Ako navrhnúť bariérovú vrstvu škatúľ z potravinového papiera, aby sa zabezpečili vlastnosti odolné voči olejom, vlhkosti a čerstvosti pre rôzne druhy potravín

Papierové krabice na potraviny sú hlavným trendom v balení potravín a ich hlavná konkurencieschopnosť spočíva v bariérovej technológii. Bariérové ​​vrstvy musia byť prispôsobené fyzikálnym a chemickým vlastnostiam rôznych potravín, aby sa zaistila bezpečnosť potravín, predĺžila sa trvanlivosť a zachovala sa chuť. To si vyžaduje sofistikovanú vedu o materiáloch, procesy povrchovej úpravy a špecializované testovacie metriky (ako sú hodnoty MVTR, OTR a Cobb).

Výzva „Oil Barrier“ pre potraviny s vysokým obsahom tuku: Testovanie migrácie ropy

Potraviny s vysokým obsahom tuku, ako je pizza, vyprážané kurča, pečivo a mäsové výrobky obsahujúce živočíšny tuk, predstavujú primárnu výzvu pre papierové škatule: vlastnosti olejovej bariéry. Oleje majú vysokú rýchlosť migrácie a môžu rýchlo preniknúť do obyčajnej lepenky, čo spôsobí zmäkčenie obalu a vytečenie škvŕn, čo vážne ovplyvňuje vzhľad a štrukturálnu pevnosť.

1. Fluórované chemické alternatívy (bez PFAS)

Tradičným riešením je použitie náterov PFAS (perfluóralkylové a polyfluóralkylové látky), ktoré vďaka svojim vynikajúcim nízkoenergetickým povrchovým vlastnostiam účinne odolávajú prieniku oleja. V dôsledku čoraz prísnejších predpisov v oblasti životného prostredia a bezpečnosti potravín sa však trh posúva smerom k technológiám olejovej bariéry bez obsahu PFAS.

Polymérne nátery na vodnej báze: Tieto nátery využívajúce špeciálne upravené polymérne emulzie na vodnej báze fyzicky blokujú olej a mastnotu tým, že vytvárajú hustú štruktúru filmu s nízkou pórovitosťou. Tieto nátery sú kompatibilné s existujúcimi flexografickými alebo hĺbkotlačovými zariadeniami, čo umožňuje vysoko presné nátery.

Nátery na báze prírodného vosku: Ako disperzný systém použite modifikovaný biovosk (ako je sójový vosk alebo včelí vosk). Hydrofóbnosť voskov poskytuje základnú odpudivosť vody a oleja, najmä pre aplikácie s nízkym až stredným obsahom oleja. Vyznačujú sa tiež vynikajúcou možnosťou opätovného rozbitia, vďaka čomu sú recyklovateľné.

Profesionálne indikátory: Účinnosť blokovania oleja sa primárne hodnotí pomocou testu súpravy. Vložky pre vysokokvalitné potravinové kartóny musia dosiahnuť úrovne súpravy 8-12.

Požiadavky na ochranu pred vlhkosťou pre potraviny obsahujúce vlhkosť/s vysokou vlhkosťou: WVTR a COBB Value Control

Potraviny obsahujúce vlhkosť/vysokú vlhkosť, ako sú mrazené potraviny, čerstvé šaláty, chladené mliečne výrobky a poháre na horúce nápoje, vyžadujú kartóny s vynikajúcou odolnosťou voči vlhkosti a tekutinám.

1. Tradičný PE náter a ekologické alternatívy

Polyetylénový (PE) náter: Toto je v súčasnosti najpoužívanejšia vrstva bariéry proti vlhkosti. Dosahuje sa tesným priľnutím PE fólie k lepenke pomocou technológie extrúznej laminácie. PE má extrémne nízku rýchlosť prenosu vodnej pary (MVTR), ktorá účinne zabraňuje prenikaniu vodnej pary, zachováva štrukturálnu integritu lepenky a zabraňuje zrúteniu škatule v dôsledku absorpcie vlhkosti. Recyklovateľnosť PE však zostáva kontroverzná.

PLA/PHA náter: Na splnenie trendu kompostovateľnosti sa ako PE alternatívy objavili materiály na bio báze, ako je kyselina polymliečna (PLA) a polyhydroxyalkanoáty (PHA). Tieto materiály sú za určitých podmienok biologicky odbúrateľné, pričom ponúkajú podobné vlastnosti ako PE. Treba však poznamenať, že PLA vo všeobecnosti vyžaduje podmienky priemyselného kompostovania.

Profesionálne metriky:

WVTR (Rýchlosť priepustnosti vodných pár): Meria rýchlosť, ktorou vodná para preniká bariérovou vrstvou, zvyčajne vyjadrená v g/(m²/24h). Balenie mrazených potravín vyžaduje extrémne nízke WVTR, aby sa zabránilo popáleniu mrazom.

COBB (Rýchlosť absorpcie vody): Táto hodnota meria schopnosť lepenky absorbovať vodu počas stanoveného časového obdobia a je priamym ukazovateľom jej povrchovej odolnosti voči vode.

Stratégie kyslíkovej bariéry pre potraviny vyžadujúce dlhodobú čerstvosť: OTR a plynové bariéry

Pre kávové zrná, orechy, dehydrované polievky a niektoré pripravené potraviny náchylné na oxidáciu a stratu chuti sú okrem základnej odolnosti voči vlhkosti a olejom kľúčové vlastnosti kyslíkovej bariéry. To priamo súvisí so zachovaním chuti a živín.

1. Vysokovýkonné bariérové ​​polyméry a viacvrstvové laminácie

EVOH/PVDC: Kopolymér etylénu a vinylalkoholu (EVOH) a polyvinylidénchlorid (PVDC) sú v priemysle uznávané ako vysokovýkonné materiály s kyslíkovou bariérou. EVOH ponúka vynikajúce vlastnosti kyslíkovej bariéry a je kľúčovou vrstvou v mnohých špičkových kompozitných obaloch na báze papiera, ako je Tetra Pak. Tieto materiály však často vyžadujú viacvrstvovú konštrukciu alebo lamináciu hliníkovou fóliou, aby sa riešili problémy s možnosťou opätovného roztrhnutia.

PVA/kaolínový náter: Tento náterový systém kombinuje polyvinylalkohol (PVA) s anorganickým minerálom (ako je nanokvalitný kaolín alebo mikrofibrilovaná celulóza (MFC)). PVA vykazuje vynikajúce bariérové ​​vlastnosti OTR (rýchlosť prenosu kyslíka) v suchých podmienkach a je rozpustný vo vode, čo uľahčuje opätovné rozdrvenie. Avšak bariérové ​​vlastnosti PVA sú ovplyvnené vlhkosťou, čo si vyžaduje dodatočnú bariérovú vrstvu proti vlhkosti, aby sa zabezpečil stabilný výkon.

Profesionálne metriky:

OTR (Rýchlosť prenosu kyslíka): Meria rýchlosť, ktorou kyslík preniká cez bariérovú vrstvu, zvyčajne vyjadrenú v cc/(m²⋅24h⋅atm). Čím nižšia hodnota, tým lepšia je bariéra proti kyslíku a dlhšia skladovateľnosť.