10.1.3. Упаковочные материалы

Правильный подбор упаковочных материалов является залогом качества и безопас­ности пищевых продуктов в МГС-упаковке. Для МГС-упаковки преимущественно используют гибкие и полужесткие полимерные материалы, а также полимерные ламинаты — они составляют примерно треть всех материалов для МГС-упаковки, причем предполагается, что их доля будет постоянно увеличиваться.

Сравнительная податливость при формовании, малая масса, прозрачность, воз­можность термосварки и термосклеивания, достаточная прочность — это лишь не­которые свойства полимерных материалов, позволяющие использовать их как упа­ковочные материалы для пищевых продуктов. Прогресс в полимерных технологиях позволил разработать специальные упаковочные материалы для определенных ви­дов продуктов, однако ни один полимерный материал не обладает такими свойства­ми, которые позволили бы применить его для упаковки любого пищевого продукта.

Полимерные упаковочные материалы могут состоять из одного полимерного слоя, однако в большинстве случаев пленки, применяемые в МГС-упаковке, представляют собой многослойные материалы и состоят из нескольких слоев разных полимеров. С помощью методов соэкструзии, ламинирования или нанесения покрытий мож­но соединять различные виды полимерных материалов, получая пленку, листы или жесткую упаковку. Тщательный подбор состава полимеров позволяет получать ма­териалы, обладающие именно теми свойствами, которые лучше всего соответствуют потребностям данного продукта и возможностям упаковочного оборудования.

Чаще всего полимерные упаковочные материалы для МГС-упаковки выпуска­ются в форме гибких пленок для производства пакетов, саше, упаковок типа «по­душка» или верхних покровных пленок, а также в форме жестких и полужестких заготовок для производства лотков, мисок, стаканчиков и туб. Широкое распро­странение получили гибкие ламинаты на основе полиэтилена (ПЭ), полипропиле­на (ПП), полиамидов (найлон), полиэтилентетрафталата (ПЭТ), поливинилхлорида (ПВХ), поливинилиденхлорида (ПВдХ) и материала на основе этиленвинила (EVOH). Жесткие и полужесткие заготовки производят, как правило, из ПП, ПЭТ, непластицированного ПВХ и пенополистирола.

10.1.3.1. Основные полимерные материалы для МГС-упаковки

Ниже мы кратко опишем полимерные материалы, широко распространенные в МГС-упаковывании (подробнее о них и их важнейших свойствах, а также термины и определения см. главу 7).

10.1.3.1.1. EVOH

Поливиниловый спирт (ПВС) в сухом состоянии обладает отличными барьерны­ми свойствами по отношению к газам. В присутствии влаги этот материал впитыва­ет воду, что вызывает его разбухание и пластикацию со значительным ухудшением барьерных свойств. В целях обеспечения большей стабильности свойств ПВС сополимеризуют этиленом и получают этиленвиниловый спирт (EVOH), чьи барьерные свойства несколько хуже, чем у сухого ПВС, но он менее чувствителен к воздей­ствию влаги. Благодаря этому материал EVOH нашел широкое применение в каче­стве газонепроницаемого слоя упаковочных материалов. Он обладает хорошими технологическими свойствами, из него несложно получить пленку и другие мате­риалы. EVOH используют в виде тонкой пленки (толщиной около 5 мкм) для сред­него слоя, расположенного между слоями полимеров с гидрофобными свойствами (например, ПЭ или ПП), защищающими его от влаги. Кроме того, EVOH обладает высокими механической прочностью, стойкостью к действию масел и органических растворителей, а также термостойкостью.

10.1.3.1.2.    Полиэтилен

Полиэтилен (ПЭ) — простейший по структуре синтетический полимер, наиболее распространенный в упаковке. Существует несколько видов ПЭ, подразделяемых по плотности. ПЭ состоит из углеродной цепи с различным количеством боковых ответвлений, определяющих плотность материала. Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) (0,910-0,925 г/см³) обычно применяют в производстве пленок, а полиэти­лен высокой плотности (ПЭВП) (0,940 г/см³) — как правило, в производстве жест­кой и полужесткой упаковки. ПЭ характеризуется плохими барьерными свойствами по отношению к газам, однако его гидрофобные свойства делают ПЭ материалом с высокими барьерными свойствами по отношению к водяному пару. Таким образом, ПЭ сам по себе не может использоваться в качестве упаковочного материала для МГС-упаковки, которая должна быть газонепроницаемой. ПЭ плавится при срав­нительно невысокой температуре (около 100-120 °С в зависимости от плотности и степени кристалличности). Вариант полиэтилена с менее разветвленными боко­выми цепями, известный как линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), обладает хорошими свойствами для термосваривания и его используют в качестве термосвариваемого слоя при герметизации лотков и верхних покровных пленок.

Модифицированные материалы на основе ПЭ с ионной связью между макро­молекулами называют иономерами. Такие материалы дают дополнительные воз­можности по использованию термосваривания, позволяя более эффективно гер­метизировать упаковки с жирами и порошками. Иономеры также используют для термосваривания с алюминием. Фирма Dupont выпускает целый ассортиментный ряд материалов на основе иономеров под торговой маркой Surlyn. Сополимер этиле­на и винилацетата, этиленвинилацетат (ЭВА), также характеризуется повышенной (по сравнению с ПЭНП) способностью к термосвариванию и применяется в каче­стве термосвариваемого слоя в некоторых разновидностях МГС-упаковки.

10.1.3.1.3.    Полиамиды

Полиамиды (ПА) — это группа полимерных материалов, более известных как найлоны и широко распространенных в упаковке пищевых продуктов. В целом най­лоны характеризуются высокой прочностью на растяжение, хорошей стойкостью к проколам и истиранию, а также хорошими барьерными свойствами по отношению к газам. Обычно найлоны чувствительны к влаге (гидрофильны) и легко впитывают влагу из окружающей среды. Внутри найлон влага действует на межмолекулярные связи и отрицательно влияет на их свойства, в том числе на проницаемость для га­зов. В условиях высокой относительной влажности скорость проникновения газов через найлоновую пленку, как правило, возрастает. Вместе с тем получены найлоно-