W artykule przedstawiono problem innowacyności i kierunki rozwoju współczesnych opakowań żywności. W pracy podano przykłady opakowań innowacyjnych i ekologicznych.

Wprowadzenie

Opakowania produktów spożywczych to wyjątkowy typ opakowań. Muszą się one charakteryzować z jednej strony wysoką jakością, a z drugiej posiadają krótki „czas życia” jako produkt. Od momentu powstania opakowania spożywczego do chwili gdy zostanie ono opróżnione i stanie się odpadem opakowaniowym mija czasem tylko kilka dni [5][6].

W stosunku do opakowań żywności zwiększa się coraz bardziej wymagania. Przemysł opakowalniczy dla produktów żywnościowych jest zmuszony do uzyskiwania coraz lepszych właściwości materiałów opakowaniowych takich jak: właściwości barierowe, ochrona przed promieniowaniem UV, wydłużenie okresu przechowywania, zapewnienie właściwości antyelektrostatycznych, transparentność itp. Obok wymagań użytkowych opakowania produktów spożywczych powinny być jeszcze ekologiczne. Taki szeroki zakres wymagań (który zresztą ciągle się zwiększa) w stosunku do tego typu opakowań wymaga ciągłych zmian i innowacji technologicznych [1][2][3].

Charakterystyka rynku opakowań żywności

Branża opakowań spożywczych jest wymagająca dla producentów, ale przynosi pewne i duże zyski. Przewidywany światowy wzrost rynku opakowań żywności będzie wynosić około 5%. Potentaci rynku opakowań (Tetra Pack, Amcor, IP, Alcan) zarabiają rocznie od 6 do 9 mld USD [5][6]. Na rysunku 1 przedstawiono charakterystykę światowego rynku opakowań spożywczych.





Rys. 1. Światowy rynek opakowań żywności: a) rozwój rynku opakowań żywności, b) materiały stosowane na opakowania żywności, c) udział poszczególnych regionów świata w produkcji opakowań żywności, d) opakowywane produkty żywnościowe [5][6]

Opakowania aktywne i inteligentne

Zmiana stylu życia prowadzi do nowych wymagań stawianych przez konsumentów producentom żywności. Generalnie żywność powinna być minimalnie przetworzona, naturalnie konserwowana, zdrowa, świeża, o dobrych właściwościach odżywczych. Ta żywność jest jednak łatwo psująca się. Tlen, światło, wilgoć oraz bakterie obniżają zarówno wartości odżywcze, jak i sensoryczne produktów. Można temu zapobiegać, stosując opakowania aktywne i inteligentne [1][4].

Opakowanie aktywne jest definiowane jako system opakowania, który zmienia warunki pakowania żywności w celu przedłużenia okresu przechowywania lub poprawienia właściwości sensorycznych. Stosowane są dwa systemy aktywnych opakowań: aktywne dodatki są umieszczane w małych torebkach w opakowaniu oraz aktywne dodatki są wprowadzane bezpośrednio do opakowania np. do folii opakowaniowych.

Opakowanie inteligentne jest systemem opakowania przez monitorowanie i dostarczanie informacji o jakości zapakowanego produktu spożywczego.

Opakowanie aktywne zmienia warunki wewnątrz opakowania w kierunku zachowania właściwości żywności przez długi okres. W tego typu opakowaniach najważniejszymi dodatkami są: absorbery tlenu, absorbery etylenu, środki wychwytujące CO2 i inne wydzielane substancje, dodatki antymikrobiologiczne, regulatory wilgotności, dodatki usuwające antyoksydanty, pochłaniacze zapachu i emitowanych substancji [4]. Mogą to być np. folie opakowaniowe wyzwalające niewielkie ilości aktywnych czynników przeciwbakteryjnych, które zabezpieczają powierzchnie niektórych rodzajów żywności, takich jak mięso, ryby, sery, przed niekorzystnymi zmianami spowodowanymi przez bakterie.

Właściwości barierowe opakowań żywności

Właściwości barierowe są istotne w przypadku opakowań żywności konserwowanej i napojów gazowanych. Właściwości barierowe uzyskuje się przez zastosowanie kilku warstw. Ma to na celu zablokowanie dostępu tlenu i substancji zapachowych do opakowania - zmniejszenie przenikania gazów - a tym samym zachowanie oryginalnego smaku i zapachu produktu. Na rysunku 2 przedstawiono ideę działania opakowania barierowego.


Rys. 2. Właściwości barierowe opakowań wykonanych z tworzyw sztucznych: schemat działania opakowania barierowego [1][5][6]

Obecnie coraz częściej w tworzywowych materiałach opakowaniowych są stosowane nanonapełniacze. Budowa cząsteczki napełniacza pozwala na uzyskiwanie materiałów o właściwościach barierowych nawet w przypadku tradycyjnych tworzyw sztucznych, np. polipropylenu. Na rysunku 3 przedstawiono poglądowo przenikanie tlenu przez materiał z tworzywa sztucznego zawierającego nanonapełniacze. Dzięki warstwowemu ułożeniu cząsteczek nanonapełniaczy tlen napotyka na przeszkody, a tym samym materiał opakowaniowy wykazuje lepsze właściwości barierowe na tlen.


Rys. 3. Właściwości barierowe materiałów z tworzyw sztucznych z nanonapełniaczami [1][4]

Innowacyjność materiałowa – tworzywa biodegradowalne

W ostatnich latach dokonał się zdecydowany postęp w dziedzinie produkcji biodegradowalnych materiałów opakowaniowych i szybko wzrasta rynek surowców do ich wytarzania. Zużycie na rynku europejskim, polimerów biodegradowalnych w roku 2005 osiągnęło poziom 50 tys. ton. W wielu państwach produkuje się biodegradowalne materiały wypełniające do opakowań, torby handlowe oraz worki na odpady organiczne.




Rys. 4. Przykłady opakowań biodegradowalnych: a) torby na zakupy z Ecovio® firmy BASF, b) biodegradowalne kubki do piwa - RPC Tedeco-Gizeh, c) butelki z tworzyw biodegradowalnych firmy Amcor [6]

Obecnie na rynku opakowaniowym wykorzystuje się różne polimery biodegradowalne. Ze względów ekonomicznych bardzo interesującym polimerem naturalnym jest skrobia. Skrobia może być wyekstrahowana między innymi z ziemniaków, kukurydzy, ryżu, żyta, owsa, pszenicy, tapioki i grochu. Biodegradacja takich tworzyw jest procesem biochemicznym przebiegającym pod wpływem bakterii i grzybów, w wyniku którego następuje degradacja polimeru. Polimerami biodegradowalnymi mogą być polimery naturalne niemodyfikowane oraz polimery otrzymywane między innymi poprzez modyfikację polimerów naturalnych, w procesach biotechnologicznych oraz w wyniku stosowania różnych syntez chemicznych. Rynek samych biodegradowalnych tworzyw będzie się zwiększał na poziomie 20 % w ciągu roku!

Podsumowanie i wnioski

Opakowania spożywcze odgrywają bardzo dużą rolę, stają się coraz doskonalsze. Mają szereg funkcji: ochrona produktu, funkcja informacyjna, marketingowa, użytkowa i logistyczna. Nic dziwnego, że wymaga się od nich kolejnych innowacji. Zasadniczym wnioskiem wypływającym z oceny rynku opakowań jest postępująca dominacja tworzyw sztucznych. Na rysunku 5 przedstawiono zestawienie rozwoju wykorzystania poszczególnych materiałów.


Rys. 5. Światowe wykorzystanie poszczególnych materiałów w branży opakowań spożywczych [5][6]

Nowa generacja dodatków do różnych materiałów w tym przede wszystkim tworzyw sztucznych pozwala uzyskać materiały opakowaniowe bardziej funkcjonalne i innowacyjne. Opakowania z tworzyw biodegradowalnych stanowią interesującą alternatywę dla tradycyjnych tworzyw sztucznych stosowanych do produkcji opakowań głównie jednorazowego użycia, przewidzianych do krótkiego okresu użytkowania. Istnieje możliwość utylizacji zużytych odpadów metodą kompostowania, dzięki czemu nie zagrażają one środowisku naturalnemu. Stosowanie opakowań biodegradowalnych jest korzystne ze względu na aspekt ekonomiczny. Recykling organiczny poprzez kompostowanie jest tańszy niż recykling materiałowy odpadów opakowaniowych wytworzonych z tworzyw tradycyjnych (ograniczenie zużycia surowców nieodnawialnych).

L I T E R A T U R A

[1] M. Bodzek: Ważenie, Dozowanie, Pakowanie, Nr 3, Vol. 19, (2005)
[2] A. Mroziński: Inżynieria i Aparatura Chemiczna, Nr 1-2/2005, Vol. 44(36), (2005)
[3] A. Mroziński, Z. Kikiewicz: Inżynieria Maszyn 18/2001, (2001)
[4] G. Rymarz: Ważenie, Dozowanie, Pakowanie, Nr 2, Vol. 18, (2005)
[5] Materiały konferencyjne. 3rd Int. Symposium on Food Packaging, Barcelona, (2004)
[6] Portale internetowe: www.packaging-gateway.com, www.opakowania.com.pl, www.packworld.com, www.packagingdigest.com

Komentarze

  • dziękuję

    pierwsza z wielu przeglądniętych stron w której w ciekawy i rzeczowy sposób ujęty jest aspekt ekonomiczny używania, przetwarzania i stosowanie biodegradowalnych toreb foliowych. super