sobota, 05 grudzień 2020
czwartek, 16 lipiec 2020 11:01

Właściwości i funkcje opakowań w przemyśle mięsnym

Przemysł mięsny ze względu na swą dynamikę rozwoju w zakresie tworzenia różnych produktów wykreował w ostatnich latach zupełnie nowe potrzeby w zakresie produkcji opakowań. Powoduje i powodować to będzie w najbliższym czasie zwiększony popyt na różnego rodzaju opakowania z tworzyw sztucznych. Są to opakowania wypierające często w coraz szerszym stopniu tradycyjne opakowania z papieru, tektury, blachy czy szkła, których główną funkcją jest chronić produkt, ułatwić przemieszczanie, magazynowanie oraz oddziaływanie na percepcję konsumenta.

W przemyśle mięsnym tworzywa sztuczne znalazły zastosowanie do celów opakowaniowych w postaci folii i laminatów, jak również opakowań jednostkowych i transportowych. Zwiększony popyt na tego rodzaju opakowania jest uzasadniony ze względów nie tylko ekonomicznych, ale i funkcjonalnych. Wraz ze wzrostem zainteresowania producentów żywności nowymi rozwiązaniami w temacie tworzenia nowych rozwiązań dla tworzyw sztucznych spowodowane jest większymi wymaganiami ze strony konsumentów, którzy oczekują od opakowania szeregu funkcji. Producenci opakowań poszukują zatem rozwiązań, które zapewnią lepsze właściwości materiałów opakowaniowych, takie jak: odpowiednia barierowość w stosunku do gazów, ochrona przed promieniowaniem UV, wydłużenie okresu przechowywania, transparentność, aż w końcu ekologiczność.

Do produkcji opakowań z tworzyw sztucznych w największych ilościach zużywa się sześciu podstawowych polimerów: polietylenu niskiej gęstości (LDPE), polichlorku winylu (PVC), polipropylenu (PP), polietylenu wysokiej gęstości (HDPE), polistyrenu (PS) i poliamidów. Stanowią one aż 85% ogółu tworzyw sztucznych przeznaczonych na cele opakowaniowe. Światowa produkcja i wykorzystanie tworzyw sztucznych z roku na rok sukcesywnie wzrasta (rysunek 1).

 Artykul Opakowania foliowe 2

Rysunek 1. Światowa produkcja tworzyw sztucznych od roku 1950 z prognozą do 2020 roku (mln ton)

W przemyśle mięsnym obok opakowań jednostkowych wykonanych z surowców naturalnych (osłonki naturalne) lub blachy stalowej czy aluminiowej oraz szkła stosuje się całą gamę opakowań z tworzyw syntetycznych – folie, tacki, woreczki, osłonki oraz pojemniki, które mają bezpośredni kontakt z surowcem czy gotowym produktem. Obecnie najpopularniejszą grupę opakowań stosowaną w branży mięsnej stanowią folie wielowarstwowe, czyli laminaty. Do ich produkcji wykorzystuje się następujące materiały i ich pochodne: PE, PET, PA, PP, PS, PVC, EVOH, PVDC. Tworzywa sztuczne znalazły zastosowanie do celów opakowaniowych w postaci folii i laminatów, jak również opakowań jednostkowych i transportowych. Zwiększony popyt na tego rodzaju opakowania jest uzasadniony ze względów nie tylko ekonomicznych, ale i funkcjonalnych. Wraz ze wzrostem zainteresowania producentów żywności nowymi rozwiązaniami w temacie tworzenia nowych rozwiązań dla tworzyw sztucznych spowodowane jest większymi wymaganiami ze strony konsumentów, którzy oczekują od opakowania szeregu funkcji. Producenci opakowań poszukują zatem rozwiązań, które zapewnią lepsze właściwości materiałów opakowaniowych, takie jak: odpowiednia barierowość w stosunku do gazów, ochrona przed promieniowaniem UV, wydłużenie okresu przechowywania, transparentność, aż w końcu ekologiczność.

Rozwój opakowań giętkich wynika z zapotrzebowania różnych gałęzi przemysłu na ich coraz bardziej zróżnicowane formy i zwiększające się wymagania co do ich własności. Opakowanie to obecnie integralna część sprzedawanego produktu. Ma zapewnić mu ochronę, zabezpieczyć przed wpływem warunków transportu i przechowywania. Opakowanie dobierane jest pod kątem własności użytkowych na etapie produkcji (np. mrożenie, sterylizacja), sposobu użycia przez ostatecznego konsumenta (łatwo otwierane, z możliwością powtórnego zamknięcia). Ekonomika produkcji wymaga, aby opakowania nie sprawiały problemów na etapie pakowania produktów – wydajność procesu pakowania to często istotny element w procesie doboru lub optymalizacji opakowań. Ciągły nacisk na redukcję kosztów powoduje zmniejszanie grubości materiałów opakowaniowych bez kompromisu co do ich własności. Mimo zmniejszenia grubości nadal oczekuje się wymaganych własności mechanicznych, stabilnych własności powierzchni (poślizg, napięcie powierzchniowe, połysk), odpowiedniej barierowości. Aby spełnić te wymagania, opakowania giętkie stały się już wiele lat temu wielowarstwowe. Obecnie coraz powszechniej używa się materiałów wielowarstwowych również tam, gdzie dotychczas nie było takiej potrzeby. Dzięki laminowaniu warstw o różnych własnościach materiały - mimo tej samej lub mniejszej grubości - mogą charakteryzować się lepszą sztywnością, połyskiem czy barierowością, zaś nadruk międzywarstwowy zapewnia atrakcyjniejszy wygląd opakowania. Najczęstszą metodą formowania opakowań podczas procesu pakowania jest zgrzewanie. Do tego potrzebna jest warstwa zgrzewalna. Powszechnie stosowanym materiałem w warstwach zgrzewalnych jest polietylen. Z racji dużej różnorodności maszyn pakujących i typów opakowań „standing pouch”, (torebka formowana w maszynie pionowej, torebka stojąca, torebka formowana w maszynie poziomej typu „flow-pack” itd.) w praktyce stosuje się wiele różnych folii polietylenowych, które własnościami muszą odpowiadać wymaganiom opakowania i formującej je maszyny. Nastręcza to problemy logistyczne firmom produkującym opakowania, gdyż wymaga zaopatrywania się w wiele specyfikacji folii polietylenowych, a dobór właściwej folii do laminatu musi być weryfikowany próbami w warunkach produkcyjnych (zarówno na etapie produkcji opakowań, jak i samego procesu pakowania).

Spośród całej gamy różnych opakowań rosnące znaczenie zyskują laminaty, czyli opakowania wielowarstwowe z warstwą stanowiącą barierę dla gazów. Laminaty, czyli folie wielowarstwowe składające się z różnych polimerów, a także zawierające folię aluminiową i niejednokrotnie papier, stanowią grupę materiałów opakowaniowych o stałym wzroście zużycia i znaczenia w dziedzinie pakowania żywności.  Kiedyś pakowano prawie wszystko w papier, który nie do końca był dobrym zabezpieczeniem żywności podczas przechowywania. Dzisiaj znane są właściwości tworzyw, które pozwalają na dostosowania konkretnego tworzywa sztucznego do odpowiedniego produktu spożywczego, czy surowca w zależności w jakiej formie ma być przechowywany, transportowany czy eksponowany w ladzie chłodniczej. Spośród całego szeregu tworzyw sztucznych stanowiących bazę materiałową do wytwarzania różnych opakowań, największą dynamikę rozwoju wykazują folie. Wyróżnia się różne rodzaje folii z tworzyw sztucznych (Rys. 2).

Artykul Opakowania foliowe 3

Rysunek 2. Podział folii z tworzyw sztucznych

Krótka charakterystyka folii z tworzyw sztucznych wykorzystywanych w przemyśle mięsnym pozwoli przybliżyć ogrom możliwości jakie przemysł opakowaniowy ma jeszcze przed sobą. Obecnie folie giętkie stanowią najpoważniejszą grupę opakowaniową stosowaną przez producentów żywności, a ich znaczenie ciągle rośnie. Są to folie, które po uformowaniu i napełnieniu opakowania ulegają odkształceniu, często dostosowując swój kształt do zawartości.

O tak szerokim wykorzystaniu folii giętkich decydują podstawowe zalety:

- relatywnie najniższe koszty pakowania w porównaniu z innymi alternatywnymi materiałami opakowaniowymi;

- możliwość łączenia ich ze sobą lub z innymi foliami w celu doboru odpowiedniej barierowości lub wytrzymałości mechanicznej, optymalnej dla danego produktu mięsnego;

- skuteczna ochrona zapakowanych wyrobów przed uszkodzeniami mechanicznymi i wysoka barierowość w przypadku gazów;

- szeroki asortyment i duże możliwości doboru folii zgodnie ze wskazaniami ochrony produktu;

- łatwość zadrukowywania powierzchni wysokiej jakości wzorami graficznymi, przy zastosowaniu różnych technik drukarskich;

- możliwość pakowania praktycznie wszystkich produktów mięsnych;

- możliwość pasteryzacji i sterylizacji produktów w opakowaniach foliowych;

- istotne oszczędności w procesie magazynowania i transportu opakowań oraz zapakowanych wyrobów;

- możliwość częściowej lub całkowitej ochrony przed światłem (folie metalizowane lub laminaty z zawartością folii aluminiowej);

- łatwość formowania opakowań;

- możliwość pakowania próżniowego lub w atmosferze różnych gazów;

- łatwość poddawania recyklingowi i spalaniu oraz brak negatywnego oddziaływania na środowisko;

- możliwość wtopienia lub wklejenia wielokrotnych zamknięć błyskawicznych typu wciskowego zwanych zamknięciami strunowymi. 

Najprostszym podziałem folii opakowaniowych jest podział uwzględniający ich skład chemiczny i właściwości:

Folie polietylenowe

Folie PE mogą być produkowane metodą rozdmuchu lub wylewania. Charakteryzują się bardzo niską przepuszczalnością pary wodnej, przepuszczają natomiast tlen i ditlenek węgla. Mają wysoką odporność zarówno na niskie, jak i wysokie temperatury, wysoką przezroczystością oraz stosunkowo niską ceną. Wadą tych folii jest to, że chłoną substancje zapachowe przechowywanych produktów. W grupie tej występuje szeroki asortyment folii o zróżnicowanym przeznaczeniu:

- folie LDPE termokurczliwe do łączenia kilku opakowań jednostkowych w formie tzw. zgrzewek;

- folie LDPE rozciągliwe, tzw. „stretch”, do pakowania produktów mięsnych i drobiowych na tackach;

- folie orientowane HDPE, posiadające tzw. „pamięć skrętu”;

- folie LLDPE i LDPE jako składnik wielu laminatów, np.: papier/LDPE, PET/PE, PET/AL/LDPE;

- folie specjalne typu HDPE przypominające wyglądem papier, służące do pakowania smalcu, masła i margaryny;

- powlekane np.: PE/EVOH, PE/PVDC lub metalizowane. 

Folie polipropylenowe

Folie te są aktualnie jedną z najpopularniejszych grup folii na świecie. Cechują się grubością od 12 do 800 µm, dobrymi własnościami optycznymi i barierowymi w stosunku do tlenu i pary wodnej, wysoką wytrzymałością mechaniczną i dużą odpornością na temperaturę (do 230ºC). Otrzymuje się je metodą wytłaczania szczelinowego lub z rozdmuchem, w postaci tzw. rękawa polipropylenu. Najczęściej dzielą się na dwie podstawowe grupy:

- nieorientowane (PP), stosowane przede wszystkim jako składnik niektórych laminatów, najczęściej o konstrukcji OPP/PP; 

- orientowane (OPP), są to folie spienione zwane inaczej perlistymi, białe, metalizowane, o zróżnicowanym połysku i poślizgu, o niskiej temperaturze zgrzewu, powlekane warstwami barierowymi PVDC, EVOH lub akrylem. Wykorzystuje się je w formie laminatów OPP/OPP lub OPP/metOPP do pakowania produktów mięsnych.

Folie z polichlorku winylu

Folie wykonane z PVC, przy odpowiedniej technologii ich produkcji i bez zawartości monomeru polichlorku winylu, są najbardziej bezpieczne w bezpośrednim kontakcie z wieloma produktami spożywczymi. Ich półprzepuszczalność dla pary wodnej i innych gazów czyni je niezwykle przydatnymi do pakowania żywności. Świeże produkty spożywcze mogą wówczas „oddychać”, utrzymując określony poziom aktywności wody na swojej powierzchni.

W tej grupie występują dwa rodzaje folii PVC:

- termokurczliwe, są to folie orientowane produkowane w procesie rozdmuchu. Charakteryzują się wysoką przezroczystością, małą grubością rzędu 15 – 35 μm i niską temperaturą obkurczania (80° – 120ºC);

- folie rozciągliwe, są to bardzo cienkie folie o grubości rzędu 10 – 20 μm, dużej rozciągliwości dochodzącej do 300%, wysokiej przepuszczalności dla gazów, w tym tlenu, ditlenku węgla i pary wodnej, przezroczyste, odporne na rozdzieranie i przebicie. 

Folie poliestrowe

Folie poliestrowe PET stanowią aktualnie poważną grupę folii, które zyskują coraz więcej zwolenników na całym świecie. Produkuje się je w technologii wylewania i dwukierunkowej orientacji. Dzięki swoim bardzo dobrym właściwościom mechanicznym, wysokiej barierowości w stosunku do gazów, dużej odporności na temperaturę (do 250ºC), wysokiej przezroczystości, ostatnio coraz dostępniejszej cenie oraz możliwości zakupu, zakres ich zastosowań ulega ciągłemu rozszerzeniu. Największym odbiorcą tego tworzywa jest przemysł opakowaniowy, który zużywa 37% łącznej produkcji. W tym przemyśle zużycie folii PET w ostatnich latach wykazuje największą dynamikę wzrostu, wynoszącą ok. 11% rocznie.

Folie poliestrowe giętkie, w formie jednorodnej, mają bardzo ograniczone zastosowanie, natomiast pokryte warstwą termozgrzewalną w drodze współwytłaczania lub lakierowania są często stosowane do pakowania następujących produktów:

- świeżych wędlin w atmosferze modyfikowanej;

- żywności mrożonej przeznaczonej do późniejszego podgrzania w piekarnikach kuchni tradycyjnych lub w kuchenkach mikrofalowych w temperaturze do 220ºC;

- gotowych dań, sałatek, kanapek, masła i dżemów, w postaci warstwy pokrywkowej w opakowaniach termoformowalnych;

- pizzy;

- pierożków w atmosferze modyfikowanej. 

Folie poliamidowe

Folie poliamidowe występują w postaci nieorientowanej i podwójnie orientowanej, najczęściej o grubości 0,015 – 1,0 mm.  Są nietoksyczne, przezroczyste i bezzapachowe, odporne na tłuszcze i promieniowanie UV. Charakteryzują się dość dobrą barierowością w stosunku do tlenu i aromatów, natomiast niską dla pary wodnej. Są bardzo wytrzymałe na rozciąganie i przebicie oraz odporne na wysoką temperaturę. Temperatura topnienia folii poliamidowych jest wyższa od 185ºC. Folie te zachowują swoje właściwości w temperaturze nawet do -70ºC. Tak duża odporność na niskie i wysokie temperatury umożliwia obróbkę termiczną produktu w opakowaniu. 

Folie aluminiowe

Do pakowania żywności wykorzystuje się wyłącznie folie aluminiowe odtłuszczone i wyżarzone o grubości od 7 do 20 μm. Mają ograniczone zastosowanie jako folie jednorodne, natomiast często po pokryciu lakierem termozgrzewalnym są stosowane jako wieczka opakowań termoformowalnych i stanowią składnik wielu laminatów, w których ważna jest idealna bariera dla światła oraz wszelkich gazów. Charakteryzują się one następującymi właściwościami:

- wysoką ochroną (barierą) przed dostępem tlenu, światła i wilgoci;

- odpornością na działanie wysokiej temperatury tzn. folia aluminiowa może być poddawana ogrzewaniu w wysokiej temperaturze bez ryzyka zmiany kształtu lub topnienia;

- dają się łatwo formować, tłoczyć i giąć, zachowując nadany kształt;

- wysoką przewodnością cieplną;

- podatnością na zadrukowanie;

- neutralnością smakową i opornością chemiczną w stosunku do zawartości opakowania;

- czystością mikrobiologiczną;

- łatwością laminowania.

Wszystkie wyżej wymienione właściwości przyczyniły się do tego, że folia aluminiowa stała się nieodłącznym składnikiem wielu materiałów opakowaniowych. 

Folie „EcoLean”

Folie tego typu występują głównie w postaci folii grubej dwu- lub więcej warstwowej, o grubości 0,25 - 2,00 mm lub w postaci tzw. rękawa, o grubości 0,030 - 0,25 mm. Charakteryzują się wysoką barierowością w stosunku do tlenu i pary wodnej, a także są odporne na działanie wysokich i niskich temperatur. Właściwość ta stwarza możliwość zamrażania zapakowanego produktu i odgrzewania w kuchence mikrofalowej. W przemyśle spożywczym stosowane są do smalcu, margaryny, masła i produktów masłopodobnych.

Folie z celulozy regenerowanej 

Folia celulozowa produkowana jest metodą wiskozową tj. przez regenerację celulozy z roztworu celulozoksantogenianu sodowego, za pomocą kwaśnej kąpieli. W czystej postaci rzadko ma zastosowanie praktyczne z uwagi na wysoką wrażliwość na działanie wilgoci i niskiej temperatury, dlatego poddawana jest dalszym obróbkom metalizacji, powlekaniu powłokami ochronnymi i barierowymi oraz lakierem termozgrzewalnym. Charakteryzuje się dobrymi właściwościami mechanicznymi i barierowymi w stosunku do tlenu oraz wysoką odpornością na działanie wysokiej temperatury. Możliwość łączenia celofanu z innymi foliami np.: PE, PP, PET czy aluminiową, rozszerza możliwości pakowania wielu produktów mięsnych.

Podsumowanie

Pomimo wszystkich niezaprzeczalnie pozytywnych właściwości folii opakowaniowych, pozwalających na ich szerokie zastosowanie w przemyśle mięsnym, w przeszłości i obecnie, występowała i występuje konieczność opracowywania nowych, barierowych folii wielowarstwowych o optymalnych właściwościach, dostosowanych do zmieniających się wymagań rynku spożywczego. Mając na uwadze typ i wzornictwo  opakowania, zawsze decydujące są i będą preferencje konsumenta, ponieważ to on ma największy wpływ na zastosowanie opakowania danego produktu mięsnego, zgodnie ze swoimi przyzwyczajeniami kulturowymi, nawykami i sytuacją ekonomiczną. Krajowe firmy opakowaniowe w coraz większym stopniu projektują i produkują opakowania oraz opracowują systemy pakowania, stosując materiały opakowaniowe i technologie produkcji zgodnie z normami międzynarodowymi lub dostosowane do przepisów, które obowiązują w skali międzynarodowej, w tym również w Unii Europejskiej. A kierując się wymaganiami klientów, powstają nowsze, bardziej dostosowane do życia codziennego, wymagającego konsumenta. Jednym słowem odpowiednio dobrane opakowanie decyduje o jakości zapakowanej żywności i coraz częściej jest wyznacznikiem żywotności i sukcesu rynkowego dla danego produktu mięsnego. 

 

dr inż. Aleksandra Berezowska

Skomentuj

Upewnij się, że zostały wprowadzone wszystkie wymagane informacje oznaczone gwiazdką (*). Kod HTML jest niedozwolony.

Najlepsi dostawcy i producenci maszyn, przypraw, chemii przemysłowej i opakowań zamieszczają swoje reklamy na naszych łamach. Firma WOMAT zajmuje się również kompleksową obsługą medialną i reklamową podmiotów gospodarczych. Zapewniamy wykonanie zlecenia - od projektu do ostatecznej realizacji.

Newsletter

Najważniejsze informacje Cie nie ominą...

Nie spamujemy, też nie lubimy spamu....

Please publish modules in offcanvas position.