Hogyan alakítsuk ki az élelmiszerpapír dobozok zárórétegét, hogy biztosítsuk az olajálló, nedvességálló és frissen tartó tulajdonságokat a különböző élelmiszertípusokhoz

Élelmiszerpapír dobozok az élelmiszer-csomagolás egyik fő irányzata, és versenyképességük a gáttechnológiában rejlik. A védőrétegeket a különböző élelmiszerek fizikai és kémiai tulajdonságaihoz kell igazítani az élelmiszerbiztonság, az eltarthatóság meghosszabbítása és az íz megőrzése érdekében. Ehhez kifinomult anyagtudományra, bevonási folyamatokra és speciális vizsgálati mérőszámokra (például MVTR, OTR és Cobb értékekre) van szükség.

Az „olajkorlát” kihívás a magas zsírtartalmú élelmiszerek számára: Olajmigrációs tesztelés

A magas zsírtartalmú élelmiszerek, mint a pizza, sült csirke, péksütemények és állati zsírokat tartalmazó húskészítmények elsődleges kihívást jelentenek a papírdobozok számára: olajzáró tulajdonságokkal. Az olajok nagy migrációs sebességgel rendelkeznek, és gyorsan behatolnak a közönséges kartonpapírba, ami a csomagolás meglágyulását és a foltok kiszivárgását okozza, ami súlyosan befolyásolja a megjelenést és a szerkezeti szilárdságot.

1. Fluorozott kémiai alternatívák (PFAS-mentes)

A hagyományos megoldás a PFAS (perfluoroalkil és polifluoralkil anyagok) bevonatok alkalmazása, amelyek kiváló alacsony energiatartalmú felületi tulajdonságaik miatt hatékonyan ellenállnak az olaj behatolásának. Az egyre szigorodó környezetvédelmi és élelmiszer-biztonsági előírások miatt azonban a piac a PFAS-mentes olajzáró technológiák felé tolódik el.

Vízbázisú polimer bevonatok: A speciálisan módosított vízbázisú polimer emulziók felhasználásával ezek a bevonatok fizikailag blokkolják az olajat és a zsírt sűrű, alacsony porozitású filmszerkezet kialakításával. Ezek a bevonatok kompatibilisek a meglévő flexográfiai vagy mélynyomó berendezésekkel, lehetővé téve a nagy pontosságú bevonatot.

Természetes viasz alapú bevonatok: Használjon módosított bioviaszt (például szójaviaszt vagy méhviaszt) diszperziós rendszerként. A viaszok hidrofób tulajdonsága alapvető víz- és olajtaszító képességet biztosít, különösen alacsony és közepes olajtartalmú alkalmazásoknál. Kitűnő reprodukálhatóságuk is van, így újrahasznosíthatóak.

Szakmai mutatók: Az olajblokkoló teljesítményt elsősorban a Kit Test segítségével értékelik. A kiváló minőségű élelmiszer-kartonok bélésének el kell érnie a 8–12. készletszintet.

A nedvességtartalmú/magas nedvességtartalmú élelmiszerek nedvességállósági követelményei: WVTR és COBB értékszabályozás

A nedvességtartalmú/magas nedvességtartalmú élelmiszerekhez, például a fagyasztott élelmiszerekhez, a friss salátákhoz, a hűtött tejtermékekhez és a melegitalos poharakhoz kiváló nedvesség- és folyadékállóságú kartondobozokra van szükség.

1. Hagyományos PE bevonat és környezetbarát alternatívák

Polietilén (PE) bevonat: Jelenleg ez a legszélesebb körben használt nedvességzáró réteg. Ezt úgy érik el, hogy a PE fóliát extrudálásos laminálási technológiával szorosan hozzáragasztják a kartonhoz. A PE rendkívül alacsony MVTR-vel (vízgőzáteresztő képességgel) rendelkezik, hatékonyan akadályozza meg a vízgőz behatolását, megőrzi a karton szerkezeti integritását, és megakadályozza, hogy a doboz a nedvességfelvétel miatt összeessen. A PE újrahasznosíthatósága azonban továbbra is ellentmondásos.

PLA/PHA bevonat: A komposztálható trendnek való megfelelés érdekében olyan bioalapú anyagok, mint a politejsav (PLA) és a polihidroxi-alkanoátok (PHA) jelentek meg PE alternatívaként. Ezek az anyagok bizonyos körülmények között biológiailag lebonthatók, miközben a PE-hez hasonló nedvességzáró tulajdonságokat kínálnak. Meg kell azonban jegyezni, hogy a PLA általában ipari komposztálási feltételeket igényel.

Szakmai mutatók:

WVTR (Water Vapor Transmission Rate): Ez azt a sebességet méri, amellyel a vízgőz áthatol a zárórétegen, jellemzően g/(m²/24h) mértékegységben. A fagyasztott élelmiszerek csomagolásához rendkívül alacsony WVTR szükséges a fagyasztó égésének megakadályozása érdekében.

COBB (Water Absorption Rate): Ez az érték a kartonpapír vízelnyelő képességét méri egy meghatározott időtartamon keresztül, és közvetlenül jelzi a felületi vízállóságát.

Oxigéngát-stratégiák a hosszú távú frissességet igénylő élelmiszerekhez: OTR- és gázkorlátok

A kávébab, diófélék, dehidratált levesek és bizonyos oxidációra és ízvesztésre hajlamos készételek esetében az alapvető nedvesség- és olajállóság mellett az oxigénzáró tulajdonságok is döntőek. Ez közvetlenül összefügg az íz és a tápanyagok megőrzésével.

1. Nagy teljesítményű zárópolimerek és többrétegű laminálások

EVOH/PVDC: Az etilén-vinil-alkohol kopolimer (EVOH) és a polivinilidén-klorid (PVDC) nagy teljesítményű oxigénzáró anyagként ismertek az iparban. Az EVOH kiváló oxigénzáró tulajdonságokkal rendelkezik, és kulcsfontosságú réteg számos csúcskategóriás papíralapú kompozit csomagolásban, mint például a Tetra Pak. Ezek az anyagok azonban gyakran többrétegű felépítést vagy alumíniumfóliával történő laminálást igényelnek az újrapépesíthetőségi kihívások megoldásához.

PVA/Kaolin bevonat: Ez a bevonatrendszer a polivinil-alkoholt (PVA) egy szervetlen ásványi anyaggal (például nano-minőségű kaolinnal vagy mikrofibrillált cellulózzal (MFC)) kombinálja. A PVA kiváló OTR (oxigéntranszmissziós sebesség) gátlási tulajdonságokat mutat száraz körülmények között, és vízben oldódik, ami megkönnyíti az újrapépesíthetőséget. A PVA záró tulajdonságait azonban befolyásolja a páratartalom, ezért további nedvességzáró rétegre van szükség a stabil teljesítmény biztosításához.

Szakmai mutatók:

OTR (Oxygen Transmission Rate): Ez azt a sebességet méri, amellyel az oxigén áthatol a zárórétegen, jellemzően cc/(m²⋅24h⋅atm-ben). Minél alacsonyabb az érték, annál jobb az oxigénzáró teljesítmény és annál hosszabb az eltarthatóság.