ما هو فيلم EVOH ولماذا يتم استخدامه في تغليف المواد الغذائية؟

يعد إيفوه - كوبوليمر كحول فينيل الإيثيلين - واحدًا من أهم المواد العازلة في عبوات المواد الغذائية المرنة الحديثة. لا يتم استخدامه عادةً كفيلم مستقل ولكن كطبقة حاجزة وظيفية داخل هيكل فيلم متعدد الطبقات، حيث تحدد قدرته الاستثنائية على منع نقل الأكسجين أداء العمر الافتراضي لتغليف المنتجات الغذائية الحساسة للأكسجين. إن فهم ما يفعله إيفوه، وكيف يعمل، وأين تكمن حدوده هو أمر مفيد لمنتجي المواد الغذائية، ومشتري التعبئة والتغليف، وأي شخص يحدد الأكياس المعقمة أو أكياس التعبئة والتغليف للمنتجات السائلة.

ما هو إيفوه؟

إيفوه عبارة عن بوليمر لدن بالحرارة يتم إنتاجه عن طريق التصبن (التحويل الكيميائي) لكوبوليمر أسيتات فينيل الإيثيلين. تجمع المادة الناتجة بين مكون الإيثيلين الذي يوفر قابلية المعالجة ومقاومة الرطوبة مع مكون كحول الفينيل الذي يوفر خصائص حاجز الأكسجين الاستثنائية. تؤثر نسبة الإيثيلين إلى كحول الفينيل في البوليمر المشترك - معبرًا عنها بنسبة مول الإيثيلين - على التوازن بين أداء حاجز الأكسجين وحساسية الرطوبة: انخفاض محتوى الإيثيلين يعطي حاجز أكسجين أفضل ولكن حساسية أعلى للرطوبة؛ يقلل محتوى الإيثيلين العالي من حساسية الرطوبة مع تقليل أداء الحاجز قليلاً.

عادةً ما تحتوي درجات EVOH التجارية المستخدمة في تغليف المواد الغذائية على محتوى إيثيلين يتراوح من 27 إلى 44 مولًا في المائة، مع اختيار الدرجة المحددة بناءً على متطلبات المعالجة وتوازن مقاومة الحاجز والرطوبة اللازمة للتطبيق.

لماذا يعتبر أداء حاجز الأكسجين الخاص بشركة EVOH مهمًا

الأكسجين هو السبب الرئيسي لتدهور جودة معظم المنتجات الغذائية السائلة المعبأة. في عصائر الفاكهة والمركزات، يتفاعل الأكسجين مع حمض الأسكوربيك (فيتامين C)، والأنثوسيانين (أصباغ اللون)، ومركبات الرائحة المتطايرة - مما يسبب الاسمرار، وفقدان الفيتامينات، وتدهور النكهة. في النبيذ، يؤدي الأكسجين إلى أكسدة المركبات الفينولية والإسترات المتطايرة، مما يتسبب في فقدان خصائص الفاكهة الطازجة وتطور النكهات غير الطبيعية. في الزيوت الصالحة للأكل، يؤدي الأكسجين إلى أكسدة الدهون - النتانة. في منتجات الألبان، يساهم الأكسجين في تطور النكهة وتدهور الفيتامينات.

يتم قياس معدل وصول الأكسجين إلى المنتج في عبوة محكمة الغلق من خلال معدل نقل الأكسجين (OTR) لمواد التغليف - كمية الأكسجين التي تمر عبر منطقة محددة من المادة يوميًا في ظل ظروف موحدة. انخفاض OTR يعني أداء أفضل لحاجز الأكسجين وعمر افتراضي أطول للمنتج.

يعد أداء حاجز الأكسجين الخاص بـ EVOH أفضل بشكل كبير من بوليمرات التغليف القياسية:

يوفر EVOH في الظروف الجافة أداء حاجز الأكسجين أفضل بنحو 100 إلى 10000 مرة من فيلم PE القياسي. وهذا يعني أن التغليف الذي يشتمل على طبقة EVOH يمكن أن يحافظ على بيئة مستنفدة للأكسجين داخل العبوة المغلقة لعدة أشهر، مما يحمي المنتج من التدهور التأكسدي طوال فترة الصلاحية المقصودة.

حدود EVOH الحرجة: حساسية الرطوبة

يتناقص أداء حاجز الأكسجين المتميز لـ EVOH في الظروف الجافة بشكل ملحوظ مع زيادة الرطوبة. مجموعات كحول الفينيل في EVOH التي توفر أداءً عازلًا هي محبة للماء - فهي تمتص الماء من البيئة المحيطة. عندما تمتص طبقة EVOH الرطوبة، يتعطل هيكلها البلوري، وتزداد نفاذية الأكسجين. في حالة الرطوبة النسبية العالية (80-100% رطوبة نسبية)، يمكن أن ينخفض ​​أداء حاجز الأكسجين في EVOH بعامل من 10 إلى 100 مقارنة بالظروف الجافة، اعتمادًا على الدرجة المحددة.

حساسية الرطوبة هذه هي السبب وراء نادرًا استخدام EVOH كطبقة سطحية في تغليف المواد الغذائية. يجب أن يتم وضعها كطبقة وسطى في بناء فيلم متعدد الطبقات، محمية على كلا الجانبين بطبقات بوليمر مقاومة للرطوبة. تعمل الطبقات الخارجية والداخلية من PE أو PP أو PET كحواجز رطوبة تحمي EVOH من الرطوبة البيئية ومن الرطوبة الموجودة في المنتج نفسه، مما يحافظ على طبقة EVOH في حالة رطوبة منخفضة حيث يتم تعظيم أداء حاجز الأكسجين الخاص بها.

هيكل الفيلم النموذجي متعدد الطبقات الذي يتضمن EVOH لتغليف المواد الغذائية المعقمة هو: PE/لاصق / EVOH / لاصق / PE. توفر طبقات PE حماية من الرطوبة للطبقة الوسطى من EVOH، وقابلية الغلق الحراري (PE الداخلي)، والسلامة الهيكلية. يوفر EVOH حاجز الأكسجين. تعمل طبقات الربط اللاصقة على ربط طبقات PE وEVOH غير المتوافقة معًا مع التصاق كافٍ للطبقات البينية لمنع التصفيح أثناء المعالجة والاستخدام.

EVOH مقابل رقائق الألومنيوم في بناء الأكياس المعقمة

بالنسبة للأكياس المعقمة وتغليف الأكياس داخل الصندوق، فإن الاختيار بين الفيلم متعدد الطبقات المحتوي على EVOH وصفائح رقائق الألومنيوم ينطوي على مقايضة بين أداء الحاجز والشفافية والتكلفة:

رقائق الألومنيوم صفح

توفر رقائق الألومنيوم بسمك 9 ميكرون بشكل أساسي صفرًا من OTR وصفرًا من انتقال الضوء - وهو أعلى أداء متاح للحاجز. إنه منيع لكل من الأكسجين والضوء، مما يجعله المعيار لتطبيقات العمر الافتراضي الأكثر تطلبًا: مركزات العصير ومنتجات الطماطم وغيرها من المنتجات الغذائية شديدة الحساسية للأكسجين التي تتطلب فترة صلاحية محيطة تتراوح من 12 إلى 24 شهرًا. العيب هو أن رقائق الألومنيوم تجعل الكيس معتمًا (لا يمكن رؤية المنتج من خلال العبوة)، وتضيف الوزن وتكلفة المواد مقارنة بتركيبات الفيلم فقط، وتخلق تحديات في إعادة التدوير.

PET الممعدنة (PET مطلية بالألمنيوم)

يستخدم PET الممعدنة طبقة رقيقة جدًا من الألومنيوم (حوالي 0.02-0.05 ميكرون) يتم ترسيبها على سطح فيلم PET. إنه يوفر أداءً عاليًا للحاجز أفضل بكثير من PE أو PET القياسي، على الرغم من أنه لا يقترب من OTR القريب من الصفر لرقائق الألومنيوم السميكة. يعتبر PET المعدني أخف وزنًا وأكثر فعالية من حيث التكلفة وأكثر مرونة من صفائح الرقائق، مما يجعله مناسبًا للأكياس المعقمة ذات الحاجز العالي حيث لا يلزم وجود صفر مطلق من OTR. إنها غير شفافة (طبقة الألومنيوم تحجب الضوء) ولكنها توفر حاجزًا جيدًا لمجموعة واسعة من تطبيقات تغليف المواد الغذائية.

EVOH فيلم مركب

يوفر EVOH في هيكل متعدد الطبقات PE/EVOH/PE أو PET/EVOH/PE حاجزًا ممتازًا للأكسجين بتكلفة مواد أقل من الإنشاءات القائمة على الألومنيوم، ويحافظ - بشكل حاسم - على شفافية الفيلم إذا كانت الطبقات الخارجية واضحة. بالنسبة للتطبيقات التي يتم فيها تقدير رؤية المنتج (التغليف الذي يواجه المستهلك حيث تكون الشفافية نقطة بيع، وبعض تطبيقات العصائر والمشروبات)، تسمح أفلام EVOH المركبة بحزمة شفافة أو شفافة ذات أداء عالي لحاجز الأكسجين. والمقايضة هي أن EVOH لا يوفر أي حاجز للضوء - فالمنتجات الحساسة للضوء لا تزال تتطلب طبقة خارجية غير شفافة أو عبوة ثانوية للحماية من الضوء.

مركب EVOH المعدني المدمج

تجمع إنشاءات الأفلام عالية الأداء للأكياس المعقمة بين PET أو EVOH المعدني مع طبقات عازلة إضافية - مما يوفر كلاً من حاجز الأكسجين وحاجز الضوء في هيكل أخف من صفائح الرقائق الصلبة. هذه هي إنشاءات "الحاجز العالي للغاية" المستخدمة للمنتجات ذات متطلبات العمر الافتراضي الأكثر تطلبًا والتي لا يمكن تحقيق فيها الصفر المطلق OTR للرقائق السميكة باستخدام بدائل الأفلام. تستخدم الأكياس المعقمة ذات الحاجز العالي والفائق الارتفاع من Ruijin Xinchen هذه التركيبات المادية المجمعة.

EVOH في الأكياس المعقمة: أمثلة تطبيقية

يتم استخدام الأفلام متعددة الطبقات القائمة على EVOH عبر مجموعة من المنتجات الغذائية السائلة المعبأة في أكياس معقمة:

• عصير الفواكه وعصير الخضار المركز: تتطلب حماية فيتامين C والأنثوسيانين حاجزًا عاليًا للأكسجين. تحافظ أكياس EVOH المركبة أو رقائق الألومنيوم على جودة تركيز العصير لمدة 12 شهرًا في درجة الحرارة المحيطة.
• تغليف النبيذ (تنسيق BIB): تحافظ أكياس EVOH عالية الحاجز أو أكياس PET المعدنية المخصصة للنبيذ المعبأ في الأكياس على نضارة النبيذ قبل الفتح (الحماية من أكسدة المستودع) وما بعد الفتح (الحد من الأكسدة الناتجة عن التخلل خلال فترة التوزيع من 4 إلى 6 أسابيع).
• منتجات الألبان (معالجة UHT): تستخدم الأكياس المعقمة للحليب والقشدة ومنتجات الألبان السائلة أغشية مركبة من مادة EVOH التي توفر حاجز أكسجين دون عتامة الرقائق، مما يسمح برؤية المنتج في بعض الأشكال التي يواجهها المستهلك.
• زيت الطعام: يتم تحفيز أكسدة الزيت (النتانة) بواسطة الأكسجين ويتم تسريعها بواسطة الضوء. تستخدم الأكياس المعقمة ذات الحاجز العالي لزيت الطعام هياكل غير شفافة - مركبات PET / EVOH المعدنية أو شرائح رقائق الألومنيوم - التي تعالج انتقال الأكسجين والضوء.
• المستخلصات العشبية والمضافات الغذائية: تستخدم المكونات السائلة عالية القيمة التي تتطلب مدة صلاحية محيطة طويلة بدون سلسلة تبريد أكياسًا معقمة ذات حاجز عالي جدًا حيث يتم تبرير علاوة تكلفة الفيلم الحاجز من خلال قيمة المنتج ومتطلبات مدة الصلاحية.

الأسئلة المتداولة

هل طعام EVOH آمن؟

EVOH تمت الموافقة على تطبيقات الاتصال الغذائي في جميع الأسواق التنظيمية الرئيسية. في الولايات المتحدة، تم إدراج EVOH ضمن FDA 21 CFR 177.1360 كمضاف غذائي غير مباشر للاستخدام في المواد الملامسة للأغذية. في الاتحاد الأوروبي، تم إدراج EVOH في القائمة الإيجابية للمونومرات بموجب اللائحة (الاتحاد الأوروبي) 10/2011 بشأن المواد البلاستيكية والمواد المخصصة للاتصال بالأغذية. ينتج EVOH الحد الأدنى من الانتقال إلى الغذاء - البوليمر مستقر للغاية في ظل ظروف الاتصال الغذائي العادية - ولا يمثل أي مخاوف تتعلق بسلامة الغذاء عند استخدامه ضمن المعايير المحددة في لوائح الاتصال الغذائي المعمول بها.

هل يمكن إعادة تدوير فيلم EVOH؟

أفلام متعددة الطبقات تحتوي على EVOH بشكل عام، لا يمكن إعادة تدويرها من خلال تيارات إعادة تدوير البلاستيك أحادية المادة القياسية لأن طبقات البوليمر المختلفة لا يمكن فصلها بسهولة. يعد هذا أحد القيود المعترف بها للأفلام العازلة متعددة الطبقات ومجال التطوير النشط في صناعة التعبئة والتغليف. يتم تطوير الأفلام العازلة أحادية المادة - التي تحقق أداءً مناسبًا لحاجز الأكسجين من عائلة بوليمر واحدة متوافقة (جميع هياكل PE أو كلها PP تتضمن طبقات حاجز معدلة) - كبدائل قابلة لإعادة التدوير لأفلام EVOH متعددة الطبقات، على الرغم من أنها لا تتطابق بعد مع أداء حاجز EVOH للتطبيقات الصعبة. بالنسبة للمنتجات الغذائية عالية القيمة حيث يكون أداء حاجز EVOH مطلوبًا لمنع التلف، فإن التوازن البيئي لمنع هدر الطعام (الذي له تأثير بيئي أعلى بكثير من التغليف نفسه) يفضل عادةً فيلم حاجز EVOH على البدائل القابلة لإعادة التدوير ذات الحاجز المنخفض والتي تسمح بتلف المنتج.

ما الفرق بين EVOH وPVDC (ساران) كحواجز للأكسجين؟

كلاهما EVOH و PVDC (كلوريد البولي فينيلدين) هي مواد حاجزة للأكسجين عالية الأداء تستخدم في تغليف المواد الغذائية. يوفر EVOH أداء أفضل لحاجز الأكسجين من PVDC في الظروف الجافة، وهو أكثر قبولًا من الناحية البيئية (يحتوي PVDC على الكلور ويخلق تحديات تنظيمية للتخلص من الترميد)، ويفضل بشكل عام لتطويرات التغليف الجديدة. يتمتع PVDC بحساسية رطوبة أقل من EVOH - ويكون أداء حاجزه أكثر استقرارًا عند الرطوبة المرتفعة - مما يمنحه ميزة في التطبيقات ذات الرطوبة العالية. من الناحية العملية، حل EVOH مع الطبقات الخارجية المناسبة من البولي إيثيلين والحماية من الرطوبة محل PVDC إلى حد كبير في تطبيقات تغليف المواد الغذائية المعقمة.

هل يؤثر سمك طبقة EVOH على أداء الحاجز؟

نعم. سمك طبقة EVOH في بنية فيلم متعدد الطبقات يؤثر بشكل مباشر على OTR - توفر طبقات EVOH السميكة حاجزًا أفضل للأكسجين. ومع ذلك، فوق حد سمك معين (عادة من 3 إلى 5 ميكرون في هيكل مشترك)، يتناقص تحسين الحاجز المتزايد لكل ميكرون إضافي من EVOH، وتصبح العوامل الأخرى - اتساق معالجة الفيلم، وجودة الطبقة اللاصقة، وإجمالي سمك الفيلم - أكثر أهمية. تستخدم معظم أفلام تغليف المواد الغذائية ذات البثق المشترك طبقات EVOH من 3 إلى 8 ميكرون كجزء من إجمالي سماكة الفيلم في حدود 70 إلى 200 ميكرون. يمثل محتوى EVOH من 2 إلى 10% من إجمالي سماكة الفيلم ولكنه مسؤول عن غالبية أداء حاجز الأكسجين.

حاجز عالي أكياس معقمة مع EVOH من Ruijin Xinchen

شركة رويجين شينشن للتكنولوجيا المحدودة تقوم بتصنيع الأكياس المعقمة والتعبئة والتغليف في الأكياس باستخدام هياكل الأفلام ذات الحاجز القياسي والحواجز العالية والحواجز العالية للغاية التي تشتمل على PET الممعدنة ومركب EVOH وصفائح رقائق الألومنيوم النقية ومجموعات أفلام PE. خط إنتاج من خطوة واحدة يغطي قولبة الصمامات، ونفخ الأفلام، والتصفيح، وصناعة الأكياس في منشأة وطنية عالية التقنية معتمدة من QS في رويجين، جيانغشي، الصين. تتراوح السعة من 1 لتر إلى 220 لترًا لتطبيقات الأطعمة والمشروبات ومنتجات الألبان وزيت الطعام والتطبيقات السائلة المتخصصة.

اتصل بنا لمناقشة متطلبات مواصفات الحاجز لمنتجك، وطلب بيانات OTR للفيلم، والحصول على العينات والأسعار.

المنتجات ذات الصلة: أكياس معقمة | حقيبة داخل الصندوق (حاجز عالٍ، مركب EVOH مطلي بالألمنيوم) | الصمامات وأغطية الصنبور