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食品包装发展趋势及相关废气治理

作者:zmhb 来源: 日期:2017-1-26 10:47:41 人气:0

目前塑料包装材料在各类包装材料总量中占比已经超过30%,仅次于纸制品。在我国食品包装材料中,塑料应用量已超过食品包装材料总量的50%,居各种包装材料之首。那么,食品行业用的塑料包装材料目前都有哪些发展趋势呢?让我们一起通过几个案例来看一下。

由硬质包装逐渐走向更轻、更环保的软包装


现代食品包装不仅为食品及内容物提供物理保护,还可帮助延长食品的保质期、提供产品信息并展示品牌形象、更加方便消费者日常使用。相较于其他包装材质和形式,如玻璃、金属及硬塑包装等,软塑包装更加环保、节省原材料和运输成本,从而更好地满足了现代包装工业的需求。


根据调查机构SmithersPira的预测,亚太地区未来将成为增长最快的消费品软包装市场。


PacXpert是当前业内最领先的一项包装技术,它采用独特的轻量化设计,按照人体工程学原理设计的耐用手柄可帮助用户精确倾倒,在空置时,包装袋可呈扁平状,储运方便。虽然名为软包装技术,但不管是直立放置还是侧放,PacXpert包装都能稳稳地站立,并保证出色的储存性能。采用PacXpert技术的包装袋还具有大面积的货架展示空间,更容易“锁住”消费者的视线,令其产生购买意向。


此外,PacXpert技术还能带来可观的环保效益。它不仅能最大程度地避免包装内容物的浪费,还可以减少原材料消耗,提高产品-包装比率。除了受到客户的追捧,从2013年至今,陶氏PacXpert技术已将全球包装行业的八大实力奖项尽收囊中。


陶氏PacXpert™软包装技术自问世以来好评不断,从欧洲到拉美,从拉美到亚太,PacXpert™逐渐在全球掀起了一股软包装的新潮流。随着PacXpert™技术在中国扎根,这无疑将为它开启更为广阔的应用前景,而PacXpert™技术也将推动中国包装行业由硬质包装逐渐走向更轻、更环保的软包装。


食品复合包装膜趋向多功能化、轻薄化


在功能性食品包装专用料方面,我国研发和生产能力还比较薄弱,未来食品行业对高阻隔、耐蒸煮、抗紫外、避光、抗菌、透气、绝氧等功能性膜的需求将不断增加,同时还有向轻薄化发展的趋势。


埃克森美孚在2016年K展上推出了埃奇得™XP两个新牌号,进一步扩展其产品系列。这些新牌号适用于收缩软包装和食品复合包装,为薄膜加工商和终端用户提供显著的性能优势。


埃奇得XP自推出以来很受市场欢迎,客户反映产品的性能水平提升到了全新的高度。这些新牌号强化了这种积极影响。埃奇得XP6026和埃奇得XP6056具有出色的加工性能,可以提供更强的韧性、抗揉搓性、热封性能、平衡的收缩性和良好的光学性能。对于加工商来说,这些聚合物的高熔体强度可实现更高的膜泡稳定性并提高产量。


利用埃奇得XP新牌号生产的食品包装膜


利用埃奇得XP新牌号生产的食品包装膜(包括大小包装)具有出色的韧性和热封性能,可帮助品牌商从生产到消费全程保护冷冻或干货食品、肉类和奶酪产品。埃奇得XP的熔体强度和韧性可在保持高性能的同时降低薄膜厚度。加工商可以利用这些埃奇得XP牌号的非凡性能和加工性能简化产品库存,进而降低成本。


随着公众对减少食品浪费和延长产品货架期意识的增强,食品软包装专用阻隔膜的需求开始呈现持续上升的趋势。如今,多数阻隔膜产品常通过吹膜生产线进行共挤出生产,常用7层、9层甚至11层膜结构。聚酰胺6(PA6)具有良好的阻隔性能和机械强度,是生产吹膜级食品包装薄膜的理想材料。然而,聚酰胺6的高结晶速度会限制它的加工窗口。因此,加工商需要在生产效率方面做出让步,或者通过将聚酰胺6与特种非晶态聚酰胺或聚酰胺共聚物混合使用来改善其加工性能,但是这样会使该类薄膜高性价比的优势大打折扣。


帝斯曼研发的Akulon®XS解决了这一问题。这项性价比极高的先进技术有效地将阻隔性、适印性、热封性和耐冲击性等多种性能完美结合。与传统聚酰胺6相比,Akulon®XS在膜泡中的结晶速度要慢得多,从而在加工条件方面为加工商提供了更大的操作空间,使其在保留聚酰胺6独特的阻隔和机械性能的同时,更方便、更高效地生产用于食品软包装薄膜。


Akulon®XS不仅具有良好的机械强度、抗穿刺性和阻隔性能,同时能够生产出更加轻薄的薄膜,带来质量和成本优势、减少浪费。


此外,EVOH作为一种高阻隔性能材料,其阻气性、透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。在食品包装方面,EVOH的塑料容器可以替代玻璃和金属容器。可乐丽在2016年chinaplas展会上带来的EVOH高阻隔性树脂,能提供极佳的气体阻隔性能、耐化学品性能,可用于多层结构中。


生物包装及可降解包装前景广阔


消费者越来越关注环保,如何能从源头减少化石产品的使用量成为备受企业关注的话题。其中,生物基包装材料成为一个重要选择。


不久前,利乐推出了全球首个获得最高级别认证的无菌纸包装——采用生物质塑料、搭载30毫米轻巧盖的1升装利乐峰无菌包装。新包装的塑料薄膜与开盖均由甘蔗提取物聚合而成,连同纸板一起,整个包装的可再生原材料比例达到了80%以上,并凭此获得四星认证。


在另外一项由IVL瑞典环境研究所进行的独立生命周期分析报告显示,新型包装的碳足迹比标准包装降低了17%。采用生物质塑料、搭载30毫米轻巧盖的1升装利乐峰无菌包装已面向全球发售,并且客户转换到新款包装无需额外的设备资金投入。


NatureWorks公司在2016年CHINAPLAS展会上推出Ingeo生物聚合物,展出了意大利metalvuoto公司利用Ingeo材料制造的全新高阻隔性软包装薄膜,这是专为加工食品保鲜设计的。这是首次Ingeo应用于长货架保质期的加工食品包装袋领域。


NatureWorks公司从玉米淀粉中提取葡萄糖作为生产Ingeo的原料,通过发酵、分离和聚合过程,这些天然糖中的碳和其他元素转化为一系列Ingeo不同型号的产品。它被广泛应用于食品硬质包装,如一次性餐具,酸奶等,以及食品软包装中。


Ingeo是世界上第一种低碳功能性材料,用植物而非石油制造,百分百来自每年可再生和资源丰富的植物材质。目前使用的玉米淀粉是第一代过渡性原材料,未来绕过农业步骤,将二氧化碳或甲烷直接转换为绿色基材,将是NatureWorks公司努力发展的方向。


Ingeo产品已获得世界多处地区的食品接触合规性,是一种用于市政或工业堆肥设备的可降解材料。具有环境优势和功能性优势,可降低温室气体的排放,减少石化能源的消耗,同时具有保持食物味道芳香的性能。


包装材料多属一次性产品。为减少包装废弃物对环境的影响,废弃物的减量化处理成为塑料包装的发展方向之一。而在减量化的过程中,生物降解材料担当了主角。随着环保法规的完善,以及消费者环保意识的增强,国内生物降解塑料包装市场规模也在不断扩大,“十三五”时期生物降解材料将迎来更多的发展机遇。


据ASD公司最新研究报告显示,2013~2019年可生物降解塑料包装市场需求保持两位数以上的年均增长率,到2019年全球可生物降解塑料包装市场价值将超过84.15亿美元。报告预测,食品和饮料包装将是最大的生物降解塑料主要的应用领域,其中聚乳酸和淀粉基塑料将继续主宰生物降解塑料包装市场,用于食品包装的生物降解塑料占到70%以上。


来自中国武汉的一家高科技公司为巴西奥运提供餐具。这家公司用秸秆、竹粉、植物淀粉等可再生的原料制造出可降解的生物塑料制品,该公司生产的200余万套生物塑料餐具成为里约奥运会的指定用品。这些生物塑料餐具不仅仅有助于健康,更重要的是,它足够环保。


绿色、环保、安全的包装助剂大受欢迎


随着安全意识的增强以及环保标准的提高,消费者对于塑料包装卫生安全性能的关注度越来越高。塑料包装的绿色化不仅仅体现在产品本身,其在生产过程中排放的挥发性有机物(VOCs)也受到越来越严格的限制。随着我国《大气污染防治行动计划》的实施,塑料包装印刷类企业面临着严峻的挑战。


印刷油墨对配方的要求很高,尤其对包装市场而言,油墨配方必须优质、可靠,并符合各项法规的要求。TEGO®GlideA116是赢创工业集团推出的一款适用于溶剂型印刷应用的高效平滑助剂,它易于加工,并与其他材料拥有良好的相容性(特别是用于印刷光油时),可在满足各项法规要求的前提下展现卓越的印刷品质。


TEGO®GlideA116与彩色印刷体系的优异相容性,使其成为市场上独一无二的产品,特别是能与蜡和消光剂很好地搭配使用,从而赋予产品完美的外观。此外,这款助剂还可减少刮痕,避免表面粘连,该特性在生产加工阶段尤为重要。


食品包装是包装市场非常重要的组成部分,严格的法规要求确保了这一应用领域的安全性。TEGO®GlideA116符合各项法律和法规的要求,并针对瑞士消费品条例(A)提供了完整的清单。


精良的设计可以让食品包装发挥植入广告的效果,为客户提供信息,并起到最重要的食品保护作用。TEGO®GlideA116可以为各类应用提供理想的印刷效果,例如饮料容器、冰淇淋和巧克力的塑料包装,以及标签或薄膜的表面印刷,是一款适用于所有溶剂型终端应用的高效平滑助剂。



食品业生产过程中的污染物分析

次氯酸钠

次氯酸钠(英文名称: SodiumHypochlorite,化学式:NaClO),是钠的次氯酸盐。次氯酸钠与二氧化碳反应产生的次氯酸是漂白剂的有效成分。

危险性类别:腐蚀品

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收

健康危害:经常用手接触本品的工人,手掌大量出汗,指甲变薄,毛发脱落。本品有致敏作用。本品放出的氯气有可能引起中毒。

环境危害:无明显污染。

燃爆危险:本品不燃,具腐蚀性,可致人体灼伤,具致敏性。

AB剂

本产品系二十一世纪新型环保化学品,主要适用于涂装工厂的水幕式喷漆房。本产品可以有效的处理喷漆房循环水中过喷的漆雾,可以完全地去除油漆的粘性和循环水的乳化性,很好的解决了油漆渣和水的分离,是油漆渣形成松散状态漂浮于水面,可以很方便的打捞。本产品特别适用于汽车和汽车零部件、机械制造、家用电器、家具、数码电子产品等喷涂生产线的循环水处理。

盐类

化学上的盐类是指酸和碱中和后的产物,常见的盐类分为正盐(强酸强碱盐,强酸弱碱盐,强碱弱酸盐,弱酸弱碱盐) 、酸式盐(如CuH2(CO3)2) 和碱式盐。

日常生活中常见的盐有食盐(NaCl)、纯碱(Na2CO3)、小苏打(NaHCO3)等大苏打(硫代硫酸钠),农业上用的化肥如硝酸铵(NH4NO3)、碳酸氢铵(NH4HCO3)、K2SO4等都属于盐类。

通常的盐类是亲水性的(hydrophilic),盐类中的阳离子和阴离子分别被水分子包围而溶解于水。

正盐是指酸与碱完全中和的产物,只由金属离子(包括铵根离子)和酸根离子(除OH根离子以外的阴离子)构成的化合物。如CuSO4、Na2CO3等。

酸式盐是指由金属离子(包括铵根离子)、H离子和酸根离子(除OH根离子以外的阴离子)构成的化合物。如NaHCO3、KHSO4等。(含H离子,但不一定显酸性。)

碱式盐是指由金属离子(包括铵根离子)、OH根离子和酸根离子(除OH根离子以外的阴离子)构成的化合物。如碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3。(含OH离子,但不一定显碱性。)

甲烷

甲烷是无色、无味的气体。甲烷对空气的重量比是0.54,比空气约轻一半。甲烷溶解度很小,在20℃、0.1千帕时,100单位体积的水,能溶解3个单位体积的甲烷。同时甲烷燃烧产生明亮的淡蓝色火焰。

国标编号:21007

C—H 键能:413kJ/mol

H—C—H 键角:109°28′

晶体类型:分子晶体

熔点:-182.5℃

沸点:-161.5℃

蒸汽压53.32kPa/-168.8℃

饱和蒸气压(kPa):53.32(-168.8℃)

相对密度(水=1)0.42(-164℃)

相对蒸气密度(空气=1):0.5548(273.15K、101325Pa)

燃烧热:890.31KJ/mol

总发热量:55900kJ/kg(40020kJ/m3)

净热值:50200kJ/kg(35900kJ/m3)

临界温度(℃):-82.6

临界压力(MPa):4.59

爆炸上限%(V/V):15.4

爆炸下限%(V/V):5.0

闪点(℃):-188

引燃温度(℃):538

分子直径0.414nm

标准状况下密度为0.717g/L,极难溶于水

侵入途径:吸入。

健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离,可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷,可致冻伤。

NH3

氨(Ammonia,即阿摩尼亚),或称“氨气”,氮和氢的化合物,分子式为NH₃,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨,水溶液又称氨水。降温加压可变成液体,液氨是一种制冷剂。氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要,它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途,同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途,氨是世界上产量最多的无机化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子,所以它也是一种路易斯碱。

H2S

硫化氢,分子式为H2S,分子量为34.076,标准状况下是一种易燃的酸性气体,无色,低浓度时有臭鸡蛋气味,有剧毒。硫化氢是一种重要的化学原料。[1]硫化氢为无色气体,有臭鸡蛋味,其水溶液为氢硫酸。分子量为34.08,蒸汽压为2026.5kPa/25.5℃,闪点为<-50℃,熔点是-85.5℃,沸点是-60.4℃,相对密度为(空气=1)1.19。微溶于水,亦溶于醇类、石油溶剂和原油。燃点为292℃。硫化氢为易燃危化品,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

在调研大量工业VOCs气体处理工程案例的基础上,分析了不同工业VOCs气体处理技术的应用状况,包括不同处理技术在国内外的市场占有率、处理气体流量、VOCs浓度、VOCs种类以及所应用的行业等.结果表明,催化氧化、吸附、生物法是应用较多的VOCs处理技术.冷凝、膜分离和吸附工艺多用于处理浓度大于10000mg/m3的VOCs气体,并可回收VOCs;催化燃烧、热力燃烧工艺多用于处理浓度2000~10000mg/m3且不具回收价值的VOCs气体;生物处理、等离子体多用于处理浓度低于2000mg/m3的VOCs气体.在进行VOCs处理技术选择时,应综合考虑VOCs气体特性(VOCs浓度、流量、温湿度、颗粒物含量)、VOCs处理技术的技术经济性能、排放标准等因素.


挥发性有机物(VOCs)包括各种脂肪烃、芳香烃和烃的衍生物等.VOCs的来源十分广泛,除了植物挥发等自然源外,人为源包括各种工业源、农业源、交通源和生活源,其中以工业源的排放量和影响最大.工业生产过程产生的VOCs排放,不仅直接危害周边居民的身体健康,还会促进城市光化学烟雾和霾的生成,间接影响区域大气环境质量.


目前,对于工业VOCs排放的控制越来越受到各级环境保护部门和企业的重视.在生产过程中采用替代产品和实施清洁生产是减少VOCs气体产生和排放的首选措施.然而在多数情况下,对所产生的VOCs气体进行收集处理(包括回收)还是必不可少的控制措施.目前,常见的工业VOCs气体处理技术包括热力燃烧、催化燃烧、吸附、生物处理(包括生物过滤、生物滴滤、生物洗涤等工艺)、等离子体氧化(简称等离子体)、吸收、冷凝、膜分离、光氧化、光催化氧化等.其中,吸附、吸收、冷凝和膜分离技术在一定条件下可用于气体中VOCs的回收,而其他技术则是通过氧化破坏VOCs分子实现净化.目前,关于VOCs废气处理技术的研究大多关注某一项技术的效果与优化,而缺乏针对不同技术实际应用状况、适用范围和选择方法的研究,尤其缺乏相关的案例研究和数据支持.因此,管理部门或企业面对纷繁复杂的技术和工艺,往往难以进行选择和判断.

按照国民经济分类方法,对VOCs处理工程所应用的行业进行归类.其中,化学原料及化学制品制造业又被分为若干个子行业.


吸附、催化燃烧、热力燃烧、生物处理在VOCs处理方面所应用的行业最广泛.其中,吸附技术在化工、医药、设备制造和印刷行业应用较广,而催化燃烧和热力燃烧法在设备制造、化工、塑料、石油行业应用较广泛,而生物处理则主要应用于废气治理、食品等行业恶臭气体处理(除VOCs外,还含有硫化氢、氨等污染物).

其他技术中,吸收和冷凝主要应用于医药和化工行业,膜分离主要应用于化工(合成材料)行业,等离子体主要应用于食品等行业.



结语


在过去两年内,创新型的塑料包装急剧增加并涌入市场。本文仅仅从塑料原料和添加剂供应商的角度列举了很小一部分材料创新,并得到一些食品饮料包装行业的塑料创新趋势。展望未来,塑料在食品及饮料包装领域仍将保持强势地位,这不仅要依靠材料创新,还有赖于食品包装设计理念的提升和最新塑料加工等技术的发展。


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