Ретортируемые гибкие контейнеры представляют собой многослойные конструкции, которые подвергаются термической обработке, как консервные банки. Материалы, из которых изготовлены гибкие контейнеры, обеспечивают превосходные барьерные свойства, длительный срок хранения, герметичность, прочность и устойчивость к проколам, а также выдерживают суровые условия термической обработки. Как правило, любой продукт, который в настоящее время расфасован в банки или стекло, может быть упакован в гибкие контейнеры.
Пакет-реторта, пожалуй, является самым значительным достижением в области упаковки пищевых продуктов со времен разработки металлической банки (Мермельштейн, 1978). Конструкция используемого сегодня ретортируемого пакета состоит из ламината, состоящего из трех материалов: наружного слоя из полиэфирной пленки толщиной 12 мкм для прочности, адгезива, нанесенного на средний слой из алюминиевой фольги толщиной 9-18 мкм для защиты от влаги, света и газов, который нанесен на внутренний слой из полипропилена толщиной 76 мкм пленка служит для термосваривания и контакта с пищевыми продуктами. Полиэфирная пленка используется для обеспечения высокой термостойкости, прочности и пригодности для печати (Рахман, 1999).
Преимущества реторт-пакета
Ретортный пакет имеет много преимуществ перед упаковками для консервированных и замороженных продуктов для предприятий пищевой промышленности, дистрибьюторов, розничных торговцев и потребителей.
Эти преимущества заключаются в следующем (Мермельштейн, 1978).:
1. Для достижения температуры стерилизации в пакете требуется меньше времени, чем в банках, что объясняется более тонким профилем пакета и большей площадью поверхности на единицу объема. Кроме того, благодаря тому, что продукт не переварен у поверхности, как это может быть при приготовлении в банках, качество продукта сохраняется лучше. Продукт сохраняет свой цвет, более плотную текстуру и свежий вкус, а также теряет меньше питательных веществ. Мешочек особенно полезен для таких продуктов, как нежные соусы, морепродукты и первые блюда, где важны цвет и текстура. Кроме того, такие продукты, как овощи, могут быть упакованы в пакеты-реторты с меньшим количеством рассола (что необходимо для улучшения процессов теплопередачи). Таким образом, вес при транспортировке уменьшается, а рассол выбрасывается меньше (Мермельштейн, 1978).
2. Упакованный продукт является коммерчески стерильным, не требует охлаждения или замораживания и устойчив к хранению при комнатной температуре.
3. Продукты в пакетиках можно есть, не разогревая, или их можно быстро разогреть, опустив на несколько минут в кипящую воду. Замороженные продукты, напротив, требуют разогрева в течение примерно получаса. Таким образом, для разогрева пакета-реторты требуется меньше энергии. Готовые продукты также можно разогреть в микроволновой печи, просто вынув их из пакета перед разогревом.
4. Пакет можно легко и безопасно открыть, надорвав его сверху по вырезу на боковой стороне упаковки или разрезав ножницами. Для этого не нужен консервный нож и не опасны крышки от банок или битое стекло. Также не составит труда сразу же после извлечения из кипящей воды обработать пакет.
5. Не нужно пачкать кастрюли, сковородки и даже посуду. Продукты можно есть прямо из пакета или подавать на тарелках.
6. Пакеты весят меньше, чем аналогичные банки, что позволяет снизить затраты на дистрибуцию.
7. Пакеты, как пустые, так и полные, занимают меньше места при хранении, чем аналогичные банки и лотки. Например, пустые пакеты занимают на 85% меньше места при хранении, чем консервные банки.
8. Для изготовления пакетов, включая картонные коробки, скорее всего, потребуется меньше энергии, чем для изготовления консервных банок и лотков. Кроме того, исследования показывают, что общая энергия, необходимая от сбора урожая до употребления в пищу, примерно на 60 процентов меньше для овощей, упакованных в пакет для хранения в холодильнике, чем для замороженных овощей, и примерно на 15 процентов меньше, чем для консервированных овощей.
9. Сочетание стабильности при хранении без охлаждения и небольшого веса упаковки делают продукты в мешочках-ретортах идеальными как для использования в военных целях, так и для отдыха в кемпинге.
10. Возможность подачи отдельных порций продуктов делает пакет-реторту востребованным на рынке одноразовых продуктов и на рынке больничного питания.
11. Простота приготовления и вскрытия, а также отсутствие необходимости в большом пространстве для хранения и хранении в холодильнике делают пакет-реторту желанным продуктом для кормления пожилых людей.
12. Возможность упаковывать большое количество продуктов с меньшим количеством рассола делает реторт-пакеты предпочтительными для использования в учреждениях общественного питания.
По всем вышеперечисленным причинам ожидается, что реторт-пакеты найдут применение практически во всех областях маркетинга пищевых продуктов.
Шаги к принятию регулирующими органами
Разработка реторт-пакета в Соединенных Штатах варьировалась от лабораторных работ в начале 1950-х годов до использования в космической программе «Аполлон», начавшейся в 1968 году, и демонстрации коммерческой целесообразности в 1968-1972 годах. В середине 1974 года Министерство сельского хозяйства США (USDA) разрешило ряду производителей продавать мясные и птицеводческие продукты в упаковках-ретортах на том основании, что используемые материалы соответствовали требованиям Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).
Однако в начале 1975 года исследования показали, что компоненты клея, используемого для скрепления трех слоев материала упаковки, при температуре в реторте проникают через слой, контактирующий с пищевыми продуктами. В связи с этим FDA обратилось к Министерству сельского хозяйства США с просьбой отозвать свое одобрение и попросило поставщиков материалов предоставить данные, идентифицирующие и количественно определяющие компоненты. Reynolds Co. и Continental Can Co. в конце 1975 года FDA представило запрошенные данные вместе с петициями о внесении изменений в правила по пищевым добавкам, чтобы обеспечить “безопасное использование компонентов гибкого ламинированного пакета в условиях реторты”.
В начале 1976 года FDA запросило дополнительные данные по тестированию адгезивных компонентов на безопасность. И Continental Can, и Reynolds разработали модифицированные варианты своих материалов для упаковки, используя различные термоклеи или связующие вещества, которые уже соответствуют действующим требованиям FDA. Пакеты Continental Can и Reynolds схожи по конструкции, но отличаются относительной толщиной трех слоев. В середине 1977 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов уведомило компании о том, что их модели являются приемлемыми. Неделю спустя Министерство сельского хозяйства США одобрило пакеты для использования с продуктами из мяса и птицы.
Роль Natick’s
Военные США начали работать над ретортным пакетом в 1959 году в Институте продовольствия и тары Quartermaster, предшественнике NatickR&D Command Армии США, которым была выполнена большая часть работ по разработке упаковки и обработки ретортных пакетов. Компания Natick тесно сотрудничала с поставщиками материалов и оборудования, а также с пищевыми компаниями.
Цель Натика состояла в том, чтобы найти упаковку, которая была бы легче металлической банки, которую солдат мог бы носить с собой, не мешая при этом нормально передвигаться, которая удобно помещалась бы в карманах военной формы и не причиняла вреда солдатам, если бы они на нее упали, а также была бы прочной, ее было легко открывать и утилизировать. Кроме того, продукты в упаковке будут стабильными без охлаждения, готовыми к употреблению без размораживания, приемлемыми в горячем или холодном виде и, по крайней мере, не уступающими по качеству консервированным продуктам. С 1959 по 1966 год компания Natick отобрала более 200 материалов, которые будут использоваться при изготовлении пакетов.
Были изучены тип и количество экстрагируемых веществ, которые могут попасть в пищевые продукты, чтобы определить, будет ли необходимо или предпочтительнее обернуть упаковку в картонную оболочку. Также была проверена прочность упаковки при обращении с ней. Результаты полевых испытаний 50 000 заполненных мешочков в 1965-1966 годах показали, что если мешок был изготовлен качественно, то он будет хорошо работать.
В 1968-1972 годах компания Natick осуществляла проект по повышению надежности производства и заключила контракт с Swift & Co. на поставку технологии производства мясных продуктов в качестве генерального подрядчика. Swift заключила субподряд с Pillsbury Co. для производства хлебобулочных изделий и совместно с Continental Can Co. — упаковочных материалов, а также оборудования для создания вакуума, систем герметичной укупорки, сушилок и носителей для пакетов. Continental Can, в свою очередь, заключила субподряд с Rexham Corp. на оборудование для формования, заливки и укупорки, а также с FMC Corp. на оборудование для ретортирования.
Этап технико-экономического обоснования, длившийся около 1,5 лет, включал изучение существующего оборудования и разработку нового оборудования. Результаты показали, что было бы возможно производить пакеты с таким же низким процентом выхода из строя, как и металлические банки. За этим этапом последовал этап подтверждения, длившийся около 2,5 лет, в ходе которого было спроектировано, изготовлено и использовано рекомендованное оборудование на этапе технико-экономического обоснования.
Рекомендованное оборудование было установлено на экспериментальной установке в научно-исследовательском центре Swift в Оук-Бруке, штат Иллинойс, в 1970 году и получило одобрение Министерства сельского хозяйства США для использования в армии и проведения испытаний. Кульминацией проекта по повышению надежности и последующих проектов стала работа экспериментального завода в течение 8 месяцев в 1972 году, на котором было произведено более 400 000 упаковок, содержащих более 22 различных продуктов питания. Эти пакеты были протестированы на герметичность, стерильность и отсутствие дефектов, и результаты показали, что по своим характеристикам они по меньшей мере не уступают металлическим банкам.
Таким образом, проект «Надежность» доказал целесообразность использования пакета-реторты. Что касается компании Natick, то реторт-пакет уже прошел стадию исследований и разработок, и военные в то время рассматривали его как стандартную пищевую упаковку, с которой можно было бы справиться с помощью обычных процедур закупок для использования в своем рационе готовой к употреблению еды (MRE), который был заменен на боевую еду Индивидуальный рацион (MCI). MRE отличается от MCI не только тем, что вместо металлических банок используются пакеты-реторты, но и тем, что в них содержатся более привычные и разнообразные продукты питания.
Компания Natick разработала 12 базовых меню для ресторана MRE, включая 22 основных блюда и десерта, которые были упакованы в пакеты-реторты. Затем пакеты переворачивали сверху (в свободной части) и приклеивали в одном месте к картонным коробкам, чтобы зафиксировать их (Мермельштейн, 1978). Большая часть мероприятий Natick в то время была посвящена тестированию материалов для упаковки, которые были одобрены FDA, чтобы определить, соответствуют ли они военным требованиям.
Компания Natick провела 24-месячные испытания для контроля физических свойств материалов упаковки, включая целостность соединения трех слоев, прочность уплотнения и устойчивость к внутреннему давлению. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило материалы для упаковки от Continental и Reynolds, которые были протестированы компанией Natick в течение 4-18 месяцев и показали удовлетворительные результаты. По результатам тестирования, проведенного компанией Natick, оригинальная и модифицированная версии показали одинаково хорошие результаты, и обе соответствовали требованиям военных. Компания Natick также протестировала аналогичные материалы других поставщиков.
Роль Continental
Компания Continental Flexible Packaging, Чикаго, штат Иллинойс, начала работу над материалами для упаковки в мешки-реторты в 1958 году и совместно с Университетом штата Огайо в 1959 году провела испытания пакетов для образцов в условиях, имитирующих реторту в Огайо. В 1962 году компания Continental использовала материал для изготовления чехлов для одежды при первой коммерческой закупке компанией Natick 40 000 готовых чехлов для одежды. Лицензиаты Continental начали использовать материалы Continental в Дании и Англии в 1967 году, Японии в 1968 году и Канаде в 1975 году. Материал Continental также использовался в проекте Natick по обеспечению надежности в 1968-1972 годах, космической программе Apollo в 1969 году и исследовании питания в больницах в 1971 году. Как уже упоминалось, Continental отвечала за разработку материалов и оборудования в рамках проекта Natick по обеспечению надежности (Mermelstein, 1978).
Пилотная установка, одобренная Министерством сельского хозяйства США, включала оборудование для приготовления пищи; устройства для формирования пакетов и дозаторы; устройства для наполнения, способные обрабатывать твердые вещества, жидкости и смеси; вакуумные импульсные упаковщики, способные запечатывать от 40 до 45 пакетов в минуту; две реторты для порционных упаковок, каждая из которых вмещала 2400 упаковок и работала при помощи горячей воды с избыточным давлением воздуха; оборудование для проверки упаковок; а также оборудование для упаковки в картонные коробки.
Для производства небольших партий упаковок также были доступны лабораторные весы, наполнители, герметики и реторты. Канадское подразделение Continental также располагало опытной установкой, которая включала в себя оборудование для автоматической выдачи и наполнения пакетов и реторту, способную работать с водой или паровоздушной смесью под избыточным давлением. В то время компания Continental предложила заинтересованным производителям продуктов питания использовать экспериментальную установку для производства образцов для тестирования и маркетинговых исследований.
Роль Рейнольдса
Подразделение гибкой упаковки Reynold начало работать над концепцией упаковки-реторты в середине 1950-х годов, а в начале 1960-х оно провело два испытания в Нью-Йорке и Флориде с использованием готовых пакетов. Вслед за этими исследованиями в 1967 году в Висконсине были проведены испытания упаковки овощных продуктов. В 1968 году в Висконсине компания Reynolds успешно использовала рулонный материал для упаковки овощей в пакеты в коммерческих целях. Эти продукты были использованы для тестирования потребителями.
Компания Reynolds официально открыла свой центр по переработке пищевых продуктов в Беллвуде, чтобы помочь производителям продуктов питания выйти на рынок с ретортовыми пакетами. В центре было три смежных участка: участок приготовления пищи, участок упаковки и участок переработки. Центр пищевой промышленности производил около 1500-2000 готовых упаковок в день.
Подразделение гибкой упаковки Reynold в то время предложило воспользоваться услугами центра производителям пищевых продуктов, заинтересованным в оценке упаковки-реторты для своей продукции. К концу 1970-х годов в Соединенных Штатах реторт-пакеты стали коммерческой реальностью, и большая заслуга в этом принадлежит трем группам (Natick, Continental и Reynolds), которые в 1978 году были названы совместными лауреатами премии IFT за промышленные достижения в области пищевых технологий.
В то время (конец 1970-х годов), в дополнение к огромному производству ретортных пакетов в Соединенных Штатах, в Японии ежегодно продавалось около 350 миллионов пищевых ретортных пакетов, а в Англии — около 50 миллионов. Коммерческие и технические аспекты пакета описаны лабораториями исследований и разработок Natick (NLABS). Успешные лабораторные результаты и потенциальные преимущества привели к использованию пакета-реторты военными и гражданскими лицами.
Основными факторами, побудившими использовать подсумок в вооруженных силах США, были удобство формы для ношения при незначительном стеснении движений; мягкость, исключающая травмирование при ползании; удобное открывание; готовые к употреблению продукты; и некоторая экономия веса. В Соединенных Штатах военные взяли на себя ведущую роль как в разработке, так и в принятии на вооружение сумки-реторты. Японцы, в первую очередь, продолжают совершенствовать технику и вносить усовершенствования в продукт, упаковку и технологический процесс, и уровень коммерциализации в Японии самый высокий (Лампи, 1980).