Imballaggi flessibili per alimenti surgelati: prestazioni della catena del freddo, scienza dei materiali e insidie che i produttori incontrano ogni giorno

A temperatura ambiente, una pellicola di imballaggio flessibile si comporta in modo prevedibile.Abbassare la temperatura a -18°C standard di conservazione congelata e lo stesso film entra in uno stato meccanico fondamentalmente diverso.

Al di sotto di un polimerotemperatura di transizione del vetro (Tg)La sua flessibilità scompare, la sua resistenza all'impatto crolla, un sacchetto che sopravvive a un 1.Il test di caduta di 5 metri a temperatura ambiente può rompersi come il vetro a -25°C..

E gli imballaggi dei cibi surgelati non restano in silenzio in un magazzino.

• Gallerie di congelamento a esplosione(velocità dell'aria da -35 a -40°C, talvolta 5 m/s)
• Impilazione di palletsotto compressione di 200-400 kg
• Stresso vibrazionaledurante il trasporto refrigerato (camion e container)
• Trattamento dei consumatori∙ gettati nei carrelli della spesa, gettati nei congelatori domestici

La mentalità delle specifiche deve passare da "si sigilla?" a "sopravvive all'intera catena del freddo dal congelatore ad alta velocità alla tavola da pranzo?"

Il parametro di progettazione più importante: l'imballaggio deve mantenereresistenza alla foratura e integrità della tenuta alla temperatura più bassa che incontrerà nella catena di freddoSe il prodotto passa attraverso un blast freezer a -35°C, testare a -40°C con un margine di sicurezza di 5°C.

Regola empirica del costruttore:Per le applicazioni di congelamento (-25°C e sotto) lo strato di sigillante deve essereLLDPE (classe C6/C8 metallocene) o mPENon utilizzare mai CPP o LDPE standard come unico sigillante in un sacchetto di alimenti surgelati.Abbiamo visto intere serie di produzione respinte perché una decisione di acquisto ha sostituito il C4-LLDPE con il metallocene LLDPE per risparmiare l'8% sui costi del materiale e i sacchetti si sono rotti a -25 ° C..

Apri un sacchetto di verdure surgelate e spesso vedrai cristalli di ghiaccio non solo sul prodotto, ma all'interno del film.E' la migrazione di umidita' attraverso il laminato combinata con le fluttuazioni di temperatura nella catena del freddo..

1. Prodotto surgelato contenente acqua legata e acqua libera
2. I cicli di temperatura (cicli di scongelamento dei congelatori, aperture delle porte nel commercio al dettaglio) causano la sublimazione
3. Il vapore acqueo migra verso la superficie più fredda, la parete interna del film.
4. Si ricongela come cristalli di ghiaccio

La soluzione non e' solo un film a barriera piu' alta (anche se questo aiuta).tecnologia additiva antifoglianel strato interno del sigillante.

Gli additivi antinebbia sono molecole attive in superficie mescolate nello strato di sigillante PE. Migrano sulla superficie del film nel tempo e riducono la tensione superficiale delle goccioline di acqua condensate.Invece di formare cristalli di gelo discreti, l'acqua si diffonde in una pellicola trasparente continua, preservando la visibilità del prodotto e riducendo la percezione del consumatore di essere "bruciato nel congelatore".

Dettaglio critico:Gli additivi antifoglia richiedono tempo e temperatura per migrare verso la superficie.lo stesso sacchetto testato 10 giorni dopo può mostrare risultati radicalmente diversi. sempre specificareprestazione antifoglia in equilibrio(≥ 14 giorni dopo la produzione) nel contratto di qualità, non al momento della spedizione.

I sacchetti di cibo surgelato subiscono tre attacchi simultanei all'integrità del sigillo:

I prodotti surgelati, in particolare gli articoli IQF (Individually Quick Frozen) come bacche, verdure a dadi e gamberetti, generano polvere, frammenti e umidità alla stazione di rifornimento.Qualsiasi particella del prodotto catturata nella zona di tenuta crea un canale capillare per la fuga.

La soluzione:Per i prodotti IQF, raccomandiamo un livello di tenuta sufficiente per fluire intorno ai contaminanti.tensione di 50 μm minima del sigillante PEIl volume aggiuntivo di 10-20 μm fornisce il volume di materiale necessario per incapsulare le piccole particelle durante la sigillatura termica.

Una mascella di tenuta a temperatura ambiente che colpisce un sacchetto pieno di prodotto a -18°C crea un enorme gradiente di temperatura.Lo strato esterno del film riceve calore mentre il sigillante interno viene attivamente raffreddato dal contenuto congelatoIl risultato: una debole "sigillatura a freddo" che passa l'ispezione visiva ma fallisce con la minima flessione.

La soluzione:Tempo di permanenza più lungo (0,3 ∼0,5 secondi in più rispetto ai prodotti ambientali) e temperatura della mascella più elevata (5 ∼10 °C al di sopra delle impostazioni PE standard).Questo può richiedere di rallentare la linea del 10 ∼15% – un costo che deve essere considerato nell'economia totale dell'imballaggio..

Anche una tenuta perfetta al momento della produzione si degrada quando il polimero si cristallizza a bassa temperatura.rendendo la regione della foca progressivamente più rigida e più fragile.

La soluzione:UsoLLDPE catalizzato da metallocene (mLLDPE)come sigillante. il mLLDPE ha una distribuzione del peso molecolare più ristretta e un'incorporazione dei comonomeri più uniforme rispetto al LLDPE di Ziegler-Natta,che si traduce in una temperatura di inizio della guarnizione più bassa e una resistenza della guarnizione più costante in una finestra di temperatura più ampia.