فیلم EVOH چیست و چرا در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود؟

EVOH - کوپلیمر اتیلن وینیل الکل - یکی از مهم ترین مواد مانع در بسته بندی مواد غذایی انعطاف پذیر مدرن است. این معمولا به عنوان یک فیلم مستقل استفاده نمی شود، بلکه به عنوان یک لایه مانع عملکردی در ساختار فیلم چند لایه استفاده می شود، جایی که توانایی استثنایی آن در جلوگیری از انتقال اکسیژن، عملکرد ماندگاری بسته بندی محصولات غذایی حساس به اکسیژن را تعیین می کند. درک اینکه EVOH چه کاری انجام می‌دهد، چگونه کار می‌کند و محدودیت‌های آن کجاست، برای تولیدکنندگان مواد غذایی، خریداران بسته‌بندی، و هر کسی که کیسه‌های آسپتیک یا بسته‌بندی کیسه‌ای در جعبه را برای محصولات مایع مشخص می‌کند مفید است.

EVOH چیست؟

EVOH یک پلیمر ترموپلاستیک است که از صابون سازی (تبدیل شیمیایی) کوپلیمر اتیلن-وینیل استات تولید می شود. ماده به دست آمده ترکیبی از یک جزء اتیلن است که قابلیت پردازش و مقاومت در برابر رطوبت را با یک جزء وینیل الکل که خاصیت استثنایی مانع اکسیژن را فراهم می کند، فراهم می کند. نسبت اتیلن به وینیل الکل در کوپلیمر - که به صورت درصد مول اتیلن بیان می‌شود - بر تعادل بین عملکرد مانع اکسیژن و حساسیت به رطوبت تأثیر می‌گذارد: محتوای کمتر اتیلن مانع اکسیژن بهتری می‌کند اما حساسیت رطوبتی بالاتری دارد. محتوای اتیلن بالاتر حساسیت به رطوبت را کاهش می دهد در حالی که عملکرد سد را اندکی کاهش می دهد.

گریدهای تجاری EVOH که در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شوند معمولاً دارای محتوای اتیلن 27 تا 44 مول درصد هستند که گرید خاص بر اساس الزامات پردازش و تعادل مانع و مقاومت در برابر رطوبت مورد نیاز برای کاربرد انتخاب می‌شود.

چرا عملکرد سد اکسیژن EVOH مهم است؟

اکسیژن عامل اصلی افت کیفیت در اکثر محصولات غذایی مایع بسته بندی شده است. در آب میوه‌ها و کنسانتره‌ها، اکسیژن با اسید اسکوربیک (ویتامین C)، آنتوسیانین‌ها (رنگدانه‌های رنگی) و ترکیبات عطر فرار واکنش می‌دهد و باعث قهوه‌ای شدن، از دست دادن ویتامین و تخریب طعم می‌شود. در شراب، اکسیژن باعث اکسیداسیون ترکیبات فنلی و استرهای فرار می شود و باعث از بین رفتن ویژگی میوه تازه و ایجاد طعم بد می شود. در روغن های خوراکی، اکسیژن باعث اکسیداسیون لیپیدها می شود - ترش. در محصولات لبنی، اکسیژن به ایجاد طعم بد و تخریب ویتامین کمک می کند.

سرعت رسیدن اکسیژن به محصول در بسته بندی مهر و موم شده با نرخ انتقال اکسیژن (OTR) مواد بسته بندی اندازه گیری می شود - مقدار اکسیژنی که در روز تحت شرایط استاندارد از یک منطقه مشخص از مواد عبور می کند. OTR کمتر به معنای عملکرد بهتر مانع اکسیژن و ماندگاری طولانی تر محصول است.

عملکرد سد اکسیژن EVOH به طور چشمگیری بهتر از پلیمرهای بسته بندی استاندارد است:

EVOH در شرایط خشک عملکرد سد اکسیژن را تقریباً 100 تا 10000 برابر بهتر از فیلم پلی اتیلن استاندارد ارائه می دهد. این بدان معناست که بسته‌بندی حاوی لایه EVOH می‌تواند یک محیط خالی از اکسیژن را در داخل بسته مهر و موم شده برای ماه‌ها حفظ کند و از محصول در برابر زوال اکسیداتیو در طول عمر مفید محافظت کند.

محدودیت بحرانی EVOH: حساسیت به رطوبت

عملکرد فوق العاده مانع اکسیژن EVOH در شرایط خشک به طور قابل توجهی با افزایش رطوبت کاهش می یابد. گروه‌های وینیل الکل در EVOH که عملکرد مانع را فراهم می‌کنند، آبدوست هستند - آنها آب را از محیط اطراف جذب می‌کنند. همانطور که لایه EVOH رطوبت را جذب می کند، ساختار کریستالی آن مختل می شود و نفوذپذیری اکسیژن افزایش می یابد. در رطوبت نسبی بالا (80 تا 100 درصد RH)، عملکرد سد اکسیژن EVOH می تواند بسته به درجه خاص، 10 تا 100 در مقایسه با شرایط خشک کاهش یابد.

این حساسیت به رطوبت به همین دلیل است که EVOH به ندرت به عنوان لایه سطحی در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود. باید به عنوان یک لایه میانی در یک ساختار فیلم چند لایه قرار گیرد که از هر دو طرف توسط لایه های پلیمری مقاوم در برابر رطوبت محافظت شود. لایه‌های بیرونی و داخلی PE، PP یا PET به‌عنوان سدهای رطوبتی عمل می‌کنند که از EVOH در برابر رطوبت محیط و رطوبت خود محصول محافظت می‌کنند و لایه EVOH را در حالت رطوبت کم نگه می‌دارند که در آن عملکرد مانع اکسیژن آن به حداکثر می‌رسد.

یک ساختار فیلم چندلایه معمولی که از EVOH برای بسته بندی مواد غذایی آسپتیک استفاده می کند: PE/چسب/EVOH/چسب/PE. لایه های پلی اتیلن از رطوبت برای لایه میانی EVOH، قابلیت آب بندی حرارتی (PE داخلی) و یکپارچگی ساختاری محافظت می کنند. EVOH سد اکسیژن را فراهم می کند. لایه‌های چسبنده، لایه‌های PE و EVOH ناسازگار را با چسبندگی بین لایه‌ای کافی به یکدیگر متصل می‌کنند تا از لایه‌لایه شدن در طول پردازش و استفاده جلوگیری کنند.

EVOH در مقابل فویل آلومینیومی در ساخت کیسه های آسپتیک

برای کیسه های آسپتیک و بسته بندی کیسه در جعبه، انتخاب بین فیلم چند لایه حاوی EVOH و ورقه ورقه فویل آلومینیومی شامل یک مبادله بین عملکرد مانع، شفافیت و هزینه است:

لمینت فویل آلومینیومی

فویل آلومینیومی با ضخامت 9 میکرون اساساً OTR صفر و انتقال نور صفر را ارائه می دهد - بالاترین عملکرد مانع موجود. این ماده در برابر اکسیژن و نور غیرقابل نفوذ است و آن را به استانداردی برای سخت‌ترین کاربردهای ماندگاری تبدیل می‌کند: کنسانتره آب میوه، محصولات گوجه‌فرنگی و سایر محصولات غذایی بسیار حساس به اکسیژن که به ۱۲ تا ۲۴ ماه ماندگاری محیطی نیاز دارند. اشکال این است که فویل آلومینیومی کیسه را مات می کند (محصول از طریق بسته بندی دیده نمی شود)، وزن و هزینه مواد را در مقایسه با سازه های فقط فیلم افزایش می دهد و چالش های بازیافت را ایجاد می کند.

PET متالیز شده (PET با روکش آلومینیوم)

PET متالیز شده از یک لایه آلومینیومی بسیار نازک (تقریباً 0.02-0.05 میکرون) استفاده می کند که بر روی سطح فیلم PET رسوب می کند. عملکرد سد بالایی را به طور قابل توجهی بهتر از PE یا PET استاندارد ارائه می دهد، اگرچه به OTR نزدیک به صفر فویل آلومینیومی ضخیم نزدیک نمی شود. PET متالایز سبک‌تر، مقرون‌به‌صرفه‌تر و انعطاف‌پذیرتر از لمینت فویل است، و برای کیسه‌های آسپتیک با مانع بالا که در آن OTR صفر مطلق مورد نیاز نیست، مناسب‌تر است. مات است (لایه آلومینیوم نور را مسدود می کند) اما مانع خوبی برای طیف گسترده ای از کاربردهای بسته بندی مواد غذایی است.

فیلم کامپوزیت EVOH

EVOH در ساختار چند لایه PE/EVOH/PE یا PET/EVOH/PE مانع اکسیژن بسیار خوبی با هزینه مواد کمتر نسبت به سازه‌های مبتنی بر آلومینیوم ایجاد می‌کند و - مهمتر از همه - اگر لایه‌های بیرونی شفاف باشند، شفافیت فیلم را حفظ می‌کند. برای کاربردهایی که دید محصول ارزش دارد (بسته بندی رو به روی مصرف کننده که در آن شفافیت نقطه فروش است، کاربردهای خاص آبمیوه و نوشیدنی)، فیلم های کامپوزیت EVOH یک بسته شفاف یا شفاف با عملکرد مانع اکسیژن بالا را امکان پذیر می کنند. معامله این است که EVOH هیچ مانع نوری ایجاد نمی کند - محصولات حساس به نور هنوز به یک لایه بیرونی مات یا بسته بندی ثانویه برای محافظت در برابر نور نیاز دارند.

کامپوزیت متالایز ترکیبی EVOH

ساختارهای فیلم با بالاترین کارایی برای کیسه‌های آسپتیک، PET یا EVOH متالیز شده را با لایه‌های مانع اضافی ترکیب می‌کنند - هم مانع اکسیژن و هم مانع نور را در ساختاری سبک‌تر از لمینت فویل جامد ایجاد می‌کنند. اینها ساختارهای "موانع فوق العاده بالا" هستند که برای محصولاتی با بیشترین شرایط ماندگاری مورد استفاده قرار می گیرند و در آنها OTR مطلق فویل ضخیم با جایگزین های فیلم قابل دستیابی نیست. کیسه های آسپتیک با مانع بالا و با مانع فوق العاده بالا Ruijin Xinchen از این ساختارهای ترکیبی مواد استفاده می کنند.

EVOH در کیسه های آسپتیک: نمونه های کاربردی

فیلم های چند لایه مبتنی بر EVOH در طیف وسیعی از محصولات غذایی مایع بسته بندی شده در کیسه های آسپتیک استفاده می شود:

• کنسانتره آب میوه و آب سبزیجات: محافظت از ویتامین C و آنتوسیانین نیاز به سد اکسیژن بالایی دارد. کیسه های لمینت کامپوزیت یا فویل آلومینیومی EVOH کیفیت کنسانتره آبمیوه را به مدت 12 ماه در دمای محیط حفظ می کنند.
• بسته بندی شراب (با فرمت BIB): کیسه‌های EVOH یا PET فلزی با مانع بالا برای شراب کیسه‌ای، تازگی شراب را هم قبل از باز کردن (محافظت در برابر اکسیداسیون انبار) و هم پس از باز کردن (محدود کردن اکسیداسیون ناشی از نفوذ در طول دوره توزیع 4 تا 6 هفته) حفظ می‌کنند.
• محصولات لبنی (فرآوری شده UHT): کیسه‌های آسپتیک برای شیر، خامه و محصولات لبنی مایع UHT از فیلم‌های کامپوزیت EVOH استفاده می‌کنند که یک مانع اکسیژن بدون مات شدن فویل ایجاد می‌کند و امکان مشاهده محصول را در برخی از فرمت‌های مصرف‌کننده فراهم می‌کند.
• روغن خوراکی: اکسیداسیون روغن (ترش خوردگی) توسط اکسیژن هدایت می شود و توسط نور تسریع می شود. کیسه‌های آسپتیک با مانع بالا برای روغن خوراکی از ساختارهای مات استفاده می‌کنند - کامپوزیت‌های PET/EVOH متالیز شده یا ورقه‌های فویل آلومینیومی - که هم به انتقال اکسیژن و هم نور می‌پردازند.
• عصاره های گیاهی و افزودنی های غذایی: مواد تشکیل دهنده مایع با ارزش بالا که به ماندگاری طولانی در محیط بدون زنجیر سرد نیاز دارند، از کیسه های ضد عفونی با مانع فوق العاده بالا استفاده می کنند که در آن حق بیمه هزینه فیلم مانع با توجه به ارزش محصول و زمان ماندگاری مورد نیاز توجیه می شود.

سوالات متداول

آیا غذای EVOH ایمن است؟

EVOH برای کاربردهای تماس با مواد غذایی در تمام بازارهای اصلی نظارتی تایید شده است. در ایالات متحده، EVOH تحت FDA 21 CFR 177.1360 به عنوان یک افزودنی غیرمستقیم غذایی برای استفاده در مقالات تماس با غذا فهرست شده است. در اتحادیه اروپا، EVOH در فهرست مثبت مونومرها تحت مقررات (EU) 10/2011 در مورد مواد پلاستیکی و اقلامی که برای تماس با غذا در نظر گرفته شده است، گنجانده شده است. EVOH حداقل مهاجرت را به مواد غذایی ایجاد می کند - پلیمر در شرایط تماس معمولی با غذا بسیار پایدار است - و هنگامی که در پارامترهای مشخص شده در مقررات مربوط به تماس با مواد غذایی استفاده می شود، هیچ نگرانی ایمنی مواد غذایی ایجاد نمی کند.

آیا فیلم EVOH قابل بازیافت است؟

فیلم های چند لایه حاوی EVOH به طور کلی از طریق جریان های استاندارد بازیافت پلاستیک تک ماده قابل بازیافت نیستند زیرا لایه های مختلف پلیمری را نمی توان به راحتی جدا کرد. این یک محدودیت شناخته شده برای فیلم های مانع چند لایه و یک منطقه فعال توسعه در صنعت بسته بندی است. فیلم‌های مانع تک ماده - دستیابی به عملکرد مانع اکسیژن کافی از یک خانواده پلیمری سازگار (ساختارهای تمام PE یا تمام PP که دارای لایه‌های مانع اصلاح‌شده هستند) - به عنوان جایگزین‌های قابل بازیافت برای فیلم‌های چندلایه EVOH در حال توسعه هستند، اگرچه هنوز با عملکرد مانع EVOH برای کاربردهای سخت مطابقت ندارند. برای محصولات غذایی با ارزش بالا که عملکرد مانع EVOH برای جلوگیری از فساد مورد نیاز است، تعادل زیست محیطی جلوگیری از ضایعات مواد غذایی (که تأثیر زیست محیطی بسیار بالاتری نسبت به خود بسته بندی دارد) معمولاً فیلم مانع EVOH را بر جایگزین های قابل بازیافت با مانع پایین تر ترجیح می دهد که امکان فساد محصول را فراهم می کند.

تفاوت بین EVOH و PVDC (Saran) به عنوان موانع اکسیژن چیست؟

هر دو EVOH و PVDC (پلی وینیلیدین کلرید) مواد مانع اکسیژن با کارایی بالا هستند که در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شوند. EVOH عملکرد سد اکسیژن بهتری نسبت به PVDC در شرایط خشک ارائه می‌کند، از نظر محیطی قابل قبول‌تر است (PVDC حاوی کلر است و چالش‌های نظارتی برای دفع سوزاندن ایجاد می‌کند)، و به طور کلی برای توسعه‌های بسته‌بندی جدید ترجیح داده می‌شود. PVDC نسبت به EVOH حساسیت به رطوبت کمتری دارد - عملکرد مانع آن در رطوبت بالا پایدارتر است - که به آن مزیتی در کاربردهای با رطوبت بالا می‌دهد. در عمل، EVOH با لایه های بیرونی پلی اتیلن محافظ رطوبت مناسب تا حد زیادی جایگزین PVDC در کاربردهای بسته بندی مواد غذایی آسپتیک شده است.

آیا ضخامت لایه EVOH بر عملکرد مانع تأثیر می گذارد؟

بله. ضخامت لایه EVOH در ساختار فیلم چند لایه مستقیماً بر OTR تأثیر می گذارد - لایه های ضخیم تر EVOH مانع اکسیژن بهتری را ایجاد می کنند. با این حال، بالاتر از یک آستانه ضخامت معین (معمولاً 3 تا 5 میکرون در یک ساختار کواکسترود شده)، بهبود افزایشی مانع در هر میکرون اضافی EVOH کاهش می‌یابد و سایر عوامل - قوام پردازش فیلم، کیفیت لایه چسب، ضخامت کلی فیلم - قابل توجه‌تر می‌شوند. اکثر فیلم های بسته بندی مواد غذایی کواکسترود شده از لایه های EVOH 3 تا 8 میکرون به عنوان بخشی از ضخامت کلی فیلم در محدوده 70 تا 200 میکرون استفاده می کنند. محتوای EVOH نشان دهنده 2 تا 10 درصد ضخامت کل فیلم است اما مسئول اکثر عملکرد مانع اکسیژن است.

مانع بالا کیسه های آسپتیک با EVOH از Ruijin Xinchen

Ruijin Xinchen Technology Co., Ltd. کیسه‌های آسپتیک و بسته‌بندی کیسه‌ای در جعبه را با استفاده از سازه‌های فیلم مانع استاندارد، مانع بالا و ساختارهای مانع فوق‌العاده با ترکیب PET متالیز، کامپوزیت EVOH، ورقه‌وره فویل آلومینیوم خالص و ترکیب‌های فیلم پلی‌اتیلن تولید می‌کند. خط تولید یک مرحله‌ای که قالب‌گیری شیر، دمیدن فیلم، لمینیت و کیسه‌سازی را در یک مرکز شرکت ملی فناوری پیشرفته دارای گواهی QS در Ruijin، Jiangxi، چین می‌پوشاند. محدوده ظرفیت 1 تا 220 لیتر برای مواد غذایی، نوشیدنی، لبنیات، روغن خوراکی و کاربردهای ویژه مایعات.

برای بحث در مورد الزامات مشخصات مانع برای محصول خود، درخواست داده های OTR فیلم و دریافت نمونه و قیمت با ما تماس بگیرید.

محصولات مرتبط: کیسه های آسپتیک | کیسه در جعبه (با مانع بالا، کامپوزیت EVOH با روکش آلومینیوم) | دریچه‌ها و درپوش‌های خروجی