Extrusion Asia Edition 1-2019

25 Extrusion Asia Edition 1/2019 进的食品抗菌包装解决方案，用于易变 质的食品，从而预防食源性疾病的爆 发，并减少食品因过早变质所造成的浪 费。为了生产出可推向市场的成本效益 良好的食品包装，还须考虑到经济地生 产出产品、规模化生产以及通过验证 （包括监督管理的要求）。 在“纳米包装”项目中，目前正在研 究食品包装中使用的多水高岭土 (HNTs) 纳米管为基础的新型包装解决 方案。通过对这种纳米材料的表面进行 改性，挥发油例如麝香草油可以有效地 释放并渗入到包装薄膜内。挥发油如同 蒸汽释放，能减少产品表面和包装空间 内微生物的生长。 夫琅和费IAP研究所的科学家，在 开发多水高岭土纳米管的加工工艺和表 面功能化方面，以及合成方面也就是粒 子的整合-纳米管负荷-进入高分子薄膜 方面，发挥了主导作用。 采用荧光油墨测量膜层的厚度 工艺控制方法同样与这一课题有关，夫琅和费IAP研究 所也同样参与了研究。生产薄的透明层，例如包装薄膜，在 线工艺控制有利于保证和提高质量,并使昂贵的材料成分得到 有效的使用。通过完全的监控，制造工艺得以实现最佳化， 只需要使用合适用量的组分材料来实现功能，（比如氧气阻 隔层或复合粘合剂）就可以显著地降低物料消耗，从而节省 成本。在功能层采用荧光染料作为添加剂，并通过对荧光的 测量获取层厚分布情况。添加到涂覆层的染料量非常少，肉 眼看不见,且不会对物料的特性产生影响。，科学家们的目标 是通过将新型包装材料与有效的工艺控制结合起来,未来生产 出更为安全且更为便宜的食品包装材料。 多层阻隔氧气和水蒸气 夫琅和费IGB研究所的科学家们同样在为加工功能化的 包装薄膜而工作。为了能够生产出尽可能多种多样的表面特 性，IGB正在寻求使用等离子体/CVD和湿化学工艺-或这些技 术的结合。形成阻隔层，阻挡氧气和水蒸汽对外层包装的渗 透，并防止高分子添加剂从外层包装释放到食品或药物产品 中。 这里面临的挑战是：膜层必须具备某种程度的弹性，这 样就不会在聚合物中断开或裂开。夫琅和费的研究人员为此 开发出了若干种机械解耦层形态的涂层，这些涂层在等离子 体中一层一层地沉积。IGB研究所“等离子技术与薄膜”团队领 袖Jakob Barz博士解释说：“通过优化各不相同的等离子工艺 参数，比如所使用的反应气体的型号和数量、激发频率，气 体流量、压力和处理时间等，我们可以成功地生产出具备预 定阻隔功能的玻璃一样的膜层，以及硅胶一样有弹性的中间 层。采用这种方法，与未经处理的材料相比，研究人员已经 能够使塑料薄膜对水蒸汽和氧气的阻隔效果提高1000倍。沉 积的阻隔层还可以与另外的膜层结合，在倒空塑料包装袋 时，能够改善食品的流动状态。 生物基阻隔层 当前，夫琅和费IGB研究所还对具有阻隔氧和水蒸汽功 能的生物基膜层进行了研究。在欧洲ICE博览会期间，研究所 推出了了第一种由100%天然物料组成的具备抗氧化或抗菌特 用于可持续包装的生物基薄膜 (© Fraunhofer IGB) Biobased film for sustainable packaging (© Fraunhofer IGB) Nanotubes with antimicrobial essential oils The EU joint project "NanoPack", launched in 2017, focuses precisely on these challenges and aims to develop state-of-the- art antimicrobial packaging solutions for perishable foods bas- ed on natural nanomaterials in order to prevent outbreaks of food-borne diseases and reduce food waste due to early spoil- age. The economic aspect of production, upscaling and valida- tion (including regulatory requirements) was also considered in order to produce marketable and cost-effective food packag- ing. Halloysite nanotubes (HNTs) for use in food packaging are being investigated as the basis for developing the new packag- ing solutions in the NanoPack project. By modifying the surface of this nanomaterial, essential oils such as thyme oil can be ef- ficiently released integrated into a packaging film. The essential oils released as steam reduce the growth of microbes both on the product surface and in the packaging room. The scientists at Fraunhofer IAP play a leading role in the development of treatment processes and the surface functionalization of HNTs as well as in compounding, i.e. the integration of particles – loaded HNTs – in polymer films. Measuring layer thickness with fluorescent inks Process control methods are also relevant in this context, which Fraunhofer IAP will also present. In the production of thin, transparent layers, such as in packaging films, in-line process control can contribute to quality assurance and improvement and expensive material components can be used efficiently. Through complete monitoring, the manufacturing process can be optimized in such a way that only as much of a functional component (e.g. an oxygen barrier layer or a laminating adhe-