Competitivitatea tehnico-economică a materialelor destinate confecţionării ambalajelor este analizată în raport cu funcţiile pe care trebuie să le îndeplinească ambalajele precum şi prin prisma ponderii costului acestora faţă de costul produsului.

Materiale celulozice

Materialele celulozice deţin încă o pondere destul de importantă pe piaţa ambalajelor (cca 40% din total). Principalii consumatori ai acestor materiale sunt agricultura şi industria alimentară.

Hîrtia şi cartonul se pretează bine la diverse tratamente fizico-chimice, precum şi la combinarea cu materiale de altă natură, asigurînd îndeplinirea diverselor funcţii impuse ambalajelor. În acest sens, menţionăm cîteva exemple:

• hîrtia utilizată pentru confecţionarea ambalajelor poate fi netratată (inferioară, obişnuită sau superioară), tratată (cerată, metalizată, acoperită cu polimeri etc.) sau specială (creponată, anticorosivă etc.).
• în cazul cartonului ondulat simplu, se practică tratarea hîrtiei cu un amestec de polietilenă, vinil, ceară (carton tip Pevimax Well) în scopul asigurării rezistenţei la umezeală, grăsimi şi seuri;
• caşerarea cartonului pe o parte cu hîrtie, iar pe cealaltă parte cu folie de aluminiu (carton tip Alco-papertex), obţinîndu-se o rezistenţă superioară la lovire, fisurare, umezeală, precum şi o bună pretabilitate pentru prelucrare (tăiere, ştanţare, perforare etc.);
• cartonul caşerat cu folie de polietilenă asociat cu folie de aluminiu este utilizat cu succes la ambalarea produsele alimentare lichide ce necesită a fi închise ermetic şi sterilizate la temperturi foarte înalte (ex: sistemul Tetra-Pak);

Materiale plastice

Materialele plastice prezintă o puternică ascensiune în ponderea ambalajelor, cîştigînd din ce în ce mai mult teren prin preluarea locului ambalajelor tradiţionale. Ele se găsesc într-o mare diversitate şi au proprietăţi deosebite ce conferă ambalajelor greutate foarte redusă, supleţe sau rigiditate, opacitate sau transparenţă, forme foarte diferite, posibilităţi de reutilizare sau reciclare naturală sau artificială, proprietăţi igienico-sanitare corespunzătoare.

Materialul plastic este un produs sintetic de natură organică, anorganică sau mixtă, care se poate modela uşor, la cald sau rece, cu sau fără presiune; în alcătuirea sa intră compuşi macromoleculari obţinuţi prin polimerizare, policondensare sau alte procedee similare.

Polietilena - are cea mai largă răspîndire datorită preţului său scăzut. Poate fi:

• de înaltă presiune , utilizată la realizarea de pungi, folii, saci şi alte ambalaje suple sau semirigide, precum şi dopuri, capace, pahare etc.
• de medie presiune , utilizată de exemplu pentru ambalarea dulciurilor;
• de j oasă presiune , care, datorită rezistenţei mecanice ridicate (la sfîşiere, străpungere etc.) şi a unei permeabilităţi reduse (este adecvată etanşărilor dificile), se utilizează pentru confecţionarea recipienţilor cu o capacitate de pînă la 400 kg, a lăzilor, navetelor, foliei foarte subţiri (8-10 etc.
• expandată - folosită la ambalare în special ca material de umplere, pentru asigurarea protecţiei împotriva şocurilor mecanice.

Policlorura de vinil ( Polyvinylchloride - PVC) moale sau dură, se foloseşte în industria alimentară preponderent sub formă de folii sau butelii.

Polistirenul (PS) este netoxic şi insolubil, fiind frecvent utilizat la ambalarea produselor alimentare proaspete (iaurt, smîntînă, brînză etc.), a celor congelate, la preambalarea fructelor şi legumelor etc. Polistirenul expandat " îmbracă " produsul ce necesită a fi protejat, creînd în jurul său un strat antişoc, uşoară şi flexibilă; de asemenea, are bune proprietăţi fonoizolante dar şi termice, fiind utilizat în camerele frigorifice.

Polipropilena (PP) se utilizează la confecţionarea recipientelor alimentare pentru dulciuri, gustări, a lăzilor pentru transportul produselor calde de panificaţie, a legumelor, fructelor, peştelui congelat etc, a lăzilor cu pereţi despărţitori pentru transportul buteliilor cu băuturi spirtoase, vin, bere, lapte, băuturi răcoritoare etc.

Principalele proprietăţi ale polipropilenei, care o recomandă pentru confecţionarea ambalajelor folosite în scopurile menţionate, sunt: sudabilitate bună, rezistenţă la grăsimi şi uleiuri, impermeabilitate bună la mirosuri, rezistenţă chimică etc.

Polietilentereftalat-ul (PET) se utilizează la confecţionarea buteliilor cu strat de acoperire din latex care împiedică (în foarte mare măsură) pătrunderea oxigenului în băuturile carbogazoase şi evacuarea bioxidului de carbon, contribuind astfel la prelungirea termenului de valabilitate. Ambalajele de tip PET au început să se folosească pe scară largă în industria uleiului, a apei minerale, băuturilor răcoritoare, oţetului, băuturilor alcoolice etc.

Mai pot fi menţionate materialele plastice compozite (complexe) obţinute prin asamblarea mai multor tipuri de materiale (tot de natură plastică, sau şi de altă natură). Materialele compozite au caracteristici superioare (rezultate din cumularea proprietăţilor materialelor componente) fiind capabile să răspundă unor nevoi specifice precum ambalarea în vid, ambalarea în gaz inert, ambalarea produselor supracongelate etc.; sunt utilizate frecvent la ambalarea băuturilor alimentare.

Costul ambalajelor din materiale plastice rămîne încă destul de ridicat datorită materiei prime (petrolul şi derivatele sale) utilizate la confecţionarea lor. Astfel, în cazul unor produse precum margarina, lactatele, muştarul etc., ambalajul reprezintă 20% din costul de producţie, putînd ajunge însă şi la 70% în cazul apei minerale.

Materiale metalice

Materialele metalice sunt utilizate pe scară largă în ţările industrializate, ocupînd un loc important în confecţionarea ambalajelor destinate industriei alimentare. Materialele utilizate în acest scop sunt: oţelul, aluminiul şi materialele combinate (material plastic, carton şi metal). La a legerea tipului de material metalic trebuie avute în vedere aspecte precum:

• caracteristicile produsului ce urmează a fi ambalat şi în special valoarea pH-ului (produsele acide agresive pot da reacţii chimice nedorite la contactul cu un anumit material metalic);
• metoda de umplere a ambalajului (la cald, la rece, sub presiune), temperatura şi timpul de sterilizare;
• posibilitatea efectuării unor tratamente speciale.

Garanţia menţinerii calităţii, conferită prin procedeele de conservare a alimentelor, este dependentă de unele proprietăţi ale ambalajului precum: etanşeitate, impermeabilitate la oxigen şi vapori de apă, barieră pentru pătrunderea microorganismelor.

Cutiile metalice sunt supuse unor tratamente moderne pentru prevenirea unor incidente precum: aşa zis-ul " gust metalic " reclamat uneori de consumatori, dizolvarea metalelor în produs, decolorarea produsului, declanşarea unor reacţii chimice între produs şi metal.

Aluminiul este un material cu proprietăţi deosebite: este netoxic, are o greutate mică, nu absoarbe lichidele sau grăsimile, nu favorizează dezvoltarea bacteriilor, asigură o impermeabilitate perfectă, prezintă o mare rezistenţă termică (poate fi sterilizat), este opac, maleabil, poate fi atacat doar de soluţii acide sau bazice foarte puternice. Aceste caracteristici îl recomandă ca un excelent material ce poate fi utilizat singur sau în combinaţie cu alte materiale la confecţionarea ambalajelor destinate alimentelor şi băuturilor. Cu toate acestea, el deţine o pondere redusă în totalul materialelor utilizate în acest scop, datorită costului său ridicat (cca 51% din costul de producţie în cazul dozelor pentru bere şi băuturi răcoritoare).

Lemnul şi subprodusele sale

Lemnul este cel mai vechi material utilizat pentru confecţionarea ambalajelor, datorită bunei sale rezistenţe la solicitările mecanice şi la uzură. În ultimii ani însă, din cauza reducerii exploatării masei lemnoase la nivel mondial, ponderea utilizării sale în industria ambalajelor a scăzut considerabil (la 3-8% din total), fiind substituit din ce în ce mai mult cu materialele plastice şi cartonul ondulat.

Pe lîngă aspectele de ordin economic, substituirea lemnului este datorată şi altor cauze. Astfel, în funcţie de anumiţi factori de influenţă (parametrii mediului înconjurător, umiditatea proprie, vitezele de sorbţie şi desorbţie, capacitatea calorică a produselor ambalate, eventualele orificii de ventilaţie sau pori etc.) în structura sa se pot forma adevărate microclimate favorabile dezvoltării microorganismelor şi circulaţiei insectelor.

De asemenea, lemnul are un conţinut bogat în substanţe organice şi anorganice (răşini, substanţe tanante, uleiuri eterice etc.) care pot influenţa caracteristicile organoleptice ale produselor, motiv pentru care, este utilizat în special la confecţionarea ambalajelor mari, de transport.

Sticla

Sticla este cel mai vechi material utilizat pentru confecţionarea buteliilor şi borcanelor destinate ambalării produselor alimentare lichide şi păstoase. Avantajele pe care le prezintă, o recomandă ca material ideal pentru scopul menţionat; astfel:

• este un material igienic, uşor de spălat, dezinfectat şi sterilizat;
• este transparentă, permiţînd vizualizarea produsului de către consumator; totodată poate fi şi colorată, în cazul în care produsul necesită protecţie împotriva radiaţiilor luminoase;
• nu influenţează caracteristicile organoleptice ale produselor;
• nu permite pătrunderea vaporilor, gazelor, lichidelor;
• este inertă din punct de vedere chimic, neexistînd riscul declanşării unor reacţii chimice la contactul cu constituienţii produsului;
• rezistă bine la presiuni interne ridicate, fiind recomandată pentru ambalarea şampaniei, cidrului etc.;
• materia primă folosită la obţinerea sticlei este relativ ieftină şi suficientă.

Datorită greutăţii mari şi rezistenţei slabe la şocurile mecanice şi termice, sticla este

concurată puternic de materialele celulozice, plastice şi metalice. Cu toate acestea, ultimele realizari ale tehnologiilor de fabricaţie (sticla ultrauşoară, subţire, rezistentă la şocuri termice şi incasabilă) deschid noi perspective ale utilizării sale ca material de ambalare.

Metode şi tehnici moderne de ambalare a produselor alimentare

În condiţiile economiei moderne, caracterizată prin extinderea şi modernizarea pieţelor, prin orientarea mai pronunţată a producătorilor către consumatori, industria ambalajelor este în plină expansiune, numeroase companii investind în facilităţi moderne de producţie care să le permită transpunerea în practică a celor mai recente realizări ştiinţifice în domeniu.

Producătorii de ambalaje se orientează spre tehnologii care să permită reducerea consumului de materie primă, creşterea productivităţii muncii atît la confecţionarea ambalajelor cît şi la ambalarea produselor, creşterea duratei de conservare şi valabilitate a produsului, combinarea diverselor tipuri de materiale în scopul creşterii performanţelor ambalajelor, reducerea impactului asupra mediului înconjurător; mai nou, pe piaţa ambalajelor au apărut dispozitive care, ataşate pe ambalaje, măsoară anumiţi parametri de mediu pe întreg circuitul produsului, de la producător la consumator.

Amabalarea în folii contractibile . Folia contractibilă este o folie de material plastic, etiratăîn momentul fabricării şi care prin încălzire revine la poziţia iniţială. În cazul produselor alimentare, se practică ambalarea sub vid în folie contractibilă transparentă şi închidere prin termosudare (ambalarea tip "skin").

Ambalarea în atmosfer ă modificat ă ş i ambalarea în vid se practică în special la produsele sensibile la acţiunea oxigenului (ex: carnea şi preparatele din carne), care ar putea fi degradate chiar de cantităţi foarte mici de oxigen (rămase în ambalaj) pe parcursul unei păstrări mai îndelungate. Cele două metode au acelaşi scop (eliminarea oxigenului), alegerea uneia sau alteia fiind condiţionată de către caracteristicile produsului ce urmează a fi ambalat.

Ambalarea în atmosferă modificată constă în extragerea oxigenului din interiorul ambalajului şi introducerea în locul lui a unor gaze inerte cum sunt azotul şi doxidul de carbon. Metoda este indicată pentru produsele sensibile la presiune şi contraindicată produselor sensibile la frecare.

Azotul (N2) este inert, inodor şi puţin solubil în apă şi grăsimi; scopul folosirii sale este reducerea oxidării grăsimilor.

Dioxidul de carbon (CO2) este un bun agent bacteriostatic şi fungistatic care reduce viteza de multiplicare a bacteriilor aerobe şi mucegaiurilor.

Deşi oxigenul este în general evitat în procesul ambalării, există şi cazuri în care este utilizat drept component în formarea amestecului gazos. De exemplu, la ambalarea cărnii, prezenţa oxigenului menţine culoarea roşie a produsului şi împiedică apariţia germenilor patogeni anaerobi din genul "Clostridium".

Ambalarea în vid constă în reducerea presiunii aerului din interiorul ambalajului cu ajutorul unei instalaţii speciale. Este indicată pentru produsele sensibile la frecare, asigurînd păstrarea integrităţii acestora şi contraindicată produselor sensibile la presiune, care pot fi deteriorate sau distruse.

Ambalarea în sistem Cryovac este o variantă îmbunătăţită a ambalarii în vid. În principiu, metoda constă în introducerea produselor în pungi din folii de material plastic (pungi tip Cryovac), vidate anterior prin aspiraţie şi scufundarea lor timp de o secundă, într-un rezervor cu apă fierbinte (92-97 ^o C), care determină contragerea foliei cu 50-85%, etanşeizînd produsul.

Sub marca Cryovac se identifică sisteme de ambalare în pungi termocontractibile multistrat şi ambalarea de prezentare în folii termocontractibile performante din poliolefine .

Pungile termocontractibile multistrat prezintă mai multe avantaje în utilizare, dintre care enumerăm: o barieră înaltă faţă de oxigen, alte gaze sau vapori de apă; rezistenţă bună la rupere, abraziune şi străpungere; contractibilitate foarte bună cu menţinerea perfectă a transparenţei . Gama Cryovac cuprinde pungi pentru maturarea brînzeturilor, pentru ambalarea cărnii refrigerate şi a preparatelor din carne, pentru fierbere şi pasteurizare. Fiecare dintre aceaste categorii cuprinde mai multe variante în funcţie de permeabilitate, grosimea materialului etc.

Foliile termocontractibile din poliolefine (cunoscute şi sub denumirea de folii shrink Cryovac) prezintă unele avantaje comparativ cu foliile termocontractibile PVC, atît în ceea ce priveşte utilizarea cît şi costul, cum sunt:

• stabilitate dimensională bună la oscilaţiile termice ale mediului ambiant, ceea ce înseamnă că nu necesită un transport sau o depozitare specială;
• nu corodează componentele metalice ale echipamentelor de ambalare;
• rezistenţa lipirii/sigilării este foarte bună;
• densitatea foliei este mai redusă comparativ cu folia PVC, ceea ce presupune costuri mai reduse pe unitatea de suprafaţă ambalată.

Sistemul Cryovac se foloseşte la preambalarea cărnii şi preparatelor din carne, peştelui, fructelor şi legumelor proaspete, preparatelor culinare etc.

Ambalarea cu pelicule aderente constă în aplicarea pe produs a unui strat rezistent şi impermeabil din material peliculogen care, după uscare, protejează suprafaţa acestuia (de ex: la brînzeturi).

În arealul preocupărilor care vizează asigurarea menţinerii calităţii produselor alimentare pe traseul producător - consumator, au apărut dispozitive care ataşate ambalajelor, au capacitatea de a înregistra evoluţia parametrilor de mediu suportaţi de către produs pe întreg traseul menţionat.

Un astfel de dispozitiv este Thermocron-ul , care poate indica abaterile temperaturilor de la gama prescrisă, precum şi data (perioada) în care s-a produs acest lucru, permiţînd identificarea cauzelor care au condus la deprecierea produselor. Dispozitivul este un minicomputer care include: termometru, ceas, calendar, o memorie pentru înregistrarea temperaturii şi o memorie adiţională în care se pot înscrie date referitoare la transport.