ฟิล์ม EVOH คืออะไร และเหตุใดจึงถูกนำมาใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหาร?

อีโวห์ — โคโพลีเมอร์เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์ — เป็นหนึ่งในวัสดุกั้นที่สำคัญที่สุดในบรรจุภัณฑ์อาหารที่มีความยืดหยุ่นที่ทันสมัย โดยทั่วไปแล้วจะไม่ได้ใช้เป็นฟิล์มเดี่ยวๆ แต่เป็นชั้นกั้นการทำงานภายในโครงสร้างฟิล์มหลายชั้น ซึ่งความสามารถพิเศษในการปิดกั้นการส่งผ่านออกซิเจนจะกำหนดประสิทธิภาพอายุการเก็บรักษาของบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารที่ไวต่อออกซิเจน การทำความเข้าใจว่า อีโวห์ ทำอะไร วิธีการทำงาน และข้อจำกัดของมันมีประโยชน์สำหรับผู้ผลิตอาหาร ผู้ซื้อบรรจุภัณฑ์ และใครก็ตามที่ระบุถุงปลอดเชื้อหรือบรรจุภัณฑ์แบบถุงในกล่องสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลว

อีโวห์คืออะไร?

อีโวห์ เป็นเทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์ที่ผลิตโดยการสะพอนิฟิเคชัน (การแปลงทางเคมี) ของโคพอลิเมอร์เอทิลีนไวนิลอะซิเตต วัสดุที่ได้จะรวมส่วนประกอบเอทิลีนที่ให้ความสามารถในการแปรรูปและทนต่อความชื้นเข้ากับส่วนประกอบไวนิลแอลกอฮอล์ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นอุปสรรคต่อออกซิเจนที่ยอดเยี่ยม อัตราส่วนของเอทิลีนต่อไวนิลแอลกอฮอล์ในโคโพลีเมอร์ — แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์เอทิลีนโมล — ส่งผลต่อความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพของกั้นออกซิเจนและความไวต่อความชื้น: ปริมาณเอทิลีนที่ต่ำกว่าจะทำให้กั้นออกซิเจนได้ดีขึ้น แต่มีความไวต่อความชื้นสูงกว่า ปริมาณเอทิลีนที่สูงขึ้นจะช่วยลดความไวต่อความชื้นในขณะที่ลดประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางเล็กน้อย

เกรด EVOH เชิงพาณิชย์ที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหารโดยทั่วไปจะมีปริมาณเอทิลีนอยู่ที่ 27 ถึง 44 เปอร์เซ็นต์โมล โดยเกรดเฉพาะที่เลือกขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในกระบวนการผลิตและความสมดุลของอุปสรรคและความต้านทานต่อความชื้นที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน

เหตุใดประสิทธิภาพของตัวกั้นออกซิเจนของ EVOH จึงมีความสำคัญ

ออกซิเจนเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมคุณภาพในผลิตภัณฑ์อาหารเหลวในบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่ ในน้ำผลไม้และน้ำเข้มข้น ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับกรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) แอนโทไซยานิน (เม็ดสีสี) และสารประกอบอะโรมาระเหย ทำให้เกิดสีน้ำตาล สูญเสียวิตามิน และทำให้รสชาติเสื่อมโทรม ในไวน์ ออกซิเจนจะกระตุ้นให้เกิดออกซิเดชันของสารประกอบฟีนอลิกและเอสเทอร์ระเหย ส่งผลให้สูญเสียลักษณะของผลไม้สดและเกิดรสชาติที่ผิดไปจากเดิม ในน้ำมันที่บริโภคได้ ออกซิเจนจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของไขมัน ซึ่งก็คือกลิ่นหืน ในผลิตภัณฑ์นม ออกซิเจนมีส่วนทำให้เกิดการพัฒนารสชาติและการย่อยสลายวิตามิน

อัตราที่ออกซิเจนไปถึงผลิตภัณฑ์ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทจะวัดโดยอัตราการส่งผ่านออกซิเจน (OTR) ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ — ปริมาณออกซิเจนที่ไหลผ่านพื้นที่ที่กำหนดของวัสดุต่อวันภายใต้สภาวะมาตรฐาน OTR ที่ต่ำกว่าหมายถึงประสิทธิภาพของการกั้นออกซิเจนที่ดีขึ้นและอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ที่ยาวนานขึ้น

ประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนของ EVOH นั้นดีกว่าโพลีเมอร์บรรจุภัณฑ์มาตรฐานอย่างมาก:

EVOH ในสภาวะแห้งให้ประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนดีกว่าฟิล์ม PE มาตรฐานประมาณ 100 ถึง 10,000 เท่า ซึ่งหมายความว่าบรรจุภัณฑ์ที่รวมชั้น EVOH สามารถรักษาสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนภายในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทได้นานหลายเดือน ปกป้องผลิตภัณฑ์จากการเสื่อมสภาพจากออกซิเดชันตลอดอายุการเก็บรักษาที่กำหนดไว้

ข้อจำกัดที่สำคัญของ EVOH: ความไวต่อความชื้น

ประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนที่โดดเด่นของ EVOH ในสภาวะแห้งจะลดลงอย่างมากเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น กลุ่มไวนิลแอลกอฮอล์ใน EVOH ที่ให้ประสิทธิภาพในการกั้นคือกลุ่มที่ชอบน้ำ โดยจะดูดซับน้ำจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ เนื่องจากชั้น EVOH ดูดซับความชื้น โครงสร้างผลึกของมันจะหยุดชะงัก และความสามารถในการซึมผ่านของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้น ที่ความชื้นสัมพัทธ์สูง (80–100% RH) ประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนของ EVOH สามารถลดลงได้ 10 ถึง 100 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับสภาวะที่แห้ง ขึ้นอยู่กับเกรดเฉพาะ

ความไวต่อความชื้นนี้เป็นสาเหตุที่ไม่ค่อยมีการใช้ EVOH เป็นชั้นผิวในบรรจุภัณฑ์อาหาร จะต้องวางตำแหน่งเป็นชั้นกลางในโครงสร้างฟิล์มหลายชั้น โดยมีการป้องกันทั้งสองด้านด้วยชั้นโพลีเมอร์ที่ทนความชื้น ชั้นด้านนอกและด้านในของ PE, PP หรือ PET ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันความชื้นที่ปกป้อง EVOH จากความชื้นในสิ่งแวดล้อมและจากความชื้นในตัวผลิตภัณฑ์ โดยจะรักษาชั้น EVOH ไว้ในสถานะที่มีความชื้นต่ำ ซึ่งประสิทธิภาพของตัวกั้นออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นสูงสุด

โครงสร้างฟิล์มหลายชั้นทั่วไปที่รวม EVOH สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารปลอดเชื้อคือ: PE/กาว / EVOH / กาว / PE ชั้น PE ให้การป้องกันความชื้นสำหรับชั้นกลาง EVOH ความสามารถในการปิดผนึกด้วยความร้อน (PE ภายใน) และความสมบูรณ์ของโครงสร้าง EVOH ทำหน้าที่กั้นออกซิเจน ชั้นกาวยึดติดชั้น PE และ EVOH ที่เข้ากันไม่ได้ พร้อมด้วยการยึดเกาะระหว่างชั้นที่เพียงพอเพื่อป้องกันการหลุดล่อนระหว่างการประมวลผลและการใช้งาน

EVOH กับอลูมิเนียมฟอยล์ในการก่อสร้างถุงปลอดเชื้อ

สำหรับถุงปลอดเชื้อและบรรจุภัณฑ์แบบถุงในกล่อง ตัวเลือกระหว่างฟิล์มหลายชั้นที่ประกอบด้วย EVOH และลามิเนตฟอยล์อลูมิเนียมเกี่ยวข้องกับการต้องแลกกันระหว่างประสิทธิภาพของอุปสรรค ความโปร่งใส และต้นทุน:

อลูมิเนียมฟอยล์ลามิเนต

อลูมิเนียมฟอยล์ที่ความหนา 9 ไมครอนให้ OTR เป็นศูนย์และการส่งผ่านแสงเป็นศูนย์ ซึ่งเป็นประสิทธิภาพของแผงกั้นสูงสุดที่มีอยู่ ทนต่อทั้งออกซิเจนและแสง ทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานที่ต้องการอายุการเก็บรักษามากที่สุด: น้ำผลไม้เข้มข้น ผลิตภัณฑ์มะเขือเทศ และผลิตภัณฑ์อาหารอื่นๆ ที่ไวต่อออกซิเจนสูง ซึ่งต้องการอายุการเก็บรักษาโดยรอบ 12 ถึง 24 เดือน ข้อเสียคืออลูมิเนียมฟอยล์ทำให้ถุงทึบแสง (ไม่สามารถมองเห็นผลิตภัณฑ์ผ่านบรรจุภัณฑ์ได้) ทำให้น้ำหนักและต้นทุนวัสดุเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับโครงสร้างที่ใช้ฟิล์มเพียงอย่างเดียว และสร้างความท้าทายในการรีไซเคิล

Metallized PET (PET ชุบอลูมิเนียม)

Metallized PET ใช้ชั้นอะลูมิเนียมบางมาก (ประมาณ 0.02–0.05 ไมครอน) ที่สะสมไอไว้บนพื้นผิวฟิล์ม PET ให้ประสิทธิภาพการกั้นที่สูงดีกว่า PE หรือ PET มาตรฐานอย่างมาก แม้ว่าจะไม่เข้าใกล้ OTR ใกล้ศูนย์ของอลูมิเนียมฟอยล์หนาก็ตาม PET เคลือบโลหะมีน้ำหนักเบากว่า คุ้มค่ากว่า และมีความยืดหยุ่นมากกว่าลามิเนตฟอยล์ ทำให้เหมาะสำหรับถุงปลอดเชื้อที่มีอุปสรรคสูง โดยไม่จำเป็นต้องใช้ OTR เป็นศูนย์แน่นอน มีความทึบแสง (ชั้นอะลูมิเนียมปิดกั้นแสง) แต่เป็นอุปสรรคที่ดีสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์อาหารในวงกว้าง

ฟิล์มคอมโพสิต EVOH

EVOH ในโครงสร้าง PE/EVOH/PE หรือ PET/EVOH/PE หลายชั้น ให้การกั้นออกซิเจนที่ดีเยี่ยมด้วยต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่าโครงสร้างที่ทำจากอะลูมิเนียม และ — สิ่งสำคัญอย่างยิ่ง — จะรักษาความโปร่งใสของฟิล์มหากชั้นนอกมีความชัดเจน สำหรับการใช้งานที่ให้ความสำคัญกับการมองเห็นผลิตภัณฑ์ (บรรจุภัณฑ์ที่หันเข้าหาผู้บริโภคโดยที่ความโปร่งใสเป็นจุดขาย การใช้งานด้านน้ำผลไม้และเครื่องดื่มบางประเภท) ฟิล์มคอมโพสิต EVOH จะทำให้บรรจุภัณฑ์ใสหรือโปร่งแสงพร้อมประสิทธิภาพในการกั้นออกซิเจนสูง ข้อเสียคือ EVOH ไม่ได้กั้นแสง — ผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อแสงยังคงต้องใช้ชั้นนอกทึบแสงหรือบรรจุภัณฑ์รองเพื่อป้องกันแสง

รวม Metallized EVOH คอมโพสิต

โครงสร้างฟิล์มที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับถุงปลอดเชื้อผสมผสาน PET เคลือบโลหะหรือ EVOH เข้ากับชั้นกั้นเพิ่มเติม โดยให้ทั้งตัวกั้นออกซิเจนและตัวกั้นแสงในโครงสร้างที่เบากว่าลามิเนตฟอยล์แข็ง โครงสร้างเหล่านี้คือโครงสร้าง "อุปสรรคสูงเป็นพิเศษ" ที่ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนดอายุการเก็บรักษาที่ต้องการมากที่สุด และในกรณีที่ฟอยล์หนาไม่มี OTR สัมบูรณ์ไม่สามารถทำได้หากใช้ฟิล์มทดแทน ถุงปลอดเชื้อแบบกั้นสูงและแบบกั้นสูงพิเศษของ Ruijin Xinchen ใช้โครงสร้างวัสดุแบบผสมผสานเหล่านี้

EVOH ในถุงปลอดเชื้อ: ตัวอย่างการใช้งาน

ฟิล์มหลายชั้นที่ใช้ EVOH ใช้กับผลิตภัณฑ์อาหารเหลวหลายประเภทที่บรรจุในถุงปลอดเชื้อ:

• น้ำผลไม้และน้ำผักเข้มข้น: การป้องกันวิตามินซีและแอนโทไซยานินจำเป็นต้องมีการกั้นออกซิเจนสูง ถุงลามิเนตคอมโพสิต EVOH หรืออลูมิเนียมฟอยล์ช่วยรักษาคุณภาพน้ำผลไม้เข้มข้นเป็นเวลา 12 เดือนที่อุณหภูมิแวดล้อม
• บรรจุภัณฑ์ไวน์ (รูปแบบ BIB): EVOH ที่มีอุปสรรคสูงหรือถุง PET เคลือบโลหะสำหรับไวน์แบบถุงในกล่อง จะรักษาความสดของไวน์ทั้งก่อนเปิด (ป้องกันจากการเกิดออกซิเดชันของคลังสินค้า) และหลังเปิด (จำกัดการเกิดออกซิเดชันที่เกิดจากการซึมผ่านในระหว่างระยะเวลาจ่าย 4 ถึง 6 สัปดาห์)
• ผลิตภัณฑ์นม (แปรรูปยูเอชที): ถุงปลอดเชื้อสำหรับนม UHT ครีม และผลิตภัณฑ์นมเหลวใช้ฟิล์มคอมโพสิต EVOH ที่ช่วยกั้นออกซิเจนโดยไม่ทำให้ฟอยล์ทึบแสง ช่วยให้มองเห็นผลิตภัณฑ์ในรูปแบบที่ผู้บริโภคหันหน้าเข้าหากันบางรูปแบบ
• น้ำมันบริโภค: การออกซิเดชันของน้ำมัน (ความหืน) ถูกขับเคลื่อนโดยออกซิเจนและถูกเร่งด้วยแสง ถุงปลอดเชื้อที่มีอุปสรรคสูงสำหรับน้ำมันบริโภคใช้โครงสร้างทึบแสง — คอมโพสิต PET/EVOH เคลือบโลหะหรือลามิเนตฟอยล์อลูมิเนียม — ซึ่งรองรับทั้งออกซิเจนและการส่งผ่านแสง
• สารสกัดจากสมุนไพรและวัตถุเจือปนอาหาร: ส่วนผสมที่เป็นของเหลวมูลค่าสูงซึ่งต้องการอายุการเก็บรักษาในสภาพแวดล้อมที่ยาวนานโดยไม่ต้องใช้โซ่เย็น จะใช้ถุงปลอดเชื้อที่มีอุปสรรคสูงเป็นพิเศษ โดยที่ต้นทุนระดับพรีเมียมของฟิล์มกั้นนั้นพิจารณาจากมูลค่าผลิตภัณฑ์และข้อกำหนดอายุการเก็บรักษา

คำถามที่พบบ่อย

อาหาร EVOH ปลอดภัยหรือไม่?

EVOH ได้รับการอนุมัติสำหรับการใช้งานที่ต้องสัมผัสกับอาหารในตลาดที่มีการควบคุมหลักๆ ทั้งหมด ในสหรัฐอเมริกา EVOH ได้รับการจดทะเบียนภายใต้ FDA 21 CFR 177.1360 ว่าเป็นวัตถุเจือปนอาหารทางอ้อมสำหรับใช้ในสิ่งของที่สัมผัสกับอาหาร ในสหภาพยุโรป EVOH ถูกรวมอยู่ในรายการโมโนเมอร์เชิงบวกภายใต้กฎระเบียบ (EU) 10/2011 เกี่ยวกับวัสดุพลาสติกและสิ่งของที่มุ่งหมายที่จะสัมผัสกับอาหาร EVOH ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวเข้าสู่อาหารน้อยที่สุด — โพลีเมอร์มีความเสถียรสูงภายใต้สภาวะการสัมผัสอาหารปกติ — และไม่มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยของอาหารเมื่อใช้ภายในพารามิเตอร์ที่ระบุในกฎระเบียบการสัมผัสอาหารที่เกี่ยวข้อง

ฟิล์ม EVOH สามารถรีไซเคิลได้หรือไม่?

ฟิล์มหลายชั้นที่ประกอบด้วย EVOH โดยทั่วไปไม่สามารถรีไซเคิลได้ผ่านการรีไซเคิลพลาสติกแบบวัสดุเดียวมาตรฐาน เนื่องจากชั้นโพลีเมอร์ที่แตกต่างกันไม่สามารถแยกออกจากกันได้ง่าย นี่เป็นข้อจำกัดที่ได้รับการยอมรับของฟิล์มกั้นหลายชั้นและการพัฒนาในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ ฟิล์มกั้นวัสดุเดี่ยว — ได้รับประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนที่เพียงพอจากตระกูลโพลีเมอร์ที่เข้ากันได้เพียงตัวเดียว (โครงสร้าง PE ทั้งหมดหรือ PP ทั้งหมดที่มีชั้นกั้นที่ได้รับการดัดแปลง) — กำลังได้รับการพัฒนาให้เป็นทางเลือกที่สามารถรีไซเคิลได้สำหรับฟิล์มหลายชั้นของ EVOH แม้ว่าจะยังไม่ตรงกับประสิทธิภาพของกั้นของ EVOH สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูงก็ตาม สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารที่มีมูลค่าสูงซึ่งจำเป็นต้องมีประสิทธิภาพของกั้น EVOH เพื่อป้องกันการเน่าเสีย ความสมดุลทางสิ่งแวดล้อมในการป้องกันขยะอาหาร (ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูงกว่าบรรจุภัณฑ์มาก) มักจะนิยมใช้ฟิล์มกั้น EVOH มากกว่าทางเลือกรีไซเคิลที่มีอุปสรรคต่ำกว่าซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์เน่าเสีย

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง EVOH และ PVDC (Saran) ในฐานะอุปสรรคออกซิเจน?

ทั้งสองอย่าง EVOH และ PVDC (โพลีไวนิลิดีนคลอไรด์) เป็นวัสดุกั้นออกซิเจนประสิทธิภาพสูงที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหาร EVOH ให้ประสิทธิภาพการกั้นออกซิเจนได้ดีกว่า PVDC ในสภาวะแห้ง เป็นที่ยอมรับด้านสิ่งแวดล้อมมากกว่า (PVDC มีคลอรีนและสร้างความท้าทายด้านกฎระเบียบสำหรับการกำจัดด้วยการเผา) และโดยทั่วไปนิยมสำหรับการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ใหม่ PVDC มีความไวต่อความชื้นต่ำกว่า EVOH — ประสิทธิภาพของแผงกั้นจะเสถียรกว่าที่ความชื้นสูง — ซึ่งทำให้ได้เปรียบในการใช้งานที่มีความชื้นสูง ในทางปฏิบัติ EVOH ที่มีชั้นนอก PE ป้องกันความชื้นที่เหมาะสมได้เข้ามาแทนที่ PVDC เป็นส่วนใหญ่ในการใช้งานบรรจุภัณฑ์อาหารปลอดเชื้อ

ความหนาของชั้น EVOH ส่งผลต่อประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางหรือไม่?

ใช่. ความหนาของชั้น EVOH ในโครงสร้างฟิล์มหลายชั้นส่งผลโดยตรงต่อ OTR — ชั้น EVOH ที่หนากว่าจะกั้นออกซิเจนได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ที่เหนือเกณฑ์ความหนาที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 3 ถึง 5 ไมครอนในโครงสร้างอัดรีดร่วม) การปรับปรุงสิ่งกีดขวางที่เพิ่มขึ้นต่อไมครอนเพิ่มเติมของ EVOH จะลดลง และปัจจัยอื่นๆ เช่น ความสม่ำเสมอในการประมวลผลฟิล์ม คุณภาพของชั้นกาว ความหนาของฟิล์มทั้งหมด มีความสำคัญมากขึ้น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารที่อัดรีดร่วมส่วนใหญ่ใช้ชั้น EVOH 3 ถึง 8 ไมครอน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความหนาของฟิล์มทั้งหมดในช่วง 70 ถึง 200 ไมครอน ปริมาณ EVOH คิดเป็น 2 ถึง 10% ของความหนาของฟิล์มทั้งหมด แต่มีหน้าที่รับผิดชอบประสิทธิภาพส่วนใหญ่ของอุปสรรคออกซิเจน

สิ่งกีดขวางสูง ถุงปลอดเชื้อ กับ EVOH จาก Ruijin Xinchen

Ruijin Xinchen เทคโนโลยี บจก. ผลิตถุงปลอดเชื้อและบรรจุภัณฑ์แบบถุงในกล่องโดยใช้โครงสร้างฟิล์มกั้นแบบมาตรฐาน กั้นสูง และฟิล์มกั้นสูงพิเศษที่ผสมผสาน PET เคลือบโลหะ คอมโพสิต EVOH ลามิเนตฟอยล์อลูมิเนียมบริสุทธิ์ และการผสมผสานฟิล์ม PE สายการผลิตขั้นตอนเดียวครอบคลุมถึงการขึ้นรูปวาล์ว การเป่าฟิล์ม การเคลือบ และการทำถุงในโรงงานระดับองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งชาติที่ได้รับการรับรอง QS ในเมืองรุ่ยจิน มณฑลเจียงซี ประเทศจีน ช่วงความจุ 1 ลิตรถึง 220 ลิตร สำหรับงานอาหาร เครื่องดื่ม ผลิตภัณฑ์นม น้ำมันบริโภค และของเหลวชนิดพิเศษ

ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดคุณสมบัติแผงกั้นสำหรับผลิตภัณฑ์ของคุณ ขอข้อมูล OTR ของฟิล์ม และรับตัวอย่างและราคา

สินค้าที่เกี่ยวข้อง: ถุงปลอดเชื้อ | ถุงในกล่อง (อุปสรรคสูง คอมโพสิต EVOH ชุบอลูมิเนียม) | วาล์วและฝาพวย