Роль упаковки в современном мире

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………….. 3

1.Выбор полимера для упаковки  молочных продуктов………………………………. 6

2.Технология получения полиэтилена………………………………....... 9

3.Физические, химические и технологические  свойства……………………. 17

4.Другие сферы применения полиэтилена………………………………. 21

Заключение……………………………………………………………………. 23

Литература……………………………………………………………………. 24

 

Введение

Роль упаковки в современном  мире трудно переоценить. Она предохраняет продукты от порчи, облегчает транспортировку, реализацию их ранение. Жесткая конкуренция заставляет производителей продукции искать качественную, недорогую, экологически чистую упаковку, способную достойно представить товар на рынке. В последние годы предлагается много новых видов упаковки для молочных продуктов, но особое внимание к ним было отмечено, когда производители пищевых продуктов поняли, что современные упаковочные материалы позволяют увеличить срок годности продукта за счет улучшения барьерных свойств, возможности осуществления стерилизации самой упаковки или упакованного продукта. Картонные коробки, полиэтиленовые пакеты и воздушно-пузырчатая пленка настолько надежно заняли свое место в нашей жизни, что мы даже не задумываемся о том, что когда-то люди справлялись и без этих приспособлений. Нашим предкам приходилось таскать тяжелые металлические ящики, вес которых еще больше увеличивался из-за находившегося внутри груза. Они подолгу обматывали свои вещи несколькими слоями старых газет или одежды, и, конечно, все эти действия занимали много сил и времени. Сегодня каждом супермаркете на выходе вам предложат кулек любого размера и вида, и даже на рынке ситуация будет аналогична. В вашем распоряжении будут и самые простые изделия без ручек, и так называемые «майки» , и даже пакеты, предназначенные для тяжелых товаров. Благодаря развитию упаковки, у вас также нет необходимости ходить за молоком с бидоном – на полках магазинов оно и так будет в пластиковой бутылке. К тому же, в современной таре срок его хранения значительно увеличивается. Еще одно неоспоримое преимущество, которое мы получили – это удобство использования. Ведь когда катонные коробки и полиэтиленовые пакеты только появились, они были одного вида и размера. Но теперь мы имеем огромный выбор изделий. Например, тара для транспортировки компьютера и телевизора отличается по габаритам, отдельные виды упаковки приспособлены специально для очень тяжелого груза, а картонный короб совсем не обязательно имеет форму куба. С появлением современных разработок природа стала подвергаться меньшей опасности. Во-первых, технологии, используемые в наши дни, позволяют производить тару из вторичного сырья, а это помогает сохранить деревья целыми и невредимыми. И во-вторых, популярная сегодня упаковка из картона и гофрокартона (в отличие от металлической и даже деревянной) очень легко и быстро перерабатывается без ущерба для окружающей среды. Посмотрите на витрины магазинов. Повсюду вы увидите яркие коробочки, красивые пакеты и пестрые бумажные обертки. Они получают удовольствия просто от разглядывания витрин. А ведь всего пятнадцать-двадцать лет назад о таком даже и мечтать было нельзя. Приходя за покупками, люди оказывались перед целым рядом однообразных коробок, по которым даже нельзя было понять, что в ней находится (пока не прочитаешь название, конечно). Напоследок же мы оставили, пожалуй, самое главное преимущество - современная упаковка гораздо безопаснее для нашего с вами здоровья, чем ее предшественники. Вспомним, например, металлическую тару, хранить в которой продукты питания было категорически запрещено. И причиной служил тот факт, что под влиянием железа пища окислялась и таким образом нередко портилась. Внешне на еде это, правда, никак не отражалось, однако пообедавший ею человек мог даже заболеть. Современная же картонная упаковка абсолютно безопасна для хранения и транспортировки продуктов. Помимо того, что в полиэтиленовых пакетах удобно носить покупки, они еще и защищают товары от пыли и влаги. Используемые же ранее корзинки и сетки такой функции не выполняли. Важным свойством некоторых предлагаемых материалов является также экологичность, то есть последующий их распад под действием биологических факторов.

В последние годы предлагается много  новых видов упаковки для молочных продуктов, но особое внимание к ним  было отмечено, когда производители  пищевых продуктов поняли, что современные упаковочные материалы позволяют увеличить срок годности продукта за счет улучшения барьерных свойств, возможности осуществления стерилизации самой упаковки или упакованного продукта. Важным свойством некоторых предлагаемых материалов является также экологичность, то есть последующий их распад под действием биологических факторов.

На сегодняшний день российские производители питьевых молочных продуктов используют главным образом три основных типа упаковки. Это - картонная упаковка, полиэтиленовые пакеты и бутылки, изготовленные из полиэтилена низкого давления (ПЭНД).

В этой связи тема проекта является актуальной.

 

Выбор упаковки для молочных продуктов

 Многослойные и комбинированные материалы являются одним из видов композиционных материалов. Поэтому деление упаковочных материалов на многослойные и комбинированные достаточно условно. Термин "многослойные материалы" относится к группе материалов, состоящих только из слоев синтетических полимеров, в то время как в состав комбинированных материалов входят слои материалов различного типа (бумага, фольга, ткань). Комбинированные и многослойные материалы находят широкое применение в качестве упаковки. Это объясняется практически неограниченными возможностями варьирования их свойств за счет:

- выбора состава композиционного  материала; 

- установления порядка чередования  слоев; 

- обеспечения необходимого уровня  адгезионного взаимодействия между  слоями;

- выбора оптимальной технологии  и оборудования для получения  конкретного материала. 

Порядок чередования слоев, т.е. структура композиционного упаковочного материала, определяется его функциональным назначением. Внешний слой (субстрат) осуществляет защиту от внешнего воздействия, а также служит основой для нанесения красочной печати. Обычно это двухосноориентированные полиэфирные, полипропиленовые или полиамидные пленки, бумага, картон. Внутренний слой обеспечивает герметизацию упаковки. Средний или внешний слой обеспечивают барьерные свойства. Монолитность композиционного упаковочного материала достигается за счет адгезии. Адгезией называется сложный комплекс явлений, приводящих к соединению разнородных тел, приведенных в контакт, в единое целое. На способности полимеров к адгезии основано их использование в качестве пленкообразующих материалов (клеи, герметики, покрытия), а также при получении наполненных и армированных полимерных материалов. Для создания адгезионного соединения один из материалов должен быть пластичным, текучим (адгезив) а другой может быть твердым (субстрат). Иногда при соединении одинаковых по химической природе материалов возникает самослипаемость (аутогезия). Количественно адгезия оценивается работой разрушения соединения, отнесенной к единице поверхности, этот показатель называется адгезионной прочностью.

К группе материалов на основе бумаги или картона относятся бумага и картон (плотностью от 40 до 500 г/м2) с полимерными покрытиями. Из полимеров чаще других используют ПЭ, сополимеры этилена с винилацетатом (типа ЭВА), сополимер ВХВД, полипропилен. Так, например, комбинированный материал для упаковки молока и молочных продуктов в пакеты тетраэдральной формы состоит из бумаги с полиэтиленовым покрытием и красочной печатью, покрытой парафином (ОСТ 49-112-76). Комбинированный материал для упаковки молока и молочных продуктов на автоматах "Тетра-Брик" - бумага с нанесенной с одной стороны красочной печатью и покрытая с двух сторон ПЭ (ТУ 49-312-75). Во всех случаях при изготовлении материалов бумага-ПЭ-картон-ПЭ или бумага-ЭВА и другие покрытия наносят экструзионным способом, сополимеры ПВДХ (из дисперсий) - валковым способом.

Материалы на основе алюминиевой фольги представляют собой пленки с высокими барьерными свойствами, успешно конкурирующие  с традиционными видами стеклянной и металлической тары. В большинстве  случаев на базе этих материалов изготавливают различные виды эластичной упаковки (пакеты), используя тонкую алюминиевую фольгу - 7-14 мкм.

Сегодня разработаны оригинальные комбинированные материалы на основе алюминиевой фольги:

-буфлен (бумага-фольга-ПЭ) для упаковки сухих пищевых продуктов;

-лафолен (лавсан-фольга-полиолефины)  в виде пакетов для упаковки  пищевых продуктов, соков с  последующей их стерилизацией; 

-цефлен (целлофан-ПЭ-фольга-ПЭ) для  упаковки продуктов сублимационной  сушки на скоростных упаковочных  автоматах;

-ламистер (лак-фольга-ПП) для изготовления  тары холодным штампованием при  упаковке продуктов, подвергающихся  стерилизации и пастеризации.

В последнее время при конструировании  многослойных упаковочных материалов применяют металлизацию полимерных пленок. Металлизация - процесс нанесения тончайших слоев металла (до 3 х 10-7 м) на поверхность пленочного материала в глубоком вакууме. При металлизации резко снижается газопроницаемость пленочных материалов, при незначительном расходе металла достигается непрозрачность упаковки, в том числе и для УФ-части спектра. Металлизированные пленки экономичнее алюминиевой фольги и имеют целый ряд технологических преимуществ: уменьшение массы пленочного материала, исключение повреждений металлического слоя при изгибах материала. Кроме того, металлизацию используют и в качестве приема декорирования полимерных материалов.

При выборе упаковки для молочных продуктов, достойна внимания упаковка тетрапак.

Практичной  многослойной упаковкой является картонные  пакеты. Полиэтиленовые лежачие плоские пакеты заменили вначале стеклянную тару, но при низком качестве пленки или сварки они были негерметичными и непрочными. В 1960 – 1970 гг. в России была освоена фасовка в пакеты типа тетраэдра.

Виды:

TetraClassic - так  называется первая упаковка, имеющая форму тетраэдра. Она была представлена TetraPak в 1952 году, асептическая версия появилась в 1961 году и используется до сих пор, в основном для порционных сливок, молока и детских соков.

Напоминающая  по форме кирпич TetraBrikбыла запущена в производство в 1963 году, чему предшествовал длительный и дорогостоящий процесс её разработки. Асептическая версия под названием TetraBrikAseptic появилась на рынке в 1969 году. Это наиболее популярная упаковка TetraPak по количеству проданных экземпляров. Похожая на подушку TetraFinoAseptic была представлена в 1997 году, она разрабатывалась, чтобы снизить себестоимость производства и создать более простую упаковку.

TetraGeminaAseptic, выпущенная в 2007 году, была заявлена  как «первая в мире рулонная упаковка с остроконечным верхом, отвечающая всем асептическим требованиям».

TetraPrismaAseptic - появилась в 1997 году. Она имеет  форму восьмигранника, что призвано  сделать её более эргономичной.

TetraRex -прямоугольная  с остроконечным верхом, впервые представлена шведским потребителям в 1966 году.

TetraRecart - была  создана недавно в качестве  альтернативы консервной упаковке  таких продуктов, как овощи,  фрукты и еда для домашних  животных.

TetraTop - появилась  на рынке в 1986 году: это прямоугольная  упаковка со скругленными ребрами и отвинчивающейся пластиковой крышкой, которая легко открывается и закрывается.

При разработке TetraWedgeAseptic учитывалась необходимость свести к минимуму количество используемого упаковочного материала, сохраняя при этом прямоугольное основание пакета. Эта упаковка была запущена в производство в 1997 году.

TetraEveroAseptic - самая недавняя разработка среди  упаковок TetraPak; в 2011 году её представили  как первую в мире асептическую  картонную бутылку для молока, хранение которого возможно при комнатной температуре.

Упаковочные системы Тетра Пак на основе картона подразделяются на две категории:

— картонная  упаковка для пастеризованных продуктов (с коротким сроком хранения, которые необходимо хранить в холодильнике — как в магазине, так и дома). Помимо картона, молоко защищено двумя слоями полиэтилена (снаружи и внутри);

— асептическая картонная упаковка, которая обеспечивает хранение продуктов при комнатной  температуре в течение длительного времени. Она представляет собой многослойный материал, состоящий из картонной основы, алюминиевой фольги и нескольких слоев полиэтилена. Продукты подвергаются особому способу обработки — кратковременному нагреванию до высокой температуры с последующим быстрым охлаждением.    Асептическая технология обеспечивает сохранение свежести продуктов на протяжении нескольких месяцев при комнатной температуре без добавления каких-либо консервантов.

 

Технология  получения полиэтилена

История полиэтилена.

В химическом плане полиэтилен (строгое  научное название – полиэтен) представляет собой полимер этилена (этена). Полиэтилен был впервые получен немецким ученым Хансом фон Пехманом в 1898 г. Как это часто бывает в химии, открытие произошло по случайности, когда Пехман разогревал диазометан. Его коллеги – Ойген Бамбергер и Фридрих Чирнер охарактеризовали полученное вещество как белую, воскообразную субстанцию. Обнаружив в его составе длинные цепи -CH2-, они назвали материал полиметиленом (что, возможно, более правильно с точки зрения свойств двойной связи между атомами углерода). Также со случайностью было связано открытие пригодного для промышленного применения процесса синтеза полиэтилена в 1933 г. На этот раз открытие сделали англичане Эрик Фосетт и Реджинальд Джибсон, сотрудники компании Imperial Chemical Industries (ICI). Полиэтилен образовался в тот раз при смешении этилена и бензойного альдегида. Повторить реакцию вначале не удавалось, так как она на самом деле была инициирована присутствовавшей в аппарате примесью кислорода. Однако этого добился в 1935 г. другой химик ICI Майкл Пёррин, создав таким образом технологию, которая легла в основу промышленного производства LDPE с начала 1939 г. В дальнейшем совершенствование технологии проходило в основном за счет внедрения новых катализаторов, которые позволили получать более качественные материалы.

 

Полиэтиле́н — термопластичный полимер этилена. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH2—CH2—CH2—CH2—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода. Самый распространённый в мире пластик.

Представляет собой воскообразную  массу белого цвета (тонкие листы  прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, изолятор, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80—120°С), при охлаждении застывает, адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая. Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном — похожим материалом растительного происхождения

Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году. Однако это открытие не получило распространения. Вторая жизнь полиэтилена началась в 1933 году благодаря инженерам Эрику Фосету и Реджинальду Гибсону. Сначала полиэтилен использовался в производстве телефонного кабеля и лишь в 1950-е годы стал использоваться в пищевой промышленности как упаковка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1: Химическая формула.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2:Международный  знак вторичной переработки.