EN
Materiaalkunde: waarom PET superieure barrièreeigenschappen biedt
Inherente stijfheid, helderheid en moleculaire dichtheid zorgen voor structurele integriteit en lage doorlaatbaarheid
De vochttransmissiesnelheden zijn ook zeer laag in vergelijking met andere verpakkingsmaterialen vanwege PET/EVOH en PET/PE. Bijvoorbeeld: PET/EVOH en PET/PE hebben vochttransmissiesnelheden van minder dan 0,8 g/m²/dag. Deze lage transmissiesnelheid helpt het vochtgehalte van de verpakte groenten en fruit te behouden en beperkt de groei van bacteriën. Naast de lage vochttransmissiesnelheden bieden de andere inherente en gewenste materiaaleigenschappen van PET, zoals mechanische sterkte, barrièreeigenschappen en transparantie, PET toepassingsmogelijkheden in een breed scala aan gebieden. Een dergelijke oppervlaktebarrièrtoepassing is de PET-klepschelpverpakking en de PET-doosverpakkingen die momenteel worden gebruikt. Met betrekking tot de kristallijne structuur van PET vertoont PET lage waarden voor vocht- en zuurstoftransmissiesnelheid in de kristallijne toestand. Deze zuurstoftransmissiesnelheden zijn de reden waarom PET-klepschelpcontainers niet hoeven te worden gecombineerd met andere kunststoffen om de integriteit van de inhoud te behouden. PET-monsters hebben OTR-waarden van 0,5 cc/m²/dag, wat tien keer lager is dan de OTR van huishoudelijke PP.
Zuurstof- en vochtbarrièrepresentatie van PET versus rPET: Effect van gerecycled gehalte
Afgezien van het doorbreken van de barrières van nieuwe materialen lijkt rPET dit in de praktijk niet op dezelfde manier te doen. Onafhankelijk onderzoek naar nieuw PET en rPET toonde verschillen in de zuurstofdoorlaatbaarheid (OTR) en de vochtdoorlaatbaarheid (MVTR) aan die over het algemeen minder dan 5% bedroegen. Dit houdt verband met het feit dat rPET (via mechanisch recyclen) de polyestermonomeer (ethyleentereftalaat), die verantwoordelijk is voor die barriëreeigenschappen, niet degradeert. Dit is een belangrijk feit met betrekking tot meer permeabele obstakels zoals dierenvoer-bakjes met klapdeksel. En daar ligt de valkuil. Meerdere recyclagelagen kunnen paradoxaal de permeabiliteit van materialen voor zuurstof met tot wel 12% verhogen, waarschijnlijk nog meer wanneer de verwerkingstemperatuur boven de 280 °C wordt gehandhaafd. De meeste huidige recyclinginstallaties proberen dit te voorkomen door gebruik te maken van nieuwe en innovatieve filterontwerpen om die vervelende verontreinigingen, die eerder problemen veroorzaakten met betrekking tot de barriëreeigenschappen, tot een minimum te beperken. Het huidige rPET voor voedingsdoeleinden heeft de vereiste vochtbarriëreeigenschappen met een MVTR van 0,1 tot 0,3 gram per vierkante meter per dag, zelfs bij rPET met een gerecycleerd aandeel van maximaal 30%. Dit betekent dat bedrijven hun milieudoelstellingen kunnen bereiken zonder afbreuk te doen aan de houdbaarheid van de producten.
Barrierefunctie in actie: controle van zuurstof- en vochttransmissie
Referentiewaarde voor zuurstoftransmissiesnelheid (OTR) voor PET-clamshells en vergelijking met andere materialen
Bij schelpverpakkingen heeft polyethylentereftalaat (PET) een concurrentievoordeel, met een zuurstofdoorlaatbaarheid van 5 tot 10 cc per vierkante meter per dag. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de meeste verpakkingsmaterialen. Standaardpolypropyleencontainers hebben bijvoorbeeld doorlaatbaarheden van 50 tot 150 cc/m²/dag, en polystyreneproducten hebben zelfs een nog hogere doorlaatbaarheid van 200 tot 400 cc/m²/dag. Door deze lage zuurstofdoorlaatbaarheid wordt gedroogd voedsel in de verpakking minder beschadigd. Bessen worden bijvoorbeeld minder snel bruin, en groenten zoals bladgroenten verliezen minder voedingswaarde — zo gaat bijvoorbeeld aanzienlijk minder vitamine C verloren over de tijd. Waarom biedt PET dan zo’n aanzienlijke verbetering? Het antwoord ligt in zijn kristallijne structuur. Deze structuur vormt minuscule openingen in de barrière, waardoor zuurstofmoleculen moeilijker door de barrière heen kunnen dringen. Het resultaat is voedsel dat smaakvoller en voedzamer blijft en langer vers blijft. Daardoor is PET een optimale keuze voor minder stabiele voedingsproducten die meer bescherming vereisen.
Vochttransportgraad (MVTR) en de rol ervan bij het beheren van de ademhaling en condensatie van groenten en fruit
De MVTR-waarden voor PET liggen rond de 1–2 g/m²/dag en helpen in dit geval de vochtigheid in schelpverpakkingen te beheren. Fruit produceert tijdens de ademhaling 20–50 mg waterdamp per kg fruit per uur. Als de vochtigheidsniveaus niet worden beheerd, bederft het product en treedt ongewenste verandering op. PET is uitstekend geschikt omdat het waterafstotend is en krimp en gewichtsverlies minimaliseert. Bijvoorbeeld: verpakkingen met krieltomaten en druiven worden niet slap en slijmerig.
Gebruik van PET-schelpverpakkingen voor een langere praktijklevensduur
Bevestigde casestudy: onderzoeksstudie van USDA-FDA met een verlenging van de houdbaarheid van aardbeien met +4–7 dagen
Een recente gezamenlijke studie van de USDA en de FDA toont aan dat aardbeien die zijn verpakt in PET-schelpverpakkingen tot vier tot zeven dagen langer houdbaar zijn dan bij conventionele verpakkingen. De onderzoekers wezen op de dubbele functie die de `PET`-schelpverpakkingen bieden. Met een zuurstofdoorlaatbaarheid (OTR) van < 0,5 cc/m²/dag werd de oxidatiesnelheid, en daarmee het optreden van onaantrekkelijke bruine vlekken, verminderd. Tegelijkertijd wordt de microvochtigheidsdampdoorlaatbaarheid geregeld, wat leidt tot een optimale vochtigheidsgraad en vochtgehalte binnen de verpakking. Deze regeling resulteerde in een ca. 60% lagere groeisnelheid van micro-organismen, waardoor de houdbaarheid van het product wordt verlengd. Deze bevindingen dragen substantieel bij aan de bestrijding van het enorme probleem van voedselverspilling. Volgens het USDA Agricultural Research Service (2023) hebben verse bessen – een gewas met een waarde van 6,2 miljard dollar in de VS – een geschatte jaarlijkse verliespercentage van 30% als gevolg van ontoereikende of slecht ontworpen verpakkingen. Detailhandelaars merkten ook op dat aardbeien die in PET waren verpakt, na 10 dagen opslag nog 15% meer vitamine C behielden, wat een gezondheidsvoordeel oplevert. Dit laat zien dat de verpakking de voedingswaarde behoudt en dat barrières in verpakkingen niet alleen numerieke cijfers zijn, maar reële voedingswaarde vertegenwoordigen. In het geval van aardbeien doet PET dus meer met minder.
Ontwerpintegratie: Ventilatie, afdichtingsintegriteit en vochtbeheer in PET-clamshellverpakkingen
Goede afdichtingen, ventilatie en vochtregeling moeten bij het ontwerpen van PET-clamshell-verpakkingen worden gezien en ontworpen als een ingewikkeld, naadloos systeem in plaats van als afzonderlijke systemen. De kleine gaten die we met behulp van lasersnijden op verschillende plaatsen aanbrengen, fungeren als microventilatieopeningen die precies de juiste hoeveelheid lucht toelaten om te circuleren rond ethyleenproducerende producten, waardoor de kans op condensvorming wordt verlaagd. De kliksluitingen die wij ontwerpen, worden vervaardigd via een siliconenmatrijsproces dat sluitsystemen oplevert die letterlijk met een klik dichtvallen en zo een drievoudige barrière vormen tegen het binnendringen van vervuilende stof, het ontsnappen van geproduceerd gas en het te vroeg verliezen van vocht. Het kenmerkende aspect van PET-verpakkingen voor groenten en fruit is dat zij zijn ontworpen op basis van hun dampdoorlatendheid voor waterdamp, wat de evenwichtsvochtgehalte van het product op gelijke wijze stabiliseert. Zij zijn ontworpen om de ‘juiste’ balans tussen droog en nat te bereiken, waardoor onaangename schimmelvorming, overmatig vocht en uiteindelijke rotting worden tegengegaan. Een gecontroleerde microklimaatomgeving vertraagt het ademhalingspercentage van het groenten- en fruitproduct. De verpakking vertraagt het moment waarop schimmelsporen beginnen te groeien en behoudt de onaangename, onaantrekkelijke, verschrompelde textuurverlies van aardbeien. Het is een perfect voorbeeld van verpakking die daadwerkelijk de houdbaarheid verlengt.
Veelgestelde vragen
Wat is PET en waarom wordt het gebruikt voor verpakkingen?
PET is een soort kunststof die polyethyleentereftalaat wordt genoemd. Het is zeer dichtheid en heeft een duidelijke halfkristallijne structuur. Dit maakt het een uitstekende barrière tegen gas en vocht. Daarom is het uitermate geschikt voor verpakkingsdoeleinden, omdat het producten vers houdt en de zichtbaarheid beschermt.
Wat zijn de barrièreeigenschappen van gerecycled PET (rPET) vergeleken met nieuw PET?
Voor nieuw PET heeft rPET vergelijkbare barrièrebewaking, en eventuele tekortkomingen liggen strikt in de vocht- en zuurstofdoorlaatbaarheid van rPET, die over het algemeen 5% of minder bedraagt. Bij recycling neemt de barrièrebewaking meestal af. Dit is minder een probleem bij de recyclingtechnologieën van vandaag.
Hoe helpen PET-clamshells om producten langer vers te houden?
PET-clamshells hebben een lage doordringingsgraad voor zowel zuurstof als vocht. Dit helpt de vochtigheid te regelen en vertraagt het oxidatieproces, waardoor producten langer vers blijven. De USDA-FDA heeft een onderzoek uitgevoerd waaruit bleek dat aardbeien die in PET-clamshells waren verpakt, 4 tot 7 dagen langer vers bleven dan aardbeien die in standaardverpakking waren verpakt.