Verpackungstechnologien für sterilisierbare Lebensmittel

Kunststoffbehälter für sterilisierbare Lebensmittel

Zu den gängigen Behältern gehören: Flexible Retortenbeutel, Schalen aus gewalztem Aluminium/PE, halbstarre Schalen, tiefgezogene Schalen mit Deckel, Wannen mit doppelter Metallversiegelung sowie komplexe Kartonverpackungen.

Eigenschaften flexibler sterilisierbarer Beutel

Durch den flachen Querschnitt und die geringere Materialdicke im Vergleich zu herkömmlichen Verpackungen ergeben sich folgende Vorteile:

• Schnelle Wärmeübertragung und verkürzte Sterilisationszeit
• Höhere Lebensmittelqualität durch geringere thermische Belastung
• Platzsparende Lagerung von Leergut
• Gewichts- und Platzersparnis bei Transport und Lagerung

Barriere-Verpackungsmaterialien

Metall und Glas bieten nahezu vollständige Barriereeigenschaften. Kunststoffe hingegen variieren in ihrer Schutzwirkung. Als Hochbarriere-Kunststoff gilt ein Material, wenn die Sauerstoffdurchlässigkeit (PO2) unter 10 cc/m²/Tag/atm liegt.

High-Barrier-Kunststoffe

Einfache polymere Werkstoffe: PVDC, EVOH (und PVAL), Polyamid (einige Zusammensetzungen), Polyketone, Polyacrylnitril.

Komplexe Strukturen: Aluminiumkaschierte oder metallisierte Kunststoffe, SiOxy/Alox-Beschichtungen, Kunststoffe mit Nanopartikeln (basierend auf funktionalisierten Tonen) sowie Mehrschicht-Kunststoffstrukturen.

Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer (EVOH)

Polyvinylalkohol (PVAL) ist das beste polymere Hindernis für permanente Gase, ist jedoch schwer zu verarbeiten, wasserlöslich und feuchtigkeitsempfindlich. Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymere (EVOH) werden durch Hydrolyse von EVA gewonnen. Sie werden mit unterschiedlichen Ethylen-Anteilen (29, 32, 38, 44 und 48 %) vermarktet. Die Materialeigenschaften hängen vom Alkoholgehalt ab. Im Vergleich zu PVDC sind sie leichter zu extrudieren, weniger dicht und belasten die Umwelt bei der Verbrennung weniger.

Nachteile flexibler sterilisierbarer Beutel

• Geringere Geschwindigkeit der Verpackungslinien (60–120 Einheiten/Min.)
• Erfordert strenge Sterilisationskontrolle (Gegendruck durch Dampf-Luft-Gemische)
• Notwendigkeit einer individuellen Behandlung der gefüllten Behälter
• Einschränkung bei den Formaten
• Hohe Investitionskosten für neue Anlagen
• Notwendigkeit von Umverpackungen für den Handel
• Kürzere Haltbarkeit im Vergleich zu Metall- oder Glasverpackungen

Sterilisierbare Schalen und Wannen

Die Entwicklung dieser Technologie begann in den 1970er Jahren als Alternative zu Retortenbeuteln.

Lamipack: Eines der ersten Beispiele aus japanischer Entwicklung, bestehend aus einer mehrschichtigen PP/PVDC/PP-Struktur, die später durch EVOH ersetzt wurde. Diese Behälter können bis zu 135 °C sterilisiert werden und gewährleisten eine Haltbarkeit von mindestens einem Jahr bei Raumtemperatur.

Sterilisierbare Schalen (Bandejas)

Flache, tiefgezogene Schalen aus Hochbarriere-Mehrschichtmaterial mit heißversiegeltem, flexiblem Deckel.

Voraussetzungen

• Sterilisationstemperatur: 121–135 °C
• Dichtheit gegenüber Mikroorganismen und Gasen
• Geringe Sauerstoff- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
• Möglichkeit von Mehrkammersystemen
• Erhitzbarkeit (Mikrowelle/Konvektion)
• Versiegelungsfestigkeit: > 25 N/25 mm

Tetra Recart

Besteht aus 6 Schichten und hält Temperaturen von 128 °C sowie Feuchtigkeit und Druck über 2 Stunden stand. Das Laminat umfasst:

• Faserige Pappe
• Zwei Klebeschichten
• Eine Aluminiumschicht
• Patentierte Tinte mit Lackschicht für Schälzugkräfte
• Eine Polypropylenschicht