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绿色阻隔包装材料及其工艺进步
  浏览次数:6010  发布时间:2019年06月13日 10:30:39
[导读] 现代创新使得食物可以在不改变味道或香气的情况下长时间保持新鲜。以下是一些最近的趋势。
现代创新使得食物可以在不改变味道或香气的情况下长时间保持新鲜。以下是一些最近的趋势。

氧气清除剂:经过验证的阻隔材料通过阻止氧气进入包装来延长产品的保质期,氧气清除剂在密封包装内“捕获”氧气,以确保氧气不会与食品发生反应。

纳米技术:这越来越多地用于增强包装阻隔性能。在各种消费产品中快速使用纳米包装也引发了许多安全,环境,道德,政策和监管问题。

透明材料:正在开发新的透明阻隔材料以取代铝箔和其他不透明的阻隔材料,这是由于采用透明材料包装食品的趋势。

更薄的材料:在刚性高阻隔包装中,存在单层PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶远离共注射/拉伸吹塑和涂覆PET容器的趋势。使用具有氧气清除能力的阻隔树脂混合物,可以在标准注塑机上生产具有优异氧气阻隔性的刚性单层瓶。人们对开发不会使再生PET变黄的阻隔容器产生了浓厚的兴趣。饮料行业的轻量化趋势为隔离涂层挑战增加了另一个维度,因为更薄的壁导致非阻隔瓶中的渗透增加。

生物塑料:在食品包装中使用生物塑料正在推动屏障生物塑料系统的发展。最近,已经开始使用绿色塑料阻隔包装材料和工艺替代品。

让我们先来看看可再生的内容:可回收塑料阻隔材料。

通过平面技术,新生态塑料R是第一个超高阻隔可再生和可回收包装材料。Plantic公司研制的新材料是其两年前推出的生态塑料可再生屏障包装的成功。
生态塑料和生态塑料R均由三层复合材料组成。然而,低密度聚乙烯(LDPE)构成了生态塑料的外皮层,而PET被用于新型生态塑料R的外皮层。PET和Plantic生物降解膜提供超高的气体阻隔性能,由高达60%的可再生材料组成。专利植物可生物降解聚合物核心层是基于使用下的高直链淀粉衍生的专门的非转基因杂交玉米。


生态塑料R食品屏障包装托盘 

PET可以在传统的循环流中完全回收,在此过程中植物屏障材料溶解并且生物降解。生态塑性R具有极低的氧气透过率。根据Plantic的说法,根据产品的不同,新的阻隔材料可以将肉、家禽和鱼的货架期从一天延长到三天。高阻隔也可以达到以下测试标准。用生态塑料R替代1000吨当前包装生产时:
节约540万千瓦时的能源
在其生命周期中排放比2700吨更少的二氧化碳
Plantic Technologies与荷兰公司Profish Food签订了一份新的商业供应协议,Profish Food是新鲜鱼的采购代理、加工和分销商。该伙伴关系将为欧洲零售鱼包装市场带来平面生态塑料托盘。Plantic公司表示,其托盘的超高阻隔性能将使产品保持新鲜,并长期保持高质量。

继续回到刚性高阻隔包装,聚乙烯呋喃酸酯(PEF)瓶的发展仍然在进行。Avantium已经与ALPLA达成了一项开发PEF瓶的协议,第一批瓶子的目标是到2016年上市。AvANUM还与可口可乐和达能公司合作开发PEF瓶。

PEF是由Avantium基于呋喃技术开发的新一代生物基可循环聚酯。根据AvANUM,PEF与石油基PET相比,具有50%至60%的低碳。

AvANUM计划使用非食物基碳水化合物作为PEF的原料。钒结合生物基呋喃二羧酸(FDCA)和可再生基单乙二醇(MEG)生产百分之百的生物基PEF。该公司目前在荷兰经营一个40吨/年的PEF试验工厂,并计划建造一个50000公吨的工厂。

PEF瓶声称具有优于PET瓶的阻隔性和热性能:
氧气阻隔性能比PET-PEF密封氧气的能力强10倍,可以生产出更持久的碳酸饮料。PEF也使得某些包装涂层是多余的,比如瓶子上用来保持啤酒新鲜的涂层。
二氧化碳屏障比PET要好四倍
防水性比PET好两倍
PET的玻璃化转变温度(Tg)为86℃vs 74℃。
PET的熔化温度(Tm)为235℃,而PET的熔化温度为265℃,就热性能而言,PEF被广泛认为是比PET更有吸引力的,因为它具有优异的耐热能力(以Tg表示)和在较低温度(以Tm表示)下加工。


聚乙烯呋喃甲酸酯(PEF)聚合工艺

最后,让我们简要回顾一下环保食品包装涂料产品在纸和纸板上的应用。PlantPack项目正在开发一种新的可持续、可生物降解的纸张和纸板食品包装涂料。该项目由西班牙技术中心ITENE组成,由欧盟委员会资助。

这些涂层用作在运输和储存期间保护容器内食品的屏障。用于提供纸板防潮性能和增加强度/刚性的石油基产品引起了对可回收性、可持续性和可再生性的关注。许多主要的零售商和杂货商,包括沃尔玛和好市多,正要求他们的供应商提供环保的替代品来代替蜡和聚合物涂层的盒子。

这种新型环保涂布产品是由海藻提取物和淀粉制成的,适用于做纸和纸板的喷雾。海藻提取物如琼脂、海藻酸盐和角叉菜胶已被用于开发食品的可持续屏障材料,但由于其柔韧性差和强度有限,从未用作包装涂料。

PlantPack项目将配制含有淀粉衍生物的海藻提取物,以克服这些限制应用于纸和纸板包装。

这些定制设计功能可以开发具有高分辨率内部区域或外部亚微米表面结构定义的多组分纤维。这为伤口愈合,可植入装置和医用纺织品提供了新的设计可能性,以及在受控药物递送中的应用的新设计和功能灵活性,并且可以有益于组织工程中的定向细胞向内生长。

接下来,我们将重点放在高速成型自动化中的包覆成型针头上,作为前瞻性塑料医疗器械加工技术的一个例子。自动化是创建可持续医疗设备制造业务和保持竞争力的关键驱动因素。制造过程的自动化 - 特别是对于一次性医用一次性用品 - 不仅降低了成本,而且还提高了质量,减少了浪费,优化了能源使用并实现了灵活性。

德国自动化和模具制造专家Zahoransky AG与模塑设备供应商Engel(奥地利)和特种医疗设备制造商Transcoject(德国)合作开发了一种独特的无胶全自动生产一次性注射器的系统。该系统展示了一次性医疗设备的高速生产。

今天,超过95%的所有插管仍在胶合 - 主要是在国外。为此,Zahoransky开发了一种针式扇形系统(NFS),每分钟最多可分离400针。


拾纸板(左)和生产单元(右)上的单针

由内部开发的伺服电机驱动的线性机器人将单针带到注塑模具。然后将置于模具中的针头用环烯烃共聚物(COC)包覆。NFS系统使用来自进料盒的滑板将16个批次的针单一化。一旦针首先被放置在具有精确位置的拾取板上并且与模具插件匹配,则双轴线性机器人将针转移到顶出器侧模腔。

激光单元检查针和护套针的进给,以进行质量控制。然后,成品注射器体可以在集成的下游工位上硅化,以改善针的滑动能力。此步骤之后是自动包装,确保在整个工艺链中不会发生颗粒污染。

最后,让我们来看看医疗设施中40万吨塑料废物的医疗废物处理问题。大约85%(340,000吨)的这种废物没有患者接触,因此可以再加工。考虑到从产品设计和制造到产品使用,处置和回收的问题,一个跨越医疗保健,回收和废物管理的公司联盟已经联手解决医疗保健市场中的塑料回收问题。

可视化医疗塑料废物的一个很好的例子是一次性医用尖锐物的回收利用。一次性医用尖锐物(注射器和针头,输液产品和相关装置)提供明显的临床和公共健康益处,但涵盖了大部分受监管的医疗废物流。使用过的医用尖锐物通常在垃圾填埋场处理或处理或焚烧。

最近,Becton,Dickinson and Company和Waste Management Inc.的子公司Waste Management Healthcare Solutions已经达成协议,回收从医院和其他医疗机构收集的医疗用品废物。他们联合推出了BD(Becton,Dickinson)ecoFinity生命周期解决方案,可回收医疗锐器废物。


医疗锐器废物(左)和BD Recykleen容器(右)

废物管理对收集的材料进行消毒,并将其转换为可用的形式。回收的塑料用于制造各种产品,包括新的BD Recykleen收集器,用于医疗设施使用的最佳感染控制,以安全地积聚/容纳医疗锐器废物。

该项目的目标是回收70%或更多的利器废物流。在第一年,ecoFinity计划收集了超过100万磅的材料,否则将用于垃圾填埋或焚烧。遇到的最大障碍是医疗保健专业人员对毒性的风险。

在相关的废物处理示例中,肾脏护理服务提供商DaVita正在利用WM Healthcare Solutions,Inc和Becton,Dickinson的专业知识,在南加州的106个DaVita透析诊所推出透析器回收试点项目。

该透析器回收试验平台建立在BD和WM通过BD ecoFinity生命周期解决方案计划开发的业务解决方案的基础之上。DaVita认为,仅在这项试验中,他们就有可能消除350,000磅的透析器废物。(文章来源于网络)