Введение в тестирование упаковки для пищевых продуктов 

Сегодня упаковка в пищевой промышленности играет важную роль, поскольку от нее зависит срок годности продукта, его безопасность и одобрение регулирующими органами. Поэтому тестирование пищевой упаковки стало необходимым этапом производства. 

По данным Европейского управления по безопасности пищевых продуктов (EFSA), в материалах, контактирующих с продуктами питания, содержится более 4000 химических веществ. Если их не протестировать должным образом, они могут попасть в пищу, навредить людям и вызвать дорогостоящие отзывы. 

Производители используют различные тесты, чтобы проверить, насколько хорошо продукт выдерживает физические нагрузки, изменения в химических веществах и стресс от окружающей среды. Они помогают компаниям соблюдать отраслевые правила, а также поощряют новые идеи в области экологичной упаковки. 

В следующих разделах мы рассмотрим основные цели тестирования упаковки на современном конкурентном рынке, изучим его основные виды, рассмотрим ключевые стандарты и правила, а также поговорим о том, как производители могут использовать данные для улучшения качества своей продукции и укрепления доверия с потребителями.

Основные цели испытаний упаковки для пищевых продуктов 

Основными причинами проверки пищевой упаковки являются гарантия безопасности, сохранение качества и соблюдение всех необходимых норм. Все эти цели взаимосвязаны и помогают сохранить целостность цепочки поставок продуктов питания.

1. Обеспечение безопасности продукции: 

Упаковка - это первый барьер, который препятствует проникновению внешних загрязнений. Тестирование гарантирует, что упаковка не выделяет вредных химических веществ в пищу, тем самым защищая потребителей. Это означает проверку на наличие тяжелых металлов, запрещенных веществ и других опасных материалов.

2. Поддержание качества продукции: 

Помимо безопасности, упаковка отвечает за сохранение свежести, вкуса и питательности продуктов. При тестировании проверяется герметичность, способность пропускать влагу и кислород, а также то, насколько хорошо упаковка защищает продукты в течение срока годности.

3. Достижение соответствия нормативным требованиям: 

В каждом регионе существует свой свод правил для материалов, контактирующих с пищевыми продуктами. Тестирование гарантирует, что упаковка соответствует этим стандартам, что облегчает ее распространение на различных рынках. Часто требуется соответствие стандартам ASTM International и Международной ассоциации безопасного транзита.

4. Поддержка устойчивых практик: 

По мере того как промышленность переходит к использованию меньшего количества отходов, тестирование гарантирует, что экологичная упаковка безопасна и эффективна. Для этого необходимо проверить, как биоразлагаемые материалы взаимодействуют с пищевыми продуктами. Если производители сосредоточатся на этих задачах, их упаковка будет соответствовать отраслевым правилам, радовать потребителей и быть экологически безопасной.

Основные категории методов тестирования пищевой упаковки 

Когда мы говорим о тестировании пищевой упаковки и лабораторных испытаниях, мы имеем в виду целый ряд тестов, которые работают вместе, чтобы гарантировать, что упаковка безопасна, эффективна и отвечает всем требованиям от начала до конца. Тип используемых испытаний зависит от упаковки продукта, условий, в которых он может находиться, и правил, установленных в разных странах. Давайте подробнее рассмотрим основные категории.

Тестирование физической работоспособности 

В ходе испытаний на физические характеристики упаковочные материалы проверяются на то, как они справляются с механическими нагрузками, которым подвергаются на всех этапах использования. Они необходимы для того, чтобы упаковка была безопасной и эффективно защищала продукт на протяжении всей цепочки поставок.

• Испытание на сжатие: 

Тест проверяет, выдержит ли упаковка толчок сверху, не сломавшись и не погнувшись. Это наиболее важно для продуктов, которые хранятся или транспортируются в штабелях. Если сжатие не выдерживается, это может привести к проблемам с упаковкой, небезопасным продуктам и потерям в логистике. Хорошая устойчивость к сжатию необходима для сохранения прочности конструкции и защиты содержимого от внешнего давления. 

• Испытание на прочность при растяжении: 

Испытания на растяжение определяют силу, необходимую для разделения упаковочного материала. Пленки, ламинаты и гибкая упаковка, используемая при автоматизированной фасовке или запечатывании, нуждаются в особом внимании. Сильная прочность на разрыв предотвращает разрыв упаковки и позволяет ей сохранять свою форму и правильно работать в обычных условиях.

• Испытание на ударопрочность: 

Испытания на удар проверяют, как упаковка переносит внезапные удары или падения, которые часто случаются при транспортировке и погрузке. Испытание помогает избежать повреждений, протечек или изменения формы пищевых продуктов, в первую очередь хрупких изделий и контейнеров с жидкостью внутри. Хорошая ударопрочность помогает сократить количество отходов и защитить потребителей. 

• Испытание целостности уплотнений: 

Проверка целостности уплотнения проводится для того, чтобы убедиться, что крышки не протекают под воздействием внешних сил. Хорошая герметичность необходима для предотвращения загрязнения, сохранения свежести продуктов и качества материалов, контактирующих с пищей. Если пломбы недостаточно прочны, они могут позволить микробам проникнуть внутрь и вызвать порчу продуктов.

Любой процесс тестирования упаковки опирается на эти физические испытания. Они предоставляют производителям важную информацию для улучшения упаковки, выбора правильных материалов и соблюдения промышленных стандартов для безопасной продукции. 

Испытания на устойчивость к воздействию окружающей среды 

Этот вид испытаний касается упаковки пищевых продуктов в различных условиях, связанных с факторами окружающей среды, и того, как они влияют на продукт в течение всего его жизненного цикла. Как и во всех других процессах, упаковка призвана защищать содержимое от воздействия внешних температур, влажности и физических нагрузок, начиная с хранения на заводе и заканчивая международной транспортировкой. Эти испытания гарантируют стабильность и безопасность как продукта, так и его упаковки вплоть до употребления.

• Воздействие температуры и влажности: 

При таком подходе анализируется механическая устойчивость и функциональность упаковки при экстремальных или неожиданных изменениях климата. Повышенные температуры могут привести к размягчению и деформации материалов, ослаблению клея и нарушению герметичности. Низкие температуры могут привести к хрупкости и растрескиванию материалов. Влажность также может привести к разрушению бумажной упаковки и пломб. Испытания гарантируют, что упаковка сможет выдержать широкий спектр географических и сезонных изменений, не потеряв своих защитных свойств. 

• Вибрационные испытания: 

Вибрация повторяет движения и удары, возникающие при транспортировке автомобильным, железнодорожным, морским или воздушным транспортом. Продолжительное воздействие таких вибраций может привести к усталости материала, разрушению уплотнений или смещению внутреннего продукта, что приведет к повреждению. Выявление слабых мест в упаковке до ее распространения позволяет производителям усовершенствовать конструкцию упаковки и смягчить потенциальный ущерб на протяжении всей цепочки поставок. 

• Исследования срока годности: 

Оценка срока годности проверяет, сохраняет ли упаковка свою форму и защищает ли она продукт при обычном хранении. Вы должны следить за любыми изменениями во внешнем виде упаковки, ее прочности и способности сохранять продукт в безопасности. Эти исследования часто связаны с проверкой материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, и помогают определить, насколько свежим будет продукт, выявить любые проблемы с упаковкой и сократить количество отходов. 

Испытания на устойчивость к воздействию окружающей среды помогают гарантировать безопасность продуктов, надежность упаковки и доверие потребителей. Поскольку растет спрос на эффективную и экологичную упаковку, производители должны гарантировать, что их упаковка будет надежной в любых условиях и не повлияет на продукты питания или их качество. 

Химические и миграционные испытания 

Химические и миграционные испытания направлены на определение границ взаимодействия между продуктами питания и материалами, используемыми для их упаковки. Цель состоит в том, чтобы предотвратить перенос любых опасных материалов из упаковки продуктов питания в их содержимое при регулярном использовании. Эти испытания необходимы для охраны здоровья населения, соблюдения действующих норм и защиты потребителей. 

• Миграционное тестирование:  

Миграционный тест определяет возможное загрязнение продуктов питания химическими веществами, присутствующими в контейнере. Такие химические вещества могут быть изготовлены из пластмасс, растворителей, мономеров или остатков производства. Испытания проводятся в контролируемых условиях, которые имитируют реальные ситуации хранения или нагревания. Проверяется, находятся ли уровни миграции в пределах, допустимых для общественного здравоохранения и безопасности пищевых продуктов. Это особенно важно при тестировании материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, где длительное воздействие тепла способно увеличить скорость миграции химических веществ. 

• Тестирование запрещенных веществ: 

Этот тест направлен на ограничение использования или полный запрет химических веществ в составе упаковочных материалов. Некоторые из обычно контролируемых материалов связаны с умеренным или высоким риском для здоровья, например тяжелые металлы, фталаты и бисфенол А (BPA). Тестирование подтверждает отсутствие таких материалов, а если они и присутствуют, то только в допустимых законом пределах. Производителям это помогает в реализации бизнес-стратегии, защищая их от обвинений в нарушении нормативных требований и защищая имидж бренда на современном рынке. 

• Испытания на совместимость: 

Этот метод позволяет определить, будут ли продукты питания и упаковка взаимодействовать в течение определенного времени. Например, некоторые продукты с высоким содержанием жира или кислоты могут разрушительно воздействовать на некоторые пластики или клеи, вызывая загрязнение или изменяя некоторые сенсорные свойства пищи. Испытания на совместимость помогают понять эффективность упаковочного материала, а прямой контакт с определенными видами продуктов питания помогает выбрать специально разработанные упаковочные материалы. 

Оценка безопасности не ограничивается химическими испытаниями; она также охватывает растущую международную озабоченность прозрачностью цепочки поставок и экологической ответственностью. Внедрение новых материалов и устойчивых концепций упаковки обычно сопровождается тщательными испытаниями, чтобы убедиться, что инновации не нанесут вреда здоровью населения. 

Испытание барьерных свойств 

Испытание барьерных свойств очень важно для определения эффективности данного упаковочного материала в защите продуктов питания от воздействия кислорода, влаги и газов, которые могут повлиять на их качество, свежесть или безопасность. Надлежащие барьерные характеристики обеспечивают увеличение срока хранения, целостность продукта и помогают выполнить требования, предъявляемые к широкому спектру пищевых продуктов. 

• Скорость передачи кислорода (OTR): 

Испытание OTR оценивает степень проникновения кислорода в каждый конкретный упаковочный материал. В скоропортящихся продуктах, таких как закуски, готовые блюда, кофе, молочные продукты и т. д., необходимо учитывать, как быстро воздействие кислорода может ускорить окисление, вызвать деструкцию и даже изменить цвет. Для таких предприятий или продуктов, чувствительных к кислороду, низкие значения OTR необходимы для сохранения цвета, вкуса и свежести. Точные измерения помогают выбрать противоположные материалы, которым необходим правильный уровень барьера. 

• Коэффициент пропускания паров влаги (MVTR): 

Испытания MVTR направлены на то, насколько хорошо упаковка запечатывает влагу внутри или снаружи. Это очень важно для сухих продуктов, таких как хлопья, порошки и обезвоженные продукты, где влага может комковаться, способствовать росту микроорганизмов или вызывать ухудшение текстуры. Кроме того, некоторые продукты требуют контролируемой потери влаги для сохранения качества. Производители могут повысить стабильность продукта при различном воздействии окружающей среды, а также при длительном хранении или транспортировке, зная MVTR материала. 

Испытания на барьерные свойства сегодня занимают центральное место в тестировании упаковки для пищевых продуктов, поскольку растет интерес к упаковке на биооснове и устойчивой упаковке для пищевых продуктов. Новые материалы часто изготавливаются на биооснове, что требует подтверждения того, что они обеспечивают как минимум такой же уровень защиты, как и обычные пластики, чтобы сохранить безопасность и качество в цепочке поставок. Кроме того, стабильные барьерные характеристики способствуют соблюдению необходимых требований, регулирующих барьерные свойства, и помогают укрепить доверие конечных потребителей и розничных продавцов к рынку. 

Стандарты испытаний и соответствие требованиям для упаковки пищевых продуктов 

Для того чтобы испытания пищевой упаковки были эффективными, производители должны использовать признанные методы испытаний и соблюдать все необходимые правила безопасности, эксплуатационные характеристики и нормы безопасности для потребительских товаров. Они помогают направлять испытания, а также решать, готово ли упаковочное решение к использованию на рынке.

За разработку этих стандартов отвечают многие международные организации. ASTM International, ISO и Международная ассоциация безопасного транзита разработали признанные методы испытаний упаковки в механических, химических и экологических условиях. Использование этих методов гарантирует, что результаты испытаний одинаковы и могут быть сопоставлены для различных материалов и продуктов. 

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) и Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) отвечают за установление правил использования химических веществ в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами. Например, для того чтобы тяжелые металлы, растворители или пластификаторы не попадали в пищу в опасных концентрациях, необходимо проводить миграционные испытания. 

Соблюдение этих норм безопасности важно не только для закона, но и для защиты потребителей, здоровья людей и окружающей среды. Часто несоответствие упаковки необходимым стандартам может привести к задержке выпуска продукции, ее изъятию с рынка или юридическим последствиям. 

Хорошие показатели соответствия нормам помогают предприятию завоевать доверие всех партнеров в цепочке поставок. Это также помогает завоевать доверие потребителей, особенно в тех отраслях, где от состояния упаковки зависит как качество продукта, так и срок его хранения. По этой причине включение испытаний на соответствие нормативным требованиям в процесс разработки продукции является необходимым, а не тем, о чем можно подумать только после того, как продукт будет готов. 

Как интерпретировать результаты тестирования пищевой упаковки и действовать в соответствии с ними 

Чтение цифр, полученных в результате испытаний пищевой упаковки, очень важно, но вы также должны понимать, что они говорят о безопасности продукта, о том, как долго он может храниться и соответствует ли он нормативным требованиям. Пределы миграции, скорость передачи кислорода (OTR) и скорость передачи паров влаги (MVTR) - три показателя, которые обычно имеют большое значение. 

Если результаты миграционного теста превышают допустимые пределы, это может свидетельствовать о риске для здоровья человека, поэтому следует немедленно провести проверку. Если показатель OTR выше ожидаемого, это может привести к тому, что продукты, которым необходим кислород, будут быстрее портиться. Кроме того, высокий показатель MVTR может привести к тому, что продукты испортятся или приобретут другую текстуру. То, как используются эти показатели, зависит от продукта, его упаковки и условий, в которых он будет распространяться. 

Если результаты испытаний не соответствуют стандартам, производители должны проверить, не связана ли проблема с материалами, упаковкой или способом изготовления продукта. Часто проблему можно решить, используя другой барьерный материал, сделав печать более прочной или изменив толщину упаковки. Тем не менее, изменения в конструкции должны быть тщательно протестированы перед использованием. 

Оптимизируйте производительность упаковки с помощью надежного оборудования 

Хорошая система упаковки начинается с тщательной и точной работы на производственной линии, а не только с прохождения лабораторных тестов. Качество оборудования напрямую связано с результатами проверки целостности уплотнений, скорости передачи кислорода (OTR) и пределов миграции. Если ваше оборудование работает плохо, даже самые лучшие упаковочные материалы могут не пройти жесткие испытания. 

Levapack предлагает полностью автоматизированные упаковочные системы для пищевой промышленности. Мы производим высокоточные машины для розлива, консервирования, герметизации, укупорки и этикетирования уже более 18 лет. Мы используем пищевую нержавеющую сталь 304/316 для изготовления нашего оборудования и добавляем компоненты от Siemens, SMC и Schneider, чтобы обеспечить его стабильность, гигиеничность и неизменную работу в промышленных условиях. 

Если вы являетесь продуктовым брендом или OEM/ODM-партнером, Levapack может предоставить вам индивидуальную упаковку, гибкий дизайн и поддержку по всему миру. Мы можем использовать различные контейнеры и материалы с нашими машинами, и мы проверяем их качество, проверяя прочность запечатывания и выдерживая их в течение 36 часов. 

Если вы хотите улучшить качество упаковки и избежать дорогостоящих неудач при тестировании, правильное оборудование - это ключ к успеху. Свяжитесь с Levapack и узнайте о решениях по автоматизации, которые соответствуют вашему продукту, масштабу производства и требованиям к тестированию. 

Общие проблемы и способы избежать неудач при тестировании 

Даже опытные производители при тестировании пищевой упаковки могут столкнуться с проблемами, которые влияют на точность или соответствие требованиям. Часто они вызваны новыми правилами, различиями в материалах или проблемами в работе. Если решать эти проблемы на ранних этапах, можно улучшить как результаты испытаний, так и общее качество продукции. В таблице ниже перечислены распространенные проблемы и полезные способы их решения: 

Будущие тенденции в области тестирования пищевой упаковки 

Когда меняется пищевая промышленность, меняются и стандарты тестирования пищевой упаковки. Инновации приводят к изменениям в трех важных областях: интеллектуальные технологии, экологичные материалы и контроль качества на основе данных. 

Умная упаковка и потребности в цифровом тестировании 

Умная упаковка теперь используется на практике. Все чаще в дорогостоящих продуктах питания используются встроенные датчики, индикаторы свежести и датчики температуры. В связи с этими инновациями необходимы новые виды испытаний упаковки, такие как проверка совместимости цифровых технологий и надежности датчиков. Упаковка должна обеспечивать сохранность продуктов питания, а также позволять получать данные в режиме реального времени и контролировать безопасность. 

Устойчивые материалы, требующие новых методов проверки 

Экологичность по-прежнему остается главной проблемой, и производители изучают биоразлагаемые пленки, перерабатываемые полимеры и экологичные упаковочные решения на основе растений. Тем не менее, эти методы создают свой собственный набор проблем с тестированием. Они должны быть одобрены для использования с пищевыми продуктами, служить разумное количество времени и хорошо работать в различных транспортных ситуациях. По этой причине испытания упаковки теперь проводятся для того, чтобы проверить, насколько хорошо она работает и безопасна ли она для окружающей среды.

ИИ и аналитика данных повышают контроль качества 

Машинное обучение помогает производителям переосмыслить методы оценки упаковки. Системы искусственного интеллекта используют большие объемы тестовых данных, чтобы найти закономерности отказов, предсказать, как система будет работать с течением времени, и рекомендовать способы улучшения конструкции. Такое использование данных позволяет ускорить тестирование, сократить время выпуска новых продуктов и поддерживать высокий уровень безопасности. 

Они свидетельствуют о том, что компании переходят от реактивного контроля качества к использованию технологий для планирования упаковки. Те, кто обновляет свои методы тестирования, могут легче соответствовать нормативным требованиям, обеспечивать безопасность своей продукции и оставаться впереди на быстро меняющемся рынке. 

Последняя мысль 

Испытания упаковки для пищевых продуктов необходимы не только для соответствия нормативным требованиям, но и для обеспечения безопасности и качества. Испытания на прочность, химическую безопасность и пределы миграции позволяют доказать, что упаковочные материалы хорошо работают на всех этапах цепочки поставок и в различных условиях. 

Тестирование на начальном этапе разработки упаковки помогает избежать сбоев в работе продукта, снижает вероятность отзыва и улучшает восприятие продукта потребителями. Это также помогает компаниям следовать международным стандартам ASTM International и Международной ассоциации безопасного транзита, что способствует соблюдению нормативных требований во всем мире. 

Когда меняются упаковочные технологии, испытания также должны меняться, чтобы соответствовать конкретным требованиям. Независимо от того, используете ли вы экологичные материалы или "умную" упаковку, надежный и спланированный процесс тестирования необходим. Если вы включите его в процесс обеспечения качества, вы поможете защитить свой продукт и поддержать успех вашего бренда и компании.