Kuinka suunnitella elintarvikepaperilaatikoiden suojakerros öljyn-, kosteuden- ja tuoreen säilyvyyden varmistamiseksi eri ruokatyypeille

Ruokapaperilaatikot ovat elintarvikepakkausten päätrendi, ja niiden ydinkilpailukyky piilee esteteknologiassa. Suojakerrokset on mukautettava eri elintarvikkeiden fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin elintarviketurvallisuuden varmistamiseksi, säilyvyyden pidentämiseksi ja maun säilyttämiseksi. Tämä vaatii pitkälle kehitettyä materiaalitiedettä, pinnoitusprosesseja ja erikoistuneita testausmittareita (kuten MVTR-, OTR- ja Cobb-arvot).

"Öljyn este" -haaste runsasrasvaisille elintarvikkeille: Öljyn migraatiotestaus

Rasvaiset ruoat, kuten pizza, paistettu kana, leivonnaiset ja eläinrasvaa sisältävät lihatuotteet, asettavat paperilaatikoille ensisijaisen haasteen: öljynsulkuominaisuudet. Öljyillä on korkea migraationopeus ja ne voivat tunkeutua nopeasti tavalliseen kartonkiin, jolloin pakkaukset pehmenevät ja tahroja vuotaa ulos, mikä vaikuttaa vakavasti ulkonäköön ja rakenteelliseen lujuuteen.

1. Fluoratut kemialliset vaihtoehdot (PFAS-vapaa)

Perinteinen ratkaisu on käyttää PFAS-pinnoitteita (perfluoroalkyyli- ja polyfluorialkyyliaineet), jotka vastustavat tehokkaasti öljyn tunkeutumista erinomaisten matalaenergiapintaominaisuuksiensa ansiosta. Yhä tiukentuvien ympäristö- ja elintarviketurvallisuusmääräysten vuoksi markkinat ovat kuitenkin siirtymässä kohti PFAS-vapaita öljysulkuteknologioita.

Vesipohjaiset polymeeripinnoitteet: Käyttämällä erityisesti modifioituja vesipohjaisia ​​polymeeriemulsioita, nämä pinnoitteet estävät fyysisesti öljyn ja rasvan muodostamalla tiheän, vähähuokoisen kalvorakenteen. Nämä pinnoitteet ovat yhteensopivia olemassa olevien flekso- tai syväpainolaitteiden kanssa, mikä mahdollistaa erittäin tarkan pinnoituksen.

Luonnolliset vahapohjaiset pinnoitteet: Käytä dispersiojärjestelmänä modifioitua biovahaa (kuten soijavahaa tai mehiläisvahaa). Vahojen hydrofobisuus tarjoaa perustavanlaatuisen vettä ja öljyä hylkivän vaikutuksen, erityisesti sovelluksissa, joissa öljypitoisuus on alhainen tai keskisuuri. Niillä on myös erinomainen uusiomassa, mikä tekee niistä kierrätettäviä.

Ammattimaiset indikaattorit: Öljyneston suorituskyky arvioidaan ensisijaisesti Kit Testin avulla. Laadukkaiden elintarvikepakkausten vuorausten on saavutettava sarjatasot 8–12.

Kosteutta sisältävien/paljon kosteutta sisältävien elintarvikkeiden kosteudensuojausvaatimukset: WVTR ja COBB Value Control

Kosteutta sisältävät/korkean kosteuden omaavat ruoat, kuten pakasteet, tuoreet salaatit, jäähdytetyt maitotuotteet ja kuumien juomien mukaan otettavat kupit, vaativat pahvilaatikoita, jotka kestävät erinomaisesti kosteutta ja nestettä.

1. Perinteinen PE-pinnoite ja ympäristöystävälliset vaihtoehdot

Polyeteeni (PE) pinnoite: Tämä on tällä hetkellä yleisimmin käytetty kosteussulkukerros. Se saavutetaan kiinnittämällä PE-kalvo tiukasti kartonkiin ekstruusiolaminointitekniikan avulla. PE:llä on erittäin alhainen MVTR (vesihöyryn läpäisynopeus), joka estää tehokkaasti vesihöyryn tunkeutumisen, säilyttää kartongin rakenteellisen eheyden ja estää laatikkoa sortumasta kosteuden imeytymisen vuoksi. PE:n kierrätettävyys on kuitenkin edelleen kiistanalainen.

PLA/PHA-pinnoite: Vastatakseen kompostointitrendiin biopohjaiset materiaalit, kuten polymaitohappo (PLA) ja polyhydroksialkanoaatit (PHA), ovat tulleet PE-vaihtoehdoiksi. Nämä materiaalit ovat biohajoavia tietyissä olosuhteissa ja tarjoavat samalla samanlaisia ​​kosteussulkuominaisuuksia kuin PE. On kuitenkin huomattava, että PLA vaatii yleensä teollisia kompostointiolosuhteita.

Ammattimaiset mittarit:

WVTR (Water Vapor Transmission Rate): Tämä mittaa nopeutta, jolla vesihöyry tunkeutuu sulkukerroksen läpi, ilmaistaan ​​tyypillisesti g/(m²/24h). Pakastepakkaukset vaativat erittäin alhaisen WVTR:n pakastimen palamisen estämiseksi.

COBB (Water Absorption Rate): Tämä arvo mittaa kartongin kykyä imeä vettä tietyn ajanjakson aikana ja on suora osoitus sen pintavedenkestävyydestä.

Happisulkustrategiat elintarvikkeille, jotka vaativat pitkäaikaista tuoreutta: OTR- ja kaasuesteet

Kahvipavuille, pähkinöille, kuivatuille keitoille ja tietyille valmisruokille, jotka ovat herkkiä hapettumiselle ja maun häviämiselle, happisulkuominaisuudet ovat ratkaisevan tärkeitä peruskosteuden ja öljyn kestävyyden lisäksi. Tämä liittyy suoraan maun ja ravintoaineiden säilymiseen.

1. Suorituskykyiset sulkupolymeerit ja monikerroksiset laminaatit

EVOH/PVDC: Eteeni-vinyylialkoholikopolymeeri (EVOH) ja polyvinylideenikloridi (PVDC) tunnetaan teollisuudessa tehokkaina happisulkumateriaaleina. EVOH tarjoaa erinomaiset happisulkuominaisuudet ja on avainkerros monissa korkealaatuisissa paperipohjaisissa komposiittipakkauksissa, kuten Tetra Pakissa. Nämä materiaalit edellyttävät kuitenkin usein monikerroksista rakennetta tai laminointia alumiinifoliolla, jotta voidaan ratkaista uudelleenkuidutettavuushaasteet.

PVA/kaoliinipinnoite: Tämä pinnoitejärjestelmä yhdistää polyvinyylialkoholin (PVA) epäorgaaniseen mineraaliin (kuten nanoluokan kaoliiniin tai mikrofibrilloituun selluloosaan (MFC)). PVA:lla on erinomaiset OTR (happiläpäisynopeus) -sulkuominaisuudet kuivissa olosuhteissa ja se on vesiliukoinen, mikä helpottaa uudelleenpulpatettavuutta. Kosteus vaikuttaa kuitenkin PVA:n sulkuominaisuuksiin, mikä vaatii ylimääräisen kosteussulkukerroksen vakaan toiminnan varmistamiseksi.

Ammattimaiset mittarit:

OTR (Oxygen Transmission Rate): Tämä mittaa nopeutta, jolla happi tunkeutuu sulkukerroksen läpi, ilmaistaan ​​tyypillisesti cc/(m²⋅24h⋅atm). Mitä pienempi arvo, sitä parempi happisulkukyky ja sitä pidempi säilyvyysaika.