Alumiinium on tänapäevaste toidupakendite töömaterjal. Puhas alumiiniumplaat, sulamplaat ja alumiiniumfoolium kombineeritakse polümeerikihtidega, et toota kotid, kandikud, kaaned ja aseptilised karbid, mis hoiavad toitu ohutuna pikkade tarneahelate jooksul. Selles artiklis selgitatakse, miks valitakse alumiinium, milliseid sulameid kasutatakse, kuidas laminaadid on struktureeritud ja millised toiduga kokkupuutumise standardid kehtivad.
Miks kasutatakse alumiiniumi toiduainete pakendamiseks
Alumiinium ühendab endas mitmeid omadusi, mida on raske ühe asendusmaterjaliga sobitada:
Barjääri jõudlus:pidev metallikiht blokeerib valgust, hapnikku, niiskusauru ja aroomi, nii et oksüdatsioon ja niiskuse migratsioon peatatakse tõhusalt.
Madal kaal:alumiiniumi tihedus on umbes kolmandik terasest, mis vähendab transpordikulusid ja materjalikasutust.
Vormitavus:fooliumi saab rullida kuni 0,006 mm ja seejärel voltida, mähkida, reljeef või sügavtõmmatud ilma pragudeta.
Soojusjuhtivus:umbes 237 W/(m·K) puhta alumiiniumi puhul, mis võimaldab pakitud toidu kiiret kuumutamist ja jahutamist.
Taaskasutatavus:alumiiniumi saab korduvalt ümber sulatada ilma kvaliteeti kaotamata ja sellel on suur vanametalli väärtus.
Hügieen:pind on mitte-poorne, kergesti puhastatav ega toeta mikroobide kasvu.
Tähelepanu väärib barjäärimehhanism. Alumiinium oksüdeerub kokkupuutel õhuga ja moodustab koheselt pinnale tiheda loodusliku oksiidkile (Al2O3). See passiivne kile on ise-piirav ja takistab selle all oleva metalli edasist oksüdeerumist, mistõttu võib väga õhuke fooliumikiht kaitsta toitu kuude kaupa.
Sulami ja temperamendi valik
Sulam valitakse vastavalt vormimisoperatsioonile ja nõutavale tugevusele. Allpool on loetletud tüüpilised pakendites kasutatavad klassid.
| Sulam | Tüüpiline kasutus | Peamised omadused |
|---|---|---|
| 1060 | Puhas alumiiniumplaat ja raske foolium, kandikud | Kõrge puhtusastmega, suurepärane korrosioonikindlus, väga hea vormitavus, madal tugevus |
| 1235 / 8079 | Õhuke konverterkile laminaatidele | Väga väike paksus, kõrge elastsus, hele pind |
| 8011 | Toiduanuma foolium, kaas, sulgurid | Hea tugevus ja jäikus, sobib sügavtõmbamiseks ja reljeefseks surumiseks |
| 8021 | Farmatseutilised ja kõrge{0}}barjääriga toidulaminaadid | Kõrge tugevus, aukude vastupidavus, hea paindekindlus |
| 3104 / 3105 | Jäigad anumad, kaaned, vormitud kandikud | Mangaani ja magneesiumi lisanditest suurem tugevus, hea vormitavus |
Foolium tarnitakse tavaliselt O-karastusega (täielikult lõõmutatud), nii et see moodustub ilma rebenemiseta; Poolkõva tempere{0}}kasutatakse seal, kus jäikus on olulisem kui venivus. Paksus määratakse vastavalt tõkkenõudele: laminaatide konverterkile on tavaliselt 0,006–0,009 mm, toitlustus- ja sügavkülmikukile aga 0,010–0,020 mm ning jäik konteineri varud on tunduvalt paksem.
Laminaatkonstruktsioonid toiduainete pakendamiseks
Toidupakendite kotte valmistatakse harva ainult alumiiniumfooliumist. Ühekihiline foolium rebeneb kergesti voltides ja sellel puudub suletav pind, mistõttu kombineeritakse seda peaaegu alati polümeerkiledega. Levinud konstruktsioonid hõlmavad järgmist:
Kaks{0}}kihti:foolium, mis on lamineeritud polüetüleenile või valatud polüpropüleenile, et tagada kuumsuletav{0}}sisepind.
Kolm{0}}kihti:polüester välimine kile trüki- ja mehaaniliseks kaitseks, fooliumist südamik tõkkeks, polüetüleenist sisekiht tihendamiseks.
Neli{0}}kihti ja ko-ekstrudeeritud:lisatud nailonist või ko{0}}ekstrudeeritud kile, mis tagab torkekindluse ja paind-pragunemise vastupidavuse vaakum- ja retortikottidesse.
Välimine kile kannab trükist ja kaitseb fooliumit hõõrdumise eest; foolium kannab tõket; sisemine tihenduskiht tagab hermeetilise sulgemise ja retortiklasside puhul vastupidavuse steriliseerimistemperatuuridele 121 kraadi ja kõrgemale. Retortide rakendused nõuavad aukukindlat-fooliumi ja valatud polüpropüleenist või sarnast hermeetikut, mis protsessi vastu peab.
Toit-Võtke ühendust vastavuse ja kvaliteedikontrolliga
Valmis pakend, mitte toorfoolium, on reguleeritud artikkel. Asjakohased raamistikud hõlmavad määrust (EÜ) nr 1935/2004 ja määrust (EL) nr 10/2011 Euroopa turu kohta, 21 CFR 175 300 USA-s ning GB 4806.1 ja GB 4806.9 Hiinas, viimane hõlmab toiduga kokkupuutuvaid metallmaterjale ja esemeid. Fooliumispetsiifilised tootestandardid, nagu ASTM B479 ja EN 546 seeria, määratlevad mõõtmed, mehaanilised omadused ja pinnakvaliteedi.
Kuna alumiinium on amfoteerne, reageerib metall tugevate hapete ja tugevate leelistega. Pakendamise puhul on see kahel viisil: happelisi või väga soolaseid tooteid tuleks kaitsta pideva polümeerikihiga, et toit ei puutuks kunagi kokku palja metalliga, ning sissetuleva kontrolli käigus leitud plekke, plekke või värvimuutusi tuleks käsitleda pigem barjääri, mitte kosmeetilise probleemina.
Kasulikud juhtelemendid muunduri tasemel hõlmavad aukude loendamist õhukesel fooliumil, tihendi tugevuse ja purunemise testimist valmis kottidel ning vee-auru ja hapniku läbilaskvuse testimist laminaadil. Need testid kinnitavad, et konstruktsiooni sisse kavandatud tõke peab tegelikult ellujääma ka muundamis- ja täitmisprotsessi.
Ringlussevõtt ja materjalitõhusus
Alumiinium on üks väheseid pakkematerjale, millel on ehtne suletud{0}}ahelaga tee. Ümbersulatamiseks kulub vaid väike osa primaarse metalli tootmiseks kuluvast energiast ja metall ei lagune korduvate tsüklite käigus. Praktikas on piiravad tegurid kogumine, puhtus ja fooliumi eraldamine polümeerlaminaatidest; mitmest materjalist-kotte on raskem taastada kui mono-materjalist kandikuid.
Ostjatele on kasulikud kaks suunda. Esmalt määrake alla-mõõdetud foolium, kus tõkkearvutused seda võimaldavad, kuna õhem kiht kulutab sama jõudluse jaoks vähem metalli. Teiseks hoidke laminaadid võimalikult lihtsad ja veenduge, et kõik taaskasutatud sisu väidet toetaks dokumenteeritud tarneahel, sest toiduga kokkupuutuv ringlussevõetud alumiinium peab vastama samadele hügieeninõuetele kui esmane metall.
Korduma kippuvad küsimused
K: Kas alumiiniumfooliumi läikiv pool peab jääma toidu poole?
Ei. Heledad ja matid pinnad pärinevad viimasest valtsimiskäigust, kus üks külg puutub kokku poleeritud rulliga ja teine pool paaritud fooliumikihiga. Mõlemal pinnal on sama tõke ja soojuse{2}}ülekanne, nii et kumbki pool võib olla toidu poole.
K: Millised alumiiniumisulamid on toiduainete pakendites kõige levinumad?
1060 puhta plaadi ja kandikute jaoks, 1235 ja 8079 õhukese konverterfooliumi jaoks, 8011 anumate ja kaane jaoks, 8021 kõrge -barjääriga farmaatsia- ja toidulaminaatide jaoks ning 3104 või 3105 jäikade ja kujuga anumate jaoks.
K: Miks kombineeritakse alumiiniumfooliumi teiste kiledega?
Ainuüksi fooliumiga ei saa kuumalt tihendada ja voltides rebeneb. Polüester-, nailon- ja polüetüleenkihid suurendavad tihendatavust, torkekindlust ja prinditavust, samal ajal kui foolium tagab tõkke.
K: Kas alumiiniumfooliumist pakendeid saab kasutada mikrolaineahjus?
Ainult siis, kui toode on spetsiaalselt loodud ja testitud mikrolaineahjus kasutamiseks. Õhuke metall võib kaarduda servadest ja teravatest nurkadest, seega tuleks mittekvalifitseeritud fooliumit või laminaati mikrolaineahjudest eemal hoida.
K: Kas happeline toit reageerib pakendis oleva alumiiniumiga?
Alumiinium on amfoteerne ja reageerib tugevate hapete ja leelistega. Pakendis takistab pidev polümeerikiht otsest kokkupuudet; kui paljas metall puutub kokku happelise või tugevalt soolatud toiduga, võivad tekkida täpid ja maitse muutumine.
K: Kas alumiiniumfooliumist pakendid on taaskasutatavad?
Jah. Puhtad mono-materjalist alumiiniumalused ja foolium on hõlpsasti ringlussevõetavad ja säilitavad kõrge jäägiväärtuse. Lamineeritud kotid on keerulisemad, kuna polümeerikihid tuleb metallist eraldada.
