EN
Materialvitenskap: Hvorfor PET gir bedre barriererendyring
Innbygd stivhet, gjennomsiktighet og molekylær tetthet sikrer strukturell integritet og lav permeabilitet
Fuktighetsoverføringsrater er også svært lave sammenlignet med andre emballasjematerialer på grunn av PET/EVOH og PET/PE. For eksempel har PET/EVOH og PET/PE fuktighetsoverføringsrater på mindre enn 0,8 g/m²/døgn. Denne lave overføringsraten bidrar til å opprettholde fuktighetsinnholdet i de emballerte fruktene og grønnsakene og begrenser veksten av bakterier. I tillegg til de lave fuktighetsoverføringsratene gir PETs andre inneboende og ønskelige materielle egenskaper – som mekanisk styrke, barriersegenskaper og gjennomsiktighet – PET mulighet til å brukes i et bredt spekter av anvendelser. Et slikt overflatebarrier-anvendelsesområde er PET-klaffemballasje («clam shell») og PET-kartonger som brukes til emballasje. Med hensyn til PETs krystallstruktur har PET lave nivåer av både fuktighetsoverføring og oksygenoverføring i krystalltilstanden. Disse oksygenoverføringsratene er grunnen til at PET-klaffemballasjebehov ikke trenger å kombineres med andre plasttyper for å opprettholde integriteten til innholdet. PET-prøver har OTR-verdier på 0,5 cm³/m²/døgn, noe som er ti ganger lavere enn OTR for boliggradert PP.
Oksygen- og fukthindresegenskaper for PET versus rPET: Effekten av innhold av gjenvunnet materiale
Foruten å bryte barrierer knyttet til nye materialer, viser det seg at rPET ikke gjør det samme i praksis. Uavhengige tester av ny PET og rPET viste forskjeller i oksygenpermeabilitet (OTR) og fuktpermeabilitet (MVTR) som generelt var mindre enn 5 %. Dette skyldes det faktum at rPET (via mekanisk resirkulering) ikke degraderer polyestermonomeren (etilentereftalat), som er ansvarlig for disse barriersegenskapene fra begynnelsen av. Dette er en viktig faktum når det gjelder mer permeable barrierer, som for eksempel plastskall for kjæledyr. Og her ligger utfordringen. Flere resirkuleringsrunder kan paradoksal sett øke materialets permeabilitet for oksygen med opptil 12 %, og sannsynligvis enda mer hvis prosesseringstemperaturen opprettholdes over 280 °C. De fleste av dagens resirkuleringsanlegg prøver å unngå dette ved å bruke nye og innovative filtrasjonsdesigner for å minimere de problematiske forurensningene som tidligere har ført til problemer med barriersegenskapene. I dagens matkvalitets-rPET er fuktbarrersegenskapene tilstrekkelige, med en MVTR på 0,1 til 0,3 gram per kvadratmeter per dag, selv i rPET med opptil 30 % resirkulert innhold. Dette betyr at bedrifter kan oppnå sine miljømål uten å kompromittere produktenes holdbarhet.
Barrierfunksjon i bruk: Kontroll av oksygen- og fuktighetsoverføring
Referanseverdi for oksygentransmisjonsrate (OTR) for PET-skall og sammenligning med andre materialer
Når det gjelder skallpakking, har propylen-tereftalat (PET) en konkurransefordel med oksygengjennomtrengning på 5 til 10 cm³ per kvadratmeter per dag. Dette er en betydelig forbedring i forhold til de fleste emballasjematerialer. For eksempel har standard polypropylenbeholdere en gjennomtrengningsrate på 50 til 150 cm³/m²/dag, og polystyrenprodukter har en enda høyere gjennomtrengningsrate på 200 til 400 cm³/m²/dag. På grunn av denne lave oksygengjennomtrengeligheten skjer det mindre skade på tørket mat i emballasjen. Bær som f.eks. bringebær blir ikke brune like raskt, og grønnsaker som bladgrønnsaker mister ikke like mye næringsinnhold – for eksempel går det betydelig mindre vitamin C tapt over tid. Hva er det da med PET som gir en så betydelig forbedring? Svaret ligger i dets krystallstruktur. Denne strukturen skaper mikroskopiske åpninger i barrieren, slik at oksygenmolekylene har større problemer med å trenge gjennom barrieren. Dette fører til at maten beholder mer smak og næringsverdi og forblir fersk i lengre tid. Dette gjør PET til et optimalt valg for mindre stabile matvarer som krever mer beskyttelse.
Fuktighetens dampoverføringsrate (MVTR) og dens rolle i å regulere frukters og grønnsakers respirasjon og kondens
MVTR-verdiene for PET ligger på omtrent 1–2 g/m²/døgn, og i dette tilfellet bidrar det til å regulere fuktigheten i skallpakninger. Frukt produserer ved respirasjon 20–50 mg vann-damp per kg frukt per time. Hvis fuktighetsnivået ikke reguleres, vil råvarer forlite seg og oppleve uønskede endringer. PET er utmerket fordi det er vannbestandig og hjelper til å minimere tørking og vekttap. Beholdere med kirsebærtomater og druer blir for eksempel ikke bløte og slappe.
Bruk av PET-skallpakninger for lengre reell hylleliv
Bekreftet casestudie: USDA-FDA-forskningstudie som viser +4–7 dager lengre hylleliv for jordbær
En nylig fellesstudie fra USDA og FDA avslører at jordbær pakket i PET-skall kan holde seg på hylla fire til syv dager lenger enn ved konvensjonell emballasje. Forskerne bemerket den dobbelte funksjonen til `PET`-skallene. Med en oksygenpermeabilitet (OTR) på < 0,5 cc/m²/døgn ble oksidasjonsraten – og dermed forekomsten av uattraktive brune flekker – redusert. Samtidig kontrolleres mikrofuktighetens dampoverføring, noe som fører til at den optimale fuktighetsnivået og fuktmengden opprettholdes inne i emballasjen. Denne kontrollen resulterte i en ca. 60 % reduksjon i mikrobiell vekstrate, noe som forlenget holdbarheten til produktet. Disse funnene bidrar betydelig til å redusere det enorme problemet med matavfall. Ifølge USDA Agricultural Research Service (2023) går det tapt anslagsvis 30 % av den friske bærs produksjonen hvert år i USA – en markedsverdi på 6,2 milliarder dollar – på grunn av utilstrekkelig eller dårlig utformet emballasje. Butikker bemerket også at jordbær pakket i PET-beholder beholdt 15 % mer vitamin C etter ti dagers lagring, noe som gir en helsemessig fordel. Dette viser at emballasjen bevarer næringsverdien, og demonstrerer at barrierer i emballasje ikke bare er tallverdier – men reelle næringsverdier. I tilfellet jordbær gjør PET mer med mindre.
Designintegrasjon: ventilasjon, tetthet av forsegling og fuktighetsstyring i PET-klaffepakninger
God tetting, ventilasjon og fuktighetskontroll må betraktas og utformes som et innviklet, sømløst system i stedet for separate systemer når man designer PET-klaffepakninger. De små hullene vi skjærer med laser på ulike steder fungerer som mikroventiler som tillater akkurat den rette mengden luft til å sirkulere rundt produkter som produserer etylen, noe som reduserer sannsynligheten for kondensdannelse. De klikk-låsene vi designer styres av en silikonsverkstedsprosess som skaper lukkesystemer som faktisk klikker hardt sammen for å danne en tredobbel barriere mot inntrenging av forurensende støv, utslipp av generert gass og unødvendig tidlig tap av fuktighet. Den karakteristiske egenskapen ved PET-emballasje for frukt og grønnsaker er at den er utformet med tanke på dens dampgjennomtrengningsrate (MVTR), noe som på likt stabiliserer likevektsfuktighetsinnholdet i produktet. Den er designet for å oppnå den «akkurat riktige» balansen mellom tørr og våt, slik at man unngår uønsket muggvekst, overflødig fuktighet og enderot. Kontrollerte mikroklimaforhold senker andingshastigheten til frukt og grønnsaker. Emballasjen utsetter det tidspunktet da muggsopor begynner å vokse og bevarer den uattraktive, rynkede teksturen som ofte oppstår hos jordbær. Dette er et perfekt eksempel på emballasje som faktisk forlenger holdbarheten.
OFTOSTILTE SPØRSMÅL
Hva er PET og hvorfor brukes det til emballasje?
PET er en type plast kalt polyetylentereftalat. Den er svært tett og har en tydelig halvkristallinsk struktur. Dette gjør den til en fremragende barrier mot gass og fuktighet. Dermed er den utmerket for emballasjeformål, siden den holder produktene friske og beskytter synligheten.
Hva er barriersegenskapene til gjenvunnet PET (rPET) sammenlignet med nytt PET?
For nytt PET har rPET sammenlignbare barrierbeskyttelsesevner, og eventuelle mangler ligger strengt tatt i fukt- og oksygentransmisjonsraten for rPET, som vanligvis er 5 % eller lavere. Ved gjenvinning reduseres barrierbeskyttelsen vanligvis. Dette er mindre problematisk med dagens gjenvinnings-teknologier.
Hvordan bidrar PET-klaffesker til at produkter holder seg friske lengre?
PET-klaffesker har en lav overføringsrate for både oksygen og fuktighet. Dette hjelper til å regulere luftfuktigheten og senker oksidasjonshastigheten, noe som bidrar til at produkter holder seg friske lengre. USDA-FDA utførte en studie som konkluderte med at jordbær som ble pakket i PET-klaffesker holdt seg friske 4–7 dager lenger enn jordbær som ble pakket i standard emballasje.