Mi az EVOH film és miért használják élelmiszer-csomagolásban?

Az EVOH – etilén-vinil-alkohol kopolimer – a modern rugalmas élelmiszer-csomagolások egyik legfontosabb záróanyaga. Jellemzően nem önálló fóliaként használják, hanem funkcionális zárórétegként egy többrétegű filmszerkezeten belül, ahol kivételes képessége, hogy blokkolja az oxigénátvitelt, meghatározza az oxigénérzékeny élelmiszerek csomagolásának eltarthatóságát. Az élelmiszergyártók, a csomagolóanyagok vásárlói és mindazok számára, akik aszeptikus zacskót vagy bag-in-box csomagolást írnak elő folyékony termékekhez, hasznos megérteni, hogy mit csinál, hogyan működik és hol vannak a korlátai.

Mi az EVOH?

Az EVOH egy hőre lágyuló polimer, amelyet etilén-vinil-acetát kopolimer elszappanosításával (kémiai átalakításával) állítanak elő. A kapott anyag a feldolgozhatóságot és a nedvességállóságot biztosító etilén komponenst egy vinil-alkohol komponenssel kombinálja, amely kivételes oxigénzáró tulajdonságokat biztosít. Az etilén és a vinil-alkohol aránya a kopolimerben – etilén mólszázalékban kifejezve – befolyásolja az oxigénzáró teljesítmény és a nedvességérzékenység közötti egyensúlyt: az alacsonyabb etiléntartalom jobb oxigénzárást, de nagyobb nedvességérzékenységet biztosít; a magasabb etiléntartalom csökkenti a nedvességérzékenységet, miközben enyhén csökkenti a záróképességet.

Az élelmiszer-csomagolásban használt kereskedelmi EVOH-minőségek jellemzően 27-44 mólszázalékos etiléntartalmúak, a konkrét minőséget a feldolgozási követelmények, valamint az alkalmazáshoz szükséges gát- és nedvességállóság egyensúlya alapján választják ki.

Miért számít az EVOH oxigéngát teljesítménye?

A legtöbb csomagolt folyékony élelmiszertermék minőségromlásának elsődleges oka az oxigén. A gyümölcslevekben és koncentrátumokban az oxigén reakcióba lép az aszkorbinsavval (C-vitamin), az antocianinokkal (színpigmentekkel) és az illékony aromavegyületekkel – barnulást, vitaminvesztést és ízromlást okozva. A borban az oxigén elősegíti a fenolos vegyületek és az illékony észterek oxidációját, ami a friss gyümölcs jellegének elvesztését és mellékízek kialakulását okozza. Az étkezési olajokban az oxigén lipidoxidációt – avasodást – vált ki. A tejtermékekben az oxigén hozzájárul a mellékízek kialakulásához és a vitaminok lebomlásához.

Azt a sebességet, amellyel az oxigén eléri a terméket a lezárt csomagolásban, a csomagolóanyag oxigénátbocsátási sebessége (OTR) méri – az az oxigén mennyisége, amely szabványos körülmények között naponta áthalad az anyag meghatározott területén. Az alacsonyabb OTR jobb oxigénzáró teljesítményt és hosszabb termék eltarthatóságot jelent.

Az EVOH oxigénzáró teljesítménye drámaian jobb, mint a szabványos csomagolópolimerek:

Az EVOH száraz körülmények között körülbelül 100-10 000-szer jobb oxigénzáró teljesítményt biztosít, mint a szabványos PE fólia. Ez azt jelenti, hogy az EVOH réteget tartalmazó csomagolás hónapokig képes fenntartani az oxigénhiányos környezetet a lezárt csomagolásban, megvédve a terméket az oxidatív károsodástól a tervezett eltarthatósági idő alatt.

Az EVOH kritikus korlátja: nedvességérzékenység

Az EVOH kiemelkedő oxigénzáró teljesítménye száraz körülmények között jelentősen csökken a páratartalom növekedésével. Az EVOH-ban lévő vinil-alkohol-csoportok, amelyek a záróképességet biztosítják, hidrofilek – felszívják a vizet a környező környezetből. Ahogy az EVOH réteg felszívja a nedvességet, kristályos szerkezete felborul, és az oxigénáteresztő képesség nő. Magas relatív páratartalom mellett (80–100% relatív páratartalom) az EVOH oxigénzáró teljesítménye 10-100-szorosára csökkenhet a száraz körülményekhez képest, az adott minőségtől függően.

Ez a nedvességérzékenység az oka annak, hogy az EVOH-t ritkán használják felületi rétegként élelmiszer-csomagolásokban. Többrétegű fóliaszerkezetben középső rétegként kell elhelyezni, mindkét oldalon nedvességálló polimer rétegekkel védve. A PE, PP vagy PET külső és belső rétegei nedvességgátként működnek, amelyek megvédik az EVOH-t a környezeti nedvességtől és magában a termékben lévő nedvességtől, így az EVOH réteget alacsony páratartalmú állapotban tartják, ahol az oxigénzáró teljesítmény a lehető legnagyobb.

Egy tipikus többrétegű fóliaszerkezet, amely EVOH-t tartalmaz az aszeptikus élelmiszer-csomagoláshoz: PE/ragasztó / EVOH / ragasztó / PE. A PE rétegek nedvességvédelmet biztosítanak az EVOH középső réteg számára, hőzárást (belső PE) és szerkezeti integritást biztosítanak. Az EVOH biztosítja az oxigén gátat. Az öntapadó kötőrétegek az összeférhetetlen PE- és EVOH-rétegeket megfelelő rétegközi tapadás mellett kötik össze, hogy megakadályozzák a feldolgozás és használat során a rétegvesztést.

EVOH kontra alumíniumfólia az aszeptikus táskaépítésben

Aszeptikus zacskók és bag-in-box csomagolás esetén az EVOH-tartalmú többrétegű fólia és az alumíniumfólia-laminátum közötti választás kompromisszumot jelent a gát teljesítménye, átlátszósága és költsége között:

Alumínium fólia laminált

A 9 mikron vastagságú alumíniumfólia lényegében nulla OTR-t és nulla fényáteresztést biztosít – ez a legmagasabb elérhető akadályteljesítmény. Oxigént és fényt is át nem eresztő, így a legigényesebb eltarthatósági alkalmazások standardja: gyümölcslé-koncentrátumok, paradicsomtermékek és más, rendkívül oxigénérzékeny élelmiszertermékek, amelyek 12-24 hónapos környezeti eltarthatóságot igényelnek. Hátránya, hogy az alufólia átlátszatlanná teszi a zacskót (a termék nem látható a csomagoláson keresztül), megnöveli a súlyt és az anyagköltséget a csak fóliából készült konstrukciókhoz képest, és újrahasznosítási kihívásokat jelent.

Fémezett PET (alumínium bevonatú PET)

A fémezett PET nagyon vékony (körülbelül 0,02-0,05 mikron) alumíniumréteget használ, amelyet gőzzel felhordnak a PET-fólia felületére. A hagyományos PE-nél vagy PET-nél lényegesen jobb gátteljesítményt biztosít, bár nem közelíti meg a vastag alumíniumfólia nullához közeli OTR-értékét. A fémezett PET könnyebb, költséghatékonyabb és rugalmasabb, mint a fóliás laminátum, így alkalmas magas védőrétegű aszeptikus zacskókhoz, ahol nincs szükség abszolút nulla OTR-re. Átlátszatlan (az alumíniumréteg blokkolja a fényt), de jó akadályt biztosít az élelmiszer-csomagolási alkalmazások széles körében.

EVOH kompozit film

A többrétegű PE/EVOH/PE vagy PET/EVOH/PE szerkezetben lévő EVOH kiváló oxigénzárást biztosít alacsonyabb anyagköltség mellett, mint az alumínium alapú konstrukciók, és – döntően – megőrzi a film átlátszóságát, ha a külső rétegek átlátszóak. Azoknál az alkalmazásoknál, ahol fontos a termék láthatósága (a fogyasztók felé néző csomagolás, ahol az átlátszóság az értékesítési pont, bizonyos gyümölcslevek és italok alkalmazása), az EVOH kompozit fóliák átlátszó vagy áttetsző csomagolást tesznek lehetővé, magas oxigénzáró képességgel. A kompromisszum az, hogy az EVOH nem biztosít fényvédőt – a fényérzékeny termékekhez továbbra is átlátszatlan külső rétegre vagy másodlagos csomagolásra van szükség a fényvédelem érdekében.

Kombinált fémezett EVOH kompozit

Az aszeptikus zacskók legnagyobb teljesítményű fóliaszerkezetei a fémezett PET-et vagy az EVOH-t további zárórétegekkel kombinálják – oxigén- és fényzáró réteget is biztosítanak a tömör fóliás laminátumnál könnyebb szerkezetben. Ezek az "ultra-magas védőréteg" konstrukciók, amelyeket a legszigorúbb eltarthatósági követelményekkel rendelkező termékekhez használnak, és ahol a vastag fólia abszolút nulla OTR-je fólia alternatívákkal nem érhető el. A Ruijin Xinchen magas zárórétegű és ultramagas zárórétegű aszeptikus zsákjai ezeket a kombinált anyagszerkezeteket használják.

EVOH aszeptikus tasakokban: Alkalmazási példák

Az EVOH alapú többrétegű fóliákat az aszeptikus zacskókba csomagolt folyékony élelmiszertermékek széles körében alkalmazzák:

• Gyümölcslé és zöldséglé-koncentrátumok: A C-vitamin és az antocianin védelem magas oxigén gátat igényel. Az EVOH kompozit vagy alumínium fólia laminált tasakok környezeti hőmérsékleten 12 hónapig megőrzik a gyümölcslé koncentrátum minőségét.
• Borcsomagolás (BIB formátum): A magas védőrétegű EVOH vagy fémezett PET zacskók a bag-in-box borhoz megőrzik a bor frissességét mind a felnyitás előtt (védi a raktári oxidációtól), mind a felnyitás után (korlátozza a permeáció által kiváltott oxidációt a 4-6 hetes adagolási időszakban).
• Tejtermékek (UHT feldolgozott): Az UHT tejhez, tejszínhez és folyékony tejtermékekhez készült aszeptikus zacskók EVOH kompozit fóliákat használnak, amelyek oxigénzárást biztosítanak a fólia átlátszatlansága nélkül, lehetővé téve a termék láthatóságát bizonyos fogyasztói formátumokban.
• Étkezési olaj: Az olaj oxidációját (avasodást) az oxigén mozgatja, és a fény gyorsítja. Az étolajhoz készült, magas védőrétegű aszeptikus zacskók átlátszatlan szerkezeteket használnak – fémezett PET/EVOH kompozitokat vagy alumíniumfólia-laminátumokat –, amelyek mind az oxigén-, mind a fényáteresztést biztosítják.
• Gyógynövénykivonatok és élelmiszer-adalékanyagok: A nagy értékű folyékony összetevők, amelyek hideglánc nélkül, hosszú környezeti eltarthatóságot igényelnek, ultra-nagy zárórétegű aszeptikus zacskókat használnak, ahol a zárófólia költségprémiumát a termékérték és az eltarthatósági követelmény indokolja.

Gyakran Ismételt Kérdések

Biztonságos az EVOH élelmiszer?

EVOH élelmiszerrel érintkezésbe kerülő alkalmazásokhoz engedélyezett az összes jelentősebb szabályozási piacon. Az Egyesült Államokban az EVOH szerepel az FDA 21 CFR 177.1360 jegyzékében, mint élelmiszerrel érintkező cikkekben használható közvetett élelmiszer-adalékanyag. Az EU-ban az EVOH szerepel a monomerek pozitív listáján az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő műanyagokról és műanyag tárgyakról szóló 10/2011/EU rendelet értelmében. Az EVOH minimálisan vándorol az élelmiszerbe – a polimer rendkívül stabil normál élelmiszerrel érintkezésbe kerülő körülmények között –, és nem jelent élelmiszerbiztonsági aggályokat, ha az élelmiszerekkel való érintkezésre vonatkozó előírásokban meghatározott paramétereken belül használják.

Az EVOH fólia újrahasznosítható?

Többrétegű filmek, amelyek EVOH általában nem újrahasznosíthatók szabványos egyanyagú műanyag-újrahasznosító áramokkal, mivel a különböző polimer rétegeket nem lehet könnyen szétválasztani. Ez a többrétegű zárófóliák elismert korlátja, és a csomagolóipar aktív fejlesztési területe. Az EVOH többrétegű fóliák újrahasznosítható alternatíváiként fejlesztik az egyanyagú zárófóliákat – amelyek egyetlen kompatibilis polimercsaládból biztosítanak megfelelő oxigénzáró teljesítményt (minden PE vagy PP szerkezetek módosított zárórétegeket tartalmaznak), bár ezek még nem felelnek meg az EVOH záróképességének az igényes alkalmazásokhoz. A nagy értékű élelmiszerek esetében, ahol az EVOH védőréteg teljesítménye szükséges a romlás megelőzése érdekében, az élelmiszer-pazarlás megelőzésének környezeti egyensúlya (amelynek sokkal nagyobb a környezeti hatása, mint maga a csomagolás) jellemzően az EVOH zárófóliát részesíti előnyben az alacsonyabb védőrétegű újrahasznosítható alternatívákkal szemben, amelyek lehetővé teszik a termék megromlását.

Mi a különbség az EVOH és a PVDC (Saran) mint oxigéngát között?

Mindkettőt EVOH and PVDC (polivinilidén-klorid) az élelmiszer-csomagolásban használt nagy teljesítményű oxigénzáró anyagok. Az EVOH jobb oxigénzáró teljesítményt nyújt, mint a PVDC száraz körülmények között, környezetbarátabb (a PVDC klórt tartalmaz, és szabályozási kihívásokat jelent az égetéses ártalmatlanításnál), és általában előnyben részesítik az új csomagolási fejlesztéseknél. A PVDC-nek kisebb a nedvességérzékenysége, mint az EVOH-nak – a záróképessége stabilabb magas páratartalom mellett –, ami előnyt jelent a magas páratartalmú alkalmazásokban. A gyakorlatban a megfelelő nedvességvédő PE külső rétegekkel ellátott EVOH nagyrészt felváltotta a PVDC-t az aszeptikus élelmiszer-csomagolási alkalmazásokban.

Befolyásolja-e az EVOH réteg vastagsága a gát teljesítményét?

Igen. EVOH rétegvastagság többrétegű filmszerkezetben közvetlenül befolyásolja az OTR-t – a vastagabb EVOH rétegek jobb oxigénzárást biztosítanak. Egy bizonyos vastagsági küszöb felett (jellemzően 3-5 mikron koextrudált szerkezetben) azonban az EVOH további mikronjára vetített inkrementális gátjavulás csökken, és más tényezők – a filmfeldolgozási konzisztencia, a ragasztóréteg minősége, a teljes filmvastagság – jelentősebbé válnak. A legtöbb koextrudált élelmiszer-csomagolófólia 3-8 mikronos EVOH-réteget használ a teljes filmvastagság részeként, a 70-200 mikron tartományban. Az EVOH-tartalom a teljes filmvastagság 2-10%-át teszi ki, de az oxigénzáró teljesítmény nagy részéért felelős.

High-Barrier Aszeptikus táskák a Ruijin Xinchen EVOH-jával

Ruijin Xinchen Technology Co., Ltd. aszeptikus zacskókat és bag-in-box csomagolást gyárt szabványos záró, magas záróréteg és ultramagas zárófólia fóliakonstrukciók felhasználásával, amelyek fémezett PET-et, EVOH kompozitot, tiszta alumíniumfólia-laminátumot és PE-fólia kombinációkat tartalmaznak. Egylépcsős gyártósor, amely lefedi a szelepek öntését, fóliafúvatását, laminálását és zacskógyártását egy QS-tanúsítvánnyal rendelkező, nemzeti csúcstechnológiai vállalati létesítményben, Ruijinben, Jiangxi, Kína. 1 és 220 liter közötti űrtartalom élelmiszerekhez, italokhoz, tejtermékekhez, étolajokhoz és speciális folyadékokhoz.

Lépjen kapcsolatba velünk, hogy megvitassuk a termékre vonatkozó akadályspecifikációs követelményeket, kérjen film OTR-adatokat, valamint mintákat és árakat kérjen.

Kapcsolódó termékek: Aszeptikus táskák | Bag-in-Box (magas akadály, alumínium bevonatú EVOH kompozit) | Szelepek és kifolyósapkák