The tightness performance of pre-formed trays as package

Abstract

Suojakaasupakkaaminen (MAP) on yleistynyt viime aikoina, koska sen avulla voidaan säilöä tuoreita tai vähän käsiteltyjä elintarvikkeita pidempään. Suurin syy hyllyiän pidentymiseen on hiilidioksidin aiheuttama mikrobien kasvun hidastuminen. Toisaalta huolena on patogeenisten mikrobien lisääntyminen anaerobisissa olosuhteissa. Pidempi säilyvyys voidaan saavuttaa myös käyttämällä vähemmän lisä- ja säilöntäaineita. Samalla suojakaasupakkaaminen kuitenkin vähentää myös pilaantuneiden tuotteiden määrää. Eniten suojakaasua käytetään lihan pakkaamisessa.

Suojakaasupakkaamisessa elintarvikepakkaukseen syötetään normaalista huoneilmasta poikkeava kaasuseos. Pääasiassa kaasuseos koostuu hiilidioksidista, hapesta ja typestä. Lisäksi voidaan käyttää pieniä määriä hiilimonoksidia, argonia ja rikkidioksidia. Kaasuseoksen koostumus määräytyy elintarvikkeiden ominaisuuksien ja vaatimusten perusteella. Halutun kaasukoostumuksen tulee säilyä pakkauksessa muutamasta päivästä muutamaan kuukauteen riippuen elintarvikkeesta. Siksi tärkein pakkaukselta vaadittava ominaisuus on riittävä kaasutiiveys ja erityisesti hapenläpäisevyys.

Koska suurin osa suojakaasupakkauksista on tällä hetkellä muovisia, tutkittiin kokeellisessa osiossa kartonkipakkausten tiiveysominaisuuksia. Kokeet tehtiin vertailemalla erilaisten vuoka- ja kansimateriaalien vaikutusta pakkausten tiiveyteen. Vuokien onnistuminen oli suurin yksittäinen tuloksiin vaikuttanut tekijä. Epäonnistuneen vuoan vaikutukset näkyivät myös saumauksessa, koska saumaustyökalun ja vuoan piti sopia yhteen. Lisäksi näkymättömät mikroreiät hankaloittivat todellisten vuotokohtien paikallistamista. Vuototestausten perusteella materiaaleille löydettiin kuitenkin viitteelliset optimiparametrit. Tärkein saumauksessa vaikuttanut tekijä oli sopivan saumauslämpötilan valinta.

Prässättyjen vuokien laatu oli epätasainen. Siksi erityisesti rinnakkaisten kansitus- ja hapenläpäisymittausten väliset erot olivat merkitseviä. Lisäksi prässäys laski materiaalien hapenläpäisyominaisuuksia. Yksittäisten vuokien tiiveysominaisuudet täyttivät kuitenkin kaupallisille kaasupakkauksille asetetut vaatimukset. Vesihöyrynläpäisevyydessä materiaalin vesihöyrynläpäisy oli merkittävämpää kuin vesihöyryn kulkeutuminen vuotokohtien tai epäonnistuneiden saumojen kautta.

The modified atmosphere packaging, MAP, has spread widely during the last few years, because it can be used for increasing the shelf life of fresh and minimally processed food. The most important factor in extending the shelf life is the prevention of growth of microbes due to carbon dioxide. On the other hand, the possible survival of pathogenic organisms under anaerobic conditions is the main concern in MAP. Although, a longer shelf life may be achieved with fewer preservatives and additives, the MAP also decreases the amount of spoilt products. It has been used especially in preservation of meat and meat products.

MAP is a type of packaging where the food is stored in something else than air. Generally, nitrogen, oxygen and carbon dioxide have been used. Additionally small amounts of carbon monoxide, argon and sulfur dioxide have been used. The optimal gas composition depends on the demands and the source of food. The selected gas atmosphere should be stable from a few days to a few months. Therefore, the oxygen transmission rate is the most important property of packaging materials.

Most of the modified atmosphere packages have been made from plastic materials and barrier boards have only a few usages. In this work the tightness properties of carton trays as packages have been studied by comparing different tray and lid materials. The most important stage of the process was the molding of the tray. The effect of unsuccessful tray forming was seen all the way through the experiments to sealing. The pinholes also complicated the detection of real leaks. However, indicative optimal sealing parameters were found by means of leak detection. Temperature was the most important parameter in sealing.

The quality of trays was inhomogenous. The differences between parallel sealings and oxygen transmission rate measurements were significant. In addition, molding decreased the barrier properties of the materials. However, some trays met the demands of commercial MAP-packages. The water vapour transmission through the material was more important than the water vapour transmission through leaks and failed sealing.