МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
В.Е.Гуль, Е.Г.Любешкина, Т.И.Аксенова, Н.М.Дворецкая, В.В.Ананьев, И.П.Смиреныый
УПАКОВКА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Учебное пособие
МОСКВА 1996
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Кафедра биохимии и технологии высокомолекулярных
соединений
В.Е.Гуль, Е.Г.Любешкина, Т. И. Аксенова, Н.М.Дворецкая, В.В. Ананьев, И. Н. Смиренный
УПАКОВКА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Учебное пособие для студентов специальностей 250600, 072500, 270900, 271100 и слушателей ФПК
МОСКВА 1996
УДК 678.06:621.798
ri-цензенты: д. х.н., профессор кафедры технологии пластических
н 1’Х'ГУ им. д. и. Менделеева Штильман М.И., заместитель председа-г< •	«< <niii.nu!.' "Адилин". к.х.н. НенаховС.А.
У|Щ|1<Ц1|1П 11|><<ДУК Г<>1’ llirfnillbl .У1 !• ’Г»Ц«»i• III
В. Е. I уль, Е. Г JhoOl 1111(1111.1. Т. И. лкоикнш и др -М.: МГАПБ, 1Ж». м С. ISBN В W5S 007-8.
В пособии приводятся основные сведения о защитных функциях упаковки и ее роли в экологической обстановке; материалах.используемых в упаковке, и требованиях,предъявляемых к ним; методах получения поли-м<1’ной тары,прогрессивных способах упаковывания продуктов питания. Г io мигрени вопросы дизайна упаковки, даны основные принципы ее маркировки и кодирования.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов,готовящих специалистов в области производства и применения полимерной упаковки, а также может быть полезным инженерно-техническому персоналу.работающему в упаковочной отрасли или в отраслях промышленности,производящих продукты питания.
Печатается по решению Совета по издательской деятельности МГАПБ
ISBN 5-89168-007-8
(D МГАПБ, 1996
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.................................................... 4
Глава I. Классификация тары и упаковки....................... 5
Глава II. Требования, предъявляемые к полимерной упаковке для пищевых продуктов........................... 8
Глава	III. Упаковочные материалы.......................16
Глава	IV. Методы получения полимерной тары	и	упаковки....	31
Глава	V. Прогрессивные методы упаковки продуктов	питания..33
Глава	VI. Способы герметизации упаковки................48
Глава	VII. Дизайн упаковки.............................56
Глава VIII. Декорирование упаковочных материалов и упаковки.....'.........................................60
Глава	IX. Маркировка и кодирование упаковки............66
Глава X. Контроль качества упаковки......г...................75
Глава XI. Экологические аспекты упаковки.....................77
Библиографический список... .•...............................82
1-90
3.
ВВЕДЕНИЕ
Упаковка любой продукции обеспечивает ее сохранности и выполняет роль рекламы, способствуя эстетическому восприятию продукции, содержит необходимую информацию о ее свойствах и способах использования.
Понятие "упаковка” объединяет такие сферы экономики, как производство сырья и упаковочных материалов, производство и . потребление упаковочных изделий и транспортной тары, машин и оборудования, дизайн и полиграфию и т.д. Упаковка, являясь важнейшим элементом логистики (системы товародвижения и распределения продукции), неразрывно связана с производством продуктов питания и товаров народного потребления, с транспортом, складским хозяйством, системой распределения, торговлей, потреблением и экспортом. Она определяет уровень товарного рынка, влияет на качество и сохранность Продукта, повышает общую культуру. Производство тары и упаковки основано на последних достижениях науки о материалах (особенно полимерных и комбинированных), биохимии и экологии.
Многофункциональность упаковки обуславливает необходимость знания специалистами не только свойств и способов переработки различных материалов в'тару и упаковку , но и специфику защиты упакованного продукта от вредных внешних воздействий, что особенно существенно для продуктов питания. Кроме того, упаковка - последняя' ступень процесса производства, она обеспечивает транспортировку и хранение продукции.
Путь от производителя пищевой продукции до потребителя (склады, транспорт, магазины) стал весьма длинным и опасным с точки зрения различного рода загрязнений (минеральных, органических, микробных).
Увеличение ассортимента пищевых продуктов и различия в способах их приготовления повышают требования к упаковке продуктов. Появляются новые упаковочные материалы и способы упаковкй, иногда оказывающие влияние на технологию приготовления пищевой продукции. К числу последних следует отнести, например, разработанные в МГАПБ способы нанесения покрытий и упаковывания сыров для последующего регулируемого их созревания, а также создание бактерицидных упаковок [1-3].
Несмотря на увеличение стоимости, все большую популярность приобретают продукты в упаковке, продлевающей срок хранения, сокращающей §ремя приготовления и сохраняющей хорошие качества продукта. Этим требованиям отвечают комбинированные полимерные материалы. В период с 1980*1990 гг. применение упаковок, например, из ПП-пленки в Западной
Европе увеличилось в 4 раза и составило 290 тыс.т. В США объем их производства увеличился почти в 3 раза, в Японии - примерно в 2 раза.
В промышленно развитых странах менее 2% продуктов питания портится в промежутке между изготовлением и потреблением. В России потери пищевой продукции на стадиях производство-транспортировка-хранение составляют от 25% до 40%, в то время как высокий уровень развития средств и способов упаковки позволяет сохранить качество и существенно уменьшить потери продукта.
Следует отметить, что требования покупателей, предъявляемые к упаковке и упаковыванию пищевых продуктов постоянно возрастают. К этим требованиям относятся: сохранение свежести и органолептических характеристик продуктов в течение гарантийного срока хранения, оптимальные размеры и объемы упаковок, защита упаковки от фальсификаций и хищений, способность противостоять порче и разрушению под действием механических нагрузок.
Глава I. КЛАССИФИКАЦИЯ ТАРЫ И УПАКОВКИ
Упаковка - это средства или комплекс средств, обеспечивающих защиту продукции от повреждения или потерь в процессе транспортировки, складирования и хранения, облегчающих выполнение логистических операций. является носителем необходимой информации об упаковываемом продукте. Неотъемлемой, а иногда и единственным элементом упаковки является тара, представляющая собой изделие для размещения продукции.
Выбор упаковки прежде всего определяется характером затариваемого продукта и требованиями эксплуатации. Ассортимент упаковываемых пищевых продуктов чрезвычайно многообразен: различные виды мясных продуктов (охлажденное и соленое мясо; мясо, прошедшее тепловую обработку; субпродукты, полуфабрикаты и т.д.); колбасные и сосисочные изделия; различные виды птицы; рыба -(свежая, замороженная, копченая, соленая, пресервы); натуральные и плавленные сыры; молоко, кисломолочные продукты; соки и вино-водочные изделия; свежие и замороженные овощи и Фрукты; кондитерские изделия; хлебобулочные изделия; сыпучие продукты (сахар, крупы, соль, кофе и т.д.); жиры и масла; консервируемые продукты.
Тара и упаковка классифицируются по назначению, материалу, составу, конструкции, технологии производства (4).
По назначению тару и упаковку можно разделить на потребительскую.
производственную и транспортную.
Потребительская тара и упаковка предназначены для продажи населе нию товара, входят в его стоимость и не представляет собой самостоятельную транспортную единицу.
Основное назначение потребительской тары и упаковки-это предохранение продуктов от деформаций, разрушений, разливания, высыпания, усушки и других видов потерь.Форма, конструкция .и вместимость такой тары определяются свойствами и конфигурацией упаковываемой продукции, применяемым полимерным материалом, способом её изготовления. Вместимость тары может составлять от нескольких единиц до нескольких десятков килограммов. Основные способы ее изготоления- экструзия, экструзия С раздувом, литье под давлением, термо- и вакуум-формование и в меньшей степени - прессование.
Производственная тара получила распространение в качестве цеховой или заводской межоперационной упаковки : ящики различной конструкции, поддоны, лотки для транспортирования готовой продукции в различных отраслях народного хозяйства.Основными способами ее изготовления являются литье под давлением, раздувное формование, механо-пневмоформование. ротационное формование,в отдельных случаях может быть использовано прессование.
Транспортная тара подразделяется на жесткую и мягкую [5].
В жесткой транспортной таре особенно нуждаются отрасли АПК, потребность в ней сотни миллионов штук. В последние годы этот вид тары из пластмасс пришел на смену таре из традиционных материалов. Жесткая транспортная полимерная тара обладает высокой прочностью и хорошим сопротивлением динамическим нагрузкам, не требует систематического ремонта, характеризуется длительным сроком эксплуатации, надежно сохраняет продукцию от внешних воздействий, имеет красивый внешний вид. Из используемых для ее изготовления термопластов можно получать транспортную тару различной формы и конструкции, что обеспечивает рациональное затаривание продукции. Благодаря своей жесткости тара может леРко штабелироваться в несколько ярусов, занимая при складировании минимальные площади без дополнительных устройств.
Основные способы изготовления транспортной тары - литье под давлением. термоформование, ротационное формование: штамповка и прессование с применением сварки.
6
Широкое применение в качестве транспортной тары находят различного рода лотки, ящики, бочки, амортизационные вкладыши к ящикам, складные полимерные ящики и специальная тара для перевозки продукции с использованием пенопластов.
К мягкой полимерной таре относятся мешки, чехлы, вкладыши, мягкие складные контейнеры и упаковка из термоусадочной пленки.
Мешки широко применяются для перевозки и хранения различных сыпучих продуктов, химических удобрений и пестицидов, семян,гранулированных продуктов, красителей и др.
Мягкие контейнеры используются для транспортирования и временного хранения сыпучих, гранулированных, штучных и жидких продуктов. Они заменяют фанерные барабаны, бочки, мешки и могут транспортироваться, заполненные грузом, на железнодорожных платформах или водным путем.Применение их снижает трудоемкость операций по упаковыванию и позволяет обеспечить механизацию погрузочно-разгрузочных работ. Достоинством мягкой тары из полимерных материалов является то, что пустая она легко складывается и занимает немного места при возвратных перевозках.
В последние годы в качестве транспортной тары получают все более широкое распространение упаковки с использованием термоусадочных пленок, которые применяются в виде индивидуальной и групповой упаковки в мясомолочной, рыбной, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. Основной способ получения пленки - экструзия или соэкструзия.
Производственную и транспортную тару иногда (главным образом, за рубежом ) называют распределительной, поскольку она предназначена для продвижения товаров через товарораспределительную сеть от предприятия-изготовителя до пункта назначения.
Особым видом транспортной тары являются' поддоны и контейнеры, называемые тарооборудованием. К нему относятся ящичные поддоны, в которых товар доставляется с предприятия-изготовителя и складов непосредственно в торговые залы розничных магазинов самообслуживания. Использование тарооборудования удобно при транспортировании и реализации продуктов.
В торговом зале такой ящичный поддон играет роль торгового оборудования и заменяет стеллажи, прилавки, торговые полки. Это позволяет исключить очень трудоемкое звено в цепи товародвижения - отбор товаров на складе по заказам розничных магазинов, эта работа перекладывается в на самих покупателей. Устраняется также и целый ряд других операций: выкладка товаров на полки, стеллажи и прилавки, проставление, на них
Z-9O
цен, что проводит к уменьшению потерь от порчи товаров и в конечном счете - к увеличению прибыли в торговле.
Применение поддонов удобно в торговле овощами, фруктами, мясом, рыбой, поэтому они используются в пищевых отраслях АПК, а также в текстильной, химической, парфюмерной промышленности. Поддоны легко штабелируются как в рабочем, так и в сложенном виде, имеют малую собственную массу, и долговечны, легко стерилизуются горячей водой и паром.
Ящичные поддоны из ПЭВП отличаются разнообразием конструкции и размеров. Они выдерживают статическую нагрузку-до 1.4*104Н. Изготавливаются складные ящичные поддоны литьем под давлением. Размер поддонов в плане - 1000*1200 мм , внутренняя высота - 600 мм , наружная (габаритная) - 750 мм, высота в сложенном виде составляет 305 мм. Для обеспечения возможности замены поврежденных деталей все боковые стенки делаются съемными.•
Эффективным способом повышения экономичности полимерной транспортной тары является ее максимальная унификация и стандартизация.
Глава’ II. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПОЛИМЕРНОЙ УПАКОВКЕ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Требования, предъявляемые к полимерным и комбинированным материалам, применяемым для изготовления тары и упаковки, различны, но многие из этих требований являются общими для всех полимерных материалов.используемых в пищевой промышленности.Это прежде всего:
-	механическая прочность, т.е. способность противостоять механическим воздействиям при эксплуатации;
-	химическая стойкость - устойчивость к действию пищевого продукта и окружающей среды;
-	высокая технологичность - возможность переработки в готовые изделия высокопроизводительными методами;
-	ряд специфических требований.
Среди многих функций упаковки пищевых продуктов в цепочке производство - распределение - потребление (защитная, экономическая, социальная) главная - сохранение качества продукта в течение заданного Времени в определенных условиях. Основными вопросами, которые необхо
8
димо рассматривать при выборе упаковки пищевых продуктов, являются:
-	технологические особенности производства и хранения продуктов питания;
-	факторы, влияющие на качество продуктов при хранении;
-	требования к полимерным и комбинированным материалам;
-	газо-, паре-, аромате-проницаемость, светостойкость, жиростойкость, термо-, морозостокость;
-	санитарно-гигиенические свойства;
-	ряд специфических свойств.
В последнее время к этому комплексу добавлись требования энергетического и экологического характера, связанные с сохранением природных ресурсов и исключением засорения окружающей среды отходами упаковки [6].
1.	Механические свойства. ~ Основными характеристиками являются разрушающее напряжение при растяжении (бр),относительное удлинение при разрыве (€р), определяемые по ГОСТ 14236-81 на динамометрических машинах фирм "Zwlck", "Instron", стойкость к проколу; адгезионная прочность [7] .
2.	Газопроницаемость. Для оценки газопроницаемости существуют две основные характеристики: скорость и коэффициент газопроницаемости. Скорость газопроницаемости - это объем газа, прошедшего через единицу поверхности упаковочного материала за единицу времени при разности давлений по обе стороны, равной единице.
Коэффициент газопроницаемости определяет объем газа, прошедшего в единицу времени через единицу поверхности материала толщиной в единицу длины при разности давлений газа по обе стороны материала, равной'еди-нице.
Наиболее распространенными методами определения газопроницаемости полимерных и комбинированных упаковочных материалсв являются манометрические и объемно-метрические методы, а в последнее время все более широкое распространение находит газохромотографический метод [S].
3.	. Паропрцчицаемость - количество водяного пара, прошедшего через единицу поверхности пленочного материала за единицу времени при заданных температуре и разности давлений паров воды по обе стороны материала. Для определения паропроницаемостц применяют обычно сорбционные методы по ГОСТ 21472-81 и выражают ее в граммах паров воды, проходящих через единицу поверхности пленочного материала в течение одних суток.
4.	Ароматопроницаемость. Проницаемость упаковочных материалов для
3
паров летучих веществ или аромата продукта определяют органолептически или хромотографически[6]. В качестве эталонного вещества используют гвоздику, черный-перец, метанол, ванилин и др., т.е. вещества с резким запахом.
5.	Киростойкосдь и жиропроницаемость. Для характеристики устойчивости упаковочных материалов к действию масел и жиров используют два показателя: жиропроницаемость и жиростойкость. В .первом случае определяют длительность сквозного проникновения масла или жира (подсолнечное, сливочное, арахисовое масла, свиной жир) или их композиций (окрашенное пищевое масло) через упаковочный материал при заданной температуре (ГОСТ 1760-82 "Подпергамент").
Для большинства полимерных и комбинированных материалов иопользу-ют показатель жиростойкость, который определяют по промежутку времени, прошедшему с момента нанесения окрашенной жировой композиции или ее модели на испытуемую поверхность упаковочного материала до начала ее проникновения в ее поверхностный слой, определяемого по образованию окрашенного пятна на поверхности. В качестве красителей используют азокрасители - судан-1 (оранжево-красный), судан-IY (ярко-красный).
Для определения стойкости по Судану IY предусмотрено деление материалов по времени окрашивания на четыре группы:
А (жиростойкие) - более 1800 с (более 30 мин);
В (среднежиростойкие) - более 120-1800 с;
С (слабожиростойкие) - 30-120 с;
Д (нежиростойкие) - до 30 с.
6.	Светопроницаемость. Способность упаковочных материалов пропускать свет, т.е. прозрачность, оценивается общей и избирательной (для той или иной части спектра) светопроницаемостью.
Общая светопроницаемость материала может быть определена по..ГОСТ 6926-54 (фотоэлектрическим методом), коэффициент светопроницаемости -ПО ГОСТ 15875-70.
Санитарно-гигиенические требования,предъявляемые к упаковочным материалам для пищевых продуктов
К полимерным и комбинированым материалам, предназначенным для контакта с продуктами питания, -помимо определенного комплекса физико-химических и физико-механических, предъявляются гигиенические требования и прежде всего - физиологическая безвредность [2].
10
Обязательным условием применения упаковочного материала для пищевых продуктов в каждом конкретном случае должно быть наличие соответствующего разрешения Минздрава России.
Основные санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к полимерной таре и упаковке включают следующие положения:
-	в рецептуру полимерных материалов не должны входить вещества, обладающие высокой степенью токсичности, которые выражаются кумулятивными свойствами и специфическим действием на организм (канцерогенность, мутагенность, аллергенность);
-	полимерная тара в контакте с пищевыми продуктами или модельными средами не должны изменять органолептичесеих свойств, а также выделять химических веществ, входящих в состав полимерных материалов в количествах, превышающих допустимые уровни (ПДК);
-	внешний вид тары и упаковки из полимерных и комбинированных материалов не должен меняться под воздействием пищевых продуктов или модельных- сред при испытании, а также с продуктами питания в процессе эксплуатации и хранения.
Полимерные материалы, применяемые для упаковки, содержат, креме самого полимера, низкомолекулярные продукты его синтеза (часто исходный мономер), остатки катализаторов, инициаторы, эмульгаторы и т.д. Кроме того, в готовые полимеры часто вводятся дополнительные ингриди-енты: пластификаторы, облегчающие переработку полимеров и придающие им эластичные свойства,- стабилизаторы, предохраняющие полимеры от термо-, фото-, окислительной диструкции, особенно при длительной эксплуатации материала, красители, наполнители.
Перечисленные выше требования, предъявляемые к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами, чрезвычайно ограничивают круг веществ, которые могут вводится в полимерные упаковочные материалы. За последнее время по мере накопления знаний в области токсикологии различных соединений в разных странах списки веществ, разрешенных в качестве добдвок органами Госсанэпиднадзора,сокращаются.
Санитарно-гигиенические исследования. Гигиеническая оценка полимерных материалов основывается на результатах органолептических санитарно-химических и токсикологических исследований.
Органолептическая оценка проводится на закрытой дегустации специальной комиссией по трехбальной системе от 0 до 3 по результатам сани-
77
3-90
тарно-химических и токсикологических исследований.
О - лучшая оценка
1	-	допустимая оценка
2	и 3 - допустимая с ограничениями
Санитарно-химические исследования. Цель санитарно-химических исследований - выявить, какие химические соединения -и в каких количествах могут переходить из полимерного материала в контактирующие с ними пищевые продукты. Санитарно-химические исследования проводятся химико-аналитическими методами, определяющими интегральную (суммарную) и специфическую миграцию посторонних веществ в пищевой продукт.
Прежде чем приступить к санитарно-химическим исследованиям, полимерный материал подвергают визуальному обследованию с целью выявления деффектов, наличия постороннего запаха.’ Как правило, в исследованиях используют не сами пищевые продукты, а искусственные модельные среды, имитирующие их состав (табл.1).
Для жирных продуктов используют в качестве модельных сред: гептан, диэтиловый эфир, циклогексан, метиленхлорид, ацетон, пентан, парафиновое масло, какао-масло, синтетические полиглицериды.
Предельно допустимая величина интегральной миграции в модельные среды 50-60 мг/кг (ppm), что соответствует 10-12 мг/дмг поверхности образца.
Таблица 1
Модельные среды, имитирующие основные пищевые продукты России
Наименование продукта	Модельные растворы,имитирующие пищевые продукты
1	’2
Мясо, рыба свежие Мясо и рыба соленые и копченые	Дистиллированная вода, 0,3% раствор молочной кислоты. Дистилированная вода. 0,5% растг вор поваренной соли.
№
Продолжение табл.1
1	2
Молоко, молочнокислые продукты и молочные консервы Колбаса вареная; консервы: мясные, рыбные, овощные; овощи маринованные и квашеные, томат-паста и др. Фрукты,ягоды. Фруктовоовощные соки, консервы Фруктово-ягодные, безалкогольные напитки, пиво Алкогольные напитки, вина Водки, коньяки Спирт пищевой, ликеры,ром Готовые блюда и горячие напитки (чай, кофе,молоко и др.)	Дистиллирванная вода. 0,3% раствор молочной кислоты, 3, 0% раствор мо лочной кислоты. Дистиллированная вода, 2,0% раствор уксусной кислоты,содержащий 2.0% поваренной соли; нерафинированное подсолнечное масло. Дистиллированная вода, 2,0% раствор лимонной кислоты. Дистиллированная вода, 20% раствор этилового спирта, 2,0% раствор лимонной кислоты. Дистиллированная вода, 40% раствор этилового спирта. Дистиллированная вода, 96% раствор этилового спирта. Дистиллированная вода, 1,0% раствор уксусной кислоты.
Токсикологические исследования. Токсикологические исследования проводятся введением растворов мигрирующих веществ в живой организм (крысы, морские свинки, обезьяны). Они являются наиболее трудными и ответственными. Для сценки токсичности веществ используют обычно два критерия - LD5o и LC5o . LD50 - доза, вызывающая летальный исход не ниже чем у 50% подопытных животных при стоматическом или внутримышечном введении среды в течение определенного периода наблюдения, (например, 90 суток), измеряется в граммах и миллиграммах на I кг массы животного. ЬС50 - аналогичный показатель, определяемый при -введении веществ в организм животного в газообразном состоянии через дыхательные пути, измеряется в весовых частях паров вещества на объемную единицу воздуха (мг/м3 ).
<5
В зависимости от значения LD50 определяют степень токсичности веществ.
Шкала токсичности по LD50_ мг/кг
Значения LD50	Характеристика токсичности
< 200 200-1000 > 1000	Сильнодействующие и высокотоксичные вещества Среднетоксичные Малотоксичные
В зависимости от результатов токсикологических исследований устанавливают основной критерий гигиенической оценки вещества - ДКМ (допустимое количество миграции из полимерного материала в пищевые продукты или имитирующие их модельные среды, которое должно гарантировать безопасность для здоровья людей при неограниченно продолжительном приеме в контакте с пищевыми продуктами изделий из полимерных материалов, содержащих данное вещество).
Дм
ДКМ =-------,
V
где Дм - максимальная допустимая суточная доза данного вещества для человека, мг/кг;
V - количество пищевых продуктов среднего суточного рациона чело-' _ века (обычно 2-3 кг).
а  е
В свою очередь. Дм =--------- ,
с
где а - пороговая суточная доза вещества мг/кг, установленная в опыте на животных;
в - средняя масса человека (50 кг) без учета возраста;
с - коэффициент запаса, т.е. коэффициент уменьшения пороговой дозы при пересчете норм, установленных для животных, на нормы, применяемые для организма человека.
1
Величина с устанавливается в зависимости от степени токсичности веществ:
-- нетоксичные до 10
- малотоксичнне до 30
- среднетоксичные до 50
токсичные
до 100
Санитарно-гигиеническим законодательством регламентируются нормативы предельно допустимых количеств мигрирующих веществ в пищевые продукты или модельные среды. Такими веществами являются мономеры, пластификаторы, стабилизаторы, антиоксиданты, ускорители, красители и другие возможные компоненты, входящие в полимерные композиции (табл.2).
Таблица 2
Значения ПДК для некоторых химических веществ
Наименование вещества	ПДК в полимере, мг/кг	ПДК в продукте литания, мг/кг
Винилхлорид	10	0, 001
Акрилонитрил	10	0,05
Стирол	10	0.-05
Диоктйлфталат	-	4 мг/л
Метилметакрилат	-	0, 01мг/л
Фенол	-	0, 001мг/л
Формальдегид	-	0,1мг/л
Т1. Сг	-	0, 1МГ/Л
Си. PD,’ Аг	-	не допускается
Показатели токсичности LD50. 1,С50 имеют ограниченное значение, так как не отражают всего.комплекса, показателей вредного действия отдельных веществ на организм человека по следующим причинам:
-	эти показатели для различных опытных животных колеблются в широких пределах;
Ч~90
1S
-	не учитывается действие этих веществ на наследственные признаки, канцерогенное действие, кумулятивное действие при длительном воздействии и др.
В Проблемной лаборатории по исследованию полимеров в пищевой промышленности (МГУПБ) проводятся комплексные исследования, направленные на изучение и предотвращение условий образования канцерогенных веществ в полимерах как в процессе получения, так и использования их в качестве упаковочных материалов в пищевой промышленности.
Санитарно-гигиенический контроль должен проводиться не только за качеством исходного полимерного материала, но и за качество^ готовых изделий. Это особенно важно, т.к. в процессе получения изделий под влиянием температуры, давления,, кислорода воздуха и других факторов в полимерных материалах могут протекать химические реакции, в результате которых образуются низкомолекулярные вещества, вредно действующие на организм человека.
Глава III. УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Требованиям упаковки отвечает целый ряд материалов. Это прежде всего: 1) традиционные: бумага, картон, дерево, стекло, текстиль, металл; 2) нетрадиционные (новые, прогрессивные), получившие широкое распространение в последнее десятилетие во всем мире: полимерные, комбинированные, металлизированные; 3) вспомогательные материалы тароупаковочного назначения.
Если упаковка является действием, осуществляющим проведение операции по сохранению и защите пищевых продуктов, то упаковочные материалы представляют инструмент этого действия.
3.1.	Бумага
Химической основой бумаги является целлюлоза с различными добавками. Целлюлозу производят из древесины различных пород путем механического воздействия, получая короткие волокна низкого качества, и химического, в результате чего получают длинные волокна, представляющие наибольшую ценность. Полученный продукт называют бумажной массой. Из нее в результате последующих операций (выделение воды и сушка) и вырабатывают различные типы бумаги.
Бумага классифицируется по степени чистоты и областям применения. Основная характеристика бумаги - ее плотность, или вес одного квадратного метра в граммах. По плотности различают бумагу от 5 до 150 г/м2.
46
тонкий картон от 151 до 400 г/м2 и картон от 401 до 1200 г/м.2
Бумага в чистом виде и в сочетании с другими материалами или обработанная воском, краской, пластификаторами - самый распространенный материал, используемый в упаковочной отрасли.
По содержанию волокнистой смеси бумагу подразделяют на следующие виды: тончайшую из макулатуры или специальней целлюлозы, тонкую из целлюлозы, полутонкую из целлюлозы и некоторого количества древесной массы, обычную из целлюлозы и некоторого количества древесной массы и макулатуры.
Анализ бумаги проводят на основе субъективных или внешних характеристик (степень чистоты, гладкость, волокнистость и т.д.), состава волокнистой смеси, механических характеристик (вес 1 кв.м., сопротивляемость натяжению, разрыву, кручению и т.д.), физических характеристик (проницаемость водяного пара, жиров, краски и т.д.), оптических характеристик (степень гладкости, белизны, блеска, матовости, цвета) и степень годности для печати (способность к поглощению краски).
Бумагу с повышенной плотностью (например, так называемую крафтбу-магу) используют для упаковки и транспортировки такой продукции, как цемент, гашеная известь, удобрения, корма, зерновые продукты и др.
3,2.	Каотон
Картон - листовой или рулонный материал, изготовленный из волокон древесины. Основным полуфабрикатом для картона является сульфатная и сульфитная целлюлоза (белая, бурая) химическая древесная масса и муку-латура. Картон является главным тарным материалом при производстве потребительской и транспортной тары (упаковки). Основные вилы картона; тарный, коробочный, гофрированный и плоский склеенный (9).
Тонкий картон. Картон плотностью от 141 до 400 т/м2 - наиболее часто используемый материал для упаковки как в чистом виде, так и в сочетании с другими материалами.
Изначальный цвет тонкого картона - коричневый (коммерческий термин “гавана"). Ио почти всегда этот цвет отбеливается, что дает возможность использовать его в более широких целях. Тонкий картон может быть однослойным и многослойным.
Наиболее широкое применение тонкий картон находит в производстве складных коробок. При этом он должен обладать в равной степени прочностью и жесткостью, быть белого .цвета и иметь гладкую поверхность для облегчения нанесения печати.
При производстве тонкого картона, помимо основного волокнистого
<7
сырья (часто используют и вторсырье), применяют красящие вещества (анилиновые красители), склеивающие вещества (каустическая сода, квасцы и т.д.). пигмент питания для отбеливания картона и крахмал для при-дания более качественного внешнего вида его поверхности. Часто тонкий картон лакируют с внешней стороны.
Гофрированный картон. Этот материал состоит из двух или более листов бумаги, из которых по крайней мере один сформован в виде "волны" (гофра) и приклеен к ровному листу. Гофрокартон обычно применяют для изготовления коробок, предназначенных для укладки одного или нескольких предметов.
Гофрокартон может быть однослойным, двухслойным, трехслойным й многослойным.
Геометрические характеристики составляющих частей гофрокартона определены в Италии группой итальянских- производителей гофрокартона GIFCO, входящей в состав Европейской Федерации производителей гофрокартона FEFCO.
Тара из гофрокартона в соответствии с нормами должна иметь опознавательное клеймо с указанием состава картона, социального статуса производителя, номера и (или) даты изготовления (месяц, год) и надписи "официально зарегистрированная марка". Кроме того, если составные части гофрокартона имеют определенные характеристики, соответствующие нормативам, они могут иметь специальные знаки.
Прочный картон. В основном состоит из одного листа волокнистого растительного материала, спрессованного и высушенного. Масса для его изготовления может состоять из древесной смеси (отдельно или с добавлением других волокнистых материалов), из отходов (предварительно проваренных с известью для уничтожения возможных волокон шерсти и устранения ивета бумажных отходов), из макулатуры (для производства серого картона).
Процесс производства тот же самый, что и при производстве бумаги и тонкого картона: приготовление смеси, ее склеивание, добавление взвешенных веществ (глины или каолина), окраска при помощи минеральных или анилиновых красителей. Толщина картона более 2 мм, плотность варьируется от 400 до 1200 г/мг.
Такой картон используется, как правило, для изготовления ящиков с клеевым креплением боковых стенок или же с применением металлических скрепок.Иногда поверхность обрабатывают парафином с целью предотвращения проникновения влаги и соли.
18
3.3.	Дерево
Дерево в прошлом, без сомнения, было одним из самых распространенных материалов, используемых для хранения пищевых продуктов и их транспортировки.
Для производства тары, как правило, не используют прочную эластичную, жесткую, гибкую и хорошо поддающуюся обработке древесину.
В Европе и, в частности, в Италии, наиболее широко используют следующие породы дерева: белая ель, красная ель, ольха неаполитанская, конский каштан, сосна, белая ива, тополь. Причем в Италии на тополь приходится 80% всей используемой для производства тары древесины.
Основное применение дерева в области упаковки - изготовление больших и маленьких ящиков для хранения различных продуктов. Из древесины производят также различные виды фанеры, многослойные деревянные плиты. В частности, фанеру применяют при производстве ящиков многофункционального использования или же для производства тары, которую приходится многократно транспортировать.Для перевозки тяжелых и крупногабаритных грузов, машин, оборудования неоспоримое преимущество имеет использование деревянной тары.
Деревянная тара используется на морском транспорте, т.к. она достаточно прочна, но, к сожалению, дерево не обладает необходимой устойчивостью к атмосферным осадкам. Чтобы воспрепятствовать проникновению влаги, внутреннюю поверхность, ящиков выстилают полиэтиленом или битумированной бумагой. Внутрь этой оболочки дабавляют соответствующую дозу желе из кремнезема, которое полностью поглощает влагу.
Древесину широко используют для изготовления ящиков и поддонов для овощей и фруктов.Из нее изготовляют многофункциональные разборные и армированные ящики, которые занимают мало места на складе и во время обратной транспортировки после продажи продукции.
3.4.	Стекло
Стекло находит широкое применение благодаря способности противостоять влиянию химических агентов и гигиеничности. Кроме того, стекло химически инертно и непроницаемо для газа, жидкостей, сырости. Его прозрачность позволяет легко рассмотреть содержимое. И,наконец, стекло легко перерабатывается.Единственное отрицательное свойство стекла-хрупкость, что делает его особенно уязвимым в момент погрузки и транспортировки.
Основной компонент стекла - кремнезем, который из кристаллическо
5-90
19
го состояния при нагреве до 1700° С переходит в аморфное и при обработке может принимать различные формы.
Упаковка из-стекла подразделяется на три основные категории: для парфюмерии и косметики, для пищевых продуктов, для фармацевтики.
Стекло для парфюмерии должно обладать особым блеском и прозрачностью, поэтому для его производства не используют окиси железа и других металлов.
Стекло для пищевой промышленности обычно производят из кремнезема (около 72%), оксида натрия (13,5%), оксида кальция (9%), оксида магния (2%), оксида алюминия (2%) и других веществ в небольших количествах (оксид брома, оксид железа, борный ангидрид).
В фармацевтике обычно применяют три типа стекла: нейтральное борно-кремнеземное стекло, очень дорогостоящее и используемое для упаковки физиологических препаратов (например,' плазмы), натриево-кальциевое стекло с обработкой в пленку сернистого ангидрида (используется для некоторых видов медикаментов с содержанием кислоты), натриево-кальциевое стекло без обработки (используется для всех прочих целей).
Используется три основных типа емкостей из стекла: оплетенные бутыли, фляжки; бутылки, банки; флаконы, ампулы. Бутыли обычно сплетают с внешней стороны расщепленной древесиной или другими растительным материалом. Их широко используют для хранения вин£ и растительного .масла.
Фляжки и бутылки из стекла имеют форму, хорошо известную всем потребителям, могут быть самых различных цветов. Используются для вина, ликеров, столового-растительного масла,.  безалкогольных газированных и негазированных напитков, молока.
Стеклянные банки и емкости с широким горлышком обычно используют для джемов и конфитюров, консервированных фруктов и солений, продуктов с добавлением растительного масла и уксуса.
Флаконы и ампулы используют в парфюмерной и фармацевтической промышленности. В первом случае форма и цвет могут быть различны для привлечения внимания покупателя, во втором - формы более практичны.
3.5.	Текстиль
Из тканей наиболее широко применяется джут, производимый из растений семейства липовых. Чаще всего джут используют для производства мешков для основных пищевых продуктов (зерновые, мука, картофель, рис, сахар, кофе и т.д.). Его прочность и эластичность препятствуют разрыву
20
даже при неаккуратном обращении. Кроме того, джутовые мешки "дышат", то есть происходит естественная вентиляция. Это позволяет сохранить основные свойства содержащихся в мешках продуктов, если для их хранения необходим воздух.
3.6.	Металлы
Металлы находят все большее применение в упаковке как в чистом виде, так и.в сочетании с другими материалами. Перечисление тех металлов. которые используются в упаковке, заняло бы слишком много места. Чаще всего применяются алюминий и жесть - полосовая и белая полосовая.
Основные характеристики, объясняющие столь широкое применение алюминия в упаковке как отдельно, так и в сочетании с другими материалами, следующие: доступность, легкость, устойчивость к большей части органических веществ, устойчивость к органическим и неорганическим кислотам, за исключением галогенных, ковкость и, следовательно, легкость в прокате.Можно достичь толщины 0,003 мм, при которой лист обладает достаточной устойчивостью, но остается непроницаемым. По этой причине листы небольшой толщины легко ламинируются с бумагой, тонким картоном, пленкой.
Таким образом, .алюминий используют в упаковке в чистом виде или в сочетании с другими материалами для производства жестких и полужестких контейнеров, блистеров, крышек, аэрозольных баллончиков и др. .Тонкие, листы алюминия находят применение в производстве следующих типов упаковки:
-	0,2 мм: маленькие коробки, различные прокладки, оболочки в виде полуфабрикатов или же сформованные по горлышку бутылки-или банки для консервов; джема с широким горлышком;,
-	от 0,15 до 0,10 мм. легко отделяемые оболочки для бутылок с минеральной водой, пивом,’ вином, растительным маслом;
-	от 0,10 до 0,05 мм: защитные оболочки для закупорки молока, кефира, маленьких упаковок крема, джема и т.д;.
-	от 0,030 до 0,025 мм: верхние оболочки с нанесенной печатью для фармацевтических продуктов (таблеток, свечей);
-	от 0,018 мм: фольга-для приготовления пищи в духовке;
-	от 0,012 до 0,009 мм: алюминий, лакированный с обеих сторон, для сыров, алюминий в сочетании с другими материалами для кондитерской продукции, обертки для мыла и т. д._
Другая область применения алюминия в упаковке - производство эти
кеток, в основном толщиной 0,009 мм, ламинированных бумагой 40-60 г/м3, с многоцветной печатью блестящими или матовыми красками и лаковым покрытием.
Область применения жести очень широка: от крупной тары (бидоны, канистры, ведра) до тары небольшого и малого размеров (банки) различной формы (цилиндры, параллелепипеды с квадратным или прямоугольным основанием и т.д.).
Крупногабаритная тара из жести ипользуется для промышленной продукции (жидкости, полужидкие и твердые продукты) типа краски, масла и Т.д. Банки небольших размеров в основном применяют для пищевых консервов как растительного, так и животного происхождения (соки, мясо, зелень, кофе и т.д.).
3.7.	Полимеры
В последние годы полимеры играют все более важную роль в области упаковки. Перечислим наиболее распространенные их виды, используемые для формовки различных упаковок: полиэтилен (РЕ), полипропилен (РР). поливинилхлорид (PVC), поливинилиденхлорид (PVDC), полиамиды, ацетат целлюлозы, поливиниловый спирт, полиэфирные смолы, полиуретан, фенольные смолы и др. Некоторые из этих материалов имеют стабилизирующие и пластифицирующие добавки. Первые делают их более легкими в обработке, вторые придают особые механические, оптические, химические свойства готовому продукту.
Из пластиков производят:
-	тару для жидкостей, бочки, бидоны, идентичные этим емкостям, сделанным из традиционных материалов (дерева, железистых металлов, нежелезистых металлов);
-	ящички, корзинки для пищевой промышленности, в частности для транспортировки бутылок и т.д;
-	коробки, футляры, банки;
-	бутылки, флаконы, конверты, мешочки из пластика или сформованные из комбинированного материала (с бумагой, алюминием и т.д.).
Ламинаты из двух и более материалов используются, в частности, для производства конвертов и пакетов для хранения пищевых продуктов, поскольку допускают их длительное хранение без изменения химических. Физических и 'оргниелептических качес гв i щержимых продуктов.
В табл. 3 приведены снойелга р irunPinux полимеров.

3.8.	Комбинированные упаковочные материалы
Полимерные пленочные материалы из индивидуальных пластмасс (моно-полимеров) часто не отвечают требованиям эксплуатации, поэтому на сме ну им пришли упаковки из комбинированных материалов. Они характеризу ются высоким уровнем барьерных свойств и в первую очередь предназначаются для упаковки пищевых продуктов. Комбинированные пленочные материалы получают экструзией на подложку, клеевым или бесклеевым способами, а также методом соэкструзии. Метод совместной экструзии (соэкструзии) позволяет получить многослойные комбинированные материалы с более совершенной структурой и высокими барьерными свойствами, поскольку при соэкструзии экструдируемые из разных каналов расплавы с подобными реологическими свойствами плотно соединяются друг с другом склеиванием (адгезией), а не сплавлением. Техника соэкструзии позволяет создавать многослойные материалы из 6 и более слоев. В США еще в 70-е годы получена этим способом пленка толщиной 25 мкм из 231 слоя, состоящая поочередно из полистирола и полиметилметакрилата.
Создание многослойных упаковочных материалов с заданным комплексом свойств - сложный процесс. Основными моментами,связанными с особенностями многослойных материалов и их спецификой являются следующие-
-	правильный выбор компонентов материала, т. е его состав;
-	установление порядка чередования слоев материала, т.е. его структуры;
-	обеспечение монолитности многослойного материала, т.е. адгезионной связи между его компонентами;
-	выбор оптимальной технологии получения многослойного материала и оборудования.
Выбор компонентов материала. Подбор отдельных составляющих''при создании многослойных упаковочных пленок определяется конкретным назначением упаковки: природой пищевого продукта, сроком и условиями хранения, экономическими [6], технологическими, экологическими, потребительскими требованиями.
Одним из компонентов для многослойной упаковочной пленки является алюминиевая Фольга. Ее вводят в упаковочный материал для повышения его защитных свойств (газо-, паре-, аромато- и светопроницаемости), а также для усиления прочностных свойств и жесткости упаковки.
Структура многослойного материала. Порядок чередования слоев в многослойном материале определяется их функциональным значением.
6-9о

Свойства
Полимеры	Плотность г/см3	Прочность при растяжении, Н/мм2	Прочность при изгибе, Н/мм2	Относительное удлинение, %	Модуль упругости Н/м
1	2	3	4	5	6
Ацетилцеллюлоза	1.3	40	33	3-50	.2000
Полиэтилен низкой плотности, PELD	0,92	9	7-10	500	200
Полиэтилен высокой плотности, PEHD	0,95	23	30-40 '	700	1000
Полипропилен, РР	0,91	30	50	600	1400
Иономеры	0,93-0, 97	15	- '	350-400	180-240
Жесткий поливинилхлорид, PVCh	1,38	55	90	20-100	3100
Мягкий поливинилхлорид, PVCw	1.30	22	70 		230	40

Таблица 3
полимеров
Т размягчения по Вика, °C	Теплостой кость, °C	Горючесть	Светопро-ницаемостъ i	Химическая стойкость к		
				кислотам	щелочам	органическим растворителям
7	8	9	10	11	12	13
50-80	55-65	Горит медленно до гаснущего	Прозрачный до непрозрачного	Н	. X	. 0
• 90	70-100	Горит медленно, падают капли	Прозрачный до матового	0	X	0
120	80-120	Горит медленно, падают капли	Прозрачный до матового	0	X	0
90	80-130	Горит медленно, хорошо	Прозрачный до матового	0	X	0
85	70-75	Горит медленно	Прозрачный, глянцевый	0	X	0
80	65-80	Трудно вос-пламенимый	Прозрачный до матового	X	X	'0
50-70	65-80	Горит медленно	Прозрачный ' до матового	0	0	0
Ж
Продолжение
1	2	3	4	5	6
Полистирол, PS	1.05	40-60	100	2-3	3400
Полиамид 6, РА6	1, 13	60	40	180	1800
Поливинилиден-хлорид, PVDC	1,65- 1.72	.25-30	-	250	350- 550
Полиуретан, PUR	1,20	45	,40	25	1000
Полиэтилентере-фталат, РЕТР	1,20	60	90	2	4500
Полиацетальдегид	1,41	70-75	1.10 ’	30-60	2800 •
Поликарбонат, PC	1,20	60	75 .	60	2300
Сополимеры акрилонитрила, бутадиена и'стирола, ABS	1,06	45	70	20	< 2400
Сополимеры стирола и акрилонитрила	1,08	70	120	4	3600
26
табл. 3
7	8	9	10	И ’	12	• 13
95	70-80	Горит медленно	Прозрачный как стекло	0	X	н
205	80-105	Трудно вос-пламенимый	Прозрачный до матового	Н	0	0
-	70-95	Самозатухает	Прозрачный	0	0	Н-0
130	50-80	Горит медленно	Прозрачный до матового	н	 0	н
70-150	90	Горючий до самозатуха-НИЯ	Прозрачный как стекло	0	н	0
150	60-100	Горит медленно	Прозрачный как стекло	н	0	X
150	100-150	Трудно вос-пламенимый	Прозрачный	0	н	н
98	75	Горит медленно, самозатухает	Прозрачный до матового, желтоватый	0	X	н
100	75	Горючий	Прозрачный	0	X	н
О - отличная стойкость, X - хорошая стойкость, Н - нестойкий.
Ч-9о

Внешний слой осуществляет защиту от внешнего воздействия, служит основой для нанесения красочной печати. Обычно это полиэфирные, двуос-ноориентированные ПП и полиамидные пленки. В некоторых случаях это могут быть термостойкие лаковые и полиэфирные покрытия, а также бумага, картон.
Внутренний слой обеспечивает хорошую герметизацию упаковки.' Для него чаще всего применяют полимерные материалы, способные к термической сварке - неориентированный ПП, ПЭ.
Средний слой осуществляет защитные свойства, обеспечивает непроницаемость и прочность упаковочного материала. Такими защитными свойствами обладают А1-фольга. гидрохлорид каучука, сополимер ВХВД, ПВХ и др.
Обеспечение монолитности многослойного материала достигается за счет максимальной адгезионной прочностью слоев. Адгезионная прочность не должна заметно изменяться при эксплуатации упаковочного материала в течении определенного времени, при определенной температуре. Чтобы обеспечить достаточную адгезионную прочность в условиях плохой совместимости слоев прибегают к некоторым технологическим приемам; активирование поверхности, использование адгезивов, универсальных клеев.
Основные типы многослойных полимерных и комбинированных упаковочных материалов
Многообразие многослойных упаковочных материалов может быть условно подразделено на многослойные полимерные пленки, материалы на основе бумаги или картона и полимеров, алюминиевой фольги, бумаги и полимеров. металлизированные и специальные многослойные пленки.
Многослойные полимерные пленки. Многочисленные ламинаты, состоящие, только из слоев полимерных материалов. Среди двухслойных пленок наибольшее распространение при упаковывании пищевых продуктов получили целлофан - полиэтилен. Это старейший из материалов этой группы. Материал широко известен под фирменными названиями: вискотен, метатен, це-лотен, целлглас - РЕ, ламитен и др.. а в отечественной практике ГЩ-2, ПЦ-4. Этот материал сочетает в себе прочность и газонепроницаемость целлофана с паронепроницаемостью, водостойкостью и способностью к термической сварке ПЭ.
Полиэфир - полиэтилен. Выпускается отечественной промышленностью под названиями АП-1, ПНЛ, СП-1, СП-2. В зарубежной практике он извес
2g
тен под фирменными названиями: майлар-PE, хостафан-РЕ, терфан-РЕ, май-лотен, скотчпак, экструэстер и др.
Пленки этого типа имеют ряд преимуществ перед целлофан-полиэтиленом. Они прочнее, влагоустойчивы, адгезионная прочность их выше, пригодны для эксплуатации от -70° до 100° С, а при применении ПЭНД - до + 120° С.
Полиамид - полиэтилен (алкорон, комбитен, экструамид). В отечественной практике используется для изготовления пленок, пригодных для упаковывания пищевых продуктов, применяют полиамид.
Другие пленки на основе полиамида, например, полиамид - полипропилен выдерживают нагревание до 135° С. ПЭ-Па-ПЭ могут подвергаться глубокой вытяжке до 180 мм при толщине материала до 300 мкм, ПА-ВДВХ-ПЭ обладает повышенными защитными свойствами.-
В случаях, когда необходимо получить упаковочный материал с минимальной проницаемостью, но прозрачный, в состав упаковочного материала вводя 4-5 и даже более компонентов, например. ПЭЛАК-4 (ПЭНП-ПЭТФ-ПЭТФ-ПЭНП), ПОЛАК-4 (ПП-ПЭТФ-ПЭТФ-ПП).
Материалы на основе бумаги или картона и полимеров. К этой группе материалов относятся упаковочные бумага и картон (плотностью от 40 до 500 г/м2) с полимерными покрытиями. Из полимеров чаще других используют полиэтилен, сополимеры типа ЭВА, сополимер ВХВД, полипропилен.
Так, например, комбинированный материал для упаковки молока и молочных продуктов в пакеты тетраэдной формы состоит из бумаги с полиэтиленовым покрытием и красочной печатью, покрытой парафином (ОСТ 49-112-76).
Комбинированный материал для упаковки молока и молочных продуктов на автоматах Тетра-Брик - бумага с нанесенной с одной стороны красочной печатью и покрытая с двух сторон полиэтиленом (ТУ 49-312-75).
Во всех случаях при изготовлении материалов бумага - полиэтилен, картон - полиэтилен или бумага - ЭВА и -др. покрытия наносят экструзионным способом, сополимеры ВХВД (из дисперсий) - валковым способом.
Материалы на основе алюминиевой фольги и полимеров, Материалы на основе алюминиевой фолльги и полимеров представляют собой пленки с высокими барьерными свойствами, успешно конкурирующие с традиционными
29
видами стеклянной и металлической тары.
В большинстве случаев на базе этих материалов изготавливают различные виды эластичной упаковки ( пакеты), используя тонкую алюминиевую фольгу толщиной 7-12 мкм
На кафедре и в проблемной лаборатории ЬСАПБ разработаны отечественные высококачественные комбинированные материалы на основе алюминиевой фольги:
-	буфлен (бумага-фольга-ПЭ) для упаковки сухих пищевых продуктов;
-	лафолен (лавсан-фольга-полеолефины) в виде пакетов для упаковки пищевых продуктов, соков с последующей их стерилизацией;
-	цефлен (целлофан-ПЭ-фольга-ПЭ) для упаковки продуктов сублимационной сушки (сухое молоко, детские молочные смеси) на скоростных упаковочных автоматах;
-	ламистер (лак-фольга-ПП) для изготовления тары холодным штампованием при упаковке продуктов, подвергающихся стерилизации и пастеризации.
3.9. Металлизированные многослойные полимерные пленки.
В последнее' время при конструировании многослойных упаковочных материалов применяют металлизацию полимерных пленок. Процессметаллиза-ции - нанесение тончайших слоев металла до 3-10“ 7 м, например, алюминия в глубоком вакууме на поверхность пленочного материала.
При металлизации резко снижается газопроницаемость пленочных материалов. при незначительном расходе металла достигается непрозрачность упаковки, в том числе и для УФ-части спектра.
Металлизированные пленки экономичнее алюминиевой фольги и имеет некоторые технологические преимущества: уменьшение массы пленочного материала, исключение повреждений металлического'слоя при изгибах материала 16). Кроме того, металлизацию используют и в качестве приема декорирования полимерных материалов.
В табл. 4 приведены примеры изменения кислороде- и паропроницае-мости некоторых полимерных пленок при их металлизации.
30
Таблица 4
Влияние металлизации на проницаемость полимерных пленок
Материал до / после металлизации	кислородопро-ницаемость, м3-Па/с-10"16	паропроницае-мость. г/м2 за 24 ч
ПЭТФ (12 мкм)	85/0,9	45/1,2
ПЭТФ - вхвд	* 6/0,8	10/0,8
Целлофан - ВХВД	5/0,9	9/0, 8
ОПП - ВХВД	15/2	7/3
А1 - фольга без покрытия		
(толщиной 8-9 мкм)	0,2-0, 5	0,5 .
Глава IY.МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ТАРЫ И УПАКОВКИ
Экструзия - выдавливание (шприцевание) расплава полимеров под давлением через формующий инструмент, придание ему необходимой конфигурации с последующим охлаждение»! изделия [10].
Экструзию применяют для . промышленной переработки термопластов в пленки, листы, трубы, профильно-погонажные изделия, кабели., нанесения покрытий на бумагу, фольгу, полимерные пленки.
Литье под давлением - метод формирования изделий из пластмасс и резиновых смесей в литьевых машинах, заключающийся в размягчении материала до вязкотекучего состояния и последующем перемещении его в литьевую форму, где материал затвердевает при определенной температуре, приобретая конфигурацию внутренней полости формы. Литьем под давлением получают ящики, ложки, укупорочные средства (пробки, колпачки)[10].
Метод раздува. Полимерная тара может быть получена из экструзионной и литьевой заготовок с последующим раздувом. Этим методом изготовляют различные виды потребительской и транспортной тары: бутылки, флаконы, канистры, емкости.
8-90
31
Метод термического формования тары из листовых и пленочных полимерных материалов. Применяют способы пневматического, вакуумного и пневмовакуумного-формования (с предварительной вытяжкой). Формование может производиться по негативному и позитивному принципу. К этой, же группе относится штампование (в жестких штампах или штампах.с эластичным пуансоном). Эти способы предусматривают предварительный разогрев листового и пленочного материала. Термическим формованием могут быть получены самые различные виды тары: коробки, банки, емкости, стаканы практически любого размера.
Полив расплава заключается в свободном (без применения давления) поливе расплава полимера на пленкообразующую охлаждающую поверхность с последующей вытяжкой пленочного -материала в одном или двух (взаимно перпендикулярных) направлениях. Этим методом получают главным образом пленочные материалы из полиэтилентерефталата и полиамидов.
Каландрование - процесс пропускания размягченного термопластичного материала через зазор между горизонтальными валками с получением бесконечной плоской пленки, толщина и ширина которой регулируется.' Методом коландрования получают пленки из поливинилхлорида.
Отливка из растворов и дисперсий. Заключается в равномерном разливе исходной жидкой композиции на гладкой поверхности, обладающей ан-тиадгезионными свойствами, и удалении жидкой фазы (растворителя, дисперсной среды) в мягких условиях, обеспечивающих однородность пленочного материала и равномерность его по толщине. Этим способом обычно получают пленки из эфиров целлюлозы и гидрохлоридов каучуков (натурального и синтетического).
Осаждение из растворов. При этом раствор полимера с определенной скоростью ' подают через узкую щелевую головку (фильеру) в осадительную ванну, где полимер выпадает из раствора (коагулирует) в виде тонкой плоской пленки равномерной толщины и бесконечной лентой поступает на дальнейшую обработку. По такой схеме получают пленку регенерированной целлюлозы - целлофан.
Ротационное формование. Термопластичный порошкообразный материал помещают в специальную обогреваемую форму, которой затем придают вращательное движение в одной или двух (взаимноперпендикулярных) плоскостях. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении формы, полимерный материал равномерно распределяется на внутренней поверхнос-’ ти формы, одновременно расплавляясь под действием нагрева, а при ох
5%
лаждении застывает в тарное изделие заданной формы.
’ Глава Y. ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ УПАКОВКИ
При упаковывании различного рода пищевых продуктов основным требованием, предъявляемым к упаковке и способу упаковывания, является сохранение качества упакованного продукта в течение определенного времени (до момента его потребления).
Для этих целей используют различные приемы и способы, из которых наиболее широкое распространение получило асептическое упаковывание.
5.1.	Асептическая упаковка (система "Комбиблок")
В области упаковочной технологии наибольшее развитие в настоящее время получила асептическая упаковка.пищевых продуктов.Данная технология широко используется для .жидких продуктов (молоко и - молочные продукты - более 65%, различные соки - более 25%. пасты, супы и др. -10%).
Наиболее распростаненная схема асептического упаковывания пищевых продуктов включает три стадии:
-	стерилизация упаковочного материала;
-	термическая обработка пищевого продукта;
-	расфасовка и запечатывание упаковки.
При асептическом упаковывании продукт и упаковка стерилизуются раздельно, затем упаковка заполняется и укупоривается в стерильных условиях. Наиболее широкое распространение получил химический метод стерилизации растворами пероксида водорода, а также S02 . озоном, смесью Н202 и уксусной кислоты, используют и физические методы: термический, УФили ИК-облучение. Стерилизация проводится в специальной камере обработкой ’Н202 упаковки в течение определенного времени. После сушки упаковка поступает в зону заполнения стерилизованным продуктом. Заливка продукта происходит со дна упаковки, что позволяет избежать вспенивания. После заполнения верх упаковки промывается струей инертного газа, производится тепловая сварка низа (донной части). Упаковка переворачивается и направляется на окончательное упаковывание в пленку или в транспортную коробочную тару.	•	' .
Основным требованием при этом виде упаковки является "коммерческая стерильность" (соответствие длительности хранения при нормальной температуре указанному сроку) к упаковочному материалу, продукту, обо
33
рудованию, газу или. воде для промывки. Данный способ имеет несомненные преимущества перед стерилизацией в .автоклаве, характеризуется большими механическими и термическими нагрузками, что позволяет при асептическом упаковывании использовать более дешевые упаковочные материалы.
В настоящее время имеется большой выбор материалов и разнообразной формы упаковок для асептической расфасовки, отвечающих высокому уровню барьерных свойств. Используют банки из белой жести и алюминия, стеклянные и пластмассовые бутылки, различные пакеты, упаковки из комбинированных материалов - "Bag in Box" (пакет в коробке).
Данным способом обычно упаковываются молочные продукты. Для этих целей служат прямоугольные пакеты типа "Tetra-Pak", "Brlk-Pak", "Ult-ra-Pak” (с "золотым сечением") из комбинированных материалов, самым распространенным из которых является картон-алюминиевая фольга-ПЭВД.
В зависимости от типа материала (стекло, бумага, картон, пластмасса, комбинированные многослойные материалы), а также формы (стаканчик, бутылка, коробка и т.д.) используют различные методы обработки перекисью: распыление, погружение и др.
Методы асептической упаковки и способы стерилизации более подробно представлены в табл. 5 и 6. *
Таблица 5
МЕТОДЫ АСЕПТИЧЕСКОЙ УПАКОВКИ
Упаковочное средство	Метод стерилизации	Разливаемые, продукты	Изготовитель
1	2	3	4
FFS:формовка наполнение, заделывание. Стаканчики FS:наполнение, заделывание или укупоривание	Ультразвуковая ванна+УФ-лучи Погружение в ванну с Hg 0g Стерилизация паром	Молоко,молочные напитки и смеси, сливки к кофе Йогурт, пудинг, десерты Супы, готовые блюда (только FS)	FS: Ampack-Amman Hamba FFS:Bosch, Hassla, Ves-pako •

Продолжение табл.5
1	2	3	4
Пакеты	Погружение в ванну с Н202	Порционная тара: фармакология, косметика Крупная тара: пульпы, сырье для молока и мармелада	В.L.Maschine Automatlsch SIG Bosch
Двойная тара "Bag-in-Box"	Пакеты Гамма-облучение Питательный клапан Пар, распыление Н202	Молоко,молочные напит ки и смеси, фруктовые пульпы,сырьё для мармелада, соки	Akerlund Pausing  Coloreed Schutz
FFS Бутылки FS	Экструзивное тепло Распыление Н202 Стерилизация паром	Фармакологические среды Кетчупы,соусы Соки Молоко,молочные смеси Йогурты	FFS:Rommelag FS:Bosch, Serai,Stork, Bowater
Вёдра, большие бан- ки	Распыление Н2 02 Промывание в Н202 Стерилизация паром	Фруктовые пульпы Сырьё для мармелада	Aseptomag KHS APV
"С валика" Ламинированный картон	Погружение в ванну С н2 02 * Распыление Н202 Распыление Н202+ УФ-облучение	Молоко и молочные напитки и смеси Соки, Соусы Питание для животных Супы.овощные пюре	Tetra Pak PKL Elopak Horauf and UPP/WALKIPAK
FFS - Formation filling system FS - Filling system
9-SO

Таблица 6
Методы стерилизации упаковочных средств для асептической расфасовки
Метод	Описание	Преимущества	Недостатки	Применение
1	2	3	4.	5
Термическая стерилизация Химическая стерилизация (перекись водорода) Механическая стерилизация	Нагревание насыщенным паром, горячим воздухом, смесью пара и горячего воздуха, экструзивным теплом Обработка перекисью водорода путем: погружения в ванну или ОПО-ласкивания распыления Продувание стерильным воздухом; очистка (щеткой); ультразвуковая ванна; Промывание сильными струями жидкости	На упаковочном материале не остается следов хими-калиев, абсолютно безвреден для обелу кивающего персонала Могут быть стерилизованы пластмассы, менее стойкие к термической формовке Низкие затра-' ты на оборудование	Не может’Применяться для пластмасс, менее, стойких к термической формовке Могут оставаться следы (осадок) на упаковочном материале Может применяться лишь как вспомогательное средство при химической или термической стерилизации	пар/воздух: стаканчики из РР;питательные клапаны ДЛЯ двойной тары бутылки бутылки; стаканчики; (фольга); PE/PS; пакетная .  фольга;картонная тара бутылки; крупные банки; фольга для стаканчиков; фольга для пакетов
36
Продолжение табл. 6
1	2	3	4	5
Облучение Комбинированная стерилизация	Облучение: ИК; УФ-С; Ионизирующие и т'-лучи Ультразвуковая ванна+ УФ-лучи; перекись водорода +УФ-лучи	Экономическая целесообразность при реализации Особенно надежная стерилизация	Эффективны лишь в сочетании с химической стерилизацией Много негативных параметров	у-облучение: двойная тара-упаковочный материал для медицинских целей: УФ-облучение стаканчики, картонная тара фольга, для стаканчиков, картонная тара
Наиболее широкое распространение при асептическом способе упаковывания, помимо "Пюр-Пак", "Ультра-Пак", "Брик-Пак" и "Тетра-Пак" находит и "Тетра Брик Асептик" из комбинированных материалов (для молока), а также пластмассовые стаканчики и'коробочки (для йогуртов, пудингов, десертов и др.) одноразового использования и т.д.
В последнее время получает применение новый вид упаковки-"двойная" тара ("Bag-In-Box") при транспортировке продуктов внутри предприятия, с одного предприятия на другое и в сети общественного питания. Такая упаковка состоит из тонкого пакета, который для придания ему жесткости помещается в контейнер в виде ящика из гофрокартона или бочку. Пакет емкостью от 1,5 л и более при наполнении используется только один раз, а картонный контейнер объемом 1000 л и более является многоразовым.
К системе асептической упаковки-жидких пищевых продуктов относится "Комбиблок" (фирма ПКЛ, Германия). Наряду с молочными продуктами в упаковку "Комбиблок" можно разливать вино, негазированную минеральную
37
воду, соки и др. Специфическое преимущество этой упаковки - наличие в верхней части упаковки незаполненного объема, который можно варьировать от 5 до 70 мл. для взбалтывания при необходимости содержимого упаковки перед употреблением.
Асептическое упаковывание позволяет сохранить органолептические и вкусовые характеристики пищевого продукта значительно дольше , чем при упаковывании в обычных условиях. Проводимая перед расфасовкой продукта его термическая обработка помогает избавиться от вредных микроорганизмов, влияющих на сохранность содержимого упаковки.
Асептическая технология упаковывания в условиях рыночной экономики представляется прогрессивной и подходящей для многих продуктов (главным образом жидких), так как позволяет решать комплексно логистическую задачу производства, хранения, транспортировки и реализации молочной продукции, безалкогольных напитков, легких вин и других жидких продуктов.
5.2.	Упаковка под вакуумом
В процессе хранения многих пищевых продуктов происходят химические и микробиологические изменения, важную роль в которых играют кислород свет и температура в совокупности [1,2].
Особенно чувствительные к окислению белки мяса, рыбы и птицы, которые в мясе из миоглобина пурпурно-красного цвета переходят в• окси-форму ярко-красного цвета, а затем и метмиоглобин - коричневого цвета. При переходе более 50% оксимиоглобина в метмиоглобин мясо становится непригодным к применению. Сыпучие пищевые продукты подвержены сильному окислению вследствие большой площади соприкосновения с кислородом. Для устранения вредного влияния кислорода на продукты используют различные приемы: удаление кислорода, применение защитных газов, замораживание продуктов.
Наиболее доступным является упаковывание' при котором кислород удаляется с помощью вакуума. Для этих целей используют, главным образом, полимерные пленки:ПВХ,ПВХД,ПП, ЗВАЛ, ПА и др. , а также комбинированные материалы с высокими барьерными свойствами.
При вакуум-упаковке мяса чаще всего используют саран,соэкструдат ЗВА/саран, облученный ЭВА, найлон и др. Мясо помещают в полимерный пакет (рис.1), горловину которого вводят в зазор между зажимами сварочного аппарата, продувают воздух в зазор так, чтобы воздушный поток охватывал с двух сторон внешнюю сторону горловин и осуществляют процесс эжекции, в результате которого воздух из пакета удаляется, после чего
38
Рис. 1. Схема вакуумной установки.
1- полимерный пакет, 2- продукт, 3- опорная плита,
4- сварочный инструмент, 5- воздушный поток,
6- предохранительный выступ.
Рис. 2. Схема работы установки “Multivac”:
1- наполнить пакет и поместить его в вакуумную камеру;
2- закрыть крышку камеры;
3- удалить воздух из камеры и загерметизировать пакет;
4- заполнить камеру воздухом, открыть крышку и извлечь пакет.

37
упаковку герметизируют термосваркой. Для вакуумного упаковывания используют чаще термоусадочные пленки, термоформованные материалы и skin-упаковки.
При использовании термоусадочной пленки.продукт,например,кусок мяса,упаковывается в вакууме в термоусадочную пленку с высокими барьерными свойствами: в комбинированный материал, состоящий из слоев полиолефина и ПВХ. При этом первоначальный цвет свежего мяса сохраняется благодаря низкой кислородопроницаемости материала, равной 30 см3/м2. После обертывния куска мяса производится отсос воздуха из .упаковки в специальной камере с последующим обжатием ее при помощи металлического зажима или термосваркой. Такое упаковывание производится на оборудовании, снабженном поворотным столом и одной вакуумной камерой объемом до 0,16 м , позволяющей упаковывать куски мяса длиной до 60 см.
Распространены также термоформованные упаковки для свежего мяса в виде лотка из термопласта (ПО,ПВХ,ПС) или вспененного материала .например. пенополистирол, на котором размещают упаковываемый продукт, а сверху приваривается пленка, из-под которой предварительно выкачивается воздух и создается соответствующий вакуум.
Некоторой разновидностью такой упаковки является упаковка типа skin фирмы Cryovac, повторяющая после термообработки контуры продукта за счет плотного облегания содержимого упаковки ("вторая" кожа).
Для упаковки скоропортящихся продуктов (мяса, мясных продуктов, рыбы, птицы, изделий из них, хлебобулочных и др.) целесообразно применение вакуумной упаковки multivac. Этот процесс происходит за счет высокой степени усадки, которой обладают полимерные пленки, используемые для этих целей (сокращающиеся материалы), подготовленные специальным образом. Применяют также и многослойные пленки, обладающие хорошими облегающими свойствами, которым дополнительно придаются эффективные барьерные свойства, мешающие проникновению кислорода. Не рекомендуется применять при вакуумном упаковывании тонкие мягкие пленки.этот способ не’используется и для упаковки хрупких и легко деформируемых продуктов и продуктов с острыми поверхностями, чтобы не повредить пленку в процессе упаковывания.Способ упаковки методом multlvac представлен на рис. 2.
НО
5.3.	Упаковка в газовой атмосфере
Для упаковывания свежих овощей, фруктов, пищевых продуктов, кулинарных, хлебобулочных, кондитерских изделий и др. в странах Западной Европы и США более 20 лет используют герметичные упаковки с регулируемым и модифицированным составом газовой среды.
Газообразная смесь любого состава внутри упаковки приводит к резкому снижению скорости процесса "дыхания" продукта (газообмен с окружающей средой),замедлению роста микроорганизмов и подавлению процесса гниения, вызванного энзиматическими спорами, следствием чего является увеличение срока хранения продукта в несколько раз.
Различают следующие способы упаковывания в газовой среде (Ш:
-	в среде инертного газа( , С02 , Аг );
-	в регулируемой газовой среде (РГС), когда состав газовой смеси должен изменяться только в заданных пределах, что требует значительных капиталовложений в оборудование и больших расходов на 'Обеспечение оптимальных условий хранения продукции;
-	в модифицированной газовой среде (МГС), когда в начальный период в качестве окружающей среды используется обычный воздух, а затем в зависимости от природы хранящихся продуктов и физических условий окружающей среды, устанавливаются модифицированные условия хранения, но в довольно широких пределах по составу газа.
В технологии упаковывания из соображений технологичности,экономичности и сохранности продукта большее распространение получило' упаковывание в мгс.
Основными газами, применяемыми для упаковки в МГС.являются кислород, углекислый газ.и азот, соотношение которых зависит от типа упаковываемого' продукта, особенно 0г. Кислород является основным газом и его содержание для упаковывания различных продуктов может колебаться от 0 до 80% (см.табл.7) Инертный газ азот используется как наполнитель газовой смеси внутри упаковки, так как он не изменяет цвета мяса и не подавляет рост микроорганизмов. Очевидно, его можно использовать взамен вакуумирования. Углекислый газ подавляет рост бактерий, и при использовании его на ранних стадиях развития микроорганизмов срок хранения упаковываемого продукта.может значительно увеличиться.
41
Таблица 7
Рекомендуемые условия хранения пищевых продуктов и состав МТС
Продукты питания	Температура хранения °C	Состав газовой смеси,%			Сохранность продукта
			сог		
"Дышащие": яблоки	0-5	2-3	1 - 2	равнове-	, а-в
клубника	0-5	10	15-20	сное	а
лук зеленый	0-5	2 - 5	0-2		в
грибы	0-5		10 - 15	__ и __	в
помидоры	8-12	3-5	0		в
"Не дышащие": мясо в ломтиках	0-2	0	80	20	а
мясо красное	0.-2	30	30	40	а
цыплята	0-2	0	30	70	в
белая рыба	0-2	30	40	30	c-d
жирная рыба	0-2	0	60	40	в
охлажденные блюда	0-2	0	20	80	в
сыр	0-2	0	0	* 100	а
выпечка	20 - 22	0	100	0	а
пасты	0-5	0	60	40	а
Обозначения:
а - имеется опыт использования; в - отлично;
с - хорошо;
d - удовлетворительно.
Пищевые продукты можно условно разделить на две группы: "дышащие" (с биохимической метаболической активностью) и "не дышащие" (приготовленные блюда,пасты и др.). В зависимости от этого рекомендуют условия хранения продукта и состав МГС.
При упаковке "дышащих" и "не дышащих" продуктов состав газовой
№
среды существенно отличается: для свежих мясных, продуктов с целью сохранения исходного красного цвета в смеси указанных газов должно быть повышенное содержание 0й и С02 (например. 80-90% и 20-10% соответственно), а при упаковывании свежих фруктоз и овощей пониженное содержание 02 (до 3-8%) и повышенное содержание С02(до 15-20%), т.к. снижение содержания кислорода и повышение содержания углекислого газа замедляют созревание фруктов, задерживают появление мягкости и снижают скорость химических реакций, сопровождающих созревание. Однако при сверхнизком содержании 02 может появиться анаэробное дыхание и нежелательный аромат (вследствии накапливания молекул этанола и ацетальдегида), а повышенное содержание 02 .приводит к появлению ожогов на фруктах и коричневых пятен на другом растительном сырье.
Опыты показали, что оптимальный состав газовой среды для разной свежей продукции индивидуален, но необходимо соблюдать соотношение Рсо2 :Ро2>1,6, которое зависит от сорта.Для этого упаковочный материал должен обладать некоторой кислородопроницаемостью для проникновения 02 внутрь упаковки во избежании анаэробного заражения и порчи продукта со скоростью, обеспечивающей концентрацию 02 внутри упаковки значительно ниже, чем снаружи.При этом проницаемость упаковки по отношению С02 не имеет существенного значения, поскольку оптимальная концентрация углекислого газа поддерживается внутри упаковки за счет процесса "дыхания".
Задачу более высокой проницаемости материала по отношению к 02 при его поступлении и более низкой по отношению к С02 при его отводе путем подбора индивидуального материала решить очень сложно. Для сохранения газовой среды внутри упаковки при хранении свежих плодов используют селективно-проницаемые мембраны с высокой проницаемостью (из силоксановых каучуков),поглотители С02 и паров воды, перфорированные пленочные материалы,мембранные приспособления различной конструкции (в виде окошек различной площади, клапанов, патцубков и т.д.).
Проницаемость различных.полимерных материалов для указанных выше газов приведена в табл.8.
№
Таблица 8
Газопроницаемость полимерных пленочных материалов
	Материал пленочный	Газопроницаемость см3  см/см2  с - см. рт. ст		
		С02	о2	V
1.	ПЭ	1.8-10“10	5.5 Ю“10	2,5- 10“10
2.	ПП	7,0- Ю’10	з.з- ю*10	1,3- Ю’10
3.	ПЭТ-ПЭ	1,11O"10	2,0- 1О’10	6,0-10“10
4.	ПЭТ-ПП	5,6- 10"11	1,4- 10"11	4.0 IO’12
5.	ПЭТ 0,020 мм	1,'6- IO’11	4,0- 10“12	1,2- 1012
6.	ПЭТ			
	металлизированный	2,4- 10’12	5,0- 10"13	1,5- IO'13
7	ПЭТ-ПП			
	металлизированный	1,8-10'12	2,0- 10'13	0,8-10'13
Таким образом, выбор упаковочного материала для хранения овощей и фруктов в МГС определяется скоростью "дыхания" продукта и его проницаемость» по отношению к атмосферным газам, а также температурой хранения.
Указанным требованиям по проницаемости отвечают следующие полимерные пленочные материалы: ПЭВД, ориентированный ПГ1, ПВХ, ПС, ПЭТФ, ПА, саран, СЭВ и др., а также различные ламинаты. Первые два чаще всего используют для упаковки свежих фруктов и обощей. Низкая общая газопроницаемость полиэфирных пленок и пленки саран (поливинилиденхлорид - ПВДХ) обуславливает их использование для упаковывания тех продуктов, которые 'обладают низкими скоростями газообмена.
Высокие барьерные свойства по кислородо- и влагонепроницаемости достигаются при использовании комбинированных, ламинированных и сбэкс-трузионных материалов.
В качестве селективно-проницаемых упаковок для некоторых сортов овощей и фруктов применяют полимерные пленки с микропористыми отверстиями диаметром от 5 до 500 мкм, изготовляемые холодной штамповкой или лазерным способом.
Повышению качества и срока сохранения продуктов, упаковываемых в
№
МГС и РГС, служит использование поглотителей, (газопоглощающих веществ), вводимых в состав полимерной упаковки или укладываемых внутрь нее вместе с пищевыми продуктами, В качестве поглотителей используют вещества, абсорбирующие молекулы 02, С02 или этилена (гашеная известь, активированный древесный уголь, MgO - для поглощения С02,порошкообразное железо - для поглощения 02; КМпО4, порошок строительной глины, фе-нилметилсиликон - для поглощения этилена и др.). Подбирая состав и количество поглотителей, можно точно регулировать состав газовой среды внутри упаковки, создавая лучшие условна внутри упаковки.
Этим целям служит и предварительная обработка продукта и его подбор. Закладываемые на длительное хранение продукты должны быть качественными, чистыми и хорошо подготовленными вплоть до индивидуальной упаковки или обработки химическим способом (напыление- , окунание ). Для повышения срока хранения свежих пищевых продуктов используют еще одну прогрессивную технологию - облучение запечатанных упаковок потоком ионизирующих лучей.
Упаковывание в среде МГС производится на автоматических упаковочных линиях, работающих по схеме: изготовление - заполнение - запечатывание. Линии имеют несколько рабочих узлов: нагрев полотна упаковочного материала, термоформование упаковки, заполнение полостей упаковки продуктом, вакуумирование упаковки, заполнение свободного объема МГС,запечатывание упаковки. Машина обеспечивается системой подачи МГС.
Применение термоусадочной пленки упрощает процесс упаковывания в МГС, т. к. исключает приготовление пакетов и лотков заранее. Усаживаемая при нагреве пленка.обладает высокой кислородонепроницаемостью даже в атмосфере с повышенным содержанием 02(до 70 - 80%) и высокой арома-тонепроницаемостью, хорошо сохраняет первичный цвет свежего мяса и витамин С в сухих концентратах фруктовых соков.
Этот способ упаковывания стал одним из основных, т. к. охватывает большой ассортимент продуктов, эффективен и экономичен в ряде случаев, позволяет создавать МГС внутри индивидуальной упаковки с различными порционными блюдами, транспортной тары и целых хранилищ, значительно повышая . срок хранения продуктов. Основной проблемой массового распространение упаковок в МГС является невозможность изменения размера упаковки без изменения при этом общего бактериостатического действия углекислого газа и,соответственно, без повышения срока -хранения упакованного пищевого продукта. Для решения этой проблемы в Италии был запатентован двухстадийный-процесс хранения продуктов,-основанный на ис-

пользовании известного количества газообразного и твердого С02.
Принцип упаковывания по этому способу, названный "двухфазным", состоит в том, что в упаковку с МГС дополнительно вкладывается некоторое количество "сухого льда", достаточное для насыщения продукта и установления равновесного состояния между содержимым упаковки и газовой средой внутри нее, при этом избыточное давление уравновешивается растворенной фазой.
Впервые этот новый способ был применен в 1&89 г. для упаковывания свежих цыплят. Процесс упаковывания состоит из следующих операций: получение лотков термоформованием, укладка на лоток пищевого продукта и таблетки "сухого льда", замена воздуха на МГС и запечатывание упаковки.
Твердый углекислый газ внутри упаковки начинает возгоняться и давление повышается (гибкая крышка вспучивается), через 12 часов абсорбция газа прекращается и упаковка возвращается к своей первоначальной форме. При t=2-3°C продукт может храниться в течение 50 сугок с высоким уровнем гигиенических и органолептических свойств.
Пример расчета веса таблетки при "двухфазном" способе упаковывания в МГС: цыпленок массой 700 г упаковывается в среде, содержащей 50% С02 и 50% Ng . Упакованный продукт поглощает 650 см3 углекислого газа 'на 1 кг массы, что в перерасчете на 700 г составляет 455 см3. Температура хранения продукта 2-3°С. 1 моль идеального- газа занимает объем 2>.4.л, т. к. молекулярная масса С02 составляет 44г/моль,а 455 см3 газа весят 0,9 г. Таблетку такой массы необходимо добавить внутрь упаковки.
5. 4. Разогреваемая упаковка
Новой областью использования упаковки иВ полимерных и комбинированных материалов явля . я использование ее с упакованным замороженным продуктом для разогрева в микроволновых печах (МВП).
В такой упаковке за рубежом изготавливают большое количество блюд: пицца. * гамбургеры, кукурузные хлопья, готовые к употреблению блюда, кондитерские изделия, мясные и рыбные полуфабрикаты, птица, овощные блюда, продукты длительного хранения и др.
Материалы для микроволновой упаковки (лотки, • тарелки, мешочки и др.) должны отвечать требованиям морозостойкости, теплостойкости и санитарно-гигиеническим при повышенных (200° С) температурах, поэтому микроволновые упаковки должны изготавливаться из термостойких полимеров. таких, как полисульфон, по^иакрилаты, полиамиды и полиимиды,, поликарбонаты. реактопласты, металлизированные термопласты ( ПП, саран и
ЧВ
др. комбинированные материалы) и т.д. В настоящее время микроволновая упаковка изготавливается главным образом из картона с покрытием из ПС или ПЭТФ. Наиболее подходящим полимерным материалом для изготовления такой упаковки показал себя кристаллизующийся при нагреве полиэтилен-терефталат (ПЭТФ), который довольно легко поддается вторичной переработке и является экологически и экономически выгодным по сравнению с металлизированными упаковками, а также упаковками, изготавливаемыми из термореактивной смолы или армированного ПА.
Долговечной и устойчивой к воздействию внешних условий является двухслойная упаковка из ПЭТФ, получаемая методом соэкструзии. состоящая из слоя кристаллизующегося и аморфного полимера (фирма Melinex, США).
Перспективным для этих целей является новый вид ПЭТФ - низкоплотный вспененный кристаллизующийся полимер (торговое название Petlite), из которого изготавливаются листы методом экструзии через плоскощелевую головку с последующей формовкой лотков и др. изделий.
Изделия из вспененного ПЭТФ эффективны для воздушного или микроволнового разогрева пищи, но нецелесообразны для хранения замороженных продуктов-, т. к. обладают высокой изоляцией от холода . что снижает эффективность действия холодильных установок.
Недавно в США была разработана новая конструкция разогреваемой трехслойной упаковки Heatpack из полиэфирной пленки Melinex фирмы ICI. Она представляет собой мелкий лоток, в дне которого вырезается отверстие, запечатываемое пленкой. Лоток заполняется продуктом и упаковывается в пленку, а затем поступает на замораживание (при необходимости) в холодильную камеру. Перед употреблением упаковку опрокидывают на тарелку, а после разогрева снимают и еда остается на тарелке (например, спагетти с соусом). В результате, внешний вид пищи имеет значительно более привлекательный вид, чем при разогреве в обычном лотке с последующим перекладыванием на тарелку.Этот тип упаковки - свидетельство совершенно нового подхода к конструированию ее для микроволновых печей по сравнению с модернизацией уже имеющихся решений.
При разогреве многих видов пищи общим требованием является образование хрустящей корочки на верхней и нижней поверхностях (пицца, кондитерские изделия, мясные блюда, птица, рыба, обваленная в панировочных сухарях, чипсы и др.). Для этих целей используют нагревательные печи с микроволновым элементом, а также комбинированные печи, включающие еще и гриль. Активным 'элементом упаковки для таких печей является

датчик (чувствительный элемент), представляющий тонкий слой металлизированной пленки, концентрирующий микроволновую энергию, которая преобразовывается е тепловую, необходимую для образования корочки. Применяют и другие активные элементы, которые увеличивают интенсивность нагрева в определенных . зонах продукта, а также экранируют отдельные участки, вызывая эффект обработки паром при полностью герметичной упа-'ковке, с последующей вентиляцией по достижении заданной температуры. В таких упаковках возможно использование термочувствительных красок при декоративном ее оформлении, которые изменяют цвет при достижении заданной температуры.
В термоформованных лотках из ПЭТФ металлизация не применяется.
В разогреваемых упаковках существует реальная угроза миграции низкомолекулярных продуктов из полимера в условиях температуры МВП свыше 200°С в разогреваемый продукт. Было установлено, что при таких температурах количество низкомолекулярных веществ, выделяющихся из ПЗТФ с металлизированным слоем в 10 раз превышает количество веществ, выделяющихся из термостойких полимеров, таких, например, как полисульфон, полиэфиримид и др. Кроме того, при деструкции ПЭТФ металлизированный слой пленки перестает выполнять защитные функции, и компоненты адгезива могут проникнуть в пищу. Для устранения этого недостатка предусмотрена новая технология изготовления лотков с .теплочувствительным слоем, исключающая использование адгезива или др. Но, несмотря на эти недостатки, которые могут быть устранены, разогреваемые упаковки удобны в быту и находят все более широкое применение.
' Глава YI. СПОСОБЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УПАКОВКИ
К способам герметизации упаковки относятся сварка и склеивание полимерных материалов, служащие для получения неразъемных соединений. Выбор метода определяется условиями эксплуатации и прежде всего экономическими факторами.
Сварка полимерных упакованных материалов. При упаковке продуктов и промышленных изделий в полимерные упаковочные материалы сборку и укупорку производят чаще всего с помощью сварки. Сварка - способ получения неразъемного соединения пластмассовых деталей, листов, пленок, при котором полностью (или почти полностью) исчезает граница раздела между контактирующими поверхностями, а прочность материала в месте соединения, равно как и все физические свойства, приближаются, а иногда и

становятся равными прочности и физическим свойствам свариваемого материала. Преимущества сварки перед склеиванием состоят в следующем:
1)	возможность соединения трудно склеиваемых поверхностей таких полимеров, как полиолефины;
2)	сокращение трудоемкости процесса за счет исключения операций нанесения клея и сушки, а также подготовки в отдельных случаях поверхности под клей;
3)	возможность механизации и автоматизации процесса.
Конструкция современной упаковки из пленочных или комбинированных материалов может быть представлена тремя основными типами: тип "подушки" либо тетраэдра (Tetra - Рак), в котором на первой стадии формируется рукав из одинарного полотна путем сварки продольного шва. После сварки нижнего поперечного шва производится заполнение образовавшейся емкости. Верхний шов, разрезанный пополам, укупоривает первую и формирует вторую "подушку"; тип "сэндвича", где продукт или изделие помещается на нижнее полотно гладкой или отформованной в виде ячеек пленки и покрывается верхним полотном, затем производится сварка по периметру ячейюц в результате чего образуется пакет; пакет образуется трехсторонним- свариванием свернутого Y - образно одинарного полотна. Швы могут быть самыми разнообразными, в зависимости от выбора материала и метода сборки и укупорки. Процесс сварки основан на аутогезии термопластичных полимеров, носящей преимущественно диффузионный характер и возрастающей с повышением температуры и давления.' а также продолжительности сварки. Образование качественного сварного шва происходит в области вязкого течения, когда при малом давлении достигается хороший контакт.и высокая прочность соединения.
Большое значение для процесса сварки тепловыми методами имеют теплофизические свойства полимеров - теплопроводность, удельная теплоемкость, теплостойкость (см. табл, 9). Количество тепла, необходимое для сварки, значительно изменяется от материала к материалу и может быть различным в зависимости от его толщины, времени выдержки и прикладываемого давления.
В настоящее время применяются различные способы сварки изделий из пластмасс, все они осуществляются с нагревом зоны соединения и без нагрева. К’первой группе относятся способы сварки, в которых используется энергия внешних источников тепла. Это сварка газовыми теплоносителями, различными нагретыми инструментами и присадочным материалом. В этих способах тепло передается свариваемым поверхностям за счет кон

векции, теплопроводности и частичного лучеиспускания.
Таблица 9
Теплофизические свойства полимеров
Полимер	Теплопроводность, ккал/м. ч.гр.	Удельная теплоемкость. ккал/кг. град.	Теплостойкость, град.С
Полиэтилен	0.443	0.306	41-49
Полипропилен	-	0. 460	-
Полистирол	0,133-0,183	0,178	64-69
Полиамиды	 0.288-0,321	0, 222	-
Поливинилхлорид:			
не пластифициро-			
ванный	0.166-0,387	0.111-0,167	57-76
пластифициро-			
ванный	0,166-0, 221	0.167-0.278	-
Полиметилмета-			
крилат	0.255	0.205	71-91
Ко второй группе Относятся способы сварки, в которых теплота генерируется внутри изделия в результате преобразования различных видов энергии. При этом используется преобразования различных видов Энергии: инфракрасного излучения, токов высокой ча'стоты. ультразвуковых колебаний. трения.
Выбор способа сварки зависит от свойств полимера (см.табл.9). вида и толщины свариваемых изделий, типа конструкции, • предъявляемых к ним требований [12]. Каждый способ сварки имеет свои определенные преимущества и ограниченные возможности. Наиболее распространенным способом является сварка нагретым Газом и нагретым инструментом (экономична проста, доступна), сварка токами высокой частоты и ультразвуковая, отличающиеся большой производительностью (см. табл.10).
Контактный тепловой способ заключается в том, что тепло подводится к свариваемым поверхностям с помощью электронагревательных устройств разнообразной конструкции. начиная с электропаяльника и кончая специальным узлом, встроенным б упаковочный автомат. По принципу дейс
50
твия конструктивные схемы контактного способа сварки могут быть разделены на сваривающие устройства челюстного (щипцового) типа периодического действия и ротационного типа непрерывного действия. В свою очередь,- ротационные сваривающие устройства для непрерывной сварки пленок разделяются на аппараты роликового и гусеничного типа. Последние более производительны, дают более качественный шов вследствие большей площади соприкосновения при нагреве и охлаждении под давлением.
Таблица 10
Способы сварки пластмасс
Сварка с нагревом от внешних источников тепла	Нагрев газом: с применением присадочного материала; без присадочного материала. Нагретым инструментом (контактный способ). Нагретым присадочным материалом.
Сварка с нагревом в результате преобразования энергии	Инфракрасного излучения; токов высокой частоты; ультразвуковых колебаний; трения.
Специальные способы сварки	Ядерная, химическая, лазерная, с применением флюса; с помощью растворителей
На рис.З приведена схема сварки нагретым инструментом с односторонним нагревом. На рис.4 - сварка нагретым газом с использованием присадочного материала,-
Термоимпульсный метод сварки (рис. 5) отличается от контактного тем, что в процессе сварки температура рабочих поверхностей меняется под действием импульсов тока; У рабочей поверхности ’ подвижной рамы расположены импульсные нагреватели малой мощности, действующие только в течение небольшой части рабочего цикла. Регулирование температуры сварки производится изменением заданной продолжительности импульсов тока и напряжения, подводимого к нагревательным элементам.
Рис. 3. Схема сварки нагретым инструментом.
I- нагретый инструмент; 2- изоляционная прокладка;
3- свариваемый материал; 4- опора.
Рис. 4. Схема сварки наг ретым £азом.
1 - шланг подачи газа; 2- струя газа; 3- присадочный пруток;
4- свариваемая деталь.
52.
—z
Рис. 5. Схема термоимпульсной сварки.
1- понижающий трансформатор; 2- оправа; 3- накладка;
4- наконечник; 5- электроды; 6- свариваемые пленки;
7- фторопластовая прокладка.
Рис. 6. Схема высокочастотной сварки с электрическим подогревом электродов.
1- свариваемая деталь; 2- электроды; 3- подогреватели.
S3
Рис. 7. Ультразвуковая сварка.
1- рубашка; 2- магнитострикционный преобразователь;
3- трансформатор упругих колебаний; 4- сварочный инструмент -волновод; 5- свариваемые пленки; 6- подставка.
Я
Высокочастотный метод сварки является более производительным по сравнению с описанными выше, но область его применения ограничена тем, что он пригоден только для полярных полимеров (полимеры и сополимеры винилхлорида, винилиденхлорида, полиамиды, полиметилметакрилат, эфиры целлюлозы). Он неприменим для непосредственной сварки полиэтилена,, полистирола и других полимеров с низким коэффициентом диэлектрических потерь (порядка 10). Принцип метода высокочастотной сварки состоит в том, что сварка полимерного материала происходит за счет тепла, возникающего в материале под воздействием электрического поля, создаваемого токами высокой частоты. Конструктивно оборудование для высокочастотной сварки не отличается от используемого для теплововой сварки, но так как рабочие органы сварочного аппарата выполняют роль электородов, их изготавливают из металла, обладающего высокой проводимостью, во избежание нагрева электродов и пригорания материала. На рис.6 приведена схема высокочастотной сварки с электрическим подогревом элетродов.
Ульразвуковой способ сварки основан на возникновении тепла в свариваемом термопластичном материале под воздействием ультразвуковых колебаний. С помощью ультразвука возможно сваривание полимерных материалов, способных переходить в вязкотекучее состояние благодаря теплу, возникающему при поглощении колебаний ультразвуковой частоты (полиэтилен, полипропилен, полиамиды, поливинилхлоридные пластики, а также различные ламинированные материалы). Преимуществом этого способа является отсутствие внутренних напряжений и явлений дезориентации да границе материала и шва, даже при сварке высокоориентированных пленок и снижении требований к чистоте свариваемой поверхности. Хорошо свариваются и загрязненные жирами и порошкообразными продуктами пленки, а также пленки с нанесенной печатью, причем искажения цвета и формы рисунка не происходит. На рис.7 представлена схема сварки с помощью ультразвука.
В тех случаях, когда нагревание полимеров до вязкотекучего состояния нежелательно из-за потери ориентации, нарушения кристаллической структуры в местах нагрева и других причин, применяют химическую сварку. Химическая сварка происходит за счет химического взаимодействия свариваемых материалов (термопластов и реактопластов) чаще всего в присутствии специального вещества, которое вводится в сварной шов и играет роль сшивающей добавки.
Склеивание пластмасс является в настоящее время единственным ме

тодом получения неразъемных герметичных соединений разнородных материалов, например, пластмасс с металлами. Клеи позволяют надежно соединить разнотолщинные детали сложной конфигурации. С одинаковым успехом склеивание применяется как для термопластичных, так и для термореактивных пластмасс. Так. одним из широко распространенных методов получения многослойных материалов является склеивание пленок друг с другом. Основным методом соединения декоративно-облицовочных и пленочных материалов на основе поливинилхлорида с деревянными и металлическими поверхностями, труб из непластифицированяого поливинилхлорида и-т. д. является склеивание. Клеевые соединения имеют высокую атмосферовибро-коррозионную стойкость. Вместе с тем клеевым соединениям присущи и специфические недостатки, которые должны учитываться при выборе метода соединения: отсутствие равнопрочности ‘при различных направлениях приложения нагрузки по отношению к плоскости склеивания; снижение прочности некоторых видов клеев в результате старения, а также токсичность многих полимерных клеев. Склеивание является сложным процессом, обусловленным способностью некоторых веществ или смеси веществ органического или неорганического происхождения при затвердевании в контакте с поверхностями твердых тел прочно соединять эти тела. Вещества, обладающие указанной способностью, называются клеями. Прочность клеевого соединения зависит от сил сцепления клеящего вещества с поверхностями склеиваемых материалов и от прочности самой клеевой прослойки после ее отверждения. Основная трудность при разработке технологического процесса склеивания связана е выбором клея и подготовкой поверхности. Выбор клея должен определяться как химической природой склеиваемых пластмасс, так и условиями эксплуатации клеевого соединения.
Независимо от химической природы полимера клеи должны удовлетворять общим требованиям: иметь хорошую адгезию к соединяемому материалу, быть нетоксичными, обладать достаточной жизнеспособностью и длительным сроком службы.
Глава YII. ДИЗАЙН УПАКОВКИ
Дизайн упаковки тесно связан с графическим дизайном и базируется на инженерно-конструкторском, технологическом, эргономическом,полиграфическом и тому подобных факторов. Кроме того.дизайн упаковки связан с маркетингом и логистикой. Упаковка, а точнее упаковочное изделие, как и лю^ое другое промышленное изделие, должно быть конкурентоспособным на
5(>
современном рынке. Необходимы серьезный анализ.рынка и огромные капиталовложения, чтобы выявить все необходимые факторы,обеспечивающие конкурентоспособность упаковочных изделий. Среди них - высокое качество изделия, его функциональная надежность, гарантийный срок, сравнительно низкая цена и т. д. Продукты одинакового качества, в упаковке одного и того же класса, на одном и том же рынке могут быть быстро раскуплены, а могут и подолгу пылиться на складах или на прилавках магазинов. Эта ситуация заставила производителей обратиться к исследователям. аналитикам рынка, маркетологам. Последние же, наряду с другими факторами, определили, что упаковочное изделие, в котором предлагается товар, обладающее высокими функциональными свойствами и качеством исполнения, еще должно быть и привлекательным.
Рекламные функции упаковки. Учитывая, что до 80% решений сделать ту или иную покупку принимаются потребителями непосредственно в магазине, в маркетинговой стратегии фирм по продвижению продуктов на рынке именно дизайн упаковки вкупе с остальными формами рекламы играет едва ли не самую главную роль. Чаще всего, продукты питания или товары народного потребления мы видим в упаковке и воспринимаем именно по внешнему виду-.
Упаковка товара должна быть запоминающейся, стабильной и узнаваемой. Рекламные компании должны реагировать на малейшие изменения моды, делая акцент на тех или иных свойствах товара, а также использовать всевозможные эффекты, соотнесенные с требованиями времени, настроениями потребителей, традициями и особенностями различных возрастных,- национальных или даже половых групп. Дизайн упаковки не может меняться быстро, он всегда создается на перспективу и призван сочетать в себе сиюминутное и вечное, гармонично сплетая в единый "ударный" образ модное и классическое, современное и традиционное.
В то же время упаковка не должна "работать" любой ценой. Самое худшее - если она введет потребителя в заблуждение и вынудит его купить товар, по своим характеристикам не совпадающий с текстом или изображением на "обложке". Разница между обещанием, заложенным в дизайне упаковки, и реальностью не должна быть настолько велика, чтобы покупатель почувствовал себя одураченным и утратил веру в существование "правдивой" упаковки вообще. Для того, чтобы выдержать конкуренцию. упаковка должна быть не только просто красивой, достоверной и запоминающейся - она должна быть уникальной. В чем может проявляться уникальность? Прежде всего.через такие важнейшие элементы дизайна упа
<7
ковки, как форма, материал, цвет и стиль.
Форма и материал. Форма упаковки непосредственно связана с приро дой самого товара. Так, жидкие, сыпучие и желеобразные продукты, в отличии от твердых, способны "облачаться" практически в любые формы. Практичность, легкость при транспортировке, удобство при хранении и реализации товара - жизненно важные аспекты при выборе формы упаковки. Поэтому наиболее актуальны в настоящее время формы параллелепипеда, куба и цилиндра. Они просты в изготовлении и использовании, практичны и применимы в различных областях производства товаров широкого потребления и пищевых продуктов. Разумеется, если имидж продукта требует "изюминки", можно отойти от стандартной формы.
Материал упаковки способен не только обеспечить сохранность товара, но и придать ему определенный шарм/ С этих позиций наиболее интересно дерево - самый натуральный, теплый, экологичный и к тому же весьма дорогой упаковочный материал. Не менее "презентабельно" стекло, олицетворяющее естественность и чистоту, что особенно важно для упаковки пищевых продуктов и парфюмерии. Стекло позволяет увидеть продукт, поэтому товар в стеклянной упаковке может быть оценен покупателем не только с точки зрения его привлекательности, но и достоверности. Красивый стеклянный сосуд с эффектней этикеткой не может не привлечь внимание покупателя. Такие материалы, как пластик, жесть, алюминий. бумага или. картон менее оригинальны, чем дерево или стекло,но именно из них производится большая часть упаковок во всем мире. Это объясняется их дешевизной, малым весом и достаточной надежностью. Кроме того,восприятие любого упаковочного материала во многом зависит от его качества, возможностей-полиграфии и, в первую'очередь, от дизайнерской идеи.
Цвет - это квинтэссенция упаковки. Именно он посылает нам импульсы, вызывая интуитивно формируемое позитивное или,наоборот,негативное отношение к товару. Выбор цвета зависит и от самого товара, и от используемого материала упаковки, поскольку одни и те же цвета по-разному воспаринимаются не дереве или, к примеру, на пластике. Тем не менее можно выделить основные цветовые группы, наиболее подходящие для упаковки определенных категорий товаров.
Так, синий цвет олицетворяет легкость, свежесть, безопасность. Он используется в упаковке предметов гигиены,чистящих и моющих средств, туалетных принадлежностей. Белый цвет означает чистоту, гигиеничность и используется наряду с синим цветом в упаковке как вышеназванных то
58
варов, так и, например, молочных продуктов. Розовый цвет символизирует деликатность и нежность, что особенно важно для косметики и парфюмерии. Красный же - напротив, означает динамичность, если не сказать агрессивность, энергию, силу. Темные оттенки красного намекают на элегантность, утонченность товара. Ярко-красный подчеркивает вкус, аромат.
В упаковке продуктов желтый цвет ассоциируется с солнцем, хорошей погодой, с сельским ландшафтом и домашней птицей. Вот почему желтый цвет - частый гость на упаковка?: сухих смесей для завтраков, сухих бульонов. Коричневый цвет говорит о традиционности. Товары, упакованные в коричневое, чаще всего адресованы мужчинам. В упаковке продуктов этот цвет (в сочетании с желтым) часто обозначает диетическую пищу. Коричневый плюс красный ~ характерный дизайн для кофейных банок, символизирующий сильный аромат и стимулирующий воздействие напитка.
Зеленый - цвет природы, плодородия, рождающий ощущение мира и спокойствия. Он часто используется для упаковки овощей. Фиолетовый цвет используется редко, хотя надо признать, что иногда он способен рождать ощущение роскоши и экзотики. Он широко применяется при упаковке шоколада с начинкой, йогуртов и других продуктов, в состав которых входят фрукты и ягоды.
Наконец, сочетание черного и золотого применяется для достижения эффекта элегантности и загадочности. То,что таится за подобной упаковкой, непременно должно быть высокого качества и говорить об утонченном вкусе: Обычно так оформляются дорогие духи, украшения и предметы роскоши.
Текстовое оформление и полиграфия. Современный дизайнер упаковки должен уметь выбирать шрифты для текстов, наносимых на упаковку, а также разбираться в современных видах полиграфии, используемых в упаковочном производстве. Он должен иметь представление о всех текстовых материалах, которые необходимо наносить на упаковку, а также о маркировочных знаках, символах и способах и обязательных. или необязательных местах нанесения.
Фирменный стиль и национальные традиции. Эти элементы - неотъемлемая часть дизайна упаковки. Сегодня каждое предприятие, выпускающее пищевую продукцию, товары народного потребления стремится создать свой собственный стиль, который в той или иной мере должен отражаться на всех видах упаковки. Наглядный пример тому - пивная индустрия. Сегодня пиво может быть "паковано" в стеклянные•бутылки разной емкости, в
S9
пластиковые бутылки, в металлические банки и, естественно, что любая известная пивоваренная фирма стремится к тому, чтобы каждая из упаковок была узнаваема потребителем.
Национальные традиции в дизайне упаковки в нашей стране, к сожалению, по известным причинам на долгие годы были забыты, и сегодня при активном внедрении на российский рынок западной продукции с огромным трудом начинают возраждаться. Для создания или восстановления этих традиций дизайнер должен владеть знаниями истории росийского предпринимательства, изучать работу русских художников-дизайнеров прошлого, научиться использовать традиционные элементы художественного оформления в современных условиях[13-17].
Глава VIII. ДЕКОРИРОВАНИЕ УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УПАКОВКИ
Декоративная отделка изделий из полимерных материалов улучшает их внешний вид, повышает.их информационную ценность благодаря нанесению соответствующих надписей и изображений, а также улучшает некоторые эксплуатационные показатели.
Основные процессы, повышающие конкурентоспособность тароупаковочных материалов:
-	окрашивание материалов и изделий;
-	улучшение, качества поверхности;
-	нанесение различными способами печати надписей, рисунков, товарных знаков и других изображений;
-	тиснение;
-	аппликация;
-	металлизация;
-	декалькомания.
Рассмотрим вкратце наиболее распространенные способы улучшения внешнего вида' полимерных материалов.
8.1, Окрашивание
‘Существует два варианта окрашивания пластмассового изделия - либо формование из предварительно окрашенного полимера/ либо окрашивание поверхности готового изделия.
Тара, изготовленная из предварительно окрашенных пластмасс, отличается высокими эстетическими качествами и широко используется. Обычно ее получают прессованием, литьем под давлением или экструзией. Весьма
60
эффективно использование полимерных композиций для производства двух -или многоцветных изделий, у которых различные элементы или внутренняя и внешняя поверхность отличаются по цвету, а также использование многослойных разноцветных пленок, например, для мягкой упаковки молока.
Окрашивание полимеров производят при синтезе или переработке. При синтезе можно ввести пигмента или красители непосредственно в реактор в натуральном виде или предварительно растворив их, например, в мономере. Возможно окрашивание расплава полимера в экструдере на стадии выгрузки реакционной массы из реактора или при грануляции.
При переработке полимеров в изделия применяют окрашивание гранулированными концентратами пигментов, пастообразными концентратами, жидкими пигментными дисперсиями или методом сухого- окрашивания (предварительного опудривания).
Суммарная концентрация пигментов в окрашенной массе обычно не превышает 0,5 - 1,5 %. В концентратах содержание органических пигментов достигает 15-25 %, неорганических- 50 %, а в применяемых в последние годы суперконцентратах- 75 %.
Окрашивание поверхности изделий производят красками или лаками для придания ей блеска или ее защиты от внешних воздействий.
Способы окрашивания: окунание, распыление краски, с помощью кисти, валика или ракеля.
8.2.  Печать
Наиболее часто для полимерной тары и упаковочных материалов используют полиграфическое оформление при помощи многоцветной печати:
-	высокой ’(типографской) или флексографской;
-	плоской или офсетной;
-	глубокой;
-	трафаретной (шелкография).
Кроме классических способов печати для различных видов изделий применяются непрямые методы, когда краска передается печатающими элементами не прямо на материал, а через промежуточный, обычно эластичный цилиндр или лист, что приводит к повышению скорости печати, снижению износа формных элементов, решает технологические проблемы, например, нанесение краски с помощью плоских форм на неплоскую поверхность. Эти методы называют типоофсетными.
Принципы нанесения краски следующие: при шелкографии краску подают через частично закрытый экран или маску. Экран используется тонкоячеистый во избежание непропечатанных областей. Первоначально экран
ei
(трафарет) делали из телка, отчего и произошло название метода, сейчас его делают из синтетической ткани, например, полиамида.
Размер сетки - 200-300 отверстий на дюйм. Маска открывает только те отверстия, сквозь которые происходит окрашивание. Ее удерживают в натянутом состоянии с помощью рамы и валиком или ракелем продавливают краску сквозь отверстия на окрашиваемую поверхность. Затем маску убирают, а краску высушивают.
Шелкография позволяет наносить довольно толстые слои краски, ее используют, когда нужно получить плотные блестящие цвета. При многоцветной печати, когда цвета перекрываются, необходимо использовать несколько масок и сушить каждый слой.
При Флексографии и высокой печати краску.переносят-с поверхности, на которую нанесен рельеф рисунка. Краска имеет пастообразную консистенцию, поэтому ее используют для печати на достаточно жестких поверхностях. Скорость процесса невелика из-за длительной сушки краски.
Флексография широко применяется для печати на полимерных пленках. Обычно в качестве клише используют резиновые пластины с выпуклым рисунком, которые приклеивают к цилиндру. Краску переносят на клише из ванны через гуммированный и растровый (дозирующий краску) вал. Производительность метода высокая - пленку можно протягивать со скоростью до 300 м/мин. ' В качестве растворителей для красок используют обычно легколетучие спирты.
Недостаток метода - трудность воспроизведения тонких деталей.
При фотогравюрной или глубокой печати краску переносят на изделие с выгравированной поверхности, т.е. на которой углублен рисунок.
Обычно поверхность гравюрного вала контактирует непосредственно с окрашиваемой . поверхностью. На вал наносят серию мельчайших отверстий - разной глубины, поэтому различные участки вала захватывают разное количество краски. Избыток краски удаляют при помощи ракеля. На 1 см£ приходится до' 3600 отверстий. Для многоцветной печати необходима сушка после нанесения каждого слоя краски. Скорость печати на пленках достигает 100 - 150 м/мин. Основным недостатком является довольно . высокая стоимость гравированных валов. Она компенсируется их длительной работой и высоким качеством печати тонких деталей.
При методе плоской печати краситель наносят с плоской поверхности. которой придают особые свойства: одну ее часть делают лиофильной, она смачивается красками жировой природы, а другую - гидрофильной (лиофобной) - она краской не смачивается.
Этот метод редко используют для запечатывания изделий из полимерных материалов.
В последние годы разработаны новые способы печати - электростатический, который позволяет наносить на поверхность очень сложные рисунки, и диффузионный, обеспечивающий очень прочную связь красителя с поверхностью полимерного изделия.
8.3.	Тиснение
Тиснение - это способ нанесения красочного изображения на поверхность изделий из различных материалов путем переноса оттиска с металлизированного или пигментированного слоя специальной пленки (переводной фольги) под давлением горячего штампа. Его часто называют сухим способом печати, т. к. он не требует жидких печатных красок и .растворителей. Оттиск получается сразу и не требует какой-либо дополнительной обработки. Сторона фольги, контактирующая с запечатываемой поверхностью изделия, покрывается краской, пигментированный слой отделяется от несущего слоя фольги и соединяется с поверхностью пластмассового изделия. Легкое оплавление поверхности способствует более прочной' фиксации оттиска.
Различают два способа тиснения - лицевой и оборотный. В последнем случае оттиск наносится на тыльную (внутреннюю) сторону прозрачного изделия.
В зависимости от фактуры поверхности штампа и изделия различают три вида оттиска:
-	глубокий, при котором заглубляются тисненые места в результате вдавливания выступающих знаков жесткого штампа (клише) в гладкую поверхность изделия;
-	плоский;
-	рельефный, который образуется в результате контакта гладкой поверхности эластичной пластины с выпуклыми элементами изделия.
Горячее тиснение фольгой выполняется на специальных прессах при подобранном режиме: температуре, времени выдержки и давлении.
Жесткий штамп применяется для глубокого' оттиска, эластичный - для плоского, и рельефного.
8.4.	Аппликация
Так называется способ декорирования продукции путем наложения на поверхность различных элементов из разноцветной кожи, ткани, картона, пластмасс и других материалов. Для полимерных изделий чаще всего используют тонкие разноцветные листы и пленки из того же материала, что
€3'
и основное изделие, ткани, бумага с нанесенным рисунком или текстом.
Элементы аппликации можно закреплять на поверхности приклеиванием или сваркой. Такая аппликация называется накладной. Если элементы аппликации закладывают в форму и закрепляют на изделии в процессе его формования, то такая аппликация называется- заформованной.
Примером могут служить так называемые моющиеся обои (чаще всего поливинилхлоридные) с липким слоем. Они могут использоваться для декорирования различных изделий: вазочек, шкатулок и т. п.. а также для внутренней отделки салонов автомобилей, техники и т.д. Кроме того, метод аппликации используют для маркировки различных упаковок, нанесения рекламных рисунков, инструкций и другой информации.
Заформованной аппликацией получают слоистые пластики, в том числе и из реактопластов, например, посредством пропитывания смолами бумаги или ткани, в дальнейшем отверждаемыми в пресс-форме. Так изготовляют детские игрушки, посуду, пепельницы из аминопластов и меламина. Преимущество этого способа заключается еще и в том. что одно и то же изделие можно получать в одной форме, но. при этом наносить на него различные рисунки, пользуясь сменной аппликацией.
8.5.	-Металлизация
Металлизация пластмасс ' позволяет улучшить декоративные свойства, одновременно придавая поверхности изделий специальные свойства (электро- и теплопроводность, способность отражать лучевую энергию и т.д.), а также снизить проницаемость материалов по отношению к газам, парам и жидкостям.
Металлизированные детали находят широкое применение в автомобилестроении для внутренней и внешней отделки, в электронике, для изготовления печатных схем, антенн, облицовочных изделий аудио- и видеотехники. Металлизируют пластмассовые корпуса часов, детали бытовой техники, галантерейные изделия и многое другое.'
Процесс металлизации может быть осуществлен различными методами:
-	химической металлизацией, когда на поверхность изделия осаждают металл из растворов его солей:
-	химико-гальваническим, когда слой металла наращивается на поверхности электролитическим путем на Проводящем подслое;'
-	методом напыления слоя металла’в вакууме.
Последний способ более всего подходит для металлизации упаковоч-
ЬЧ
ных пленочных материалов. В качестве металла используют алюминий, .кадмий. цинк, медь, олово, хром, никель, титан и другие. Толщина слоя металла при этом не превышает одного микрометра. После напыления слой металла приходится защищать от воздействия внешней среды при" помощи лака. В лак можно добавлять соответствующие красители для имитации покрытия из ценных металлов - золота или серебра.
Менее распространены методы пневмораспыления расплавленного металла и металлизация в псевдоожиженном слое дисперсного металла, нагретого выше температуры плавления полимера.
Металлизация полимерных пленок позволяет экономить до 99 % металла по сравнению с методами, где используется металлическая фольга.
8.6.	Декалькомания
В тех случаях, когда по тем или иным причинам прямое нанесение изображения типографским способом или прямая металлизация неосуществимы, нецелесообразны или не дают нужного эффекта (например, металлизация бумаги), возможно применить косвенный способ переноса изображения. Его предварительно наносят на специальную подложку, с которой оно переносится на поверхность изделия.
Подложку с нанесенным изображением называют декелем, а способ косвенного переноса печатного изображения - декалькоманией.
Различают три вида переноса изображения: мокрый, сухой и термический. Их выбор зависит от свойств полимерных материалов и технологии их переработки. ‘ В качестве материала для подложки используют бумагу с клеевым слоем (всем, известные переводные картинки), полимерную пленку (обычно полиэтилентерефталатную, полипропиленовую или полиэтиленовую), металлическую фольгу и другие подходящие материалы.
Обычно деколи выпускаются на отдельных форматных листах или в виде высечек, соответствующих контуру переводного изображения или контуру поверхности декорируемого изделия.
В деколях для мокрого перевода изображение покрывают водорастворимым клеем. В деколях для сухого перевода подложкой служит пленка, имеющая подходящие прочностные характеристики и низкую адгезию к переводному изображению, что способствует отделению его от подложки при контакте с декорируемым изделием. Для сцепления с изделием используют "невысыхающие" клеи (обычно на основе поливинилбутираля).
Деколи для термического метода имеют подложку с нанесенным на поверхность восковым слоем, который расплавляется при формовании декорируемых изделий и таким образом облегчает отделение рисунка от подлож
65~
ки. Краски изображения обычно обладают способностью диффундировать в поверхностный слой формуемого изделия.
Метод декалькомании для металлизации полимерных пленок или бумаги осуществляют на рулонных материалах с использованием подложек с липким слоем. Его часто называют методом трансферной металлизации
Глава IX. МАРКИРОВКА И КОДИРОВАНИЕ
Упаковка служит визитной карточкой реализуемой продукции и играет значительную роль в товародвижении (логистике). Ее конструктивное и художественное оформление нередко является главным критерием выбора покупки. Упаковка тиражируется миллиардами экземпляров и служит эстетическому воспитанию населения. Вопросы хозяйственные, социальные, технические и эстетические соприкасаются в художественном оформлении упаковки.
Этикетирование и кодирование. Этикетирование осуществляется на конечном этапе параллельно с заполнением и запечатыванием упаковки и представляет собой контроль за грузами, т.е. товародвижение.
Различные упаковочные материалы (бумага,картон, стекло, металл, пластмассы) требуют своего оборудования, работающего по различным принципам, однако к настоящему времени разработано упаковочное оборудование, где этикетирование производится одинаковым способом для какой-либо одной группы упаковываемых товаров,например, для баночных упаковок, напитков, лекарств.
Для изготовления этикеток используют самоклеющиеся полимерные материалы или жидкий клей, на которые наносится специальный код методом печатания по оптимальной технологии. При этом необходимо математическое обеспечение для управления всей системой создания этикеток
В настоящее время преобладают три системы: turnkey, включающая принтер, ЭВМ и математичесое обеспечение для отдельных упаковок; гибкие программы off-the-shelf для персональных ЭВМ и программы In-house, обеспечивающих эффективное решение специфических задач этикетирования.
Выбор конкретного метода и системы этикетирования производится с учетом нескольких параметров:
1)	потребности в этикетках данного типа (формат,количество наносимых данных и др.);
2)	источника поступления новой информации для нанесения на этикетки (встроенное в линию устройство или центральная ЭВМ);
66
3)	рентабельности используемых программ;
4)	уровня оценки операторов.
С помощью каждой из перечисленных программ в этикетку можно вводить следующие сведения: наименование страны фирмы- изготовителя товаров, адрес фирмы, номер партии и индексы товара, дату изготовления товара, серийный номер товара в виде штрихового кода, различного рода дополнительную информацию (предуперждающие надписи, защищенность патентами, ссылки на нормативно-техническую документацию и др.)
Обилие в последнее время всевозможных этикеток разных размеров и цветов, содержащих цифровую и буквенную информацию, а также штриховые коды, расположенные горизонтально и вертикально побудили Международную ассоциацию товарной нумерации EAN разработать глобальный .стандарт. Этот стандарт и товарный код EAN позволили революционизировать всю систему этикетирования и контроля за грузами. Стандарт вооружает всех участников торговой операции единым инструментом идентификации грузовых поддонов, контейнеров и всех упаковочных средств. Он имеет явное преимущество перед применимыми ранее внутренними системами кодирования.
Новые унифицированные этикетки расчитаны-как на машинную обработку, так и на ручную. Этикетки EAN представляют единый глобальный подход контроля за грузами в упаковке во всем мире.
Неотъемлемой составной частью этикеток EAN для отображения ийфор-мации в виде штриховых кодов представляется символика ИСС/EAN 128, которая позволяет отобразить в одном штриховом коде несколько "^ообще-EAN и информация, касающаяся сроков его хранения, могут быть объединены в одном символе, что значительно облегчает процесс ввода данных при помощи сканирующих устройств.
Штриховое кодирование, являющееся методом маркировки,составляет часть автоматической идентификационной системы (АИ), представляющей лишь составную часть более крупной системы. Этот метод находит широкое применение в различных отраслях промышленности, учреждениях, особенно в розничной торговле и здравоохранеии.
Типичная система штрихового кодирования состоит из печатающего устройства для изготовления необходимых этикеток со штриховым кодом или для печатания штриховых кодов прямо на изделие, из зонда или считывающего устройства,терминала данных, программного обеспечения, а также интерфейсов, .т.е. из системы нанесения, считывания и проверки штрихового кода. *
Структура штрихового кода EAN, Штриховой код EAN действует на Европейском континент^ с 1977 г.. а в бывшем СССР - с 1987 г. Он состоит из черных штрихов и белых промежутков разной ширины, выражающих цифры 1 и 0. язык ЭВМ. В коде EAN каждой цифре соответствует обозначение, состоящее из двух темных линий и двух пробелов. Ширина каждого обозначения всегда одинакова и различается только шириной штрихов и пробелов. Мерой ширины линий и пробелов служит модуль, ширина которого составляет 0,33 мм. Каждое обозначение согласуется с соседним, и если предыдущая цифра оканч’иватся штрихом, то следующая цифра (обозначение) должна начинаться пробелом и наоборот.
Как правило, каждый товар описываемый кодом EAN состоит из 13 знаков (цифр), отвечающих номеру товара (EAN - 13). Реже (для товаров, имеющих небольшие размеры) может использоваться более короткий код, состоящий из 8 цифр (EAN-8). Код EAN не включает в себя закодированную стоимость товара; она вводится в память ЭВМ, откуда подается команде на кассу.
Расшифровка кода EAN и считывание. Возьмем конкретное обозначение товара кодом EAN-13, например, 544900000996. Первые две цифры (54) обозначают страну производителя продукта ("флаг" страны), следующие пять цифр (49000) - предприятие - изготовитель, еще пять (00996) - наименование товара, его потребительские свойства, размер, массу, цвет. Последняя цифра (6) - контрольная, используется для проверки правильности считывания штриха сканером. Возможен также вариант, когда" для страны-изготовителя отводится три знака, а для кода предприятия - четыре.
Таблица 11
Штриховые коды потребительских товаров.(EAN-13)
00 -09	- США и Канада	64	- Финляндия
30-37	- Франция	690	- Китай
380	- Болгария	70	- Норвегия
383	- Словения	729	- Израиль
385	- Хорватия	73	- Швеция
400-440	- Германия	76	- Швейцария
450-459	- Россия	80-83	- Италия
4605	- Латвия	84	- Испания
63
Продолжение табл.11
471	- Тайвань	850	- Куба
474 -	Эстония	859	- Чехия и Сло-
489	- Гонгконг		вакия
45-49	- Япония	860	- Югославия
50	- Великобритания	869	- Турция
520	-> Греция	,	87	- Нидерланды
529	- Кипр	880	- Южная Корея
535	- Мальта	'885	- Таиланд
539	- Ирландия	90-91	- Австрия
54	- Бельгия и Люксембург	93	- Австралия
560	- Португалия		
569	- Исландия		
57	- Дания		
590	- Польша		
599	- Венгрия		
В 1987 г. Ассоциация EAN закрепила за СССР десять трехзначных кодов (префиксов) - с 460 по 469. Если. например, имелся товар с кодом 4691251000010, то он обозначал десертный шоколад "Люкс" массой 100 г Московской кондитерской фабрики "Красный Октябрь", а не "Рот-Фронт", именно шоколад, а не эрзац-фальшивку, т. е.код позволяет устанавливать помимо указанных факторов еще и качество продукта (товара).
Представляющий собой серию темных линий, отделенных друг от друга пробелами.штриховой код легко считывается электронными лазерными уст-' ройствами - сканерами, расположенными в' нескольких точках по трассе движения товара.
Статистические исследования показали, что при считывании кодов могут быть ошибки. Количество ошибочно считываемых кодов может составлять от 1 до 20 % от общего числа сделанных покупок. Это обусловлено несколькими причинами, главными из которых являются:
1) .ошибеи при нанесений типографской печати (недостаточная конт-расность,несоблюдение полей пропорции уменьшения, дефекты по ширине штрихов и расстояний между ними);
2) ошибки при считывании вследствие неправильного кодирования, когда один и тот же товар может иметь разные обозначения штрихового кода и наоборот, а также -из-за неверно произведенного кодирования.
№
когда через упаковочный материал может просвечивать другой код.
Для устранения указанных недостатков разработаны рекомендации по нанесению штрихового кода на упаковки различной формы. Качество кода EAN определяется способом нанесения типографской печати,ее четкости, степенью контрастности между линиями и пробелами,фоном подложки, на которую наносится типографская печать.
Нанесение кода на этикетку или упаковку и его размещение, Штриховой код можно наносить на этикетку или упаковку любым типографским способом. Для получения четкого кода в зависимости от размера линий и кода в целом рекомендуется использовать следующие типографские печати: офсетная печать - размер 1 высокая печать - размер 2 плоская печать - размер 3 (сухой офсет) глубокая печать - размер 3 шелкотрафаретная печать и печать с пленки - размер 4 флексокграфская печать на бумаге и пленке,термодекалькомания - размер 5
Для печати штрихового кода существуют пленочные трафареты, массовый выпуск которых организован во многих странах.
пля нанесения штрихового кода на самоприклеивающиеся этикетки чаще используют метод термопечати. При выборе способа печати кода следует иметь в виду, что читаемость и выразительность изображения кода зависит от нескольких факторов:
-	размера символа кода в сочетании с возможностями печати;
-	комбинации красок для выполнения кода упаковочного материала.
В том случае,если фон материала упаковки не имеет чистой окраски, то пробелы между штрихами рекомендуется выполнять цветом, контрастирующим с цветом штриха,например,белым,оранжевым,ярко-красным. Для выполнения штрихов рекомендуется выбирать один из следующих цветов: черный, гранатовый, темно-зеленый,темно- эричневый и зелено-гранатовый. Чаще всего. штриховые линчи выполняются черным цветом, а пробелы - белым.
Выбор размера штрихового кода и размер символа EAN на упаковке
УО
представляет сложную задачу, решению которой конструктор новой упаковки должен уделить существенное внимание. При этом необходимо учитывать мнение изготовителя и методы обработки товара. Размер и местоположение штрихового кода влияют на скорость обработки товара при покупке у кассового аппарата, где код считывается. Его необходимо наносить так, чтобы упаковку легко было взять и без труда поднести к окошечку считывающего устройства.
Применение стандартной унифицированной этикетки EAN дает всем пользователям больше преимущества и значительно повышает эффективность всех операций по траспортировке, обработке, складированию и продаже' товаров, значительно упрощая логистику упаковки.
Материалы для этикеток. Материалы для этикеток играют .далеко не последнюю роль при оформлении внешнего вида упаковки и нанесения кода. Чаще всего для этих целей используется бумага. Известно до 20 наименований этнкгтсчнсй бумаги. которая различается по сорту, марке, виду, каждому из которых присущи свои специфические свойства - от совсем тонкой массой 50 г/м2 до 90 г/м2 .различной гладкости, глазированная и не глазированная, с покрытием и без и т.д.
Для изготовления легко приклеиваемых этикеток, содержащих информацию. маркировку или штриховой код применяют многослойные композиционные материалы (МКМ) с постоянно липким клеевым слоем, структурная схема которого представлена на рис. 8.'
В качестве основы используют различные виды бумаги (писчс~ марки A N 0, картографическая офсетная 1, некоторые виды этикеточной и специальных мелованных бумаг от 70 до 120 г/м2 ), а также полимерные пленочные материалы, металлизированные пленки и фольгу.
Для изготовления МКМ применяют клеевые композиции трех видов: на основе каучуков и органических растворителей; на основе водных дисперсий и клей-расплавы. отвечающие требованиям однородности, стабильности свойств в течение длительного времени, имеющие технологические параметры ( вязкость, продолжительность высыхания и др.), соответствующие условиям нанесения, а также адгезионно-когезионные показатели, обеспечивающие возможности нанесения и надежное закрепление этикетки на упаковке. Наиболее перспективными являются клеи-расплавы из термопластичных полимеров и сополимеров, главным образом линейные блоксополимеры типа А-Б-А, а также сополимеры этилена с винилацетатом с содержанием последнего от 10 до 50% смеси из сополимера с ПИБ и его производными, низкомолекулярным ПЭ, сополимером винилацетата с винилхлоридом.
И
1
Рис. 8. Структурная схема многослойного покрытия.
1- основа липкого материала;
2- невысыхающий клеевой слой;
3- антиадгезионное покрытие;
4- основа защитной бумаги.
Рис. 9. Знак экомаркировки
Рис. 11. Знак “Зеленая точка”
' (Der Grune Punkt).
Рис. 12. Упаковка повторного или многократного использования.
Рис. 13. Упаковка частично или полностью производимая из вторичного сырья.
Более прогрессивными технологиями самоклеющихся этикеток являются технологии липких аппликаций и этикеток, которые наносятся непосредственно потребителем, в структурной схеме которых отсутствует основа защитной бумаги (слой 36). Данная технология значительно расширяет ассортимент основ липкой апликации, в качестве которой, помимо бумаги, фольги, полимерной пленки, могут быть использованы ткань, кожа, ледерин. коленкор, специальные пленки и др.
В системе ЕС предпринимаются значительные усилия по введению унифицированного подхода к экомаркировке. Основой ее в соответствии с требованиями ЕС является знак, изображенный на рис.9, выполненный в двух цветах ( зеленом и голубом) или черным цветом по белому, или белым цветом на черном фоне.
К этой же группе относятся знаки, обозначающие изделия, поддающиеся вторичной переработке ( ресайклингу) и/или полученные в результате вторичной переработки. Существуют разнообразные изображения этих знаков. Наиболее распространенными являются такие, которые отображают замкнутый цикл "создание-применение-утилизация-воссоздание"’и т.д. с указанием материала, поддающегося переработке. Пример одного из таких знаков изображен на рис. 10 ( с указанием внутри материала упаковки: 4-ПЭИД или LDPE).
Одним из наиболее часто'встречающихся на упаковке знаков является "Der Grune Punkt" (Зеленая точка); изображенный на рис.И.
Этот знак представляет немецкую компанию "Der Grune Punk* Duales System Deutschland-Gesellschaft fur Abfallvermeidung und Sekundarroys-toffge-wlnnung ( сокращенно DSD ). деятельность которой в Германии способствует решению проблемы уменьшения бытовых отходов путем их вторичной переработки в соответствии с принятым Министерством окружающей среды ФРГ "Декретом об упаковке".
Специальные местные компании от имени DSD осуществляют сбор использованных упаковочных материалов, их сортировку по видам материала ( стекло, пласмасса, бумага, картон, металл) и отправку их гарантам -организациям .по переработке вторичных ресурсов, что все вместе и составляет ."Дуальную систему". Финансовую основу этой системы составляет продажа маркирования упаковки знаком "Зеленая точка".
В большинстве развитых стран мира решение проблемы утилизации бытовых отходов, основную долю которых составляют упаковочные материалы, осуществляется по двум основным направлениям:
повторное (многократное) использование:

- вторичная переработка в различные изделия.
В связи с этим встает вопрос идентификации упаковки, которая может быть повторно использована и/или подвергнута вторичной переработке, что необходимо для облегчения сбора и сортировки отходов для дальнейшей обработки.
В соответствии с этими требованиями упаковка должна маркироваться следующими знаками.
1.	Упаковка повторного или mi огократного использования:
-	восстанавливаемая (поддающаяся вторичной переработке с извлечением пользы) упаковка (рис.12);
-	упаковка частично или полностью производимая из вторичного-сырья: при этом указывается процентное соотношение вторичных материалов (рис.13).
При необходимости для идентификации материалов,из которых изготавливается упаковка, на нее наносятся цифровые или буквенные обозначения, располагаемые в центре и устанавливающие вид материала:
пластмасса	- от 1 до 19;
бумага и картон	- от 20 до 39;
металлы	- от 40 до 49;
дерево	- от 50 до 59;
текстиль	- от 60 до 69;
стекло	- от 70 до 79.
Для пластмассы -установлены следующие цифровые обозначения:
1	-	ПЭТФ
2	-	ПЭНД
3	-	ПВХ
4	-	. ПЭВД
5	ПП
6	-	ПС
7	- -др. полимеры
2. Знаки,призывающие к сбережению окружающей среды. Знаки зтой группы чаще всего встречаются на упаковках потребительских товаров и их смысл сводится к призыву не сорить, поддерживать чистоту и сдавать упаковку для вторичной переработки.
В качестве основы этого вида знаков часто используются изображения соответствующих знаков I-й группы,сопровождаемые характерной надписью.
Vi
3. Знаки, отражающие опасность предмета для окружающей среды и вводящиеся на пересечении областей применения, предупредительной экомаркировки.
Примерами такой маркировки могут служить знаки, обозначающие опасность тех или иных -везшеств для морской флоры и фауны при их перевозке водными путями,а также знаки "Опасно для окружающей среды”,используемые в рамках законодательства ЕС о классификации, упаковке и маркировке опасных веществ и препаратов.
К сожалению, у нас в стране экомаркировка еще не получила широкого признания, и на отечественной продукции эта маркировка почти не встречается. Единый подход к экологической маркировке в России - дело будущего.
Глава X. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УПАКОВКИ
К упаковке для продуктов питания предъявляются,как известно,весьма жесткие требования. Для установления соответствия выбранных свойств упаковочных материалов и упаковки техническим требованиям проводятся испытания,- которые можно разделить на три группы:
1.	Санитарно-гигиенические;
2.	Испытания материалов, определяющие:
-	общие свойства (толщина, удельный вес. влагосодержание, зольность);
-	механические свойства (сопротивление раздиру, деформированию, разрыву при растяжении, расслаиванию, продавливанию, .изгибу, излому и прорыву; модуль упругости; длительное сопротивление изгибу);
-	сорбционные свойства (впитываемость воды и масел);
-	поверхностные свойства (степень белизны, глянец, коэффициент трения, гладкость, оптические);
-	свойства проницаемости (воздухе-, водо-.парс-.газо-,жиро-,масло-, аромате-, светопроницаемость);
-	особые свойства (деформация при увлажнении, бороздостой-кость, пригодность к нанесению печати).
3.	Испытания упаковок,определяющие:
-	относительно'предельно допустимую нагрузку при статическом изгибе;
-	относительно предельно допустимую нагрузку при свободном падении (испытание сбрасыванием-);
75"
-	относительно предельно допустимую нагрузку при вибрациях;
-	герметичность (прочность сварного шва и др.)
Гигиенические испытания (ГОСТ 22648) предусматривают исследование огранолептических и санитарно-химических показателей всех видов пластмасс, разрешенных Минздравом Российской.,Федерации для изготовления изделий непосредственно или опосредованно контактирующих с пищевыми продуктами, питьевой водой, косметическими и лекарственными препаратами,а также для игрушек, использования в медицине,строительстве и быту.
Испытания материалов предусматривают изучение их физико-механических свойств с целью правильного выбора материала для изготовления упаковки соответствующего продукта питания, а испытание упаковки - ее эксплуатационных свойств с целью прогнозирования срока службы.
Контроль таро-упаковочных материалов и упаковки является составной частью нормативно-технической документации (НТД) метрологического обеспечения качества продуктов питания,входящей в систему "ТУ(ГОСТ) - контроль - МВИ (методики выполнения измерений)". Это обеспечивает предприятие-изготовитель и потребителей необходимыми материалами для проведения работ по контролю качества упаковки и таро-упаковочных материалов.
Как правило, все указанные методы испытаний тестированы и приведены в соответствующих ТУ (ГОСТах) или специальной литературе.
Существенную роль в сохранности упаковочного продукта и выборе упаковки играет знание его потребительских свойств,обеспечиваемых защитной функцией упаковки,которые составляют предмет товароведческих знаний. Эти знания после проведения соответствующих исследований целесообразно представлять' в виде энциклопедии.' Они необходимы широкому кругу заинтересованных лиц при тестеровании вновь разрабатываемых упаковок и подготовке производства, а также при закупке, контроле поступающего товара и при производстве и контроле его качества.
По этой ‘ причине товароведческие критерии осуществляются наряду с гигиеническими,техническими и эстетическими оценками продукта и упаковки. Это является условием того, что продукт сможет достичь, качества, гарантируемого изготовителем. Используемая упаковка не должна вводить в заблуждение потребителя относительно количества и качества упакованного продукта.
Первая задача решается довольно просто - установлением контроля за степенью наполнения упаковки. Для решения второй задачи необходимы особые критерии оценки качественных изменений потребительских свойств
76
продукта и упаковки, достигаемые путем товароведческой оценки,которая' на сегодняшний де^ь позволяет оценить до 80% их.
Товароведческие критерии оценки упаковки включают:
-	общее впечатление;
	- внешний вид;
-	габариты;
-	наименование изделия;
-	информацию о свойствах и применении продукта.
Эти критерии необходимо учитывать для первичной оценки при выборе упаковки соответствующего продукта
Глава XI. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УПАКОВКИ
Экологическим проблемам развития человеческого общества в настоящее время уделяется большое внимание’ такими организациями,., как ООН [18]. В частности, экологическим аспектам упаковывания продукции в последние годы уделяют все большее и большее внимание, что проявляется в использовании естественно возобновляемого сырья,в увеличечении ассимиляции бытовых и производственных отходов [19].
Наиболее важным фактором,влияющим- на ухудшение экологической обстановки, связанным с производством упаковок для пищевых продуктов,является медленный темп ассимиляции отходов полимерных материалов при их производстве и после их использования по основному назначению. Должно пройти примерно 80 лет, пока под воздействием света,тепла, влаги, микроорганизмов полимерный материал деградирует настолько,что его компоненты будут усвоены природой. Однако в соответствии с прогнозами специалистов, предполагается дальнейшее расширение использования полимерных материалов для упаковки пищевых продуктов.
По данным гидрологов, . исследовавших окрестности старых мусорных свалок в течение 20 лет на площади 50 га, подземные воды в этой зоне содержат в 2-3 раза больше H2SO4, Sr, в 10-20 раз больше Na. в 4-60 раз С12... Грунт обогащен Pb, Zn. Си. Cr.Nl. Загрязнения распространяется на расстояние двух километров.
Всемирная организация GREENPEACE ведет борьбу против применения поливинилхлорида,поскольку содержащиеся в нем остатки мономера канцерогенны. Свалка поливинилхлорида - экологическая бомба замедленного действия.
77
Вообще следует оттметить что в Европе все большее значение придается борьбе с мусором. В странах ЕЭС ожидается введение единого закона, направленного на предупреждение нарастания объемов твердого мусора. Основная цель этого закона - снизить опасность загрязнения окружающей среды и активизировать деятельность по стандартизации упаковок и упаковочных- материалов, а также развивать рынки сбыта вторичных материалов. В связи с возрастающей угрозой превращения нашей планеты в непригодную для нормального существования человеческого сообщества в ряде развитых стран приняты соответствующие законы по защите оружающей среды. В частности, в США приняты законы, запрещающие применять трудно утилизируемые упаковочные материалы [20].В Германии издан закон об обязательном использовании изготовителями, поставщиками и продавцами напитков многооборотных бутылок [21]. ‘Вышло постановление министра по защите окружающей среды, в котором дается курс на уменьшение отходов [22].
В настоящее время на практике широко внедряется так называемый "интегрированный" подход к утилизации отходов, предусматривающий целую комбинацию действий, включая меры по сокращению общего количества отходов, их утилизации, повторного использования восстановленного продукта и захоранению.
Снизить вредные экологические последствия использованных упаковок пищевой продукции на окружающую среду можно различными путями: сбор и вторичная переработка использованных упаковок традиционными способами; использование полимерных полимерных композиций, способных переходить в раствор и подвергаться вторичной переработке, разработка и использование биоразлагающихся полимерных материалов. Возможно также сжигание использованных упаковок с использованием фильтров, улавливающих вредные летучие продукты.
Предполагается, что в Германии в ближайшие годы будет повторно перерабатываться 80 % полимерных упаковок. Вопросы организации повторной переработки использованных полимерных материалов уже давно остро стоят в России и других странах СНГ.
В Нидерландах разработана система сбора, транспортировки, сортировки и повторной переработки упаковок до 60%. Намечена также замена опасных для окружающей среды упаковочных материалов (например, ПВ.Х и ПВДХ) на материалы, не выделяющие при их уничтожении вредных соединений и легко подвергаемые вторичной переработке.
Для повторной переработки в изделия требуется решение проблемы
7<?
разделения пластмасс, таких, как полиэтилен высокого и низкого давления, смесей полиэтилена и полипропилена. Повторная переработка должна сочетаться с существенным улучшением комплекса эксплуатационных свойств материала или, по крайней мере, с появлением новых важных для эксплуатации свойств. Для этого необходимо разрабатывать соответствующие технологии и оборудование [10,23,24].
В США разрабатывают новое оборудование для повторной переработки полимерных изделий. Например, двухчервячный экструдер, не допускающий вспенивания смеси полимеров при переработке. Разработана конструкция экструдера, внутрь которого подается струя перегретого пара для очистки полимеров от примесей во время их плавления.
Особое внимание уделяется вопросам сбора и повторного использования упаковок из полиэтилентерефталата (ПЭТ). В Нидерландах разработана автоматическая сортировка и отбор ПЭТ-упаковок из бытового мусора. Из вторичного ПЭТ изготавливают лотки, ящики для бутылок, а также упаковки для непищевых продуктов, бутылки для кетчуцр, состоящие из двух слоев: вторичного полимера и поливинилового спирта.
Несомненный интерес представляют полимеры, растворимые в воде. Использованию полимерных композиций, способных переходить в раствор и подвергаться вторичной переработке, посвящены усилия исследователей разных стран. Так, например, в США создан новый полимер Envlroplast для замены таких упаковочных материалов как ПС.ПВХ и бумага. Он может деструктировать в воде и подвергаться вторичной переработке. Этот материал не содержит крахмал и не подвергается биоразложению. Он представляет собой смесь поликсиметилена или полиоксиэтилена с совместимыми с ними полимерами.
Envlroplast допущен к контакту с пищевыми продуктами. Основной кислородосодержащей компонент полимерной композиции быстро растворяется в горячей воде, но он не растворяется и не плавится в горячих органических жидкостях. Из него можно изготавливать крышки для бутылок с питьевой водой или использовать в сочетании с восковым покрытием. Время растворения можно варьировать от нескольких часов до нескольких дней и недель, что достигается изменением соотношения компонентов полимерной композиции.
Фирмой Bolland Inc (Швейцария) создана модификация полимерного м ггериала на основе полистирола, которая растворяется в щелочных растворах в течение 40 минут. С этой целью при полимеризации полистирола в жромолекулы вводят атомные группировки инициирующие его разложение
49
при попадании на свалки (под воздействием влаги,микроорганизмов и некоторых водорастворимых солей металлов). По-видимому,к числу деградирующих факторов следует отнести и солнечный свет. Повторная переработка такого материала дешевле, чем переработка обычного полистирола:
Недавно на рынках некоторых стран Западной Европы, США и Японии появились пленки, покрытия,бутылки,литьевые изделия, способные растворяться в воде за 15-45 минут. Эти полимерные материалы изготавливают на основе поливинилового спирта (ПВС). Они плучили торговое название Vlnex. Фирма Air Products and Chemicals Inc (США) разработала новую технологию производства саморазлагающихся полимеров. Теплостойкость ПВС повысили, синтезировав сополимеры семейства Vlnex из мономерных единиц винилового спирта и винилацетата. Он выпускается в виде "таблетированного" материала, перерабатываемого традиционными способами и легко поддается утилизации при помощи влаги и широко распространенных-микроорганизмов. Испльзуют его при обертывании товаров, не содержащих влаги, а также для ламинирования бумаги с целью повышения устойчивости к смазочным материалам,
В Италии появился новый саморазлагающийся полимер Mater-Bi (фирма Novamont),используемый, для упаковки. Вего состав входит полиамид, смешанный с легко окисляющимися гидрофильными полимерными соединениями с низким значением молекулярной массы. Самопроизвольное разложение обеспечивают вводимые в состав полимерной пленочной композиции полигидроксибутират и полигидроксибутиратвалерат. Механическая прочность готовых маткриалов и изделий практически такая же. как у обычного ПЭ.
В последнее десятилетие появился ряд разработок по производству полимеров из картофеля, соломы и банановых либтьев. Разработка биораз-лагающихся полимеров в большинстве случаев (помимо рассмотренных выше) основана на использовании в качестве наполнителя крахмала. Так, например, в Канаде планируется изготовление пленочных изделий из полипропилена с крахмальным наполнителем. Это способствует саморазложению ПП код действием окружающих факторов.
Фирма Warner-Lambert Со (США) создала новый термопластичный полимер Поvon. Он способен к биодеградации как по аэробному, так и анаэробному механизмам в присутствии влаги. Он перерабатывается в изделия экструзией, литьем и поливом. Применяется для одноразовых упаковок и саморазлагающихся материалов для пищевой, медицинской и других отраслей промышленности. По механическим свойствам он занимает промежуточное между ПС и ПП.
80
В США предполагается изготавливать из саморазлагающихся полимеров вручаемые в магазинах сумки. В связи с этим начата разработка полимера из картофельных очисток, превращаемых на первой стадии в глюкозу, а затем окисляемых в молочную кислоту. Последняя вводится в состав полимеров и сополимеров. Фирма Bio Pack Niderland специализируется на производств полностью биоразлагаемых амортизирующихся материалов из соломы и банановых листьев.
Это наиболее признанные пути. Известны и менее популярные’ но также эффективные. Так, например, предложено использовать специальные безвр»?дные вещества, наносимые на поверхность готовых к употреблению продуктов или полуфабрикатов и выполняющие роль защитных упаковок. Это направление развивалось в проблемной лаборатории МГУПБ. Было установлено, что полимерные покрытия, формируемые непосредственно на продуктах питания, обладают высокими защитными свойствами. Проведенные испытания показали, что применение покрытий из водных дисперсий полимера, формируемых,например, на сырах, по сравнению с традиционными, позволяет снизить трудовые затраты на изготовление сыра на 10%, сократить потери продукта на 2% и получить существенный экономический эффект. В состав веществ,выполняющих роль защитных упаковок, могут также входить натуральные органические соединения типа целлюлозы или протеинов. Нанесение их может осуществляться напылением "набрызгиванием" или "окунанием" в раствор. После приготовления блюда пленку можно не удалять, так как она съедобна
Таким образом, рассмотрение экологических аспектов упаковывания пищевых продуктов позволяет сделать вывод о том, что они являются в настоящее время одним из наиболее важных при принятии инженерных решений о способах упаковывания данного вида продукции.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1	,Гуль В. Е.,Белицкая О.Н. Пленочные полимерные материалы для упаковки пищевых продуктов.-М.: Пищевая промышленность,1968.-278 с.
2	.Гуль В.Е. Полимеры сохраняют продукты.-М.: Знание, 1985.-127 с.
З	.Снежко А. Г.,Кузнецова Л. С. .Борисова 3. С., Розанцев Э.Г. Антимикробная защита мясной и молочной продукции //Пищевая промышленность. 1995. N 1.С.23.
4	.Соломенно М.Г.. Шредер В.Л.. Кривошей В. Н. Тара из полимерных ма териалов. -М.:Химия,1990. 300 с.
5	.Любешкина Е.Г.Применение полимерной тары в народном хозяйстве, -м.;Химия, 1987. -63 с.
6	. Муравин Я.Г.,Толмачева М.Н.,Додонов А. М.Применение полимерных и комбинированных материалов для упаковки пищевых продуктов.-М.: Агропромиздат, 1985.205 с.
7	.Гуль В.Е..Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. -М.:Лабиринт,1994.367 с.
8	. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов.-М.: Химия, 1974.С.179-181.
9	.Краткий терминологический словарь по упаковке//Тара'и упаковка. 1993. N 1.С.39
10	.Гуль В. Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс.-М.: Химия, 1985.-399 с.'
11	.Полимерные пленки для выращивания и хранения плодов и овощей/ Под.ред. С.В.Генеля,В.Е.Гуля. М.: Химия, 1985. 230 с.-
12	.Тростянская Е.Б.,Комаров Г.В., Шишкин В.А. Сварка пластмасс. -М.:Машиностроение, 1967.246 с.
13	.Журнал "Тара и упаковка" 1990-1995 гг.Рубрики "Школа- графического дизайна" и "Мастера графического дизайна".
14	.Немцов И. Дизайн упаковки//Тара и упаковка.1995.N2. С. 38-41.
15	.Steven Sonslno. Verpa'kungs desin Augustus Verlag Augsburg 1990.P.176.	. 
16	. Giovanni Brunazzl. "Pak,zage Design" Antonio Ghlorzo Editore 1993. P. 190.	*
17	. Торговая реклама и упаковка г. России Х1Х-ХХ вв: Каталог выставки из фонда Государственного Исторического музея.

18	.Коптюг В. А. Конференция ООН по окружающей ' среде.//Российский химический журнал. 1993. N 4. С. 4-11.
19	Гуль В.Е. Полимерная упаковка - экологический аспект//Тара и упаковка. 1993. N4. С. 5-7.
20	.Testin R.F..Vergano Р.J.Frozen Food Digest. 1991, v. 7,N.1,P.52.
21	.Экспресс информация. Тара и упаковка,1993.N25.С.2.
22	.New Verpackung, 1992, V. 45. N6. Р. 3,
23	.Каган Д.Ф. ,Гуль В. Е., Самарина Л.Д. Многослойные и комбинированные пленочные материалы.-М.:Химия, 1989.-284 с.
24	.Полимерная тара и упаковка /Под ред.С. В.Генеля, М.:Химия,1980.-265 с.
85