نحوه طراحی لایه مانع جعبه های کاغذ مواد غذایی برای اطمینان از خواص ضد روغن، ضد رطوبت و تازه نگه داشتن انواع مواد غذایی

جعبه های کاغذی مواد غذایی یک روند اصلی در بسته بندی مواد غذایی هستند و رقابت اصلی آنها در فناوری مانع نهفته است. برای اطمینان از ایمنی غذا، افزایش ماندگاری و حفظ طعم، لایه‌های مانع باید بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی مواد غذایی مختلف تنظیم شوند. این به علم مواد پیچیده، فرآیندهای پوشش و معیارهای تست تخصصی (مانند مقادیر MVTR، OTR و Cobb) نیاز دارد.

چالش "سد نفت" برای غذاهای پرچرب: آزمایش مهاجرت روغن

غذاهای پرچرب، مانند پیتزا، مرغ سوخاری، شیرینی‌ها و محصولات گوشتی حاوی چربی حیوانی، چالش اصلی جعبه‌های کاغذی هستند: خواص مانع روغن. روغن‌ها سرعت مهاجرت بالایی دارند و می‌توانند به سرعت در مقوای معمولی نفوذ کنند و باعث نرم شدن بسته‌بندی و نشت لکه‌ها شوند که به‌طور جدی ظاهر و استحکام ساختاری را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

1. جایگزین های شیمیایی فلورینه (بدون PFAS)

راه حل سنتی استفاده از پوشش های PFAS (مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوئوروآلکیل) است که به دلیل خواص عالی سطح کم انرژی، به طور موثری در برابر نفوذ روغن مقاومت می کنند. با این حال، به دلیل قوانین سختگیرانه زیست محیطی و ایمنی مواد غذایی، بازار به سمت فناوری های مانع نفت بدون PFAS تغییر می کند.

پوشش‌های پلیمری مبتنی بر آب: با استفاده از امولسیون‌های پلیمری مبتنی بر آب اصلاح‌شده خاص، این پوشش‌ها با تشکیل یک ساختار لایه‌ای متراکم و کم تخلخل، روغن و گریس را به طور فیزیکی مسدود می‌کنند. این پوشش ها با تجهیزات چاپ فلکسوگرافی یا گراور موجود سازگار هستند و امکان پوشش با دقت بالا را فراهم می کنند.

پوشش های طبیعی مبتنی بر موم: از Biowax اصلاح شده (مانند موم سویا یا موم زنبور عسل) به عنوان سیستم پراکندگی استفاده کنید. آبگریز بودن واکس ها خاصیت دفع آب و روغن اساسی را به ویژه برای کاربردهایی با محتوای روغن کم تا متوسط ​​ایجاد می کند. آنها همچنین قابلیت بازپخت عالی را از خود نشان می دهند و آنها را قابل بازیافت می کند.

شاخص های حرفه ای: عملکرد مسدود کننده روغن در درجه اول با استفاده از تست کیت ارزیابی می شود. آسترهای کارتن های مواد غذایی با کیفیت بالا باید به سطوح کیت 8-12 دست یابند.

الزامات ضد رطوبت برای غذاهای حاوی رطوبت/غذاهای با رطوبت بالا: کنترل ارزش WVTR و COBB

غذاهای حاوی رطوبت/غذاهای با رطوبت بالا، مانند غذاهای منجمد، سالادهای تازه، محصولات لبنی در یخچال و فنجان های نوشیدنی داغ، به کارتن هایی با مقاومت عالی در برابر رطوبت و مایعات نیاز دارند.

1. پوشش سنتی پلی اتیلن و جایگزین های دوستدار محیط زیست

پوشش پلی اتیلن (PE): این لایه در حال حاضر پرکاربردترین لایه مانع رطوبت است. این امر با چسباندن محکم فیلم پلی اتیلن به مقوا از طریق فناوری لایه بندی اکستروژن به دست می آید. PE دارای MVTR (نرخ انتقال بخار آب) بسیار کم است، به طور موثری از نفوذ بخار آب جلوگیری می کند، یکپارچگی ساختاری مقوا را حفظ می کند و از فرو ریختن جعبه به دلیل جذب رطوبت جلوگیری می کند. با این حال، بازیافت پلی اتیلن بحث برانگیز است.

پوشش PLA/PHA: برای برآورده کردن روند کمپوست‌پذیری، مواد مبتنی بر زیستی مانند پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها (PHA) به عنوان جایگزین‌های پلی اتیلن پدید آمده‌اند. این مواد تحت شرایط خاص زیست تخریب پذیر هستند در حالی که خواص سد رطوبتی مشابهی را با PE ارائه می دهند. با این حال، باید توجه داشت که PLA به طور کلی به شرایط کمپوست صنعتی نیاز دارد.

معیارهای حرفه ای:

WVTR (نرخ انتقال بخار آب): این سرعت نفوذ بخار آب به لایه مانع را اندازه‌گیری می‌کند که معمولاً بر حسب g/(m²/24h) بیان می‌شود. بسته بندی مواد غذایی منجمد به WVTR بسیار کم برای جلوگیری از سوختن فریزر نیاز دارد.

COBB (میزان جذب آب): این مقدار توانایی مقوا برای جذب آب در یک بازه زمانی مشخص را اندازه گیری می کند و نشانگر مستقیم مقاومت آن در برابر آب سطحی است.

استراتژی های مانع اکسیژن برای غذاهایی که نیاز به تازگی طولانی مدت دارند: OTR و موانع گاز

برای دانه‌های قهوه، آجیل‌ها، سوپ‌های کم‌آب و برخی غذاهای آماده که مستعد اکسید شدن و از دست دادن طعم هستند، علاوه بر مقاومت اولیه در برابر رطوبت و روغن، ویژگی‌های مانع اکسیژن بسیار مهم است. این به طور مستقیم با حفظ طعم و مواد مغذی مرتبط است.

1. پلیمرهای مانع با کارایی بالا و لمینیت های چند لایه

EVOH/PVDC: کوپلیمر اتیلن وینیل الکل (EVOH) و پلی وینیلیدین کلراید (PVDC) در صنعت به عنوان مواد مانع اکسیژن با کارایی بالا شناخته می شوند. EVOH ویژگی‌های مانع اکسیژن عالی را ارائه می‌دهد و یک لایه کلیدی در بسیاری از بسته‌بندی‌های کامپوزیت مبتنی بر کاغذ بالا مانند تترا پاک است. با این حال، این مواد اغلب به ساخت و ساز چند لایه یا لمینیت با فویل آلومینیومی نیاز دارند تا چالش‌های پالایش مجدد را برطرف کنند.

پوشش PVA/Kaolin: این سیستم پوشش پلی وینیل الکل (PVA) را با یک ماده معدنی معدنی (مانند کائولن با درجه نانو یا سلولز میکروفیبریل شده (MFC) ترکیب می کند. PVA در شرایط خشک ویژگی های مانع OTR (نرخ انتقال اکسیژن) عالی را از خود نشان می دهد و محلول در آب است، که پالایش مجدد را تسهیل می کند. با این حال، ویژگی‌های مانع PVA تحت تأثیر رطوبت قرار می‌گیرد، که برای اطمینان از عملکرد پایدار، نیاز به یک لایه مانع رطوبت اضافی دارد.

معیارهای حرفه ای:

OTR (نرخ انتقال اکسیژن): این سرعت نفوذ اکسیژن به لایه مانع را اندازه‌گیری می‌کند که معمولاً بر حسب cc/(m²⋅24h⋅atm) بیان می‌شود. هرچه این مقدار کمتر باشد، عملکرد مانع اکسیژن بهتر و ماندگاری طولانی‌تر است.