Увеличение срока хранения продуктов питания без консервантов

Самостоятельная идентификация полимерных материалов (методичка для технолога)

У потребителей МАР упаковки  очень часто возникает практическая задача по распознаванию природы полимерных материалов, из которых они изготовлены. Основные свойства полимерных материалов, как хорошо известно, определяются составом и структурой их макромолекулярных цепей. Отсюда ясно, что для идентификации полимерных пленок в первом приближении может быть достаточной оценка функциональных групп, входящих в состав макромолекул. Некоторые полимеры благодаря наличию гидроксильных групп (-ОН) тяготеют к молекулам воды. Это объясняет высокую гигроскопичность, например, целлюлозных пленок и заметное изменение их эксплуатационных характеристик при увлажнении. В других полимерах (полиэтилентерефталат, полиэтилены, полипропилен и т.п.) такие группы отсутствуют вообще, что объясняет их достаточно хорошую водостойкость.

Наличие тех или иных функциональных групп в полимере может быть определено на основе существующих и научно обоснованных инструментальных методов исследования. Однако, практическая реализация этих методов всегда сопряжена с относительно большими временными затратами и обусловлена наличием соответствующих видов достаточно дорогостоящей испытательной аппаратуры, требующей соответствующей квалификации для ее использования. Вместе с тем, существуют достаточно простые и "быстрые" практические способы распознавания природы полимерных пленок. Эти способы основаны на том, что полимерные пленки из различных полимерных материалов отличаются друг от друга по своим внешним признакам, физико-механическим свойствам, а также по отношению к нагреванию, характеру их горения и растворимости в органических и неорганических растворителях.

Во многих случаях природу полимерных материалов, из которых изготовлены полимерные пленки, можно установить по внешним признакам, при изучении которых особое внимание следует обратить на следующие особенности: состояние поверхности, цвет, блеск, прозрачность, жесткость и эластичность, стойкость к раздиру и др. Например, неориентированные пленки из полиэтиленов, полипропилена и поливинилхлорида легко растягиваются. Пленки из полиамида, ацетата целлюлозы, полистирола, ориентированных полиэтиленов, полипропилена, поливинилхлорида растягиваются плохо. Пленки из ацетата целлюлозы нестойки к раздиру, легко расщепляются в направлении, перпендикулярном их ориентации, а также шуршат при их сминании. Более стойкие к раздиру полиамидные и лавсановые (полиэтилентерефталатные) пленки, которые также шуршат при сминании. В то же время пленки из полиэтилена низкой плотности, пластифицированного поливинилхлорида не шуршат при сминании и обладают высокой стойкостью к раздиру. Результаты изучения внешних признаков исследуемой полимерной пленки следует сравнить с характерными признаками, приведенными в таблицах, после чего уже можно сделать некоторые предварительные выводы.

Однако, как нетрудно уяснить из анализа данных, приведенных в таблице, не всегда по внешним признакам можно однозначно установить природу полимера, из которого изготовлена пленка. В этом случае, необходимо попытаться количественно оценить какие-нибудь физико-механические характеристики имеющегося образца полимерной пленки. Как видно, например, из данных, приведенных в таблице ниже, плотность некоторых полимерных материалов (ПЭНП, ПЭВП, ПП) меньше единицы, а, следовательно, образцы этих пленок должны "плавать" в воде. С тем, чтобы уточнить вид полимерного материала, из которого изготовлена пленка, следует определить плотность имеющегося образца путем измерения его веса и вычисления или измерения его объема. Уточнению природы полимерных материалов способствуют и экспериментальные данные по таким их физико-механическим характеристикам как предел прочности и относительное удлинение при одноосном растяжении, а также температура плавления. Кроме того, как видно из анализа данных, приведенных в таблице, проницаемость полимерных пленок по отношению к различным средам также существенно зависит от вида материала, из которого они изготовлены.

Помимо отличительных особенностей в физико-механических характеристиках следует отметить и существующие различия в характерных признаках различных полимеров при их горении. Этот факт позволяет использовать на практике так называемый термический метод идентификации полимерных пленок. Он заключается в том, что образец пленки поджигают и выдерживают в открытом пламени в течение 5-10 секунд, фиксируя при этом следующие свойства: способность к горению и его характер, цвет и характер пламени, запах продуктов горения и др. Характерные признаки горения наиболее отчетливо наблюдаются в момент поджигания образцов. Для установления вида полимерного материала, из которого изготовлена пленка, необходимо сравнить результаты проведенного испытания с данными о характерных особенностях поведения полимеров при горении, приведенными в таблице.

Как видно из данных, приведенных в таблице, по характеру горения и запаху продуктов горения полиолефины (полиэтилены и полипропилен) напоминают парафин. Это вполне понятно, поскольку элементарный химический состав этих веществ один и тот же. Отсюда возникает сложность в различении полиэтиленов и полипропилена. Однако при определенном навыке можно отличить полипропилен по более резким запахам продуктов горения с оттенками жженой резины или горящего сургуча.

Таким образом, результаты комплексной оценки отдельных свойств полимерных пленок в соответствии с изложенными выше методами позволяют в большинстве случаев достаточно надежно установить вид полимерного материала, из которого изготовлены исследованные образцы. При возникающих затруднениях в определении природы полимерных материалов, из которых изготовлены пленки, необходимо провести дополнительные исследования их свойств химическими методами. Для этого образцы могут быть подвергнуты термическому разложению (пиролизу), при этом в продуктах деструкции определяется наличие характерных атомов (азота, хлора, кремния и т.п.) или групп атомов (фенола, нитрогрупп и т.п.), склонных к специфическим реакциям, в результате которых обнаруживается вполне определенный индикаторный эффект.

Изложенные выше практические методы определения вида полимерных материалов, из которых изготовлены полимерные пленки, носят в известной степени субъективный характер, а, следовательно, не могут гарантировать их сто процентной идентификации. Если такая необходимость все же возникает, то следует воспользоваться услугами специальных испытательных лабораторий, компетентность которых подтверждена соответствующими аттестационными документами.

 

Вид полимера

Внешние признаки

Механические

Состояние поверхности на ощупь

Цвет

Прозрачность

Блеск

ПЭВД

Мягкая, эластичная, стойкая к раздиру

Маслянистая, гладкая

Бесцветная

Прозрачная

Матовая

ПЭНД

Жестковатая, стойкая к раздиру

Слегка маслянистая, гладкая, слабо "шуршащая"

Бесцветная

Полупрозрачная

Матовая

ПП

Жестковатая, слегка эластичная, стойкая к раздиру

Сухая, гладкая

Бесцветная

Прозрачная или полупрозрачная

Средний

ПВХ

Жестковатая, стойкая к раздиру

Сухая, гладкая

Бесцветная

Прозрачная

Средний

ПВДХ

Мягкая, стойкая к раздиру

Сухая, гладкая

Бесцветная

Прозрачная

Средний

ОПС

Жесткая, стойкая к раздиру

Сухая, гладкая, сильно шуршащая

Бесцветная

Прозрачная

Высокий

ПА

Жесткая, слабо стойкая к раздиру

Сухая, гладкая

Бесцветная или светло-желтая

Полупрозрачная

Слабый

ПЭТФ

Жесткая, слабо стойкая к раздиру

Сухая, гладкая, сильно шуршащая

Бесцветная или с голубоватым оттенком

Прозрачная

Средний

ПК

Жесткая, слабо стойкая к раздиру

Сухая, гладкая, сильно шуршащая

Бесцветная, желтоватым или голубоватым оттенком

Высокопрозрачная

Высокий

АЦ

Жесткая, не стойкая к раздиру

Сухая, гладкая

Бесцветная

Высокопрозрачная

Высокий

Целлофан

Жесткая, не стойкая к раздиру

Сухая, гладкая

Бесцветная

Высокопрозрачная

Высокий

 

 


Вид полимера

Физико-механические характеристики при 20°C

Плотность, кг/м3

Прочность при разрыве, МПа

Относительное удлинение при разрыве,%

Проницаемость по водяным парам, г/м2 за 24 часа

Проницаемость по кислороду, см3/(м2×атм) за 24 часа

Проницаемость по CO2, см3/(м2×атм) за 24 часа

Температура плавления, °C

ПЭВД

910-930

10-16

150-600

15-20

6500-8500

 

102-105

ПЭНД

940-960

20-32

400-800

4-6

1600-2000

8000-10000

125-138

ПП

900-920

30-35

200-800

10-20

300-400

9000-11000

165-170

ПВХ

1370-1420

47-53

30-100

30-40

150-350

450-1000

150-200

ПВДХ

1800-1900

50-80

20-50

1,5-5.0

8-25

40-60

200-210

ОПС

1050-1100

60-70

18-22

50-150

4500-6000

12000-14000

170-180

ПА

1100-1150

50-70

200-300

40-80

400-600

1600-2000

220-230

ПЭТФ

1360-1400

60-80

50-75

25-30

40-50

300-350

240-270

ПК

1200

62-74

20-80

70-100

4000-5000

25000-30000

225-245

АЦ

1320-1350

50-80

15-50

100-300

2000-3000

15000-16000

 

Целлофан

1400

50-70

15-30

5-15

650-700

950-1000

 

 

Вид полимера

Характеристики горения

Химическая стойкость

Горючесть

Окраска пламени

Запах продуктов горения

К кислотам

К щелочам

ПЭВД

Горит в пламени и при удалении

Внутри синеватая, без копоти

Горящего парафина

Отличная

Хорошая

ПЭНД

Горит в пламени и при удалении

Внутри синеватая, без копоти

Горящего парафина

Отличная

Хорошая

ПП

Горит в пламени и при удалении

Внутри синеватая, без копоти

Горящего парафина

Отличная

Хорошая

ПВХ

Трудно воспламеняется и гаснет

Зеленоватая с копотью

Хлористого водорода

Хорошая

Хорошая

ПВДХ

Трудно воспламеняется и гаснет

Зеленоватая с копотью

Хлористого водорода

Отличная

Отличная

ОПС

Загорается и горит вне пламени

Желтоватая с сильной копотью

Сладковатый, неприятный

Отличная

Хорошая

ПА

Горит и самозатухает

Голубая, желтоватая по краям

Жженого рога или пера

Плохая

Хорошая

ПЭТФ

Трудно воспламеняется и гаснет

Светящаяся

Сладковатый

Отличная

Отличная

ПК

Трудно воспламеняется и гаснет

Желтоватая с копотью

Жженой бумаги

Хорошая

Плохая

АЦ

Горит в пламени

Искрящаяся

Уксусной кислоты

Плохая

Хорошая

Целлофан

Горит в пламени

Белая

Жженой бумаги

Плохая

Плохая

 

Виды упаковки для МАР по типам материалов

 

Характеристики положительные/

отрицательные

Наименование газобарьерной упаковки

Гастротара нержавеющая сталь /пластик

Вакуумный пакет

Пластиковый лоток с герметичной пленкой

Стоимость/шт

От 400 до 1400 рублей на 1,5 года

От 3 до 12 рублей на 1 раз

От 4 до 18 рублей на 1 раз

Вес/кг

1,5-3 кг

0,01 кг-0,1 кг

0.05 - 0.4 кг

Объем при транспортировке

большой

Незначительный

Средний

Надежность сохранения газа

100 %

100%

100%

Срок хранения в газе

5-15 дней

5-15 дней

5-15 дней

Доступность

со склада в Москве

со склада в Москве

по предварительному заказу

Гигиеничность

средняя

высокая

высокая

Жизненный цикл

1,5 года

1 раз

1 раз

Возможность доготовки /разогрева

да

да

СВЧ - всегда, конвекционная печь (при увеличении цены лотка в 3 раза)

Экономия цена/качество/эффект

максимальная

хорошая

хорошая

Типы продуктов к перевозке

любые

только бесформенные

любые

Повреждение при транспортировке

почти нет

нет

нет

Разрешения Роспотребнадзора

есть

есть

есть

Применение на Западе

Для кухни

Для транспортировки

Для продажи в магазинах, для транспортировки, для кейтеринга


Читайте далее:





Rambler's Top100