Cách thiết kế lớp chắn của hộp giấy đựng thực phẩm đảm bảo khả năng chống dầu, chống ẩm, giữ tươi cho các loại thực phẩm khác nhau

Hộp giấy thực phẩm là xu hướng chủ đạo trong bao bì thực phẩm và khả năng cạnh tranh cốt lõi của chúng nằm ở công nghệ rào cản. Các lớp rào cản phải được tùy chỉnh theo đặc tính vật lý và hóa học của các loại thực phẩm khác nhau để đảm bảo an toàn thực phẩm, kéo dài thời hạn sử dụng và duy trì hương vị. Điều này đòi hỏi khoa học vật liệu phức tạp, quy trình phủ và các số liệu thử nghiệm chuyên biệt (chẳng hạn như giá trị MVTR, OTR và Cobb).

Thử thách "Rào cản dầu" đối với thực phẩm giàu chất béo: Thử nghiệm di chuyển dầu

Thực phẩm giàu chất béo, chẳng hạn như pizza, gà rán, bánh ngọt và các sản phẩm thịt có chứa mỡ động vật, đặt ra thách thức chính đối với hộp giấy: đặc tính cản dầu. Dầu có tốc độ di chuyển cao và có thể nhanh chóng thấm vào bìa giấy thông thường, khiến bao bì mềm ra và các vết bẩn rò rỉ ra ngoài, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hình thức và độ bền kết cấu.

1. Các chất thay thế hóa chất có chứa Fluor (Không chứa PFAS)

Giải pháp truyền thống là sử dụng lớp phủ PFAS (chất perfluoroalkyl và polyfluoroalkyl), có khả năng chống lại sự xâm nhập của dầu một cách hiệu quả nhờ đặc tính bề mặt năng lượng thấp tuyệt vời của chúng. Tuy nhiên, do các quy định về an toàn thực phẩm và môi trường ngày càng nghiêm ngặt, thị trường đang chuyển sang các công nghệ rào cản dầu không chứa PFAS.

Lớp phủ polymer gốc nước: Sử dụng nhũ tương polymer gốc nước được biến đổi đặc biệt, các lớp phủ này ngăn chặn dầu mỡ bằng cách tạo thành cấu trúc màng dày đặc, độ xốp thấp. Những lớp phủ này tương thích với thiết bị in flexo hoặc in ống đồng hiện có, cho phép lớp phủ có độ chính xác cao.

Lớp phủ gốc sáp tự nhiên: Sử dụng sáp sinh học biến tính (chẳng hạn như sáp đậu nành hoặc sáp ong) làm hệ thống phân tán. Tính kỵ nước của sáp mang lại khả năng chống thấm nước và dầu cơ bản, đặc biệt đối với các ứng dụng có hàm lượng dầu thấp đến trung bình. Chúng cũng thể hiện khả năng tái chế tuyệt vời, khiến chúng có thể tái chế.

Các chỉ báo chuyên nghiệp: Hiệu suất chặn dầu chủ yếu được đánh giá bằng Kit Test. Lớp lót cho hộp đựng thực phẩm chất lượng cao phải đạt Kit Level 8-12.

Yêu cầu chống ẩm đối với thực phẩm có độ ẩm/độ ẩm cao: Kiểm soát giá trị WVTR và COBB

Thực phẩm chứa độ ẩm/có độ ẩm cao, chẳng hạn như thực phẩm đông lạnh, salad tươi, các sản phẩm từ sữa để lạnh và cốc đựng đồ uống nóng mang theo, yêu cầu hộp giấy có khả năng chống ẩm và chống chất lỏng tuyệt vời.

1. Lớp phủ PE truyền thống và các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường

Lớp phủ Polyethylene (PE): Đây hiện là lớp chống ẩm được sử dụng rộng rãi nhất. Điều này đạt được bằng cách dán chặt màng PE vào bìa thông qua công nghệ ép đùn. PE có MVTR (tốc độ truyền hơi nước) cực thấp, ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của hơi nước, duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc của bìa và ngăn hộp bị sập do hút ẩm. Tuy nhiên, khả năng tái chế của PE vẫn còn gây tranh cãi.

Lớp phủ PLA/PHA: Để đáp ứng xu hướng có thể phân hủy, các vật liệu gốc sinh học như axit polylactic (PLA) và polyhydroxyalkanoates (PHA) đã nổi lên như những chất thay thế PE. Những vật liệu này có khả năng phân hủy sinh học trong một số điều kiện nhất định đồng thời có đặc tính chống ẩm tương tự như PE. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng PLA thường yêu cầu điều kiện ủ phân công nghiệp.

Chỉ số chuyên nghiệp:

WVTR (Tốc độ truyền hơi nước): Chỉ số này đo tốc độ hơi nước xuyên qua lớp rào cản, thường được biểu thị bằng g/(m2/24h). Bao bì thực phẩm đông lạnh yêu cầu WVTR cực thấp để ngăn ngừa cháy tủ đông.

COBB (Tỷ lệ hấp thụ nước): Giá trị này đo lường khả năng hấp thụ nước của bìa giấy trong một khoảng thời gian xác định và là chỉ số trực tiếp về khả năng chống nước bề mặt của nó.

Chiến lược rào cản oxy cho thực phẩm yêu cầu độ tươi lâu dài: Rào cản OTR và khí

Đối với hạt cà phê, các loại hạt, súp khử nước và một số thực phẩm chế biến sẵn dễ bị oxy hóa và mất hương vị, đặc tính rào cản oxy rất quan trọng, bên cạnh khả năng chống ẩm và dầu cơ bản. Điều này liên quan trực tiếp đến việc bảo quản hương vị và chất dinh dưỡng.

1. Polyme rào cản hiệu suất cao và cán nhiều lớp

EVOH/PVDC: Chất đồng trùng hợp rượu ethylene-vinyl (EVOH) và polyvinylidene clorua (PVDC) được công nhận trong ngành là vật liệu chống oxy hiệu suất cao. EVOH có đặc tính rào cản oxy tuyệt vời và là lớp quan trọng trong nhiều loại bao bì composite làm từ giấy cao cấp, chẳng hạn như Tetra Pak. Tuy nhiên, những vật liệu này thường yêu cầu cấu trúc nhiều lớp hoặc cán màng bằng lá nhôm để giải quyết những thách thức về khả năng tái chế.

Lớp phủ PVA/Kaolin: Hệ thống lớp phủ này kết hợp rượu polyvinyl (PVA) với khoáng chất vô cơ (chẳng hạn như cao lanh cấp nano hoặc cellulose vi sợi (MFC)). PVA thể hiện đặc tính rào cản OTR (tốc độ truyền oxy) tuyệt vời trong điều kiện khô ráo và hòa tan trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng đẩy lùi. Tuy nhiên, đặc tính rào cản của PVA bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, cần có thêm lớp rào cản độ ẩm để đảm bảo hiệu suất ổn định.

Chỉ số chuyên nghiệp:

OTR (Tốc độ truyền oxy): Chỉ số này đo tốc độ oxy xuyên qua lớp rào cản, thường được biểu thị bằng cc/(m²⋅24h⋅atm). Giá trị càng thấp thì hiệu suất rào cản oxy càng tốt và thời hạn sử dụng càng dài.