Измерение стойкости на прокол упаковочных материалов: лаборатория и «в поле»

Наиболее распространённый способ упаковки переработанной рыбной продукции — вакуумирование с использованием камерных вакууматоров и термоформеров. Это касается вяленой продукции, суповых наборов, различных видов разделки (ломтики, стейки, тушки, косички, филе-пласт в солёном, подкопчённом и замороженном виде).

Многие виды продукции содержат острые, колющие элементы — косточки, плавники, жаберные крышки, шипы, острые углы и грани — что провоцирует повышенный риск развакуума.

Даже незначительное нарушение целостности вакуумной упаковки ведёт к свободному попаданию патогенной микрофлоры внутрь пакета и притоку кислорода, что ускоряет рост аэробов, плесени и дрожжей, усиливает окисление жиров и гидратацию белков. Итог — потеря безопасности, снижение органолептики и качества.

Обработка продукта (срезание острых частей, отбивание, более качественная сортировка и разделка) может снизить риск, но это трудоёмкие операции и дополнительные затраты. Поэтому «последним рубежом» часто становится правильный подбор антипрокольного материала.

Ниже — пример сравнительных значений усилия прокола (Н) для трёх материалов при испытании тонким наконечником (в исходном макете указано «иглой 0,2…»).

Если рассмотреть реальные колющие элементы рыбы (шипы, косточки, остриё жаберных крышек), они часто существенно острее стандартных игл диаметром 0,8 мм и тем более 1,6 мм. Поэтому чем тоньше тестовый инструмент, тем ближе он к реальному размеру колющих элементов.

При этом методики со стандартными наконечниками достаточно близко моделируют прокол и продавливание упаковки углами и гранями продукции (например, замороженных филе-кубиков).

В РФ существует ГОСТ СССР 12.4.118-82 для определения стойкости на прокол упаковочных материалов и искусственных кож, где в качестве тестовой используется медицинская игла диаметром 2,6 мм для взятия проб крови. Оборудование и методика измерения в целом идентичны подходам ASTM и DIN.

Однако возникают вопросы к соответствию такой иглы современным реалиям: современные медицинские иглы имеют разные формы наконечника и лазерную заточку, что может смещать измерение в сторону «протискивания» тела иглы через материал.

Измерение прочности материала на прокол в лабораторных условиях — обязательный параметр как для производителей вакуумных и барьерных материалов, так и для клиентов, использующих вакуум и МГА. Этот показатель помогает объективно сравнивать материалы, выявлять отклонения по партиям и упрощать валидацию новых поставщиков.

При этом на практике параметр часто не присутствует в спецификациях и паспортах качества. Причины — недостаточное понимание важности измерения, отсутствие оборудования/методик и нежелание раскрывать реальные характеристики.

Практический вариант измерения

• Цифровой динамометр с максимальным усилием 20 Н (этого достаточно).
• Тестовые иглы диаметром 0,2 и 0,4 мм (на маркетплейсах доступны).
• Иглы 0,8 мм на практике могут быть затруднительны: ими сложно проколоть, например, OPA/PE, а игла может деформироваться.
• Для позиционирования образца плёнки — 2 кольцевых ферритовых магнита с отверстием 30–35 мм; один магнит фиксируется на оправке (например, на полипропиленовом патрубке).
• Иглу фиксируют в головке динамометра, включают режим измерения пикового значения и медленно выполняют прокол со стороны продукта, делают 5–7 повторений и фиксируют значение усилия в ньютонах.

• Стойкость на прокол — критичный показатель для вакуума и барьерной упаковки (включая МГА), особенно для «колючих» рыбных продуктов.
• Стандарты DIN/ASTM дают воспроизводимость, но выбор диаметра/геометрии наконечника влияет на близость к реальным условиям.
• Для внутреннего контроля и сравнений «в поле» можно использовать динамометр + тонкие иглы и фиксировать пиковое усилие прокола по серии повторов.