Jak navrhnout bariérovou vrstvu krabic z potravinářského papíru, aby byla zajištěna odolnost proti oleji, vlhkosti a čerstvosti pro různé typy potravin

Papírové krabice na potraviny jsou hlavním trendem v balení potravin a jejich hlavní konkurenceschopnost spočívá v bariérové ​​technologii. Bariérové ​​vrstvy musí být přizpůsobeny fyzikálním a chemickým vlastnostem různých potravin, aby byla zajištěna bezpečnost potravin, prodloužena trvanlivost a zachována chuť. To vyžaduje sofistikovanou vědu o materiálech, procesy povlakování a specializované testovací metriky (jako jsou hodnoty MVTR, OTR a Cobb).

Výzva „Oil Barrier“ pro potraviny s vysokým obsahem tuku: Testování migrace ropy

Potraviny s vysokým obsahem tuku, jako je pizza, smažené kuře, pečivo a masné výrobky obsahující živočišný tuk, představují hlavní výzvu pro papírové krabice: vlastnosti olejové bariéry. Oleje mají vysokou rychlost migrace a mohou rychle proniknout do běžné lepenky, způsobit změkčení obalu a vytékání skvrn, což vážně ovlivňuje vzhled a strukturální pevnost.

1. Fluorované chemické alternativy (bez PFAS)

Tradičním řešením je použití nátěrů PFAS (perfluoroalkyl a polyfluoroalkyl substance), které díky svým vynikajícím nízkoenergetickým povrchovým vlastnostem účinně odolávají pronikání oleje. Kvůli stále přísnějším předpisům pro životní prostředí a bezpečnost potravin se však trh posouvá k technologiím olejové bariéry bez PFAS.

Polymerní nátěry na vodní bázi: Tyto nátěry využívající speciálně upravené emulze polymerů na vodní bázi fyzicky blokují olej a mastnotu vytvořením husté, nízkoporézní filmové struktury. Tyto povlaky jsou kompatibilní se stávajícím flexografickým nebo hlubotiskovým zařízením a umožňují vysoce přesné povlakování.

Přírodní nátěry na bázi vosku: Jako disperzní systém použijte modifikovaný biovosk (jako je sójový vosk nebo včelí vosk). Hydrofobnost vosků zajišťuje zásadní odpuzování vody a oleje, zejména pro aplikace s nízkým až středním obsahem oleje. Vyznačují se také vynikající rozložitelností, což je činí recyklovatelnými.

Profesionální indikátory: Účinnost blokování oleje se primárně hodnotí pomocí testu soupravy. Vložky pro vysoce kvalitní potravinářské kartony musí dosáhnout úrovně sady 8-12.

Požadavky na ochranu před vlhkostí pro potraviny obsahující vlhkost / potraviny s vysokou vlhkostí: WVTR a COBB Value Control

Potraviny obsahující vlhkost/potraviny s vysokou vlhkostí, jako jsou mražené potraviny, čerstvé saláty, chlazené mléčné výrobky a kelímky na horké nápoje, vyžadují kartony s vynikající odolností proti vlhkosti a tekutinám.

1. Tradiční PE povlak a alternativy šetrné k životnímu prostředí

Polyetylenový (PE) povlak: Toto je v současnosti nejpoužívanější vrstva bariéry proti vlhkosti. Toho je dosaženo pevným přilnutím PE fólie k kartonu pomocí technologie extruzní laminace. PE má extrémně nízkou MVTR (rychlost prostupu vodní páry), která účinně zabraňuje pronikání vodní páry, udržuje strukturální integritu lepenky a zabraňuje zhroucení krabice v důsledku absorpce vlhkosti. Recyklovatelnost PE však zůstává kontroverzní.

PLA/PHA povlak: Aby se vyhovělo trendu kompostovatelnosti, objevily se jako alternativy PE materiály na biologické bázi, jako je kyselina polymléčná (PLA) a polyhydroxyalkanoáty (PHA). Tyto materiály jsou za určitých podmínek biologicky odbouratelné a zároveň nabízejí podobné vlastnosti jako PE. Je však třeba poznamenat, že PLA obecně vyžaduje podmínky průmyslového kompostování.

Profesionální metriky:

WVTR (Rychlost prostupu vodních par): Měří rychlost, kterou vodní pára proniká bariérovou vrstvou, obvykle vyjádřená v g/(m²/24h). Balení mražených potravin vyžaduje extrémně nízkou WVTR, aby se zabránilo spálení mrazem.

COBB (Rychlost absorpce vody): Tato hodnota měří schopnost lepenky absorbovat vodu po stanovenou dobu a je přímým ukazatelem její povrchové odolnosti proti vodě.

Strategie kyslíkové bariéry pro potraviny vyžadující dlouhodobou čerstvost: OTR a plynové bariéry

U kávových zrn, ořechů, dehydrovaných polévek a některých připravených potravin náchylných k oxidaci a ztrátě chuti jsou kromě základní odolnosti proti vlhkosti a oleji klíčové vlastnosti kyslíkové bariéry. To přímo souvisí se zachováním chuti a živin.

1. Vysoce výkonné bariérové ​​polymery a vícevrstvé laminace

EVOH/PVDC: Ethylen-vinylalkoholový kopolymer (EVOH) a polyvinylidenchlorid (PVDC) jsou v průmyslu uznávány jako vysoce výkonné materiály pro kyslíkovou bariéru. EVOH nabízí vynikající vlastnosti kyslíkové bariéry a je klíčovou vrstvou v mnoha špičkových kompozitních obalech na bázi papíru, jako je Tetra Pak. Tyto materiály však často vyžadují vícevrstvou konstrukci nebo laminaci hliníkovou fólií, aby se vyřešily problémy s rozložitelností.

PVA/kaolinový nátěr: Tento nátěrový systém kombinuje polyvinylalkohol (PVA) s anorganickým minerálem (jako je nanokaolin nebo mikrofibrilovaná celulóza (MFC)). PVA vykazuje vynikající bariérové ​​vlastnosti OTR (rychlost přenosu kyslíku) v suchých podmínkách a je rozpustný ve vodě, což usnadňuje rozvláknitelnost. Bariérové ​​vlastnosti PVA jsou však ovlivněny vlhkostí, což vyžaduje další bariérovou vrstvu proti vlhkosti pro zajištění stabilního výkonu.

Profesionální metriky:

OTR (Oxygen Transmission Rate): Měří rychlost, kterou kyslík proniká bariérovou vrstvou, typicky vyjádřený v cc/(m²⋅24h⋅atm). Čím nižší hodnota, tím lepší je výkon kyslíkové bariéry a delší životnost.