В последнее время все более широкое применение в консервной промышленности находит тара из полимерных материалов.
Полимерная тара имеет ряд преимуществ:
- незначительная масса (обусловливает снижение расходов на хранение и транспортировку за счет сокращения массы упаковочного материала в 5-20 раз по сравнению с жестью и в 30-40 раз по отношению к стеклянной таре);
- возможность изготовления на перерабатывающем заводе (формование горячим воздухом из заготовок);
- невысокая стоимость сырья;
- снижение шума при передаче тары по операциям.
К полимерам, используемым для упаковывания пищевых продуктов, предъявляются особые требования, такие, как:
- механическая прочность, эластичность, свариваемость, устойчивость к изменению температур;
- непроницаемость в отношении микроорганизмов;
- газо- и водонепроницаемость, непроницаемость для ультрафиолетовых лучей;
- химическая устойчивость к действию компонентов пищевого продукта;
- экономичность, недифицитность и невысокая стоимость;
- технологичность (возможность переработки в готовые изделия высокопроизводительными способами при малых трудовых затратах);
- санитарно-гигиеническая безупречность, т.е. невозможность перехода в пищевой продукт из полимерного материала посторонних веществ, изменяющих вкус и запах продукта, а также вредно влияющих на организм человека.
Гигиенические требования к упаковочным материалам разрабатываются и утверждаются органами Госсанэпиднадзора на основании анализа имеющейся научной информации или на основе токсико-клинических исследований.
Контроль за гигиеническими свойствами полимерных тароматериалов осложняется тем, что на практике в состав полимерных композиций, кроме мономеров, которые должны быть нетоксичными, входят катализаторы и инициаторы полимеризации, отвердители, наполнители, красители, пластификаторы и другие компоненты, используемые для придания полимерам определенных свойств. Кроме того, при эксплуатации полимеров неизбежно их старение. Под влиянием внешних условий, под воздействием самих продуктов питания протекает деструкция полимера - разрыв его молекулярной цепи. При этом изменяются внешний вид полимера, его свойства. Увеличивается вероятность миграции в продукт вредных соединений, образующихся в процессе старения полимера. Так, при деструкции полиэтилена выделяются формальдегид, олигомеры. Для наиболее токсичных соединений устанавливаются нормативы - допустимое количество миграции и максимально допустимая суточная доза.
К основным полимерным тароматериалам относятся:
- полиолефины - полиэтилен (высокого и низкого давления), полипропилен, сополимеры этилена с пропиленом;
- материалы на основе полистирола;
- полимеры на основе винилхлорида;
- полиамидные упаковочные материалы;
- полиэфирные пленки на основе полиэтилентерефталата (например, лавсан) и др.
- лакированный целлофан, целлофан с покрытием на основе сополимера винилиденхлорида и винилхлорида;
Пленка из полипропилена термостойка, потому продукты в ней можно стерилизовать. Возможна стерилизация консервов в жестких стаканах на основе полиэтилена или полипропилена высокой плотности, укупоренных жестяными крышками. Пленку из полипропилена можно использовать для упаковки свежего мяса, овощей, соков, компотов, варенья.
Полистирол служит для изготовления ударопрочного материала. Из него производят стаканы вместимостью от 100 до 500 мл для плавленых сырков, сметаны.
В мелкую тару на основе поливинилхлорида или полистирола (баночки, стаканчики, коробочки) фасуют непастеризуемые пищевые продукты (джем, повидло, протертые яблоки с сахаром, соус), сохранность которых обеспечивается высокой концентрацией осмотически деятельных веществ или введением консервантов.
Поливинилхлоридные пленки при нагревании до 100 °С и последующем охлаждении обладают способностью сжиматься. Поэтому их используют при вакуум-упаковке мяса, птицы, твердых сыров, масла.
Пленка из полиэтилентерефталата характеризуется высокой прочностью, стойкостью к бактериям и плесеням, морозо-, тепло- и термостойкостью (от минус 60 °С до 150 °С). Эти свойства обеспечивают возможность замораживания и стерилизации продуктов.
Эффективна тара, полученная вспениванием полистирола до пятидесятикратного объема. Поскольку полученный пенополистирол состоит из огромного количества закрытых ячеек, в которых содержится воздух (более 95 % объема ячейки), то он превосходит по своим качествам такой ценнейший природный материал, как пробка.
Целлофан изготавливается обработкой вискозы серной кислотой и глицерином. Это блестящая прозрачная пленка толщиной 27-60 мкм, самая дешевая из упаковочных пленок.
Из полиэтилена изготавливают жесткую и мягкую тару. Свойства полиэтилена определяются условиями полимеризации этилена. Полиэтилен низкого давления жесткий, его молекулы имеют нитевидную структуру почти без ответвлений. Молекулы полиэтилена высокого давления разветвлены в разные стороны, потому он мягкий, эластичный, имеет меньшую плотность.
Полиэтилен высокой плотности идет на производство ящиков для бутылок, бутылей, фляг, жестких контейнеров, стаканчиков для расфасовки сметаны и других продуктов. Полиэтилен высокого давления низкой плотности идет для изготовления пленок. Полиэтиленовая пленка толщиной от 0,2 до 0,02 мм отличается высокой газопроницаемостью. Она используется для упаковки жидких и гигроскопичных продуктов (кондитерские изделия и т.п.). Благодаря морозостойкости и хорошей теплопроводности такая пленка применяется для контактного замораживания и размораживания мяса, птицы, рыбы и др. Упакованные под вакуумом в пленку замороженные мясные блюда хорошо сохраняются при температуре минус 20 оС в течение 3-4 мес. Хорошо сохраняются соки, фасованные в пакеты из комбинированных материалов: целлофан-полиэтилен (ПЦ-2), из бумаги с полиэтиленовым покрытием (типа «Тетрапак»).
Проницаемость диоксида углерода через полиэтиленовую пленку в 2-5 раз выше кислородопроницаемости. Поэтому полиэтиленовую пленку используют при хранении плодоовощной продукции в модифицированной атмосфере. Мелкую упаковку - пакеты по 0,5-1 кг из экономических соображений главным образом применяют для цитрусовых плодов, груш, ягод, а для более дешевых плодов и овощей используют крупные упаковки (ящики, камеры) с полимерными вкладышами.
Применяется также новая упаковка «лин-пак», представляющая собой кувшин из полимерного материала с включением мела. Полностью утилизируется: разлагается в течение нескольких дней. Легко наносится рисунок. Тара пригодна для автоматической расфасовки продукта с температурой от 2 до 75 °С.
Большинство полимерных упаковочных материалов обладает комплексом ценных свойств, однако среди них нет ни одного материала, который бы полностью удовлетворял отмеченным ниже требованиям (табл. 11.1). Поэтому полимерную тару и упаковку стараются изготавливать из комбинированных материалов, сочетающих лучшие свойства своих отдельных компонентов.