Применение ПП в пищевой промышленности

ПП (полипропилен) — широко используемый термопластичный полимер в пищевой промышленности. Благодаря превосходной химической стабильности, стойкости к высоким температурам, хорошей обрабатываемости, а также безопасности и экологичности, он стал важным выбором для материалов, контактирующих с пищевыми продуктами. Его применение охватывает множество областей, таких как упаковка пищевых продуктов, производство бытовой техники и вспомогательного оборудования, и он соответствует стандартам безопасности для контактирующих с пищевыми продуктами большинства стран и регионов мира (например, ГБ 4806.7 Китая, ЕС № 10/2011 и FDA США). Он не содержит вредных веществ, таких как бисфенол А (БФА), и его безопасность подтверждена на протяжении длительного времени.

1. Основное преимущество: адаптация к ключевым характеристикам пищевой промышленности.

ПП может быть популярен в пищевой промышленности благодаря своим характеристикам, которые хорошо соответствуют требованиям хранения, переработки и транспортировки пищевых продуктов.

Исключительная термостойкость: ПП имеет температуру плавления около 160–170 °C и выдерживает высокие температуры 100–120 °C. Его можно использовать для хранения горячей пищи (например, свежесваренного риса или горячего супа), а также для пастеризации и паровой дезинфекции в пищевой промышленности. Его даже можно нагревать в микроволновой печи (выбирайте изделия из ПП с маркировкой «пригодно для использования в микроволновой печи», чтобы избежать добавления пластификаторов в модифицированный ПП), что решает проблему большинства пластиков, которые деформируются и выделяют вредные вещества под воздействием тепла).

Высокая химическая стабильность: ПП обладает превосходной устойчивостью к кислотам, щелочам, солям и большинству органических растворителей (таких как распространённые приправы, такие как растительное масло, уксус, соевый соус и т. д.), не вступает в химические реакции с пищевыми ингредиентами, не растворяется и не выделяет низкомолекулярные вещества при контакте с маслами и соусами. Он способен сохранять вкус и качество продуктов в течение длительного времени, особенно подходит для упаковки и хранения жирных и кислых продуктов.

Высокая гибкость переработки: из полипропилена можно изготавливать изделия различных форм с помощью различных методов, таких как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и термоформование, от плёнок и контейнеров до труб и пластин. После формования изделия обладают высокой прочностью, высокой ударопрочностью и не ломаются (например, ланч-боксы из полипропилена менее подвержены растрескиванию при падении, что лучше, чем хрупкие ланч-боксы из полистирола).

Экологичность и пригодность к переработке: полипропилен относится к перерабатываемым пластикам (маркируется как дддххх№ 5" для вторичной переработки), которые после переработки могут быть переработаны в пищевые или непищевые продукты (например, переработанный полипропилен может быть использован для изготовления контейнеров для еды), что соответствует современной экологической тенденции "сокращения пластика и выбросов углерода дддххх в пищевой промышленности. Некоторые виды полипропилена на биологической основе (изготовленные из растительного крахмала) могут дополнительно снизить зависимость от ископаемых ресурсов.

2. Основные сценарии применения: полный охват цепочки поставок от упаковки до посуды.

（1） Упаковка пищевых продуктов: основная область применения с наибольшей долей

Формы применения полипропилена в упаковке пищевых продуктов разнообразны и охватывают потребности хранения и реализации как первичных свежих продуктов, так и продуктов глубокой переработки:

Упаковка из пленки: полипропиленовая пленка, изготовленная методом экструзии (например, литая полипропиленовая пленка КПП, двуосно-ориентированная полипропиленовая пленка БОПП), которая сочетает в себе прозрачность и барьерные свойства. В частности, пленка БОПП часто используется в качестве внешнего слоя упаковки для печенья, картофельных чипсов и шоколада благодаря своей высокой прочности и хорошему блеску после растяжения. В сочетании с внутренним слоем из полиэтиленовой пленки ЧП (упаковка полиэтиленовой пленки) она улучшает герметичность и продлевает срок годности продуктов питания; пленка КПП мягкая и термостойкая, подходит для прямого контакта с пищевыми продуктами, например, в качестве упаковочной пленки для хлеба и готовой пищи, или в сочетании с алюминиевой фольгой для изготовления пакетов для варки на пару (используется для упаковки различных круп и готовых блюд, может подвергаться непосредственному кипячению и нагреванию).

Жесткие контейнеры: полипропиленовые контейнеры, изготовленные методом литья под давлением или выдувного формования, широко используются для хранения и продажи продуктов питания. Например, это обычные контейнеры для консервирования продуктов в супермаркетах (подходят для разогрева в микроволновой печи, подходят для хранения остатков еды и фруктов дома), бутылки для соусов (например, бутылки с широким горлышком для соуса «Дубан» и заправки для салата, устойчивые к коррозии и удобные для наливания), пищевые бочки для масла (полипропиленовые бочки объемом 5–20 л, более термостойкие, чем традиционные ПЭТ-бочки, менее хрупкие зимой), а также одноразовые стаканчики для йогурта и желе (легкие и недорогие, подходят для массового производства).

Упаковка для оборота и транспортировки: Контейнеры и лотки для оборота продуктов питания из полипропилена подходят для транспортировки свежих и замороженных продуктов в холодильной цепи благодаря своей высокой прочности, ударопрочности и устойчивости к низким температурам (до -20 ℃). Их можно использовать многократно, и они не подвержены повреждениям. Кроме того, полипропиленовые тканые мешки (с покрытием из полиэтиленовой пленки) используются для упаковки сыпучих продуктов, таких как рис, мука и различные крупы. Они обладают лучшей влагостойкостью по сравнению с традиционными тканевыми мешками, а также лёгкие и удобные в транспортировке.

（2）Оборудование, контактирующее с пищевыми продуктами: полная адаптация от бытового до коммерческого использования

ПП, благодаря своей высокой термостойкости и легкости очистки, широко используется в производстве посуды для обработки и потребления пищевых продуктов.

Бытовая техника: обычные ланч-боксы для микроволновых печей, вкладыши для рисоварки (с полипропиленовым покрытием), крышки для сохранения свежести, корзины для фильтров для воды на кухне, палочки для еды и т. д. – всё это изготавливается из полипропилена. Например, ланч-боксы из полипропилена для микроволновых печей должны пройти модификацию методом случайной сополимеризации (дддххх) для повышения термостойкости и предотвращения деформации при нагревании. Палочки для еды из полипропилена стали распространённым выбором для домохозяйств благодаря своей устойчивости к плесени (лучшей, чем у деревянных палочек) и лёгкости очистки.

Коммерческое оборудование: одноразовые полипропиленовые контейнеры для еды, миски для супа, соломинки (заменяют традиционные трубочки из полистирола, более термостойкие и менее подверженные деформации) в сфере общественного питания, а также полипропиленовые транспортные трубопроводы, резервуары для хранения, фильтрующие сетки и т. д. на предприятиях пищевой промышленности. Например, полипропиленовые транспортные трубы можно использовать для транспортировки жидких пищевых продуктов, таких как соки и соусы, не загрязняя их при длительном контакте; полипропиленовые фильтрующие сетки можно использовать для просеивания муки и сахарной пудры, поскольку они износостойкие и легко моются.

Посуда для детского питания: Благодаря высокой безопасности полипропилен также является основным материалом для изготовления мисок для детского питания и аксессуаров для бутылочек (например, трубочек для бутылочек и оснований для сосок). Некоторые модифицированные виды полипропилена (например, ударопрочный полипропилен) также могут использоваться для изготовления посуды для младенцев и малышей, которая устойчива к падениям и не содержит вредных веществ, что соответствует строгим стандартам безопасности для товаров для младенцев и малышей.

（3） Другие специальные применения: адаптированы для удовлетворения сегментированных потребностей пищевой промышленности.

На этапе переработки пищевых продуктов ПП также используется для изготовления некоторого вспомогательного оборудования и материалов:

Пищевые уплотнения и прокладки: Уплотнительные прокладки из полипропилена можно использовать для герметизации емкостей для хранения пищевых продуктов и крышек для бутылок, чтобы предотвратить утечку продуктов или попадание влаги; В упаковке, такой как жестяные и стеклянные банки, прокладки из полипропилена могут выдерживать высокие температуры во время процесса стерилизации и сохранять герметичность.

3D-печать пищевых форм: некоторые пищевые полипропиленовые материалы можно изготавливать с помощью 3D-печати по индивидуальным размерам, например, формы для печенья, шоколада и т. д. в хлебопекарной промышленности. Гибкость процесса обработки позволяет производить индивидуальные формы небольшими партиями. Кроме того, материал выдерживает средние и низкие температуры в духовках (ниже 150 ℃).

3. Текущие проблемы и тенденции развития

（1） Основные проблемы

Недостаточная прочность при низких температурах: обычный полипропилен склонен к хрупкости при низких температурах (например, ниже -10 ℃), что может повлиять на срок службы контейнеров и тары при перевозках в холодильной цепи. Для улучшения низкотемпературных свойств необходимо модифицировать его, добавляя упрочняющие добавки (например, ЭПДМ – тройной этиленпропиленовый каучук).

Ограниченные барьерные свойства: ПП обладает более низкими барьерными свойствами по отношению к кислороду и углекислому газу, чем ПЭТ (полиэтилентерефталат) и ЭВС (сополимер этилена и винилового спирта). При использовании отдельно для продуктов с высокой степенью свежести (например, свежего мяса и морепродуктов) его необходимо комбинировать с другими высокобарьерными материалами (например, алюминиевой фольгой и тонкой пленкой ЭВС), что увеличивает производственные затраты.

Контроль чистоты переработки: Вторичный полипропилен требует строгого контроля содержания примесей (например, предотвращения смешивания с другими пластиками и масляными пятнами) для обеспечения его повторного использования в пищевой промышленности. В настоящее время уровень переработки вторичного полипропилена для пищевой промышленности в мире всё ещё нуждается в повышении.

（2） Тенденции развития

Исследования и разработки высокопроизводительного модифицированного полипропилена: путем добавления наночастиц (например, монтмориллонита) и материалов на биологической основе разрабатываются полипропилен с высокими барьерными свойствами и полипропилен, устойчивый к сверхнизким температурам, для снижения зависимости от композитной упаковки; в то же время исследования и разработки биоразлагаемого полипропилена (например, с добавлением крахмала, ПБАТ и других компонентов разложения) могут дополнительно снизить воздействие на окружающую среду.

Комплексное решение для упаковки: Объединяя гибкость переработки полипропилена, разрабатываем интегрированные продукты, такие как предварительно упакованные в полипропилен овощи, которые можно разогревать непосредственно в микроволновой печи, что позволяет сократить количество слоев упаковки и повысить удобство для потребителей.

Высокоценное использование переработанного полипропилена: в связи с ужесточением экологической политики пищевые компании продвигают модель переработки замкнутого цикла, которая предполагает переработку и очистку отходов пищевой упаковки из полипропилена в пищевые контейнеры (например, коробки для хранения свежих продуктов из переработанного полипропилена) с целью вторичной переработки ресурсов.

Подводя итог, можно сказать, что полипропилен (ПП) стал незаменимым материалом в пищевой промышленности благодаря своим основным преимуществам: безопасности, термостойкости и простоте переработки. Сферы его применения продолжают расширяться благодаря развитию технологий модификации материалов и требованиям по защите окружающей среды. В будущем, в соответствии с тенденциями безопасности, функциональности и экологичности, ПП ещё больше укрепит свои позиции в пищевой промышленности.