ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

1/2012

123456

УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

ТЕМА НОМЕРА

Повышение качества

комбинированных полимерных

материалов и дизайн упаковки

Ключевые слова:

комбинированные

полимерные материалы; дизайн упа%

ковки; ультразвуковая обработка; по%

лиэтилен.

Key words:

combined polymeric

materials; design of packaging;

ultrasonic treatment; polyethylene.

УДК 621.798.4:66.084

Упаковочная индустрия – наибо%

лее интенсивно и эффективно раз%

вивающаяся отрасль экономики.

Упаковка – неотъемлемая часть тех%

нологического процесса производ%

ства и реализации любого пищевого

продукта, и играет важную роль в

сохранении его качества. Комплекс

требований, предъявляемых к упа%

ковочным материалам, непрерывно

расширяется, в том числе в связи с

использованием высокоскоростных

технологических линий и оборудо%

вания. Поэтому разработка новых и

совершенствование существующих

технологических процессов произ%

водства упаковочных материалов –

актуальная задача сегодняшнего дня

[1].

При выборе материала и способа

упаковки исходят, прежде всего, из

специфических свойств пищевого

продукта, требуемого срока годнос%

ти, возможных биохимических из%

менений продукта, вероятности его

взаимодействия с упаковкой, степе%

ни защиты от влияния негативных

внешних факторов. Тип и структура

упаковочного материала влияют и на

затраты при его использовании. По%

лимеры – материалы, наиболее пол%

но отвечающие современным требо%

ваниям. Наряду с однослойными

пленками для упаковки пищевых

продуктов все шире применяют мно%

гослойные (МПМ) и комбинирован%

ные пленочные материалы (КПМ),

так как за счет комбинирования по%

лимерных материалов друг с дру%

гом, бумагой, металлами, а также их

модификации можно достичь улуч%

шения качества упаковки.

Для жидких продуктов питания

(молоко, кефир, соки, вина и пр.)

распространены материалы на осно%

ве бумаги и нескольких слоев поли%

олефинов, получаемые методом эк%

струзионного ламинирования [2].

При производстве КПМ в качестве

герметизирующего термосваривае%

мого слоя и слоя, обеспечивающего

адгезионное взаимодействие между

слоями, наиболее широко применя%

ют ПЭНП. Однако низкая свободная

поверхностная энергия ПЭНП и, сле%

довательно, ограниченная способ%

ность к адгезионному взаимодей%

ствию обусловливают необходи%

мость использования методов повы%

шения этого взаимодействия с мате%

риалом основы. Особенно актуальна

данная проблема в связи с постоян%

ным стремлением производителей

увеличивать производительность

оборудования. Адгезионное взаимо%

действие в первую очередь опреде%

ляется процессами смачивания по%

верхности пленки%основы распла%

вом и выступает определяющим

фактором в гетерогенной системе.

В настоящее время одно из основ%

ных требований при производстве

КПМ – высокая скорость их произ%

водства. Процессы формирования

адгезионного взаимодействия при

экструзионном ламинировании под%

разумевают формирование истин%

ной поверхности контакта во время

нанесения расплава на основу. При

увеличении скорости процесса вре%

мени на смачивание поверхности

становится все меньше. При очень

высокой температуре расплава

(300…320

°С) в нем могут протекать

процессы сшивания, которые в ос%

новном локализованы во внешних

слоях расплава и в дальнейшем пре%

пятствуют установлению интенсив%

ного адгезионного взаимодействия.

В связи с этим сопротивление рас%

слаиванию по границе раздела слоев

становится недостаточным для ус%

пешной эксплуатации. Поэтому улуч%

шение эксплуатационных свойств

композитов часто связано с изыска%

нием методов регулирования адге%

зионного взаимодействия между

компонентами гетерогенной систе%

мы [3, 4].

Среди физических методов моди%

фикации наибольшее применение

получили: лучевая обработка (ра%

диационная обработка, радиацион%

но%термическая обработка, обработ%

ка УФ%излучением), воздействие

электромагнитных полей (электро%

термическая обработка, обработка в

магнитных полях), газопламенная

обработка, воздействие электричес%

ких разрядов, периодическое де%

формирование. Эти методы обра%

ботки инертных субстратов способ%

ствуют повышению поверхностной

энергии и, следовательно, адгезии

[5, 6]. К подобным технологическим

приемам относится рассмотренный в

данной работе метод ультразвуко%

вой обработки расплава полимеров.

Известно, что ультразвуковая об%

работка (УЗ) приводит к изменению

структуры макромолекул вследствие

деструктивных процессов, протекаю%

щих в полимере, что позволяет уве%

личить адгезионное взаимодействие

между подложкой и покрытием. Об%

разцы КПМ получали на лаборатор%

ной экструзионно%ламинаторной ус%

тановке, снабженной узлом УЗ%об%

работки расплава непосредственно в

процессе получения материала [7]. В

качестве покрытия использовали

ПЭНП и сополимеры полиэтилена, а

в качестве подложки – картон и по%

лимерные пленки. Адгезионную

прочность полученных образцов оп%

ределяли методом расслаивания под

углом 180°. Испытания проводили на

разрывной машине РМ%50, для

обеспечения постоянного заданного

угла было разработано приспособ%

ление в виде вращающегося цилин%

дра (рис. 1).

комбинированных полимерных

В.В. Ананьев,

канд. техн. наук, профессор,

Ю.А. Филинская

, канд. техн. наук, доцент,

И.А. Кирш

, канд. техн. наук, доцент,

О.А. Банникова

, аспирант,

А.О. Уткин

, аспирант

Московский государственный университет пищевых производств

Рис. 1. Устройство для крепления

пленки под углом 90°

Результаты измерения сопротив%

ления расслаиванию образцов, по%

лученных экструзией на поверхность

картона расплава ПЭ при 270

°С,

приведены на рис. 2.

Как видно из диаграммы, обра%

ботка КР бумаги приводит к увели%

чению сопротивления расслаиванию

материала. Но в то же время, обра%

ботка расплава ПЭ ультразвуком

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиот ка