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PVDC聚偏二氯乙烯在食品包装中的应用

2022年04月28日 安宁市机械设备网

PVDC(聚偏二氯乙烯)在食品包装中的应用

一、PVDC的基本特性:

PVDC,学名为“聚偏二氯乙烯”。它是一种无毒无味、安全可靠的高阻隔性材料。除具有塑料的一般性能外,还具有耐油性、耐腐蚀性、保味性以及优异的防潮、防霉、可直接与食品进行接触等性能,同时还具有优良的印刷性能。

在世界上PVDC之所以被广泛用于食品包装,最主要原因是它具有很高的阻隔性,用它包装食品可以有效地解决产品变质问题,从而大大延长产品货架期。PVDC的高阻隔性是由其分子结构决定的,PVDC具有头尾相连的线性聚合链结构:···- CH2 - CCl2 -CH2- CCl2-···,由于其分子结构的对称性,且分子间凝集力强,氧分子、水分子很难在PVDC分子中移动。高结晶度和高密度决定了PVDC共聚物具有良好的隔氧性、隔气性和保味性。

二、PVDC与EVOH阻隔性的对比:

目前在高阻隔材料中,PVDC与EVOH均得到大家的关注,为了方便大家有针对性的选择,有必要对它们的阻隔性进行客观的分析。

EVOH是乙烯与乙烯醇的共聚物,在潮湿的环境下,会与H2O形成氢键,而被吸的水分对于EVOH本身起了增塑作用,使分子间作用力发生变化,从而使其阻氧性能下降很快,所以在选择EVOH时一定要考虑湿度对其阻氧性能的影响。而PVDC由于其对称的分子结构和疏水基氯的存在,其阻氧性能不随湿度变化而变化。实验证明,在相对湿度为0- 70%之间时,EVOH(38%)的阻氧性优于PVDC,当相对湿度大于70%时,EVOH阻氧性下降很快,不如PVDC,在80%的相对湿度下,PVDC的阻氧性好于EVOH 3倍,在100%的相对湿度下,PVDC的阻氧性好于EVOH 13 倍。特别对于肉制品包装,外界的相对湿度为60- 70%,肉制品内部的相对湿度为95- 100%,包装材料层处的相对湿度一般都超过70%,所以在肉制品包装中PVDC远比EVOH优越。

中国国土面积很大,南北差异显著,所以我们在选择包装材料时一定要结合中国的国情。我们知道影响产品保存期的三个要素为:产品微生物的污染程度(初始生菌数)、储存温度及包装。下面我以低温产品包装材料的选择来对比说明温度与包装对产品保质期的影响。

低温产品因其杀菌温度低,与高温产品相比营养成分大部分得以保留,所以得到高收入阶层的厚爱,在西方发达国家得以普及。

中国低温产品的加工工艺、包装材料也毫无改变地全部从发达国家引进,但中国却没有西方发达国家已形成完善配套的冷链系统,所以低温产品在中国,由于受销售条件的限制,一直没有得到广泛的推广普及。质量问题频发已成为限制低温产品在中国市场上广泛推广流通的最大制约。

肉制品的保鲜保质通常采用低温与高阻隔包装两种方式,在低温的情况下,高阻隔包装只是起到预防的作用,在低温无法保证的情况下,高阻隔包装才真正发挥作用。目前国际上通用的低温产品包装大部分采用EVOH做阻隔层,在西方发达国家,冷链系统很健全,这种包装形式在低温下可以达到保质的目的。而在中国,终端销售无法满足低温产品流通所需的低温环境,这时就要充分发挥EVOH的高阻隔性,但EVOH最大的缺点就是其隔氧性能随湿度的增大急剧下降,中国生产的低温制品一般水份含量都比较大(RH>95%),在这种条件下,EVOH也不能提供应有的阻隔性。因而使用EVOH为阻隔层的包装材料无法满足中国特有的国情,由于包装材料选择错误影响到中国低温产品的推广。实践证明,阻隔层换用PVDC后就完全解决了这个问题。由此可见包装材料的选择对产品保质期的影响,同时也反映出PVDC与EVOH的阻隔性差异不单单是检测报告上的数据,更多是针对特定产品的实践应用效果。

客观的讲,如果包装的产品为干性小包装的食品,流通及销售的环境相对湿度较低,我们推荐你可以考虑使用EVOH,如果在这样的环境下对阻隔性要求不高,你也考虑使用PA。如果你需要较高的阻隔性、包装的产品水份含量很高或流通销售的环境相对湿度较高时,我们推荐你使用PVDC。

三、PVDC包装食品的综合优势:

大家都很清楚,产品的口感与风味是由食品中的水份来保持的,为了保持包装产品的独特风味和新鲜口感,需要包装材料的高阻水性,PVDC完全可以胜任这一要求(PVDC的阻水性能优于EVOH);又因其气体透过率低,PVDC也提供了突出的防止香味遗失及保持香味完全的性能,因此,用PVDC包装食品,对食品的色、香、味都有优良的保护作用,可为消费者提供一个“所想即所得”的食品,也就是你希望提供消费者一个什么口味的产品,通过PVDC包装的保护,消费者就会得到一个什么口味的产品。

另外,PVDC还有很强的价格优势,随着PVDC树脂的国产化及规模化,其价位不足EVOH的一半,与铝箔相比应用成本也可降低20%。因此,用这种材料包装产品具有优异的性价比,随着PVDC应用领域的拓宽,在软包装中的应用将大有前途。

目前全球能源危机,原油价格居高不下,所有石化产品的价格一涨再涨,给下游的厂家与消费者造成不小的成本压力,而PVDC产品的价格却基本稳定。主要原因是:生产PVDC树脂需要的基础原材料为NaCL、石灰石、VCM,前两种原料在PVDC树脂中占很大比例,全球各地资源丰富。随着中国PVDC 树脂的国产化及其规模的扩大,PVDC树脂的成本将基本稳定,这对疲于应对包装材料涨价的厂家来说也许是一个很好的选择。

四、PVDC的环保性:

1、在美国,PVDC制品被确定为无毒、安全的塑料材料,得到FDA认证,可用于食品包装。

2、在德国,PVDC包装被列入“绿色包装”,持有绿点标志;

3、在日本,证实焚烧PVDC对产生二恶英的量没有影响,目前日本市场上PVDC保鲜膜消费量居全球第一。

4、使用PVDC包装材料比使用普通的PE膜、纸、铝箔等材料要节省许多,从而实现包装材料的减量化,达到减少废物源的目的。

目前,全球许多大的跨国公司不断加大PVDC方面的投入,PVDC不环保的偏见在事实面前不攻自破。

第二部分PVDC的应用

基于PVDC的优良特性,其用途十分广泛,被大量用于肉食品、方便食品、奶制品、化妆品、药品及需防潮、防锈的五金制品、机械零件、军用品等各种需要有隔氧防腐、隔味保香、隔水防潮、隔油防透等阻隔要求高的产品包装。PVDC各品种的应用领域主要有:

一、PVDC肠衣膜

主要应用于包装火腿肠,耐高温杀菌,适合用在高频焊接的自动灌肠机上进行工业化大批量火腿肠的生产。PVDC此种功能主要在中国大量使用,年使用PVDC树脂达30000T以上,比如:双汇、金锣、雨润、美好、江泉等;在国外也有少量使用,比如:日本、韩国、越南等。为提高生产效率,现在国内许多客户创造性地使用大收缩肠衣膜来包装低温肉制品,已取得了很好的效果。

二、PVDC保鲜膜。

PVDC保鲜膜由于其优越的透明性、良好的表面光泽度及很好的自粘性,被广泛用于家庭和超市包装食品;PVDC保鲜膜不单可以满足于家庭冰箱中保存食品,而且也可用于微波加热,成为发达国家常用的包装材料之一。PVDC保鲜膜在日本家喻户晓,已发展成为成熟的日用消费品,每年用量达2.5万多吨;在中国因PVC保鲜膜所用的DEHA增塑剂有致癌作用,一些包装肉制品的生产单位也逐步改用PVDC或PE保鲜膜,目前双汇所用保鲜膜全部为PVDC保鲜膜。随着人民生活水平、生活质量的提高及生活节奏的加快,PVDC在调理肉的工业保鲜膜包装方面及家用高档保鲜膜方面将会出现大的增长。

三、PVDC热收缩膜。

PVDC热收缩膜的结构一般为PE/EVA/PVDC/EVA/VLDPE(Surlyn),通过共挤的方式生产出来。PVDC收缩膜主要用于包装冷鲜肉,通过采用真空包装机实现对冷鲜肉的包装,利用其高收缩、高阻隔性的特点,所包装的冷鲜肉产品不仅有好的外观,同时可长久保持冷鲜肉的新鲜度。在欧美、澳洲等地,PVDC收缩膜被广泛用于包装新鲜牛肉产品,用其包装鲜牛肉已成为不可替代的方式,使鲜牛肉的保质期延长至最长2个月的时间。PVDC收缩膜在中国主要用于包装新鲜猪肉,新鲜度可达15天以上。

生鲜肉不同于肉制品,肉制品可以通过包装直接由终端消费者消费,从而可以培养消费者对品牌的忠诚度。而生鲜肉常常通过加工之后才能传递给消费者,这样终端消费者只知道生鲜肉是否有问题及加工者加工技术的好坏,对生鲜肉品质好(定性)及好多少(定量)没有印象,从而不利于培养终端消费者对生鲜肉品牌的认可度与忠诚度。通过使用PVDC收缩膜,将使生鲜肉有了自己的包装,从而有了自己的品牌,长远来看将是中国肉类企业推广品牌的一种有效手段。

四、PVDC共挤拉伸膜。

加拿大MACRO公司与美国陶氏化学携手,提出EVA包裹PVDC技术的概念后,PVDC多层共挤技术在世界上迅速推广开来,在中国不仅有进口的多层共挤生产线,而且自主研制的国产线也已逐步投向市场。在PVDC多层共挤膜中,现广泛使用MA- VDC共聚的PVDC,此类PVDC树脂阻隔性能要好于肠衣用PVDC树脂数十倍,从而大大提高共挤膜的阻隔性。这种新开发的包装技术也将使食品行业开发新产品、采用新工艺成为可能,可以预见PVDC多层共挤薄膜将发展为PVDC主导产品。

利用可拉伸的PVDC共挤膜,在自动拉伸包装机上拉伸成型,可自动包装中、低温肉制品,采用此包装可以有效防止产品出水变质,从而大大延长产品货架期,确保产品的正常市场流通。目前双汇低温产品大量采用该种包装,不仅大大延长产品保质期,降低了生产成本,同时有效地解决了产品腐败变质问题,维护了企业品牌形象和信誉。

另外,在美国等发达国家,常使用PVDC/LDPE共挤复合膜来包装新鲜牛奶,可在常温下保鲜3- 6个月不变质,可解决广大边远产奶区夏季产奶高峰时大量鲜奶无法包装外运的问题。目前国内还没有其它廉价的包装材料能满足大量鲜奶包装的需求。这也是一个潜在的大市场。

五、PVDC涂覆膜。

PVDC涂覆膜在国外使用相当普遍,品种繁多。纸、玻璃纸、塑料

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