飲料乳制品新需求催快PET步調(diào)
September.13
中國(guó)包裝報(bào)
對(duì)食品生產(chǎn)企業(yè)而言，30 多年來(lái)人們一直在探索能夠取代玻璃瓶和馬口鐵罐的包裝材料和容器，而塑料是目前可以利用的最佳材料。它具有重量輕的特點(diǎn)，可以降低運(yùn)輸費(fèi)用。但不是每種塑料都適用于食品包裝。
在上世紀(jì) 70 年代前期，丙烯腈塑料容器率先在市場(chǎng)上出現(xiàn)。但后來(lái)美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)撤消了對(duì)這種容器材料在食品使用的認(rèn)可，最主要的理由就是，這種包裝材料中的某種化學(xué)物質(zhì)會(huì)過(guò)多遷移到包裝容器裝的內(nèi)容物中。聚氯乙烯(PVC)塑料容器也由于環(huán)境上的問(wèn)題，很快成為不受歡迎的材料。
聚酯(PET)材料的出現(xiàn)使食品包裝得到了快速發(fā)展。最早使用 PET 瓶包裝清涼飲料的企業(yè)是美國(guó)可口可樂(lè)公司，他們用 1.5 升的聚酯瓶取代 1 升的玻璃瓶，結(jié)果使零售額上升了 27%。之后，PET 容器包裝的食品和飲料漸漸成為熱門(mén)的“搶手貨”。PET 容器的重量輕和牢固結(jié)實(shí)吸引了顧客，受到了市場(chǎng)的歡迎。PET 材料還有一大優(yōu)點(diǎn)就是可以形成任何形狀(適用性好)，同時(shí)還可以加工制成符合人們嗜好的色澤，可以進(jìn)行文字和圖案印刷。
PET 的成長(zhǎng)
上世紀(jì) 90 年代以來(lái)，在歐洲，容器用 PET 樹(shù)脂的市場(chǎng)銷(xiāo)售平均每年以 10%的速度增長(zhǎng)。東歐國(guó)家普及使用 PET 塑料容器的時(shí)間更長(zhǎng)，現(xiàn)在 PET 的消費(fèi)增長(zhǎng)率為 12%。歐盟(包括愿意加盟的歐洲國(guó)家)每年使用大約 160 萬(wàn)噸 PET 樹(shù)脂，目前全世界使用的 PET 容器數(shù)達(dá) 1500 多億只。在最近數(shù)年間，PET 容器的使用量之所以增長(zhǎng)飛快，主要是碳酸飲料采用了 PET 瓶做包裝容器。時(shí)至今日，隨著食品或飲料的數(shù)量和品種的不斷增加，PET 的使用量也在不斷增長(zhǎng)。今后，PET 材料將會(huì)向啤酒和乳制品滲透發(fā)展。發(fā)展 PET 適用范圍的前提條件是，在商業(yè)上應(yīng)用目前尚處于開(kāi)發(fā)中的許多專項(xiàng)技術(shù)。
生產(chǎn)線的調(diào)整
只需對(duì)玻璃瓶飲料生產(chǎn)線稍微加以調(diào)整，就可以適應(yīng) PET 瓶的使用。這對(duì)于無(wú)法進(jìn)行高額資金投入的小型制造業(yè)者來(lái)說(shuō)是十分有利的條件。同時(shí)，PET 無(wú)破損和重量輕，以及輸送的成本費(fèi)用比玻璃瓶小，也是受到企業(yè)重視和歡迎的優(yōu)點(diǎn)。配送而來(lái)的 PET 立即可以進(jìn)入低溫灌裝、無(wú)菌灌裝、熱灌裝等灌裝流水線，然后貼上標(biāo)簽并密封。
無(wú)菌灌裝
普通的 PET 容器需要補(bǔ)充阻隔性材料或進(jìn)行涂布處理后，才可進(jìn)行產(chǎn)品的無(wú)菌充填。這是由于必須采用阻隔性的包裝材料才能保證無(wú)菌灌裝的效果——延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期。
低溫?zé)o菌灌裝的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需進(jìn)行熱處理即可延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。但是，生產(chǎn)車(chē)間的地面和設(shè)備必須保證滿足高水準(zhǔn)的衛(wèi)生要求。由于是低溫殺菌，不必使用高溫，因此灌裝后食品的感觀特性，如色香味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不會(huì)受到影響。
涂料層(涂布處理)
普通的 PET 容器不能保證延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。法國(guó)的西得樂(lè)(Sidel)公司是最早在 PET 容器上導(dǎo)入涂布層系統(tǒng)的企業(yè)。他們主張的阻隔性是將氧氣控制在大氣中含量的三十分之一，而二氧化碳控制在七分之一。涂料層的厚度為 1μm，被稱為 AC－TIS。
現(xiàn)在有數(shù)家公司采用了相同的涂布方法。例如，Tetra pak(利樂(lè))公司的 Glaskin(涂敷方法的名稱，下同)和 Krones 公司的 Best PET(最佳 PET)采取涂布氧化硅的材料；而 PPG 制品公司是涂布環(huán)氧胺樹(shù)脂材料，Rown Cork&Seal 公司涂布的材料是聚偏二氯乙烯(PVDC)。適用的方法也因思想觀念不同而不同。利用的技術(shù)也有真空法、大氣壓下的等離子體蒸鍍法以及靜電或無(wú)氧條件下的噴鍍法之分。
根據(jù)適用方法和保護(hù)膜的不同要求，可以選擇內(nèi)層涂布和外層涂布。
在容器內(nèi)層表面的涂層優(yōu)點(diǎn)是在操作過(guò)程中涂層不會(huì)遭受損傷，而且可以防止由 PET 溶出的物質(zhì)乙醛轉(zhuǎn)移到包裝容器中的產(chǎn)品(液體)內(nèi)，而且還能防止容器內(nèi)的液體產(chǎn)品吸收包裝材料帶入的氧氣。當(dāng)然，涂布材料必須是“食品認(rèn)可”的化學(xué)物質(zhì)。否則，就必須采用外側(cè)涂布的方法。雖然外側(cè)涂層與容器內(nèi)部的填充物料不會(huì)接觸，但其也有容易發(fā)生外部劃傷而喪失保護(hù)功能的缺陷。因此，Krones 公司使用了特別耐損傷的丙烯基油漆涂料來(lái)取代氧化硅阻隔層。
多層技術(shù)
多層技術(shù)是不用涂料層方法的另一種改良 PET 阻隔性的方法。此種 PET 容器是采取將例如乙烯氯乙烯醇(EVOH)之類(lèi)的不透過(guò)氣體的物質(zhì)或包裝材料夾入 PET 層的方法，此種方法稱為被動(dòng)的阻隔性。此外，將除氧劑在材料復(fù)合時(shí)加入到復(fù)合材料中，這種方法稱為主動(dòng)的阻隔性。
低溫灌裝和熱灌裝
內(nèi)容物和灌裝方法不同可以影響到對(duì)機(jī)械、技術(shù)和塑料容器的不同選擇。而且，生產(chǎn)企業(yè)還需要在生產(chǎn)中的一次性投資費(fèi)用，如添置機(jī)械設(shè)備的費(fèi)用與設(shè)備折舊費(fèi)用和包裝材料費(fèi)用之間保持相對(duì)平衡。這對(duì)于選擇生產(chǎn)工藝條件也起到?jīng)Q定性的作用。
低溫?zé)o菌灌裝法的機(jī)械設(shè)備的投資費(fèi)用相對(duì)較低，因此就企業(yè)而言是最為相宜的生產(chǎn)處理方法。但是，該方法對(duì)經(jīng)營(yíng)管理和操作過(guò)程要求較高。首先，制品和包裝材料必須預(yù)先進(jìn)行殺菌處理，使之成為無(wú)菌狀態(tài)，而且在灌裝產(chǎn)品的過(guò)程中必須注意謹(jǐn)防二次污染，因此要求整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都得達(dá)到高水準(zhǔn)的衛(wèi)生條件。同時(shí)，采用低溫?zé)o菌灌裝法的產(chǎn)品所使用的 PET 類(lèi)型的價(jià)格是比較高的。
熱灌裝也叫趁熱灌裝，不需要灌裝高價(jià)格類(lèi)型的塑料容器。生產(chǎn)過(guò)程也不必太嚴(yán)密。可是，該方法的流水生產(chǎn)線的初期投入資金即設(shè)備的購(gòu)入價(jià)格遠(yuǎn)比上種方法高。
生產(chǎn)企業(yè)如果選擇 95℃的較高溫度進(jìn)行熱灌裝，有如下二種可能性：
第一是應(yīng)考慮到普通 PET 不能耐受這一溫度，轉(zhuǎn)而采用更適合熱灌裝的價(jià)格更高的 PET 樹(shù)脂或預(yù)先成型的預(yù)壓料錠(Preform)。
第二是采取二步法成型的容器。二步法的吹塑成形能夠提高 PET 的結(jié)晶化、阻隔性和耐熱性。但是，這是一個(gè)需要巨大資本的加工設(shè)備。在第一階段容器先成型為超過(guò)需要的大小，然后冷卻后收縮成為較小的容器，最后形成最終的形狀。
利用一步操作法生產(chǎn)的產(chǎn)品價(jià)格較低，但是容器不能耐受 85℃以上的高溫。今后在一些市場(chǎng)領(lǐng)域中，PET 材料失去了差別化的魅力。為了更加吸引消費(fèi)者的注意，一些生產(chǎn)企業(yè)在用 PET 包裝軟飲料和飲用水之后再加上紙盒作外包裝。
從環(huán)保的角度說(shuō)，現(xiàn)在生產(chǎn)的一些 PET 容器是屬于不可回收再生的類(lèi)型。日本麒麟公司的研究人員目前正在研究開(kāi)發(fā)可以生物分解的。PET，但尚未上市。
總之，在全世界逐步追求資源再生利用的大趨勢(shì)下，PET 材料一定會(huì)向更加環(huán)保的方向發(fā)展。
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