В.Б. Бокарева, д.с.н., независимый эксперт‐обозреватель рынка упаковки

По оценке Grand View Research, объем мирового рынка упаковки в 2017 г составил примерно 198 млрд долл. Активно развиваются секторы упаковки пищевых продуктов, безалкогольных напитков, средств личной гигиены, бытовых средств, электроники, автокомпонентов. Все это приведет к еще большему росту объемов рынка в ближайшем будущем. Совершенствуются и сами материалы, и конструкции упаковки. Она становится более функциональной, экологичной и привлекательной. В статье представлен обзор современных упаковочных решений, которые уже внедрены и используются в пищевой промышленности или займут достойное место в ближайшем будущем.

- Реклама -

«Умная» упаковка

В последнее время все чаще упоминается категория «умной» упаковки. В категорию «умной» входят активная упаковка, позволяющая создавать контролируемую среду для продукта, продлять его сроки годности, и интеллектуальная упаковка, которая демонстрирует состояние продукта, взаимодействует с потребителем или другими устройствами. По оценке аналитиков Smithers Pira (Великобритания), мировой рынок «умной» упаковки будет увеличиваться на 7,5 % в год в ближайшие пять лет, при этом рынок интеллектуальной упаковки будет расти на 18 % в год, а активной упаковки – на 4,9 % в год.

Увеличение сроков годности без консервантов

Как известно, многие продукты питания при хранении подвержены процессу окисления под воздействием остаточного кислорода в упаковке. Существует несколько способов,  с помощью которых можно сократить уровень кислорода в упаковке, наиболее часто на пищевых предприятиях для этой цели применяются вакуумная упаковка и упаковка в газовой среде с использованием CO2 (углекислый газ) как консерванта для понижения бактериальной активности. При применении в упаковке поглотителя кислорода не нужны ни газ, ни вакуум. Активная упаковка предполагает использование специального агента внутри упаковки, влияющего на состояние внутренней среды, в которой хранится продукт. Активная упаковка позволяет исключить применение таких агентов за счет использования поглотителей кислорода.

Заключенные в различные технологические оболочки поглотители кислорода, вступая в химическую реакцию с кислородом, полностью поглощают его внутри упаковки с продуктом. Применение поглотителей кислорода позволяет увеличить сроки годности продукции, защитить ее от плесени, бактерий, прогорклости, испарений и влаги, сохранить питательные вещества продукта, его первоначальные вкус, цвет и запах, исключить необходимость использования химических консервантов.

С поглотителями кислорода можно упаковывать все виды пищевой продукции, в том числе свежее мясо, полуфабрикаты, мясные изделия.

LiveTag – интеллектуальные ярлыки для упаковки

Специалисты из инженерной школы UC San Diego и Центра беспроводной связи в Сан‐Диего разработали печатные металлические ярлыки. Суть изобретения заключается в том, что этикетки, которые могут быть прикреплены к самым простым предметам вроде бутылки с водой или двери, смогут передавать сигнал по сети WiFi, подключаясь к интернету вещей (IoT). Команда ученых назвала эту технологию LiveTag (фото 1).

Данные ярлычки представляют собой тонкие узоры из медной фольги, напечатанные на бумажных носителях, которые передают сигналы по WiFi при касании. Такая бумажная панель управления может быть использована, например, для удаленного управления динамиками, подключенными к сети, умными датчиками, осветительными приборами и другими бытовыми устройствами.

Метки из медной фольги предназначены только для отражения сигналов определенных частот внутри диапазона WiFi. Изменив материал, из которого они сделаны, и подложку, на которой они напечатаны, можно переориентировать теги на отражение сигналов другой частоты, например Bluetooth, LTE или сотовой связи.

Основное достижение ученых заключается в том, что они заставили работать свое изобретение без батарей, кремниевых чипов или каких‐либо дополнительных электронных компонентов. Ярлычки функционируют по принципу электронных устройств, однако не требуют практически никакого обслуживания – в них не нужно менять или заряжать аккумуляторы, их не надо относить в сервисный центр для починки. Этикетки будут работать просто благодаря проводимости металлов, из которых они изготовлены.

Вариантом использования изобретения может стать маркировка продуктов в розничных магазинах для аналитики больших данных о предпочтениях клиентов на основе информации о  том, каких продуктов они касаются и что в итоге покупают. Вместо того чтобы использовать камеры, магазины могут внедрять LiveTag в качестве альтернативы, которая обеспечивает большую конфиденциальность.

Решение по системе маркировки упаковки, облегчающее логистику

DIY (бренд Duck) запустил систему маркировки на основе приложений, чтобы облегчить процесс перемещения, хранения и поиска упаковки.

Этикетки и технологии сканирования Duck позволяют пользователям смартфонов отслеживать, что находится внутри их коробок. Цифровая система Duck Pack & Track также поможет пользователям найти свои упакованные предметы в хранилище.

После покупки клиенты могут загрузить специальное приложение, которое доступно для пользователей Apple и Android. DuckPack & Track подходит для использования с коробом, ящиком или любой другой упаковкой с ровной поверхностью. Пользователи будут сканировать штрихкод, имя коробки, чтобы найти ее содержимое и местоположение.

Упаковочное решение, которое обнаруживает вредные бактерии в продуктах

По данным Всемирной организации здравоохранения, патогены пищевого происхождения приводят к примерно 600 млн заболеваний и 420 тыс. смертей в год. Около 30 % этих случаев касаются детей в возрасте до пяти лет.

Исследователи из Университета Макмастера разработали прозрачный патч (небольшой датчик), который может крепиться к упаковке пищевых продуктов для мониторинга содержания вредных патогенов, таких как кишечная палочка и сальмонелла.

В случае присутствия патогена в еде или напитке, размещенных внутри пакета, патч подаст сигнал. Этот сигнал может быть считан смартфоном или другим устройством без проникновения в пакет. Тонкий и гибкий датчик не оказывает никакого влияния на содержимое пакета. По словам разработчиков, датчик оснащен лампочкой, сверху покрыт флуоресцентным красителем.

По оценке исследователей, при выходе на массовое производство изготовление такого патча обходилось бы всего в несколько центов.

Сегодняшняя разработка рассчитана на одноразовое использование патча, но исследователи планируют создать технологию, которая позволит задействовать такой датчик повторно в больницах и на кухне.

Функциональная упаковка

Современные производители борются за клиента, формируя его уникальный потребительский опыт. Во многом в этом им помогает современная функциональная упаковка.

Новая коробка‐упаковка для разогрева напитков в микроволновке

Согласно собственным исследованиям SIG в Китае, около 72 % потребителей выразили недовольство существующими методами разогрева продуктов, потребляемых на ходу, и ждут новых решений, соответствующих их образу жизни.

Новая коробка Heat & Go от компании SIG не содержит алюминия и поэтому подходит для разогрева в микроволновке дома или офисе. Алюминиевая фольга при изготовлении коробки заменена высокобарьерным асептическим картоном со специальным пигментом, который защищает продукт от кислорода, света, жидкостей, препятствует миграции запаха. Упаковка подходит и для продуктов с содержанием жира, например молока.

Heat & Go можно нагревать в микроволновой печи до 60 °C при рекомендуемой температуре 50 °C. Он может производиться на существующих фасовочных машинах параллельно с единовременной модернизацией для запуска стандартных и безалюминиевых материальных конструкций.

Пока SIG планирует реализовывать данную упаковку на территории Азии.

Упаковка, в которой можно греть пиццу

Вот другой пример упаковки с аналогичными функциями. Компания Marks and Spencer (M & S) в союзе с Graphic Packaging International разработала картонную упаковку, в которой можно греть пиццу прямо в духовке. Эта упаковка будет использоваться для нескольких видов пицц, включая сырную, с беконом и куриную.

По оценке самих разработчиков, емкость облегчает циркуляцию воздуха и распыление влаги, помогая основанию оставаться хрустящим. Загибы предотвращают излишнее плавление сыра и исключают возможность его протекания в духовку. Конструкция упаковки позволяет сохранить поднос сухим.

Липучка для гибкой упаковки

Традиционные защелки в больших гибких пакетах не дают возможности точного смыкания.

Компания Velcro (Нидерланды) вывела на рынок передовую систему закрывания PRESSLOK под брендом VELCRO – липучку с уплотнительным слоем для упрощенного встраивания в гибкую упаковку и пакеты.

Система закрывания от Velcro характеризуется эксклюзивным закрыванием липучки. Она позволяет потребителю легко выровнять уплотнительный слой для точного и надежного закрывания больших, широко раскрываемых пакетов, гарантируя сохранность и свежесть содержимого.

Новую систему можно приварить к гибкой упаковке при пониженных температурах, это более эффективный способ для изготовителей данной продукции. Он улучшает внешний вид упаковки, сводя к минимуму отметины на пленке.

В результате у гибкой упаковки и пакетов появляются более гладкая верхняя панель и улучшенная графика. Кроме того, система закрывания на 100 % вторично перерабатываемая, что соответствует современному представлению об экологически рациональной упаковке.

Защелки можно устанавливать с использованием разного оборудования, что расширяет спектр потенциальных областей их применения, например для замороженных пищевых продуктов, кормов для животных, удобрений или грунта.

Инновационная система закрывания VELCRO PRESSLOK решает проблему повторного закрывания, предлагая точное выравнивание для легкости запечатывания, тактильное и звуковое подтверждение закрытия, длительную эффективность липучки.

Современная упаковка из бумаги и картона

Современная упаковка из бумаги и картона во многом по прочности не уступает полимерным материалам, при этом ее барьерные свойства и прочность улучшаются.

Линейка упаковки из восковой бумаги

Компания Expera Specialty изготавливает экологичную восковую бумагу, которую позиционирует как альтернативную упаковку. Она производится без добавления парафина или других материалов на нефтяной основе. По оценке разработчиков, использование этой упаковки позволяет поддерживать высокий уровень производительности и снижать транспортные расходы.

Специалисты компании подчеркивают: «Все чаще потребители ищут вариант без фторохимических веществ. Им нужен продукт, соответствующий требованиям FDA по контакту с пищевыми продуктами, экономически эффективный и экологичный».

Компания отметила, что бумаги, предлагаемые в рамках портфеля продуктов SOAR, подходят для утилизации в компосте и полностью изготовлены из натурального волокна и переработанного содержимого.

Картонная коробка, обеспечивающая герметичность

Компания Temper разработала коробку с вкладышем для перевозки скоропортящихся товаров, внутри нее – герметичная бумага ClimaCell. Эта тара является альтернативой изоляционным вспененным материалам. Продукт обеспечивает защиту чувствительных к температуре грузов до 80 ч. ClimaCell отвечает стандартам международных ассоциаций Fibre Box Association и American Forest & Paper Association. Данная упаковка также подходит для нанесения печати и этикетирования.

С массовым ростом электронной коммерции, в том числе в сегментах скоропортящихся продуктов питания и медикаментов, это решение является очень актуальным.

Новый барьерный экокартон

Metsä Board выпустила на рынок новый экологический барьерный картон Pro FSB EB1. Он биоразлагаемый и является пригодным для переработки на стандартном оборудовании.

Растет спрос на еду в формате на вынос. Новый картон может использоваться для упаковки пищевых продуктов, в том числе жирных. Для создания повышенных барьерных свойств на него снаружи может наноситься дополнительный слой лака. Картон доступен в диапазоне плотностей 195 – 290 г/м2 и обеспечивает высокое качество печати с обеих сторон, подходит для офсетной и флексопечати.

Экономичная многоразовая полимерная бумага

Ученые из Китая внесли свой вклад в защиту окружающей среды – изобрели многоразовую бумагу. Это новый тип бумаги, с которой можно стирать изображения и напечатанный текст, после чего использовать ее повторно. Бумага создана из полимеров и пропитана специальными химическими веществами, которые вступают в реакцию с солями металлов, в результате получаются семь различных цветов.

Изобретатели провели эксперимент: восемь раз печатали, а потом стирали содержимое с листа. Бумага начинала терять свои свойства только на девятый раз.

Стоимость печати на такой бумаге будет в пять раз дешевле, чем при использовании обычного струйного принтера.

Hop Industries разработал новую полипропиленовую бумагу

Компания HopIndustries (США), производитель синтетической бумаги Hop‐Syn, выпустила новую марку Hop‐SynGo, специально разработанную для всех моделей ЦПМ HP Indigo.

Hop‐SynGo – мелованная, каландрированная бумага на полипропиленовой основе. Ее уникальный состав предлагает превосходную адгезию краски и высококачественную графическую визуализацию. Кроме того, бумага на 100 % водонепроницаемая и устойчивая к износу. Новая продукция экологически безопасна и подходит для вторичной переработки.

Материал можно использовать для печати большого диапазона продукции. Hop‐SynGo долговечная, устойчивая на разрыв и стойкая к погодным условиям.

Гладкая матовая поверхность бумаги запечатывается с обеих сторон. Синтетическая бумага Hop‐SynGo передает яркие, сочные изображения и имеет непрозрачность 85 – 90 %. Она устойчива к ультрафиолетовому излучению до 3 мес на открытом воздухе, допускает перфорирование и установку люверсов.

Новые решения из сферы полимерной упаковки

Современная полимерная упаковка позволяет реализовать большой диапазон возможностей в плане удобства хранения продукта, его использования и создания эстетической привлекательности.

Полимерные банки

В Thermic Ultra в многослойные полимерные банки емкостью 500 мл, выпускаемые в Германии компанией Van der Kroon Food Products B.V. (VDK), впервые замариновали овощи. Сегодня эта упаковки изготовлена из пригодного для вторичной переработки полипропилена со слоем этиленвинилового спирта.

«Теперь мы хотим сохранить для потребителя все функциональные характеристики нашей упаковки, она стала более легкой, прочной и экологичной, – поясняет Деннисван дер Кроон.  – Такие банки менее травматичны, поскольку не разбиваются и не образуют осколков, что повышает безопасность для потребителя, и это удобно для интернет‐торговли».

На первом этапе в этой упаковке будут продаваться корнишоны, лук и пресервы из смешанных овощей. В дальнейшем планируется упаковка в такие банки мясной и молочной продукции.

Новая экологичная упаковка для бутербродов

По данным британской ассоциации Sandwich & Food‐To‐Go, более 3,5 млрд бутербродов ежегодно покупается в британской розничной торговле или магазинах общественного питания. Президент Coveris в Великобритании Гэри Ревинкель отмечает, что утилизация упаковки во многих случаях затруднена.

Британский производитель упаковки Coveris представил новую перерабатываемую упаковку для сандвича. Упаковочное решение состоит из биоразлагаемого пластика и картона, пригодных для вторичной переработки. Эта упаковка хорошо сохраняет свежесть продукта, может перерабатываться вместе с бумагой, но не позднее 12 мес после ее изготовления.

Новая мягкая, бархатистая и прочная пленка

Компания Flex Films разработала полимерную пленку с атласно‐мягкой поверхностью, которая при этом прочна и долговечна. Она изготовлена из инновационного двуосноориентированного полиэтилентерефталата (БОПЭТ). Эта упаковка обеспечивает «мягкое касание» и вместе с тем является очень прочной на растяжение. По утверждению производителя, пленка имеет прочную поверхность, на ней не остается потертостей.

Виджай Ядав, глава бизнеса, подчеркивает: «Эта пленка тоньше других упаковочных пленок, благодаря чему позволяет оптимизировать затраты на логистику». Продукт имеет большой потенциал применения: может использоваться как декоративная упаковка, упаковка товаров сегментов «лакшери», эксклюзивных канцтоваров, для создания рекламных баннеров.

Новая марка сополимера для многослойных пленок

Компания Exxon Mobil (США) разработала новую марку полимера для производства высококачественных соэкструзионных пленок. Новая марка – 8784 отличается  лучшей перерабатываемостью, из нее удается получать высокопрочные пленки с хорошей свариваемостью. Материал может применяться при производстве ламинированных пакетов, пленок для заморозки, барьерной упаковки, мешков и пакетов.

При производстве ламинированных пакетов с использованием материала Exceed XP 8784 получаются изделия с высокой прочностью горячего сварного шва (hottack) и хорошим балансом жесткости/прочности/прочности на разрыв. В Exxon Mobil отмечают, что упаковку в такие изделия на соответствующих линиях можно проводить с более высокой скоростью и производительностью. При изготовлении из материала пленок для заморозки получаются изделия с высокой прочностью при пониженных температурах и низкой температурой начала сваривания (SIT).

Вторично перерабатываемая барьерная пленка

Компания Nova Chemicals сообщает, что разработала гибкую пленку, обеспечивающую барьер по отношению к кислороду и при этом легко перерабатываемую вторично. По оценке производителя, данная пленка может заменить другие структуры, обеспечивающие барьер по отношению к кислороду в упаковке мяса, сыров, орехов и множества других видов пищи. В компании Nova утверждают, что пленки с новой структурой можно перерабатывать вторично с другими ПЭВП‐пленками, такими как пленки для пакетов в розничных магазинах.

Менеджер рынка пищевой упаковки компании Nova Майк Каппелли отметил, что новая структура пленки может заменить барьерные пленки на основе этилен‐винилового спирта и/или ПА. Или же этилен‐виниловый спирт и ПА могут использоваться в дополнение, в гораздо меньших количествах, для обеспечения защиты высшего класса.

Структура пленки включает неназванный, уже доступный ПЭ Nova, являющийся стандартом для жесткости и в определенной мере для барьерных свойств. Новую структуру можно изготавливать на традиционных многослойных линиях раздувной пленки, а затем перерабатывать в пакеты и другие виды гибкой упаковки. Структура не содержит «экстраординарного количества слоев».

Каппелли подчеркнул, что пленка новой структуры способна составить конкуренцию по цене традиционным барьерным пленкам.

В компании Nova надеются, что применение новой пленки расширит программу How2Recycle, в которой гибкая упаковка маркируется в магазине с указанием пригодности к вторичной переработке. Компания Nova оформила патент на пленочную структуру, но не планирует лицензировать технологию.

Новый биополимер способен заменить все известные упаковочные материалы

Словацко‐немецкие специалисты разработали новый вид биоразлагаемого пластика – nuatan. Производители заявили, что их разработка прочнее других разновидностей пластмассы и может заменить все известные упаковочные материалы.

Nuatan – результат шестилетнего исследования дизайнеров студии Crafting Plastics Studio и специалистов Словацкого технологического университета в Братиславе. Материал состоит из двух биоразлагаемых полимеров: полилактида и полигидроксибутирата на основе кукурузного крахмала, сахара и отработанного кулинарного жира по запатентованному рецепту. Дизайнеры уверяют, что материал выдерживает температуру 100 °C и может служить до 15 лет.

В отличие от традиционного пластика, nuatan безвреден для живых существ. Соосновательница студии, дизайнер Власта Кубушова, пояснила: «Он разлагается внутри тела человека или животного. Если рыба его проглотит, он просто распадется внутри».

Антибактериальная упаковка уже реальность

На сегодняшний день на рынке существует целый ряд предложений упаковочных решений с антибактериальными свойствами. По оценке TMR, мировой рынок антибактериальной упаковки в период с 2016 по 2024 г. будет ежегодно прирастать  темпом 5,1 %.

Антибактериальная сумка британской сети Morrisons

Addmaster, британский поставщик добавок для текстильной, пластмассовой, бумажной, лакокрасочной промышленности, разработал для сети розничной торговли Morrisons антибактериальную сумку. Morrisons использует антимикробную технологию Biomaster, созданную Addmaster для развития направления «сумка для жизни», которое призвано сделать покупки в супермаркете проще и гигиеничнее.

Технология Biomaster доступна в конструкциях охлаждающих сумок, сумок для переноски обеда, пакетов большого размера. Сумка Biomaster, сконструированная для торговой тележки, полностью помещается в нее, повторяет ее форму. В ней удобно перевозить продукты в багажнике автомобиля. Продукт уже доступен в магазинах Morrisons.

Компания использовала свою технологию Biomaster для того, чтобы защитить внутреннюю подкладку мешков и предотвратить рост бактерий. Это направление стало актуально после того, как недавние исследования показали, что опасные бактерии могут развиваться в многоразовых сумках для покупок, а некоторые из них жить до 8 нед.

Менеджер по маркетингу Addmaster Карл Шоу сказал: «Большинство людей не знает, что опасные бактерии могут развиваться внутри многоразовых продуктовых пакетов. Доказано, что использованная в новых мешках технология блокирует рост всех типов бактерий, которые могли появиться от продукта или возникнуть в самой сумке».

Ученые из Университета штата Пенсильвания (США) разрабатывают съедобный материал, в который можно будет обернуть мясные продукты, подобно колбасной оболочке. Антибактериальные свойства данного материала позволят защитить мясо от порчи. Учеными уже созданы четыре различных варианта такой пищевой упаковки, состоящей из наночастиц эфирного масла розмарина, эфирного масла орегано, оксида цинка или серебра. Эти ингредиенты объединены в слое пуллулана, который является съедобным безвкусным пластиком, созданным из гриба Aureobasidium pulluns. Пуллулан используется в качестве съедобной пленки в освежителях дыхания, распадаясь на языке, а также в оболочке капсул, которые растворяются в желудке. После того как мясо заворачивается в такую упаковку, пуллулан прилипает к его поверхности, постепенно растворяясь и медленно выпуская свой антибактериальный коктейль в продукт.

Результаты проведенного исследования показали, что пищевая пленка, изготовленная из пуллулана с антибактериальными наночастицами, продлевает срок хранения мяса в холодильнике. Однако безопасность такой упаковки все еще находится под вопросом. Необходимы доказательства того, что наночастицы не являются вредными для человеческого организма при попадании внутрь.

Ученые Тюрингского научно‐исследовательского института текстильных и синтетических материалов из Рудольштадта (TITK) совместно с рабочей группой профессора Томаса Хайнце из Университета Фридриха Шиллера (Йена) и компанией Synlab Analytics & Services Germany (Йена) разработали биоактивный целлюлозный материал для упаковки продуктов питания.

Исследователям удалось интегрировать смесь экстракта манжетки в качестве противомикробной добавки в абсорбирующую вкладку для упакованных мясных продуктов. Недавно разработанные материалы производятся на основе целлюлозы, которая считается безвредным растительным сырьем.

Новый биоактивный целлюлозный материал был испытан в упаковке для фарша. После шестидневного хранения с мясом и после непосредственного введения с определенной суспензией микробов ученые определили микробную загрязненность абсорбирующей прокладки.

«Антибактериальный эффект был доказан без сомнения, – сообщает руководитель проекта доктор Катрин Рёмхильд из ТИТК. – При этом он работает только на поверхности материала. Экстракт манжетки не мигрирует в продукты питания».

Технология специальной добавки в сырье для производства полиэтиленовой упаковки, которая предотвращает появление плесени, была разработана фармацевтической компанией Janssen Pharmaceuticals совместно с производителем пластмассовых изделий Symphony Environmental Technologies. Они ведут переговоры с производителями продуктов питания и магазинами по вопросу внедрения нового типа упаковки в производственно‐торговый процесс. Антимикробная упаковка подходит для фруктов, овощей, мяса и других продуктов, способна предотвращать рост бактерий, таких как Е. Coli и сальмонелла, вызывающих пищевые отравления.

Система упаковки для асептического розлива в паучи

Scholle IPN вывела на рынок Clean Pouch Aseptic System – уникальную систему изготовления и асептического заполнения гибких пакетов – паучей. Такие пакеты имеют обновленную форму носика, комбинированный колпачок с широкой шляпкой, удобный для захвата руками.

Clean Pouch Aseptic System сначала будет установлена в Wright Foods (США). Директор по новым разработкам Питер Мессакар отмечает: «Спрос на паучи, из которых можно непосредственно употреблять жидкости и пастообразные продукты, сейчас только возрастает. Важно, чтобы упаковка была пригодной для использования на ходу, вместе с тем нужно обеспечить гигиеничность всех процессов – от изготовления упаковки и розлива до непосредственно потребления». Система производит до 240 готовых пакетов в минуту.

Выбрать оптимальную упаковку для пищевой продукции сложнее, чем кажется. На современном рынке представлен большой выбор упаковки для сырого мяса, а также мясных полуфабрикатов и готовых продуктов. Все виды упаковки так или иначе учитывают особенности продукта. Однако производители должны ответственно подходить к выбору упаковки, принимать во внимание особенности продукта, длительность его хранения, вкусовые качества и предпочтения покупателей. Упаковать товар – это талант!