ЕМКОСТЬ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к области изготовления слоистых изделий, состоящих из нескольких полимерных слоев, используемых для хранения пищевых продуктов.
Известен лист слоистого материала, содержащий два слоя пленки, первый из которых состоит из полимера, включающего инициатор пор, и соединен со вторым слоем (патент РФ №2319615).
Недостатком данного листа является высокая газопроницаемость, хотя он обладает свойствами барьера для жидкости, но не может быть использован для длительного хранения продуктов питания.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является многослойная пластиковая емкость для хранения пищевых продуктов, содержащая, по меньшей мере, один внутренний слой с темным пигментом, наружный слой, контактирующий с окружающей средой, выполненный белым и/или цветным, по меньшей мере, один внутренний слой, выполненный темным или черным, слой, контактирующий с пищевым продуктом, выполненный белым и/или светлым при следующем соотношении толщин слоев, причем толщина наружного слоя, контактирующего с окружающей средой - 5 - 33,4% общей толщины, толщина внутреннего слоя или слоев - 33,3 - 90%, общей толщины, толщина слоя, контактирующего с пищевым продуктом - 5 - 33,3% общей толщины, кроме того в дне емкости выполнена полость для придания жесткости, наружный слой емкости, контактирует с окружающей средой, и слой, контактирующий с пищевым продуктом, выполнены из нескольких слоев, а сама емкость выполнена, по меньшей мере, трехслойной и в поперечном сечении имеет форму круга или квадрата или прямоугольника, по меньшей мере, один слой выполнен из полипропилена и полистирола (патент РФ №87118).
Недостатком данной емкости является то, что она изготовлена из материала, который легко пропускает газообразные вещества к продуктам, помещенным в эту емкость, следовательно происходит порча продуктов, т.е. емкость не обеспечивает длительный срок хранения пищевых продуктов.
Технической задачей данной полезной модели является получение емкости с барьерными свойствами для воздуха, кислорода и других газообразных веществ, т.е. с требуемой проницаемостью газов, увеличение срока хранения пищевых продуктов, путем исключения попадания газообразных веществ из окружающей среды внутрь емкости и выхода газов, например, углекислого газа, используемых для хранения пищевых продуктов, наружу из полости емкости.
Поставленная техническая задача решается тем, что емкость для хранения пищевых продуктов, выполненная из многослойного полимерного материала, имеющая наружный слой, контактирующий с окружающей средой, выполненный из одного слоя или нескольких слоев пленки, внутренний слой из одного или нескольких слоев пленки, и слой, контактирующий с пищевыми продуктами, выполненный из одного или нескольких слоев пленки, в отличии от ближайшего аналога, емкость выполнена, по меньшей мере, из пятислойного полимерного материала, причем ее внутренний слой выполнен из материала с барьерными свойствами толщиной 1÷40% от толщины стенок емкости и соединен слоями из адгезивного материала с наружным слоем и слоем, контактирующим с пищевыми продуктами.
Кроме того, емкость для хранения пищевых продуктов, в отличии от ближайшего аналога, в поперечном сечении имеет форму любой плоской геометрической фигуры, емкость выполнена в виде любой объемной геометрической фигуры.
В заявляемой емкости в качестве материала с барьерными свойствами использован материал, например, EVOH марки Soornol BF 3203В или Т101В, а в качестве адгезивного материала использован материал марки Plexar РХ 6006 или Admer QB 510E, причем поверхности стенок емкости выполнены рифлеными.
Внутренний слой из материала с барьерными свойствами, например, из материала EVOH марки Soornol BF 3203В или Т101В, уменьшают проникновение газов как из внутренней полости емкости наружу, так и из окружающей среды во внутрь емкости, таким образом увеличивается срок хранения продуктов.
Слои из адгезивного материала обеспечивают прочное соединение (склеивание) слоя из материала с барьерными свойствами с другими слоями, таким образом способствуют снижению количества газов, поступающих внутрь емкости и из последней наружу.
Величина соотношения толщины внутреннего слоя в материале стенок к толщине стенок емкости получена экспериментальным путем и является оптимальной для достижения положительного эффекта и решения поставленной технической задачи с сохранением высоких технических и экономических показателей технологии изготовления емкости.
Экспериментально были также установлены оптимальные следующие соотношения: толщина наружного слоя емкости составляет 10÷49% от толщины стенок готовой емкости; толщина слоя из адгезивного материала емкости составляет 0,5÷20% от толщины стенок готовой емкости; толщина слоя, контактирующего с пищевыми продуктами, составляет 10÷49% от толщины стенок готовой емкости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен один из возможных вариантов многослойного полимерного материала, а на фиг.2 - несколько возможных вариантов заявляемой емкости.
Емкость может быть выполнена из многослойного полимерного материала имеющего, по меньшей мере, пять слоев, причем без ограничения количества слоев по максимуму. Многослойный полимер в виде листа, а следовательно и емкость, изготовленная из него, включает наружный слой 1, контактирующий с окружающей средой, выполненный из одного или нескольких слоев пленки, причем, он может быть любого цвета, прозрачным, темным или светлым. Слой 2, контактирующий с пищевыми продуктами, выполнен из одного или нескольких слоев пленки, цвет слоя 2 не имеет значения, он может быть цветным, темным или светлым,, или прозрачным. Между наружным слоем 1 и слоем 2, контактирующим с пищевыми продуктами, расположен, по меньшей мере, один внутренний слой 3, выполненный из материала с барьерными свойствами для газообразных веществ. Внутренний слой 3 из материала с барьерными свойствами контактирует своими боковыми поверхностями со слоями из адгезивного (клеющего) материала 4, 5. Внутренний слой 3 слоем из адгезивного материала 4 соединен (склеен) с наружным слоем 1, а слоем из адгезивного материала 5 соединен (склеен) со слоем 2, контактирующим с пищевыми продуктами.
Для изготовления емкостей может использоваться многослойный полимер в виде листа, который содержит, например, наружный слой 1, выполненный двухслойным, слой 2, контактирующий с пищевыми продуктами, тоже выполненный двухслойным, и внутренний слой 3 из материала с барьерными свойствами может быть выполнен тоже двухслойным. Слои 4, 5 из адгезивного материала располагаются с обеих сторон внутреннего слоя 3. Кроме того, по меньшей мере, один из слоев 1, 2 выполнен из полипропилена, например, марок Бален 01030, Бален 02015 или 1035G, 8300G - Нижнекамск нефтехим.
Пластиковая емкость может быть выполнена любой объемной геометрической формы, например, цилиндрической, сферической, конической или в виде усеченного конуса, призмы или любой неправильной формы, причем поперечное сечение может быть любым: в виде круга, эллипса, прямоугольника, многоугольника правильной или неправильной формы и т.д, а также поверхности емкости могут быть или гладкими, или рифлеными, например в виде вертикальных ребер, переходящих со стенок на дно, для увеличения прочности емкости.
Емкость изготавливают способом термоформования из многослойного полимерного листа, обладающего барьерными свойствами, на термоформовочной машине (ТФМ). Первой операцией способа изготовления многослойного листа является экструзия на экструдере. Экструдер представляет собой нагревательный агрегат, основой которого является вращающийся шнек (наподобие мясорубки) с нагревательными элементами. В шнек подают гранулированный полимер (в нашем случае полипропилен), который начинает расплавляться и перемешиваться в шнеке. Далее расплавленный материал выдавливается шнеком в ламинарный распределитель, в котором он соединяется послойно с другим расплавленным материалом, поступающим из со-экструдеров. Из ламинарного распределителя многослойный расплав выдавливается в плоскощелевую головку (фильеру), после чего в виде листа проходит между каландровыми (охлаждаемыми) валами, остывает и наматывается на приемное устройство (намотчик) в рулон.
В каждом экструдере и со-экструдере материал может окрашиваться в различный цвет (белый или любой цветной) подачей в них гранулированного красителя. Интенсивность окрашивания зависит от точной дозировки и тщательного перемешивания. Обычный процент красителя - 1-2% от общего количества исходного материала. В многослойном листе каждый слой (пленка) может окрашиваться. Толщина слоев регулируется специальными кранами в ламинарном распределителе, а также производительностью основного экструдера и со-экструдеров.
В многослойном полимерном листе внутренний слой 3 из материала с барьерными свойствами, например, из материала EVOH марки Soornol BF 3203В или Т101В не окрашивается. Два слоя 4, 5 вокруг него выполнены из материала с адгезивными свойствами и служат для усиления сцепления наружного слоя 1 и слоя 2, контактирующего с пищевыми продуктами, выполненными из полипропилена и внутреннего слоя 3 из материала с барьерными свойствами. Без слоя 4 или 5 из адгезивного материала, например, из материала EVOH слои 1 и 2 из полипропилена не приклеиваются. Слои 4 и 5 выполняют, как правило, из адгезивного материала марки Plexar РХ 6006 или Admer QB 510Е.
Далее из многослойного полимерного материала формуются различные емкости. Формы и размеры емкостей зависят от установленной на термоформовочной машине пресс-формы. Лист разогревается до пластичного состояния, затем с помощью пуансонов выдавливается в матрицы пресс-формы и надувается воздухом под давлением. Сформованный лист прижимается к стенкам матрицы, которые охлаждаются проточной водой, остывает и принимает форму матрицы. Далее происходит смыкание верхней и нижней частей пресс-формы, изделие - емкость вырубается из листа ножами пресс-формы и штабелируется в стопки для дальнейшей упаковки в коробки.
Пример
ЗАО «Алькор» изготовило емкость в виде прямоугольной призмы с закругленными краями, отбортованным верхним рантом для запайки и отформованными вертикальными ребрами на поверхностях стенок, переходящими на дно для придания прочности. Наименование емкости «Контейнер 227×178×80 с барьерными свойствами».
Емкость изготавливается из 5-ти-слойного листа общей толщиной 0,9 мм с соотношением толщин слоев и толщины полимерного листа:
- Наружный слой, контактирующий с окружающей средой - 45% (0,405 мм) из полипропилена марки Бален 02015, окрашенный в оранжевый цвет;
- Слой из адгезивного материала - 5% (0,045 мм) из материала Plexar РХ 6006, неокрашенный;
- Внутренний слой из материала (пленки) с барьерными свойствами - 5% (0,045 мм) из материала EVOH марки Soornol BF 3203В, неокрашенный;
- Слой из адгезивного материала - 5% (0,045 мм) из материала Plexar РХ 6006, неокрашенный;
- Слой, контактирующий с пищевым продуктом - 40% (0,36 мм) из полипропилена марки Бален 02015, окрашенный в оранжевый цвет.
Толщина боковых стенок готовой емкости - 0,3 мм.
Cоответственно, соотношение слоев:
- Наружный слой, контактирующий с окружающей средой - 45% (0,135 мм);
- Слой из адгезивного материала - 5% (0,015 мм);
- Внутренний слой из материала с барьерными свойствами - 5% (0,015 мм);
- Слой из адгезивного материала - 5% (0,015 мм);
- Наружный слой, контактирующий с пищевым продуктом - 40% (0,12 мм).
Толщина дайной стенки (дна) готовой емкости - 0,45 мм.
Соответственно, соотношение слоев:
- Наружный слой, контактирующий с окружающей средой - 45% (0,2025 мм);
- Слой из адгезивного материала - 5% (0,0225 мм);
- Внутренний слой из материала с барьерными свойствами - 5% (0,0225 мм);
- Слой из адгезивного материала - 5% (0,0225 мм);
- Наружный слой, контактирующий с пищевым продуктом - 40% (0,18 мм).
В таблице приведены опытные данные по проницаемости кислорода и по сроку хранения различных продуктов в зависимости от соотношения толщин внутреннего слоя к толщине стенок изделия - емкости.
Таблица
№ опыта
Соотношение толщины внутреннего слоя к толщине стенок емкости, %
Проницаемость кислорода, <img file="00000002.tif" he="11" wi="19" img-content="undefined" img-format="tif" />
Срок хранения, сутки
Продукты питания
1
2
3
4
5
1.
1
10,1
8-10
Свежее мясо, птица
2.
5
7,8
15-20
Свежее мясо, птица
3.
10
5,5
30-40
Вареные колбасы, копченые колбасы
4.
20
1
40-60
Копченые колбасы, ветчина
5.
40
0,5
60-80
Копченые колбасы, салями
6.
42
0,5
60-80
Копченые колбасы, салями
7.
0,9
15
5-6
Свежее мясо, птица
Из таблицы следует, что именно при заявляемом соотношении толщины внутреннего слоя из материала с барьерными свойствами к толщине стенок готового изделия (опыты 1÷5) решается техническая задача и достигается положительный эффект, причем увеличение толщины внутреннего слоя более заявляемого соотношения экономически не целесообразно т.к. проницаемость газов практически не уменьшается.