Полимеры в пищевой промышленности: что и где можно использовать

Полимеры играют огромную роль в современной пищевой промышленности. Синтетические пластики применяются практически на всех этапах — от производства до упаковки и хранения продуктов. Их использование обусловлено множеством преимуществ. Полимеры прочные, гибкие, химически инертные. Чаще всего к достоинствам пластиков можно отнести, низкую стоимость, простоту обработки и возможность создавать материалы с заданными свойствами. Но, конечно, не все полимеры пригодны для использования в пищевой промышленности. Расскажем об этом подробнее.

Как пластик используют в пищевой промышленности

В пищевой промышленности очень важно учитывать безопасность использованных материалов. При неправильно подобранном пластике контакт полимеров с пищевыми продуктами может привести к миграции веществ из полимера в пищу. Поэтому использование пластиков в пищевой промышленности строго регламентировано, и применяются только специально разрешенные материалы, прошедшие соответствующую сертификацию.

Чаще всего в пищевой промышленности полимеры используются в качестве упаковки или для изготовления оборудования. Примеры применения:

• Пленки. Полиэтиленовая (PE), полипропиленовая (PP), поливинилиденхлоридная (PVDC), полиэтилентерефталатная (PET) пленки используются для упаковки самых разных продуктов — от овощей и фруктов до готовых блюд. В том числе это пакеты, в которые упаковывают хлеб, снеки, фасованные фрукты. Они не предназначены для интенсивного нагрева, но при комнатной температуре отлично сохраняют свежесть и чистоту продуктов.
• Емкости. Бутылки, лотки из полиэтилена, полистирола, поликарбоната и других пластиков. Тары для упаковки выбирают с учетом кислотности содержимого.
• Многослойные материалы. Комбинирование различных полимерных слоев позволяет создавать упаковку с улучшенными барьерными свойствами (защита от кислорода, влаги, света), устойчивостью к проколам и другим повреждениям. Например, часто комбинируют слои из полимера, бумаги и алюминиевой фольги. Так создают, в том числе, пачки для пастеризованного молока, соков.
• Трубы и шланги для транспортировки пищевых продуктов и жидкостей. Используются материалы, которые не восприимчивы к окислению и не вступают в химические реакции с содержимым. Иногда для транспортировки веществ применяют силиконовые или резиновые промышленные рукава. В других случаях – это полимерные гибкие трубы.
• Детали оборудования. В конвейерах, насосах, смесителях и других технических изделиях для приготовления продуктов питания полимеры обеспечивают износостойкость и долговечность.
• Покрытия. Пластики применяют в качестве экрана для защиты оборудования от коррозии и облегчения очистки.
• Уплотнители и изоляторы. Чтобы предотвратить проникновение воздуха или утечку жидкостей, а также для поддержания правильного температурного режима необходимо герметизировать стыки некоторых соединений.
• Кухонная утварь, посуда. Иногда изготовление предметов для приготовления пищи происходит с добавлением полимера. Как, например, бывает со сковородками с тефлоновым покрытием. Ведь тефлон – это ни что иное как фторопласт. Другой пример – это одноразовая или многоразовая пластиковая посуда из полистирола, полипропилена и других материалов.
• Дополнительные расходные материалы. Разного рода трубочки, мерные чашечки, медицинские перчатки и пакеты для стерилизации часто изготавливают полностью из полимера или с его добавлением.

Таким образом, полимеры могут либо вступать в непосредственный контакт с продуктами питания, либо нет. Во втором случае пластики имеют химическую нейтральность, не выделяют токсичных веществ, хорошо обрабатываются с точки зрения санитарно-гигиенических стандартов, но при этом не подходят для хранения или приготовления пищи. Однако это не делает невозможным их использование в пищевой промышленности, ведь на производстве есть множество оборудования, которое изготавливают в том числе из полимеров.

Есть еще одно не самое распространенное применение полимеров в пищевой промышленности. Некоторые из них добавляют в продукты питания в качестве стабилизаторов, эмульгаторов и загустителей.

Применение полимеров в качестве пищевых добавок, хотя и строго контролируется, встречается реже, чем, например, применение в упаковке или оборудовании. В основном эти полимеры играют вспомогательную роль, связанную с текстурой и консистенцией продуктов, а не с непосредственным удержанием пищевых веществ.

В качестве примеров стабилизаторов можно привести некоторые модифицированные крахмалы и полисахариды. Загустителей – каррагинаны, пектины, некоторые модифицированные крахмалы. Эмульгаторы – полиэтиленгликоли, поливинилацетаты, полиакриламиды и проч. Применение полимеров в качестве пищевой добавки строго контролируется и ограничивается безопасными уровнями.

Какие пластики используют в пищевой промышленности

Рассмотрим основные полимеры, которые применяют в качестве упаковки или для изготовления посуды:

• Полиэтилен (PE). Это один из самых распространенных видов пластика, который отличается эластичностью, низкой стоимостью и хорошей водонепроницаемостью. Существует несколько типов полиэтилена с различными свойствами (низкой, средней и высокой плотности), что позволяет подбирать материал для конкретного использования. Из полиэтилена делают пленки для упаковки, пакеты, бутылки для молока и сока (HDPE), крышки, пакеты.
• Полипропилен (PP). Обладает большей жесткостью и термостойкостью, чем полиэтилен. Он также нейтрален к химикатам, не вступает в реакцию с продуктами, отличается устойчивостью ко многим веществам. Из него делают контейнеры и ланчбоксы, крышки, одноразовую посуду, упаковки для йогуртов, пищевую пленку (часто многослойную), некоторые детали оборудования.
• Полиэтилентерефталат. ПЭТ обладает высокой прозрачностью, прочностью и химической стойкостью. Он хорошо подходит для хранения газированных напитков.
• Полистирол (PS). Это легкий, дешевый, прозрачный пластик. Применение: одноразовая посуда, например, стаканчики, тарелки, лотки для продуктов, в некоторых случаях – упаковка.

Теперь обратим внимание на более прочные, конструкционные полимеры, которые применяют для изготовления оборудования для пищевой промышленности

Поливинилхлорид (ПВХ)

Это прочный, жесткий и относительно дешевый материал. Его применение в пищевой промышленности строго ограничено из-за потенциальной миграции пластификаторов (добавок, придающих ПВХ гибкость) в продукты. Пластификаторы могут быть вредны для здоровья. ПВХ может использоваться в некоторых случаях, когда нет прямого контакта с пищевыми продуктами, например, в некоторых частях оборудования, но только при соблюдении строгих требований безопасности.

Полиацеталь

Полиацеталь, или полиоксиметилен, подходит для использования в пищевой промышленности. Он устойчив к воздействию многих кислот и щелочей, отличается высокой механической прочностью и износостойкостью. Кроме того, полиацеталь не реагирует с продуктами, что делает его безопасным для контакта с пищей. Поэтому полиацеталь в листах и стержнях применяют для производства различных деталей оборудования в пищевой промышленности, таких как клапаны, насосы, соединительные элементы и т.д.

Полиуретан

Полиуретан используется в пищевой промышленности, но с ограничениями и в строгом соответствии с нормами. Его применение ограничено контактом с пищевыми продуктами, и не все типы полиуретана разрешены.

Используются специальные пищевые сорта полиуретана, которые соответствуют строгим требованиям безопасности и не выделяют вредных веществ в продукты. Эти материалы проходят тщательные проверки и сертификацию.

В пищевой промышленности полиуретан может применяться для:

• Уплотнений: в насосах, клапанах, конвейерах и другом оборудовании.
• Покрытий: для защиты поверхностей от коррозии и износа.
• Изоляции: для поддержания температуры в холодильном оборудовании.
• Деталей машин и оборудования: в некоторых случаях, когда контакт с продуктами минимален или отсутствует.

Фторопласт

Фторопласт-4 (тефлон) инертен, не вступает в реакцию с пищей, выдерживает высокие температуры и легко очищается.

Его применение включает:

• Посуда и кухонные принадлежности: сковородки, кастрюли, формы для выпечки.
• Уплотнительные элементы: в насосах, клапанах и другом оборудовании.
• Покрытия для емкостей и оборудования: обеспечивают антипригарные и антикоррозионные свойства.
• Трубы и фитинги: для транспортировки пищевых продуктов.

Пищевой пластик – не токсичен. Его можно использовать для хранения и приготовления еды, транспортировки и нагрева сыпучих и жидких продуктов питания. Однако у каждого полимера есть свои характеристики и, соответственно, требования к эксплуатации. Выбирая пластмассу для пищевой промышленности, необходимо четко следовать инструкциям, ориентироваться на технические характеристики материала. Однако не стоит бояться полимеров из-за их синтетического происхождения. Зачастую они бывают даже безопаснее, и тем более практичнее, чем металлы и резина.