Apa Itu Film EVOH dan Mengapa Digunakan dalam Kemasan Makanan?

EVOH — kopolimer etilen vinil alkohol — adalah salah satu bahan penghalang terpenting dalam kemasan makanan fleksibel modern. Ini biasanya tidak digunakan sebagai film yang berdiri sendiri tetapi sebagai lapisan penghalang fungsional dalam struktur film multilapis, dimana kemampuannya yang luar biasa untuk memblokir transmisi oksigen menentukan kinerja umur simpan kemasan untuk produk makanan yang sensitif terhadap oksigen. Memahami fungsi EVOH, cara kerjanya, dan batasannya akan berguna bagi produsen makanan, pembeli kemasan, dan siapa pun yang menentukan kantong aseptik atau kemasan kantong dalam kotak untuk produk cair.

Apa itu EVOH?

EVOH adalah polimer termoplastik yang dihasilkan oleh saponifikasi (konversi kimia) kopolimer etilen-vinil asetat. Bahan yang dihasilkan menggabungkan komponen etilen yang memberikan kemampuan proses dan ketahanan terhadap kelembapan dengan komponen vinil alkohol yang memberikan sifat penghalang oksigen yang luar biasa. Rasio etilen terhadap vinil alkohol dalam kopolimer — dinyatakan sebagai persentase mol etilen — mempengaruhi keseimbangan antara kinerja penghalang oksigen dan sensitivitas kelembapan: kdanungan etilen yang lebih rendah memberikan penghalang oksigen yang lebih baik tetapi sensitivitas kelembapan yang lebih tinggi; kandungan etilen yang lebih tinggi mengurangi sensitivitas kelembapan sekaligus sedikit mengurangi kinerja penghalang.

Nilai EVOH komersial yang digunakan dalam kemasan makanan biasanya memiliki kandungan etilen sebesar 27 hingga 44 persen mol, dengan nilai spesifik yang dipilih berdasarkan persyaratan pemrosesan dan keseimbangan penghalang serta ketahanan terhadap kelembapan yang diperlukan untuk aplikasi.

Mengapa Kinerja Penghalang Oksigen EVOH Penting

Oksigen adalah penyebab utama penurunan kualitas pada sebagian besar produk makanan cair kemasan. Dalam jus buah dan konsentratnya, oksigen bereaksi dengan asam askorbat (vitamin C), antosianin (pigmen warna), dan senyawa aroma yang mudah menguap — menyebabkan pencoklatan, hilangnya vitamin, dan penurunan rasa. Dalam anggur, oksigen mendorong oksidasi senyawa fenolik dan ester yang mudah menguap, menyebabkan hilangnya karakter buah segar dan timbulnya rasa tidak enak. Dalam minyak nabati, oksigen memicu oksidasi lipid – menjadi tengik. Dalam produk susu, oksigen berkontribusi terhadap pengembangan rasa tidak enak dan degradasi vitamin.

Laju oksigen mencapai produk dalam kemasan tertutup diukur dengan Laju Transmisi Oksigen (OTR) bahan kemasan — jumlah oksigen yang melewati area tertentu pada bahan per hari dalam kondisi standar. OTR yang lebih rendah berarti kinerja penghalang oksigen yang lebih baik dan umur simpan produk yang lebih lama.

Kinerja penghalang oksigen EVOH jauh lebih baik dibandingkan polimer kemasan standar:

EVOH pada kondisi kering memberikan kinerja penghalang oksigen sekitar 100 hingga 10.000 kali lebih baik dibandingkan film PE standar. Artinya, kemasan yang menggunakan lapisan EVOH dapat menjaga lingkungan tanpa oksigen di dalam kemasan tertutup selama berbulan-bulan, sehingga melindungi produk dari kerusakan oksidatif selama masa simpan yang diharapkan.

Batasan Kritis EVOH: Sensitivitas Kelembaban

Kinerja penghalang oksigen EVOH yang luar biasa pada kondisi kering menurun secara signifikan seiring dengan meningkatnya kelembapan. Gugus vinil alkohol dalam EVOH yang memberikan kinerja penghalang bersifat hidrofilik — mereka menyerap air dari lingkungan sekitar. Saat lapisan EVOH menyerap kelembapan, struktur kristalnya terganggu, dan permeabilitas oksigen meningkat. Pada kelembapan relatif tinggi (80–100% RH), kinerja penghalang oksigen EVOH dapat menurun 10 hingga 100 kali lipat dibandingkan kondisi kering, bergantung pada tingkat spesifiknya.

Sensitivitas terhadap kelembapan inilah yang menyebabkan EVOH jarang digunakan sebagai lapisan permukaan pada kemasan makanan. Itu harus diposisikan sebagai lapisan tengah dalam konstruksi film multilayer, dilindungi di kedua sisinya oleh lapisan polimer tahan lembab. Lapisan luar dan dalam dari PE, PP, atau PET bertindak sebagai penghalang kelembapan yang melindungi EVOH dari kelembapan lingkungan dan dari kelembapan dalam produk itu sendiri, menjaga lapisan EVOH dalam kondisi kelembapan rendah sehingga kinerja penghalang oksigennya dimaksimalkan.

Struktur film multilapis khas yang menggunakan EVOH untuk kemasan makanan aseptik adalah: PE/perekat / EVOH / perekat / PE. Lapisan PE memberikan perlindungan kelembaban untuk lapisan tengah EVOH, kemampuan seal panas (PE bagian dalam), dan integritas struktural. EVOH menyediakan penghalang oksigen. Lapisan pengikat perekat menyatukan lapisan PE dan EVOH yang tidak kompatibel dengan daya rekat antarlapis yang cukup untuk mencegah delaminasi selama pemrosesan dan penggunaan.

EVOH vs Aluminium Foil dalam Konstruksi Kantong Aseptik

Untuk kantong aseptik dan kemasan kantong dalam kotak, pilihan antara film multilapis yang mengandung EVOH dan laminasi aluminium foil melibatkan trade-off antara kinerja penghalang, transparansi, dan biaya:

Laminasi Aluminium Foil

Aluminium foil dengan ketebalan 9 mikron pada dasarnya memberikan nol OTR dan nol transmisi cahaya — kinerja penghalang tertinggi yang ada. Bahan ini tahan terhadap oksigen dan cahaya, menjadikannya standar untuk aplikasi umur simpan yang paling menuntut: konsentrat jus, produk tomat, dan produk makanan yang sangat sensitif terhadap oksigen lainnya yang memerlukan umur simpan sekitar 12 hingga 24 bulan. Kelemahannya adalah aluminium foil membuat kantong menjadi buram (produk tidak terlihat melalui kemasannya), menambah berat dan biaya bahan dibandingkan dengan konstruksi yang hanya menggunakan film, dan menimbulkan tantangan daur ulang.

PET Berlogam (PET Berlapis Aluminium)

PET yang dimetalisasi menggunakan lapisan aluminium yang sangat tipis (kira-kira 0,02–0,05 mikron) yang diendapkan uapnya ke permukaan film PET. Ini memberikan kinerja penghalang tinggi yang jauh lebih baik daripada PE atau PET standar, meskipun tidak mendekati OTR aluminium foil tebal yang mendekati nol. PET metalisasi lebih ringan, lebih hemat biaya, dan lebih fleksibel dibandingkan laminasi foil, sehingga cocok untuk kantong aseptik dengan penghalang tinggi yang tidak memerlukan OTR nol mutlak. Warnanya buram (lapisan aluminium menghalangi cahaya) namun memberikan penghalang yang baik untuk berbagai aplikasi pengemasan makanan.

Film Komposit EVOH

EVOH dalam struktur multilayer PE/EVOH/PE atau PET/EVOH/PE memberikan penghalang oksigen yang sangat baik dengan biaya material yang lebih rendah dibandingkan konstruksi berbasis aluminium, dan — yang terpenting — menjaga transparansi film jika lapisan luarnya bersih. Untuk aplikasi yang mengutamakan visibilitas produk (kemasan yang menghadap konsumen yang mengutamakan transparansi, aplikasi jus dan minuman tertentu), film komposit EVOH memungkinkan kemasan bening atau tembus cahaya dengan kinerja penghalang oksigen tinggi. Keuntungannya adalah EVOH tidak memberikan penghalang cahaya — produk peka cahaya masih memerlukan lapisan luar buram atau kemasan sekunder untuk perlindungan cahaya.

Gabungan Komposit EVOH Metalisasi

Konstruksi film berperforma tertinggi untuk kantong aseptik menggabungkan PET atau EVOH yang dilapisi logam dengan lapisan penghalang tambahan — memberikan penghalang oksigen dan penghalang cahaya dalam struktur yang lebih ringan daripada laminasi foil padat. Ini adalah konstruksi "penghalang ultra-tinggi" yang digunakan untuk produk dengan persyaratan umur simpan yang paling menuntut dan di mana OTR foil tebal nol mutlak tidak dapat dicapai dengan alternatif film. Kantong aseptik penghalang tinggi dan penghalang ultra tinggi Ruijin Xinchen menggunakan konstruksi bahan gabungan ini.

EVOH dalam Kantong Aseptik: Contoh Aplikasi

Film multilapis berbasis EVOH digunakan di berbagai produk makanan cair yang dikemas dalam kantong aseptik:

• Konsentrat jus buah dan jus sayuran: Perlindungan vitamin C dan antosianin membutuhkan penghalang oksigen yang tinggi. Kantong laminasi komposit atau aluminium foil EVOH menjaga kualitas konsentrat jus selama 12 bulan pada suhu kamar.
• Kemasan anggur (format BIB): Kantong EVOH atau kantong PET berbahan logam dengan penghalang tinggi untuk anggur kantong dalam kotak menjaga kesegaran anggur baik sebelum pembukaan (melindungi dari oksidasi gudang) dan pasca pembukaan (membatasi oksidasi yang disebabkan oleh perembesan selama periode pengeluaran 4 hingga 6 minggu).
• Produk susu (diproses UHT): Kantong aseptik untuk susu UHT, krim, dan produk susu cair menggunakan film komposit EVOH yang memberikan penghalang oksigen tanpa opasitas foil, sehingga memungkinkan visibilitas produk dalam beberapa format yang dapat dilihat konsumen.
• Minyak nabati: Oksidasi minyak (ketengikan) didorong oleh oksigen dan dipercepat oleh cahaya. Kantong aseptik berpenghalang tinggi untuk minyak nabati menggunakan struktur buram — komposit logam PET/EVOH atau laminasi aluminium foil — yang mengatasi transmisi oksigen dan cahaya.
• Ekstrak herbal dan bahan tambahan makanan: Bahan-bahan cair bernilai tinggi yang memerlukan umur simpan ambien yang lama tanpa rantai dingin menggunakan kantong aseptik dengan penghalang ultra-tinggi di mana biaya premium film penghalang disesuaikan dengan nilai produk dan persyaratan umur simpan.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apakah makanan EVOH aman?

EVOH disetujui untuk aplikasi kontak makanan di semua pasar regulasi utama. Di AS, EVOH terdaftar di bawah FDA 21 CFR 177.1360 sebagai bahan tambahan makanan tidak langsung untuk digunakan dalam artikel yang bersentuhan dengan makanan. Di UE, EVOH termasuk dalam daftar positif monomer berdasarkan Peraturan (UE) 10/2011 tentang bahan plastik dan barang yang dimaksudkan untuk bersentuhan dengan makanan. EVOH menghasilkan migrasi minimal ke dalam makanan – polimernya sangat stabil dalam kondisi kontak makanan normal – dan tidak menimbulkan masalah keamanan pangan bila digunakan dalam parameter yang ditentukan dalam peraturan kontak makanan yang berlaku.

Bisakah film EVOH didaur ulang?

Film multilayer yang mengandung EVOH umumnya tidak dapat didaur ulang melalui aliran daur ulang plastik satu bahan standar karena lapisan polimer yang berbeda tidak dapat dipisahkan dengan mudah. Hal ini merupakan keterbatasan yang diakui pada film penghalang multilapis dan merupakan bidang pengembangan aktif dalam industri pengemasan. Film penghalang bermaterial tunggal — mencapai kinerja penghalang oksigen yang memadai dari satu keluarga polimer yang kompatibel (struktur semua-PE atau semua-PP yang menggabungkan lapisan penghalang yang dimodifikasi) — sedang dikembangkan sebagai alternatif yang dapat didaur ulang dibandingkan film multilapis EVOH, meskipun film tersebut belum dapat menandingi kinerja penghalang EVOH untuk aplikasi yang menuntut. Untuk produk makanan bernilai tinggi yang memerlukan kinerja penghalang EVOH untuk mencegah pembusukan, keseimbangan lingkungan dalam mencegah limbah makanan (yang memiliki dampak lingkungan jauh lebih tinggi dibandingkan kemasannya sendiri) biasanya lebih mengutamakan film penghalang EVOH dibandingkan alternatif daur ulang dengan penghalang lebih rendah yang memungkinkan pembusukan produk.

Apa perbedaan EVOH dan PVDC (Saran) sebagai penghalang oksigen?

Keduanya EVOH and PVDC (polivinilidena klorida) adalah bahan penghalang oksigen berkinerja tinggi yang digunakan dalam kemasan makanan. EVOH memberikan kinerja penghalang oksigen yang lebih baik dibandingkan PVDC pada kondisi kering, lebih ramah lingkungan (PVDC mengandung klorin dan menciptakan tantangan peraturan untuk pembuangan insinerasi), dan umumnya lebih disukai untuk pengembangan kemasan baru. PVDC memiliki sensitivitas kelembapan yang lebih rendah dibandingkan EVOH — kinerja penghalangnya lebih stabil pada kelembapan tinggi — sehingga memberikan keunggulan dalam aplikasi dengan kelembapan tinggi. Dalam praktiknya, EVOH dengan lapisan luar PE yang mampu melindungi kelembapan telah banyak menggantikan PVDC dalam aplikasi pengemasan makanan aseptik.

Apakah ketebalan lapisan EVOH mempengaruhi kinerja penghalang?

Ya. Ketebalan lapisan EVOH dalam struktur film multilayer secara langsung mempengaruhi OTR — lapisan EVOH yang lebih tebal memberikan penghalang oksigen yang lebih baik. Namun, di atas ambang batas ketebalan tertentu (biasanya 3 hingga 5 mikron dalam struktur koekstrusi), peningkatan penghalang tambahan per mikron tambahan EVOH menurun, dan faktor lain — konsistensi pemrosesan film, kualitas lapisan perekat, total ketebalan film — menjadi lebih signifikan. Kebanyakan film kemasan makanan yang diekstrusi menggunakan lapisan EVOH berukuran 3 hingga 8 mikron sebagai bagian dari total ketebalan film dalam kisaran 70 hingga 200 mikron. Kandungan EVOH mewakili 2 hingga 10% dari total ketebalan film namun bertanggung jawab atas sebagian besar kinerja penghalang oksigen.

Penghalang Tinggi Tas Aseptik dengan EVOH dari Ruijin Xinchen

Ruijin Xinchen Technology Co., Ltd. memproduksi tas aseptik dan kemasan tas dalam kotak menggunakan konstruksi film penghalang standar, penghalang tinggi, dan film penghalang ultra-tinggi yang menggabungkan kombinasi PET logam, komposit EVOH, laminasi aluminium foil murni, dan film PE. Lini produksi satu langkah yang mencakup pencetakan katup, peniupan film, laminasi, dan pembuatan tas di fasilitas Perusahaan Teknologi Tinggi Nasional bersertifikasi QS di Ruijin, Jiangxi, Tiongkok. Kisaran kapasitas 1L hingga 220L untuk aplikasi makanan, minuman, produk susu, minyak nabati, dan cairan khusus.

Hubungi kami untuk mendiskusikan persyaratan spesifikasi penghalang untuk produk Anda, meminta data OTR film, dan mendapatkan sampel serta harga.

Produk Terkait: Tas Aseptik | Bag-in-Box (Penghalang Tinggi, Komposit EVOH Berlapis Aluminium) | Katup & Tutup Cerat