Oxidy kÅ™emÃku – budoucnost bariérových fóliÃ?
Bariéry jsou pÅ™ekážky nebo zábrany, které chránà potravinářské výrobky pÅ™ed vnÄ›jÅ¡Ãmi vlivy. Může jimi být cokoliv od prachu a zneÄiÅ¡tÄ›nà a svÄ›tla pÅ™es mechanické nárazy po plyn, vlhkost a zápach. I potravinářský výrobek samotný může nÄ›kdy ovlivňovat své bezprostÅ™ednà okolÃ, pokud je koÅ™enÄ›ný, obsahuje esenciálnà oleje nebo agresivnà pÅ™Ãsady. Proto potÅ™ebuje bariéru v podobÄ› obalového materiálu.
SpotÅ™ebitelé chtÄ›jà vidÄ›t výrobek, který kupujÃ, jeho obal se musà snadno transportovat a jÃt lehce otevÅ™Ãt. VyžadujÃ, aby konzumace potravin byla bezpeÄná, aby se uchovaly Äerstvé dlouhou dobu a aby chutnaly. VÅ¡echny tyto požadavky by mÄ›l splňovat jeden a tentýž obal.
Existujà dva hlavnà typy obalů: rigidnà a flexibilnÃ. Rigidnà obaly jsou z lepenky, hlinÃku, skla a plechu. Flexibilnà obaly jsou z plastových fóliÃ, hlinÃkové fólie Äi papÃru. Obaly z nich, které musejà potraviny chránit a uchovávat, majà své specifické výhody a nevýhody. Sklo je průhledné a pÅ™edstavuje vynikajÃcà bariéru proti vlhkosti, plynům a kontaminaci, ale ménÄ› dobÅ™e chránà pÅ™ed svÄ›tlem a rozbije se pÅ™i silném úderu. HlinÃková fólie je velmi dobrá bariéra proti vlhkosti, plynům, kontaminaci a svÄ›tlu, ale jen málo odolná proti nárazu a také je znaÄnÄ› choulostivá. Plastové fólie jsou velmi pružné a nabÃzejà stÅ™ednà ochranu proti vlhkosti, plynům a pachům.
Jak bariéry funguj�
U plechovek a sklenic vzniká bariéra proti vlhkosti a kyslÃku dÃky hustotÄ› materiálu. U tenké plastové fólie je situace jiná. Molekulárnà struktura polymerových plastových fólià má podobu Å™etÄ›zců, jež vyhlÞejà jako mřÞka. ÄŒÃm vÃce jsou tyto Å™etÄ›zce propojeny navzájem, tÃm lepÅ¡Ã bude bariéra. Stále je vÅ¡ak mezi nimi mnoho drobných otvorů, kterými, aÄ jsou lidskému oku neviditelné, mohou pronikat molekuly plynu a vlhkosti.
Vrstva CERAMIS® nanesená nahoru na mřÞku tento labyrint uzavÃrá a vytvářà rovnomÄ›rný, hladký a téměř nepropustný povlak. TÃm skýtá úÄinnou kombinovanou bariéru proti plynům, pachům a vodnà páře. Je to technologie nanášenà oxidů kÅ™emÃku SiOx na různé typy podložek, která byla propracována u Amcor Flexibles a použÃvá se pro nároÄné aplikace jak v obalářstvÃ, tak pro průmyslové výrobky. Povlak CERAMIS®, kÅ™išťálovÄ› Äirá vrstva silná pouze 40 až 80 nanometrů, je anorganický, nereaguje tedy s téměř žádným jiným materiálem. Už nÄ›kolik let se jÃm opatÅ™ujà také biodegradovatelné fólie.
Flexibilnà bariérové materiály s různými úpravami
Bariérové vrstvy v podobÄ› nánosu oxidů kÅ™emÃku Äi pokovenà vylepÅ¡ujà bariérovou funkci flexibilnÃch fólià vůÄi vlhkosti a kyslÃku. VÅ¡echny tyto vrstvy se nanášejà ve vakuu. Existujà ale také bariérové vrstvy aplikované pomocà rotaÄnÃho hlubotisku, napÅ™. povlak PVDC. Tyto povlaky se aplikujà v sekundárnÃm procesu. Existujà i flexibilnà fólie s vestavÄ›nou bariérovou vrstvou, napÅ™. z EVOH nebo PVDC. VÅ¡echny tyto bariérové výrobky jsou dnes na trhu pohotovÄ› dostupné a použÃvajà se v různých výrobcÃch a různých konstrukcÃch.
Vrstvy oxidů kÅ™emÃku jsou odolné a snadno se zpracovávajÃ. Neobsahujà chlor a lze je bez dalšà úpravy použÃvat na sterilizované balenÃ. Fólie CERAMIS® neobsahujà kov a jsou vhodné pro obaly, které musejà projÃt detekcà kovů – v dneÅ¡nà dobÄ› standardnà procedurou, která zvyÅ¡uje bezpeÄnost potravin. Absence kovu a odolnost vůÄi vysokým teplotám urÄuje fólie CERAMIS® jako vhodné pro použità v mikrovlnných troubách. NÄ›kteřà výrobci obalů využÃvajà této vlastnosti ke konstrukci obalů s pÅ™ipravenými ventilky vestavÄ›nými ve vÃÄku misky, kde krycà fólie Å™Ãdà únik vlhkosti bÄ›hem ohÅ™evu jÃdla v mikrovlnné troubÄ›. Pára, jež tÃmto způsobem vzniká v obalu, urychluje vaÅ™enà a jÃdlo ztrácà jen minimum vlhkosti. SpotÅ™ebitelé tuto inovaci oceňujÃ, protože kromÄ› chutnÄ›jÅ¡Ãho jÃdla a Äasové úspory slibuje udržet mikrovlnku v ÄistotÄ›.
Vrstva CERAMIS® má velmi dobrou adhezi k základnà fólii. Odolává prolamovánà (tzv. flex-crack) mnohem lépe než oxid hlinÃku, proto se i lépe chová pÅ™i sterilizaci obalů.
Využità fólie CERAMIS® v obalových aplikacÃch
Fólie CERAMIS® jsou vždy souÄástà kompozitnÃch struktur. Ty mohou mÃt v závislosti na způsobu použità a stylu balenà dvÄ› až ÄtyÅ™i vrstvy. PomÄ›rnÄ› jednoduché sáÄky na suché potraviny nepotÅ™ebujà složité konstrukce, vÄ›tÅ¡inou postaÄuje dvojitá vrstva obalového materiálu. Naopak vak na enterálnà (umÄ›lou) výživu se Äasto vyrábà ze ÄtyÅ™ vrstev.
Řada CERAMIS® nabÃzà i fólie urÄené speciálnÄ› pro balenà v ochranné atmosféře (MAP). TÃmto způsobem lze zabalit vÅ¡echny druhy potravinářských výrobků, jako napÅ™. chléb, pizzy, sýr a průmyslovÄ› zpracované potraviny.
Po zabalenà projde mnoho potravinářských výrobků procesem sterilizace. Ten vystavuje obalový materiál vysokému tlaku a tepelnému namáhánÃ: musà odolat teplotám vÃce než 120 °C. Bariérovou vrstvu nesmà ovlivnit vlhkost ani teplota. Bariérová vrstva také v obalu udržuje snÞený obsah kyslÃku. Bariérové kompozity obsahujÃcà EVOH namÃsto SiOx Äasto absorbujà vlhkost pod vlivem tzv. teplotnÃho Å¡oku. Riziko propustnosti pro kyslÃk a vlhkost pak trvá po dobu 10 – 15 dnÃ, než se bariéra do urÄité mÃry sama zotavÃ.
ModernÃm, rychle se Å¡ÃÅ™ÃcÃm druhem obalů jsou stojacà sáÄky. Dnes se v nich nabÃzà mnoho druhů potravinářských výrobků: od polévek a omáÄek pÅ™es různé pochutiny až k sypkým potravinám. Řada CERAMIS® nabÃzà pro tyto obaly specializované fólie vhodné jak pro sterilizaci, tak pro dalÅ¡Ã využitÃ. Mnozà výrobci potravin – inspirováni transparentnà vysokou bariérou proti plynu a vlhkosti – nahrazujà plechovky a sklenice sáÄky z materiálu CERAMIS®. OÄekává se, že tento trend bude pokraÄovat.
Flow pack je metoda, kdy se potravinářský výrobek posunuje vpÅ™ed k balicà stanici horizontálnÃm nebo vertikálnÃm pásovým Äi Å¡nekovým dopravnÃkem. JednoduÅ¡e Å™eÄeno: flexibilnà kompozit se ovÃjà kolem potravinářského výrobku a je uzavÅ™en teplem v podélném smÄ›ru i na obou koncÃch. TÃmto způsobem vznikne obal ve tvaru polÅ¡tářku. ÄŒasto se pÅ™idává jistý objem vzduchu nebo inertnÃho ochranného plynu navÃc, aby se posÃlil efekt „polÅ¡táře“ a zvýšila se odolnost výrobku vůÄi nárazu. Aby nedocházelo k výmÄ›nÄ› plynu mezi obalem a okolÃm, je zapotÅ™ebà vysoce bariérový kompozit, který může obsahovat i fólie CERAMIS®.
Biodegradovatelnost, obnovitelné zdroje, uhlÃková stopa
Biodegradovatelné fólie z PLA nezpůsobujà problémy pÅ™i zpracovánà a nacházejà na trhu dalÅ¡Ã uplatnÄ›nÃ. CERAMIS®-PLA je biodegradovatelný termoplast vyrobený z každoroÄnÄ› obnovitelného zdroje: kukuÅ™ice. DÃky technologii nanášenà oxidu kÅ™emÃku jsou PLA fólie dostupné s vysokou bariérou proti kyslÃku a vodnà páře. Vrstva SiOx poskytuje bariéru nezbytnou pro užità PLA fólià k balenà potravin s dlouhou trvanlivostÃ. Biodegradovatelné fólie po použità neovlivňujà negativnÄ› prostÅ™edÃ, protože obal je kompletnÄ› kompostovatelný.
V porovnánà s neupravenými základnÃmi fóliemi je uhlÃková stopa plastových fólià pokrytých SiOx pouze nepatrnÄ› vyÅ¡Å¡Ã. Fólie s nánosem SiOx vÅ¡ak vykazujà niÅ
¾Å¡Ã uhlÃkovou stopu v porovnánà s mnoha alternativnÃmi bariérovými fóliemi.
Marius Beune,
Amcor Flexibles
(redakÄnÄ› kráceno)
Box:
Neviditelný CERAMIS®
Povlak CERAMIS® se skládá pÅ™edevÅ¡Ãm z oxidů kÅ™emÃku. Oxid kÅ™emiÄitý (SiO2), hlavnà souÄást pÃsku, je nejvÃce zastoupenou chemickou slouÄeninou v zemské kůře. Jeho nejÄistÅ¡Ã forma je nejdůležitÄ›jÅ¡Ãm základnÃm materiálem pro výrobu skla. Když se oxid kÅ™emÃku roztavÃ, pÅ™ejde z krystalické fáze do amorfnÃ, stane se Äirým a průhledným. Pro povlak byl modifikován tak, aby sklenÄ›ná vrstva byla do urÄité mÃry pružná a snesla pohyby fólie. Vrstva je pÅ™ibližnÄ› tisÃckrát tenÄà než lidský vlas, proto ji nelze spatÅ™it lidským okem. Fólie CERAMIS® tedy nabÃzejà vysokou Äirost a existujà i speciálnà druhy se zabudovanou ochranou proti UV zářenÃ.