Gıda Ambalajında Mısır Nişastası Biyoplastik: Nerede Çalışıyor, Nerede Başarısız?

Mısır Nişastası Biyoplastik: Ne Tutar, Ne Başarısız

Mısır nişastası ne harika bir malzeme ne de bir pazarlama hilesidir. Ölçülebilir limitleri olan bir hammaddedir ve bu limitler hangi tepsileri, bardakları ve kapak filmlerini gerçekçi bir şekilde taşıyabileceğini belirler.

6 oz porsiyonluk bir bardağı 85 °C'de sosla doldurun, kapatın ve yirmi dakika boyunca bir ısı lambası altında bırakın. Bir polipropilen kap neredeyse hiç fark edilmiyor. Aynı duvar kalınlığına sahip bir mısır nişastası biyoplastik kabının kenarı yumuşayabilir, oval bir şekle bürünebilir ve contasını kaybedebilir. Sürdürülebilirlik iddialarıyla ilgili herhangi bir konuşmadan önce bu tek testi çalıştırın ve malzeme hakkında bir laboratuvar veri sayfasının size anlatacağından daha fazlasını öğrenin.

İlk olarak sonuç: mısır nişastası biyoplastik gerçek, standart sertifikalı bir ambalaj malzemesidir, ancak ürün kataloğunda hemen bulunabilecek bir alternatif değildir. Kısa raf ömrü, soğutulmuş, düşük nem ve kuru uygulamalarda iyi performans gösterir ve sıcak dolum, uzun ortam raf ömrü, yüksek yağ içeriği ve nemli lojistik ile mücadele eder.

Bu makale endüstrinin pratik yönünden geliyor. Biz Ningbo Linhua Plastik PP, PS, PET, TFPP ve PLA'yı aynı hatlarda çalıştıran gıdayla temas eden ambalaj üreticisi ve bizim önemsediğimiz soru dar: hangi ürünler mührü, raf ömrünü veya uyumluluk dosyasını bozmadan nişasta bazlı veya PLA malzemeye geçebilir?

Mısır Nişastası Nasıl Ambalaj Malzemesi Haline Geliyor?

Mısır tanesinden bitmiş pakete kadar iki yol vardır ve bunlar çok farklı fiyat etiketlerine sahip çok farklı malzemelerle sonuçlanır.

Birinci yol: termoplastik nişasta

Nişasta granülleri su ve gliserol veya sorbitol gibi bir plastikleştirici ile kabaca 60-70 °C'ye ısıtılırken, kesme granül yapısını parçalara ayırır. Ortaya çıkan şey termoplastik nişastadır: Ucuz, yenilenebilir ve son derece hidrofilik. Amiloz içeriği davranışının çoğunu şekillendirir. Standart mısır nişastası yaklaşık dörtte bir amiloz taşır, mumsu mısır neredeyse hiç içermez ve yüksek amilozlu hibritler yarıdan fazlasını taşır. Daha fazla amiloz, daha güçlü, daha sert ve aynı zamanda daha kırılgan bir film anlamına gelir. Sade termoplastik nişasta havadaki nemi emdiğinden, ticari tepsiler ve filmler genellikle onu PBAT, PLA veya PBS ile harmanlayarak bitmiş parçanın soğuk zincire dayanmasını sağlar.

İkinci yol: nişastadan laktik asite ve PLA'ya

Endüstriyel yol enzimatik ve biyolojiktir. Nişasta glikoza hidrolize edilir, laktik asit halinde fermente edilir, laktit haline dönüştürülür ve daha sonra polilaktit halinde polimerize edilir. Bu polimer, günümüzde gıda hizmetlerinde satılan gübrelenebilir kapların, kapakların ve kapak filmlerinin çoğunun arkasında yer almaktadır. Düz amorf PLA yaklaşık 55-60 °C'lik bir cam geçişine sahiptir, bu da neden buzlu içeceklerde rahat olduğunu ve kahvede rahatsız olduğunu açıklamaktadır. Kristalize kaliteler, kısa vadeli ısı direncini 90–120 °C aralığına iter; bu da daha yüksek malzeme maliyeti ve daha dar bir işleme aralığı anlamına gelir.

Nişasta ucuz, yenilenebilir ve hidrofiliktir. İlk iki mülk satıyor; üçüncüsü girdiği neredeyse her gıda uygulamasını sınırlandırıyor.

Ana Seçenekler Nasıl Karşılaştırılır?

Aşağıdaki tablo, genellikle üç pilot çalışma gerektiren önemli bir kararı özetlemektedir. Bunu bir spesifikasyon olarak değil, bir tarama aracı olarak kullanın.

İki desen ortaya çıkıyor. Isı ve nem birlikte hareket eder, dolayısıyla soğutulmuş bir sos kabında performans gösteren aynı karışım, sıcak dolum hattında veya nemli bir depoda başarısız olabilir. Ve en kolay şekilde değişen ürünler küçük, kuru veya soğutulmuş ürünlerdir: sos ve sos kapları, meyve-sebze kutuları, manifatura tepsileri ve soğuk bardak kapakları.

Hazır yemekler terazinin diğer ucunda yer alır. Burada tepsi, bariyer ve contanın tek bir sistem olarak belirtilmesi gerekiyor ve çoğu projede biyo bazlı eleman tepsi gövdesinden ziyade kapak filminden giriyor.

Gübrelenebilirlik Bir Toplama Sorusudur

Avrupa'da EN 13432, Amerika Birleşik Devletleri'nde ASTM D6400 ve uluslararası olarak ISO 17088, bir ambalaj malzemesinden kabaca aynı şeyi ister: endüstriyel kompostlama ortamında yaklaşık 58 °C'de on iki hafta içinde en az %90 parçalanma, altı ay içinde en az %90 biyolojik parçalanma, bitmiş kompost üzerinde toksik etki olmaması ve ağır metaller ve organik karbon üzerinde sınırlamalar. Evde kompostlama planları ayrı ve pratikte daha katıdır çünkü bunların ortam sıcaklığında çalışması gerekir ve çoğu PLA ürünü bunları geçemez.

Sertifikasyon ile gerçeklik arasındaki boşluk koleksiyondur. Çöp sahasına veya yakma fırınına ulaşan sertifikalı kompostlanabilir tepsi diğer atıklar gibi davranır, bu nedenle kullanım ömrü sonu rotası projenin sonuna değil başlangıcına aittir.

Uyumluluk, Geçiş ve Tedarik Riski

Bitki bazlı olması otomatik olarak gıda açısından güvenli olduğu anlamına gelmez. Avrupa Birliği'nde gıda için kullanılan bir nişasta karışımı veya PLA ürünü, 10/2011 Sayılı Yönetmelik (AB) kapsamına girmeli, 10 mg/dm² genel migrasyon sınırını karşılamalı ve formülasyondaki her katkı maddesi için spesifik migrasyon verilerini içermelidir. Amerika Birleşik Devletleri'nde reçinenin etkili bir FDA gıdayla temas iznine ihtiyacı vardır ve Çin'de ilgili çerçeve GB 4806.7'dir. Biyo bazlı bileşiklerde migrasyon riski genellikle nişastanın kendisinden ziyade plastikleştirici ve işleme yardımcılarından kaynaklanmaktadır.

Tedarikçi değişikliği riskin diğer yarısıdır. Nişasta bileşikleri yeniden formüle edilir (farklı bir plastikleştirici, yeni bir PBAT kaynağı, değiştirilmiş bir taşıyıcı) ve Mart ayında migrasyon testinizi geçen bir bileşik, Eylül ayındaki aynı bileşik olmayabilir. Kaliteyi satın alma spesifikasyonuna sabitleyin, revizyon numarası ve son kullanma tarihi ile uyumluluk beyanı talep edin ve reçine kaynağında herhangi bir değişiklik sonrasında yeniden test yapın.

Mevcut Bir Hat Üzerinde Biyo-Tabanlı Ambalajın Çalıştırılması

Biyo bazlı bir malzeme, yalnızca reçine haznesini değil, makine ayarlarını da değiştirir. Altı nokta, deneme çalışmasının üretim çalışması olup olmayacağını belirler.

• Kurutma. PLA nem varlığında hidrolize olur. Ekstrüzyon veya ısıyla şekillendirme öncesinde yaklaşık 250 ppm veya daha düşük bir değere kadar, genellikle 60–80 °C'de kurutuculu kurutucuda dört ila altı saat süreyle kurutun.
• Sızdırmazlık. Biyo bazlı sızdırmazlık katmanları, PE bazlı sistemler için 130-160 °C'ye karşılık yaklaşık 90-120 °C'de kapanır, böylece tüm sızdırmazlık penceresi aşağıya doğru kayar ve standart bir kapatma filmi onu takip etmez.
• Termoform. Yumuşama ve sarkma arasındaki pencere PP'ye göre daha dardır ve kristalize kaliteler daha sıcak kalıplara ve daha uzun çevrim sürelerine ihtiyaç duyar.
• Sertlik ve ağırlık. PLA'nın yoğunluğu PP için yaklaşık 0,90'a karşılık 1,24 g/cm³ civarındadır, dolayısıyla eşit hacimdeki bir parça daha ağırdır ve aynı sertlik daha kalın bir duvar gerektirebilir. Kilogram başına maliyeti değil, bitmiş birim başına maliyeti karşılaştırın.
• Depolama iklimi. Nişasta içeren parçalar nemi emer. Bunları yaklaşık %50 bağıl nemin altında, doğrudan güneş ışığından ve sıcak ekipmanlardan uzak tutun.
• Toz ve statik. Nişasta bileşikleri daha fazla toz oluşturabilir ve yüksek hat hızlarında statik taşıyabilir; bu nedenle beslemeyi, taşımayı ve pnömatik aktarımı kontrol edin.

Sızdırmazlık, çoğu ilk pilotun başarısız olduğu yerdir çünkü tepsi ve film iki ayrı satın alma işlemi olarak ele alınır. Bunlar tek bir sistemdir: Mühür katmanı, tepsi gövdesinin hayatta kalabileceği bir sıcaklıkta kapanmalı ve bağlantı, soğuk zincire dayanmalıdır.

Çifti birlikte belirtin, bunları gerçek makinede test edin ve bir sonraki vardiyanın bunları yeniden üretebilmesi için sızdırmazlık parametrelerini paket spesifikasyonuna kaydedin.

Gerçek Soruyu Yanıtlayan Bir Pilot

Yararlı bir deneme kısadır, spesifiktir ve materyal açısından pek de hoş olmayan bir denemedir.

1. En fotojenik olanı değil, en kötü durumdaki ürünü seçin: en yüksek yağlı sos, beyan edilen en uzun raf ömrü.
2. İklimi sabitleyin; örneğin, soğutulmuş veya tropikal bir tedarik zinciri için alternatif olarak 30 °C'de ve %75 bağıl nemde hızlandırılmış bir depo.
3. Mühür mukavemetini ve boya penetrasyonunu başlangıçta bir kez değil, sıfırıncı günde, ömrün ortasında ve ömrünün sonunda test edin.
4. Düşme ve titreşim testini tezgahtaki tek bir üniteyi değil, paketlenmiş paleti yapın.
5. Paketlerin sonunu açın ve görünümü, yoğunlaşmayı ve sızdırmazlık bütünlüğünü kontrol edin.
6. Atık varış yerini perakendeci, şehir veya sözleşmeli yemek şirketi ile yazılı olarak teyit edin.
7. Ekstra malzeme, film ve daha yavaş çevrim süresi dahil olmak üzere bitmiş birim başına maliyeti karşılaştırın.

Mısır nişastası biyoplastik dar bir araçtır. Sıcak dolum hattı, iki yıllık ortam raf ömrü veya organik atık toplaması olmayan bir müşteri taşımayacaktır ve hiçbir pazarlama bu fiziği değiştirmeyecektir. Malzemenin, formatın, filmin ve atık yolunun birlikte seçilmesi koşuluyla, yine de gıda ambalajı portföyünün anlamlı bir bölümünü (soğutulmuş hazır yemekler, soğuk porsiyon kapları, ürün kutuları, kuru ürün tepsileri) alabilir.

Yararlı soru asla mısır nişastası biyoplastiğinin iyi olup olmadığı değildir. Bu ürünün, bu iklimde, bu hatta, bu atık yolunda, halihazırda kullandığınız reçineden daha iyi performans gösterip göstermediğidir. Bunu bir pilotla yanıtlayın, etiketteki iddia kendi kendine hallolur. Bizimki de aynı mantık sıfır karbon taahhüdü : önce ölç, sonra taahhüt et.