Kako dizajnirati zaštitni sloj papirnatih kutija za hranu kako bi se osigurala otpornost na ulje, vlagu i očuvanje svježeg materijala za različite vrste hrane

Papirnate kutije za hranu glavni su trend u pakiranju hrane, a njihova temeljna konkurentnost leži u tehnologiji barijera. Zaštitni slojevi moraju biti prilagođeni fizičkim i kemijskim svojstvima različite hrane kako bi se osigurala sigurnost hrane, produžio rok trajanja i zadržao okus. To zahtijeva sofisticiranu znanost o materijalima, procese premazivanja i specijalizirane metrike ispitivanja (kao što su MVTR, OTR i Cobb vrijednosti).

Izazov "uljne barijere" za hranu s visokim udjelom masti: ispitivanje migracije ulja

Hrana s visokim udjelom masti, poput pizze, pržene piletine, peciva i mesnih proizvoda koji sadrže životinjsku mast, predstavlja primarni izazov za papirnate kutije: svojstva barijere za ulje. Ulja imaju visoku stopu migracije i mogu brzo prodrijeti kroz obični karton, uzrokujući omekšavanje ambalaže i curenje mrlja, što ozbiljno utječe na izgled i čvrstoću strukture.

1. Fluorirane kemijske alternative (bez PFAS-a)

Tradicionalno rješenje je korištenje PFAS (perfluoroalkilne i polifluoroalkilne tvari) premaza, koji se učinkovito odupiru prodoru ulja zbog svojih izvrsnih niskoenergetskih površinskih svojstava. Međutim, zbog sve strožih propisa o zaštiti okoliša i sigurnosti hrane, tržište se pomiče prema tehnologijama uljne barijere bez PFAS-a.

Polimerni premazi na bazi vode: Koristeći posebno modificirane polimerne emulzije na bazi vode, ovi premazi fizički blokiraju ulje i masnoću tvoreći gustu strukturu filma niske poroznosti. Ovi su premazi kompatibilni s postojećom opremom za fleksografski ili duboki tisak, omogućujući visokoprecizno premazivanje.

Premazi na bazi prirodnog voska: Koristite modificirani biovosak (kao što je sojin ili pčelinji vosak) kao disperzijski sustav. Hidrofobnost voskova osigurava temeljnu otpornost na vodu i ulje, posebno za primjene s niskim do srednjim sadržajem ulja. Također pokazuju izvrsnu sposobnost ponovnog rasklapanja, što ih čini reciklirajućim.

Profesionalni pokazatelji: Učinkovitost blokiranja ulja primarno se ocjenjuje korištenjem Kit testa. Obloge za visokokvalitetne kartonske kutije za hranu moraju doseći razine kompleta 8-12.

Zahtjevi za zaštitu od vlage za hranu koja sadrži vlagu/visoku vlažnost: WVTR i COBB kontrola vrijednosti

Hrana koja sadrži vlagu/visoku vlažnost, poput smrznute hrane, svježih salata, ohlađenih mliječnih proizvoda i šalica za tople napitke za ponijeti, zahtijeva kartone s izvrsnom otpornošću na vlagu i tekućine.

1. Tradicionalni PE premaz i ekološki prihvatljive alternative

Polietilenski (PE) premaz: Ovo je trenutno najrašireniji sloj za zaštitu od vlage. To se postiže tijesnim prianjanjem PE folije na karton tehnologijom ekstruzijske laminacije. PE ima izuzetno nizak MVTR (stopa prijenosa vodene pare), učinkovito sprječava prodor vodene pare, održava strukturni integritet kartona i sprječava kolaps kutije zbog upijanja vlage. Međutim, mogućnost recikliranja PE ostaje kontroverzna.

PLA/PHA premaz: Kako bi se zadovoljio trend kompostiranja, materijali na biološkoj bazi kao što su polilaktična kiselina (PLA) i polihidroksialkanoati (PHA) pojavili su se kao PE alternative. Ovi materijali su biorazgradivi pod određenim uvjetima, a istovremeno nude slična svojstva zaštite od vlage kao PE. Međutim, treba napomenuti da PLA općenito zahtijeva industrijske uvjete kompostiranja.

Profesionalna metrika:

WVTR (Brzina prijenosa vodene pare): Mjeri brzinu kojom vodena para prodire kroz sloj barijere, obično se izražava u g/(m²/24h). Pakiranje smrznute hrane zahtijeva izuzetno nizak WVTR kako bi se spriječilo opekline u zamrzivaču.

COBB (Stopa upijanja vode): Ova vrijednost mjeri sposobnost kartona da upija vodu tijekom određenog vremenskog razdoblja i izravan je pokazatelj otpornosti površine na vodu.

Strategije kisikove barijere za hranu koja zahtijeva dugotrajnu svježinu: OTR i plinske barijere

Za zrna kave, orašaste plodove, dehidrirane juhe i određenu pripremljenu hranu osjetljivu na oksidaciju i gubitak okusa, svojstva barijere kisika su presudna, uz osnovnu otpornost na vlagu i ulje. To je izravno povezano s očuvanjem okusa i hranjivih tvari.

1. Visokoučinkoviti barijerni polimeri i višeslojne laminacije

EVOH/PVDC: Kopolimer etilen-vinil alkohola (EVOH) i poliviniliden klorid (PVDC) priznati su u industriji kao materijali za zaštitu od kisika visoke učinkovitosti. EVOH nudi izvrsna svojstva barijere za kisik i ključni je sloj u mnogim kompozitnim pakiranjima na bazi vrhunskog papira, kao što je Tetra Pak. Međutim, ti materijali često zahtijevaju višeslojnu konstrukciju ili laminaciju aluminijskom folijom kako bi se odgovorilo na izazove ponovljivosti.

PVA/kaolin premaz: Ovaj sustav premaza kombinira polivinil alkohol (PVA) s anorganskim mineralom (kao što je nano-razred kaolin ili mikrofibrilirana celuloza (MFC)). PVA pokazuje izvrsna OTR (brzina prijenosa kisika) svojstva barijere u suhim uvjetima i topiv je u vodi, što olakšava ponovnu pulpu. Međutim, na svojstva PVA barijere utječe vlaga, što zahtijeva dodatni sloj barijere protiv vlage kako bi se osigurala stabilna izvedba.

Profesionalna metrika:

OTR (Brzina prijenosa kisika): Mjeri brzinu kojom kisik prodire kroz sloj barijere, obično se izražava u cc/(m²⋅24h⋅atm). Što je niža vrijednost, to je bolja izvedba barijere kisika i duži rok trajanja.