EVOH - ethylenvinylalkohol copolymer - er et af de vigtigste barrierematerialer i moderne fleksibel fødevareemballage. Den bruges typisk ikke som en selvstændig film, men som et funktionelt barrierelag i en flerlagsfilmstruktur, hvor dens exceptionelle evne til at blokere ilttransmission bestemmer holdbarheden af emballage til iltfølsomme fødevarer. At forstå, hvad EVOH gør, hvordan det virker, og hvor dets begrænsninger ligger, er nyttigt for fødevareproducenter, emballagekøbere og enhver, der specificerer aseptiske poser eller bag-in-box-emballage til flydende produkter.
Hvad er EVOH?
EVOH er en termoplastisk polymer fremstillet ved forsæbning (kemisk omdannelse) af ethylen-vinylacetat-copolymer. Det resulterende materiale kombinerer en ethylenkomponent, der giver bearbejdelighed og fugtbestogighed, med en vinylalkoholkomponent, der giver de exceptionelle oxygenbarriereegenskaber. Forholdet mellem ethylen og vinylalkohol i copolymeren - udtrykt som ethylenmolprocent - påvirker balancen mellem oxygenbarriereydelse og fugtfølsomhed: lavere ethylenindhold giver bedre oxygenbarriere, men højere fugtfølsomhed; højere ethylenindhold reducerer fugtfølsomheden og reducerer samtidig barriereydelsen en smule.
Kommercielle EVOH-kvaliteter, der bruges i fødevareemballage, har typisk et ethylenindhold på 27 til 44 molprocent, med den specifikke kvalitet valgt baseret på forarbejdningskravene og balancen mellem barriere- og fugtbestandighed, der er nødvendig for applikationen.
Hvorfor EVOHs iltbarriereydelse betyder noget
Ilt er den primære årsag til kvalitetsforringelse i de fleste emballerede flydende fødevarer. I frugtjuice og koncentrater reagerer oxygen med ascorbinsyre (C-vitamin), anthocyaniner (farvepigmenter) og flygtige aromaforbindelser - hvilket forårsager brunfarvning, vitamintab og smagsnedbrydning. I vin driver oxygen oxidation af phenolforbindelser og flygtige estere, hvilket forårsager tab af frisk frugtkarakter og udvikling af bismag. I spiselige olier udløser oxygen lipidoxidation - harskning. I mejeriprodukter bidrager ilt til udvikling af bismag og vitaminnedbrydning.
Hastigheden, hvormed ilt når produktet i en forseglet emballage, måles ved ilttransmissionshastigheden (OTR) for emballagematerialet - mængden af ilt, der passerer gennem et defineret område af materialet pr. dag under standardiserede forhold. Lavere OTR betyder bedre iltbarriere ydeevne og længere produkt holdbarhed.
EVOHs iltbarriereydelse er dramatisk bedre end standardemballagepolymerer:
| Materiale | OTR (cc/m²/dag ved 23°C, 0 % RF) | Relativt barriereniveau |
|---|---|---|
| LDPE (standard PE film) | ~7.000 – 11.000 | Dårlig barriere |
| PET | ~50 – 100 | Moderat barriere |
| Nylon (PA6) | ~30 – 60 | Moderat barriere |
| EVOH (32 mol% ethylen) | ~0,1 – 0,5 | Fremragende barriere (under tørre forhold) |
| Aluminiumsfolie (9 mikron) | ~0,001 – 0,01 | Ultrahøj barriere (nærmer sig nul) |
EVOH under tørre forhold giver iltbarriereydelse cirka 100 til 10.000 gange bedre end standard PE-film. Dette betyder, at emballage, der indeholder et EVOH-lag, kan opretholde et iltfattigt miljø inde i den forseglede emballage i flere måneder, hvilket beskytter produktet mod oxidativ forringelse gennem hele den tilsigtede holdbarhed.
EVOHs kritiske begrænsning: Fugtfølsomhed
EVOH's enestående iltbarriereydelse ved tørre forhold falder betydeligt, når luftfugtigheden stiger. Vinylalkoholgrupperne i EVOH, der giver barriereydelse, er hydrofile - de absorberer vand fra det omgivende miljø. Da EVOH-laget absorberer fugt, bliver dets krystallinske struktur forstyrret, og oxygenpermeabiliteten øges. Ved høj relativ luftfugtighed (80-100 % RH) kan EVOHs iltbarriereydelse falde med en faktor på 10 til 100 sammenlignet med tørre forhold, afhængigt af den specifikke kvalitet.
Denne fugtfølsomhed er grunden til, at EVOH sjældent bruges som overfladelag i fødevareemballage. Det skal placeres som et mellemlag i en flerlagsfilmkonstruktion, beskyttet på begge sider af fugtbestandige polymerlag. De ydre og indre lag af PE, PP eller PET fungerer som fugtbarrierer, der beskytter EVOH fra miljøets fugtighed og mod fugt i selve produktet, og holder EVOH-laget i en tilstand med lav luftfugtighed, hvor dets iltbarriereydelse er maksimeret.
En typisk flerlagsfilmstruktur med EVOH til aseptisk fødevareemballage er: PE/klæbemiddel/EVOH/klæber/PE. PE-lagene giver fugtbeskyttelse til EVOH-mellemlaget, varmeforsegling (indre PE) og strukturel integritet. EVOH udgør iltbarrieren. Klæbende bindelag binder de inkompatible PE- og EVOH-lag sammen med tilstrækkelig mellemlagsadhæsion for at forhindre delaminering under forarbejdning og brug.
EVOH vs aluminiumsfolie i aseptisk posekonstruktion
For aseptiske poser og bag-in-box-emballage involverer valget mellem EVOH-holdig flerlagsfilm og aluminiumsfolielaminat en afvejning mellem barriereydelse, gennemsigtighed og omkostninger:
Aluminiumsfolie laminat
Aluminiumsfolie med en tykkelse på 9 mikron giver i det væsentlige nul OTR og nul lystransmission - den højeste tilgængelige barriereydelse. Det er uigennemtrængeligt for både ilt og lys, hvilket gør det til standarden for de mest krævende holdbarhedsapplikationer: juicekoncentrater, tomatprodukter og andre meget iltfølsomme fødevarer, der kræver 12 til 24 måneders holdbarhed i omgivelserne. Ulempen er, at aluminiumsfolie gør posen uigennemsigtig (produktet kan ikke ses gennem emballagen), tilføjer vægt og materialeomkostninger sammenlignet med film-kun konstruktioner og skaber genbrugsudfordringer.
Metalliseret PET (aluminiumbelagt PET)
Metalliseret PET bruger et meget tyndt aluminiumslag (ca. 0,02-0,05 mikron), der er dampaflejret på en PET-filmoverflade. Det giver en høj barriereydelse betydeligt bedre end standard PE eller PET, selvom den ikke nærmer sig OTR nær nul for tyk aluminiumsfolie. Metalliseret PET er lettere, mere omkostningseffektiv og mere fleksibel end folielaminat, hvilket gør den velegnet til aseptiske poser med høj barriere, hvor absolut nul OTR ikke er påkrævet. Det er uigennemsigtigt (aluminiumslaget blokerer for lys), men giver en god barriere til en bred vifte af fødevareemballageapplikationer.
EVOH kompositfilm
EVOH i en flerlags PE/EVOH/PE- eller PET/EVOH/PE-struktur giver fremragende iltbarriere til lavere materialeomkostninger end aluminium-baserede konstruktioner, og - afgørende - bevarer filmens gennemsigtighed, hvis de ydre lag er klare. Til applikationer, hvor produktsynlighed værdsættes (forbrugervendt emballage, hvor gennemsigtighed er et salgsargument, visse juice- og drikkevareapplikationer), tillader EVOH-kompositfilm en klar eller gennemskinnelig emballage med høj iltbarriereydelse. Afvejningen er, at EVOH ikke giver nogen lysbarriere - lysfølsomme produkter kræver stadig et uigennemsigtigt ydre lag eller sekundær emballage til lysbeskyttelse.
Kombineret metalliseret EVOH-komposit
De højeste ydeevne filmkonstruktioner til aseptiske poser kombinerer metalliseret PET eller EVOH med yderligere barrierelag - giver både iltbarriere og lysbarriere i en struktur, der er lettere end massivt folielaminat. Det er de "ultra-høj barriere"-konstruktioner, der anvendes til produkter med de mest krævende krav til holdbarhed, og hvor det absolutte nul OTR for tyk folie ikke er opnåeligt med filmalternativer. Ruijin Xinchens aseptiske poser med høj barriere og ultra høj barriere bruger disse kombinerede materialekonstruktioner.
EVOH i aseptiske poser: Anvendelseseksempler
EVOH-baserede flerlagsfilm bruges på tværs af rækken af flydende fødevarer pakket i aseptiske poser:
- Frugtjuice og grøntsagsjuicekoncentrater: C-vitamin og anthocyaninbeskyttelse kræver høj iltbarriere. EVOH komposit- eller aluminiumsfolielaminatposer bevarer juicekoncentratkvaliteten i 12 måneder ved omgivelsestemperatur.
- Vinemballage (BIB-format): Højbarriere EVOH- eller metalliserede PET-poser til bag-in-box-vin bevarer vinens friskhed både før åbning (beskytter mod lageroxidation) og efter åbning (begrænser permeationsdrevet oxidation i løbet af 4 til 6 ugers dispenseringsperiode).
- Mejeriprodukter (UHT-bearbejdet): Aseptiske poser til UHT-mælk, fløde og flydende mejeriprodukter bruger EVOH-kompositfilm, der giver en iltbarriere uden foliens uigennemsigtighed, hvilket muliggør produktsynlighed i nogle forbrugervendte formater.
- Spiselig olie: Olieoxidation (harskhed) drives af ilt og accelereres af lys. Højbarriere aseptiske poser til spiselig olie bruger uigennemsigtige strukturer - metalliserede PET/EVOH-kompositter eller aluminiumsfolielaminater - der adresserer både ilt- og lystransmission.
- Urteekstrakter og fødevaretilsætningsstoffer: Flydende ingredienser af høj værdi, der kræver lang holdbarhed i omgivelserne uden kølekæde, bruger aseptiske poser med ultrahøj barriere, hvor omkostningspræmien for barrierefilmen er begrundet i kravet om produktværdi og holdbarhed.
Ofte stillede spørgsmål
Er EVOH mad sikker?
EVOH er godkendt til fødevarekontaktapplikationer på alle større regulatoriske markeder. I USA er EVOH opført under FDA 21 CFR 177.1360 som et indirekte fødevaretilsætningsstof til brug i fødevarekontaktartikler. I EU er EVOH optaget på positivlisten over monomerer i henhold til forordning (EU) 10/2011 om plastmaterialer og -genstande beregnet til at komme i kontakt med fødevarer. EVOH producerer minimal migration til fødevarer - polymeren er meget stabil under normale fødevarekontaktforhold - og giver ingen fødevaresikkerhedsproblemer, når den bruges inden for de parametre, der er specificeret i gældende fødevarekontaktregler.
Kan EVOH-film genbruges?
Flerlagsfilm indeholdende EVOH er generelt ikke genanvendelige gennem standard enkeltmateriale plastgenbrugsstrømme, fordi de forskellige polymerlag ikke let kan adskilles. Dette er en anerkendt begrænsning af flerlags barrierefilm og et aktivt udviklingsområde i emballageindustrien. Mono-materiale barrierefilm – der opnår tilstrækkelig iltbarriere-ydeevne fra en enkelt kompatibel polymerfamilie (alle-PE- eller alle-PP-strukturer med modificerede barrierelag) – udvikles som genanvendelige alternativer til EVOH-flerlagsfilm, selvom de endnu ikke matcher EVOHs barriereydelse til krævende applikationer. For fødevareprodukter af høj værdi, hvor EVOH-barriereydelse er påkrævet for at forhindre fordærv, favoriserer miljøbalancen for at forhindre madspild (som har en meget større miljøpåvirkning end selve emballagen) typisk EVOH-barrierefilm frem for genanvendelige alternativer med lavere barriere, der tillader produktfordærvelse.
Hvad er forskellen mellem EVOH og PVDC (Saran) som iltbarrierer?
Begge dele EVOH and PVDC (polyvinylidenchlorid) er højtydende iltbarrierematerialer, der bruges i fødevareemballage. EVOH giver bedre iltbarriereydelse end PVDC ved tørre forhold, er mere miljømæssigt acceptabel (PVDC indeholder klor og skaber regulatoriske udfordringer for bortskaffelse af forbrænding) og foretrækkes generelt til nye emballageudviklinger. PVDC har lavere fugtfølsomhed end EVOH - dens barriereydelse er mere stabil ved høj luftfugtighed - hvilket giver den en fordel i applikationer med høj luftfugtighed. I praksis har EVOH med passende fugtbeskyttende PE-ydre lag stort set erstattet PVDC i aseptiske fødevareemballageapplikationer.
Påvirker tykkelsen af EVOH-laget barriereydelsen?
Ja. EVOH lagtykkelse i en flerlagsfilmstruktur påvirker OTR direkte - tykkere EVOH-lag giver bedre iltbarriere. Men over en vis tykkelsestærskel (typisk 3 til 5 mikron i en coekstruderet struktur), falder den trinvise barriereforbedringer pr. yderligere mikron EVOH, og andre faktorer - filmbehandlingskonsistens, klæbemiddellagskvalitet, total filmtykkelse - bliver mere signifikante. De fleste coekstruderede fødevareemballagefilm bruger EVOH-lag på 3 til 8 mikron som en del af den samlede filmtykkelse i området 70 til 200 mikron. EVOH-indholdet repræsenterer 2 til 10 % af den samlede filmtykkelse, men er ansvarlig for størstedelen af iltbarrierens ydeevne.
Høj barriere Aseptiske poser med EVOH fra Ruijin Xinchen
Ruijin Xinchen Technology Co., Ltd. fremstiller aseptiske poser og bag-in-box-emballage ved hjælp af standardbarriere-, højbarriere- og ultrahøjbarrierefilmkonstruktioner, der inkorporerer metalliseret PET, EVOH-komposit, rent aluminiumsfolielaminat og PE-filmkombinationer. Et-trins produktionslinje, der dækker ventilstøbning, filmblæsning, laminering og posefremstilling i en QS-certificeret, National High-Tech Enterprise-facilitet i Ruijin, Jiangxi, Kina. Kapacitetsområde 1L til 220L til fødevarer, drikkevarer, mejeriprodukter, spiselige olier og specielle væskeanvendelser.
Kontakt os for at diskutere krav til barrierespecifikation for dit produkt, anmode om film OTR-data og få prøver og priser.
Relaterede produkter: Aseptiske poser | Bag-in-Box (høj barriere, aluminiumsbelagt EVOH-komposit) | Ventiler og tudhætter
