Każdy system pakowania ma swoją często zastrzeżoną nazwę i jest określony przez warunki techniczne, rozwiązania konstrukcyjne maszyn pakujących oraz stosowanie określonych materiałów opakowaniowych i opakowań. Wybór systemu pakowania uzależniony jest od wielu różnych czynników, wśród których podstawowe znaczenie mają:

- postać fizyczna i właściwości produktów przewidywanych do pakowania;

- warunki i okres przechowywania pakowanych produktów;

- właściwości przewidywanych do zastosowania materiałów opakowaniowych lub opakowań, np.: laminaty z tworzyw sztucznych;

- specjalne wymagania stawiane opakowaniom, np.: zabezpieczenie produktu przed procesami zachodzącymi w atmosferze tlenu, zachowanie warunków aseptycznych przy pakowaniu produktu, umożliwienie przeprowadzenia obróbki termicznej w opakowaniu i inne.

Systemy pakowania produktów żywnościowych można podzielić na:

- systemy, w których opakowanie jest wykonane w samym procesie pakowania, stanowiąc bezpośrednią, końcową fazę technologicznego wytwarzania produktu;

- systemy, w których opakowanie w całości lub częściowo wykonane jest poza procesem pakowania.

Wspólną cechą systemów z jednoczesnym formowaniem i napełnianiem jest to, że cały proces pakowania produktu stanowi zamkniętą całość jako końcowa faza technologii wytwarzania danego produktu. W maszynach formujących i napełniających taśma materiału opakowaniowego formowana jest w rękaw, który jest napełniany i zgrzewany poprzecznie w regularnych odstępach albo składana podwójnie wzdłuż długości i zgrzewana poprzecznie w regularnych odstępach, w wyniku czego uzyskuje się wstęgę połączonych ze sobą otwartych torebek płaskich, które są następnie napełniane i zamykane. Większość maszyn do jednoczesnego formowania i napełniania opakowań można sklasyfikować jako maszyny typu: transwrap, flowpack oraz maszyny do jednoczesnego wyrobu i napełniania torebek płaskich z czterema połączeniami bocznymi. Maszyny typu transwrap pracują tylko w systemach pionowego pakowania v.f.f.s. (pionowe formowanie opakowań z taśmy w postać rękawa połączone z napełnianiem i zamykaniem przez zgrzewanie), natomiast pozostałe typy maszyn mogą także pracować w systemach poziomego pakowania h.f.f.s. (poziome formowanie torebek z taśmy w postać rękawa połączone z napełnianiem i zamykaniem przez zgrzewanie). Wykorzystanie powyższych maszyn związane jest z pakowaniem produktów zarówno stałych, jak i mazistych oraz płynnych. Pakowanie może odbywać się również do uprzednio przygotowanego opakowania, np. w postaci uformowanego wykroju tekturowego, do którego wkłada się określoną porcję produktu, a następnie zamyka całość. W niektórych przypadkach formowana jest tylko część opakowania, np. kształtki z tworzyw sztucznych, podkładki tekturowe, a proces pakowania  właściwego wykonuje sama maszyna.

Do najczęściej stosowanych technik, w których opakowanie jest wykonane poza systemem, należą np.: 

1. Kliklok – jest najstarszym systemem pakowania w pudełka składane z tektury litej uszlachetnionej. Pudełka te wykonane są z tektury litej jednostronnie (od wewnątrz) lub dwustronnie powlekanej polietylenem, które można podzielić na następujące grupy:

- z wycięciami i zaczepami, denko formowane jest tu mechanicznie;

- bez wycięć i zaczepów, formowane metodą zgrzewania;

- konstrukcji pośredniej, zaopatrzone w zaczepy i wycięcia oraz zakładki do uszczelniania narożników.

Od sposobu zamykania zależy szczelność opakowania. Najbardziej szczelne są pudełka formowane metodą zgrzewania, natomiast formowane za pomocą zaczepów i wycięć są mniej szczelne. Opakowania kliklok stosowane są głównie do pakowania produktów mrożonych np.: filetów i kostek rybnych.

2. Hermeted – w tym systemie opakowania formuje się z wykrojów tektury litej polakierowanej od strony zewnętrznej. Wewnątrz stosuje się wkładkę w postaci torebki z papieru pergaminowego laminowanego PE lub PVC z folią aluminiową. Mogą być one zamykane przez sklejenie, zgrzewanie lub za pomocą specjalnych zaczepów. W przemyśle mięsnym tego typu opakowania nie są wykorzystywane. Jedynie przemysł owocowo – warzywny stosuje je do pakowania wielu mrożonek i koncentratów.

3. Expresso – to opakowania w kształcie prostopadłościanu z podwójnym zamknięciem u góry i u dołu (folia zgrzana z obrzeżem pudełka oraz z wiekiem pudełka). Opakowania takie pozwalają na długotrwałe przechowywanie produktów, ochronę wyrobów przed utratą i przejmowaniem zapachów z zewnątrz. Produkuje się je z materiałów wielowarstwowych na bazie tektury litej. Tekturę można dowolnie barwić, zadrukowywać oraz lakierować. W przemyśle spożywczym wykorzystywane są do pakowania wielu przetworów mięsnych i rybnych oraz wyrobów garmażeryjnych.

4. Stalox – w tym systemie linia pakująca składa się z trzech zasadniczych elementów, tj. maszyny  formującej  pudełka, taśmowego podajnika i części zamykającej napełnione opakowania. Pudełka formowane są z tektury litej obustronnie powlekanej tworzywami termoplastycznymi (PE, PP) z płaskich wykrojów. Opakowania tego typu do tej pory nie znalazły jeszcze zastosowania w branży mięsnej. Na szeroką skalę stosowane są do pakowania mrożonek warzywnych.

5. Glolok – opakowanie w tym systemie z tektury litej niepowlekanej lub powlekanej PE, formuje się przez zczepienie klapek bocznych z czołową ścianką pudełka. Pudełko takie ma dobre parametry wytrzymałościowe, lecz nie jest zbyt szczelne. Stosuje się do pakowania mięsa, ryb i przetworów rybnych. 

6. Blister pack – to opakowanie składające się najczęściej z przezroczystej kształtki ze sztywnej folii z tworzywa sztucznego, połączonej z podkładką w sposób trwały lub umożliwiający ponowne otwieranie i zamykanie. Ten system pakowania znalazł zastosowanie w przemyśle garmażeryjnym do pakowania wielu wyrobów mięsno – warzywnych.

7. Skin pack – w przypadku tego systemu opakowanie wytwarzane jest ze sztywnej folii dolnej i elastycznej folii górnej. Dolna tacka formowana jest stosownie do wymogów stawianych przez produkt, który jest na nią kładziony. Napełnione tacki podchodzą pod sekcję próżni i tutaj łagodnie usuwany jest tlen, a folię górną nakłada się wokół produktu jak „drugą skórkę”. Folia dopasowuje się do konturu produktu i kompletnie łączy z folią dolną. Tlen resztkowy wyciskany jest dzięki temu z opakowania. Rozróżnia się spawanie całopowierzchniowe, a przy innych systemach skin pack zamykanie brzegowe. Zaletami tego systemu pakowania są:

- ograniczenie wycieku soku;

- brak tlenu resztkowego;

- brak deformacji produktu;

- znakomita prezentacja wyrobu.

Taki system pakowania ukierunkowany jest z reguły na specjalnie wysokowartościowe zastosowania, na przykład produkty krojone w plastry, ale też stosowanie niszowe, jak na przykład pakowanie wędzonek surowych – szynki wędzone i suszone, kiełbas surowych – metka, salami, kiełbas parzonych – szynka piwna. Pakowanie tego typu stosuje się zawsze wtedy, gdy chce się doprowadzić do bardziej skutecznego oddziaływania produktu na klienta.

Zaprezentowane zasadnicze rodzaje systemów pakowania stanowią podstawę funkcjonowania specyficznych systemów pakowania, będących wynikiem rozwoju nowych technologii w zakresie procesu pakowania oraz poszukiwania coraz doskonalszych materiałów opakowaniowych i opakowań. O tym, jaki system pakowania znajdzie zastosowanie, decyduje klient, przy czym kryterium decydującym są koszty, prezentacja, ogólna paleta i różnorodność produktów oraz gama oferty marketingowej. 

W przemyśle mięsnym zastosowanie mają przede wszystkim systemy wykorzystujące metody nietermiczne. Spośród nich głównie:

- pakowanie w mieszaninie gazów (pakowanie próżniowe, MAP, CAP);

- pakowanie w systemie Pi – Vac;

- pakowanie żywności wygodnej;

- opakowania aktywne i inteligentne.

Ogólną klasyfikację specyficznych systemów pakowania produktów spożywczych przedstawia rysunek 1. 

Pakowanie mięsa „ciepłego” (mięsa bez poubojowego wychładzania) w systemie „Pi – Vac”, w przeciwieństwie do konwencjonalnych metod pakowania świeżego mięsa, nie wymaga stosowania próżni bądź gazów ochronnych. Polega na zastosowaniu bardzo elastycznej folii o niewielkiej przepuszczalności tlenu. Dzięki wysokiej zdolności kurczenia się foliowego rękawa podczas procesu obkurczania, powietrze wypierane jest niemal w całości, a porcji nadawany jest kształt zbliżony do cylindrycznego. W systemie tym materiałem opakowaniowym jest rękaw z elastycznej folii wykonanej z tworzywa sztucznego z warstwą barierową w stosunku do tlenu i pary wodnej. Styroflex jest jednym z nowych tworzyw sztucznych z rodziny polistyrolów. Ze względu na optymalną przezroczystość, ciągliwość i zdolność powrotu do stanu pierwotnego wykorzystano tzw. (memory effect) „efekt pamięci”. Tworzywo to nadaje się do produkcji folii koekstruzyjnych przeznaczonych do pakowania mięsa świeżego. Jako warstwy koekstruzyjne zalecane są tu kopolimery octanu etylenu i winylu (EVA) (Rys. 2). 

Wiele korzyści wypływa ze stosowania folii koekstruzyjnych ze styrofleksu:

- dobra zgrzewalność folii na gorąco umożliwia szczelne zapakowanie żywności;

- bardzo wysoka wytrzymałość na przebicie umożliwia wysokie bezpieczeństwo pakowania także ostrych części kości;

- wysoka przezroczystość i połysk;

- „efekt pamięci” redukuje pojawianie się miejsc nacisku bądź im zapobiega;

- wysoka rozciągliwość folii umożliwia pakowanie różnych formatów szalek;

- w porównaniu ze zwykłymi foliami, folia styrofleksowa wykazuje do 40% mniejszy ciężar właściwy i dzięki temu odpowiednio wyższą wydajność;

- niska temperatura zgrzewania (rzędu 95 – 110ºC). 

Miękka konsystencja i kleista powierzchnia mięsa „ciepłego” niezwykle utrudnia pakowanie w systemie „Pi – Vac”. Problem ten został w pełni rozwiązany przez nową metodę pakowania polegającą na tym, że do rury pakowarki doprowadzany jest od tyłu trwale elastyczny rękaw foliowy nawinięty na rolkę. Na przednim otworze rury pakowarki foliowy rękaw otwierany jest przez hak chwytaka. Następnie w rękawie wytwarzane jest podciśnienie, porcja mięsa zatrzymywana zostaje przed otworem. Wskutek podciśnienia mięso, mimo swej kleistej powierzchni, wsysane jest do rękawa rozciągając go i formując cylindrycznie. Następnie gdy pakowane mięso osiągnie właściwą pozycję, pakowarka automatycznie wyłącza pompę wytwarzającą podciśnienie. Dzięki temu materiał opakowaniowy samoczynnie powraca do uprzedniego kształtu i mocno otacza pakowane mięso. Otwarte jeszcze końce rękawa zamykane są na oddzielnej przystawce zamykającej. Poprawę trwałości mięsa uzyskuje się przez to, że podczas całego okresu przechowywania trwale elastyczne opakowanie mocno przylega ze wszystkich stron produktu i równomiernie na niego naciska. Porcja mięsa wskutek wywołanego ciśnienia jest w stanie zaabsorbować resztkowy tlen z wnętrza opakowania. Stwierdzone okresy trwałości odpowiadają co najmniej tym jakie uzyskuje się w dobrym opakowaniu próżniowym. Ponadto system pakowania „Pi – Vac” w porównaniu do konwencjonalnych systemów pakowania próżniowego daje wiele korzyści, m.in.: 

- minimalizację wycieku soku mięsnego dzięki wysokiej zdolności wiązania wody przez tak zapakowane mięso;

- długą trwałość mięsa „ciepłego” dzięki mniejszej początkowej liczbie drobnoustrojów;

- zachowanie w mięsie większej ilości substancji aromatycznych;

- lepszą barwę mięsa utrzymującą się przez cały czas przechowywania;

- bardziej kruchą teksturę;

- oszczędność energii koniecznej do wychładzania tusz i minimalizację ubytków ich masy. 

Dzięki zastosowaniu systemu Pi – Vac do pakowania mięsa „ciepłego” można już na wstępie uniknąć denaturacji powierzchni mięsa, ponieważ materiał, jako trwale elastyczny, powraca samoczynnie do stanu poprzedniego otaczając produkt. Dzięki temu nie jest konieczne oddziaływanie termiczne. 

Podsumowanie

Według prognoz ekspertów system pakowania mięsa „ciepłego” jakim jest „Pi – Vac”, stanowi przyszłość opakowalnictwa żywności. Jak zostało to już stwierdzone naukowo, trwałość produktów mięsnych pakowanych w tym systemie w porównaniu z produktami pakowanymi tradycyjnymi metodami może ulec wydłużeniu nawet dwu- lub trzykrotnie. Zapewnia jednocześnie zachowanie wysokiej jakości produktu mięsnego, pod warunkiem, że zawartość tlenu resztkowego w ciągu całego okresu przechowywania produktu w opakowaniu będzie mniejsza niż 0,5%. Powszechna jest również opinia, że pakowanie mięsa „ciepłego” w systemie „Pi – Vac” w połączeniu z opakowaniami aktywnymi i inteligentnymi mogą w przyszłości wywrzeć znaczący wpływ na rozwój przemysłu mięsnego.

dr inż. Grzegorz Olejniczak