Wśród opakowań aktywnych

Materiały opakowaniowe przeznaczone do użytku w kuchenkach mikrofalowych mogą absorbować promieniowanie, przepuszczać je lub odbijać. Materiał absorbujący całość lub część promieniowania mikrofalowego, nazywany susceptorem, nagrzewa się, a następnie przekazuje ciepło do produktu wewnątrz opakowania. Ze względu na ich właściwości, opakowania do stosowania w kuchenkach mikrofalowych zalicza się do tzw. opakowań aktywnych.

 

Opakowanie aktywne szybko ogrzewa zewnętrzną powierzchnię środka spożywczego, natomiast wnętrze jest poddawane obróbce cieplnej za sprawą promieniowania mikrofalowego. Dodatkowo, wnętrze jest dogrzewane poprzez przewodzenie ciepła za sprawą już nagrzanego opakowania. Dzięki zastosowaniu materiałów z grupy susceptorów zwiększa się efektywność procesu ogrzewania, a tym samym można skrócić czas potrzebny na przygotowanie potrawy. Kluczowym czynnikiem w projektowaniu opakowań o takim przeznaczeniu wydaje się być wybór susceptora o odpowiednich parametrach technologiczno-użytkowych. Jest to nie lada wyzwanie, ze względu na różne rodzaje produktów, ich kształt, docelową temperaturę wnętrza oraz cenę.

Materiały do produkcji opakowań przeznaczonych do stosowania w kuchenkach mikrofalowych można podzielić na trzy grupy. W zależności od ich właściwości fizyko-chemicznych wyróżnia się: powłoki metaliczne na podłożu z materiału opakowaniowego, obojętnego w zakresie mikrofal; absorbery chemiczne oraz tworzywa sztuczne i biotworzywa z udziałem polimeru o wysokim współczynniku stratności dielektrycznej.

 

Atrakcyjnym rozwiązaniem w opakowaniach przeznaczonych do kuchenek mikrofalowych jest zastosowanie laminatów z warstwą metali zamieniających energię promieniowania mikrofalowego w ciepło.

Innowacyjne rozwiązania

Na rynku produktów dominują opakowania z laminatów, co wynika ze względów logistycznych (łatwość transportu), jak i marketingowych. Wyniki badań marketingowych wykazały, że produkty zapakowane w folię nie są postrzegane przez konsumentów, jako atrakcyjne. Nowym rozwiązaniem są wielowarstwowe opakowania umożliwiające kreowanie przekazów marketingowych oraz odmieniony wizerunek dotychczasowych produktów. Podłoże laminatu stanowi wówczas zazwyczaj tektura jednowarstwowa albo papier o odpowiedniej gramaturze. Papier nadaje opakowaniu sztywność, wytrzymałość mechaniczną i nieprzezroczystość, co chroni opakowanie przed rozerwaniem w trakcie transportu. Warstwę zewnętrzną stanowią zazwyczaj tworzywa sztuczne rodzaju PE albo folia BOPP. Laminat jest tańszy i cieńszy, niż odpowiadający mu rozmiarem pojemnik z poliolefiny. Ponadto, warstwę papieru można zadrukować kolorową etykietą, przez co opakowanie jest atrakcyjne wizualnie dla konsumenta, a zewnętrzna warstwa polietylenu chroni nadruk przed starciem. Wyrób absorbuje część promieniowania mikrofalowego, ze względu na zawartą wodę związaną w strukturze papieru. Jakkolwiek głębokość wnikania dla tego materiału jest wciąż duża, bowiem wynosi 16 cm, to dla tworzyw sztucznych jest to rząd kilku tysięcy cm. Papierowy nośnik może zmieniać swój kształt na skutek absorpcji mikrofal, jednak nie ma to wpływu na bezpieczeństwo potrawy, gdyż warstwę izolującą stanowi folia z poliolefiny. Oddziela ona również papierową osnowę od wilgoci, przez co opakowanie nie podsiąka w trakcie rozmrażania i ogrzewania.

 

Opakowania z powłoką metaliczną

Atrakcyjnym rozwiązaniem w opakowaniach przeznaczonych do kuchenek mikrofalowych jest zastosowanie laminatów z warstwą metali zamieniających energię promieniowania mikrofalowego w ciepło. W opakowaniu tego typu część energii jest przepuszczana, a część absorbowana w materiale. Pozostałość energii ulega odbiciu i nie przechodzi do wnętrza opakowania – ma to związek z grubością powłoki aluminiowej. Im grubsza, tym mniej promieniowania mikrofalowego absorbuje całe opakowanie i żywność wolniej ulega podgrzaniu. Dobierając grubość warstwy aluminiowej można określić temperaturę maksymalną, do jakiej opakowanie może zostać podgrzane przez promieniowanie o danych parametrach. Powłoki metaliczne ulegają nagrzaniu bardzo szybko. Stanowią warstwę wewnętrzną materiałów laminowanych. Materiały opakowaniowe z powłoką metaliczną składają się z trzech warstw.

 

Absorbery chemiczne

Innym rozwiązaniem w produkcji opakowań z przeznaczeniem do stosowania w kuchenkach mikrofalowych jest zastosowanie do ich wytwarzania absorberów chemicznych, zwanych również chemoreceptorami. Nanoszone są w formie past na materiał pasywny, z którego uformowano opakowanie. Najczęściej stosuje się roztwory chlorków, bromków metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych, takich jak: wapń, lit, magnez. Wykorzystuje się różne domieszki soli, których działanie polega na absorpcji promieniowania mikrofalowego i zamiany jego energii w energię termiczną. 

 

Opakowania z tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne były pierwszymi materiałami wykorzystywanymi do produkcji tego typu opakowań. Przepuszczają one w większości promieniowanie mikrofalowe, dzięki czemu wiązka może być absorbowana w produkcie i w ten sposób go odgrzewać. Taką pasywnością wobec promieniowania szczególnie dobrze cechują się termoplasty – brak absorpcji promieniowania zapewnia, że nie ulegną one stopieniu w kuchence w trakcie podgrzewania potrawy. Dowiedziono, że polimery z tej grupy nie absorbują promieniowania, jeżeli ich stopień krystaliczności wynosi ponad 45 proc. Do materiałów spełniających ten warunek można zaliczyć PE-HD, którego stopień krystaliczności oscyluje wokół 60-80 proc.

Ze względu na duży koszt PE-HD w materiałach opakowaniowych często spotyka się inne składniki np. izotaktyczny polipropylen iPP, który posiada niższą cenę na rynku, a przy tym lepszą wytrzymałość zmęczeniową. Temperatura topnienia iPP wynosi 160 st. Celsjusza, zatem materiał może być używany również do produktów sterylizowanych. Polipropylen jest nieodporny na ujemne temperatury, co przekreśla możliwość jego stosowania w przypadku produktów przechowywanych w zamrażalnikach lub chłodniach, a następnie rozmrażanych lub podgrzewanych w opakowaniu.

Optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie kopolimeru statystycznego PP i PE-HD ze względu na połączenie cech obu tych materiałów, który pozwala na mrożenie produktu wraz z opakowaniem, bez obawy wycieku środków pomocniczych, przy jednoczesnej możliwości ogrzewania go w kuchence materiałowej.

 

Szeroki zakres możliwości

Innym przykładem termoplastów, który można zastosować do produkcji opakowań przeznaczonych do użycia w kuchenkach mikrofalowych jest krystaliczny politereftalan etylenu, który wykazuje dużą odporność termiczną i ma znacznie większą barierowość w stosunku do pary wodnej i gazów niż poliolefiny. Jest bardziej barierowy dla tłuszczu od poliolefin, dzięki czemu można go stosować, jako opakowanie do potraw zawierających mięso, sosy, oleje.

Aby poprawić estetykę opakowania, często dodaje się różnego rodzaju barwniki oraz pigmenty. W przypadku opakowania w formie folii, stosuje się kleje do zgrzewania boków opakowań po zapakowaniu, jak również plastyfikatory, by folia na skutek różnic temperatur nie ulegała skruszeniu. Tego typu dodatki muszą być bezpieczne i spełniać wymagania dotyczące bezpieczeństwa tj., aby nie reagowały z żywnością ani otoczeniem w warunkach składowania produktu, ani też pod wpływem działania ciepła zewnętrznego.

Domieszki nie powinny posiadać wysokiego współczynnika absorpcyjności ε’’, gdyż same mogą absorbować ciepło, co może powodować ich odparowanie z materiału, wypacanie się lub stopienie.

 

Biotworzywa – rozwiązanie jutra

W technice mikrofalowej istnieje pełna gama materiałów, które można wykorzystać do pakowania produktów. Coraz częściej dla konsumenta liczy się prostota i wygoda użytkowania. Wydaje się, że w najbliższej przyszłości również istotne staną się kwestie ekologiczne. Obecnie, coraz częściej stosuje się do wyrobu tego typu opakowań materiały biodegradowalne, takie jak polikwas mlekowy (PLA) czy polikwas glikolowy (PGA). Nadal jednak trwają badania nad bezpieczeństwem ich stosowania w kontekście zmian, jakie zachodzą w strukturze tych materiałów pod wpływem promieniowania. Bada się również migrację wody i cząsteczek organicznych z tych tworzyw do żywności. Z tego też powodu, biomateriały wciąż nie stały się dominującymi surowcami przy komponowaniu laminatów.

 

Rynek żywności wygodnej będzie się rozwijał, podobnie jak techniki przygotowywania potraw. Niewykluczone, że materiały wielowarstwowe opracowane w celu wykorzystania ich w kuchenkach mikrofalowych, znajdą zastosowanie także w wielu innych technikach i dziedzinach przemysłu. Do tej pory znanych jest wiele materiałów zdatnych do stosowania w kuchenkach mikrofalowych np. szkło. Mają one jednak wysoką cenę wytworzenia albo nie są tak praktyczne w użyciu (możliwość chłodzenia, zamrażania), jak opakowania laminatowe. Istotna jest również estetyka, bowiem wygląd produktu stanowi jeden z kluczowych elementów jego marketingowej promocji. 

następny » « wróć

Komentarz miesiąca

Ciepło, miło, solidnie, ekologicznie, kartonowo...

Na czym polega wyjątkowość opakowań kartonowych? Dlaczego tak chętnie kupujemy produkty zapakowane w karton lub niejednokrotnie ekstrawagancko w tekturę? Dlaczego opakowania kartonowe sprawiają wrażenie ciepłych i miłych?

Reklama

Stanowisko:
Region:
zobaczy wszystkie oferty