Почему упаковка замороженных продуктов не трескается при температуре -18 °C? Материаловедение, лежащее в основе упаковки замороженной пиццы

Зайдите в отдел замороженных продуктов в супермаркете и возьмите пакет замороженного картофеля фри или замороженную пиццу. Мало кто задумывается над одним вопросом: Почему эта тонкая пластиковая упаковка может храниться в холодильной камере при температуре -18 °C в течение года, не становясь хрупкой, не растрескиваясь и не протекая?

Ответ кроется в материаловедении и высокоточном производстве. То, что на первый взгляд выглядит как обычная гибкая упаковочная пленка, на самом деле представляет собой результат взаимодействия нескольких материалов.

Для брендов замороженных продуктов выбор подходящего Производитель гибкой пищевой упаковки поэтому имеет большое значение, поскольку упаковка должна сохранять свою механическую прочность, герметичность и гибкость в условиях низких температур.

Пластик тоже может «замерзнуть»

Обычные пластиковые пакеты могут стать хрупкими после длительного воздействия низких температур. Это происходит потому, что низкие температуры снижают гибкость молекулярных цепей полимера, в результате чего материал, напоминавший резинку, становится похожим на стеклянную палочку.

Упаковка для замороженных продуктов не должна вести себя таким образом. Она должна выдерживать манипуляции, штабелирование и падение с высоты -18 °C или даже -35 °C, при этом упаковка должна оставаться надёжно запечатанной.

Для этого необходимо ключевое свойство: низкотемпературная вязкость.

Для производитель упаковки для замороженных продуктов, поэтому при выборе материала необходимо учитывать не только его эксплуатационные характеристики при нормальной температуре, но и то, как пленка ведет себя на протяжении всего процесса хранения и транспортировки в замороженном состоянии.

Три уровня, взаимодействующие друг с другом

Упаковка замороженных продуктов редко состоит из одного слоя пластика. Вместо этого в ней обычно используется многослойная ламинированная конструкция, например ПЭТ/НЙ/ПЭ.

Слой	Материал	Функция
Внешний слой	ПЭТ (полиэстер)	Обеспечивает жесткость и пригодность к печати, выступая в качестве конструктивного «каркаса» упаковки
Средний слой	Нью-Йорк (нейлон)	Обеспечивает устойчивость к проколам и хорошие эксплуатационные характеристики при низких температурах, что помогает предотвратить повреждение упаковки льдом, костями или острыми кусочками продуктов
Внутренний слой	ПЭ (полиэтилен)	Выполняет функцию термосвариваемого слоя

В данной конструкции в слое полиэтилена могут использоваться специальные металлоценовый полиэтилен (мПЭ), который может сохранять гибкость даже при температурах вплоть до примерно -40 °C.

Обычный полиэтилен может становиться хрупким при низких температурах, в то время как mPE обладает более упорядоченной молекулярной структурой, что способствует сохранению гибкости в замороженном состоянии.

Печать — это нечто большее, чем просто нанесение узора

Привлекательные графические изображения на упаковке замороженных продуктов можно напечатать с помощью двухкомпонентные полиуретановые морозостойкие краски.

Обычные чернила могут становиться хрупкими или отслаиваться при низких температурах, а также вызывать опасения по поводу миграции нежелательных веществ.

Еще одним важным фактором является контроль остатков растворителя. В процессе печати используются такие растворители, как этилацетат и изопропиловый спирт. Если остаются избыточные остатки, это может вызвать проблемы, связанные с запахом или загрязнением.

В исходных технологических требованиях указано, что общее содержание остаточных растворителей должно составлять ≤5 мг/м².

После печати гибкая упаковочная пленка должна находиться в камере отверждения с контролируемой температурой и влажностью в течение примерно 48–72 часа, чтобы растворители успели достаточно испариться, а клей полностью отвердел.

Для индивидуальная упаковка для замороженных продуктов В рамках данного проекта эти процессы печати и отверждения необходимо рассматривать в совокупности с конечным применением в области упаковки.

Ламинирование: склеивание различных материалов

Различные пленочные материалы нельзя просто уложить друг на друга. Их необходимо соединить с помощью сухое ламинирование с использованием морозостойкий полиуретановый клей.

Важно отметить, что температура отверждения не должна быть слишком высокой. Температура выше 60 °C может негативно повлиять на эластичность клеевого слоя при низких температурах.

Рекомендуемая температура отверждения составляет примерно 45–50 °C, причем процесс отверждения занимает более двух дней.

Если процесс отверждения будет проходить в ускоренном режиме, впоследствии при длительном хранении в замороженном состоянии может произойти отслоение клеевого слоя.

Для производство гибкой упаковкиr, поэтому контроль процесса ламинирования и отверждения имеет решающее значение для сохранения целостности упаковки при использовании замороженных продуктов.

Герметизация: последняя линия защиты

Даже прочные упаковочные материалы не способны компенсировать некачественную герметизацию.

Машины для упаковки замороженных продуктов могут герметично закрывать примерно 80–120 мешков в минуту, поэтому термосвариваемый слой должен обеспечивать стабильные характеристики сварки в относительно широком диапазоне температур от 120–160 °C.

Перед отгрузкой каждая производственная партия может проходить несколько этапов контроля качества:

Испытание прочности термосварного соединения: Уплотнение должно выдерживать растягивающее усилие величиной ≥40 Н.

Испытание герметичности при отрицательном давлении: Упаковка прошла вакуумные испытания на -0,08 МПа в течение 30 секунд без утечек.

Испытание на падение в замороженном состоянии: Упаковку, наполненную водой, замораживают до твердого состояния и сбрасывают в свободное падение с высоты 1,2 метра не ломая.

Эти испытания позволяют проверить, сохраняет ли пленка для упаковки замороженных продуктов свои эксплуатационные характеристики во время хранения и транспортировки.

Незаметные требования безопасности

Упаковка для замороженных продуктов — это вид упаковка, предназначенная для контакта с пищевыми продуктами, поэтому продукты, экспортируемые на различные рынки, должны соответствовать соответствующим нормам, регулирующим контакт с пищевыми продуктами.

Например:

• Соединённые Штаты: Требования FDA, изложенные в 21 CFR
• Европейский союз: Требования ЕС 10/2011
• Другие рынки: Применимые местные требования к испытаниям материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, и к определению миграции веществ

Это означает, что необходимо проводить оценку различных факторов — от содержания тяжелых металлов в печатных пигментах до возможной миграции веществ из клеев в пищевые продукты.

Общие показатели миграции и другие соответствующие показатели испытаний также могут потребовать проверки посредством лабораторных испытаний.

Для международных покупателей согласование с поставщиком упаковки применимых требований к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами, до начала производства может помочь снизить риски несоответствия требованиям на более поздних этапах проекта.

Заключение

В следующий раз, когда вы достанете из морозильной камеры совершенно неповрежденный пакет с замороженной картошкой фри или замороженную пиццу, обратите внимание на тонкий слой упаковки, которым они обернуты.

За этой упаковкой стоят тщательно подобранные структуры материалов, контроль качества печати и содержания остатков растворителей, контролируемые процессы ламинирования и отверждения, а также строгий контроль герметичности и проверка качества.

Срок хранения замороженной пиццы может составлять 12 месяцев, однако её упаковка должна выдерживать низкие температуры и условия транспортировки на протяжении всего этого периода, не теряя при этом своих защитных свойств.

В этом и заключается невидимая сила современного производства гибкой упаковки для пищевых продуктов.

Для брендов, закупающих упаковку для замороженных продуктов, сотрудничество с опытным Производитель гибкой пищевой упаковки поможет объединить выбор материалов, печать, ламинирование, запечатывание и контроль качества в единый производственный процесс.