для чего нужен слой evoh

Кислородозащитный слой EVOH – эффективное решение для предотвращения износа систем водяного отопления и охлаждения помещений

На сегодняшний день на рынке представлено множество решений для систем отопления, однако, при выборе не всегда удается определить, какие технические характеристики являются решающими и на что в первую очередь необходимо обратить внимание.

Для того чтобы система работала долго и без перебоев следует внимательно изучить не только ее составляющие, но и материал, из которого они изготовлены. Металлические компоненты систем отопления (стальные радиаторы, участки стальных магистралей и т.п.) имеют тенденцию к быстрому износу, предотвратить который позволит кислородонепроницаемый барьер труб в системе. +

Установив систему отопления, покупатель ожидает, что она прослужит 10, 20, 30 лет. Но спустя некоторое время на ее элементах, как правило, образуется ржавчина, которая приводит к повреждению, теплопотерям и, как следствие, нарушению работы всей системы. В основе процесса образования коррозии лежит химическая реакция окисления: сталь, из которой состоят составляющие системы, коррозирует из-за постоянного контакта с растворенным в воде кислородом. Для предотвращения подобного контакта, и, следовательно, преждевременного износа систем, необходим барьер в трубе с теплоносителем, способный обеспечить максимальную кислородонепроницаемость. +

Зачастую для предотвращения диффузии кислорода в теплоноситель трубы армируют стекловолокном. Однако стекловолокно не способно обеспечить высокую кислородонепроницаемость, что подтверждено многочисленными испытаниями. Согласно требованиям СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха кислородопроницаемость систем отопления из полимерных труб должна быть не более 0,1 г/(м3∙сут). Свести к минимуму контакт теплоносителя и кислорода позволяет антидиффузный слой EVOH (сополимер этилена и винилового спирта). Именно он позволит трубам прослужить намного дольше, сохранит их внешний вид и обеспечит бесперебойную работу всей системы.

Компания Uponor использует слой EVOH для изготовления труб Uponor Radi Pipe, Uponor Comfort Pipe PLUS, Uponor Comfort Pipe, Uponor Combi Pipe и UponorSmart. Данные решения полностью соответствуют установленным требованиям по кислородопроницаемости, что подтверждено российскими и европейскими сертификатами. +

Защита системы от коррозии – задача не только изготовителей или строителей, но и проектировщика сети и конечного пользователя. При устройстве или замене системы водяного отопления и охлаждения помещений стоит внимательно отнестись к выбору составляющих системы.

Наличие кислородозащитного слоя EVOH в трубах Uponor позволяет свести к минимуму образование коррозии, а, следовательно, предотвратить преждевременный износ металлических компонентов систем отопления, что обеспечивает длительный срок службы системы отопления. +

Источник

Для того чтобы обосновать необходимость кислородного барьера, давайте сперва разберемся, какой вред системе отопления может принести растворенный в теплоносителе кислород.

Все мы помним еще со школьной скамьи, что такое процесс окисления. Такой процесс невозможен без наличия кислорода. В системах отопления процесс окисления приводит к процессу образования ржавчины. При наличии кислорода в воде через определенное время любая масса железа в конечном итоге преобразуется полностью в ржавчину и разрушается. При этом первый образовавшийся слой ржавчины не создает защитную пленку для основного слоя железа, в отличие от образования патины на медной поверхности. В реально существующих системах отопления, где содержание кислорода в теплоносителе в 100 раз превышает норматив, стальные панельные радиаторы за несколько отопительных сезонов превращаются в решето и подлежат замене.

Кроме разрушения радиаторов, кислород, растворенный в отопительной жидкости, позволяет размножаться бактериям, которые способны организовывать колонии, расти и полностью перекрывать проток теплоносителя. Особенно заметен и губителен данный процесс в трубе теплого пола, где температура теплоносителя не поднимается выше 50 градусов и тем самым является идеальной средой для роста колонии бактерий. Многолетние исследования японской лаборатории показали, что в трубе теплого пола стандартного размера 16*2 мм, при наличии растворенного в теплоносителе кислорода, за 20 лет колония размножающихся бактерий полностью перекрывает проток теплоносителя.

Требования законодательства.

Основными законами в области строительства являются СНиП. Так, СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», пункт 6.4.1 говорит следующее: «Полимерные трубы, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами (в том числе в наружных системах теплоснабжения) или с приборами и оборудованием, имеющим ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/(м3∙сут)». Соблюдение этого условия обеспечивает применение пластиковых труб с антидиффузионным слоем – металлическим или полимерным (EVOH).

Каким образом кислород попадает в закрытую систему отопления при наличии автоматических развоздушивателей? Такой процесс называется диффузией газов — процесс, при котором кислород из окружающей среды может проникнуть сквозь материал за счет разности парциальных давлений кислорода с обеих сторон материала. Парциальное давление кислорода в воздухе при нормальных условиях составляет 0,147 бара. Парциальное давление в абсолютно деаэрированной воде составляет 0 бар (независимо от давления теплоносителя) и растет по мере насыщения кислородом воды.

Для более простого примера можно представить такую ситуацию: представим трубу отопления как плетеную корзину. Наполним ее до краев ягодами (теплоносителем) и затем погрузим корзину в воду (кислород). Как бы ягоды (теплоноситель) не давили на стенки корзины (трубы), вода (кислород) все равно туда будет поступать, пока давление воды (кислорода) снаружи и внутри не выравняются.

В цифрах. Коэффициент кислородопроницаемости 100 метров трубы из Полиэтилена (PEх) – 650 г/(м3∙сут). За год эксплуатации через стенки трубы в теплоноситель попадет 3,416 кг молекулярного кислорода. При этом произойдет окисления 11,956 кг двухвалентного железа 2FeO c последующим доокислением 7,97 кг до трехвалентного железа 2Fe2O3. Таким образом, почти 12 кг железа перейдет в ржавый налет на внутренней поверхности стальных элементов системы и почти 4 кг ржавчины попадут в теплоноситель. Соответственно, вес радиаторов уменьшится на указанное количество железа, т.е. придут в негодность.

Защита от кислорода — слой EVOH.

Антидиффузионный слой EVOH представляет собой сополимер полиэтилена и винилового спирта, который наносится на пластиковую трубу на этапе производства. Слой EVOH идеально подходит по всем своим параметрам к полипропилену и имеет аналогичную температуру плавления, значение температурного расширения, нейтрален и не выделяет вредных веществ при нагревании. Физические и химические свойства слоя EVOH позволяют снизить кислородопроницаемость стенок трубы в тысячи раз, в сравнении с обычным полиэтиленом. Кислородопраницаемость EVOH аналогична по значениям с алюминием.

Мы с Вами уже разобрались, что применять труба с простым обозначением Pex или PERT, т.е. без кислородного барьера в системах отопления запрещено. Если в обозначении трубы указано PEx / EVOH или PERT / EVOH- это трехслойная труба, где первый слой — это полиэтилен, второй слой — это клей, который закрепляет кислородный барьер на полиэтилене и, наконец, третий слой — это и есть слой EVOH (кислородный барьер). В данном случае тонкая пленка кислородного барьера расположена на поверхности и не защищена от повреждений. При транспортировках, монтаже незащищенный слой всегда повреждается и защита трубы от попадания кислорода существенно ухудшается. Но самый большой вред незащищенному кислородному барьеру наносит стяжка теплого пола. При постоянных температурных удлиннениях, во время работы труба трется об цементно-песчаную стяжку, которая является абразивом. В течение короткого времени кислородный барьер полностью исчезает и труба остается без защиты.

Что же делать? Для полноценной защиты труб существует технология пятислойного производства труб, при которой кислородный барьер покрывается еще одним слоем полиэтилена и надежно защищен от любого механического воздействия, не истирается и не изнашивается. В этом случае на трубу наносится обозначение Pex/EVOH/Pex или PERT/EVOH/PERT и трубу называют пятислойной. Такая труба будет стоить немного дороже, чем трехслойная труба, но, как Вы уже поняли, только она позволит практически исключить вредные последствия попадания кислорода в систему отопления.

При выборе труб для систем отопления и сравнении цен убедитесь, что Вам предлагают пятислойные трубы с защищенным кислородным барьером.

Источник

valtec_expert

EVOH: зачем он нужен

В пункте 6.4.1 СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» указывается: «Полимерные трубы, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами (в том числе в наружных системах теплоснабжения) или с приборами и оборудованием, имеющим ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/(м3∙сут)». Соблюдение этого условия обеспечивает применение пластиковых труб с антидиффузионным слоем – металлическим или полимерным (EVOH). А что будет, если использовать однослойные трубы?

Инженеры VALTEC количественно оценили, какой вред способно принести использование в системе отопления пластиковой трубы без антидиффузионного слоя. Для расчета была взята система с трубами из сшитого полиэтилена без кислородного барьера размером 16 х 2 мм. Протяженность трубопровода – 100 м. Коэффициент кислородопроницаемости такой PEX-трубы – 650 г/(м3∙сут). За год эксплуатации такой системы через стенки трубы в воду попадёт 3,416 кг молекулярного кислорода. Этого его количества достаточно для окисления 11,956 кг двухвалентного железа (2FeO) c последующим доокислением до трехвалентного железа (2Fe2O3) 7,97 кг. (Цифры получены на основе стехиометрического расчёта уравнений реакций окисления).

Таким образом, почти 12 кг железа перейдет в ржавый налет на внутренней поверхности стальных элементов системы и почти 4 кг (11,956 – 7,970 = 3,986 кг) продуктов окисления попадут в теплоноситель!

Даже с учетом того, что не весь попавший в трубу кислород вступит в реакцию с железом (часть окислителя будет взаимодействовать с примесями в теплоносителе, часть может достигнуть станции деаэрации быть удалена из теплоносителя), опасность присутствия кислорода в системе весьма значительна и отнюдь не преувеличена.
Так что наличие антидиффузионного слоя у труб PEX-EVOH – совсем не маркетинговая уловка.

На фото: стенка трубы VALTEC PEX-EVOH под микроскопом.

Posted on Aug. 5th, 2013 at 04:07 pm | Link | Leave a comment | Share | Flag

Источник

Трубы и фитинги из сшитого полиэтилена

Трубы из полимерных материалов в системах тепло-, водо- и газо-снабжения благодаря легкости, удобству транспортировки (часто бухту можно увезти в легковой машине), устойчивости к коррозии и недорогой цене можно встретить в каждом доме. Многие хозяева домов и квартир остановили свой выбор на трубах из модифицированного или сшитого полиэтилена.

Трубы и фитинги из сшитого полиэтилена

Бухта PEX трубы

Трубы PEX

Виды сшитого полиэтилена

Особенным типом труб являются изделия из PERT — термостойкого полиэтилена, по свойствам близкие к сшитому полиэтилену, но им не являющиеся. В данном виде полиэтилена сополимером является не бутен, как в обычном, а октен. Последний имеет молекулы большой протяженности и разветвленности, они сцепляются между собой, образуя пространственную структуру PERT, позволяющую выдерживать ему высокие температуры и ультрафиолетовые лучи. Однако, в отличие от PEX, имеющего межатомные, более прочные связи, он не способен длительно работать в условиях высоких температур и давления и обладает меньшей кислотоустойчивостью.

Однако на прочность трубы влияет не только степень сшивки и жесткость, но и тип образующихся связей внутри материала, поэтому и другие методы производства сшитого полиэтилена позволяют добиться необходимых эксплуатационных характеристик.

PEX—b, силановый— маркировка сшитого полиэтилена, полученного воздействием органосиланидов, соединений кремния с органическими радикалами. Силаниды относятся к ядовитым веществам. После первого этапа воздействия силанидов на полиэтилен его обрабатывают водой или водяным паром в присутствии оловянного катализатора, после чего химический процесс образования трехмерной молекулярной решетки заканчивается.

Когда производство PEX-b только зарождалось и имело небольшие объемы, при таком методе случалось неравномерное воздействие силанов на сшивку по длине и ширине трубопроводов по сравнению с пероксидным методом, когда реагент действует во всей расплавленной массе полиэтилена. Однако подбор правильной дозировки реагента, соблюдение температурных и временных параметров обработки трубы при автоматизации процесса PEX-b исключает эту проблему. Трубы, выпущенные на предприятиях с многокилометровым объемом производства имеют стабильные прочностные характеристики по всей длине, а вот небольшим фабрикам добиться этого труднее.

«Эффект памяти»

Любой сшитый полиэтилен в отличие от обычного, обладает «эффектом памяти», то есть труба из этого материала после нагрева стремится восстановить свою форму. При этом труба из PEX-a стремится восстановить прямую форму, поскольку полиэтилен образовал межмолекулярные связи в общей массе, до получения формы трубы, а трубы PEX-b и PEX-c будут стремиться к форме круга, ведь их сшивка закончилась, когда труба была уже в в виде бухты.

Труба РЕХв после нагрева и восстановления

Монтажная система Varionova

Антидиффузионный или кислородозащитный слой

Труба РЕХ с антидиффузионным слоем при нагреве и восстановлении

Часто среди труб из сшитого полиэтилена можно увидеть название «труба с антидиффузионным слоем» и она при воздействии больших температур на ее участок восстановит свою форму с небольшими складочками в месте сгиба. Этого не следует бояться, свойства самого полиэтилена при этом не изменились, прочность трубы не уменьшилась, в этом месте отслоился антидиффузионный слой.

Труба с кислородозащитным слоем

Антидиффузионный или кислородозащитный слой (EVOH) является важным дополнением к трубам из сшитого полиэтилена, выбираемого для монтажа системы отопления и им не стоит пренебрегать при покупке. Любая система отопления имеет в своем составе стальные и алюминиевые элементы: котлы, рабочие колеса насосов, краны, участки трубопроводов.. Они подвергаются коррозии, если в перемещаемом теплоносителе содержится растворенный кислород. Автоматические воздухоотводчики удаляют излишек кислорода только если он выделился из теплоносителя и не способны полностью решить проблему коррозии.

Кислородопроницаемость трубы из сшитого полиэтилена с толщиной стенки 2 мм, диаметром 16 мм при температуре воздуха 20 ºС составляет 670 г/м³·сут. При этом СНИП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» в п.6.4.1 регламентирует:

«…Полимерные трубы, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами (в том числе в наружных системах теплоснабжения) или с приборами и оборудованием, имеющим ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/м сут…»

Обычная труба из сшитого полиэтилена без антидиффузионного барьера при диаметре 16 мм, толщине стенки 2 мм и длине 100 м. в год пропустит в воду 3416 г. кислорода, что приведет к выпадению на стенке в виде ржавчины около 7,9 кг железа, а еще около 4 кг железа будет находиться в теплоносителе, загрязняя его. Если принять защиту трубы антидиффузионным слоем максимально допустимой по норме, то есть когда проникновение кислорода не превышает 0,1 г/м³ в сутки, то за год труба такого же диаметра и длины приведет к коррозии максимум 1,82 г. железа, что в 6500 раз меньше. Очевидно, что для систем отопления следует применять только трубы из PEX с антидиффузионным слоем.

При монтаже трубопроводов из PEX в бетонных стяжках и постоянных температурных колебаниях никаких разрушений стяжки, отслоения плитки не наблюдается. Этот полимер обладает низшим модулем упругости по сравнению с другими материалами, из которых изготавливаются трубопроводы и за счет этого гасит напряжение, возникающее при температурном расширении трубы.

Труба из обычного и сшитого полиэтилена при нагреве

Производителей сшитого полиэтилена известно сегодня большое количество, но поскольку такой материал получается с правильными свойствами лишь при непременном соблюдении технологии, применении недешевых реагентов и сложного автоматизированного оборудования, при выборе отдают предпочтения известным маркам, таким как Uponor, Altstream, HLV, TAEN, VALTEC, REHAU.

Соединение PEX-труб

Соединение PEX-труб производится с помощью специальных фитингов:

Прессфитинг

Обжимной фитинг

Трубы из полиэтилена, произведенного методом «в» не соединяют фитингами с надвижной гильзой, поскольку при таком методе конец трубы расширяется с помощью экстрактора. Относительное удлинение при разрыве PEX-b ниже аналогичного показателя у PEX-a за счет более прочных силановых связей и такое расширение трубы приводит к накоплению микротрещин, сокращающих срок службы соединения.

—электросварных фитингов-требует специального инструмента и навыков, используется редко, по прочности соединение близко к монолиту.

Трубы известного производителя UPONOR могут быть соединены специальным запатентованным видом фитингов Q&E (Quik and Easy, «быстро и легко»), с помощью их процесс занимает 30 секунд.

Быстрое соединение Uponor

REHAU изобрел особое соединение с надвижной гильзой, которое в своем составе не имеет резиновых уплотнительных колец, со временем выходящих из строя, а сама труба проникает при обжиме в узел, тем самым обеспечивая очень высокую долговременную надежность. Для монтажа применяется специализированный инструмент RAUTOOL, который всегда есть у профессиональных партнеров REHAU.

Монтажный инструмент Rautool

Для монтажа труб из сшитого полиэтилена достаточно ручного инструмента, сам процесс несложен, поэтому такие трубы очень распространены при прокладке внутренних сетей в доме или квартире.

При прокладке в земле трубы рекомендуют укладывать в защитных чехлах, поскольку мягкие стенки трубы доступны для грызунов и они могут повредить их.

Устойчивость к высокой температуре и давлению делает этот материал одним из самых распространенных при устройстве теплых полов.

Сшитый полиэтилен разрушается при воздействии солнечного света, поэтому с такими трубами обычно ведут скрытый монтаж, внутри стен.

Труба из модифицированного полиэтилена одинаково может быть применена и в системах питьевого водоснабжения, и в отопительных контурах, и при монтаже системы подачи горячей воды. Розовые трубы PINK от REHAU универсальны для радиаторного отопления и системы теплых полов, что позволяет сэкономить до 20% на покупке материалов, ведь остатки от теплых полов легко можно использовать для подключения радиаторов, и наоборот.

При подаче питьевой воды по трубам желательно отсутствие контакта жидкости с любыми металлическими деталями системы, поэтому REHAU выпускает полимерные фитинги с нажимной гильзой RAUTITAN.

Нажимная гильза REHAU

Трубы из PEX позволяют упростить и облегчить монтажные работы, их несложно транспортировать, они не требуют погрузочно-разгрузочных работ, специальных электрических агрегатов для сварки, все это делает их очень распространенным материалом для создания внутренних инженерных сетей зданий.

Источник

Барьерные материалы и упаковка в модифицированной атмосфере: возможности и перспективы

Полимер на основе этиленвинилового спирта (EVOH) был создан в Японии еще в 1970-е годы. Разработкой нового материала занялись компании Kuraray и Nippon Gohsei. В 1983 году Kuraray открывает производство марки EVAL в США, позднее – в Европе в 1999. Nippon Gohsei начала массовое производство EVOH под маркой SOARNOL в 1984 году, с 1996 года выпускает его в США и с 2001 года в Великобритании. Барьерные пластики на базе EVOH не являются новинкой для российского рынка, тем не менее, их внедрение происходит не столь быстро, как можно было ожидать. В чем преимущества инновационного материала и в чем трудности с расширением его использования?

Барьерные свойства EVOH

С точки зрения химии, EVOH является сополимером полиэтилена и винилового спирта.

Специфическая конфигурация молекулы EVOH придает полимеру уникальные барьерные свойства, в том числе по отношению к кислороду, главной головной боли производителей скоропортящихся продуктов питания, а также другим газам. По проницаемости материал приближается к алюминию той же толщины. Даже ориентированные полиамид и ПЭТФ имеют на один – два порядка большую кислородопроницаемость.

Таблица 1. Кислородопроницаемость полимеров (SOJITZ)

Проницаемость по кислороду (см куб. 20µм/м2 24 ч. атм.)

Благодаря барьерным свойствам по отношению к кислороду удается значительно увеличить сроки хранения продуктов питания, поскольку тем самым замедляются процессы дыхания растений и жизнедеятельности большинства бактерий и грибков, разлагающих органические ткани.

Сферы применения EVOH

Использование полимера этиленвинилового спирта уместно в тех случаях, когда барьерные свойства материала имеют критическое значение, и для достижения высоких сроков хранения необходимо поддержание особого газового режима внутри упаковки. Продукты различаются по своей чувствительности к кислороду, что позволяет проиллюстрировать данная таблица:

Таблица 2. Моделирование условий хранения (25С, относ. влажность 65%, срок хранения 1 год) (SOJITZ)

Максимально допустимый объем кислорода (ppm)

Фруктовый сок (высокая кислотность)

Расчет срока годности продукции, исходя только из фактора проникновения кислорода, производится по следующей формуле (1) :

На наглядном примере произведем расчет срока годности для кетчупа в полиэтиленовой бутылке (500 г.) до и после введения слоя EVOH толщиной 10 микрон.

P (полиэтиленовая бутылка без барьерного слоя) = 2300 мл* 20 мкм /м 2 *день*атм

P (после введения слоя) = 0,7 мл* 20 мкм /м 2 *день*атм

После введения данных в формулу 1 получаем:

Срок годности для продукта в полиэтиленовой бутылке при комнатной температуре составляет 3 дня, после введения слоя EVOH срок годности возрастает до 170 дней.

Наибольшей чувствительностью к кислороду обладают мясные продукты. Чтобы добиться даже непродолжительного увеличения сроков хранения, для их упаковки необходимо применять материалы с высокими барьерными свойствами. В состав модифицированной атмосферы внутри упаковки входят различные газы, проницаемость по отношению к которым также имеет значение при выборе упаковочного материала. При выборе полимера, способного препятствовать проникновению водяного пара и кислорода в упаковку, наиболее часто используют пленки, в состав которых входит EVOH, но в связи с его дороговизной пленки делают многослойными, комбинируя его со слоями РЕ(ПЭ) и РА (ПА). По мнению Генерального директора ООО «Пакинторг» Марины Бадьевой, наилучший результат, достигается при размещении EVOH между двумя слоями полиамида (напр. РА /EVOH /РА/РЕ). Можно сочетать EVOH с традиционными материалами – бумагой и алюминиевой фольгой. Немаловажным аспектом является сохранение аромата, что имеет исключительное значение, например, для хранения алкогольной продукции. Вообще, наиболее часто в модифицированной атмосфере упаковывают сырое и приготовленное мясо, молочные продукты, овощи и фрукты, а также морепродукты.

Метод модифицированной атмосферы и особенности его применения

В некоторых странах, например, в Норвегии, имеется многолетний опыт применения метода модифицированной атмосферы. В этой стране уже в середине 1980-х годов начали закачивать в полость упаковки мясных продуктов специальную газовую смесь, состоящую из 60-70% углекислого газа, 30-40% азота и 0,3-0,5% угарного газа. Хотя и в иных пропорциях, все эти вещества присутствуют в воздухе, которым мы дышим, что существенно облегчает их промышленное получение. При этом активными элементами являются углекислый (СО2) и угарный (СО) газы. Особенностью СО2 является способность замедлять размножение многих бактерий, в том числе патогенных. Функция СО совершенно иная. Обладающий восстановительными свойствами углерод в молекулах угарного газа препятствует окислению железа в составе миоглобина тканей мяса, и, соответственно, образованию непривлекательных бурых на упакованном продукте. Кроме относительно дешевых газов в модифицированную атмосферу все чаще включают благородные газы – гелий, аргон, ксенон, неон, которые используются чаще при упаковке кофе и закусок на основе картофеля.

В США большой популярностью пользуется газовая смесь, состоящая из 80% кислорода и 20% углекислого газа. Использование кислорода позволяет сохранять красный цвет продукта, а замедляющееся развитие бактерий счет ингибирующего действия углекислоты обеспечивает достижение срока хранения 10-14 дней. Однако при этом сильное окисляющее действие вызывает потемнение костей, а также ухудшение вкусовых качеств. Преимуществом анаэробной газовой смеси оказывается также продолжающееся действие размягчающих ферментов, которые делают более нежными свинину и говядину в процессе хранения в упаковке.

Состав газовой смеси варьируется в зависимости характера упаковываемого продукта и предполагаемых сроков хранения. В частности, в растительных тканях, не прошедших переработку, и после упаковки продолжаются процессы дыхания, которые требуют наличия хотя бы небольшого количества кислорода. Поэтому газовая смесь для них включает, как правило, повышенный уровень СО2 и пониженную долю О2. Чтобы добиться эффекта, необходимо значительно снижать содержание кислорода, т. к. замедление дыхательных процессов в растениях отмечается только при его доле ниже 12%. Поэтому в данном применении обычно используют смесь с 3-5%: содержанием О2. Осторожности в обращении с растительными продуктами требует и обращение с углекислым газом, играющим большую роль в жизнедеятельности клеток. Содержание этого газа свыше 10% действует на них губительно. Свою роль в выборе технологии играют и другие факторы, как, например, размеры частей продукта, глубина переработки, спелость овощей и фруктов и т. д. Азот N2 проявляет нейтральные свойства, не оказывая влияния на процессы в продуктах и жизнедеятельность бактерий. Он используется как газ-наполнитель для компенсации атмосферного давления.

Некоторые продукты, такие как сухое молоко, требуют особой технологии упаковки. Обычно его пакуют в металлическую тару, заполненную смесью азота и углекислого газа. Кислород, к которому сухое молоко особенно чувствительно, необходимо удалять. Однако однократное удаление О2 бывает недостаточным, так как его часть абсорбируется на поверхности частиц и освобождается спустя некоторое время. Это может привести к росту остаточного содержания О2 в запакованной таре до 5% и выше. Чтобы максимально избавиться от кислорода, на некоторых предприятиях по прошествии 10 дней производится вскрытие и повторная упаковка.

Исследования по применению углекислого газа в упаковке мяса птицы, показали, что при превышении 25%-го уровня углекислого газа оно может утрачивать привычный цвет, природа чего недостаточно выяснена. Тем не менее, применение концентраций СО2 не менее 20% позволяет значительно повысить сроки хранения птицы мяса за счет подавления аэробных бактерий, особенно родов Pseudomonas и Achromobacter.

Определенной спецификой отличается упаковка продуктов, прошедших термическую обработку. В частности, приготовленные мясные продукты лишены гнилостной микрофлоры, ферментов-разрушителей. Если технология упаковки не нарушена, и бактерии не занесены после термической обработки, основной проблемой для мясных продуктов является изменение цвета в процессе окисления, поэтому здесь особенно важно поддержание низкого уровня кислорода. Сосиски и ветчина, как правило, содержат пиросульфит натрия, который служит защитой от многих микробов. Подавление бактерий, попавших в упаковку во время технологических процессов, возможно как за счет смеси азота с углекислым газом, так и посредством добавления нитритов. Хранить приготовленное мясо в упаковке с модифицированной атмосферой совсем без консервантов не рекомендуется, так как это чревато размножением таких бактерий как Clostridium botulinum, возбудителей тяжелой болезни бутулизма.

Цвет рыбы, содержащей довольно низкий уровень миоглобина, не зависит в такой мере от наличия кислорода, как, когда идет речь о мясе. Правда, небольшое присутствие этого газа может снижать риск размножения анаэробных бактерий в среде N2 и CO2. Вообще, сроки хранения рыбы гораздо ниже, чем у мяса, с одной стороны, из-за активного действия собственных разлагающих ферментов, а с другой – из-за высокой влажности, создающей благоприятную среду для микроорганизмов.

Модифицированная атмосфера и конструкция упаковки

Метод модифицированной атмосферы, применение вакуума имели большое влияние на упаковочную отрасль также с точки зрения дизайнерских решений. Вакуумная упаковка, плотно прилегающая к продукту, создала новые, прежде непривычные пространственные формы, позволила в определенной мере экономить на объеме. При этом, правда, возникли новые трудности, связанные с реакцией некоторых продуктов на контакт с упаковочным материалом. Анаэробные процессы в этих условиях вызывают изменение цвета мяса – в местах соприкосновения с непроницаемой пленкой могут появляться темные пятна. Это оказывает негативное влияние на отношение некоторых покупателей к товару.

Использование различных газов в упаковке требует осторожности, например с углекислым газом, растворимость которого в жидкости существенно снижается при увеличении температуры. Таким образом, при нарушении температурного режима хранения упаковка может повреждаться. Этого не происходит с азотом N2, который отличается низкой растворимостью, независимо от изменений температуры. Поэтому он может использоваться в качестве стабилизирующего компонента в смеси с CO2.

Барьерная упаковка может состоять только из пленки или представлять собой лоток. Урсиб НТ предлагает три вида барьерных лотков:

Для обеспечения барьерных свойств практически все предлагаемые компанией «Урсиб НТ» верхние пленки для лотков содержат EVOH.

Наиболее эффективный в настоящее время барьерный материал EVOH не может использоваться в чистом виде. Под воздействием влаги он начинает терять свои барьерные свойства и пропускать кислород. Таким образом, EVOH не может быть наружным слоем. Поэтому его необходимо изолировать от влаги слоями гидрофобизирущего материала – часто речь идет о привычных полимерах. Такая пленка имеет многослойную структуру (например, 5-слойная с полиолефиновой термоусадкой производства ООО «Полимеры XXI века» ). За счет увеличения числа слоев повышается прочность пленки, что позволяет уменьшить толщину дорогостоящего EVOH.

В целом использование барьерных пленок позволяет существенно повысить потребительские качества упаковки. Прежде всего, это дает возможность отказаться от непрозрачных материалов, например, алюминиевой фольги, а также от хрупкого и громоздкого стекла. Кроме того упаковку вместе с содержащимся в ней продуктом можно быстро разогреть в микроволновой печи. Последние модификации EVOH позволяют производить стерилизацию продукции. Сочетание с различными полимерами дает возможность варьировать свойства упаковки в соответствия с требованиями того или иного продукта. В частности, предложенная Дэвидом Эдвардсом и Стивеном Вайзиком многослойная пленка из EVOH и нейлона обладает высокой проницаемостью для углекислого газа и низкой проницаемостью для кислорода, что позволяет применять ее для упаковки выделяющего газ сыра.

Ограничения в использовании метода модифицированной атмосферы

Несмотря на то, что метод модифицированной атмосферы дает большие преимущества, необходимо также помнить и об ограничениях в его использовании. В частности, важно учитывать, что удаление кислорода затрудняет развитие только аэробных бактерий, в то время для многих других, в том числе, весьма опасных для человека бактерий, таких как Clostridium, Campylobacter, Listeria monocytogenes эта анаэробная среда, наоборот, является весьма благоприятной. Для предотвращения их массового размножения необходимо также соблюдение режима температуры, кислотности среды и влажности. Кроме того, технология упаковки в специфическую газовую среду может вызывать у продуктов специфический привкус. Вообще, использование метода модифицированной атмосферы требует тщательного государственного контроля, который, в частности, применяется в странах Евросоюза.

Также следует учитывать тот факт, что растительные ткани в упаковке продолжают жизнедеятельность и меняют влажность и газовый состав внутри тары. В некоторых случая происходит повышенное выделение этилена, ускоряющего созревание плодов и размягчение тканей. Во избежание этого была разработана технология контролируемой атмосферы. Она может предполагать включение в упаковку веществ, поглощающих определенные газы, в том числе, кислород.

Использование EVOH-содержащих упаковочных материалов для максимальных сроков хранения без использования модифицированной газовой среды

Еще одним аспектом применения EVOH является его использование в полипропиленовых лотках толщиной до 1000 и более мкм, предназначенных для стерилизации. Наиболее перспективным этот метод является для лотков из PP/EVOH/PP для упаковки первых и вторых готовых блюд длительного хранения. Благодаря высоким барьерным свойствам и термостойкости лотков (полипропиленовые лотки могут подвергаться нагреву до +125 градусов), упакованные таким образом продукты питания можно подвергать стерилизации. Это ставит пластиковые лотки в один ряд с металлическими контейнерами, в которые сегодня в России упаковывают большинство продукции со сроками хранения год и более.

Для российского рынка подобный вид упаковки уже известен – как на примере импортных продуктов, так и собственно российских. При правильной подаче стерилизованные готовые блюда способны занять значительную долю рынка продукции длительного хранения, который на сегодняшний день в основном представлен быстрорастворимыми продуктами. При упаковке готовых блюд в лотки можно поместить не только сублимированный гарнир и приложить к нему пакетик с мясным соусом, но создать полноценный обед из мяса, гарнира и соуса, который будет без проблем храниться в течение года и может быть доведен до готовности в микроволновой печи за несколько минут.

Потенциал EVOH на российском рынке

Безусловно, применение таких материалов как EVOH требует современной производственной базы и дорогостоящего оборудования, но учитывая мировые тенденции в потреблении EVOH, производители современной упаковки уверенно наращивают объемы производства и делают инвестиции в передовые технологии. Ежегодный прирост потребления EVOH на мировом рынке составляет около 10% (См. Таблицу 3).

Таблица 3. Динамика объема потребления EVOH по основным регионам (SOJITZ)

Поскольку японские производители полимеров на основе этиленвинилового спирта поддерживают на свою продукцию высокие цены, EVOH оказывается более чем вдвое дороже полиамида. В результате конкурентные возможности высокотехнологичного материала на российском рынке являются пока довольно ограниченными. Для отечественных упаковщиков фактор цены материала часто оказывается основным при выборе пленок. По словам генерального директора по производству пленки ООО «Полимеры XXI века» Аркадия Петрова, для многих аргументы «лучшие барьерные свойства» и «большие сроки хранения» оказываются пока недостаточно вескими. При этом материал с EVOH, производимый ООО «Полимеры XXI века» прошел полную сертификацию в соответствии с законодательством РФ. Высокие барьерные свойства материала были также подтверждены результатами исследований Института химической физики РАН.

По словам Генерального директора ООО «Пакинторг» Марины Бадьевой, очень часто выбору в пользу материалов с EVOH мешает элементарное отсутствие правильной информации от поставщиков упаковочных материалов, а также недостаточное оснащение многих мелких и средних производителей продуктов питания лабораторным оборудованием (газоанализаторы, микрометры и т.п.) Часто при упаковке в модифицированной атмосфере используются низкобарьерные материалы без добавления EVOH. Тогда срок реализации продукции, как правило, не превышает 5-ти суток. В то же время, использование других барьерных упаковочных материалов, в частности на основе ПЭТФ (APET/CPET), позволяет решить эту проблему для продуктов, срок годности которых должен составлять несколько недель или месяцев.

В последние годы в России год от года отмечается значительный рост продаж барьерных пленок. В упаковку с их применением все чаще упаковывают как сырые, так и переработанные продукты, включая полуфабрикаты высокой степени готовности. По данным управляющего директора компании «Урсиб НТ» Ивана Столярова, сырые продукты продолжают преобладать, так как ими занимаются крупные мясо- и рыбокомбинаты, быстрее внедряющие инновации. Рынок готовых продуктов обслуживают более мелкие компании локального и регионального масштаба, для которых установка соответствующего оборудования – во многих случаях дело будущего. Крупные города, такие, как Москва, идут в ногу со временем, в то время как в ряде регионов достаточной популярности не достигла еще индивидуальная упаковка как таковая.

Источник