È possibile utilizzare un vassoio di confezionamento MAP in ambienti di lavorazione ad alta pressione (HPP) o di termosaldatura?

Il Vassoio di imballaggio MAP può essere utilizzato sia in ambienti di lavorazione ad alta pressione (HPP) che di termosaldatura, ma solo quando il vassoio è progettato specificamente per tali condizioni. Non tutti i vassoi per imballaggio MAP sono uguali: la selezione del materiale, la costruzione dello strato barriera, lo spessore delle pareti e la geometria della guarnizione determinano se un vassoio funzionerà in modo affidabile in condizioni di pressione elevata o stress termico. L'utilizzo del vassoio sbagliato in entrambi gli ambienti rischia di provocare guasti alla tenuta, delaminazione, deformazione del vassoio e, soprattutto, la perdita dell'atmosfera modificata che conferisce all'imballaggio MAP il vantaggio in termini di durata di conservazione.

Che cos'è l'HPP e perché mette in discussione un vassoio di imballaggio MAP?

La lavorazione ad alta pressione (HPP) è una tecnica di pastorizzazione a freddo che sottopone i prodotti alimentari sigillati a pressioni che tipicamente vanno da Da 400 a 600 MPa (58.000–87.000 psi) per 3-6 minuti. Poiché l’acqua è quasi incomprimibile, la pressione viene trasmessa uniformemente attraverso il prodotto e l’imballaggio, inattivando gli agenti patogeni come Listeria , Salmonella , e Escherichia coli senza l'uso del calore.

Il challenge for any MAP Packaging Tray is that the headspace gas inside the tray is highly compressible. At 600 MPa, that gas volume compresses dramatically — sometimes by more than 15% — and then re-expands when pressure is released. This compression-expansion cycle exerts severe mechanical stress on the tray walls and the sealed lidding film. A tray not rated for HPP will buckle, crack at stress points, or experience seal peeling, which immediately compromises the modified atmosphere.

Requisiti materiali per un vassoio di imballaggio MAP compatibile con HPP

Affinché un vassoio di imballaggio MAP possa sopravvivere ai cicli HPP, la sua pila di materiali deve essere sufficientemente flessibile da assorbire le forze di compressione senza rompersi o delaminarsi. I seguenti materiali sono comunemente convalidati per l'uso HPP:

• Polipropilene (PP): Ampiamente utilizzato grazie alla sua flessibilità, resistenza chimica e capacità di recuperare la forma dopo la compressione.
• Strati barriera EVOH: Forniscono le prestazioni della velocità di trasmissione dell'ossigeno (OTR) necessarie per MAP e rimangono stabili sotto le pressioni HPP se inseriti correttamente all'interno di un laminato PP o PE.
• Laminati in polietilene (PE): Offrono buone proprietà di allungamento che aiutano il vassoio a flettersi durante la pressurizzazione senza deformazioni permanenti.
• Evitare PET rigido o CPET: Ilse materials have low elongation at break and are prone to cracking under HPP compression cycles.

Il lidding film bonded to the MAP Packaging Tray is equally critical. It must maintain a hermetic seal through both the compression and decompression phases. Peel-strength values of almeno 8–12 N/15 mm sono generalmente richiesti per le pellicole di copertura classificate HPP e la pellicola stessa deve avere un allungamento a rottura superiore al 300%.

Compatibilità con la termosaldatura: temperatura, tempo di permanenza e geometria del vassoio

La termosaldatura è il metodo standard per chiudere un vassoio di confezionamento MAP su macchine termosaldatrici o termoformatrici. Il processo utilizza uno strumento sigillante riscaldato premuto contro la flangia del vassoio per incollare la pellicola di copertura. I parametri chiave sono la temperatura di sigillatura, il tempo di permanenza e la pressione di sigillatura e tutti e tre devono essere abbinati sia al materiale del vassoio che alla pellicola di copertura.

Parametri tipici di termosaldatura in base al materiale del vassoio

Il superamento della temperatura di sigillatura superiore per qualsiasi materiale del vassoio di imballaggio MAP rischia di deformare la flangia del vassoio, creando micro-interstizi nella guarnizione e consentendo all'ossigeno atmosferico di infiltrarsi nell'atmosfera modificata. Al contrario, la sigillatura a una temperatura troppo bassa produce un legame debole e pelabile che si rompe durante la distribuzione. I test di integrità della tenuta, mediante penetrazione del colorante, decadimento del vuoto o misurazione del sensore di CO₂, dovrebbero essere eseguiti all'inizio di ogni ciclo di produzione.

È possibile utilizzare lo stesso vassoio di confezionamento MAP sia per HPP che per termosaldatura?

Questa è una domanda comune da parte dei produttori che desiderano sigillare a caldo un vassoio di imballaggio MAP sulla loro termosigillatrice esistente e quindi far passare le unità sigillate attraverso un recipiente HPP. La risposta è sì: questo è in realtà il flusso di lavoro standard per i prodotti MAP trattati con HPP come guacamole appena tagliato, salumi affettati e frutti di mare pronti. La sequenza del processo è:

1. Riempire il vassoio di imballaggio MAP con il prodotto.
2. Lavare con la miscela di gas target (ad esempio, 70% CO₂ / 30% N₂ per carni cotte).
3. Sigillare a caldo la pellicola di copertura sulla flangia del vassoio.
4. Posizionare i vassoi sigillati nei supporti dei vasi HPP (l'acqua è il mezzo di trasmissione della pressione).
5. Processo alla pressione target (tipicamente 500–600 MPa) per il tempo di permanenza convalidato.
6. Rimuovere i vassoi, ispezionare le guarnizioni e trasferire alla distribuzione della catena del freddo.

Il critical caveat is that il vassoio di confezionamento MAP e la pellicola di copertura devono essere entrambi convalidati individualmente per HPP - non solo l'uno o l'altro. Un fornitore di vassoi dovrebbe essere in grado di fornire dati di convalida HPP, comprese misurazioni OTR post-processo e risultati di integrità della tenuta su più cicli di pressione.

Impatto dell'HPP sull'atmosfera modificata all'interno del vassoio

Un aspetto che gli utenti spesso trascurano è che l'HPP stesso altera la composizione del gas all'interno di un vassoio di confezionamento MAP. Poiché la CO₂ è più solubile in acqua e matrici alimentari rispetto a O₂ o N₂, una parte della CO₂ nello spazio di testa si dissolve nel prodotto durante la pressurizzazione. Dopo l'HPP, il livello residuo di CO₂ nello spazio di testa potrebbe diminuire 10–30% a seconda dell'attività dell'acqua prodotta e del rapporto gas iniziale .

Per compensare, i produttori in genere versano eccessivamente CO₂ prima della sigillatura, ad esempio puntando a uno spazio di testa iniziale dell’80% di CO₂ quando il livello post-HPP desiderato è del 60%. Consultare insieme il fornitore di apparecchiature HPP e il fornitore di gas è essenziale per selezionare la corretta composizione del gas di pre-saldatura per il formato specifico del vassoio di confezionamento MAP e il tipo di prodotto.

Elenco di controllo chiave prima di utilizzare un vassoio di confezionamento MAP in applicazioni HPP o di termosaldatura

Prima di affidare un formato vassoio di imballaggio MAP a uno degli ambienti di elaborazione, verificare quanto segue con i fornitori di vassoi e pellicole:

• Valutazione della pressione HPP: Confermare che il sistema vassoio e coperchio sia convalidato per almeno 600 MPa se si intende funzionare alle pressioni HPP massime.
• Conservazione OTR post-HPP: Richiedi dati OTR misurati dopo 3-5 cicli HPP, non solo da materiale vergine.
• Tolleranza planarità della flangia: La flangia di un vassoio di imballaggio MAP deve essere piatta entro ±0,1 mm per ottenere una tenuta termica uniforme: le flange deformate da attrezzature inadeguate o stoccaggio errato causeranno guasti alla tenuta.
• Conformità al contatto alimentare: Assicurarsi che il vassoio contenga la documentazione di conformità FDA (21 CFR) o Regolamento UE 10/2011 per tutti gli strati di materiale, inclusi eventuali strati di collegamento o adesivi.
• Compatibilità con la catena del freddo: Se il vassoio di confezionamento MAP verrà conservato a 0–4°C dopo l'HPP, verificare che gli strati barriera mantengano le prestazioni OTR a temperature di refrigerazione, poiché le prestazioni di EVOH possono degradarsi in condizioni di umidità elevata.
• Compatibilità con macchine sigillatrici: Verificare che le dimensioni del vassoio e la larghezza della flangia siano compatibili con gli strumenti della sigillatrice per vassoi per evitare una distribuzione irregolare del calore durante la sigillatura.