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Die Notwendigkeit der Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit von PET-Flaschenverschlüssen

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Die Notwendigkeit der Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit von PET-Flaschenverschlüssen

Sauerstoff, das lebensspendende Gas in der Atmosphäre, kann Aroma, Vitamin C und den Geschmack vieler verschiedener Getränke zerstören. 1,2,4 In den letzten Jahren wurden die Verpackungsmaterialien in Bezug auf ihre Sauerstoffbarriereeigenschaften enorm verbessert. Die Barriere einer PET-Flasche kann bis auf 0,015 cm³/Flaschentag für eine 1-Liter-Flasche verbessert werden. 3 Während das Verpackungsmaterial von Jahr zu Jahr reduziert wird, werden die Barriereeigenschaften verbessert, um die Haltbarkeit des Produkts zu verlängern, obwohl der Gesamtmaterialgehalt deutlich reduziert wird. Da die Verpackungen immer ausgefeilter werden, empfiehlt es sich, Bereiche einer Verpackung separat zu analysieren, um zu verstehen, wo die Sauerstoffpermeation auftritt. Obwohl Verschlüsse nur 0,5 bis 6 % der Gesamtverpackung ausmachen, lohnt es sich, ihren Beitrag zum Sauerstoffeintritt zu überprüfen. Dieses Papier enthält einige Ideen und Leitlinien für die Prüfung von Kappen und Verschlüssen im Hinblick auf ihren Beitrag zur Sauerstoffdurchlässigkeit der Verpackung. Es gibt mehrere anspruchsvolle Aufgaben, die Flaschenverschlüsse erfüllen müssen:
  • Es sollte leicht zu öffnen sein
  • Sie muss manipulationssicher sein
  • Es muss unter allen Bedingungen für Transport und Lagerung dicht sein
  • Seine Integration in das Gesamtpaket
Die Sauerstoffpermeationsprüfung ist eine bewährte Methode zur Prüfung der Barriereeigenschaften von Folien und Verpackungen. Systech Illinois hat Permeationstests durchgeführt, um den Beitrag des Verschlusses von der gesamten Sauerstoffdurchlässigkeit der gesamten Verpackung zu trennen. Bei der Prüfung des Verschlusses ist es wichtig zu verstehen, dass der Verschluss unter den gleichen oder sehr ähnlichen Bedingungen geprüft werden muss, unter denen er seine Aufgabe erfüllt. Das bedeutet, dass ein Verschluss auf dem Gewinde der Flasche und der Verschluss einer Kartonverpackung geprüft werden sollte, wenn er mit dem Verpackungsmaterial verbunden ist. Deshalb wird ein Flaschenverschluss mit einem aus einer Vorform abgeschnittenen Flaschenhals getestet.   Es ist auch wichtig, einen Vorformlingshals zusammen mit einem Aluminiumdeckel zu messen. Die Ergebnisse werden verwendet, um die Permeationsrate der Kappe unabhängig von der Permeationsrate des Gewindebereichs der Vorform zu bestimmen. In den meisten Fällen kann eine Vorform mit einem geeigneten Gewinde von einem beliebigen Anbieter als Standard für die Prüfung von Kappenänderungen verwendet werden. Für ein endgültiges Permeationsergebnis ist es jedoch besser, mit einem Vorformling zu testen, der später zusammen mit dem richtigen Verschluss in die Flasche für das Endprodukt geblasen wird. Dadurch werden Schwankungen bei der Auswahl der PET-Mastercharge vermieden. Die Schnittstelle zwischen dem Verschluss und einer Kartonverpackung ist jedoch sehr anspruchsvoll, und es ist am besten, diesen Bereich in den Test einzubeziehen. Der Verschluss einer Kartonpackung wird für die Prüfung vorbereitet, indem der Verschluss aus der Packung herausgeschnitten wird, ohne die Versiegelung zu öffnen oder zu brechen. Dies ist wichtig, da die meisten Verschlüsse eine doppelte Dichtung und/oder eine manipulationssichere Funktion haben, die die Barriere verstärkt. Nach dem Öffnen ist die Leistung der Barriere anders als im versiegelten Zustand. Der Ausschnitt wird den Karton einschließen, da die Integration des Verschlusses in das Kartonmaterial Teil der ausgeklügelten Technologie ist. Daher ist es sinnvoll, sie unter diesen Bedingungen zu testen. Der Ausschnitt wird (mit einem 2-Komponenten-Epoxidharz) in eine Maske aus Aluminiumfolie geklebt, die eine perfekte Sauerstoffbarriere darstellt. Die hochmodernen Sauerstoffpermeationsanalysatoren von Systech Illinois sind in der Lage, die Sauerstoffbarriereeigenschaften von Verpackungen mit einer Nachweisgrenze von 4E-05 cm³/Packung pro Tag zu prüfen. Für die Tests wurden mehrere verschiedene Verpackungen aus verschiedenen Supermarktregalen verwendet. Die Sauerstoffdurchlässigkeit der Verschlüsse wurde in einem Bereich zwischen 0,25 und 0,01 cm³/Kappe pro Tag gemessen. Sie deckt nicht alle verfügbaren Systeme ab; es handelt sich lediglich um eine Demonstration der Funktionsweise des Testprinzips. Bei Flaschenverschlüssen werden die Flaschenhälse mit den Verschlüssen und die Vorformgewinde mit den Aluminiumplättchen direkt auf die Platte des Permeationsanalysators geklebt. Die Versiegelung der Kappen und Vorformlinge auf der Druckplatte erfolgt schnell und einfach mit einem schnell härtenden Epoxidharz. Alle getesteten Verschlussmuster und Vorformlinge wurden auf aktuellen Messen und Ausstellungen der Verpackungsindustrie gesammelt. Die Zuordnung der Kappen zu den Darbietungen wurde willkürlich vorgenommen. In dieser Fallstudie sind das Testprinzip und die Beschreibung des Verfahrens von Interesse. Die Vielfalt der auf dem Markt verfügbaren Verschlusssysteme lässt sich im Rahmen eines Anwendungsberichts nicht erfassen. Die Sauerstofftransmissionsraten für diese zufällig ausgewählte Gruppe von Kappen wurden zwischen 8,3 E-02 und 1,47E-02 cm³/Kappe und Tag gemessen, einschließlich eines Beitrags des Perückenhalses im Bereich von 2,6 und 2,16 E-03 cm³/Halstag.
Wenn es um Bierverpackungen geht, wird die PET/Glas-Diskussion immer vom Kronkorken als dem bevorzugten Verschluss für Glasflaschen begleitet. Die Sauerstoffpermeationsraten sind nachweisbar, obwohl das Metall des Kronkorkens und die Glasflasche perfekte Barrieren darstellen. Eine detaillierte Messung ergab Werte von typischerweise 1 x10E-03 cm³/cap/Tag. 5
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Fußnoten 1. Modellierung der Sauerstoffdiffusion durch eine modellhafte durchlässige Verpackung und gleichzeitiger Abbau von Vitamin C in Apfelsaft. F. H. Barront, 6. Hart#*, J. GiacinS und R. Hernandez* Abteilung Lebensmittelwissenschaft und Verpackung. Clemson University, Clemson, SC 29634, USA; SSch VERPACKUNGSTECHNIK UND -WISSENSCHAFT BD. 6 301-309 (1993) 2. Die Rolle des Sauerstoffs beim Brauen. Die BREWER International - www.igb.org.uk - März 2002, S. 45 3. Mit freundlicher Genehmigung von KHS Plasmax Hamburg 4. Vitamin C-Gehalt von Zitrusfrüchten und ihren Produkten: ein Überblick. Nagy, Steven, Florida Dep. of Citrus, Agric. Res. & Education Cent., Lake Alfred, Florida 33850, USA. 1980 Journal-of-Agricultural-and-Food-Chemistry; 28 (1) 8-18, viele Hinweise. 5. Untersuchung der Permeation von Sauerstoff durch EPT-Flaschen Bachelorarbeit. Thomas Meier, Verpackungstechnick/Packaging Technology der Technischen Fachhockschule Berlin, University of Applied Sciences. Februar 2014 Von Peter Heumeller, Business Friends Market Entry Consultants, Wachtberg, Deutschland und Graham Jennings, Systech Illinois, Thame, UK.