Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6.5: Упаковка

  • Page ID
    28744
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Скотт Морріс

    Відділи сільськогосподарської та біологічної інженерії та харчової науки & харчування людини

    Університет штату Іллінойс в Урбана-Шампейн

    Шампейн, Іллінойс, США

    Ключові умови
    Захист продукту Проникнення Пакувальний цикл
    Дизайн упаковки Термін придатності Інформаційний цикл
    Пакувальні матеріали Пошкодження упаковки  

    Змінні

    Вступ

    Упаковка - інженерна спеціалізація, яка передбачає системно-орієнтовані засоби підготовки та розповсюдження товарів усіх видів. Упаковка відповідає за кілька основних функцій, а також має широкий охоплення та широкий вплив поза безпосередньою покупкою споживача. Це набагато складніша система, ніж більшість споживачів (і багато виробників) усвідомлюють і вимагає навичок, витягнутих з усіх аспектів інженерії. З цієї причини інтеграція понять є абсолютно важливою, і цю главу найкраще зрозуміти, розглядаючи концепції системного циклу, викладені в розділі Додатки спочатку, перш ніж проводити окремі теми або розрахунки.

    Упаковка дає можливість мати широке поширення швидкопсувних предметів, таких як продукти харчування та ліки. Враховуючи повний цикл використання, умови, поводження, зберігання та утилізації, відповідна упаковка може бути розроблена практично для будь-якого застосування, ринку та нормативної структури. Таким чином, важливо, щоб упаковка була включена якомога раніше в цикл розробки продукту, щоб належна упаковка могла бути створена та перевірена вчасно, щоб дотримуватися термінів виробництва, а також виділити проблеми в продукті, які можуть зробити його сприйнятливим до пошкодження доставки або іншої шкоди.

    Результати

    Прочитавши цю главу, ви повинні мати можливість:

    • • Опишіть масштабну систему упаковки, як фізичну, так і інформаційну, поза розробкою простого контейнера
    • • Застосовувати основні дані матеріалів для розрахунку простих проблем проникнення (масоперенесення) для полімерної упаковки
    • • Оцінити термін зберігання продуктів і визнати деякі проблеми покладатися виключно на оцінку на основі даних проекції
    • • Опишіть, як конструкції та рішення упаковки залежать від економіки, наявних ресурсів та інфраструктури, а також як імітація рішення з одного ринку може бути непродуктивною на іншому через доступність матеріалів або різну структуру витрат, особливо в різних географічних регіонах

    Поняття

    Типи пакетів

    Існує три типи пакетів: первинний, вторинний і третинний. Матеріал первинної упаковки безпосередньо контактує з продуктом, наприклад, пластикова пляшка, що містить воду, або мішок, що містить картопляні чіпси. Для харчових продуктів, фармацевтичних препаратів, косметики та подібних видів продукції нормативні акти вимагають, щоб пакувальний матеріал не передавав шкідливий матеріал у продукт (а термін первинна упаковка зазвичай використовується у відповідному законодавстві) (Misko, 2019; USFDA, 2019). Сучасні дебати щодо вмісту біс-фенолу А (BPA) в упаковці (наприклад, пляшках з водою) та його наслідків для здоров'я при споживанні є прикладом такого роду передачі матеріалу, який може призвести до заборони матеріальних компонентів на певних продуктах або ринках.

    Вторинний пакет зазвичай оточує первинний пакет. Хорошим прикладом є коробка крупи, коли продукт, що міститься у внутрішньому мішечку (первинній упаковці), а зовнішня друкована коробка виступає в якості вторинної упаковки. Вторинний пакет може виступати в якості рекламного місця на полиці магазину, або давати гарне перше враження в електронній комерції, а також несе інформацію для операцій торгової точки (POS).

    Найчастіше третинний пакет - це транспортна коробка, перевізник або лоток, який несе уніфіковані пакети, тобто пакети, які були зібрані в групи для доставки, через систему дистрибуції. У багатьох випадках це гофрований транспортний контейнер, але для дуже міцних типів упаковок, таких як скляні банки та металеві банки, це може бути простий перегорнутий лоток. Цей пакет, як правило, повинен містити інформацію про доставку та часто повинен відповідати відповідним правилам доставки, правилам, тарифам та вимогам маркування.

    Типи матеріалів

    Упаковка часто описується з точки зору первинних матеріалів, що входять до складу корпусу або структури упаковки. Найбільш поширеними первинними пакувальними матеріалами є пластмаси, метали (сталь і алюміній), скло та папір. Глобальне використання типів матеріалів показано на малюнку 6.5.1. Інші матеріали включають традиційні матеріали з низьким використанням, такі як структурна деревина в ящиках, а також друкарські фарби, клеї та інші вторинні матеріали. Вторинні матеріали та компоненти упаковки зазвичай додаються до первинної структури і часто використовуються для складання, наприклад, клеї або «закриття» - кришка або кришка на контейнері. Інші компоненти, такі як фарби, використовувані для друку, розпилювальні насоси та інші вторинні функції, можуть бути включені в останню групу.

    Пластмаси

    Пластмаси найчастіше створюються полімеризацією нафтохімічних вуглеводнів, хоча існують значні зусилля для створення корисних версій з природних вуглеводів, особливо з рослинних і водорослевих джерел, а також генетично інженерних бактеріальних культур. Ці полімери зазвичай містять довгі вуглецеві «магістральні» ланцюги значної довжини і можуть мати або не мати зв'язків, що утворюють поперечні зв'язки між ланцюгами. Емпіричне правило полягає в тому, що більше зшивання створить більш жорсткий, більш крихкий матеріал. Крім того, пластмаси демонструють «кристалічність», яка не обов'язково відповідає суворому визначенню кристала в типовому сенсі повністю пов'язаної структури та дуже різкої температури плавлення, але виявляє високий ступінь впорядкованості: магістральні ланцюги, розташовані в регулярних візерунках, зазвичай виходять від a центральна ділянка зародження (рис. 6.5.2). Полімери, які мають низький ступінь впорядкованості в орієнтації ланцюга, зазвичай називають «аморфними», подібно до миски з вареною локшиною. Крім того, плавлення відбуватиметься при вузькому діапазоні температур залежно від таких факторів, як розподіл молекулярної маси та добавки, а не ширший, менш чітко визначений діапазон пом'якшення та розрідження, який буде демонструвати аморфна фаза.

    Для заданої довжини ланцюга впорядкований кристалічний полімер матиме вищу щільність, буде більш стійким до поглинання або проникнення матеріалів через структуру, і може бути більш крихким, ніж аморфні матеріали, які будуть жорсткішими, гнучкішими і, швидше за все, поглинати або передавати матеріал через молекулярна структура. Наприклад, поліетилен підходить для формування простих гнучких конструкцій, таких як коробки для молока, але не протистоїть розтріскуванню під час згинання під час згинання, тому поліпропілен використовується для «живих шарнірних» конструкцій, які часто розглядаються як відкидні ковпачки на контейнерах.

    Кругова діаграма, що показує відсоток глобальних пакувальних матеріалів за типом. Відсоток картону та гофрованого паперу становить 36 відсотків, пластмаси - 34 відсотки, скла - 10 відсотків, сталі - 9,5 відсотка, алюмінію - 7,5 відсотка, а інші - 3 відсотки.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Глобальне використання пакувальних матеріалів за видами (дистриб'ютори упаковки Америки, 2016).
    Діаграма полімерних ланцюгів у кристалічній області з точкою зародження та полімерними ланцюгами в аморфній області.
    Рисунок\(\PageIndex{2}\): Ілюстрація високовпорядкованих полімерних ланцюгів у кристалічних областях та невпорядкованих ланцюгів в аморфних областях.

    Полімери також можуть мати свою структуру, змінену шляхом подальшої обробки аркуша, плівки або структури в процесі, який називається «орієнтуванням». Це передбачає механічну деформацію матеріалу так, що ланцюги витягуються в вирівнювання, створюючи більш високий ступінь кристалічності і кращу механічну міцність і бар'єрні властивості. Ця орієнтація також може вплинути на щільність, оскільки вона створить порядок у ланцюжку магістралі. Співвідношення довжини ланцюга/молекулярної маси та кристалічності проілюстровано на малюнку 6.5.3 (Morris, 2011).

    Наприклад, пляшка з соди з поліетилентерефталату (ПЕТ) спочатку створюється у вигляді формованої «заготовки», приблизно нагадує пробірку, з різьбовим «фінішем», яким кріпиться кришка до вже сформованої. На заводі для розливу заготовки нагріваються до дуже конкретної температури, а потім швидко надуваються стисненим повітрям всередині формованої форми. Цей процес «розтягування-удар» вирівнює молекулярну структуру тіла в щільне, двостороннє плетіння кошика полімерних ланцюгів, яке здатне протистояти тенденції вуглекислого газу (CO 2) розчинятися в полімері і виходити через структуру.

    Лінійний графік, що показує фізичні властивості типового лінійного поліолефіну на основі ступеня кристалічності та молекулярної маси.
    Рисунок\(\PageIndex{3}\): Зв'язок кристалічності, молекулярної маси (яка збільшується з довжиною ланцюга в цьому прикладі) та фізичними властивостями для типового лінійного поліолефіну (показано поліетилен). ρ - щільність в г/мл. (Морріс, 2011).

    Якщо тип полімеру занадто крихкий, щоб його правильно використовувати за призначенням, він також може бути змінений додаванням пластифікаторів, які діють як мастильні матеріали або розпірки у внутрішній молекулярній структурі і роблять структуру більш пластичною. Це може бути зроблено для дозатора віджиму або структури, яка занадто крихка при низьких температурах.

    Бічні групи, пов'язані з основним вуглецево-вуглецевим «магістральним» ланцюгом, зазвичай визначають пластмаси, які зазвичай використовуються в упаковці. Оскільки писати всю структуру з сотень тисяч одиниць було б недоцільно, структура часто представлена повторюваними одиницями, які складають полімерну магістральну ланцюг (рис. 6.5.4). Деякі з цих полімерів можуть проявляти розгалуження структур від центрального хребта, але знову ж таки, вони також складаються з повторних одиниць. Наприклад, поліетилен має просту бічну структуру з двох атомів водню, в той час як полістирол має циклічну фенільну структуру. Взаємодія цих кілець один з одним у міру отримання довгих ланцюгів призводить до жорсткої, крихкої поведінки непластифікованого полістиролу.

    Повторюють одиничні конструкції з поліетилену, полівінілхлориду, полівініліденхлориду, поліетилентерефталату, полістиролу, поліпропілену, полівінілового спирту та нейлону 6,6.
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Повторіть одиничні структури звичайних пакувальних полімерів.
    Сталеві

    Сталь використовується практично виключно в якості банок для їжі, а також більших бочок для багатьох видів продуктів. При використанні в якості харчової тари для термічно оброблених харчових продуктів сталеві банки мають внутрішню облицювання для зменшення корозії і зменшення взаємодії з продуктом. Як правило, покриття з олова, яке створює анодний захисний шар при відсутності кисню, є нетоксичним і не впливає на смак або текстуру більшості виробів. Існує зазвичай додаткове додаткове покриття з якогось виду лаку або синтетичного полімеру. Банки формуються або у вигляді двосекційних, або трикомпонентних конструкцій. Дно і корпус банок з двох частин формуються з цілісного шматка матеріалу шляхом поступового нагнітання через штампи, з закритою кришкою. Корпус трикомпонентних банок, які стають все більш рідкісними, оскільки вони дорожчі у виробництві, формується з цільного шматка лудженого листа із звареним боковим швом, зашитим дном та кришкою, зашитим після наповнення, як у двокомпонентної банки. Сталеві банки мають перевагу в тому, що вони протистоять значним навантаженням як від укладання багатьох шарів при зберіганні, так і від внутрішнього вакууму, який утворюється від конденсаційної пари в процесі наповнення і кришки, що виключає погіршення кисню в головному просторі контейнера.

    Алюміній

    Алюмінієві контейнери використовуються майже виключно з напоями, оскільки алюміній досить пластичний і спирається на тиск, або від карбонізації напою, або від додавання невеликої кількості газу під тиском (як правило, азоту), для досягнення достатньої міцності. Алюмінієві банки формуються як банки з двох частин, а внутрішня частина банки покрита розпорошеною смолою, щоб протистояти корозії вмістом. Для висококислих продуктів, таких як напої з колою, цей критичний крок запобігає корозії банок за лічені дні. Кришка для алюмінієвих банок еволюціонувала як шедевр виробничої техніки, оскільки вона прикріплює вкладку сформованою «заклепкою» з виступу матеріалу кришки, а не третього шматка, який додасть непомірну вартість, і має набраний отвір, який надійно чинить опір тиску, поки не відкриється споживачем.

    Алюміній має два інші істотні застосування в упаковці: фольга та покриття. Оскільки метал за своєю суттю є дуже хорошим бар'єром проти газів, світла та води, гнучкі шари фольги включені до багатьох типів паперових/пластикових ламінатів, щоб забезпечити захист продуктів. Аналогічно, випароване покриття алюмінію є загальною рисою гнучких плівок, особливо для закусочних продуктів, маслянистий склад яких сприйнятливий до світла, кисню та вологи.

    Скло

    Скло утворюється в результаті плавлення піску, мінералів і переробленого скла при температурах вище 1500° C. утворюючи густу рідину, вона потім дозується в «бочках», які переносяться у форму, яка утворює попередню структуру, яка називається «парісон», а потім до остаточної форми, де заготовку надувають повітрям і приймає її остаточна форма поки ще досить гаряча. Оскільки скло має поєднання поганої теплопровідності та крихкості, сформовані контейнери потім повинні охолоджуватися повільно в процесі відпалу, як правило, це робиться в повільній структурі подачі конвеєра, яка називається «лер», яка містить поступово нижчі температурні зони. Це дозволяє формованому контейнеру повільно охолоджуватися протягом тривалого періоду та запобігає виходу з ладу від залишкового термічного напруження.

    Після формування скляна тара досить міцна, хоча сприйнятлива до крихкого руйнування, особливо в результаті концентрації напружень при подряпині або стиранні. З цієї причини контейнери мають більш товсті ділянки, які називаються «ударними смугами», а також покриті для зменшення пошкодження контакту. Багато скляних упакованих продуктів, особливо напоїв, поставляються з внутрішнім роздільником недорогого картону, щоб відокремити контейнери та запобігти подряпинам. Скло в іншому випадку досить міцне, що його часто постачають простим лотком і перегортають, щоб уніфікувати контейнери, поки вони не будуть відкладені в роздрібній торгівлі.

    Скло замінюється пластиком у багатьох додатках з кількох причин, насамперед крихкості та ваги. Оскільки потрапляння осколків скла становить величезну небезпеку для споживача, поломка під час операцій з наповнення та обробки вимагає зупинки виробництва та ретельного очищення для кожного випадку та викидання сусіднього продукту, забрудненого чи ні (American Peanut Council, 2009). Крім того, економія ваги може бути значною: одна операція з розливу арахісового масла заощадила 84% ваги упаковки, замінивши скляну тару пластиковою тарою (Palmer, 2014). Як правило, заміна пластику склом призвела як до зниження вартості, так і відповідальності, хоча для виробів, призначених для термічної обробки після заповнення, конструкції можуть вимагати точного контролю властивостей матеріалу та формування (Silvers et al., 2012).

    Папір, картон та гофрокартон

    Паперові матеріали створюються з натуральних волокон, в першу чергу з дерев і переробленого вмісту. Інші джерела, такі як рисова солома, конопля та бамбук, можуть бути використані. Існує спрямованість у перевазі паперу для розриву, згинання та викривлення, оскільки волокна переважно розділяться, а не ламаються, внаслідок чого папір рветься переважно вздовж напрямку, в якому формувальна машина поклала волокнисту суспензію (називається «напрямок машини»). Оскільки папір є натуральним, волокнистим матеріалом, будуть відбуватися зміни міцності матеріалу через вміст вологи. Оскільки волокна зазвичай набухають в діаметрі (під прямим кутом до напрямку машини, що називається «поперечним напрямком машини») без суттєвої зміни довжини, вплив поверхні води або пари може призвести до скручування паперу навколо осі напрямку машини.

    Хоча паперові волокна можна обробляти різними способами, основний підхід полягає в тому, щоб розділити волокна на суспензію, а потім перетворити суспензію на довгі аркуші (звані «павутиною») одним із двох способів. Найдавніший процес, процес Фурдріньє (названий на честь братів Фурдріньє, які його розробили) імітує ранній ручний папір тим, що він виливає волокнисту суспензію через безперервний ремінь із дротяної сітки («дріт»). У міру стікання води полотно з часом очищається від дроту, і прокладається через валики в кілька етапів обробки і сушки. Цей процес обмежений дренажем в його здатності створювати товсті матеріали і можливі лише кілька шарів.

    Пізніше розвиток, процес циліндра, використовує обертові циліндри для прилипання волокон з суспензії до безперервного рухомого поясу абсорбуючого матеріалу знизу, обходячи попереднє обмеження дренажу. Це має перевагу в тому, що можна сформувати багато шарів для паперу товстого перерізу та картону. Картон, тобто папір товщі приблизно 0,3 мм, зазвичай висікають на коробки, роздільники або інші більш жорсткі конструкції. Картон використовується у всіх типах споживчої упаковки від підвісних карток до картонних коробок, тоді як папір зазвичай використовується в конструкціях мішків та пакетах для додавання міцності та хороших друкарських поверхонь.

    Гофрована ДВП (в розмовній мові називається «картон») - це виготовлений виріб, який збирає папір в жорсткий структурний лист, зазвичай складається з двох зовнішніх шарів «лайнерборда» і зубчастого внутрішнього шару «гофрованого середовища». Підкладка може бути попередньо надрукована відповідно до виробу; це може дозволити використовувати набагато більш складну графіку порівняно з друком після виготовлення, яка обмежена неправильною поверхнею матеріалу. Середовище безперервно формується за допомогою пари і фасонного валика і приклеюється між листами вагонної дошки за допомогою клею на основі крохмалю. Листи профнастилу потім зазвичай висікають на необхідні форми для формування коробок, транспортних контейнерів та інших конструкцій. Можливі кілька шарів і використовуються для спеціалізованих застосувань, таких як транспортні контейнери для побутової техніки.

    Захист продукту

    Упаковка виконує кілька функцій. Захист продукту має першорядне значення, особливо з такими продуктами, як продукти харчування. Свіжі продукти часто вимагають значно різних типів захисту, ніж оброблені та стійкі до зберігання продукти, які призначені для зберігання протягом набагато довших періодів часу. Правильна упаковка захищає продукцію від фізичних пошкоджень і зменшує витрати через відходи. Додаткові функції упаковки включають утилізацію, комунікацію та інтеграцію з системами замовлення, виробництва, транспортування, дистрибуції та роздрібної торгівлі, а також мережами зворотної логістики.

    Визначення шкоди харчових продуктів або втрати якості

    Визначити пошкодження, псування або непридатність їжі буває дуже складно. Хоча рівень мікробного забруднення можна кількісно визначити, наслідки зміни текстури або кольору часто є тонкими та суб'єктивними. Занадто часто харчовий продукт вважається зіпсованим на основі якісної міри, яка є цілком суб'єктивною і може бути мотивована іншими факторами. Важливо, щоб визначення неприйнятного продукту було ретельно продумано (і, можливо, визначено договірно), щоб уникнути подальшого конфлікту. Інгредієнти, компоненти та матеріали, що постачаються для інших виробничих операцій, завжди повинні мати критерії якості ретельно та кількісно визначені, щоб уникнути аргументів, які можуть бути мотивовані спробою перегляду ціни або інших комерційних міркувань (Bodenheimer, 2014; Pennella, 2006).

    Оскільки визначення несправності харчових продуктів може бути складним завданням, може бути корисно зосередитись на найбільш легко деградуючому або пошкодженому компоненті, який призведе до того, що продукт стане небезпечним або неприйнятним, якщо він вийде з ладу - критичному елементі (Morris, 2011). Цей критичний елемент може бути визначений як легко деградуючий інгредієнт, значна зміна кольору, механічна несправність або органолептична якість (як правило, визначається смаком, текстурою або запахом, найбільш часто ідентифікованими оцінювачами людини в сліпому тесті), що не є об'єктивним критерієм відмови. Критичний елемент, який буде використовуватися в плані вибірки, повинен відповідати двом критеріям: його стан повинен визначатися об'єктивним аналізом, а умови його відмови повинні визначатися об'єктивними критеріями, а не суб'єктивним анекдотом.

    Такий підхід може мати кілька недоліків. Легко зосередитися на певному аспекті якості на більш загальну шкоду продукту, і це спокусливо вибрати елемент якості через його простоту аналізу, а не його вплив або важливість. Нарешті, це може бути рухома мета, оскільки критичний елемент може стати іншим фактором у міру зміни обставин.

    Пошкодження транспортування та зберігання

    Пошкодження, спричинені статичними та динамічними ефектами при виробництві, зберіганні, обробці та розподілі, можуть варіюватися від простого стиснення контейнера до складних резонансних ефектів у транспортному засобі зі змішаним продуктом. Розуміння умов зберігання та середовища транспортування може допомогти у розробці ефективної упаковки, здатної вижити в дистрибуції без надмірної упаковки.

    Пошкодження світла та тепла

    Пошкодження харчового продукту може виникнути через вплив світла або перепадів температур, як високих, так і низьких. Ультрафіолетове світло може викликати вицвітання зовнішньої друкованої копії і непривабливий зовнішній вигляд, але сам по собі не проникає в прозору упаковку. Деякі продукти, однак, надзвичайно чутливі до видимого світла. Знежирене молоко демонструє помітне зниження вітаміну А з впливом люмінесцентних ламп, поширених в роздрібних середовищах, і isohumulone ароматизатор пива буде деградувати в з'єднання 3-MBT (3-метил-2-бутен-1-тіол), викликаючи сірчистий «скунсований» або «світловий» аромат розвиватися (DeMan, 1981; Burns et al., 2001).

    Термічне або теплове пошкодження може бути наслідком тривалого впливу як дуже високої, так і дуже низької температури, хоча вплив крихкого продукту при низькій температурі більше пов'язаний з руйнуванням текстури та структури, як правило, від зростання кришталів льоду або руйнування емульсії, ніж хімічні зміни. Високі температури прискорять будь-які термічно залежні процеси деградації і можуть спричинити інші проблеми, такі як несподівано високі показники проникнення в пакувальних матеріалах, через перехід від скла до аморфного стану в полімерах.

    Пошкодження пропускання газу та пари

    Проблеми передачі газу та пари дуже специфічні для продукту і можуть бути ситуативними. Газований напій може страждати від втрати карбонізації, в той час як інший продукт може погано окислюватися через кисень, що передається через упаковку. Кондитерський виріб може мати швидку зміну смаку через втрату летючих смакових компонентів, які самопластифікують пакувальний матеріал. Летючі органічні хімічні речовини (ЛОС), починаючи від дизельних парів і закінчуючи ароматизаторами, можуть передаватися всередину або назовні через упаковку. Посилення водяної пари може спричинити псування їжі або деградацію фармацевтичних препаратів, тоді як втрата водяної пари може призвести до черствіння хлібних виробів. Хороше розуміння як властивостей продукту, так і навколишнього середовища, з яким він зіткнеться при розподілі, є важливим для правильного дизайну (Zweep, 2018).

    Проникність у проникному полімерному пакувальному матеріалі

    Проникність - це здатність одного матеріалу (перманентного) переміщатися по структурі іншого. Багато аморфних матеріалів, таких як природні та штучні полімери, є проникними через значний простір між їх молекулярними ланцюгами. Рисунок 6.5.5 показує це в схематичній формі, з проникненням пари, що прогресує від сторони високої концентрації до сторони низької концентрації шляхом сорбції в сторону високої концентрації, дифузії через об'ємну матрицю плівкової мембрани, а потім десорбції на стороні низької концентрації, все це приводиться в дію диференціал концентрації по матеріалу. Скляна та металева упаковка, з іншого боку, непроникні для всього, крім водню, через їх впорядковану структуру або щільну упаковку. Полімери в високо впорядкованому стані також демонструють дуже низьку проникність щодо невпорядкованих структур.

    Швидкість проникнення залежить від виду пермана, типу і стану полімеру, а також будь-яких вторинних факторів, таких як покриття. Полімер може бути склоподібним - по суті кристалічним станом низького порядку (хорошим прикладом цього є крихка чашка для напою з полістиролу) - або гумовим, що дозволяє сегментний рух полімерних ланцюгів. З більшістю полімерів це матиме вимірний зсув при певній температурі, температурі скляного переходу, при цьому еластичність і проникнення збільшуються, коли полімер буде вище температури склопереходу полімеру.

    Діаграма, що показує проникнення через пакувальну плівкову мембрану.
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Проникнення через пакувальну плівкову мембрану.

    Проникність може бути змодельована як процес концентрації градієнта (процес масоперенесення) розчинення на поверхні високої концентрації, дифузії через плівкові мембранні матричні матеріали, а потім десорбції з поверхні низької концентрації, приблизно так само, як тепло передається провідність через товщину стінки (Suloff, 2002).

    Рівняння масопереносу можуть бути побудовані для створення простої моделі дифузійного потоку перми (газу) на основі лінійної моделі дифузії Фіккіана (Equation 6.5.1) (Fick, 1855). Для переміщення перманента через шар матеріалу на площу поверхні:

    \[ (\frac{\text{Quantity permeated per unit of time}}{\text{Area}}) = J =-D\frac{\delta c}{\delta x} \]

    де J = дифузійний потік (моль м −2 с −1)

    D = коефіцієнт дифузії (м 2 с −1)

    c = концентрація (моль м −3)

    x = положення (м); на малюнку 6.5.5 це буде положення в межах поперечного перерізу плівкової мембрани.

    Швидкість передачі через композитні конструкції, тобто конструкції, що мають кілька шарів, може бути розрахована аналогічно тепловим системам за допомогою Рівняння 6.5.2:

    Для n шарів матеріалу,

    \[ TR_{\text{total}}=\frac{1}{TR_{\text{layer 1}}+TR_{\text{layer 2}}+…+TR_{\text{layer n}}} \]

    де TR загальна = загальна швидкість передачі (моль с −1)

    TR шар n = швидкість передачі шару n

    Якщо проникність матеріалу відома (або може бути оцінена), то оцінка проникності конструкції упаковки є функцією температури, площі поверхні та градієнта парціального тиску, ∆p. Парціальний тиск визначається як тиск, який чинив би газ у суміші, якщо він займав той же об'єм, що і розглядається суміш. Зазвичай εp визначається законом Дальтона, тобто в суміші нерареагуючих газів загальний тиск, що чиниться дорівнює сумі парціальних тисків окремих газів, і, таким чином, парціальний тиск є добутком як парціального тиску перманентного виду, так і гідростатичного тиск (Дальтон, 1802). Закон Генрі, який говорить, що кількість газу, поглиненого в матеріалі, пропорційна його тиску над матеріалом, а поєднання гідростатичного тиску і перманентних видів спонукає до селективного характеру проникнення газами, які мають різні парціальні тиску в даному полімері (Sanchez & Роджерс, 1990).

    Рівняння 6.5.1 і 6.5.2 призначені для ідеалізованих обставин - постійної швидкості проникнення без хімічної реакції між полімером і перметом при постійній температурі і без фізичного спотворення плівки - і дійсні лише для проникнення на основі дифузії. При отворах, перфораціях, порожнечах або дефектах потік газу пояснюється простими моделями потоку рідини. У реальних програмах багато умов, таких як зміни температури, методи виготовлення та навантаження, скомпрометують це припущення. Дифузія в полімерах є постійною сферою досліджень, і з великою кількістю летких сполук у харчових продуктах система може бути ускладнена декількома типами відхилень від ідеального випадку. З точки зору практикуючого лікаря, дані про проникнення, надані постачальником, можуть бути за ідеалізованих обставин або для початкового виробничого циклу, і, ймовірно, не будуть відповідати варіаціям, які виникають під час виробництва.

    Проникність (часто позначається\(\bar{P}\)) має одиниці, які були описані як «.. кошмар одиниць» (Cooksey et al., 1999). Стандартною одиницею СІ для цієї властивості полімерних матеріалів є моль/ (м⋅с⋅Па), хоча вона використовується непослідовно, навіть в академічній літературі і, звичайно, в комерційних даних. Ставки можуть повідомлятися в будь-якій кількості форматів та неправильних сумішей звичних одиниць США, SI, cgs або інших заходів, у результатах, наданих різними тестами та виробниками, тому практикуючий вважатиме за необхідне конвертувати одиниці для того, щоб використовувати дані. Більшість з них приблизно відповідають такому формату:

    \[ \bar{P} = \frac{\text{(quantity of permeating gas)(thickness)}}{\text{(time)(membrane area)(partial pressure difference across membrane)}} \]

    Експериментальне визначення швидкості проникнення

    Експериментальне визначення швидкості проникнення та їх отриманих констант зазвичай проводиться за допомогою тестової комірки відомої площі поверхні з концентрованим перманентом (наприклад, киснем або CO 2) на одній стороні пакувальної плівки (як правило, товщиною від 0,06 мм до 0,25 мм) та інертним газом або повітрям з іншого бічний. У міру прогресування проникнення час відставання (час досягнення стійкої швидкості проникнення) та швидкість збільшення концентрації на непостійній стороні можуть бути виміряні та використані для розрахунку коефіцієнтів розчинності та дифузії (Mangaraj et al., 2015). Типові значення швидкостей пропускання кисню і води і температур склопереходу наведені в таблиці 6.5.1.

    Для випробувань на проникнення вологи використовується подібне розташування, за винятком того, що осушувач зазвичай забезпечує парціальний перепад тиску з потоком зволоженого повітря, що циркулює на іншій стороні плівкової мембрани. Волога, отримана осушувачем, вимірюється зміною ваги, використовується для розрахунку швидкості проникнення (ISO, 2017). Крім того, існують спеціальні тестові пристрої для проникності кисню та води, які покладаються на визначення швидкості проникнення в реальному часі за допомогою нагрітих детекторів циркону та інфрачервоного поглинання відповідно.

    Модифікація проникнення в пакувальних плівках

    Використовуючи просту сорбційно-дифузійно-десорбційну модель проникнення, показану на малюнку 6.5.5, можна знайти кілька способів модифікації бар'єрних характеристик пакувальних плівок, або шляхом модифікації поверхневих (сорбції/десорбції) характеристик або впливаючи на дифузійні характеристики загальної плівки структура. Покриття та обробки поверхонь можуть бути використані для модифікації сорбційних/десорбційних характеристик полімерних плівок. Першочерговим серед цих обробок є металізація, яка представляє собою випаровування тонкого шару алюмінію у вакуумній камері. Це може бути зроблено з обох боків плівки, але найчастіше робиться всередині упаковки, щоб уникнути втрати стирання і може бути ламінований, щоб запобігти перенесенню алюмінію, який знебарвлює виріб. Існують і інші модифікації хімії поверхні, такі як фторування, які, хоча і складні для впровадження у виробництві, можуть перетворити поверхню простих поліолефінів у поліфторовану сполуку з помітно кращими бар'єрними характеристиками. Інші поверхневі покриття та ламінації поширені. Друк, маркування та інші прикраси поверхні також можуть забезпечити ступінь бар'єрних властивостей над частиною продукту (Nakaya et al., 2015).

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Узагальнені властивості звичайних пакувальних полімерів показані на малюнку 6.5.4 (Thermofisher Inc., 2019; Rogers, 1985; Sigma-Aldrich Inc., 2019). Ці властивості узагальнені з наявної літератури, і на відміну від багатьох інженерних матеріалів, стандартних сортів немає. Властивості можуть сильно відрізнятися між виробниками і залежатимуть від щільності, кристалічності, орієнтації та добавок, серед інших факторів. Ця таблиця надається лише для порівняння.
    Тип полімеру Швидкість передачі кисню 1 Швидкість передачі водяної пари 2 Температура скляного переходу
    (° C)
    Коментарі

    Поліетилен (ПЕ)

    194

    18

    −25

    Властивості поліетилену значно різняться залежно від щільності, розгалуження та орієнтації.

    Полівінілхлорид (ПВХ)

    5

    12

    81

    Як ПВХ, так і ПВДХ повинні бути харчовими (тобто демонструвати відсутність витягуваних мономерів вінілхлориду) для використання з харчовими продуктами. Побоювання хлорованими плівками в популярній пресі скоротили їх використання, починаючи з початку 2000-х років.

    Полівініліденхлорид (PVDC)

    5

    30

    −18

    Поліетилентерефталат (ПЕТ)

    5

    18

    72

    ПЕТ різко зменшить швидкість передачі, коли він орієнтований під час виготовлення.

    Полістирол (PS)

    116—155

    24

    100

    Полістирол дуже крихкий і повинен бути пластифікований, щоб його можна було використовувати в більшості застосувань. Це значно збільшує швидкість передачі.

    Поліпропілен (ПП)

    93

    4

    −8

    Дуже ударостійкий; використовується для оснащення ковпачків та інших багаторазових застосувань

    Полівініловий спирт (PVOH)

    0.8

    8000+

    (див. примітку)

    85

    Водорозчинний; полівініловий спирт є високим кисневим бар'єром матеріалу, але його слід зберігати сухим, як правило, шляхом нашарування між шарами вологозахисного бар'єру. Адсорбція вологи руйнує бар'єрні характеристики. Плівка ПВХ також використовується сама по собі для водорозчинних пакетів побутових миючих засобів та інших споживчих товарів.

    Нейлон 6,6

    1.7

    135

    50

    Гігроскопічна; швидкість передачі змінюється в залежності від вмісту вологи.

    1 В одиницях\(\frac{cc \cdot \mu m}{m^{2}\cdot 24h\cdot atm}\) випробуваних на STP

    2 В одиницях\(\frac{g \cdot \mu m}{m^{2}\cdot 24h\cdot atm}\) випробувань при 37° C і відносній вологості 90%

    Для даного полімерного матеріалу модифікація внутрішньої структури полімеру змінить коефіцієнт дифузії. Навмисні модифікації зазвичай передбачають орієнтування матеріалу шляхом нанесення його в одному або декількох напрямках, щоб полімерні ланцюги упаковувалися в більш впорядковану, щільну структуру (Національна дослідницька рада, 1994). Це забезпечує кращі характеристики міцності та бар'єру, такі як у раніше описаному розтяжно-видувному формуванні газованих пляшок для напоїв.

    Полімери також можуть бути модифіковані пластифікаторами - розчинними мастилами з полімерних ланцюгів - які зменшують крихкість, але дозволяють рухливості ланцюга та створюють можливості для постійних речовин легше проникати в структуру. Пластифікатори, які контактують з харчовим матеріалом, повинні бути схвалені для використання в харчових продуктах, оскільки вони, ймовірно, будуть мігрувати до продукту в мікроскопічних кількостях. Це було предметом кількох суперечок, оскільки є докази потенційної тератогенної (спричиняючи вроджені дефекти) активності в деяких пластифікаторів (EFSA, 2017). Самі харчові матеріали, особливо олії та жири, можуть бути пластифікаторами і можуть призвести до зміни бар'єру або фізичних характеристик матеріалу упаковки.

    Зміни проникнення під час зберігання

    Інгредієнти продукту або компоненти, розчиняючись в структурі упаковки, можуть призвести до зниження механічної міцності, зниження бар'єрних властивостей і терміну зберігання, або навіть до вибіркового видалення смакових сполук (називається «скальпінг аромату»). Це може створити загадкове скорочення терміну зберігання через синергетичні ефекти. Наприклад, цитрусова ароматична сполука, багата лімоненом, може пластифікувати пакувальний матеріал і збільшити втрату як аромату, так і води, створюючи те, що, здається, є проблемою втрати вологи (Sajilata et al., 2007). Аналогічно, летючі ароматизатори можуть збільшити швидкість проникнення кисню з шкідливим впливом для продукту, або можуть збільшити коефіцієнти втрати CO 2 в газованих напоях.

    Інші пошкодження упаковки, що виникають під час зберігання та розповсюдження
    Корозія жерстяних сталевих банок

    Електрохімія жерстяної сталі може складна і залежить від декількох факторів, щоб зберегти надзвичайний термін зберігання, який очікує більшість споживачів. Консервні операції, як правило, витісняють повітря з живою парою, щоб як зменшити кисень у банку, так і забезпечити вакуум після конденсації пари. Після кришки кінець банки герметизується шляхом обтиску краю в ряд кроків, щоб забезпечити надійне герметичне ущільнення, а навколишнє середовище в упаковці зазвичай проходить три етапи (Mannheim and Passy, 1982; Wu, 2016):

    1. 1. Початкове окислювальне середовище - залишковий кисень всередині свіжозапечатаної банки і розчинений у продукті, пов'язаний у продуктах окислення у продукті та матеріалі. Шар олова короткочасно катодний, забезпечуючи позитивний заряд на цьому етапі і забезпечує невеликий захист до тих пір, поки кисень не буде виснажений. Зазвичай це займає кілька днів, щоб укласти, залежно від складу продукту та умов обробки.
    2. 2. Зменшення навколишнього середовища - за відсутності вільного кисню електрохімія потім змінюється, а шар олова або хрому є анодним, повільно розчиняючись у консервованому продукті, щоб захистити сталь стінки банки. Цей етап може тривати роки, але на нього можуть впливати багато факторів, зокрема склад продукту (наприклад, рівень рН, підкислювачі, солі та джерела азоту). Кожен продукт повинен вважатися унікальним, а перерецептура продукту може спричинити значні зміни корозійних властивостей банок.
    3. 3. Термінальна корозія - Наприкінці терміну служби навколишнє середовище все ще може бути анаеробним, зберігаючи електрохімію анодною, але захисне покриття олова буде виснажено, що дозволяє корозії та кісточки банки. Це може призвести до фарбування поверхні продукту або банки, газоутворення (сірководню, що виробляє так звані «смердючі») і, нарешті, защемлення тіла банки і втрату герметичності. Залежно від продукту, це може зайняти від декількох місяців для висококислих продуктів, таких як ананасовий сік і квашена капуста, до багатьох десятиліть.
    Крихкий перелом і відмова скляного контейнера

    Кілька режимів відмов важливо розуміти при роботі зі скляною упаковкою, особливо враховуючи, що можуть бути юридичні зобов'язання, пов'язані з їх відмовою. Крім того, постійні відмови скла на виробничих підприємствах харчових продуктів можуть спричинити хаос, оскільки утворюються небезпечні осколки скла. Як крихкий матеріал, скло концентрує напругу навколо змін товщини та подряпин, оскільки вони забезпечують місце для збільшення напруги, як показано в Рівнянні 6.5.4 (Гріффіт, 1921):

    \[ \sigma_{max} = 2\sigma_{app}(\frac{d}{r})^{1/2} \]

    де σ max = максимальне напруження на наконечнику тріщини (N m −2)

    σ app = прикладне напруження (N m −2)

    d = глибина тріщини (м)

    r = радіус наконечника тріщини (м)

    Крихітна подряпина може створити величезну концентрацію напруги, і як тільки критичне напруження матеріалу буде перевищено, утворюється тріщина, яка буде тривати в матеріалі, поки він не вийде з ладу або поки він не зіткнеться з особливістю для повторного розподілу напруги. Напруження можуть виникнути в результаті теплового розширення або стиснення, оскільки скло не тільки крихке, але має погану теплопровідність, тому зміна товщини перерізу може створити крутий тепловий градієнт, який призводить до виходу контейнера з ладу після виготовлення або термічної обробки. Для газованих напоїв внутрішній тиск у поєднанні з поверхневою подряпиною, створеною під час виробництва або обробки, може забезпечити достатній тиск та результуючий стрес у матеріалі упаковки, щоб призвести до його розриву.

    Коефіцієнт концентрації напружень (K) може бути розроблений з Рівняння 6.5.4 як:

    \[ K = \frac{\sigma_{max}}{\sigma_{app}} = 2(\frac{d}{r})^{1/2} \]

    Коефіцієнт концентрації напружень (К) стає дуже великим з подряпинами, які мають дуже маленький кінчик тріщини, і навіть скромну глибину. Ефекти подряпин уникаються при проектуванні та виробництві, забезпечуючи «ударні смуги», які представляють собою товщі ділянки матеріалу, які додаються для контакту з іншими пляшками при виробництві та обробці, а також шляхом додавання зовнішніх поверхневих покриттів та розміщення роздільників у транспортні коробки.

    Аналіз відмов в широкому масштабі є спеціальністю для себе, але при визначенні походження перелому існують характерні ознаки, які допомагають виявити точку походження і напрямок руху (рис. 6.5.6). Точка походження як у пластичних, так і в крихких матеріалах часто має різну і виразну текстуру, як правило, дзеркальну гладку, і в міру прогресування невдачі вона, як правило, залишає характерний малюнок, який випромінюється назовні від точки походження (Bradt, 2011).

    При дослідженні відновлених шматків, що вийшли з ладу скляної тари, корисно розглянути різні режими відмов, які є загальними у скляних конструкціях. Найбільш поширеними несправностями є ударні і напірні переломи, тепловий збій, гідродинамічний («гідроудар») несправність (рис. 6.5.7). Ударні та напірні переломи часто походять з однієї точки в конструкції, при цьому руйнування бере початок на зовнішній поверхні від удару, а зсередини від тиску, що визначається спостереженням збільшених крайок руйнування в точці ініціювання.

    Теплове відключення зазвичай починається при зміні товщини секції (від товстого до тонкого), оскільки контейнер різко нагрівається або охолоджується, а великий тепловий диференціал створює напругу зсуву в матеріалі. Це проявляється найчастіше в пляшках і банках з дном, яке випадає з решти ємності при зміні товщини, можливо, з іншими тріщинами, що випромінюють вгору по боковині.

    Ілюстрація руйнування руйнування в крихкому матеріалі.
    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Руйнування руйнування в крихкому матеріалі.

    Відмова від гідроудару є результатом гідравлічних ударних хвиль, що поширюються через виріб (як правило, від удару, який не розірвав контейнер безпосередньо) і спричиняючи локалізоване утворення бульбашок пари, які потім руйнуються з достатньою силою, щоб розбити контейнер. Це, як правило, має відмінну рису зруйнованого кільця повністю навколо контейнера на певній висоті (зазвичай біля дна) з очевидною фрагментацією назовні від стрибка тиску. Продукти з нижчим тиском пари, особливо газовані та алкогольні напої, виходять з ладу з меншим споживанням енергії, ніж рідкі або гелеві продукти з високим тиском пари (Morris, 2011).

    Діаграма з трьох скляних пляшок відповідно демонструє появу ударного руйнування, теплового удару та гідродинамічного руйнування.
    Малюнок\(\PageIndex{7}\): Ілюстрація типів руйнування скла та значних ознак джерела несправності.

    Термін придатності харчових продуктів і роль упаковки

    Продукція має два терміни зберігання. Перший - це те, де продукт стає непридатним або небезпечним через псування, забруднення або пошкодження. Другий термін зберігання - це товарність; якщо зовнішній вигляд продукту погіршується (наприклад, втрата кольору в їжі, яку можна побачити ще на полиці), то він не сподобається споживачам і буде важко або неможливо продати.

    Першочерговим занепокоєнням упакованих оброблених харчових продуктів, як правило, є мікробне забруднення, з подальшим розглянутим раніше приріст або втрата харчових компонентів. Оскільки їжа не активно метаболізується, звичайні проблеми, крім росту мікробів, виникають внаслідок окислення, збільшення або втрати вологи або інших компонентів та знебарвлення від впливу світла. Хоча бар'єрні плівки та упаковка можуть допомогти у вирішенні деяких з цих проблем, може бути корисним включити активні компоненти, такі як пакетики або інші матеріали або пристрої, які зв'язуватимуть кисень або вологу, що проникають в упаковку. Вони зазвичай спостерігаються на охолоджених свіжих продуктах, таких як макарони, готове м'ясо та інші. Інші типи активних плівок або структур можуть містити кисневий бар'єр для продовження терміну зберігання. Світлові бар'єри можуть бути важкою проблемою для боротьби, оскільки багато правил забороняють упаковці приховувати продукт від поля зору. Оброблені м'ясні продукти, такі як м'ясо сендвіча, яке, як правило, має рожевий колір від міоглобіну оксиду азоту, що утворюється в процесі затвердіння, стануть коричневими або сірими при тривалому світловому впливі і будуть зіпсовані. Бекон має суттєву проблему з окисленням жиру, спричиненим світлом, і в деяких країнах дозволяється мати відкидну кришку над вікном продукту.

    Необроблені продукти, такі як свіже м'ясо та овочі, слід розглядати як метаболічно активні. Свіжі фрукти та овочі після збору врожаю зазвичай метаболізуються в міру дозрівання, повільно споживаючи кисень та збережені вуглеводи та виділяючи СО 2, і можуть дозрівати під впливом власного виробництва етиленового газу. Можна маніпулювати рівнем кисню та вилучати етилен із середовища продуктів - це робиться у великих масштабах у комерційних сховищах з контрольованою атмосферою (CA), але на індивідуальному рівні упаковки вартість спеціалізованої обгорткової плівки та пакетика етиленового адсорбенту може бути непомірною на ринках з готовим доступом до свіжих фруктів і овочів. Інші ринки можуть знайти ці дорого упаковані фрукти та овочі привабливими через здатність розповсюджувати свіжу продукцію на великій відстані або в регіонах, де це може бути важко зробити безпосередньо. З початку 2000-х років використання 1-метилциклопропену (MCP), антагоніста етилену, дозволило запобігти дозріванню, але надмірна експозиція може назавжди запобігти дозріванню деяких видів (Chiriboga et al., 2011).

    Свіжооброблене м'ясо поглинає кисень, перетворюючи знижений міоглобін фіолетового кольору в червоний оксиміоглобін, а потім в коричневий метміоглобін. Більшість клієнтів не звикли бачити фіолетовий колір дуже свіжого м'яса, і очікують, що він буде червоного кольору, хоча почервоніння відбувається через окислення. Це призводить до проблеми продовження терміну зберігання м'ясних продуктів понад кілька днів, оскільки упаковка повинна пропускати кисень, щоб забезпечити очікуване червоне забарвлення, але в той же час запобігаючи триваючому коричневому знебарвленню, оскільки метміоглобін утворюється з кисню. Робота з цим ведеться. Багато централізованих об'єктів упаковки м'яса для великих роздрібних торговців можуть використовувати газ чадного газу в упаковці, щоб забезпечити майже свіжий червоний колір. Це створило певні суперечки, оскільки це може замаскувати вік продукту та запобігти певній вказівці на псування, але практика широко застосовується для того, щоб скористатися централізованими переробними потужностями. Аналогічні процеси досліджуються і для інших продуктів з м'яса і морепродуктів.

    Тестування та оцінка терміну придатності

    У більшості практичних застосувань недостатньо часу, щоб фактично чекати декількох ітерацій тривалого терміну придатності продукту, щоб розробити та вдосконалити упаковку. Після того, як початкова конструкція викладена, вона часто піддається прискореному випробуванню терміну зберігання, щоб дозволити приблизну оцінку захисту протягом скороченого періоду. Моделювання терміну зберігання повинно супроводжуватися значними даними оцінки якості з фактичного розподіленого продукту з плином часу, а також слід звернути увагу на помилки в методах оцінки та їх вплив на довгострокові прогнози.

    Q 10 Прискорене тестування терміну придатності

    Для харчових продуктів та супутніх продуктів тестування терміну придатності може включати зберігання тестових упаковок при високих температурах, щоб прискорити деградацію, яка відбудеться з часом. Основне припущення при тестуванні Q 10 полягає в тому, що при реакції типу Арреніуса (рівняння 6.5.6) підвищення температури на 10° C призведе до збільшення швидкості втрати якості на коефіцієнт масштабування (k). Значення k можна розглядати як збільшення ефекту з часом, збільшуючи температуру тесту, в межах помірності. Загальний підхід прийнято називати тестування Q 10 (Ragnarsson and Labuza, 1977):

    \[ k=Ae^{\frac{-E_{a}}{RT}} \]

    і

    \[ Q_{10} = \frac{\text{Time for product to spoil at temperature T }^\circ C}{\text{Time for product to spoil at temperature }(+10^\circ C)} \]

    де k = постійна швидкість реакції, в цьому контексті ефективно швидкість погіршення якості

    A = попередня експоненціальна константа для реакції

    E a = енергія активації для реакції (ті ж одиниці, що і RT)

    R = універсальна газова постійна

    T = абсолютна температура (кельвін)

    Q 10 = коефіцієнт масштабування втрати якості (безрозмірний)

    Зазвичай значення Q 10 знаходяться в діапазоні від 1,0 до 5,0, але повинні бути перевірені тестуванням. Пам'ятайте, що термін придатності є результатом багатьох реакцій, що перекриваються, всі з яких можуть мати дуже різну кінетику, тому діапазон достовірних оцінок вузько обмежений, і до методу та його результатів слід ставитися з великою обережністю. Існує небезпека намагатися провести швидке тестування при безглуздо високих температурах, що призводить до грубо неточних оцінок через фазові зміни продукту, перевищення температури склопереходу пакувального матеріалу, відтавання, випаровування сполук та подібні нелінійні температурні ефекти які порушують просту кінетику Arrhenius, передбачені в багатьох дослідженнях терміну придатності (Labuza, 2000).

    Додатки

    Пакувальний цикл

    Враховуючи величезну різноманітність матеріалів, конструкцій та компонентів упаковок (наприклад, жорстких проти гнучких, банок проти мішків) для глобального асортименту продукції, доцільно розглядати упаковку як цикл використання матеріалів (рис. 6.5.8) (Morris, 2011). Цей цикл виник з великомасштабних, промислово розвинених типів упаковки, але може бути використаний для візуалізації використання матеріалів та конструктивних факторів в інших, менших або більш спеціалізованих видах операцій. Розглядаючи новий тип пакувального матеріалу або нового дизайну, він забезпечує корисний засіб для аналізу отриманих змін у пошуку та розпорядженні поза безпосередніми вимогами продукту.

    Сировина

    Сировина повного спектру основних пакувальних матеріалів і компонентів складається з ресурсів, необхідних для створення основних пакувальних матеріалів. Сировина включається в цикл упаковки, оскільки зміни у світовому виробництві або постачанні ресурсів можуть помітно вплинути на дизайн та вибір упаковки.

    Перетворення матеріалів

    Перетворення матеріалів приймає сипучі, рафіновані матеріали, такі як сталеві злитки або гранули з пластикової смоли, і перетворює їх в проміжну форму, таку як поліетиленова плівка або металева фольга, яка відправляється виробникам, які створюють готову упаковку. На цьому етапі може відбуватися спеціальна обробка, наприклад, покриття лудженої сталі для сталевих банок або алітування пластикових плівок для упаковки закусок. Через труднощі при формуванні розплавленого скла скляна тара за одну операцію переміщається безпосередньо з печі рафінування в готову тару.

    Готові пакети

    Перетворені матеріали перетворюються на готові до заповнення пакети та необхідні компоненти, такі як банки, банки, пляшки, коробки та їх кришки або інші кришки. Цей крок може відбуватися в багатьох місцях залежно від продукту, що бере участь. Наприклад, молочна операція або пляшка безалкогольних напоїв у сільській місцевості може виявитися вигідною можливість виробляти контейнери безпосередньо на місці. Інші операції, такі як консервні заводи в районах виробництва сільськогосподарських культур, можуть мати поблизу виробник банок або мішечків, який обслуговує кілька різних компаній, щоб скористатися місцевим попитом, або може бути цілий ряд місцевих виробників, які працюють за контрактом для обслуговування масштабної місцевої операції.

    Операція наповнення пакетів

    Операція наповнення упаковки об'єднує упаковку та продукт, утворюючи систему, призначену для підтримки та захисту продукту. На цьому етапі упаковка заповнюється і герметизується. Потім упаковані продукти відправляються на будь-яку вторинну обробку, таку як термічна стерилізація, опромінення або обробка високого тиску (опущено на рис. 6.5.8). Після готовності до відвантаження пакети зазвичай об'єднуються в кратні для більшої ефективності обробки та розподілу.

    Цей крок також включає критичні операції, такі як герметизація, перевірка ваги, нанесення етикеток, маркування партії та друк дати «використання за». Правильна експлуатація необхідна для забезпечення стабільного рівня якості. Удосконалення систем управління даними та контролю запропонували підвищення ефективності на цьому етапі. Наприклад, були розроблені внутрішньосистемні протоколи зв'язку, такі як ISA-TR88.00.02 (часто називають PackML, для мови пакувальної машини), які визначають дані, що використовуються для моніторингу та контролю автоматизованих систем упаковки та виробництва та дозволяють високий рівень інтеграції управління та експлуатації та підвищення ефективності виробництва.

    Блок-схема циклу упаковки.
    Малюнок\(\PageIndex{8}\): Цикл упаковки, що показує цикл використання матеріалу від сировини до виготовлення упаковки, наповнення, розподілу та утилізації закінчення терміну служби (EOL).
    Транспортна система

    Уніфікований продукт розсилається через безліч каналів до точок розповсюдження і стає все більш різноманітним із зростанням електронної комерції. Типовими видами перевезень є далекомагістральні вантажівки, залізничні вагони, кораблі і баржі, а також літальні апарати. Кожен з них має діапазон застосовності та економічну оболонку для ефективного використання. У районах з менш розвиненою інфраструктурою розподіл може працювати дуже по-різному, а цінні предмети, такі як критичні, швидкопсувні ліки, можуть прилітатися, а потім швидко розподілятися пішки, мотоциклом або на зграї тварин. Ця «остання миля» розподілу стає все більш важливою на всіх ринках. Навіть при електронній комерції дистрибуція залишається в руках доставки або поштових служб, де продукція раніше оброблялася торговими точками та самими клієнтами, і це вносить невизначеність та можливість різних джерел збитку. Тому при проектуванні пакувальної системи слід враховувати розподільний ланцюг з урахуванням джерел пошкодження. Крім того, кожен тип перевезення може мати певні правила та правила, яких слід дотримуватися, щоб вважати прийнятними для відвантаження та обмежувати відповідальність.

    Розподіл споживачеві

    Остаточний розподіл варіюється в широких межах і може мати кілька режимів на одному ринку, таких як прямий споживач (D2C), онлайн-роздрібна торгівля та традиційні торгові точки з «полицями». Все це може відрізнятися за розміром і складністю залежно від культури, економіки, ринку та місця розташування. Сільські ринки в деяких країнах часто добре реагували на невеликі, виготовлені вироби розміром з саше, які зазвичай продаються у більших контейнерах в інших місцях (Neuwirth, 2011), тоді як великі «клубні» магазини можуть вимагати великих обсягів упаковок або уніфікованих груп продуктів, які продаються безпосередньо споживачам.

    Рішення споживача про утилізацію

    Коли продукт був повністю використаний, завершальним етапом для упаковки є утилізація. Кінцевий користувач вирішує, яку форму утилізації використовувати, при цьому на рішення впливають економічні стимули, культурні та популярні звички та наявна інфраструктура. Викинута упаковка є одним з найбільш помітних видів відходів, оскільки багато людей не утилізують або не переробляють її належним чином, навіть коли доступні об'єкти, але часто є меншістю складових загальних твердих побутових відходів (ТПВ) щодо товарів тривалого користування або інших компонентів відходів. Хоча збір та повторне використання матеріалів може бути вигідним, коли добре організована та доступна транспортна та відновна інфраструктура, багато місць не мають цього у будь-якому функціональному сенсі. Крім того, певні матеріали відпали від переробки через зміни ринку. Хорошим прикладом є утилізація пінополістиролу EPS (пінополістиролу, зазвичай називається Styrofoam™) в США. Коли ресторани швидкого харчування відмовилися від використання контейнерів для сендвічів EPS через їх екологічно нечистий імідж, можливість переробляти будь-які EPS значною мірою була усунена через втрату найбільшого потоку матеріалу, що зробило більшість операцій з переробки EPS збитковими.

    Відкидання в потік відходів

    Упаковка може бути викинута за допомогою системи збору, яка ефективно збирає ТПВ, або як звалище, або як частина системи перетворення енергії, або це може бути частиною менш централізованого спалювання або утилізації зусиль. У найгірших випадках немає робочої інфраструктури для збору, а відходи упаковки - особливо використовувана харчова упаковка - просто залишаються там, де зручно, і стають небезпекою для здоров'я населення. Недавні занепокоєння виникли з приводу масштабного річкового розсіювання пластикових відходів у серединно-океанічні шини, які створюють Саргасо відходів, які фотодеградують дуже повільно, якщо взагалі, і можуть становити небезпеку для океанічних екосистем. Навіть у багатьох місцях з діючою інфраструктурою викинуті матеріали захороняються на ретельно побудованих звалищах, які не пропонують можливості деградації, тоді як в інших ТПВ використовуються як джерело енергії для виробництва електроенергії. У деяких районах органічний матеріал, такий як харчові та садові відходи, можна компостувати для використання як добрива.

    Повторне використання

    Неформальні схеми повторного використання існують до тих пір, поки існують контейнери. У більш сучасний час повторне використання контейнерів різного призначення є звичайним явищем, але ринок заправки в розвинених економіках дещо обмежений простими продуктами, такими як фільтрована вода. На деяких ринках індустрія напоїв вимагає повернення пляшок, а повторно використані пляшки рециркулюють десятиліттями. Повторне використання має ускладнення та проблеми відповідальності через проблеми з чистотою та вимагає миття для видалення вторинних забруднень, таких як паливо та пестициди, та перевірки забруднень, які не видаляються під час циклу прання.

    Переробка

    Переробка повертає матеріали в цикл, і повторне використання матеріалів в тій чи іншій формі поширене у всіх культурах. Однак траєкторія, яку беруть матеріали, може сильно відрізнятися. Наприклад, Міністерство навколишнього середовища Німеччини експлуатує систему переробки «Green Dot», яка вимагає від виробників упакованих товарів платити в систему, яка збирає та переробляє використану упаковку. Станом на 2018 рік у місті Камікацу, Японія, яке взяло на себе місію бути першою у світі спільнотою «нульових відходів», було зібрано 45 різних категорій переробки (Nippon.com, 2018). При правильному проведенні рециркуляція є найбільш ефективним подальшим використанням матеріалів, але це залежить від попиту на ринку та можливості переробляти та повторно використовувати матеріали. Наприклад, алюміній, який по суті набагато дешевше для повторного використання з брухту, ніж зменшити з бокситної руди, має ефективну переробку вже більше півстоліття, тоді як скло часто не переробляється. Переробка - це, як правило, функція економіки, інфраструктури та правил; на деяких ринках самі місця утилізації відходів вважаються ресурсом для видобутку таких матеріалів, як сталь та алюміній.

    Інформаційний цикл

    Інформаційний цикл (рис. 6.5.9) часто настільки ж важливий, як і фактичний цикл виробництва матеріалів, оскільки машинозчитуване кодування дозволяє самим пакетам безпосередньо взаємодіяти з системами точок продажу (POS), програмним забезпеченням для інвентаризації та замовлення, а також інфраструктурою дистрибуції. Все частіше ця інформація також використовується для створення профілів користувачів для переваг продуктів, для оптимізації реагування на зміни попиту, а також для забезпечення цільового маркетингу та розповсюдження на нішевих ринках.

    Блок-схема інформаційного циклу.
    Малюнок\(\PageIndex{9}\): Інформаційний цикл, що ілюструє, як інформація з точки продажу (POS), а також джерел розподілу та транспортування використовує машинозчитувану інформацію для створення замовлень, управління рівнями запасів та надання вторинної інформації про клієнтів, маркетингові тенденції та розподіл характеристики (Морріс, 2011).

    Інформація безперервно надходить назад з багатьох точок системи, щоб автоматично створювати замовлення на запаси магазину, відстежувати замовлення, а також прогнозувати рівень виробництва для виробників продукції. Звичайно, це не тісно інтегровано у всіх випадках, але служить ідеалізованим уявленням. Інша корисна інформація походить від кореляції інших даних, таких як кредитні картки, програми лояльності, дані телефону та відстеження в магазині. Це робиться для надання допомоги в маркетингових та демографічних прогнозах, а також для автоматизації створення термінів виконання замовлення з кінцевим результатом скорочення запасів магазину до тих предметів, що зберігаються на полиці, які постійно поповнюються за допомогою різних систем «точно в строк» для задоволення попиту. Цей тип системи розподілу є привабливим, але може бути крихким, руйнуючись у разі масштабного порушення ланцюга розподілу, якщо не враховуються масштабні надзвичайні ситуації.

    Поточна тенденція полягає в тому, щоб отримати маркетингову інформацію з комбінацій цього типу даних та показників соціальних медіа. Розширене використання інформатики в системах розподілу також може служити для виявлення перенаправлення або підробки продукції, втрат і крадіжок, а також інших масштабних проблем як у комерційному, так і в розподілі допомоги (GS1.org).

    Приклади

    Приклад\(\PageIndex{1}\)

    Приклад 1: Розрахунок недостатності проникнення в упаковці

    Проблема:

    Розглянемо смажений снековий чіпсовий продукт, який не зможе пройти тест на окислювальну прогорклість при СТП при взаємодії з 1,0 × 10 −4 моль кисню і роботі з полімерним плівковим матеріалом, який має\(\bar{P} = 23.7\frac{cc \cdot \mu m}{m^{2} \cdot atm \cdot day}\) і оголену площу 0,1 м 2 при СТП. Передбачається, що в продукті або упаковці немає кисню, а парціальний тиск кисню, згідно із законом Дальтона, становить 0,21 атм. Максимальна кількість перманентного дозволеного (Q), визначеного лабораторними тестами продукту, становить Q = 1,0 × 10 −4 моль кисню = 2,24 куб.см при STP. Визначте товщину плівки, необхідну при STP, щоб забезпечити термін зберігання 180 днів, зберігаючи поглинання кисню нижче Q.

    Рішення

    Розв'яжіть рівняння 6.5.3 для кількості проникаючого газу:

    \( \bar{P} = \frac{\text{(quantity of permeating gas)(thickness)}}{\text{(membrane area)(time)(partial pressure difference across membrane)}} \)(Рівняння\(\PageIndex{3}\))

    де площа = 0,1 м 2

    \( \(\bar{P} = 23.7\frac{cc \cdot \mu m}{m^{2} \cdot atm \cdot day}\)\)

    \(\Delta P = 0.21 \text{ atm}\)

    \( \text{Quantity permeated} = (23.7 \frac{cc \cdot \mu m}{m^{2} \cdot atm \cdot day})(0.1\ m^{2})(0.21\ atm)\)

    \( = 0.498 \frac{cc \cdot \mu m}{day} \)

    \( \frac{2.24\ cc}{(0.498 \frac{cc \cdot \mu m}{day})} = 4.501 \frac{day}{\mu m} \)

    Термін придатності 6 місяців (180 днів),

    \( \frac{180 \text{ days}}{(4.501 \frac{\text{day}}{\mu m})} = 39.994\ \mu m \text{ or } 0.040\ mm \)

    Приклад\(\PageIndex{2}\)

    Приклад 2: Розрахунок швидкості передачі (ТР) багатошарової плівки

    Проблема:

    Як пакувальний матеріал пропонується композитна поліетиленова плівка з чотирма шарами. Для визначення його придатності повинна бути визначена загальна швидкість передачі. Швидкість передачі, в одиницях (cc мкм м −2 атм −1 день −1), окремих шарів наступні: плівка A: 5,0, плівка B: 20,0, плівка C: 0,05 та плівка D: 20,0. Яка загальна швидкість передачі фільму?

    Рішення

    Обчисліть швидкість передачі (TR) за допомогою рівняння 6.5.2.

    \( TR_{\text{total}} = \frac{1}{TR_{\text{layer 1}}+TR_{\text{layer 2}}+…+TR_{\text{layer n}}} \)(Рівняння\(\PageIndex{2}\))

    \( TR_{\text{total}} = \frac{1}{\frac{1}{5}+\frac{1}{20}+\frac{1}{0.05}+\frac{1}{20}} = 0.0493 \)

    Всі тарифи вказані в\( \frac{cc \cdot \mu m}{m^{2} \cdot atm \cdot day}\).

    Приклад\(\PageIndex{3}\)

    Приклад 3: Концентрація напруги в крихких матеріалах (у випадку скляної тари)

    Проблема:

    Інженер з упаковки знає, що концентрація напруги в подряпині може вплинути на ініціювання руйнування в матеріалах контейнера. Для того, щоб додати достатню кількість додаткового матеріалу в ударну смугу, щоб запобігти невдачі, необхідно визначити коефіцієнт концентрації напруги. Для подряпини в боковині скляної ємності, глибиною 0,01 мм і радіусом наконечника тріщини 0,001 мм, який коефіцієнт концентрації напружень (K)?

    Рішення

    Перелом вздовж нижньої третини високої скляної чашки.
    Малюнок\(\PageIndex{10}\): Приклад зламаного скла (© Скотт Морріс).

    Обчисліть K за допомогою рівняння 6.5.5:

    \( K = \frac{\sigma_{max}}{\sigma_{app}} = 2(\frac{d}{r})^{1/2} \)(Рівняння\(\PageIndex{5}\))

    або просто

    \( K = 2(\frac{d}{r})^{1/2} \)

    де d = глибина тріщини = 1,0 × 10 −5 м

    r = радіус верхівки тріщини = 1,0 × 10 −6 м

    \( = 2(\frac{1.0 \times 10^{-6}\ m}{1.0 \times 10^{-5}\ m})^{1/2} \)

    \( \cong 6.32 \text{ times the applied stress} \)

    Приклад\(\PageIndex{4}\)

    Приклад 4: Визначте тип поломки в склі

    Проблема:

    Визначте тип несправності, який відчуває перелом скла на малюнку 6.5.10.

    Рішення

    Скло вийшло з ладу від теплового удару, про що свідчить тріщина, що проходить область переходу від дуже тонкої боковини до дуже товстої основи, зміна товщини в місці кріплення ручки та відсутність вторинної фрагментації. Товсті секції змінюють температуру набагато повільніше, ніж тонка боковина, створюючи напругу зсуву від диференціального розширення та руйнування матеріалу.

    Приклад\(\PageIndex{5}\)

    Приклад 5: Визначення Q 10 та оцінка терміну зберігання

    Проблема:

    Вводиться новий харчовий продукт, і визначений термін придатності 180-денний. Через короткі терміни виробництва роки повторних довгострокових випробувань терміну придатності не є практичними. Псування харчового продукту визначається шляхом тестування на знебарвлення за допомогою аналізатора кольору. Оцінки терміну зберігання проводяться при температурах 25° C і 35°C протягом 15 днів, а час перевищення критеріїв знебарвлення прогнозується за короткостроковими даними 180 днів при 25° C і 60 діб при 35°С, що є корисним для оцінки значення Q 10 для новий продукт. Для більш точної оцінки 180-денного терміну зберігання при зберіганні при 25°C планується прискорене випробування при більш високій температурі для визначення, виходить з ладу продукту чи ні. Оцініть час, необхідний для повного прискореного випробування 180-добового терміну зберігання при 25°C з випробуванням, проведеним при 45°С.

    Рішення

    Першим кроком є обчислення Q 10 за допомогою рівняння 6.5.7:

    \( Q_{10} = \frac{\text{time for product to spoil at temperature T}_{1}}{\text{time for product to spoil at temperature T}_{2}}^{\frac{10}{(T_{1}-T_{2})}} \)(Рівняння\(\PageIndex{7}\))

    \( Q_{10} = \frac{180\text{ days}}{60\text{ days}}^{\frac{10}{(35^\circ -25^\circ)}} = 3.0 \)

    За найпростіших обставин лінійних даних (див. Попереджувальну примітку в тексті) термін зберігання продукту зменшиться на 1/ Q 10 для кожного інтервалу Q 10 (10°C в цьому випадку) підвищення температури зберігання. Таким чином, при зберіганні при 45° C, що в два рази перевищує інтервал Q 10, продукт мав би термін зберігання 180 днів × (1/3) × (1/3) = 20 днів. Час випробування також можна розрахувати, використовуючи значення Q 10 3.0 для вирішення Рівняння 6.5.7 на час, коли продукт зіпсується при 45° C:

    \( 3.0 = \frac{180\text{ days at }25^\circ C}{\text{X days at } 45^\circ C}^{\frac{10}{(45 -25)}} = 3.0 \)

    \( X= \frac{180}{9} = 20 \text{ days} \)

    Ця процедура дозволяє в простому випадку прогнозовану оцінку 180-денного терміну зберігання, використовуючи лише 20 днів витримки при 45°С для оцінки терміну зберігання при 25°С. Таке прискорене тестування дозволяє приблизно оцінити термін зберігання з використанням підвищених температур і є корисним для тестування при рецептурах продуктів або зміна упаковки, а також сприяння постійному контролю якості.

    Зверніть увагу, що похибки вимірювання або процедури при 45° будуть посилюватися. Похибка 5% вимірювання при 45° C призведе до 5% × 180 днів = ± 9 днів похибки в передбачуваному терміні зберігання. Результати прискореного тестування часто дуже спрощені і можуть призвести до помилкових результатів або відмови від іншої умови, не включеної в модель. Подальші тести з реальними продуктами є важливою частиною перевірки та виправлення недоліків у моделі і є звичайною практикою з багатьма продуктами.

    Зображення Кредити

    Малюнок 1. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Глобальне використання пакувальних матеріалів за типами. (Створено на основі даних дистриб'юторів упаковки Америки, 2016).

    Малюнок 2. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Ілюстрація високовпорядкованих полімерних ланцюгів у кристалічних областях та невпорядкованих ланцюгів в аморфних областях.

    Малюнок 3. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Зв'язок кристалічності, молекулярної маси (яка збільшується з довжиною ланцюга в даному прикладі) та фізичними властивостями для типового лінійного поліолефіну (показаний поліетилен). ρ - щільність в г/мл. Морріс С.А. Харчова та пакувальна інженерія. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Уайлі та Син.

    Малюнок 4. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Повторюємо одиничні структури поширених пакувальних полімерів.

    Малюнок 5. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Проникнення через пакувальну плівкову мембрану.

    Малюнок 6. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Руйнування руйнування в крихкому матеріалі.

    Малюнок 7. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Ілюстрація типів руйнування скла та значущих ознак джерела несправності.

    Малюнок 8. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Пакувальний цикл, що показує цикл використання матеріалу від сировини до виготовлення упаковки, наповнення, розподілу та утилізації закінчення терміну служби (EOL). Морріс С.А. Харчова та пакувальна інженерія. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Уайлі та Син.

    Малюнок 9. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Інформаційний цикл, що ілюструє, як інформація з точки продажу (POS), а також джерела розподілу та транспортування використовують машинозчитувану інформацію для створення замовлень, управління рівнями запасів та надання вторинної інформації про клієнтів, маркетингові тенденції та характеристики розподілу Morris, С. А. (2011). Харчова та пакувальна інженерія. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Уайлі та Син.

    Малюнок 10. Морріс, С.А. (CC By 4.0). Приклад переломів скла.

    Посилання

    Американська арахісова рада. Належна виробнича практика та найкращі практики в галузі для виробників арахісової продукції. Отримано з https://www.peanutsusa.com/phocadownload/GMPs/2009%20APC%20GMP%20BP%20Chapter%207%20Peanut%20Product%20Manufacturers%2016%20Nov%2009%20Final%20Edit.pdf.

    Боденгеймер, Г. Пом'якшення пошкоджень упаковки в ланцюзі поставок. Упаковка Дайджест. Отримано з https://www.packagingdigest.com/supply-chain/mitigating-packaging-damage-inthe-supply-chain140910.

    Бредт, Р.К. (2011). Фрактографія і тріщини візерунків битого скла. J. профілактика аналізу відмов, 11 (2), 79-96. doi.org/10.1007/s11668-011-9432-5.

    Бернс, С., Хейерік, А., Де Кекелейр, Д., і Форбс, М.Д. (2001). Механізм формування світлового аромату в пиві виявлений за допомогою електронного парамагнітного резонансу, дозволеного за часом. Хім. Європейський Дж., 7 (21), 4553—4561. doi.org/10.1002/1521-3765 (20011105) 7:21 <4553:aid-chem4553>3.0.co; 2-0.

    Чірібога, М.А., Шотсманс, В.К., Ларрігадьєр, К., Дюпіль, Е., & Рекасенс, І. Як запобігти закупорці дозрівання в 1-MCP оброблених грушах «Конференція». Дж. наук Харчова Агрік, 91 (10), 1781—1788. doi.org/10.1002/jsfa.4382.

    Куксі, К., Марш, К., & Доар, Л.Х. (1999). Прогнозування проникності та швидкості передачі для багатошарових матеріалів. Харчування Технол. , 5 (9), 60-63. https://www.ift.org/news-and-publications/food-technology-magazine/issues/1999/september/features/predicting-permeability-and-transmission-rate-for-multilayer-materials.

    Далтон, Дж. (1802). Есе IV. Про розширення еластичних рідин теплом. Спогади Літературно-філософського товариства Манчестера, 5 (2), 595—602.

    Деман, Дж. М. (1981). Світло-індуковане руйнування вітаміну А в молоці. Дж. молочних наук , 64 (10), 2031—2032. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(81)82806-8.

    ЕФСА. (2017). Бісфенол А. Європейський орган з безпеки харчових продуктів. Отримано з https://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/bisphenol.

    Фік, А. (1855). Дифузія Uber. Енн. Фізика; 9 (4), 59—86.

    Гріффіт, А. VI. Явища розриву і течії в твердих тілах. Філ. Транс. Королівський Соц. А, 221 (1 січня 1921 р.), 582—593. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.1921.0006.

    ISO. (2017). ISO 2528:2017: Листові матеріали — Визначення швидкості пропускання водяної пари (wvtr) — Гравіметричний (тарілочний) метод. Женева, Швейцарія: Міжнародна організація зі стандартизації. Отримано з https://www.iso.org/standard/72382.html.

    Лабуза Т. Пошук терміну придатності. Тестування та аналіз харчових продуктів, 6 (3), 26—36.

    Мангарадж, С., Госвамі Т.К., & Панда, Д.К. (2015). Моделювання газотранспортних властивостей полімерних плівок, що використовуються для упаковки плодів МА. J. харчової наук Технол. , 52 (9), 5456—5469. dx.doi.org/10.1007/с13197-014-1682-2.

    Мангейм, К., і Пассі, Н. (1982). Внутрішня корозія та термін зберігання харчових банок та методи їх оцінки. Крит. Преподобний харчової наук Нутр., 17 (4), 371-407. http://dx.doi.org/10.1080/10408398209527354.

    Місько Г.Г. Регулювання упаковки харчових продуктів. Науково-технічний юрист, 15 (2). Отримано з https://www.packaginglaw.com/special-focus/regulation-food-packaging.

    Морріс С.А. Харчова та пакувальна інженерія. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Уайлі та Син.

    Накая М., Уедоно А., & Хотта, А. Останній прогрес у газових бар'єрних тонкоплівкових покриттях на пляшках для домашніх тварин у харчових продуктах та напоях Покриття, 5 (4), 987—1001. https://doi.org/10.3390/coatings5040987.

    Національна наукова рада. Виробництво: Матеріали та обробка. Полімерна наука та інженерія: зміщення кордонів досліджень (с. 65—115). Вашингтон, округ Колумбія: Преса Національних академій. https://doi.org/10.17226/2307.

    Нойвірт, Б. Стратегії маркетингових каналів на ринках, що розвиваються в сільській місцевості: Розкриття бізнес-потенціалу. Чикаго, штат Іллінойс: Школа менеджменту Келлогга. Отримано з www.kellogg.north Western.edu/дослідження/CRTI/можливості/~/медіа/файли/дослідження/CRTI/маркетинг% 20 канал% 20 стратегія %20 сільська місцевість %20 зростаючий%20 ринки %20 ben%20 neuwirth.ashx.

    Ніппон. (2018). Кампанія з нульовими відходами Камікацу: Як маленьке місто досягло найвищого рівня переробки. Отримано з https://www.nippon.com/en/guide-to-japan/gu900038/the-kamikatsu-zero-waste-campaign-how-a-little-town-achieved-a-top-recycling-rate.html.

    Дистриб'ютори упаковки Америки. Цифри за коробками і стрічкою. Отримано з http://www.pdachain.com/2016/11/30/packaging-statistics-that-might-surprise-you/.

    Палмер, Б. Чому скляні банки не обов'язково кращі для навколишнього середовища, ніж пластикові. Вашингтон Пост, 23 червня 2014 року. Отримано з https://www.washingtonpost.com/national/health-science/why-glass-jars-arent-necessarily-better-for-the-environment-than-plastic-ones/2014/06/23/2deecfd8-f56f-11e3-a606-946fd632f9f1_story.html?noredirect=on&utm_term=.30ac7c6f77.

    Пеннелла, К.Р. (2006). Управління вимогами до якості контрактів. Мілуокі, Вісконсин: Американське товариство якості, Видавництво якісної преси.

    Рагнарссон, Дж. О., & Лабуза Т.П. (1977). Прискорене тестування терміну зберігання на окислювальну прогорклість в харчових продуктах — огляд. Харчова хімія. , 2 (4), 291—308. https://doi.org/10.1016/0308-8146(77)90047-4.

    Роджерс, К.Е. (1985) Проникнення газів і парів в полімерах. У J. Comyn (Ред.), Полімерна проникність (стор. 11—73). Лондон, Великобританія: Чепмен і Холл.

    Саджілата М.Г., Савіта К., Сінгал, Р.С., Канеткар В.Р. (2007). Скальпінг ароматизаторів в упакованих продуктах харчування. Всеосяжний преподобний харчової науки. Харчовий безпечний. , 6 (1), 17—35. доі.орг/10.1111/дж.1541-437.2007.00014.х.

    Санчес, І.К., & Роджерс, П.А. (1990). Розчинність газів в полімерах. Чистий & Appl. Хім. , 62 (11), 2107—2114.

    Сігма-Олдріч Інк. (2019). Термічні переходи гомополімерів: Скло перехід і температура плавлення. Отримано з https://www.sigmaaldrich.com/technical-documents/articles/materials-science/polymer-science/thermal-transitions-of-homopolymers.html.

    Сільверс К.В., Шнайдер М.Д., Бобров С.Б., Евінс С.Е. ПЕТ-контейнери з підвищеними тепловими властивостями та процесом виготовлення такого ж. Патент США на корисність No. США 9023446 М2. Отримано з https://patents.google.com/patent/US9023446B2/en?oq=US9023446.

    Сулофф, Е.К. (2002). Глава 4. Проникність, дифузійність та розчинність газу та розчиненого речовини через полімери. У сорбційній поведінці аліфатичного ряду альдегідів у присутності полі (етилентерефталатних) сумішей, що містять альдегідні поглинаючі агенти. Кандидат технічних наук, дис. Блексбург, Вірджинія: Політехнічний інститут Вірджинії та Державний університет, факультет харчових наук і технологій. http://hdl.handle.net/10919/29917.

    Термофішер Інк. (2019). Таблиця фізичних властивостей. Брошура Д20823. Отримано з http://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/D20826.pdf.

    УСДА. (2019). Упаковка та речовини, що контактують з харчовими продуктами (FCS). Управління з контролю за продуктами та ліками США. Вашингтон, округ Колумбія: USFDA. Отримано з https://www.fda.gov/food/food-ingredients-packaging/packaging-food-contact-substances-fcs.

    Ву, Ю. Дослідження корозії в консервованому курячому супі з локшиною з використанням вибраної іонної проточної трубки-мас-спектрометрії (SIFT-MS). Магістерська дисертація. Колумбус, штат Огайо: Університет штату Огайо, факультет харчових наук і технологій. Отримано з etd.ohiolink.edu/apexprod/rws_olink/r/1501/6.

    Звіп, С. Визначення терміну придатності продукту. Харчова якість. Саф. , Жовтень-листопад 2018 року. Отримано з https://www.foodqualityandsafety.com/article/determining-product-shelf-life/.