Шпаргалка по "Управление качеством продукции"

В последнее время  во всем мире растет производство упаковочных  материалов. Упаковка, особенно пищевая, становится более разнообразной, функциональной и красочной. Поэтому сейчас она  выполняет не только свою барьерную  роль, защищая продукты питания от неблагоприятных воздействий окружающей среды, но и имеет рекламное назначение, способствуя продвижению товаров  на рынке. В современных условиях креативного дизайна она может быть выполнена и в классе люкс или премиум. 
Производство упаковки в настоящее время является ведущей отраслью экономики и динамично развивается во всем мире: расходы на нее достигли 500 млрд. долл. США в год.

Но вместе с тем упаковка имеет и свою «обратную», негативную, сторону. Так, в нашей стране ежегодно образуются около 160 млн. м³ твердых  бытовых отходов (ТБО), половину которых  составляет пищевая упаковка. Это  пластик, бумага, картон, стекло, композиционные материалы. Из них только 3% идет на переработку, а остальное сжигается или  вывозится на полигоны. Но сжигание является дорогостоящим процессом, и к тому же при этом образуются высокотоксичные вещества, в том числе и супертоксиканты – фураны и диоксиды, что отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды. Свалки, на которых складируются ТБО, отчуждают полезные земельные площади и служат источником болезнетворных вирусов и патогенных микроорганизмов. При этом следует отметить, что большая часть ТБО может быть переработана и с успехом использована в качестве вторичного сырья. Впервые с проблемой управления ТБО столкнулись развитые страны. Однако вопросы, связанные с переработкой ТБО, могут решаться не только в конце жизненного цикла упаковки, когда она уже больше не нужна потребителю, а в начале ее производства, что гораздо рациональнее. Одним из таких путей является создание так называемой биоразлагаемой упаковки. Сейчас основная доля упаковочных материалов приходится на пластики, что объясняется их достаточно высокой механической прочностью, легкостью, индифферентностью к большому числу пищевых продуктов, технологичностью изготовления, дешевизной и доступностью исходного сырья, возможностью создавать композиционные материалы. Но использование такой упаковки, как показала жизнь, чревато тем, что ее разложение в природных условиях (на полигонах) исчисляется десятками и сотнями лет. Несмотря на это, полимерный упаковочный бум продолжается. Кроме того по подсчетам экспертов, основного сырья для изготовления полимерной упаковки – нефти хватит человечеству лишь только на ближайшие 100 лет. Исходя из этого, одним из актуальных направлений становится производство экологически чистой биоразлагаемой упаковки.

Ее изготавливают на основе полимеров, которые могут разрушаться  в естественных условиях под воздействием природных факторов: свет, температура, влага, а также при участии  живых микроорганизмов (бактерий, дрожжей, грибов и т.д.). При этом высокомолекулярные вещества разлагаются на низкомолекулярные, такие как вода, углекислый газ  и другие соединения. Таким образом совершается естественный круговорот веществ, созданный эволюцией и способный поддерживать экологическое равновесие в природе.

Способы получения биопластиков

Такие биопластики можно получать двумя способами: либо на основе веществ органической природы (олигосахариды, целлюлоза, зерно, молоко и т.д.), либо биотехнологическим путем. Сейчас наибольшее распространение получило изготовление биоразрушаемой упаковки, основанное на введении в синтетический полимер веществ растительного происхождения. Они служат питательной средой для микроорганизмов, что приводит к нарушению целостности упаковки и, соответственно, к разрушению. Сырьем для получения этих веществ является: картофель, свекла, тапиока, зерновые и бобовые культуры, целлюлоза (древесина, хлопчатник, лигнин) и др. В настоящее время значительное место в производстве упаковочных материалов отводится сополимеру этилена и винилацетата. В него в качестве биоразлагаемого компонента вводится крахмал – воспроизводимый природный полимер. Он хорошо разлагается под действием воды и микроорганизмов, не загрязняя при этом почвы. Для разрушения этого материала были предложены эффективные микроорганизмы – биодеструкторы.

Также разработана композиция полистирола с крахмалом или  целлюлозой, которая используется для  выпуска пищевой упаковки и сельскохозяйственной пленки. Такой материал разрушается  почти наполовину за 50 и практически  полностью – через 80 дней. К разрушаемым биопластинкам относится сополимер оксибутирата и оксивалерата. Это полиоксиалканоаты, которые по своим физико-химическим свойствам сходны с полиэтиленом и полипропиленом, но способны к биоразложению. Так, для термопластичного биополимера, полиоксибутирата, созданы специальные водородокисляющие микроорганизмы – водородные бактерии. Это полимеры нового поколения, имеющие высокий рыночный потенциал и в недалеком будущем, благодаря способности включаться в глобальные биосферные циклы они смогут заменить традиционные, не разрушаемые природой, полиолефины. Это экологически чистые полимерные материалы, разлагаемые в естественных условиях до конечных продуктов – воды и диоксида углерода.

Перспективным является стремление к получению полимерных композиций, которые легко разлагаются в  почве, например, как газетная бумага. Так, материалы на основе поливинилового спирта способны биоразлагаться в горячей и холодной воде. Полимеры, изготовленные на основе молочного белка – казеина, полностью разрушаются при компостировании в течение 45 дней. Введение в эти полимеры добавок растительного происхождения позволяет варьировать степенью биоразложения в природных условиях от 1 до 2 месяцев.

Новым упаковочным материалом является эколин. Его получают из полиэтилена или полипропилена с добавлением таких природных минеральных наполнителей, как известняк или доломит. Содержание наполнителя в композите может составлять до 50%. Этот материал прошел сертификацию и в качестве упаковки может применяться для пищевых продуктов. Его преимуществами являются нетоксичность, дешевое минеральное сырье, меньший расход нефтепродуктов. К перспективной относится упаковка из кукурузы. Основную часть ее зерна составляет целлюлоза, образующаяся за счет фотосинтеза. Из кукурузы изготавливают разнообразную упаковку, например бутылки. Выпускают и пленку, которую используют не только как пищевую упаковку, но и применяют в других областях. Пленку можно производить и непосредственно из кукурузного крахмала, которым так богаты зерна этой культуры. Подобные упаковочные материалы быстро и полностью разлагаются в природных условиях и даже при сжигании не выделяют вредных веществ. Историческим фактом является то, что еще в 30-е годы прошлого века Генри Форд изучал возможности использования пластиков на основе сои для деталей своих автомобилей.

Биогенная упаковка

Представляет интерес  и так называемая биогенная упаковка. Ее можно изготовить, например, из древесной  массы, которая накапливается в  виде отходов при прочистке лесов. Такая упаковка полностью утилизируется  под воздействием природных факторов. В качестве материала для создания биогенной упаковки могут использоваться отходы пищеперерабатывающей промышленности. Так, при изготовлении яблочного  сока побочным продуктом являются яблочные выжимки, представляющие собой полисахариды, которые могут служить составной  частью биоразлагаемой упаковки. Следующий путь – использование материалов на основе водорослей. Это быстрорастущее сырье – так некоторые виды водорослей могут за 12 часов вырасти на целый метр. Кроме того, следует отметить, что это возобновляемый источник растительного сырья, на основе которого создан, к примеру, такой материал, как поропласт. После его использования он легко компостируется или подвергается вторичной переработке, например, с макулатурой.

Как было установлено исследованиями, сине-зеленные водоросли, или цианобактерии, способны синтезировать целлюлозу. Ее можно использовать как биоразлагаемую добавку для изготовления бумаги, сохраняя тем самым наши леса от излишней вырубки. Это один из экологически чистых способов получения целлюлозы, которая синтезируется бактериями. Если учесть, что цианобактерии живут на нашей земле повсюду уже 2,8 миллиарда лет, они представляют несомненный интерес для тароупаковочной промышленности, являясь воспроизводимым и экологически безвредным природным ресурсом. Сейчас во всем мире снова возрос интерес к упаковке, изготовленной из бумаги и картона. Хотя она и дороже полимерной, однако потребители (особенно в развитых странах) готовы платить больше, приобретая пищевой продукт, упакованный в экологически чистый материал природного происхождения. Большое внимание уделяется пергаменту, традиционно производимому из целлюлозы. Использованная пергаментная упаковка из-под кондитерских изделий или масло/жиросодержащих продуктов не загрязняет окружающее среду, хорошо биоразлагается и может являться вторичным сырьем, например, для удобрений или производства компоста, а также макулатурной добавкой при изготовлении бумаги.

Съедобная упаковка

Заслуживает внимание и упаковка из молока – новый вид так называемой «съедобной» пищевой упаковки. На основе молочного белка – казеина  получают водонепроницаемую пленку. Такие тонкие пленки можно наносить непосредственно на пищевой продукт  – они очень хорошо выполняют  свои барьерные функции, т.е. защищают продукт от механических, атмосферных  и других неблагоприятных воздействий. Так, в частности, они хорошо поддерживают влажность, и поэтому их применяют  для сырков, а ламинированный пленочный  казеин – для йогуртов. Казеин можно  модифицировать, т.е. вводить в его  состав витамины, ароматизаторы, антиоксиданты для улучшения питательных свойств и увеличения срока хранения. Такие упаковки получили название «активные», так как они принимают непосредственное участие в производстве пищевого продукта. Это новое и рациональное направление в пищевой промышленности. В организме человека они, при изготовлении их на основе полисахаридов или целлюлозы, могут играть роль натуральных энтеросорбентов, выводя из организма тяжелые и токсичные металлы, радионуклиды и другие контаминанты. С другой стороны, уделяется внимание и микроорганизмам, для которых разрабатывают специальные биопрепараты, служащие для них иммуномодуляторами. Такие вещества повышают продуктивность микроорганизмов и активируют ферментные процессы, протекающие в ходе их жизнедеятельности. Природные штаммы-деструкторы все чаще становятся объектами исследования биотехнологии. Согласно оценкам экспертов, такие технологии примерно в 50 раз дешевле по сравнению с традиционными химическими способами. Поэтому работа по методам стимуляции деградативной активности микроорганизмов продолжается.

Умная упаковка

Между тем упаковка продолжает развиваться дальше. Скоро она  будет выступать в роли детектора  свежести продуктов питания. Для этого на нее будут наносить пластиковый диск (конечно, из биоразлагаемого полимера), который меняет цвет, когда продукт начинает портиться, например от бесцветного до розового или голубого – в зависимости от вида пищевого продукта. Первые диски уже появились для морепродуктов – рыбы креветок. Другой разработкой является продуктовый «светофор», наносимый на вакуумную упаковку, в частности, колбасные изделия, и имеющий два индикатора «сигнализирующих» о пригодности или испорченности продукта питания. Пока биоразлагаемые упаковочные материалы дороже традиционных. Но, несмотря на это, многие крупные розничные сети переходят на более современную упаковку. Возрастание объемов производства таких упаковочных средств приведет к снижению их стоимости. Ускорению внедрения этих материалов способствуют соответствующее общественное мнение и законодательные меры воздействия и регулирования на управление упаковочными отходами. При этом необходимы экономические стимулы для производителей биоразлагаемой упаковки, а также информированность населения о ее положительных качествах. Пока тенденции таковы, что рынок упаковочных материалов будет продолжать динамично расширяться, чему активно способствует и быстро развивающийся электронный бизнес.

Представьте себе, что вы забыли торт-мороженое летом  при 35 °С в багажнике вашего автомобиля. Не проблема! «Умная» упаковка может защитить себя сама от жары благодаря нанотехнологии. При необходимости включается «нано-холодильник» и продукт остается свежим!

Другие примеры также  заманчивы: кислое молоко благодаря  «наноиндикатору» становится в упаковке красным. Или: упаковка куриной грудинки благодаря окрашиванию в голубой цвет указывает, что срок годности уже истек или нарушена герметичность упаковки. Все это еще один шаг, а если учесть наши сегодняшние представления - даже целый прыжок вперед: «Пицца глубокой заморозки нано-мульти-вкус» сама настраивается путем нажатия кнопки на различные прихоти и вкусы потребителей. Посредством различных микроволн активизируются различные «нано-капсулы» так, чтобы пицца приобретала разный вкус и цвет: 400 ватт – для «Маргариты», 800 ватт – для пиццы с ветчиной и грибами и 1600 ватт – для «Четырех времен года». Так или подобным образом могут выглядеть продукты питания или упаковки будущего. И все благодаря нанотехнологии!

Нанотехнология (NT) занимает изменение материалов на атомном уровне. Нанометр (nm) соответствует одной миллиардной части метра. При помощи NT, путем целенаправленного вторжения в атомарную область, создают новые вещества и материалы с новыми характеристиками. Нанотехнологии действуют уже сегодня как ключевые технологии XXI века. Эксперты прогнозируют уже в ближайшие 10 лет гигантский рыночный потенциал для этой технологии объемом в 1,13 биллиона евро! Бесспорно, что в последующие годы нанотехнология будет оказывать влияние на многие области нашей повседневной жизни, а может быть, даже совершит настоящую революцию в наших продуктах питания и их упаковке. Одобрение потребителями NT Интенсивность одобрения Упаковки с высокой защитой от порчи Тест на полное подтверждение наличия определенных частиц в пищевых продуктах (например, для аллергиков) Потребитель видит непосредственную и важную пользу надежности и качества благодаря использованию NT Опосредованная польза надежности и качества для потребителей очевидна Нано-частицы для улучшения консистенции пищевых продуктов Модель технических культур Отказ от использования NT Отклонение потребителями NT

Нано – очень  малые частицы великого

В области продуктов питания NT особенно изменит функциональность и образ продуктов питания  и упаковки. Уже сегодня эта  технология применяется в производстве, упаковке и в области безопасности пищевых продуктов. Нано-покрытие для пивных бутылок из РЕТФ позволяет хранить содержимое шесть и более месяцев. Целый ряд пищевых добавок нано-шкалы в продуктах, начиная с витаминов и красителей до средств для усреднения консистенции, уже сегодня придают продуктам особые качества.

Нечеткий профиль  риска NT

Так как вопросы, связанные  с нанотехнологиями, не ставились ранее так активно, риски NT еще далеко не изучены. Надежды, которые связывают с этими технологиями, огромны: более длительная сохраняемость, надежные упаковки, лучшая прослеживаемость продуктов и более полезные продукты питания – вот только некоторые из ожидаемых инноваций. Для пищевой промышленности технология имеет огромный экономический потенциал. Так, глобальная емкость рынка нано-продуктов питания должна повыситься с сегодняшних 2,7 млрд. евро до свыше 22,6 млрд. евро в последующие пять лет. Благодаря этому нанотехнология обещает стать центральным инновационным двигателем и двигателем роста. Но там, где много света, есть также и тень. И, как любая новая технология, NT также таит в себе риски. Правда, исследование рисков в этой области еще находится в зачаточном состоянии. И мы мало знаем о возможных воздействиях наночастиц на окружающую среду и здоровье. Не кажется ли вам данное положение уже знакомым? Точно, в начале 90-х годов генные технологии также были «технологией надежды». Но, как мы знаем, не все так гладко. Генетически модифицированные продукты питания натолкнулись на сопротивление потребителей: двое из трех потребителей полностью отвергают «зеленую» генную инженерию. И, напротив, в «красной» генной инженерии (то есть в медицине) такая технология большинством голосов принимается. В восприятии потребителей питание является самой чувствительной областью жизни, если речь идет о принятии новых технологий. Основа для этого проста: мы потребляем продукты питания несколько раз в день, поэтому ощущение уязвимости очень высоко. И, наоборот, при тяжелой болезни мы готовы идти на риск и проглотить изготовленные на основе генной инженерии медикаменты, ведь риску противостоит исключительная польза. Информацию об исключительной пользе генетически модифицированных пищевых продуктов вряд ли не станет возможным успешно довести до потребителей. Также и относительно нано-продуктов питания - самое важное состоит в том, чтобы заслужить одобрение у потребителей. Связь и информирование будут здесь стратегическим ключевым элементов.

NT еще не является темой  для обсуждения в широких кругах  общественности, в особенности в  связи с пищевыми продуктами. Но положение может быстро  измениться. И в первую очередь  благодаря широкому спектру использования  рисков, оценка которых до сих  пор не проведена, а также  пока еще отсутствующим разъяснительным  и регламентирующим директивам. Будет ли нанотехнология в области продуктов питания в будущем воспринята потребителями, станет ли желаемой и пользующейся спросом? Одобрение применения нанотехнологии в продуктах питания именно тогда, когда продукты жизненно необходимы, значимой темой будет повышение безопасности пищевых продуктов. Везде, где потребители обнаруживают, что NT делает их продукты питания безопаснее, например, быстро указывает на примеси, мы видим одобрение у потребителей. Напротив, там, где NT используется для оптимизации промышленных продуктов питания по вкусу, консистенции, всегда нужно будет бороться со страхами потребителей в связи с использованием новых технологий.

Появится ли новое  поколение функциональных продуктов  питания?

Функциональные продукты питания являются делом доверия, по крайней мере, в восприятии потребителей. Тогда пусть долговременные исследования научно доказывают оздоровительный  эффект определенных веществ и добавок, но в восприятии потребителей медикамент сохраняется как альтернатива пищевого продукта с «лечебным» эффектом. NT предлагает новый способ сообщать о воздействии продуктов питания. В качестве примера: маленькие «нано-роботы», которые выполняют в теле человека самую ответственную работу, могут содействовать, например, воздействию побочных растительных веществ. Каждая новая технология хороша настолько, насколько хороша история, которую она рассказывает. Рис. 2. Области применения нанотехнологии в секторе пищевых продуктов. Сельское хозяйство Материалы/упаковки Пищевые продукты Продукты Безопасность пищевых продуктов, биобезопасность Пищевые добавки

Будущее "нано" и упаковки

Какую роль будет играть нано д

ля производства упаковки? Уже сегодня очевидно, что различные применения нанотехнологии (материалы, покрытия поверхности и т. д.) скрывают огромный потенциал возможностей и роста для промышленности упаковочных материалов. Более длительная сохранность продуктов, меньшее количество отходов, большая безопасность продуктов – только некоторые преимущества, от которых выиграет промышленность, торговля и потребители. Эпоха нано, таким образом, уже давно началась для промышленности упаковочных материалов. Сейчас для конкурентов вопрос в том, насколько быстро они в нужный момент с нужным продуктом окажутся в нужном месте. И кто знает: может быть нужным продуктом скоро будет «элегантная» упаковка для торта-мороженого, которую вы мысленно уже извлекли из нагретого багажника вашего автомобиля.