Характеристика полимерных материалов.

Целлофан – по химической природе - структурная модификация целлюлозы [С₆Н₁₀О₅]_n .

Достоинства:

§ Безупречная гигиеничность при контакте с пищевыми продуктами

§ В сухом виде малопроницаем для газов

§ Жиростойкий материал

§ Прозрачный, имеет глянец

§ Хорошие печатные и ламинирующие свойства

Недостатки:

• Хорошо набухает в воде, гигроскопичен
• Термически не сваривается
• Производство загрязняет окружающую среду
• Прозрачность для многих продуктов – недостаток
• Ломкость при низкой температуре

За рубежом производят лакированный целлофан (покрытие – ПВДХ и нитроцеллюлозное). При этом приобретает свойство термически свариваться и устойчивость к воде. Нёбная проба (нелакированный целлофан прилипает к нёбу).

Использование:

§ Оболочка для сосисок и варёных колбас, в настоящее время в меньших объёмах, чем прежде

§ Жиросодержащие кондитерские изделия – кексы, печенья, вафли. В настоящее время заменён ПП в виду подорожания целлофана.

§ Хлеб за рубежом выпекают в целлофане специальных марок для длительного хранения.

Эфиры целлюлозы. Нетоксичны, прочны, технологичны, дороги, могут использоваться как съедобные оболочки.

Полиэтилен.

[-СН₂-СН₂-]_n – продукт синтеза газа этилена. Занимает первое место среди термопластов в упаковочном секторе как в нашей стране, так и за рубежом.

Достоинства:

§ Дешёвый материал

§ Устойчив к влаге, паронепроницаем. По паронепроницаемости он наряду с ПВДХ занимает 1 место среди термопластов.

§ Хорошо термосваривается

Недостатки:

• Низкие барьерные свойства для газов и ароматических веществ, нестойкость к жирам. Может придавать продукту посторонний запах
• Низкая прочность на прокол
• Плохо наносится печать, требуется специальная обработка

Выпускается 2 вида полиэтилена:

ПЭНП – низкой плотности или высокого давления

ПЭВП – высокой плотности, вырабатываемый при низком давлении в присутствии катализаторов.

ПЭВП (низкого давления) имеет большую молекулярную массу, высокие кристалличность и прочность. Он используется в основном в производстве транспортной тары, выдерживающей штабелирование (ящики, бочки). Пакеты из него (потребительская тара) «шуршащие», по прочности и барьерным свойствам превосходят пакеты из ПЭНП. ПЭНП в основном используется в качестве плёночного материала для пакетов, для пакетов, а также для баночек, крышек, канистр, иногда бочек.

Пищевая плёнка из ПЭНП вырабатывается марки Н в соответствии с ГОСТом. Она может содержать красители, разрешённые медицинскими органами (диоксид титана, ультрамарин синий и др.)

Пищевые продукты, для упаковывания которых используется полиэтилен:

§ Гигроскопические продукты без запаха, соль, сахар, желатин. Для повышения прочности лучше комбинировать с бумагой, картоном.

§ Молоко и молочные продукты. Мягкие пакеты содержат наполнители: внутренний чёрный слой с сажей и с поверхности белого цвета с диоксидом титана. Полученные пакеты на основе бумаги и картона. Для пастеризованного молока внутренний и наружный слой-полиэтилен; для стерилизованного молока – комбинированный материал на основе картона, фольги и полиэтилена. Наружный слой – полиэтилен, затем картон, полиэтилен (вместо адгезива), фольга, 2 слоя полиэтилена для прочности термосваривания пакета, и изоляции фольги.

Рисунок АЛ — Пакет типа I	Рисунок А.2 — Пакет типа II	Рисунок А.З — Пакет типа III
Рисунок А.4 — Коробка в форме призмы с двухскатным верхом, в основании квадрат	Рисунок А.5 — Заготовка коробки — высеч­ка с нанесенными линиями сгиба (биговкой) и продольным сварным швом

Рис. Виды и типы потребительской тары из комбинированных материалов

 

§ Мясо, рыба, яичный меланж замороженные в блоках упаковывают в полиэтиленовую плёнку, плотно прилегающую к блоку с запечатыванием термосвариванием. Внутри такой упаковки высокая влажность воздуха, которая замедляет сублимирование льда из поверхностного слоя и, следовательно, тормозит окислительные процессы жира.

§ Охлаждённое мясо, рыба, полуфабрикаты - упаковка с низкими барьерными свойствами и поэтому слабо тормозит микробиологические и окислительные процессы, используется только для непродолжительного хранения указанной продукции.

§ Кондитерские, бакалейные товары. Используются пакеты для расфасовки указанной продукции, недостатком которых является низкая прочность на прокол, поэтому для сахара-песка, крупы, кондитерских изделий в настоящее время в основном используется полипропилен, материал более прочный на прокол.

Не рекомендуется использовать ПЭ для упаковывания следующих пищевых продуктов:

• Жиры и ограниченно используется для жиросодержащих продуктов. Тонкие плёнки из ПЭ проницаемы для жиров. Толстые набухают.
• Продукты с выраженным ароматом (чай, кофе, пряности). В качестве дешёвой упаковки может использоваться полиэтилен только высокой плотности.
• Алкогольные напитки – экстрагирует посторонние примеси и приобретает посторонний запах.
• Мука и крупа с повышенной влажностью. Т.к. полиэтилен почти непроницаем для паров воды, внутри упаковки создаётся повышенная влажность, которая ускоряет дыхание, что может привести к порче продукта.
• Копчёная рыба и рыбная кулинария. Внутри упаковки (пакета) создаётся излишняя влажность, что может привести к микробиологическим процессам.

Сополимеры этилена. Наибольшее применение получили полимеры с виниацетатом (ВА). 10-12% ВА резко увеличивает эластичность ПЭ. 13-25% ВА – плёнка из ПЭ становится каучукоподобной, такой сополимер используется в производстве стреч-плёнки. 50% и более ВА позволяет получать клеи-расплавы, позволяющие в доли секунды склеивать материалы без сушки и удаление растворителя. Плёнки EVA (торговое название Элвакс) обладают высокой газонепроницаемостью, но нестойки к воде.

Сополимер этилена с виниловым спиртом (EVAL, EVOH) специалисты называют материалом будущего. По барьерным свойствам он стоит на первом месте среди термопластов вместе с ПВДХ. Материал относительно дорогой, поэтому применяют в сочетании с другими менее дорогими полимерами.

Линейный полиэтилен низкой плотности применяют в термоусадочных плёнках и в производстве стеч-плёнок, при его использовании повышается прочность сварного шва. В этом материале длинная основная цепь молекул с короткими боковыми ответвлениями, получают материал ориентированием плёнки - вытягиванием плёнки в мягком виде, а затем термофиксацией (выдержкой в растянутом состоянии).

 

ПП-полипропилен – -СН₂-СН-

|

СН₃ n

Полипропилен является крупнотоннажным полимером, на 30% дешевле целлофана и практически его вытеснил. По свойствам похож на ПЭВП (низкая влагопроницаемость), по некоторым параметрам ещё лучше – высокая прозрачность, глянец, хорошо наносится печать. Также жиростойкость выше, хотя и уступает по данному показателю другим термопластам. Кислородопроницаемость и в целом защитные свойства средние. С фольгой и ПЭТ – материалы с высокими защитными свойствами. Высокая термоустойчивость, что позволило разработать новый материал – ламистер на основе фольги и полипропилена для получения консервных банок. Материал выдерживает температуру стерилизации более 110°С.

Легко подвергается модификации и наполнению.

Недостатки:

• Низкая светостойкость (быстро стареет).
• Низкая морозостойкость. При 0°С – хрупкий, при -30°С – крошливый.

Использование:

• Жиросодержащие кондитерские изделия (кексы, вафли)
• Сухие завтраки с жиром
• Бакалея (макаронные изделия, сахар-песок, крупы и др.)
• Стаканчики и кюветы для майонеза, маргарина, халвы
• Мясная и рыбная кулинария

Широко используется для сыпучих продуктов (макаронные изделия, сахар-песок, крупы и др.) БОПП (ВОРР) – биостноориентированный полипропилен. Ориентация – растягивание мягкой плёнки, макромолеклы распрямляются, затем термофиксация (выдержка в растянутом состоянии). Такая плёнка нерастяжима, что позволяет работать на упаковочных автоматах с высокой скоростью. БОПП имеет повышенную прочность на прокол, барьерные свойства те же, что и ПП, низкую устойчивость к раздиру, когда наличие даже небольшого надрыва или прокола плёнки может привести к разрушению упаковки. Часто подвергается металлизации, что повышает защитные свойства, в таком виде широко используется для картофельных чипсов, других несладких снеков (жареных орехов, экструдированных зёрнах кукурузы и пшеницы и др.). Однако для кофе БОПП не подходит из-за ароматопроницаемости.