Hermetic sealing of food packaging trays

Abstract

Suojakaasupakkaaminen on lisääntynyt voimakkaasti viime vuosina elintarvikkeiden pakkaamisessa sillä pakkaamalla elintarvike suojakaasuun voidaan sen hyllyikää pidentää ilman säilöntäaineita. Tällainen pakkaaminen vaatii kuitenkin täysin kaasutiiviin pakkauksen, jonka kaasunläpäisevyys on myös alhainen. Yleisimmin käytetyt pakkausmateriaalit suojakaasupakkaamisessa ovat monikerroksiset muovimateriaalit, joissa yhdistyy monen eri muovin parhaimmat ominaisuudet. Yleisimmin käytettyjä muovilaatuja näissä monikerrosrakenteissa ovat PE, PET, PA ja EVOH polymeerit. Myös muita perinteisiä polymeerejä käytetään jonkin verran näissä rakenteissa. Uudemmat muovilaadut, kuten biohajoavat muovit, eivät ole vielä yleistyneet kaupallisessa käytössä pääasiallisesti niiden korkean hinnan vuoksi.

Muovisten pakkausten korvaamista esimerkiksi muovipäällystetyillä kartonkipakkauksilla on viime vuosien aikana tutkittu enenevissä määrin. Muovipakkausten korvaamista helpommin kierrätettävillä ja mahdollisesti biohajoavilla materiaaleilla edistävät EU:n direktiivit, jotka käsittelevät pakkausjätteen käsittelyä.

Kartonkivuokien saumaamista kaasutiiviisti tutkittiin myös tässä työssä. Tavoitteena oli löytää pakkaus, joka soveltuisi kanasuikaleiden pakkaamiseen suojakaasuun. Kana on herkkä mikrobiologiselle hajoamiselle, minkä johdosta se tulee pakata suojakaasuun jossa happipitoisuuden tulee olla alle 1 % pakkauspäivästä viimeiseen käyttöpäivään saakka.

Suorittamalla erilaisia tiiveystutkimuksia voitiin osoittaa, että kartonkivuoka on mahdollista saumata kaasutiiviisti luotettavalla tavalla. Tämä vaatii kuitenkin kartonkivuokien valmistuksen optimoimista päällystemuovikerroksen ja kartongin paksuuden mukaan sekä kannen saumaamista optimoiduilla saumausparametreilla. Tiivein vuoka saavutettiin muovifilmikannella, jonka saumaus perustui samaan muoviin kuin vuoan saumaus. Polyeteenillä saavutettiin tiivein ja kestävin saumaustulos.

Modified atmosphere packaging has increased strongly during the last years, because using a modified atmosphere it is possible to extend the shelf life of food products without any preservatives. However, this kind of packaging requires a fully gas tight package which also has good barrier properties to gases. The most common packaging materials in modified atmosphere packaging are the multilayer plastic structures which combine the best properties of different plastics. PE, PET, PA and EVOH are the most commonly used polymers in multilayer structures but also other traditional plastics are used to some extent. The new plastics, such as biopolymers, have not become more common mainly because of their high prices.

Replacing the plastic packages e.g. with polymer coextruded packages has been under wide studies in the last few years. The extensive studies for replacing plastics with materials which can be recycled more easily or even composted is due to an EU directive, which deals with the recycling of packaging waste.

Hermetic sealing of paperboard trays was studied in this work. The goal was to find a package which would suite for packaging chicken slices into modified atmosphere. Chicken is a very sensitive product for microbiological deterioration and that is why it has to be packed into modified atmosphere the oxygen concentration of which is less than 1 % throughout its shelf life.

By making several different tightness studies it could be prooved that the paperboard tray is possible to seal hermetically in a reliable way. However, to achieve this, the manufacturing of trays must be optimised according to the nature of the polymer layer and the thickness of the fibre layer of the tray material. The sealing parameters must also be optimised for the material specifically. The tightest packages were achieved with plastic films, the sealable material of which was the same as the sealable material of the tray. The tightest and strongest seal was achieved with PE layers.