วิธีการออกแบบชั้นกั้นของกล่องกระดาษอาหารให้มีคุณสมบัติกันน้ำมัน กันความชื้น และรักษาความสดสำหรับอาหารประเภทต่างๆ

กล่องกระดาษใส่อาหาร เป็นกระแสหลักในบรรจุภัณฑ์อาหาร และความสามารถในการแข่งขันหลักอยู่ที่เทคโนโลยีอุปสรรค ชั้นกั้นจะต้องปรับแต่งให้เหมาะกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอาหารประเภทต่างๆ เพื่อรับรองความปลอดภัยของอาหาร ยืดอายุการเก็บ และรักษารสชาติ ซึ่งต้องใช้วัสดุศาสตร์ที่ซับซ้อน กระบวนการเคลือบ และตัวชี้วัดการทดสอบเฉพาะทาง (เช่น ค่า MVTR, OTR และ Cobb)

ความท้าทาย "อุปสรรคน้ำมัน" สำหรับอาหารที่มีไขมันสูง: การทดสอบการอพยพของน้ำมัน

อาหารที่มีไขมันสูง เช่น พิซซ่า ไก่ทอด ขนมอบ และผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ที่มีไขมันสัตว์ ถือเป็นความท้าทายหลักสำหรับกล่องกระดาษ นั่นคือ คุณสมบัติในการกั้นน้ำมัน น้ำมันมีอัตราการย้ายถิ่นสูงและสามารถเจาะกระดาษแข็งธรรมดาได้อย่างรวดเร็ว ทำให้บรรจุภัณฑ์อ่อนตัวลงและมีคราบรั่วไหลออกมา ส่งผลร้ายแรงต่อรูปลักษณ์และความแข็งแรงของโครงสร้าง

1. ทางเลือกทางเคมีที่มีฟลูออรีน (ปราศจาก PFAS)

วิธีการแก้ปัญหาแบบดั้งเดิมคือการใช้สารเคลือบ PFAS (สารเพอร์ฟลูออโรอัลคิลและโพลีฟลูออโรอัลคิล) ซึ่งต้านทานการซึมผ่านของน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากคุณสมบัติพื้นผิวที่ใช้พลังงานต่ำเป็นเลิศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของอาหารที่เข้มงวดมากขึ้น ตลาดกำลังเปลี่ยนไปสู่เทคโนโลยีกั้นน้ำมันที่ปราศจาก PFAS

การเคลือบโพลีเมอร์สูตรน้ำ: การใช้อิมัลชั่นโพลีเมอร์สูตรน้ำที่ผ่านการดัดแปลงเป็นพิเศษ สารเคลือบเหล่านี้จะปิดกั้นน้ำมันและจาระบีทางกายภาพโดยการสร้างโครงสร้างฟิล์มที่มีความหนาแน่นและมีรูพรุนต่ำ การเคลือบเหล่านี้เข้ากันได้กับอุปกรณ์การพิมพ์เฟล็กโซกราฟีหรือกราเวียร์ที่มีอยู่ ทำให้การเคลือบมีความแม่นยำสูง

การเคลือบด้วยขี้ผึ้งธรรมชาติ: ใช้ขี้ผึ้งชีวภาพดัดแปลง (เช่นไขถั่วเหลืองหรือขี้ผึ้ง) เป็นระบบการกระจายตัว ความสามารถในการละลายน้ำของแว็กซ์ทำให้มีคุณสมบัติไม่ซับน้ำและน้ำมันขั้นพื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีปริมาณน้ำมันต่ำถึงปานกลาง อีกทั้งยังมีความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ดีเยี่ยม ทำให้สามารถรีไซเคิลได้

ตัวชี้วัดระดับมืออาชีพ: ประสิทธิภาพการปิดกั้นน้ำมันได้รับการประเมินโดยใช้การทดสอบชุดอุปกรณ์เป็นหลัก แผ่นรองสำหรับกล่องอาหารคุณภาพสูงต้องมีระดับ Kit 8-12

ข้อกำหนดการป้องกันความชื้นสำหรับอาหารที่มีความชื้น/อาหารที่มีความชื้นสูง: การควบคุมค่า WVTR และ COBB

อาหารที่มีความชื้น/ความชื้นสูง เช่น อาหารแช่แข็ง สลัดสด ผลิตภัณฑ์นมแช่เย็น และแก้วใส่เครื่องดื่มร้อน ต้องใช้กล่องที่ทนทานต่อความชื้นและของเหลวได้ดีเยี่ยม

1. การเคลือบ PE แบบดั้งเดิมและทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การเคลือบโพลีเอทิลีน (PE): ปัจจุบันเป็นชั้นป้องกันความชื้นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ทำได้โดยการยึดฟิล์ม PE เข้ากับกระดาษแข็งอย่างแน่นหนาด้วยเทคโนโลยีการเคลือบแบบอัดขึ้นรูป PE มี MVTR (อัตราการส่งผ่านไอน้ำ) ต่ำมาก ป้องกันการซึมผ่านของไอน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของกระดาษแข็ง และป้องกันไม่ให้กล่องยุบเนื่องจากการดูดซับความชื้น อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการรีไซเคิลของ PE ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่

การเคลือบ PLA/PHA: เพื่อให้เป็นไปตามแนวโน้มที่สามารถย่อยสลายได้ วัสดุชีวภาพ เช่น กรดโพลิแลกติก (PLA) และโพลีไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (PHA) จึงกลายเป็นทางเลือกทดแทน PE วัสดุเหล่านี้สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ในขณะที่มีคุณสมบัติกันความชื้นคล้ายกับ PE อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าโดยทั่วไปแล้ว PLA ต้องมีเงื่อนไขการทำปุ๋ยหมักทางอุตสาหกรรม

ตัวชี้วัดระดับมืออาชีพ:

WVTR (อัตราการส่งผ่านไอน้ำ): เป็นการวัดอัตราที่ไอน้ำทะลุผ่านชั้นกั้น ซึ่งโดยทั่วไปแสดงเป็น g/(m²/24h) บรรจุภัณฑ์อาหารแช่แข็งต้องใช้ WVTR ต่ำมากเพื่อป้องกันการไหม้ของช่องแช่แข็ง

COBB (อัตราการดูดซึมน้ำ): ค่านี้วัดความสามารถของกระดาษแข็งในการดูดซับน้ำในช่วงเวลาที่กำหนด และเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงถึงความต้านทานต่อน้ำบนพื้นผิว

กลยุทธ์กั้นออกซิเจนสำหรับอาหารที่ต้องการความสดในระยะยาว: OTR และอุปสรรคแก๊ส

สำหรับเมล็ดกาแฟ ถั่ว ซุปอบแห้ง และอาหารปรุงสำเร็จบางชนิดที่ไวต่อการเกิดออกซิเดชันและการสูญเสียรสชาติ คุณสมบัติในการกั้นออกซิเจนถือเป็นสิ่งสำคัญ นอกเหนือจากความทนทานต่อความชื้นและน้ำมันขั้นพื้นฐาน สิ่งนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการรักษารสชาติและสารอาหาร

1. โพลีเมอร์กั้นประสิทธิภาพสูงและการเคลือบหลายชั้น

EVOH/PVDC: เอทิลีน-ไวนิลแอลกอฮอล์โคโพลีเมอร์ (EVOH) และโพลีไวนิลิดีนคลอไรด์ (PVDC) ได้รับการยอมรับในอุตสาหกรรมว่าเป็นวัสดุกั้นออกซิเจนประสิทธิภาพสูง EVOH มีคุณสมบัติกั้นออกซิเจนที่ดีเยี่ยม และเป็นชั้นสำคัญในบรรจุภัณฑ์คอมโพสิตที่ทำจากกระดาษคุณภาพสูง เช่น Tetra Pak อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้มักต้องมีโครงสร้างหลายชั้นหรือการเคลือบด้วยอลูมิเนียมฟอยล์เพื่อจัดการกับความท้าทายด้านความสามารถในการละลายซ้ำได้

การเคลือบ PVA/ดินขาว: ระบบการเคลือบนี้ผสมผสานโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) กับแร่ธาตุอนินทรีย์ (เช่น ดินขาวเกรดนาโนหรือเซลลูโลสไมโครไฟบริลเตต (MFC)) PVA แสดงคุณสมบัติการกั้น OTR (อัตราการส่งผ่านออกซิเจน) ที่ยอดเยี่ยมภายใต้สภาวะที่แห้ง และละลายน้ำได้ ซึ่งเอื้อต่อความสามารถในการละลายซ้ำได้ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติกั้นความชื้นของ PVA ได้รับผลกระทบจากความชื้น จำเป็นต้องมีชั้นกั้นความชื้นเพิ่มเติมเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่มั่นคง

ตัวชี้วัดระดับมืออาชีพ:

OTR (อัตราการส่งผ่านออกซิเจน): เป็นการวัดอัตราที่ออกซิเจนทะลุผ่านชั้นกั้น ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็น cc/(m²⋅24h⋅atm) ยิ่งค่าต่ำลง ประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนก็จะยิ่งดีขึ้นและอายุการเก็บรักษาก็จะนานขึ้น