалась в интервале 2,6-5,7 кг/см2.
Благодаря проведенным исследованиям для фасования стерилизованного молока была выбрана бутылка из полиэтилена высокой плотности низкого давления марки 276-73. Для улучшения светозащитных свойств тары при изготовлении бутылки в полиэтилен добавляют концентрат на основе оксида титана. Разработан оптимальный режим изготовления бутылки на экструзионно-выдувном агрегате фирмы TECHNE с применением трехручьевой угловой формующей головки. Исследованы прочностные характеристики и герметичность данной тары и ее укупорочных средств. При стерилизации при 120 °С ламинированный слой, выполненный из полиэтилена высокой плотности или из сополимера этилена с пропиленом, обеспечивает необходимую герметичность при стерилизации тары при колебаниях давления на стадии охлаждения бутылки.
ЛИТЕРАТУРА:
1. ГН 2.3.3.972-00. Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами.
2. Шляпников Ю.Л., Кирюшкин С.Г., Марьин А.П. Автоокислительная стабилизация полимеров. - М.: Химия, 1986.
3. Липатов Ю.С., Нестеров А.Е., Гриценко Т.М., Веселовский Р.А. Справочник по химии полимеров. - Киев: Наукова Думка, 1971.
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
