Научно-практические аспекты разработки и применения упаковочных материалов с проектируемым комплексом качества и безопасности для молока и молочной продукции

Вид материала

Автореферат

Содержание Глава 4. Разработка технологий упаковочных материалов для молока и молочных продуктов ПЭВД марки 15803-020, концентрат со скользящей добавкой и диоксидом титана или линейный ПЭ, или смесь ПО; или ПЭНД Обеспечивает способность к термосвариванию, санитарно-гигиени-ческую безопасность Глава 6. Моделирование и оптимизация рациональных режимов при воздействии на упаковку технологических факторов на финишных этапа

Подобный материал:

• "Инновационные аспекты разработки оборудования для предприятий малого и среднего бизнеса", 21.29kb.
• Апасах молочной продукции (далее отчет) представляют юридические лица, их обособленные, 208.67kb.
• Перечень стандартов РФ и международных, в результате применения которых может быть, 1067.44kb.
• Обзор рынка молока и молочной продукции, 193.89kb.
• Постановление Правительства Республики Казахстан от 11 марта 2008 года №230 Об утверждении, 383.98kb.
• Семинар состоится, 42.28kb.
• Учебной дисциплины «товароведение упаковочных материалов и тары для продовольственных, 447.83kb.
• Рынок упаковки для цельномолочной продукции, 320.41kb.
• Задачи исследования: изучение ассортимента молочной продукции различных производителей, 75.91kb.
• Для производителей молочной продукции, 863.58kb.

Разработанная методология проектирования выбранных показателей качества упаковочных материалов практически реализуется при: (а) их разработке (выборе технологических приемов, состава, послойной структуры); (б) нормировании в соответствующей ТД, (в)разработке МВИ;.(г)операционном контроле на молокоперерабатывающих предприятиях.

Глава 4. Разработка технологий упаковочных материалов для молока и молочных продуктов

Комплекс проведенных аналитических и экспериментальных исследований упаковочных материалов импортного и отечественного производства, выявление особенностей технологического оборудования по их изготовлению, свойств полимеров и компонентов, разрешенных для контакта с молочной продукцией, а также, анализ адаптационного потенциала упаковочных материалов позволили заложить методическую и технологическую базу разработки технологий, в контексте которой систематизированы используемые технологические приемы.



Рис.4 Используемые технологии и полученные типы материалов

Предложено условно дифференцировать их на три основные группы (рис.4): традиционные, усовершенствованные и нанотехнологии, причем под термином «усовершенствованные» подразумеваются приемы, позволяющие наиболее эффективно получать материалы с требуемым прогнозируемым комплексом свойств (например, в один технологический проход вместо 2-х или 3-х) и реализовать проектируемый уровень показателей.

Проведенный мониторинг упаковочных материалов показал, что комплекс их показателей качества и безопасности можно моделировать и формировать в процессе производства, зная свойства компонентов, входящих в состав потенциальных материалов

Разработано несколько вариантов материала А – однослойных, двухслойных и трехслойных. Если в однослойном материале все требуемые функции – безопасности, защиты, прочности должен обеспечивать один слой то в соэкструзионном многослойном материале каждый слой должен выполнять свою функцию (рис.5). При разработке материалов варьировали, также, содержание диоксида титана от 0 до 5 масс. % и других технологических добавок как в их исходной форме, так и в виде концентратов и суперконцентратов.

	ПЭВД марки 15803-020, концентрат со скользящей добавкой и диоксидом титана; или композиции ПЭ пленочные 175-225 или линейный ПЭ Обеспечивает светозащиту, является основой для нанесения рисунка и маркировки
	ПЭВД марки 15803-020, технологические отходы ПЭВД; и/или барьерный компонент; Обеспечивает экономичность и/или дополнительную непроницаемость
	ПЭВД марки 15803-020, концентрат со скользящей добавкой и пищевой сажей. или композиции ПЭ пленочные 175-225 или линейный ПЭ, или смесь ПО; или ПЭНД Обеспечивает способность к термосвариванию, санитарно-гигиени-ческую безопасность

Рис 5. Материал А (полученный методом соэкструзии)-варианты

Показано, что введение добавок в количестве более 5 масс % снижает прочность сварных швов на 20% и более.

Одними из самых сложных в технологическом отношении являются материалы на основе бумаги и картона. Проведена оптимизация технологического процесса изготовления КМ на основе картона типа Е Использован оригинальный метод графического определения оптимальных значений параметров процесса на экструзионно -ламинаторном оборудовании при скоростях до 240 м/мин. В табл. 5 приведены оптимальные параметры процесса, гарантирующие получения КМ для заготовок пакетов требуемого качества.

Таблица 5 Результаты оптимизации

Параметры процесса	Показатели качества КМ
	Адгезия	Коэффициент трения (внутр.)	Коэффициент трения (наружн.)	Масса ПЭ покрытия (внутр.)	Масса ПЭ покрытия (наружн.)
Скорость линии, м/мин	199	193	179	199	182
Обработка коронным разрядом, шт.	37,8	36,6	33,6	37,3	34,4
Температура экструзии, ºС	289	286	279	289	281

Полученные результаты явились методологической основой отработки технологии КМ, получаемых методом экструзионного ламинирования на высокопроизводительном оборудовании. Они были использованы при разработке технологий КМ типа С и Д и могут быть распространены на любые аналогичные материалы.

	ПЭВД марки 16803-070 внешний защитный слой, в т. ч. предохраняющий от внешних воздействий печатный рисунок на упаковке, температура экструзии 300 С
	Бумага с нанесенным печатным рисунком и маркировкой- обеспечивает жесткость, каркасность, непрозрачность
	ПЭВД марки 16803-070 – адгезионный слой окисленного полимера, температура экструзии 320-330 С
	Алюминиевая фольга- обеспечивает прочность, газонепроницаемость, светозащиту
	ПЭВД марки 16803-070 – адгезионный слой окисленного полимера, температура экструзии 320-330 С
	ПЭВД марки 16803-070-внутренний слой-обеспечивает способность к термосвариванию, санитарно-гигиеническую безопасность температура экструзии 270-280 С

Рис.6 Материал D (полученный методом соэкструзионного ламинирования)

На рис.6 приведена принципиальная послойная схема самого сложного КМ, обеспечивающего требуемую функциональность упаковки и комплекс спроектированных показателей ее качества.

Моделирование послойных структур группы КМ для сухих молочных продуктов, в том числе детского питания определено еще и требованием их длительного сохранения в среде инертного газа. Такие материалы были разработаны и получены методами экструзионного ламинирования и с использованием технологий каширования в трех и пятислойном исполнении.

С использованием комбинированных технологических приемов разработан КМ со стабильными показателями безопасности в течение его длительного хранения. Применен процесс вакуумной металлизации методом магнетронного напыления рулонных материалов наноразмерным медно-алюминиевым покрытием, толщиной 10-30 нм.

Скорость газонепроницаемости полученных образцов материала аналогична КМ со слоем алюминиевой фольги и на полтора-, два порядка выше чем обычных металлизированных пленок и составляет (1,2 0,55) 10^-13 м·с^-1 Па^-1, паропроницаемость 1,01,5 г/м² за 24 часа.. При длительном хранении не произошло ухудшения показателей его безопасности. Запах водных вытяжек не превышал 1 балл, продукт термоокислительной деструкции формальдегид не обнаружен, низкомолекулярные продукты миграции отсутствуют. В контрольных образцах обнаружен запах 5 баллов и формальдегид, что свидетельствует о старении материала и его непригодности для использования в контакте с пищевыми продуктами.

Принятые методологические подходы к моделированию качества и безопасности упаковочных материалов в процессе их производства нашли свое отражение при разработке не только КМ, но и лент, термоформованной и выдувной тары из различных отечественных сырьевых компонентов.


Глава 5. Развитие экспериментальных методик оценки качества, безопасности и эксплуатационной надежности упаковочных материалов и потребительской тары для молока и молочных продуктов

Мониторинг методик оценки качества и безопасности упаковочных материалов для молока и молочных продуктов, осуществленный в рамках разработки базы данных позволил выделить и ранжировать их группы и категории, анализ которых привел к констатации факта отсутствия методик выполнения измерений ряда показателей, актуальных для материалов и изготовленной из них упаковки. При этом, наименее проработанной позицией, является операционный контроль, как на предприятиях, производящих упаковочные материалы, так и на молокоперерабатывающих предприятиях.

На рис.7 приведены разработанные методики выполнения измерений. При этом осуществлена систематизация по группам определяемых показателей качества и безопасности и приведены типы упаковочных материалов, для которых предназначены МВИ.

Методики включены в техническую документацию на соответствующие упаковочные материалы, инструкцию по входному и производственному контролю на предприятиях молочной промышленности. Они предназначены для использования: предприятиями, производящими тароупаковочную продукцию для операционного и производственного контроля; молочными и пищевыми производствами для входного и операционного контроля; испытательными лабораториями.


Глава 6. Моделирование и оптимизация рациональных режимов при воздействии на упаковку технологических факторов на финишных этапах производства молочной продукции

Анализ всех упаковочных материалов, применяемых для молока и молочной продукции показал, что непосредственно с продуктом контактирует весьма ограниченное количество их составляющих, которые и подвергаются воздействиям на финишных этапах производства молочной продукции - реагентов, и/или УФ-излучения и/или температуры.

Это самостоятельные пленки, потребительская тара и слои КМ, которые и обеспечивают санитарно-гигиеническую безопасность упаковки, а именно – ПЭ (ПЭВД), ПП и ПС.

Проведены комплексные санитарно-гигиенические исследования этих материалов при моделировании воздействия упомянутых факторов риска.

Органолептические исследования водных вытяжек исследованных образцов показали, что в них отсутствуют визуальные изменения, муть и осадок при моделировании всех видов воздействий и режимов испытаний.