Д.т.н.,
профессор Анциферова И.В., Павлова О.В.
Пермский
национальный исследовательский политехнический университет, Россия
Наноупаковка
В последние годы в мировой экономике значительно вырос объем
производства, основанного на применении нанотехнологий. Большой интерес пал на
производство упаковки для фармацевтической и пищевой промышленности. Среди
основных сегментов рынка инновационной упаковки можно выделить три: «активная»
упаковка, «умная» и упаковка с контрольными функциями сроков реализации продуктов
питания.
«Активная» упаковка содержит специальные добавки (поглотители
газов и влаги, ароматизаторы, антимикробные и ферментные препараты), которые
способствуют улучшению товарного вида и сохранению органолептических свойств
продукта [1].
Ультрафиолетовый
барьер
Современные УФ-абсорберы и концентрат «Баско» на их
основе (марки ПФ0011/95-ПЭ) обеспечивают практическое полное поглощение
ультрафиолета в диапазоне 280-380 нм и, тем самым, полную защиту пищевого или
косметического продукта, содержащегося внутри упаковки. В более экономичном
варианте концентрат марки ПФ0011/80-ПЭ пропускает не более 20 %
ультрафиолетовых лучей, что во многих случаях достаточно, чтобы предотвратить
выцветание полиграфической продукции (этикеток на ящиках и коробках),
упакованной в термоусадочную пленку.
Антимикробные упаковки
Использование
специальных, так называемых абиотических (антимикробных, фунгицидных и др.)
добавок, позволяет получить парниковые и упаковочные пленки, литьевые,
экструзионные, вспененные изделия, устойчивые к обрастанию водорослями,
плесенью. Известны такие добавки, либо содержащие ионы серебра, либо на основе
галоген- или мышьяксодержащих токсичных веществ (триклозан, санитайз).
Продукт
фирмы Сиба Иргагард Б 1000 является активным антимикробным препаратом, эффективно
действующим против широкого спектра положительных и отрицательных бактерий,
препятствуя их росту. Основа его – триклозан, используемый в зубных пастах [2].
Кэролин Хаузер, химик-пищевик в Институте Фраунгофера в
городе Фрайзинг, разработала и провела испытания новой активной антимикробной
пленки с механизмом контролируемого высвобождения активных веществ.
Госпожа Хаузер решила использовать сорбиновую кислоту,
которую можно растворить в специальном лаке и нанести на поверхность пленки [3]. Эффективный антимикробный агент для пищевых
упаковок разработан в Московском госуниверситете прикладной биотехнологии, на
основе солей дегидрацетовой кислоты. Он обладает активностью против бактерий,
плесневых грибков и дрожжей, хорошо проявил себя в оболочках колбас и сыров,
при этом срок хранения увеличивается почти на порядок [4].
Барьерные свойства по кислороду,
углекислоте
Для поглощения кислорода и углекислого газа,
проникающего через полимерную упаковку и содержащегося внутри нее, фирма Сиба
предлагает комплексную добавку Шелфплас О2 2400 (Shelfplus O2 2400).
Согласно опубликованному патенту фирмы [5] добавка представляет собой
полимерную композицию на основе ПЭВД или ЛПЭНП, содержащую до 50% поглощающих
компонентов, в число которых входят порошок металлического железа, хлорид
натрия, безводный кислый пирофосфат натрия, бентонитовая глина.
«Умная» упаковка не только защищает и демонстрирует
содержание. В ней заложено гораздо больше возможностей, чем простая печатная
информация и штрихкоды. Находясь на начальной стадии развития, умная упаковка
уже спасает жизни, предотвращает заболевания, снижает уровень затрат, дает
новую жизнь брендам.
Говорящие
упаковки
Подарочные упаковки способны записывать ваш
голос и передавать сообщение получателю. Некоторые американские
фармацевтические предприятия устанавливают под текстом печатной инструкции к
лекарственному препарату радио метку для людей с ослабленным зрением: благодаря
компании EnvisionAmerica, пациент, удерживая устройство возле себя, может
прослушать весь текст инструкции.
Предотвращение
ошибок
Предотвращение ошибок, предпочтительно путем
цифровой записи данных о выполнении надлежащей процедуры, остается актуальным
вопросом для здравоохранения. Благодаря компании AstraZeneca, 30 миллионов
шприцев с радио метками полностью исключили ошибки, случавшиеся при дозировании
обезболивающих средств и стерилизации.
Метки для защиты от краж
Радио метки состоят из примитивной противокражной метки системы электронного
наблюдения Electronic Article Surveillance EAS, которая передает сигнал тревоги
на маркеры системы радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification
RFID), передающие обратно код идентификации и иногда дополнительные данные.
Укрепление безопасности
крови и вакцин
При упаковке
сенсоры меток RFID контролируют передаваемую кровь и вакцины, экономя расходы и
спасая жизни.
Нанесение электроники на упаковку
Печатные
тонкопленочные транзисторные схемы (Thin Film Transistor Circuits TFTC)
находятся в разработке у 30 компаний: они должны размещаться на бумаге или
низкосортной пластиковой пленке и быть безопасными при попадании в организм.
Саморазогрев и охлаждение
Десятки
миллионов саморазогревающихся пластиковых или металлических упаковок уже
реализованы для пищевых продуктов и напитков, а всего через пару лет появятся
практичные самоохлаждающиеся упаковки [6].
Упаковка с
контрольными функциями сроков реализации продуктов питания занимает третье
место на рынке упаковочных материалов.
Сенсорная упаковка
подскажет срок годности продукта
Исследователи
из Великобритании предложили сенсор, меняющий свою окраску в присутствии
кислорода.
При
длительном контакте с кислородом цвет сенсора меняется на синий.
Разработанный
в Королевском Университете Белфаста сенсор получен из наночастиц оксида титана,
покрытый красителем метиловым синим и электродонором – DL – треитолом, сенсор активируется за
счет фотоотбелки ультрафиолетовым излучением [7].
Литература:
1. Иванова Т., Розанцев Э. «Активная»
упаковка: реальность и перспектива ХХI века // Пакет. – 2000. №1. – С.1-2.
2. Узденский В.Б., Григоров А.О.
Современные требования к полимерным изделиям и способы их достижения с помощью
модифицирующих концентратов // Баско. – 2010. – С.5.
3. Попова О. Убить бактерию // upakovano.ru. – 2010. – С.1.
4. Донцова Э.П., Чеботарь
А.М., Снежко Ю.Г. и др. Упаковка в виде пленочного материала для пищевых
продуктов. Патент РФ № 2136562. от 10.09.1998.
5.
Chiang, et al. Oxygen-scvenging compositions and articles. Патент США 6369148 от 18.03.1998.
7. Analyst, 2011, DOI: 10.1039/c1an15774d