Kann ein MAP-Verpackungstablett in Hochdruckverarbeitungs- (HPP) oder Heißsiegelumgebungen verwendet werden?

Die MAP-Verpackungsschale kann sowohl in Hochdruckverarbeitungs- (HPP) als auch in Heißsiegelumgebungen verwendet werden, jedoch nur, wenn die Schale speziell für diese Bedingungen entwickelt wurde. Nicht alle MAP-Verpackungsschalen sind gleich: Materialauswahl, Barriereschichtkonstruktion, Wandstärke und Dichtungsgeometrie bestimmen alle, ob eine Schale unter erhöhtem Druck oder thermischer Belastung zuverlässig funktioniert. Die Verwendung der falschen Schale in beiden Umgebungen birgt das Risiko von Dichtungsversagen, Delaminierung, Verformung der Schale und – was am kritischsten ist – den Verlust der modifizierten Atmosphäre, die MAP-Verpackungen ihren Haltbarkeitsvorteil verschafft.

Was ist HPP und warum stellt es eine Herausforderung für eine MAP-Verpackungsschale dar?

Die Hochdruckverarbeitung (HPP) ist eine Kaltpasteurisierungstechnik, bei der versiegelte Lebensmittelprodukte Drücken ausgesetzt werden, die typischerweise zwischen 400 bis 600 MPa (58.000–87.000 psi) für 3 bis 6 Minuten. Da Wasser nahezu inkompressibel ist, wird der Druck gleichmäßig auf das Produkt und die Verpackung übertragen und so Krankheitserreger wie z Listerien , Salmonellen , und E. coli ohne den Einsatz von Wärme.

Die 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.

Materialanforderungen für ein HPP-kompatibles MAP-Verpackungstablett

Damit eine MAP-Verpackungsschale HPP-Zyklen übersteht, muss ihr Materialstapel flexibel genug sein, um Druckkräfte aufzunehmen, ohne zu reißen oder zu delaminieren. Die folgenden Materialien sind üblicherweise für den HPP-Einsatz validiert:

• Polypropylen (PP): Aufgrund seiner Flexibilität, chemischen Beständigkeit und Fähigkeit, nach der Kompression seine Form wiederherzustellen, wird es häufig verwendet.
• EVOH-Barriereschichten: Bieten die für MAP erforderliche Leistung der Sauerstoffübertragungsrate (OTR) und bleiben unter HPP-Druck stabil, wenn sie ordnungsgemäß in ein PP- oder PE-Laminat eingebettet werden.
• Laminate aus Polyethylen (PE): Bieten gute Dehnungseigenschaften, die dazu beitragen, dass sich die Wanne während der Druckbeaufschlagung ohne bleibende Verformung biegt.
• Vermeiden Sie starres PET oder CPET: Diese materials have low elongation at break and are prone to cracking under HPP compression cycles.

Die 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 mindestens 8–12 N/15 mm sind typischerweise für HPP-Deckelfolien erforderlich und die Folie selbst sollte eine Bruchdehnung von mehr als 300 % aufweisen.

Heißsiegelkompatibilität: Temperatur, Verweilzeit und Schalengeometrie

Heißsiegeln ist die Standardmethode zum Verschließen einer MAP-Verpackungsschale auf Schalenversiegelungs- oder Thermoformmaschinen. Bei diesem Verfahren wird ein erhitztes Siegelwerkzeug gegen den Flansch der Schale gedrückt, um die Deckelfolie zu verkleben. Die wichtigsten Parameter sind Siegeltemperatur, Verweilzeit und Siegeldruck – und alle drei müssen sowohl auf das Schalenmaterial als auch auf die Deckelfolie abgestimmt sein.

Typische Heißsiegelparameter je nach Schalenmaterial

Bei Überschreitung der oberen Siegeltemperatur für ein bestimmtes MAP-Verpackungsschalenmaterial besteht die Gefahr, dass sich der Schalenflansch verzieht, wodurch Mikrospalte in der Versiegelung entstehen und Luftsauerstoff in die modifizierte Atmosphäre eindringen kann. Umgekehrt führt die Versiegelung bei zu niedriger Temperatur zu einer schwachen, ablösbaren Verbindung, die beim Verteilen versagt. Zu Beginn jedes Produktionslaufs sollte eine Prüfung der Siegelintegrität durchgeführt werden – entweder durch Farbstoffdurchdringung, Vakuumabfall oder CO₂-Sensormessung.

Kann die gleiche MAP-Verpackungsschale sowohl für HPP als auch für die Heißsiegelung verwendet werden?

Dies ist eine häufige Frage von Herstellern, die eine MAP-Verpackungsschale auf ihrem vorhandenen Schalenversiegeler heißversiegeln und die versiegelten Einheiten dann durch einen HPP-Behälter führen möchten. Die Antwort lautet „Ja“ – das ist eigentlich der Standard-Workflow für HPP-behandelte MAP-Produkte wie frisch geschnittene Guacamole, geschnittenes Feinkostfleisch und verzehrfertige Meeresfrüchte. Der Prozessablauf ist:

1. Füllen Sie die MAP-Verpackungsschale mit Produkt.
2. Spülen Sie mit der Zielgasmischung (z. B. 70 % CO₂ / 30 % N₂ für gekochtes Fleisch).
3. Die Deckelfolie auf den Schalenflansch heißsiegeln.
4. Legen Sie versiegelte Tabletts in HPP-Gefäßträger (Wasser ist das Druckübertragungsmedium).
5. Prozess bei Zieldruck (typischerweise 500–600 MPa) für die validierte Verweilzeit.
6. Nehmen Sie die Schalen heraus, überprüfen Sie die Versiegelungen und übergeben Sie sie an die Kühlkettenverteilung.

Die critical caveat is that Sowohl die MAP-Verpackungsschale als auch die Deckelfolie müssen einzeln für HPP validiert sein – nicht nur das eine oder das andere. Ein Schalenlieferant sollte in der Lage sein, HPP-Validierungsdaten bereitzustellen, einschließlich OTR-Messungen nach dem Prozess und Ergebnisse der Siegelintegrität über mehrere Druckzyklen hinweg.

Einfluss von HPP auf die modifizierte Atmosphäre im Inneren der Wanne

Ein Aspekt, den Benutzer häufig übersehen, ist, dass HPP selbst die Gaszusammensetzung in einer MAP-Verpackungsschale verändert. Da CO₂ in Wasser und Lebensmittelmatrizes besser löslich ist als O₂ oder N₂, löst sich ein Teil des CO₂ im Kopfraum während der Druckbeaufschlagung im Produkt auf. Nach der HPP kann der Rest-CO₂-Gehalt im Kopfraum um ein Vielfaches sinken 10–30 %, abhängig von der Produktwasseraktivität und dem anfänglichen Gasverhältnis .

Um dies zu kompensieren, spülen Hersteller in der Regel zu viel CO₂ vor der Versiegelung – zum Beispiel streben sie einen anfänglichen Headspace von 80 % CO₂ an, wenn der gewünschte Post-HPP-Wert 60 % beträgt. Um die richtige Vorsiegelgaszusammensetzung für Ihr spezifisches MAP-Verpackungsschalenformat und Ihren Produkttyp auszuwählen, ist es wichtig, gemeinsam Ihren HPP-Ausrüstungslieferanten und Ihren Gaslieferanten zu konsultieren.

Wichtige Checkliste vor der Verwendung einer MAP-Verpackungsschale in HPP- oder Heißsiegelanwendungen

Bevor Sie ein MAP-Verpackungsschalenformat in einer der Verarbeitungsumgebungen einsetzen, überprüfen Sie Folgendes mit Ihren Schalen- und Folienlieferanten:

• HPP-Druckstufe: Stellen Sie sicher, dass das Tablett- und Deckelsystem auf mindestens 600 MPa validiert ist, wenn Sie mit maximalen HPP-Drücken arbeiten möchten.
• OTR-Aufbewahrung nach dem HPP: Fordern Sie OTR-Daten an, die nach 3–5 HPP-Zyklen gemessen wurden, nicht nur von Neumaterial.
• Toleranz der Flanschebenheit: Der Flansch eines MAP-Verpackungstabletts muss mit einer Abweichung von ±0,1 mm flach sein, um eine gleichmäßige Heißsiegelung zu erreichen – verzogene Flansche aufgrund schlechter Werkzeuge oder falscher Lagerung führen zu Dichtungsfehlern.
• Einhaltung des Lebensmittelkontakts: Stellen Sie sicher, dass die Wanne über eine Konformitätsdokumentation gemäß FDA (21 CFR) oder EU-Verordnung 10/2011 für alle Materialschichten, einschließlich aller Verbindungsschichten oder Klebstoffe, verfügt.
• Kühlkettenkompatibilität: Wenn die MAP-Verpackungsschale nach dem HPP bei 0–4 °C gelagert wird, stellen Sie sicher, dass die Barriereschichten ihre OTR-Leistung bei Kühltemperaturen beibehalten, da sich die EVOH-Leistung bei hoher Luftfeuchtigkeit verschlechtern kann.
• Kompatibilität der Siegelmaschine: Stellen Sie sicher, dass die Schalenabmessungen und die Flanschbreite mit den Werkzeugen Ihrer Schalenversiegelung kompatibel sind, um eine ungleichmäßige Wärmeverteilung während der Versiegelung zu vermeiden.