Приложение на ПП в хранително-вкусовата промишленост: дълбока интеграция на крайъгълния камък на безопасността и разнообразни сценарии

ПП (полипропилен), като универсален термопластичен полимер, се е превърнал в ключов материал в цялата верига на хранителната промишленост - от производството, опаковането до потреблението, благодарение на отличната си безопасност при контакт с храни, устойчивост на високи температури и гъвкавост при обработка. Съответствието му е сертифицирано от авторитетни стандарти като китайския Великобритания 4806.7-2024 d"Национален стандарт за безопасност на храните за пластмасови материали и продукти в контакт с храни", Регламент на ЕС № 10/2011 и САЩ FDA 21 Общият регламент (CFR) Част 177.1520. Той не съдържа вредни вещества като бисфенол А (Бисфенол А) и фталати и се използва широко в различни области, като например опаковане на храни, контактно оборудване и помощни средства за обработка. С затягането на екологичните политики и технологичните подобрения, разработването на модифициран ПП, рециклиран ПП и биобазиран ПП ги насочва към функционализация и екологизация, което в голяма степен отговаря на нуждите за безопасност и устойчивост на хранителната промишленост.

1. Основната характеристика на адаптирането на ПП към хранително-вкусовата промишленост: прецизно съчетаване на производителността и търсенето

Популярността на ПП в хранително-вкусовата промишленост се дължи главно на неговите силно съвместими физични и химични свойства с основните нужди на съхранението, преработката и консумацията на храни, особено в четирите измерения: безопасност, устойчивост на високи температури, химическа стабилност и адаптивност към обработката, което представлява незаменими предимства, които далеч надхвърлят традиционните пластмаси като П.С. (полистирен) и ПВЦ (поливинилхлорид).

1. Безопасност на ниво контакт с храни: основна гаранция за безрискова миграция

Основното изискване за материалите, предназначени за контакт с храни, е да не са вредни за човешкото здраве, а ПП се представя отлично в това измерение:

Стабилна молекулярна структура: Главната верига на ПП е наситена въглерод-въглеродна връзка без лесно разрушаващи се функционални групи. При конвенционални работни температури (от -20 ℃ до 120 ℃), тя не мигрира вредни компоненти като пластификатори и тежки метали в храната. Дори дългосрочното излагане на киселинни храни (като кимчи и плодови сокове), алкални храни (като газирана вода) или мазни храни (като месо и олио за готвене) може да запази химическата инертност и да избегне повлияване на вкуса на храната или причиняване на рискове за здравето.

Без мирис и ниска адсорбция: ПП има висока кристалност (обикновено 50% -70%), плътно подредени молекули, ниска повърхностна порьозност, без мирис и не е лесно да адсорбира ароматни компоненти в храната - това е от решаващо значение за летливи ароматни храни като кафе, чай и подправки, тъй като може да предотврати абсорбцията на вкус от опаковката и загубата на вкус на храната.

Пълно съответствие: Глобалните регулаторни агенции за храни класифицират ПП като безопасен материал за контакт с храни. Китайският стандарт Великобритания 4806.7-2024 определя специфични граници на миграция (МСЛ) и общи граници на миграция (ОМЛ) за ПП, а ЕС № 10/2011 позволява ПП да се използва в контакт с всички видове храни (включително храна за кърмачета и малки деца) без допълнителни ограничения за категорията, което намалява разходите за съответствие за бизнеса.

2. Изключителна устойчивост на високи температури: подходящ за сценарии на нагряване и стерилизация

Повечето пластмаси са склонни към деформация и отделят вредни вещества, когато са изложени на високи температури, докато устойчивостта на ПП на висока температура решава точно проблема с нагряването в хранително-вкусовата промишленост:

Точка на топене и адаптация към температурата: ПП има точка на топене около 160-170 ℃ и може да се използва непрекъснато при температура 100-120 ℃. Може да издържи на високи температури до 130 ℃ за краткосрочен период. Това му позволява директно да съхранява прясно приготвена топла храна (като ориз, топла супа), както и да се адаптира към пастьоризация (60-85 ℃), дезинфекция с пара (100 ℃) при преработка на храни и дори нагряване в микровълнова фурна (избирайте чисти ПП продукти без пластификатори или пълнители, за да избегнете риска от модифицирано ПП утаяване поради добавки).

Безопасност при нагряване в микровълнова фурна: ПП е една от малкото пластмаси, които могат безопасно да се използват в микровълнови фурни. По време на процеса на нагряване той не се разлага поради повишаване на температурата и не реагира с храната. Например, домакинските кутии за хранене от ПП за микровълнови фурни и кутиите за хранене за вкъщи от ПП могат да отговорят на нуждите на потребителите от покупка и нагряване, като решават рисковете за безопасността, свързани с кутиите за хранене от ПП, деформация в микровълнова фурна и отделяне на стирен.

3. Отлична химическа стабилност и механични свойства: подходящ за сложни хранителни среди

Средата за съхранение и транспорт в хранително-вкусовата промишленост е сложна, а устойчивостта на корозия и удар на ПП може да гарантира надеждността на опаковките и приборите за хранене.

Силна химическа устойчивост на корозия: ПП има отлична поносимост към киселини, основи, соли и повечето органични разтворители (като етанол, глицерол, ядливо масло и други често срещани хранителни съставки). Не се разтваря при контакт със соев сос, оцет, доматен сос и други подправки, нито се корозира от почистващи препарати (като разтвор на натриев хидроксид) при преработката на храни. Подходящ е за дългосрочно съхранение на мазни и киселинни храни.

Добра устойчивост на удар и жилавост: ПП има якост на удар (якост на удар с прорез) от 2,5-5 кДж/m², което е по-добро от крехкия П.С. (1,5-2 кДж/m²). Получените кутии и контейнери за обяд са по-малко склонни към напукване при падане; В същото време якостта на опън на ПП може да достигне 20-30 МПа, съчетавайки твърдост и жилавост, което може да отговори на изискванията за товароносимост на опаковките и да улесни преработката в леки продукти (като ПП фолио и тънкостенни кутии за обяд).

4. Гъвкавост на обработката и предимства по отношение на разходите: адаптирани към мащабно производство

Хранителната промишленост има строги изисквания за ефективност на обработката и контролирани разходи за материалите, а характеристиките на ПП точно отговарят на нуждите на мащабното производство.

Широка адаптивност на процеса: ПП може да се използва в различни форми на продукти чрез различни процеси, като например шприцване, формоване с раздув, екструдиране, термоформоване, предене и др. Шприцването може да произвежда кутии за обяд и капачки за бутилки; формоването с раздув може да произвежда бутилки и консерви; екструдирането може да произвежда филми и тръби; термоформоването може да се използва за производство на тарелки и вакуумни опаковки, покривайки почти всички форми на търсене в хранително-вкусовата промишленост.

Разходите и потреблението на енергия са контролируеми: цената на суровината за ПП е по-ниска от тази на ПЕТ (полиетилен терефталат), компютър (поликарбонат) и други материали, а консумацията на енергия за обработка е по-ниска (температурата на формоване е с 30-50 ℃ по-ниска от ПЕТ), което може да намали производствените разходи на предприятията; В същото време плътността на ПП е само 0,90-0,91 g/см³, което го прави един от най-леките видове пластмаси за контакт с храни, което може допълнително да намали потреблението на енергия за транспорт.

2. Основното приложение на ПП в областта на опаковането на храни: покриване на нуждите от съхранение на всички категории храни.

Опаковките са основният сценарий на приложение на ПП в хранително-вкусовата промишленост, представляващ повече от 60%. Според формата на храната (течна, твърда, полутвърда) и функцията на опаковката (консервиране, запечатване и преносимост), те могат да бъдат разделени на три подкатегории: фолио, контейнер, блистер и пяна. Всеки вид приложение е оптимизиран за характеристиките на храната.

1. Опаковка от фолио: ядрото на запазването на свежестта на пресни и предварително опаковани храни

ПП фолиото се произвежда чрез екструдираща технология и може да се раздели на Цена на акция (CPP) (лято полипропиленово фолио), БОПП (биаксиално ориентирано полипропиленово фолио) и ИПП (раздуто полипропиленово фолио), които са подходящи за нуждите от консервиране и опаковане на различни храни.

Цена на акция (CPP) фолио: Цена на акция (CPP) фолиото се произвежда чрез процес на леене и притежава характеристиките на мекота, устойчивост на топлина и добро запечатване. То може да бъде в директен контакт с храната и е основният опаковъчен материал за пресни и готвени храни. Например, прясното месо и готвените храни в супермаркетите често се увиват в Цена на акция (CPP) пластмасово фолио, което има добра дишаемост и може да поддържа дишането на храната, забавяйки развалянето; Цена на акция (CPP) фолиото може да се комбинира и с алуминиево фолио, за да се направят торбички за готвене (като например опаковки за предварително опаковани зеленчуци и различни зърнени храни), които могат да издържат на готвене при висока температура от 121 ℃ и да постигнат интеграция на стерилизация на опаковките.

БОПП фолио: След двуосно разтягане, здравината на БОПП фолиото се увеличава 3-4 пъти, с висока прозрачност (над 90% светлопропускливост), добър гланц и отлична печатаемост. То се използва често за външни опаковки на бисквити, картофени чипсове, шоколад и бонбони. Например, външният слой на торбичките за опаковане на картофени чипсове е предимно изработен от БОПП фолио, отпечатано с маркови шарки и хранителна информация. Вътрешният слой е изработен от композитно Специалист по икономически въпроси (полиетиленово) фолио, за да се подобри запечатването и да се предотврати намокрянето и омекването на картофените чипсове; БОПП фолиото може да се превърне и в халуминиево покритие, което подобрява устойчивостта на кислород и светлина чрез алуминиевия слой и се използва за опаковане на кафе и чай, удължавайки срока на годност.

ИПП фолио: ИПП фолиото се произвежда чрез процес на формоване чрез раздуване, с добра гъвкавост и силна устойчивост на разкъсване, често се използва в торбички за пазаруване на храни, торбички за хляб и др. Например, торбичките за хляб в пекарните са предимно изработени от ИПП фолио, което може да бъде в директен контакт с хляба и има отпечатано лого на марката върху повърхността; ИПП торбичките за пазаруване имат силна товароносимост (способни да издържат 5-10 кг) и могат да се рециклират, като постепенно заместват традиционните пластмасови торбички.

2. Контейнерни опаковки: контейнери за съхранение на течни и полутвърди храни

ПП контейнерите се изработват чрез шприцване или формоване под налягане, с различни форми, подходящи за съхранение и продажба на течни и полутвърди храни като напитки, сосове, млечни продукти и др.

Контейнери, формовани чрез шприцване: ПП контейнерите, оформени чрез шприцване, имат еднаква дебелина на стените и стабилни размери, често използвани за чаши за кисело мляко, чаши за желе, буркани за сосове, кутии за свежест и др. Например, чашите за разтворимо кисело мляко и чашите за желе в супермаркетите са изработени от шприцвани ПП продукти, които са леки, устойчиви на падане и лесни за отваряне; Домакинските кутии за свежест от ПП са проектирани със запечатана катарама, за да се предотврати влага и миризма, и могат да се нагряват в микровълнова фурна, което ги прави подходящи за съхранение на домакински остатъци; Бурканите за сос (като сос Дубан и буркани за фъстъчено масло) използват устойчивостта на ПП на масло, за да предотвратят проникването на сос в контейнера, а дизайнът с широко гърло е лесен за достъп.

Контейнери, формовани чрез раздуване: ПП контейнерите, формовани чрез раздуване, могат да се използват за направата на бутилки и варели с по-голям капацитет, които се използват за течни храни като питейна вода, сок и ядливо масло. Например, бутилките за питейна вода от 1 до 5 литра на някои марки са изработени от формован чрез раздуване ПП материал, който е лек и устойчив на удар, с процент на повреди при транспортиране по-малък от 0,5%; ПП варелите за ядливо масло, поради високата си температурна устойчивост, могат да издържат на горещо масло по време на пълнене (60-80 ℃) и не се деформират лесно, което ги прави по-подходящи за дългосрочна домашна употреба от ПЕТ варелите за масло.

3. Блистерни и дунапренени опаковки: защита на пресни и крехки храни

ПП се произвежда в блистерни опаковки чрез термоформоване или в пяна чрез разпенване, която се използва главно за защита на пресни плодове, яйца и други уязвими храни:

Вакуумно формована ПП тава: Вакуумно формована ПП тава се изработва чрез термоформовъчен процес и може да бъде персонализирана с канали според формата на храната, за да се фиксира позицията на храната и да се избегнат повреди от сблъсък по време на транспортиране. Например, яйца, ягоди и череши в супермаркетите обикновено се опаковат в ПП вакуумно формовани тави, с канали, проектирани да отговарят на формата на продукта и с висока прозрачност, което улеснява избора на потребителите; ПП вакуумната тава може също да бъде термично запечатана с БОПП фолио, за да се образува запечатана опаковка, подобрявайки ефекта на запазване на свежестта.

Опаковки от ПП пяна: ПП пяната (ЕНП, разпенен полипропилен) има характеристиките на леко тегло, добра амортизация и устойчивост на висока температура и често се използва за опаковане на пресни храни от висок клас (като морски дарове и вносни плодове) в студената верига. Например, често използваната кутия от ЕНП пяна за дистрибуция на морски дарове има по-добри топлоизолационни характеристики от традиционната ЕПС (експандиран полистирен) пяна и може да се използва повторно и да се разгражда, отговаряйки на екологичните изисквания; ЕНП пяната може да се използва и в държачи за яйца и плодове, за да предпази продукта от прокарване през буферната структура.

3. Приложение на ПП в прибори за контакт с храни и помощни средства за обработка: от потребление до производство

В допълнение към опаковките, ПП, със своите характеристики като устойчивост на висока температура, лесно почистване и удароустойчивост, се използва широко в прибори за контакт с храни и спомагателно оборудване за обработка, превръщайки се във важна връзка между производството и потреблението на храни.

1. Прибори за контакт с храни: сценарии за директна употреба за домакинска и търговска употреба

ПП приборите се използват широко в домашните кухни, кетъринга и предприятията за преработка на храни, обхващайки целия процес от готвене до консумация:

Домашни кухненски уреди: Най-често срещаните са кутии за обяд от ПП за микровълнова фурна, хартиени подложки за оризоварки (с ПП покритие), клечки за хранене, дъски за рязане, кошници за филтриране на вода и др. Сред тях, кутията за обяд в микровълнова фурна трябва да използва Последване съполимер Пфффффффф, за да подобри стабилността при високи температури и да избегне деформация при нагряване; клечките за хранене от ПП са по-малко податливи на мухъл (по-добри от дървените клечки), лесни са за почистване и устойчиви на износване; дъската за рязане от ПП има умерена твърдост и не износва режещите инструменти като стъклената дъска за рязане, нито пък размножава бактерии като дървената дъска за рязане.

Търговски прибори за кетъринг: Кутиите за хранене за еднократна употреба от ПП, купичките за супа, сламките, лъжиците и др. в кетъринг индустрията са основните прибори за хранене за вкъщи и бързо хранене. Кутиите за хранене за еднократна употреба от ПП могат да издържат на гореща храна до 100 ℃ и не се деформират лесно или протичат, което ги прави по-безопасни от кутиите за хранене от П.С.; Сламките от ПП заместват традиционните ПВЦ сламки, не съдържат пластификатори, понасят топли напитки (под 60 ℃) и отговарят на изискванията на пластмасовата лента дддддддддххх; Купичките за храна, лъжиците, лопатките и други инструменти в търговските кухни също често се изработват от ПП, който е устойчив на удар и рентабилен, подходящ за поръчки на едро.

Прибори за хранене на бебета и малки деца: ПП се е превърнал в предпочитан материал за купички за бебешка храна и аксесоари за шишета (като сламки и основи за биберони) поради високата си безопасност. Купичката за бебешка храна е изработена от антибактериален Пфффффффф (с добавен антибактериален агент със сребърни йони), който може да потисне растежа на бактериите; Тялото на купичката е устойчиво на падане, за да се предотврати падането и счупването на бебетата при употреба; Някои купички за допълваща храна се предлагат и с вендузи, които се закрепват към масата, за да се предотврати преобръщане и са подходящи за употреба от бебета и малки деца.

2. Област на помощ при преработка: подкрепа и гаранция за производството на храни

В промишлени условия като предприятия за преработка на храни, кланици и млечни фабрики, устойчивостта на корозия и издръжливостта на ПП го правят основен материал за технологично оборудване и спомагателни компоненти за логистиката.

Оборудване за логистичен оборот: Кутиите за оборот, палетите и логистичните кошници, изработени от ПП, са основните инструменти за транспортиране на хранителни суровини и готови продукти. Кутиите за оборот от ПП имат силна устойчивост на удар, могат да се подреждат на 6-8 слоя и са устойчиви на ниски температури (-20 ℃ без напукване), подходящи са за логистика на студената верига (като транспорт на пресни и замразени храни); ПП палетите имат висока товароносимост (способни да издържат на 1-2 тона) и нехлъзгава повърхност, предотвратяваща изплъзване на стоките; Логистичните кошници се използват за сортиране на плодове и зеленчуци, с добра дишаща способност, за да се предотврати натрупването и развалянето им.

Компоненти на технологично оборудване: ПП може да се използва за производство на транспортни тръбопроводи, клапани, резервоари за съхранение, почистващи резервоари и други компоненти за оборудване за преработка на храни. Например, тръбопроводът за транспортиране на сок в завода за преработка на сокове е изработен от ПП материал, за да се избегне миграцията на тежки метали, която може да бъде причинена от метални тръбопроводи, а киселинната му устойчивост може да издържи на корозия от органични киселини в сока; Резервоарът за почистване на храни е изработен от заварени ПП плоскости, с гладка повърхност и по-малко хранителни остатъци, което го прави удобен за почистване и дезинфекция при висока температура; Резервоарите за съхранение от ПП се използват за съхранение на соев сос, оцет и други сосове, с добра устойчивост на корозия и по-ниска цена от резервоарите за съхранение от неръждаема стомана.

Материали за филтриране и разделяне: Филтърната мрежа и филтърната тъкан, изработени от ПП, могат да се използват за пресяване и разделяне на суровини в хранително-вкусовата промишленост. Например, предприятията за преработка на брашно използват ПП сита за пресяване на брашно и отстраняване на примеси; По време на процеса на рафиниране на ядливо масло, ПП филтърната тъкан се използва за филтриране на остатъци от масло и подобряване на чистотата на маслото; ПП филтърният материал е устойчив на киселини и основи, лесен за почистване, може да се използва многократно и намалява производствените разходи.

4. Предизвикателствата пред развитието и бъдещите тенденции на ПП в хранително-вкусовата промишленост

Въпреки че ПП има значителни предимства, той все още е изправен пред предизвикателства като разходи за модификация и рециклиране в практическите си приложения. В бъдеще той ще се развива към функционализация, екологизиране и висок клас, разширявайки още повече границите на приложението си.

1. Настоящо предизвикателство: Балансиране на ограниченията на производителността и разходите

Недостатъчна издръжливост при ниски температури: Обикновеният ПП е склонен към крехкост под -10 ℃, което влияе върху експлоатационния живот на кутиите за студена верига и опаковките за замразени храни. Необходима е модификация чрез добавяне на втвърдяващи агенти (като EPDM троен етиленпропиленов каучук), за да се подобрят характеристиките при ниски температури, но това ще увеличи разходите за материали с около 10% -20%.

Ограничени бариерни свойства: ПП има по-ниски бариерни свойства срещу кислород и водни пари в сравнение с материали като ПЕТ и EVOH. Когато се използва самостоятелно за храни с високи изисквания за съхранение (като прясно месо и морски дарове), той трябва да се смесва с други материали, което увеличава сложността на процеса и разходите.

Контрол на чистотата при рециклиране: По време на процеса на рециклиране на ПП, примеси като Специалист по икономически въпроси и П.С. лесно се смесват и свойствата на рециклирания материал (като якост на опън и удароустойчивост) намаляват с 10% -30%, което затруднява директното му използване за опаковки за хранителни цели. Необходими са пречистване и модификация, за да се възстановят характеристиките и да се увеличат разходите за рециклиране.

2. Тенденция на развитие: Технологичното подобрение води до подобрение на приложенията

Функционално развитие на модифициран ПП: Чрез химическа модификация или добавяне на функционални пълнители са разработени специални материали като ppddhhhвисокобариерен Пфффффффф, "антибактериален Пфффффффф и "разградим Пфффффффф. Например, нанокомпозитният ПП, получен чрез добавяне на монтморилонит, може да увеличи степента на кислородна бариера с 5-10 пъти и може да се използва за опаковане на прясно месо; Антибактериален ПП с добавени наночастици от цинков оксид, с антибактериална степен от 99%, използван за бебешки съдове; Разградим ПП с добавено нишесте може да се разгради в естествена среда в продължение на 6-12 месеца и се използва за опаковки за еднократна употреба на храни.

Приложение на рециклиран ПП за хранителни цели: С усъвършенстването на технологиите за рециклиране (като сортиране чрез близка инфрачервена спектроскопия и пречистване чрез филтрация на стопилка), чистотата на рециклирания ПП продължава да се подобрява и може да се използва за опаковки за хранителни цели (като кутии за опаковане и външни фолиа, които не са в директен контакт с храна). Европейският съюз одобри използването на рециклиран ПП за контакт с определени храни, а Китай също така определи изискванията за използване на рециклирани пластмаси в Великобритания 4806.7-2024. Очаква се процентът на използване на рециклиран ПП в хранително-вкусовата промишленост да достигне 25% до 2025 г.

Мащабно производство на биобазиран ПП: Биобазираният ПП използва възобновяеми ресурси като царевица и захарна тръстика като суровини, с въглероден отпечатък с 40%-60% по-нисък от традиционния ПП. В момента международни компании като БАСФ и Дау Химически са постигнали масово производство на биобазиран ПП за опаковки за храни и прибори. В бъдеще, с развитието на технологиите, разходите постепенно ще намалеят и се очаква да замени повече от 30% от традиционния ПП.

Интегрирано решение: Предприятията за ПП ще се трансформират от доставчици на материали в доставчици на решения, предоставяйки интегрирано решение за проектиране на опаковки, доставка на материали и услуги за обработка въз основа на характеристиките на храната. Например, в индустрията за предварително опаковани храни, ние предлагаме пълен комплект опаковки, включително ПП торби за готвене на пара, ПП вакуумни тави и запечатващо фолио, за да отговорим на нуждите от транспортиране и нагряване в студената верига за консумация.

5. Резюме: ПП - основната подкрепа за безопасност и ефективност в хранително-вкусовата промишленост

От кутиите за обяд за микровълнова фурна и кутиите за съхранение на свежест в домашните кухни, до пресните пластмасови опаковки и чашите за кисело мляко в супермаркетите, до кутиите за обръщане и конвейерните тръбопроводи в хранителните фабрики, ПП е дълбоко интегриран в цялата верига на хранителната промишленост с основните си предимства като съответствие с безопасността, устойчивост на високи температури и лесна обработка. Характеристиката му да не мигрира вредни вещества гарантира безопасността на консумацията на храна; устойчивостта на високи температури решава проблемите с нагряването и стерилизацията в индустрията; гъвкавостта на обработката и ценовите предимства са адаптирани към търсенето на мащабно производство. В бъдеще, с модернизирането на технологиите за модификация и рециклиране, ПП ще играе по-важна роля в хранителната промишленост, не само като основен материал, но и като ключова сила за насърчаване на безопасното, зелено и ефективно развитие на хранителната промишленост.