日前,國家乳業(yè)技術創(chuàng)新中心開發(fā)出基于相分離阻光機理的乳品用高性能包裝材料,打破了國外技術壟斷,解決了PET(常用食品飲料包裝材料)包裝應用的關鍵“卡脖子”問題。
該項研究成果來源于國家乳業(yè)技術創(chuàng)新中心2020年度重點專項“乳品包裝保質關鍵技術及包裝可持續(xù)研究”子課題“乳品用PET包裝高值回收方案的研究與推廣”,是國家乳業(yè)技術創(chuàng)新中心繼開發(fā)出基于多設備聯(lián)合的非有意添加物非靶向篩查技術后,在乳品包裝領域的又一項重要突破。
由于乳制品含有不飽和脂肪酸、維生素B等光敏物質,遇光會發(fā)生光敏反應,影響產品的口感。為了保證這些產品在常溫條件下,能夠有較長的貨架期和高端的品質,不得不在包裝中加入阻光、吸氧的功能材料,而目前這些阻隔材料全部依賴進口,不僅價格高,而且用量大。因此,為了打破國外技術限制,通過對功能添加材料進行研究,在保持產品風味和品質的前提下,提升產品的國際競爭力,成為國家乳業(yè)技術創(chuàng)新中心當前乳品包裝研究的重中之重。
據(jù)項目課題負責人鄧玉明介紹:“傳統(tǒng)的阻光技術分為兩類,一類是基于高折射率的無機添加劑,但要達到99%以上的阻光率,添加量需超過10%,會導致PET瓶性能劣化、設備磨損;另一類是基于吸光原理的碳黑,但回收時易造成污染。國際上一些公司基于相分離界面阻光的原理開發(fā)出最新一代的阻光材料,但由于未能有效調控分散相尺寸,阻光及力學性能并不穩(wěn)定?!?/p>
科研團隊通過掃描電鏡、透射電子顯微鏡研究了上百種的組合配方并進行規(guī)律總結,發(fā)現(xiàn)不相容物質間的折射率相差越大,在相界面產生的散射作用越強烈,從而達到更好的阻光效果。基于以上規(guī)律的發(fā)現(xiàn),從眾多材料中鎖定一種PET最為理想的阻光改性樹脂,與基體樹脂PET對比,其折射率相差大且不相容,能起到很好的消光效果。同時,有效解決了兩種樹脂相溶性太差,共混過程中導致相界面積減小、力學性能劣化的問題。最終實現(xiàn)阻光效果優(yōu)于現(xiàn)用阻光劑,但添加比例可以下降40%以上。
目前,項目基于相分離技術,已完成了高效阻隔母粒、高效阻光標簽、高效阻光吸氧一體化母粒等系列阻隔技術,項目成果已經(jīng)開展商業(yè)轉化,逐步應用于PET標簽及瓶子。
國家乳業(yè)技術創(chuàng)新中心是自治區(qū)重點打造的國家戰(zhàn)略科技力量,2022年,自治區(qū)財政科技專項資金共投入資金1億元用于中心科研攻關和創(chuàng)新能力建設。目前,中心已與50多家企業(yè)、高校院所簽訂了合作協(xié)議,在奶牛育種、科學飼養(yǎng)、乳品營養(yǎng)、人群健康、工藝技術等方面取得了突破性成果,解決了諸多制約乳業(yè)發(fā)展的技術“瓶頸”問題,為推動我國奶業(yè)振興和高質量發(fā)展提供了戰(zhàn)略支撐。
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