CC BY
0Я.А. Зверькова, ст. преподаватель, e-mail: yana.p84@mail.ru Н.И. Хамнаева, д-р техн. наук, проф., e-mail: hni@bk.ru Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 614.3
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Цель работы состояла в изучении направления использования упаковочного материала и технологии получения, выявлении видового взаимодействия упаковочного материала с пищевыми продуктами. Объектом исследования являлись полимерные материалы, особенность их взаимодействия, обусловленного активностью их применения в качестве упаковки. Основным методом исследований служил метод оценки технологического уровня на основе информационных данных. Исследование информационного массива данных позволило выявить, что для упаковывания продуктов питания широко распространены полимерные упаковочные материалы. При этом создаются новые технологические способы их применения, способствующие увеличению сроков хранения упакованного продукта.
Ключевые слова: упаковка, полимерный материал, продукты питания, экологическая безопасность, технологические свойства, биоразлагаемый материал.
Ya.A. Zverkova, senior teacher N.I. Khamnaeva, Doctor of Technical Sciences, prof.
RESEARCH OF TECHNOLOGY FOR OBTAINING PACKAGING MATERIALS
FOR FOOD PRODUCTS
The purpose of the work was to study the direction of use ofpackaging material and production technology, to identify the specific interaction of packaging material with food products. The object of research was polymeric materials, the peculiarity of their interaction, due to the activity of their use as packaging. The research methodology was based on the formed, in accordance with the requirements of regulatory and technical documents, types of packaging materials used for food products. The main research methods are the method of assessing the technological level based on information data. The study of the information data set made it possible to reveal that polymer packaging materials are widely used for packaging food products. At the same time, new technological methods of their use are being created, which help to increase the shelf life of the packaged product.
Key words: packaging, polymeric material, food products, environmental safety, technological properties, biodegradable material.
Введение
В настоящее время известно негативное экологическое воздействие упаковок из полимерных материалов, при этом удобство в использовании, долговечность, доступность обеспечили признание полиэтиленовых пакетов.
Загрязнение полиэтиленом является одной из глобальных проблем человечества. Приобретая товары на предприятиях торговли, питания, размещения, покупатель не имеет большого выбора тары, упаковочных материалов. В основном - пакеты, прозрачная пленка, упаковка из полимерного материала.
Полиэтиленовые пакеты были созданы впервые в США в 1957 г. Ни солнечные лучи, ни влага, ни микроорганизмы не способны полностью разрушить полимерные материалы. Между тем новый полиэтилен создается в больших количествах, накапливается после использования, наносит непоправимый ущерб окружающей среде.
До 10 % пластиковых отходов попадают в воды Мирового океана, образуя пластиковый мусор, а наиболее мелкие частицы остаются в пищеварительной системе морских обитателей. Рыбы, птицы и другие обитателя Океана беззащитны. Более 260 видов животных, в том числе
беспозвоночных, либо случайно проглатывают пластик, либо запутываются в нем. Пластиковые отходы становятся причиной гибели морских обитателей.
При горении полиэтилена возникает один из самых токсичных газов - угарный. Заброшенные участки мусора переносятся ветром, блокируя ливневые стоки и сбивая работу городских коммуникаций.
Следует отметить, что химические соединения, которые используются в составе полимерных упаковочных материалов для улучшения функциональных свойств, могут взаимодействовать с упакованными продуктами в процессе хранения и мигрировать в продукт, воздействуя на качество и безопасность продуктов питания. В настоящее время большинство государств ограничили производство и использование пакетов из полимерных материалов. В США налагаются штрафы за использование полиэтиленовых пакетов, в Италии с 2011 г. применение полиэтиленовых пакетов запрещено. В Танзании действуют штрафные санкции за изготовление, импорт или продажу полиэтиленовых пакетов [2].
Цель исследования
Цель работы состояла в изучении направления использования упаковочного материала, выявления его видового взаимодействия с продуктами пищевого назначения. Объектом исследования являлись полимерные материалы, особенность их взаимодействия, обусловленная активностью их применения в качестве упаковки.
Методы исследования
Основным методом исследований служил метод оценки технологического уровня на основе информационных данных.
В России нет никаких официальных ограничений на использование пакетов из полимерных материалов.
Таблица 1
Продукты питания для упаковывания
Наименование Вид упаковочного материала Срок хранения
1 2 3
Колбасные, мяс- вакуум 1 год
ные изделия газ (МГС - модифицированная газовая
среда) до 30 сут
п/пленка не более 30 сут
полиамидная 15 сут
флоупак до 2 мес.
целлофан от 10 сут до 2 мес.
Молочные про- мягкий, внешний слой обычно белый, на
дукты (сливоч- который удобно наносить рисунок, внут-
ное масло, плав- ренний - черный, защищает продукт от
леные сыры) воздействия света до 5 сут
творожные полужесткий (используются термопла-
сырки, сгущенное молоко) стичные полимеры (полистирол, полипропилен, полиэтилен)) 5-7 дней
Кондитерские дой-пак, может быть оснащен застежкой
изделия, сахар 71р-рак или откручивающимся колпачком,
(торты, пирож- а также может открываться с помощью
ное) ножниц. Дой-пак идеально подходит для
мелкой фасовки кондитерских изделий до 6 мес.
Рыба соленая вакуумные пакеты [11] 20-45 сут
Мед пластиковая емкость не более 1 г.
Мука мешок полипропиленовый до 1 г.
Сухофрукты, пакеты из полиэтилена и полипропилено-
орехи вой пленки до 6 мес.
Продолжение таблицы 1
1 2 3
Блюда готовые для доставки пластиковые контейнеры для горячих и холодных блюд в часах: мясо отварное, крупным куском, мясо тушеное, печень жареная, птица отварная тушками - 24; мясо жареное (крупным куском), тушки уток и цыплят запеченные, мясо птицы и кроликов жареное - 48; субпродукты мясные отварные - 18; изделия из рубленого мяса жареные (котлеты, бифштексы, биточки, шницели), студни мясные и мясо заливное, котлеты из мяса птицы - 12; рыба всех наименований жареная - 36; рыба всех наименований отварная - 24; рыба всех наименований печеная - 48; рыба фаршированная - 24; рыба заливная, изделия из кальмара - 24; раки и креветки вареные - 12; капуста белокочанная свежая нарезанная бланшированная - 12; запеканка капустная, морковная, овощная, картофельная с мясом - 18; салат из капусты квашеной - 24; картофель - 18; салаты (мясной, столичный, рыбный) в незаправленном виде - 12; торты и пирожные: со сливочным кремом, в том числе пирожное «Картошка» - 36; без отделки кремом, с белковым кремом или с фруктовой отделкой - 72; с заварным кремом, с кремом из взбитых сливок - 6
По данным, приведенным в таблице 1, видно, какие продукты питания подвергаются упаковыванию в условиях производства, а также в торговых предприятиях и на предприятиях, оказывающих услуги питания, размещения. Это колбасные и мясные изделия, кондитерские изделия, рыба соленая, мед, мука, сухофрукты, орехи и готовые блюда для доставки на предприятиях питания. Для каждого продукта питания существуют сроки хранения. Так, в условиях предприятий питания при упаковывании готовой продукции установлены более продолжительные сроки хранения до 1 года, в то время как при упаковывании готовых блюд для доставки сроки хранения выражаются в часах, так как относятся блюда к скоропортящимся. Требования, которые предъявляются к материалам для упаковывания, складываются из комплекса характеристик: технических; физико-химических и защитных; санитарно-гигиенических показателей; технологичности; надежности, герметичности и экономичности.
Таблица 2
Технологические свойства упаковочных материалов
Наименование Материал (сырье) Технологический процесс Недостатки Достоинства
Пищевая пленка полиэтилен, термоусадочный полиэтилен, поливинил-хлорид для изготовления пищевой пленки из ПВХ необходимо специальное оборудование: смеситель, экструдер, стрейнер, каландровое устройство, приемная машина, тиснильная машина, охлаждающий аппарат, намоточное устройство [10] отсутствует возможность какой-либо печати на пленочном покрытии из поливинил-хлорида; невозможность вторичного использования упаковки после вскрытия; неудобство переноски крупногабаритных товаров эластичность; доступная стоимость; оптимальные защитные и термоусадочные характеристики; жиро-стойкость; способность обеспечивать воздухообмен; широкий спектр применения; прозрачность; экономичный расход благодаря способности к растяжению
Продолжение таблицы 2
Пакет пластиковый гранулы полиэтилена (марки 108, 158 или 153), красители, концентраты и химические добавки Технологический процесс состоит из двух основных этапов. Первый этап заключается в изготовлении полимерной пленки (экструзия). Второй этап - формовка (конвертирование) [10]. ограниченное число видов пластика, разрешенных для хранения пищевых продуктов; проблемы с утилизацией и переработкой использованной упаковки легкий вес, дешевизна, прочность, стойкость к внешним воздействиям относительно экологичное производство
Пластиковый контейнер полиэтилен, вспененный полистирол, ПВХ или полипропилен технология производства состоит из 3 этапов: изготовление листового полимера, формовка, производство крышек [10] Пенопласт, поливи-нилхлорид и поликарбонат для хранения пищевых продуктов выделают вредные вещества. Контейнеры, в составе которых находится поликарбонат, содержат bisphenol (BPA). низкая стоимость; широкий ассортимент размеров и форм; большая гамма цветовых оттенков; высокая степень герметичности; возможность многократного использования (есть также одноразовые емкости); широкий диапазон рабочих температур; гигиеничность; чрезвычайно малый вес
Блистеры (коррекс) полиэтилен-терефталат, поливинил-хлорид, полистирол Два метода производства: вакуумно-формовочный метод (изготовление специальной формы, которая будет являться точным повторением товара). Во втором методе используется искусственно-вакуумное давление, которое создают на специальных компрессорах. Преимущество этого метода в том, что можно самим регулировать величину давления. В обоих методах используется применение давления [10]. При утилизации изделий из ПВХ выделяется хлор, чрезвычайно вредный для здоровья человека. При долговременном хранении продукта, упакованного в кор-рексы из полистирола, происходит миграция стирола в упакованную продукцию. Прозрачность. Практичность (защита товара от механических повреждений при перевозке). Универсальность. Оригинальность. Доступная цена.
Изучена технология получения упаковочных материалов, приведенная в таблице 2. Так, технологический процесс производства пленочных упаковок представляет собой многоступенчатый процесс, состоящий из нескольких этапов производства с применением высокотехнологичного оборудования (экструдер, стрейнер, каландровое устройство, приемная машина, тиснильная машина, охлаждающий аппарат, намоточное устройство).
Заключение
Проведенные исследования позволили выявить широкое распространение полимерного упаковочного материала для пищевых продуктов на предприятиях, развивающих услуги питания, размещения. Вид упаковки, продукта и сроки его хранения регламентируются нормативно-техническими документами.
В настоящее время активно используются как пищевая, так и пакетная пленка, пластиковые подложки и поддоны, контейнеры, коробки, блистеры.
Несмотря на усиленную разработку методов утилизации и обезвреживания отходов из полимерных материалов, они являются серьезным источником загрязнения. Рациональным решением проблемы загрязнения окружающей среды может стать внедрение биоразлагаемых материалов. Поэтому в последнее время разработка технологических приемов создания био-разрушаемой пленки для пищевых продуктов становится особенно актуальной. В первую очередь предлагается их использовать в упаковочной индустрии.
Библиография
1. Ашинова А.А., Неровных Л.П. Пленкообразующая композиция пищевого назначения / Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Майкопский государственный технологический университет». - Опубл. 18.07.2019. - Бюл. № 20.
2. Бурова Т.Е. Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания: учебник. - СПБ.: Лань, 2020.
3. Вологжанина С.А., Иголкин А.Ф. Упаковочные материалы в пищевых отраслях: учеб.-метод. пособие. - СПб.: Изд-во ун-та ИТМО, 2015. - 41 с.
4. Ивашкин Ю.А. Компьютерные технологии оптимальных решений в переработке биосырья // Доклады III Междунар. науч.-практ. конф. «Пища. Экология. Человек». - М.: Изд-во МГУПБ, 1999. -С.99-105.
5. Пат. № 2525926 Водорастворимая биодеградируемая съедобная упаковочная пленка / Никулина М.А., Нугманов А. Хамед-Х., Титова Л.М., Алексанян И.Ю., Пленкин А.В. - Опубл. 20.08.2014.
6. Пат. №2479607 Биоразлагаемые композиции на основе наночастиц крахмала / Бастиоли К., Флориди Д. и др. - Опубл. 20.04.2013.
7. Пат. №2663119 Способ получения биоразлагаемой композиционной пленки / Шевченко Т.В., Устинова Ю.В. и др.. - Опубл. 01.08.2018.
8. Пат. №2655740 Съедобная пищевая пленка / Долганова Н.В., Якубова О.С. и др. - Опубл. 29.05.2018.
9. Пат. №2652162 Способ производства двойных съедобных пленок из яблочного сырья / Быков Д.Е. и др. - Опубл. 25.04.2018.
10. Скопинцев И.В. Производство тары и упаковки из полимерных материалов: учеб. пособие. -СПб.: Лань, 2018. - 112 с. - ISBN 978-5-8114-3038-3. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/107277 (дата обращения: 23.11.2020). Мамаев А.В., Куприна А.О., Яркина М.В. Тара и упаковка молочных продуктов: учеб. пособие. - СПб.: Лань, 2014. - 304 с. - ISBN 978-5-8114-1755-1. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/52617 (дата обращения: 22.11.2020).
11. Долганова Н.В., Мижуева С.А., Газиева С.О. и др. Упаковка, хранение и транспортировка рыбы и рыбных продуктов: учеб. пособие. - 3-е изд., испр. - СПб.: Лань, 2019. - 236 с. - ISBN 978-58114-3638-5. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://eianbook.com/book/113376 (дата обращения: 22.11.2020).
Bibliography
1. Ashinova A.A. Film-forming composition for food purposes. May-kop, department of technology, machinery and equipment for food production, LP Nerovnykh Patent holder: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Maikop State Technological University". - Published 18.07.2019. -Byull. N 20.
2. Burova T.E. Safety of food raw materials and food products: textbook / TE Burova. - SPb.: Lan, 2020. - 364 p. - ISBN 978-5-8114-3968-3. - Text: electronic // Lan: electronic library system. - URL: https://e.lanbook.com/book/130155 (date accessed: 22.11.2020).
3. Vologzhanina S.A., Igolkin A.F. Packaging materials in food industries: Textbook. Method. allowance. - SPb.: ITMO University, 2015. - 41 p.
4. Ivashkin Yu.A. Computer technologies for optimal solutions in the processing of bio-raw materials // Reports of the third International scientific-practical conference Food. Ecology. Person. - M., MGUPB, 1999.
- P.99-105.
5. Pat. N 2525926 Water-soluble biodegradable edible packaging film / Nikulina M.A., Nugmanov A., Khamed Kh., Titova L.M., Aleksanyan I.Yu., Plenkin A.V.- Publ. 08.20.2014.
6. Pat. N 2479607 Biodegradable compositions based on starch nanoparticles / Bastioli K., Floridi D. et al. - Publ. 20.04.2013.
7. Pat. N 2663119 Method of obtaining a biodegradable composite film / Shevchenko T.V., Usti-nova Yu.V. et al. - Publ. 01.08.2018.
8. Pat. N 2655740 Edible food film / Dolganova N.V., Yakubova O.S. et al. - Publ. 29.05.2018.
9. Pat. N 2652162 Method for the production of double edible films from apple raw materials / Bykov D.E. et al. - Publ. 25.04.2018.
10. Skopintsev I.V Production of containers and packaging from polymer materials: a tutorial / IV Skopintsev. - SPb.: Lan, 2018. - 112 p. - ISBN 978-5-8114-3038-3. - Text: electronic // Lan: electronic library system. - URL: https://e.lanbook.com/book/107277 (date accessed: 11/23/2020). Mamaev A.V., KuprinaA.O., YarkinaM.V. Container and packaging of dairy products: a tutorial. - SPb.: Lan, 2014. - 304 p.
- ISBN 978-5-8114-1755-1. - Text: electronic // Lan: electronic library system. - URL: https://e.lanbook.com/book/52617 (date of access: 11/22/2020).
11. Dolganova N.V., Mizueva S.A., Gazieva S.O. et al. Packaging, storage and transportation of fish and fish products: a tutorial. - 3rd ed., rev. - SPb.: Lan, 2019. - 236 p. - ISBN 978-5-8114-3638-5. - Text: electronic // Lan: electronic library system. - URL: https://e.lanbook.com/book/113376 (date accessed: 22.11.2020).
