Современные инновационные решения в производстве упаковочных материалов

В связи со все увеличивающимся количеством населения, проживающего в городах, продолжает повышаться спрос на упакованные продукты питания. Это требует все более развитой логистики в сочетании с предложением упаковок, отвечающих по своим характеристикам изменяющимся требованиям потребителей продовольственных изделий. Кроме того, современные упаковки должны помочь улучшить качество и безопасность продуктов питания и уменьшить количество испорченных и неиспользуемых продовольственных изделий. В то время как тематика повышения минимальных сроков хранения продуктов все чаще становится предметом внимания со стороны общественности, продовольственные производители при сотрудничестве с производителями упаковок продолжают интенсивно работать над более эффективными решениями по переработке и упаковке продуктов питания.

Стремление к использованию новых упаковочных решений на основе более легких, более прозрачных и более надежных и гибких в производстве материалов неизбежно приводит к изменению технологического мышления на мясоперерабатывающих предприятиях. Уже сейчас на рынке предлагаются решения, позволяющие оптимизировать энергоэффективность и гибкость существующего оборудования: так, например, все более реальным становится применение пленочных упаковок, выдерживающих высокие нагрузки при автоклавировании и позволяющих предлагать покупателям совершенно новые виды упакованных мясных изделий. [9,11]

Последние машиностроительные разработки с самого начала предусматривают одновременное использование как металлосодержащих, так и пластиковых упаковок. В то время как производители пластмасс разрабатывают все более эффективные и специфические исходные материалы, упаковочные производители успешно работают над созданием инновационных пленочных технологий для новых видов упаковок. Эти новые упаковки не только позволяют добиваться более длительных сроков хранения и делать их применение более удобным (например, при их открытии и повторном закрытии), но и предлагают новые, интересные дизайнерские возможности. В настоящее время в мясной промышленность растут требования к более индивидуальной брендовой презентации своих изделий. Удовлетворение этих требований подразумевает наличие большего многообразия упаковок, отвечающих изменяющимся пожеланиям и привычкам потребителей.

Достижение высокой безопасности продуктов питания – одна из наиболее важных целей при развитии новых упаковочных решений. Особенно внутри упаковок свежеупакованных продуктов питания наблюдаются высокие показатели относительной влажности, связанные с транспирационными и/или дыхательными процессами. Происходящие в результате этих процессов образование конденсата и перераспределение воды в продукте приводят к потере его свежести и ухудшению его качества. Высокая относительная влажность и наличие конденсированной воды способствуют росту микроорганизмов внутри упаковки (плесени, бактерий и дрожжей). С другой стороны, нежелательна и слишком низкая влажность, так как она приводит к высыханию изделия. Тому, как добиться идеального климата, точнее говоря, идеальной относительной влажности внутри упаковки, посвящены последние исследования отечественных ученых. [9,11]

Для сокращения объемов полимерного мусора принимаются законы, внедряются новые материалы, в том числе биопластики, совершенствуются методы сортировки, компостирования и переработки отходов. Наряду с этим создаются технологии повторного использования, восстановления и рециклинга полимеров. Полимерные отходы включают около 38 % полиэтиленов, 20 % поливинилхлорида и его производных, 15 % полистирола, 8 % полипропилена, 19 % полиэтилентерефталата, полиамидов и др. а каждого человека за год в мире приходится 100-150 кг упаковочных отходов.

По прогнозам, мировой спрос на оборудование для переработки пластмасс в период до 2016г. будет повышаться на 6-и % в год и достигнет 28,9 млрд. долл. Благодаря увеличению производства продукции из пластиков и благоприятному климату. Североамериканский спрос на рециклинговое оборудование вырастет с 2,64 млрд. до 3,43 млрд. т при среднегодовом темпе прироста 5,4 % (за 2005-2010 гг. он, наоборот снизился до 3,15 млрд. долл.). На Китай будет приходиться 40 % всего прироста спроса. Из основных типов оборудования наибольший прирост будет в секторе экструзионных машин. Литьевые машины останутся крупнейшим сегментом рынка, на термопластавтоматомы будет приходиться 40 % всего спроса на оборудование для переработки пластмасс.

Второе направление сокращения упаковочных отходов, по которому проводятся интенсивные исследования, - возможность биоутилизации высокомолекулярных синтетических полимеров макроорганизмами (животные, высшие растения) и микроорганизмами (бактерии, грибы), селективно действующими на полимер.

Для исследований биополимеров разрабатывается нормативно-техническая и испытательная база. Стандартизацией методов оценки поведения биоразлагаемых полимеров в различных условиях окружающей среды занимаются международные организации – Европейский комитет по стандартизации, Американское общество по тестированию и материалам, Международная организация по стандартизации, Немецкий институт по нормативам. Стандарты по методам испытаний на способность к биодеградации предполагают использование разных критериев оценки в зависимости от модельной среды (почва, компост, вода пресная и морская, под воздействие солнечного света), в которой может разрушаться материал.

В процессе биоразложения изменяется химическая структура материала и получаются натуральные продукты обмена веществ. При синтезе биоразлагаемых полимеров и сополимеров основной упор сделан на варьирование строения мономеров, и преимущественно в основную цепь входят мономеры молочной кислоты – полилактиды. Однако пока нельзя делать однозначных выводов о полноте их деструкции.

Применение биоразлагаемых изделий должно предлагать и экономическую целесообразность. Свыше 70 фирм в мире производят такие пластики. За более чем 30-летний опыт производства потребность рынка в биоразлагаемых материалах в Европе составила 500 тыс. т в год, однако продажи не превысили 40 тыс. т, т.е. 0,1 % объемов мирового производства пластиков. Вопреки ожиданиям (прогнозировалось, что биопластики быстро заменят 20 % полимеров), им не удалось завоевать и 1-2 % рынка.

Что препятствует распространению биополимеров в упаковке?

Во-первых, характеристики биопластиков не отвечают ожиданиям владельцев торговых марок и потребителей. Средний потребитель думает, что выброшенная упаковка быстро сама разложится и мусора не останется. Теоретически и такой пластик можно создать, но он не выдержит нагрузки в процессе производства, перевозки, не обеспечит нормального срока годности, безопасности продукта и барьерных свойств, т.е. не выполнит роль упаковки.

Во-вторых, биопластики пока не признаны равноправным объектом рынка. Даже если есть постоянные заказчики и продавцы новой продукции, от выпуска до коммерциализации необходимо от 8 до 16 мес. Производство биопластиков относится к сельскому хозяйству, а не полимерной промышленности, и игрокам нового рынка надо изучать цепочку поставок, систему продаж в индустрии пластмасс. Производители биопластиков начинали этот бизнес не так давно и с ограниченными кадровыми ресурсами для маркетинга, реализации и сервиса.