КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ПРИСТРОЇВ ДОЗУВАННЯ І ПАКУВАННЯ, ІЦО РЕАЛІЗУЮТЬ ТЕХНОЛОГІЇ ТРИВАЛОГО ЗБЕРІГАННЯ ПРОДУКЦІЇ
Вимоги сьогодення (значний приріст населення Землі, глобалізація виробничих потужностей, торговельних мереж) потребують реалізації всієї кількості виробленої продукції та збільшення терміну зберігання початкової якості продукції і в деяких випадках свіжих технологічно не оброблених продуктів харчування.
Під час транспортування, зберігання, виконання навантажувально - розвантажувальних транспортно-складських робіт, реалізації пакованої продукції на неї діє значна кількість фізико-хімічних і біологічних чинників, що призводить до її псування.
На рис. 3.152 наведено фактори, що викликають псування пакованої продукції.
Захист продукції від псування під дією механічних і частково фізико-хімічних факторів здебільшого здійснюється за рахунок фізико-механічних характеристик пакувального матеріалу, упаковки і допоміжних пакувальних засобів або комплексу упаковок (споживча і транспортна), а при дії мікроорганізмів — попередньою спеціальною обробкою продукції і спеціальними прийомами пакування.
|
Рис. 3.152. Фактори, що викликають псування пакованої продукції 276 |
На рис. 3.153 наведені найбільш вивчені і широко використовувані способи обробки харчових продуктів для подовження термінів їх зберігання в пакованому вигляді.
З точки зору прийомів пакування, наявності газового середовища технології пакування харчових продуктів у споживчу тару, можна поділити:
• пакування в атмосферному середовищі;
• пакування у вакуумі;
• пакування в газовому середовищі;
• асептичне пакування.
Пакування в атмосферному середовищі не передбачає спеціального оброблення пакувального матеріалу, гари, інколи і продукції та виконується в природному атмосферному середовищі. Основними напрямками подовження термінів зберігання продукції за такою технологією є розробка пакувальних матеріалів із відповідними бар’єрними властивостями та виконання якісної герметизації упаковки. Такі технології технічно найбільш реалізовані на Україні.
Вакуумне пакування застосовують для усунення негативного впливу кисню, що є в повітрі, на продукцію. Вакуумному пакуванню підлягають різні за фізико-механічними характеристиками продукти харчування (кускові, дрібно-кускові, сипкі, рідкі, в’язкі, пластичні).
Дуже чутливими до дії кисню є білки м ’яса, риби та птиці. При переході більше 50 % оксимиоглобіну в метмиоглобін м’ясо стає непридатним до споживання. Сипкі харчові продукти зазнають сильного окиснення через те, що в них велика площа продукції контактує з повітрям.
Для усунення шкідливої дії кисню на продукцію застосовують різні методи: видалення кисню; застосування захисних газів; заморожування продукції та ін.
Найдоступнішими є пакування у вакуумі. Для цього використовують такі полімерні матеріали: ПЕ, ПВХ, ПА та ін., а також комбіновані матеріали із високими бар’єрними властивостями до кисню.
Для вакуумного пакування, здебільшого, застосовують термоусаджу - вальні плівки, полімерні матеріали, з яких виготовляютьтермоформовану тару (упаковку) і так звану skin-упаковку фірми CRYOVAC, яка після термооброблення зберігає контури продукції за рахунок щільного облягання продукції, що пакується.
При застосуванні термоусаджувальної плівки продукція пакується у вакуумі в матеріал із високими бар’єрними властивостями, до складу якого входять поліолефіни і ПВХ. Після обгортання або розташування продукції в пакет здійснюється відсмоктування повітря з упаковки у спеціальній камері з наступним обтисканням за допомогою металевого затискача або за допомогою термозварювання.
Достатньо широке застосування одержала термоформована упаковка у вигляді лотка із термопластів (ПС, ПВХ тощо) або спіненого матеріалу, в яку розміщають продукцію. Зверху приварюють плівку, попередньо відсмоктують повітря і створюється вакуум.
Для продуктів з обмеженим терміном зберігання (м’ясо, птиця, хлібобулочні вироби тощо) застосовують вакуумну систему пакування multivac. Пакування здійснюється завдяки високому ступеню усаджування полімерних плівок. Застосовують також багатошарові плівки, що мають добрі властивості щодо облягання контурів продукції і високі бар’єрні властивості.
Поряд із цим вакуумування дало можливість суттєво зменшити вміст кисню в упаковці, пари води та інших газоподібних речовин, в тому числі і ароматичних. Видалення ароматичних речовин, перерозподіленім вологи по структурі продукції тощо викликало деяку стриманість в країнах Західної Європи щодо розвитку і вдосконалення вакуумних технологій пакування. 278
А тому в останні роки увага дослідників і виробничників направлена на розвиток більш ефективних методів зберігання продукції — модифіковане і регульоване (контрольоване) газове середовище.
У цих процесах не тільки зменшується вміст кисню, а і вводиться в упаковку потрібна кількість азоту (інертний газ, що виключає розвиток аеробів, але не затримує розвиток анаеробів) та диоксиду вуглецю. Диоксид вуглецю затримує розвиток аеробів, особливо пліснявих грибків, є бактеріостатичним і фунгістатичним при підвищеній вологості.
У цих умовах диоксид вуглецю з вологою утворює деяку кількість вугільної кислоти, яка зменшує значення pH харчового середовища. Це, в свою чергу, сприяє консервуючій дії.
У деяких випадках до азоту і диоксиду вуглецю додають кисень, потрібний для подавления життєвої діяльності анаеробів, що забезпечують яскраво-червоний колір свіжого м’яса і нормальне «дихання» фізіологічно активним продуктам.
Пакування харчових продуктів із застосуванням модифікованого газового середовища (МГС) або регульованого газового середовища (РГС) здійснюють за такою із схем:
• вакуумування упаковки із продукцією і заповнення її оптимальним складом газового середовища, після чого упаковку герметизують. Матеріал упаковки може мати задану газопроникність, бажано рівну нулю, тобто із застосуванням пакувальних матеріалів із бар’єрними шарами;
• процес подібний першому, але упаковка малопроникна для газів (кисню, диоксиду вуглецю), практично герметична.
Вміст диоксиду вуглецю і кисню регулюється в оптимальних значеннях відповідними поглиначами і генераторами, що формують склад газів: застосування пакувальних матеріалів із селективною газопроникністю, що забезпечує оптимальний газообмін, який відповідає інтенсивності «дихання» свіжих овочів і фруктів.
У першому випадку технологія пакування із МГС, другому і третьому — з РГС. Третій випадок специфічний для фізіологічно активних об’єктів.
Найчастіше застосовують пакування в МГС, тому що порівняно із РГС суттєво простіша і економічна система.
З появою ламінатів ПА/ПЕ, придатних для глибокого формування, розпочався процес впровадження, при якому вакуумне пакування, а пізніше пакування в МГС, було поєднано з попереднім термо - формуванням фасонних деталей, розміри яких, в тому числі глибина, відповідали розмірам продукції, що пакується. На сьогодні асортимент пакувальних матеріалів, які можуть бути використані для вакуумного пакування, в т. ч. і для пакування в МГС, суттєво ширший. Не існує принципової різниці між матеріалами, що застосовуються в цих системах пакування, хоча при пакуванні в МГС потрібні більш високі бар’єрні характеристики.
В обох цих системах пакування використовують готові пакети із ламінатів, хоча значно ширше застосовують термоформовану тару. Термоформована тара може бути виготовлена як із гнучкого, так і жорсткого матеріалу. Жорсткість, як і міцність одержують застосуванням товстіших матеріалів, а також матеріалів із більшим значенням модуля пружності (ПС, ПП, ПВХ тощо).
Основними превагами пакування в МГС є:
• збільшення безпечності продуктів для здоров’я людини, тому що обмежується розвиток мікроорганізмів;
• збереження споживчих властивостей шляхом запобігання окисленню жирів; біологічно активних з’єднань, вітамінів;
• гальмування розвитку небажаних фізико-хімічних процесів;
• суттєве продовження періоду стабільності продукції.
Новою областю розвитку пакувальної індустрії є створення «активних упаковок». Основною функцією «активної упаковки» є направлена дія на продукцію для забезпечення тривалого зберігання її якості, а також для продовження терміну стабільності і придатності до споживання.
Технології, що пов’язані з «активними упаковками», розширили функції упаковки від пасивного бар’єра відносно зовнішнього впливу до активного захисту продукції.
Технології пакування із застосуванням «активних упаковок» можуть охоплювати:
• введення в упаковку або в пакувальний матеріал хімічних або ензиматичних речовин, що адсорбують і поглинають кисень із середовища всередині упаковки;
• введення в упаковку або в пакувальний матеріал речовин, що адсорбують диоксид вуглецю;
• керування вмістом етилену в упаковці за допомогою адсорбції окислювальних речовин або металоорганічних з’єднань;
• виділення етанолу у вигляді пари всередині упаковки як фактор, що гальмує розвиток мікрофлори;
• застосування консервантів, бактерицидних речовин і антиокислювачів, що виділяються із пакувального матеріалу;
• застосування регулятора вологості;
• застосування технології, що дає можливість контролювати запах і смак; 280
• застосування поглиначів світла;
• застосування плівок, що виділяють мінеральні речовини для збереження кольору продукції;
• застосування сусцепторів, тобто плівок, що керують нагріванням продукції у мікрохвильовій печі.
Найдосконалішою технологією пакування, з точки зору подовженого терміну зберігання пакованої продукції, є асептична.
Діапазон асептичного пакування не обмежується на сьогодні тільки рідкою продукцією, а охоплює в’язкі і пластичні, що містять тверді частинки, сипку і штучну продукцію (продукція готова до споживання).
На відміну від традиційної системи пакування, де стерилізація продукції здійснюється в упаковці, під час асептичного пакування окремо стерилізується продукція, тара, допоміжні пакувальні засоби, а потім фасування і герметизація здійснюється в стерильних умовах.
Для вибору відповідних термічних умов стабілізації, принципове значення має значення pH продукції. При pH більше 4,5 для одержання потрібної стійкості продукції, інколи навіть протягом кількох місяців, здійснюється стерилізація, найчастіше всього в системі UHT (Ultra — High — Temperature), де дія високої температури (вище 140 °С) обмежується тривалістю (кілька секунд). До асептично накованих продуктів належать, в першу чергу, молоко і напої на основі молока, низькокислотні соки, а також супи.
Систему асептичного пакування можна характеризувати такими властивостями:
• стерилізація продукції здійснюється за рахунок термічної стабілізації, часто в рамках багатофазного процесу, що вимагає підігрівання, короткочасна температурна обробка і охолодження;
• короткочасна високотемпературна обробка продукції дає можливість зберегти споживчу властивість, смак, а також натуральну структуру і колір продукції;
• високий рівень обеззараження пакувального матеріалу або упаковки при застосуванні Н202, в тому числі із багатократним підігріванням;
• герметизація упаковок у стерильній зоні із застосуванням надлишкового тиску стерильного повітря;
• тривалий термін придатності продукції до споживання без збереження в холодильнику;
• можливість одержати додатковий захист продукції за рахунок введення в упаковку інертного газу (застосовується при пакуванні готових страв).
