Чаму ПЭТ шырока выкарыстоўваецца ў ўпакоўцы харчовых прадуктаў? Якія яго перавагі?

ПЭТ (поліэтыленг -тэрэфталат) стаў адным з найбольш часта выкарыстаных матэрыялаў у ўпакоўцы харчовых прадуктаў дзякуючы унікальнаму спалучэнню ўласцівасцей. У наступнай падрабязнасці логіку яго шырокага выкарыстання ў упакоўцы харчовых прадуктаў, арыентуючыся на яго асноўныя характарыстыкі, перавагі прымянення, патэнцыйныя недахопы і меркаванні, а таксама метады апрацоўкі.

Асноўныя характарыстыкі ПЭТ: аснова для ўпакоўкі харчовых прадуктаў

PET-гэта паўкрышталічная поліэстэр з звычайнай структурай малекулярнай ланцуга (-O-Ch₂-Ch₂-O-Co-C₆H₄-Co- паўтаральных адзінак). У спалучэнні з яго апрацаванымі фізічнымі і хімічнымі ўласцівасцямі ён, натуральна, добра падыходзіць для патрэбаў у ўпакоўцы харчовых прадуктаў:

Выдатная празрыстасць: малекулярныя ланцугі шчыльна спакаваныя і не маюць відавочнай крышталічнасці (альбо ступень крышталічнасці можна кантраляваць). Яго высокае пераходнасць святла (звыш 90%) дазваляе спажыўцам непасрэдна назіраць за зместам (напрыклад, сокам, напоямі, прыправай).

Лёгкая і высокая трываласць: яго шчыльнасць прыблізна 1,38 г/см³ (значна ніжэй за шкло), а яго высокая механічная трываласць на адзінку вагі (трываласць на расцяжэнне прыблізна 50-70 МПа, трываласць згінання прыблізна 90-120 МПа) зніжае спажыванне энергіі транспарціроўкі і ўпакоўкі.

Моцная хімічная ўстойлівасць: яна ўстойлівая да большасці харчовых кіслот, шчолачы, алею (напрыклад, цытрусавыя сокі і раслінныя алею), а таксама арганічныя растваральнікі, і наўрад ці рэагуе са зместам (напрыклад, вылугаванне шкодных рэчываў альбо выклікае прубак харчавання).

Умераныя бар'ерныя ўласцівасці: ён прапануе цудоўныя бар'ерныя ўласцівасці кіслароду (O₂) і вадзяной пары (H₂O) у параўнанні з ПЭ і ПП (поліэтылен і поліпрапілен), эфектыўна затрымліваючы акісленне харчовых прадуктаў або ўздзеянне вільгаці на працягу кароткага перыяду (некалькі месяцаў). Аднак яго бар'ерныя ўласцівасці алеяў і тлушчаў (напрыклад, доўгатэрміновы кантакт з смажанай ежай) і вуглякіслы газ (CO₂) слабыя (патрабуючы ламінацыя з іншымі матэрыяламі).

Высокая бяспека: яна адпавядае асноўным глабальным матэрыяльным стандартам кантакту з прадуктамі харчавання і вылучае не таксічныя рэчывы пры звычайным ужыванні (напрыклад, надзвычай нізкая міграцыя супраціў і алігомераў).

Выдатная апрацоўка: ён праяўляе выдатную цякучасць расплаву (тэмпература апрацоўкі прыблізна 250-280 ° С) і можа быць утвораны з выкарыстаннем розных працэсаў, уключаючы ліццё ўмоўных, ліцця ўдараў і экструзію, што робіць яго прыдатным для маштабнай аўтаматызаванай вытворчасці.

II. Асноўныя перавагі шырокага выкарыстання PET ў харчовай упакоўцы

Зыходзячы з вышэйпералічаных характарыстык, перавагі ПЭТ ў харчовай упакоўцы можна абагульніць як патройны баланс "функцыянальнасці, эканомікі і адаптацыі":

1. Функцыянальная адаптацыя: задавальненне розных патрэбаў упакоўкі

Упакоўка напояў: празрыстасць вітрыны колеру напояў (напрыклад, сок і чайныя напоі); Высокія бар'ерныя ўласцівасці павольнага росту мікроб і страты водару (напрыклад, бутэлькі з колы павінны доўга падтрымліваць свае бурбалкі і прысмакі); Лёгкія бутэлькі зніжаюць выдаткі на дастаўку і ўстойлівыя да паломкі.

Гатовая ў з'едзе ўпакоўку з ежай: напрыклад, паддоны для сэндвіча і фруктовыя скрыні, ПЭТ выкарыстоўвае яго нізкатэмпературную супраціў (без парэпання пры -40 ° С) і ўстойлівасць да алею (кароткатэрміновае ўздзеянне раслінных алеяў) у спалучэнні з цеплавым пластом (напрыклад, кампазіт ПЭ) для дасягнення запячатанага, свежага эфекту.

Упакоўка для сухога вырабу/хлебабулака: высокія ўласцівасці бар'ера з кіслародам павольнае акісленне і сапсаванне печыва і арэхаў, у той час як празрыстая плёнка палягчае ідэнтыфікацыю прадукту.

2. Эканоміка: балансаванне кошту і прадукцыйнасці

Цэны на сыравіну для хатніх жывёл ніжэйшыя, чым у матэрыялах, такіх як шкло і алюміній, а эфектыўнасць яго апрацоўкі высокая (напрыклад, працэс ліцця ўвядзення ін'екцый прапануе кароткі час цыкла), што робіць яго прыдатным для маштабнай вытворчасці.

3. Экалагічны патэнцыял: утылізацыя падтрымлівае кругавую эканоміку

У цяперашні час ПЭТ з'яўляецца адной з самых перапрацаваных пластыкаў (ва ўсім свеце, прыблізна 20%-30%, а ў Кітаі прыблізна 30%-40%). Ён можа быць фізічна перапрацаваны (чыстка, грануляванне) у новую ўпакоўку (напрыклад, валокны, нехарчовая ўпакоўка) або хімічна перапрацаваная (дэпалімерызацыя ў манамеры для рэпалімерызацыі).

Iii. Патэнцыйныя недахопы меркаванняў хатніх жывёл і выкарыстання

Хоць ПЭТ прапануе значныя перавагі, яе абмежаванні трэба пазбягаць:

1. Абмежаваная тэмпературная ўстойлівасць

Тэмпература пераходу шкла (ТГ) прыблізна 78 ° С, а яго доўгатэрміновая працоўная тэмпература не павінна перавышаць 60-70 ° С (кароткатэрміновы супраціў-80-90 ° С). Калі яго выкарыстоўваюць для гарачых напояў альбо падвяргаюцца высокатэмпературнай стэрылізацыі, яна будзе змякчацца, дэфармаваць і нават вызваляць алігомераў.

УВАГА: Бутэлькі для хатніх жывёл у харчовай упакоўцы ў асноўным выкарыстоўваюцца для халодных напояў (напрыклад, мінеральнай вады і газаваных напояў) або харчовай тэмпературы навакольнага асяроддзя (напрыклад, прыправы). Для гарачых напояў павінны быць выкарыстаны высокатэмпературныя ўстойлівыя матэрыялы (напрыклад, PP).

2. Праблемы па дэградацыі і ўтылізацыі

Хоць ПЭТ падлягае ўтылізацыі, спатрэбіцца сотні гадоў, каб пагоршыць прыродныя ўмовы. Змешванне яго з іншымі пластмасамі (напрыклад, PE і PP) зніжае значэнне перапрацоўкі. Некаторыя няякасныя ўтылізаваныя гадаванца могуць не адпавядаць стандартам кантакту з ежай з-за рэшткавых забруджванняў (напрыклад, мыйных сродкаў і мікраарганізмаў).

УВАГА: Неабходна выкарыстоўваць строгая класіфікацыя перапрацоўкі, і неабходна выкарыстоўваць працэсы перапрацоўкі сумяшчальных (напрыклад, EU RPET павінен адпавядаць сертыфікацыі кантактаў з ежай EFSA).

3. Рызыка дэградацыі аптычнай прадукцыйнасці

Доўгі ўздзеянне ультрафіялетавага (ультрафіялетавага) святла або высокіх тэмператур можа выклікаць фота- або цеплавое акіслянне ПЭТ, што прывядзе да разрыву малекулярнай ланцуга і пажаўцення (напрыклад, бутэлькі з соевым соусам для PET могуць стаць жоўтымі пасля доўгага захоўвання).

Рашэнне: Дадайце ўльтрафіялетавыя паглынальнікі альбо ўжывайце ўльтрафіялетавае пакрыццё, каб павысіць устойлівасць да надвор'я.

IV. Тэхналогія апрацоўкі кантэйнераў для ўпакоўкі для хатніх жывёл

ПЭТ патрабуе канкрэтных працэсаў для фарміравання ўпаковачных кантэйнераў. Агульныя працэсы ўключаюць:

1. Ліццё ў выніку ўвядзення ўвядзення (ISBM)

Прыкладанні: бутэлькі з напоямі (напрыклад, бутэлькі з мінеральнай вадой) і празрыстыя алейныя бутэлькі.

Працэс:

① Ліццё ўпырску ў нарыхтоўкі бутэлек (Парысан): Гранулы ПЭТ награваюць да 260-280 ° С, каб расплавіцца і ўводзіцца ў форму, утвараючы празрысты прэпарат (таўшчыня сценкі прыблізна 1-3 мм).

② Нацягненне + ліццё ўдар: Прэформ награваецца над яго TG (прыблізна 90-110 ° С) з выкарыстаннем інфрачырвонага выпраменьвання. Затым ён восева расцягваецца (каэфіцыент расцяжэння прыблізна ў 3-5x) нацяжным стрыжнем, адначасова выдзімаючы паветра высокага ціску (0,5-1,5 МПа) у бутэльку, каб арыентаваць малекулярныя ланцужкі і ўтвараць канчатковую форму бутэлькі (раўнамерная таўшчыня сценкі і надзвычай высокая празрыстасць).

Ключавыя элементы кіравання: тэмпература расцяжэння і суадносіны непасрэдна ўплываюць на трываласць і празрыстасць бутэлькі (празмернае расцяжэнне можа прывесці да крышталізацыі і адбельвання).

2. Экструзійнае ліццё (EBM)

Прыкладанні: кантэйнеры для хатніх жывёл з вялікай ёмістасцю (напрыклад, вялікія бутэлькі з напоямі і бутэлькі з прыправай).

Працэс:

① Экструзія нарыхтоўкі труб: ПЭТ -гранулы плавяцца ў экструдары і экструдаваны праз круглую плашку, утвараючы трубчастую нарыхтоўку.

② Ліццё ўдар: нарыхтоўка заціснута ў форму, уводзіцца ўдарны стрыжань і ўводзіцца сціснутае паветра. Нарыхтоўка пашыраецца і адпавядае сцяне цвілі. Пасля астуджэння ён дэманструе, каб утварыць кантэйнер.

Абмежаванні: Празрыстасць крыху ніжэй, чым у ліцця ўдарных удараў (з -за павольнай хуткасці астуджэння можа адбыцца нязначная крышталізацыя). Ён у асноўным выкарыстоўваецца ў дадатках, дзе празрыстасць не з'яўляецца прыярытэтам.

3. Тэрмаформінг

Прыкладанні: аднаразовыя паддоны з прадуктамі харчавання (напрыклад, фруктовыя скрыні і скрынкі для абеду) і вечкі для абедзеннай скрынкі.

Працэс:

① Падрыхтоўка да ліста: ПЭТ-гранулы растаюць у экструдары і экструдаваны праз Т-д-д'І ў тоўстыя лісты (прыблізна 0,2-1 мм). Календар ажыццяўляецца пры дапамозе астуджальных ролікаў.

② Награванне і змякчэнне: ліст награваецца ў печы (альбо прамяністае, альбо кантактным нагрэве) да тэмпературы вышэй за яго ТГ (прыблізна 100-120 ° С), змякчаючы яго ў пластыкавы стан.

Leating: Размерны ліст размяшчаецца на цвілі і ўтвараецца пры дапамозе вакууму або ўсмоктвання ціску (напрыклад, утварэнне блістара). Пасля астуджэння ліст аздоблены, каб атрымаць гатовы прадукт.

Аптымізацыя: для паляпшэння бар'ерных уласцівасцей і тэмпературнага ўстойлівасці, яна часта ламізуецца з ПЭ або CPP (адліваныя поліпрапілен) (напрыклад, латкі ПЭТ/ПЭ).

4. Ліццё ін'екцый

Прыкладанні: Маленькія аксэсуары для ўпакоўкі прадуктаў харчавання (напрыклад, капялюшыкі для бутэлек, уладальнікі этыкетак), цвёрдыя паддоны з прадуктамі харчавання (напрыклад, формы для выпечкі).

Працэс: Гранулы ПЭТ награваюць і растаюць, затым уводзяць у паражніну формы праз шрубу машыны для ліцця. Затым астуджаюць і застыванне. Канструкцыя цвілі (напрыклад, ланцугі для астуджэння) варта старанна разглядаць, каб прадухіліць дэфармацыю або пажаўценне, выкліканае крышталізацыяй.

Сціслы пераказ

ПЭТ, з высокай празрыстасцю, лёгкай, высокай трываласцю, хімічнай стабільнасцю, лёгкай апрацоўкай і бяспекай кантактаў з прадуктамі харчавання, стаў усёабдымным у упакоўцы харчовых прадуктаў, у прыватнасці, дамінуючым напоем, гатовай да ўжывання і ўпакоўкі сухіх тавараў. Нягледзячы на такія недахопы, як абмежаваная тэмпературная ўстойлівасць і недастатковая бар'ерная ўласцівасці, яго прымяненне працягвае пашырацца за кошт ламінавання, мадыфікацыі, якія ўзмацняюць бар'ер, і стандартызаванай утылізацыі. У далейшым, з распрацоўкай тэхналогій перапрацоўкі (напрыклад, хімічнай перапрацоўкі) і новым мадыфікаваным хатнім жывёлам (напрыклад, на аснове бія-хатніх жывёл і хатніх жывёл), устойлівасць і функцыянальнасць ПЭТ-упакоўкі прадуктаў харчавання будуць яшчэ больш пашыраны.