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Die Erfindung betrifft eine Verpackung für ausgasende Lebensmittel und/oder nachreifende Lebensmittel, insbesondere gerösteten Kaffee und/oder Kaffeebohnen, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 1 und 6.
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Stand der Technik:
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Viele Lebensmittel werden zur einfacheren Handhabung und insbesondere zu ihrem Schutz in Verpackungen portioniert und gehandelt. In diesen Lebensmitteln laufen üblicher Weise chemische Prozesse ab, bei denen unter anderem auch Gase entstehen. Manche dieser Gase beeinträchtigen jedoch die Qualität, den Reifeprozess, Konsistenz und/oder andere Eigenschaften dieser Lebensmittel.
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Eine Vielzahl solcher chemischen Reaktionen werden beispielsweise während des Röstprozesses von Kaffeebohnen innerhalb der Bohne in Gang gesetzt, die dafür sorgen, dass der Kaffee sein volles Aroma entfalten kann. Neben all den Röstaromen, die so entstehen und von größter Bedeutung für den Geschmack und den Duft des späteren Kaffees sind, entwickelt sich aber auch Kohlenstoffdioxid.
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Dies entsteht dadurch, dass die Kaffeebohnen auch nach dem Röstvorgang weiter „reifen“. Diese Abgabe von Kohlenstoffdioxid erfolgt durchaus in nicht geringen Mengen, denn bis zu sechs Liter Gas kann so im Nachhinein aus den Bohnen noch entweichen.
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Würden die Bohnen direkt nach der Röstung in luftdichte Verpackungen gefüllt, so wäre die Wahrscheinlichkeit groß, dass diese früher oder später platzen. Aus diesem Grund werden die fertig gerösteten Bohnen häufig zunächst in Silos abgefüllt, in denen sie „abgasen“ können. Weil die gerösteten Bohnen, je mehr Zeit an der Luft verbringen, umso mehr Aroma verlieren, werden sie, je nach Belieben des Rösters, nach einem Zeitraum von zwischen zwei Tagen und zwei Wochen abgepackt.
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Da zu diesem Zeitpunkt der Prozess des Abgasens jedoch somit noch nicht vollständig abgeschlossen ist, wird nach bisherigem Stand der Technik ein Kunststoffventil in der Verpackung angeordnet, welches die Packung vor dem Platzen bewahrt, indem es die entstehenden Röstgase entweichen lässt. Mit Hilfe eines solchen Ventils kann der Kaffee somit sicher verpackt und dem Käufer mit vollen Geschmack geliefert werden.
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Um die Kosten für das Ventil zu sparen, bringen allerdings manche Hersteller anstelle eines solchen Ventils ein Loch in der Packung an, um dafür sorgen, dass die freigesetzten Gase der gerösteten Bohnen entweichen können. Jedoch kann durch das Loch nicht nur Kohlenstoffdioxid entweichen, sondern auch Sauerstoff hineinströmen. Dadurch altert der so verpackte Kaffee aber deutlich rascher und enthält nicht mehr sein volles Aroma, wenn er beim Kunden ankommt.
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Im Stand der Technik offenbart die
AT 502 215 A1 eine wiederverschließbare mikrowellengeeignete Verpackung. Diese besteht aus einem mehrlagigen Folienmaterial das mindestens einen Bereich aufweist, der bei Überschreiten eines durch die Mikrowellenerhitzung erzeugten Innendrucks durchlässig wird, welcher durch eine Mikroperforation gebildet und durch ein Etikett oder eine Heißprägefolie oder durch eine Lackbeschichtung abgedeckt ist.
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Die
EP 2 934 156 B1 offenbart eine Verpackung aus einem perforierten Polymerfilm zur Bereitstellung einer modifizierten Atmosphäre für Bananen.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Verpackungsmöglichkeit für ausgasende und/oder nachreifende Lebensmittel, insbesondere für gerösteten Kaffee und/oder Kaffeebohnen aufzuzeigen, mittels welcher der Reifezustand, insbesondere das Aroma des betreffenden Packguts in der verschlossenen Verpackung weitgehend aufrechterhalten werden kann und insbesondere kostengünstiger und umweltfreundlicher hergestellt werden kann. Denn es muss weniger Kunststoff verwendet werden, sodass Ressourcen geschont werden können.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
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Dementsprechend betrifft die Erfindung eine Verpackung für ausgasende Lebensmittel und/oder nachreifende Lebensmittel, insbesondere gerösteten Kaffee und/oder Kaffeebohnen, umfassend einen Beutel zur Bevorratung des Lebensmittels, der eine Folie aufweist, aus welcher der Beutel gebildet ist, wobei ein Ventil vorgesehen ist, um eine Abgabe von Gas aus dem Verpackungsbeutel nach außen bei Überdruck in der Verpackung zu ermöglichen und den diffusionsbedingten Gasaustausch bei vergleichbaren und/oder gleichen Druckverhältnissen in und/oder außerhalb des Verpackungsbeutels zu reduzieren. Dabei ist vorgesehen, dass das Ventil als Mikroperforation in der Folie mit wenigstens einem oder zwei Löchern:
- • der Größe von 750 µm2 bis 40.000 µm2, vorzugsweise von 390 µm2 bis 20.000 µm2, besonders bevorzugt 70 µm2 bis 16.000 µm2 und/oder
- • jeweils mit dem Durchmesser von 10-70 µm, vorzugsweise 20-60 µm, besonders bevorzugt 30 µm ausgebildet ist.
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Dies hat die Wirkung, dass zwar Gas aus dem Inneren der Verpackung austreten, aber kein Sauerstoff in das Innere der Packung eintreten kann. Das heißt, aus dem abgepackten Packgut ausgasende Gase können sich in der Verpackung nur bis zu einem, dem äußeren Umgebungsluftdruck entsprechenden oder leicht darüber liegenden Innendruck anstauen und entweichen aus dieser, sobald dieser innere Gasdruck den Strömungswiderstand des sich aus dem erfindungsgemäß in der Verpackungsfolie ausgebildeten Lochs/der Löcher und dem Außendruck ergebenden Widerstand übersteigt. Diffusionsprozesse, die auch das Eindringen von Sauerstoff in die Verpackung begünstigen könnten, spielen in vorteilhafter Weise eher eine geringere Rolle.
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Damit wird eine Steigerung des Reifeprozesses des in der betreffenden Verpackung abgepackten Packgutes verhindert, insbesondere kann so das Aroma von gerösteten Kaffeebohnen geschützt und lange erhalten werden.
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Die Verpackung zeichnet sich dadurch aus, dass sie als mechanischen Schutz vorzugsweise um jedes der Löcher einen durch Aufschmelzen, insbesondere durch Aufschmelzen beim Einfügen der Löcher bei der Mikroperforation, verstärkten Rand aufweist.
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Damit kann verhindert werden, dass bei Auftreten stärkerer Belastungen auf die Verpackung diese an den Löchern einreißt und ggf. das Packgut aus der Verpackung fallen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist eine Verpackung so ausgebildet, dass kein zusätzliches Ventil außer der Mikroperforation vorgesehen ist. Also ohne ein separat ausgebildetes und in die Verpackung mittels eines entsprechend zusätzlich vorzusehenden Bearbeitungsschrittes eingearbeitetes/eingeschweißtes Ventil.
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D.h., durch die erfindungsgemäß an den Verpackungen vorgesehenen Löcher entfallen sowohl die Herstellung, die Bevorratung/Lagerhaltung als auch der Bearbeitungsvorgang zur Einbringung eines solchen, i.d.R. als Membranventil ausgebildeten Ventils. Das Verpackungsmaterial, das aus einer Folie besteht, kann dadurch auch weiterhin sehr dünn bleiben, da ein herkömmliches Membranventil, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, meistens wesentlich dicker ist als das Folienmaterial.
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Insbesondere kann die Folie der Verpackung eine Dicke von 20 µm bis 200 µm, vorzugsweise von 40 µm - 140 µm aufweisen, sodass eine optimale Bearbeitung möglich ist.
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Bevorzugt umfasst die Folie der Verpackung:
- • eine Papierschicht und/oder
- • eine Biofolie und/oder
- • eine Aluminiumschicht und/oder
- • eine Folie mit Metallisierung und/oder
- • einen Kunststoff und/oder wenigstens eine Kunststoffschicht, insbesondere aus PET, PE und/oder PP, PA und/oder eine biologisch abbaubare Folie,
wobei die Folie insbesondere als Verbundmaterial ausgebildet ist. Denkbar ist zum Beispiel auch eine Folie aus einem Verbundmaterial aus Papier und Kunststoff (z.B. PE) oder aus einem Verbundmaterial aus Papier und Biofolie.
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Unter einer Biofolie ist eine biologisch abbaubare Folie und oder ein biobasierter Kunststoff und/oder ein Oxo-abbaubarer Kunststoff zu verstehen. Biologisch abbaubare Kunststoffe können auch aus nachwachsenden Rohstoffen gefertigt sein. Biobasierte Kunststoffe sind in der Regel aus nachwachsenden Rohstoffen gefertigt. Oxo-abbaubare Kunststoffe fragmentieren nach ihrer Nutzung in der Regel schnell, wobei den Polymeren Metallionen, wie Cobalt, Mangan, Eisen oder dergl. beigefügt wird. Die Fragmentierung erfolgt durch Oxidation, mit der die Polymerketten abgebaut werden können, etwa ausgelöst durch UV-Licht, Wärme oder dergl.
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Die Verpackung kann auch so ausgebildet sein, dass die Löcher auf der Verpackungsfläche beliebig angeordnet sind. Bei der Ausbildung von mehreren Löchern können diese z.B. auch in der Form eines Logos und/oder einer Marke auf der Verpackungsfläche angeordnet sein.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Verpackung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikroperforation durch einen Laser erzeugt wird, insbesondere einem CO-Laser und/oder einem CO2-Laser, wobei als mechanischer Schutz vorzugsweise um jedes der Löcher ein durch Aufschmelzen, insbesondere durch Aufschmelzen beim Einfügen der Löcher bei der Mikroperforation, verstärkten Rand ausgebildet wird.
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Besonders geeignet für das Verfahren ist der CO-Laser mit einer Wellenlänge im Bereich von 5µm (+/-1µm). Dieser lässt sich im Vergleich zum weit verbreiteten CO2-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6µm (+/-2µm) um circa Faktor 2 besser fokussieren.
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Der Laserstrahl wird über eine Linse mit einer Brennweite im Bereich von 25mm bis 150mm vorzugsweise 50mm bis 80mm eingesetzt und auf die Folienbahn fokussiert. Um den Fokusdurchmesser zu minimieren wird vorzugsweise vor der Linse eine Aufweitoptik eingesetzt. Je größer die Ausleuchtung der Linse ist, desto kleiner kann der Fokusdurchmesser sein.
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Der Prozess läuft vorzugsweise auf einem Umwickler, Doktorroller oder Rollenschneider bei bewegter Folienbahn. Zur Einbringung der Löcher wird der Laserstrahl über eine Linse auf die Folienbahn fokussiert. Im Pulsbetrieb werden am Laser Pulszeiten im Bereich von 50 µs bis 500 µs, vorzugsweise 100 µs bis 200 µs gewählt.
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Zum Erreichen sehr hoher Bahnlaufgeschwindigkeiten im Bereich von 200 m/min bis 700 m/min kommt ein Spiegelablenksystem zum Einsatz. Der fokussierte Laserstrahl wird über dieses Spiegelablenksystem während der Pulszeit/-dauer mit der Geschwindigkeit der Folienbahn synchronisiert.
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Eine weitere Möglichkeit, den Durchsatz zu erhöhen, besteht in der Teilung des Laserstrahls mittels Strahlteiler Optiken oder diffraktiven Optiken. Hier wird ein Laserstrahl in zwei oder mehrere Laserstrahlen aufgeteilt und danach auf die Folienbahn fokussiert.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:
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Bezug nehmend auf die beigefügten Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Demgemäß zeigen:
- 1: beispielhaft und schematisch eine Verpackung, insbesondere für gerösteten Kaffee und/oder Kaffeebohnen mit einem als Mikroperforation ausgebildeten Ventil und
- 2: ebenfalls beispielhaft und schematisch eine vergrößerte Darstellung einer Folie der Verpackung entsprechend dem in 1 als Mikroperforation gezeigten Ventil.
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Demgemäß zeigt die 1 beispielhaft und schematisch eine Verpackung 1 für ausgasende Lebensmittel und/oder nachreifende Lebensmittel, insbesondere gerösteten Kaffee und/oder Kaffeebohnen. Sie umfasst einen Beutel 2 zur Bevorratung des Lebensmittels, der eine Folie 3 aufweist, aus welcher der Beutel gebildet ist.
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Zur Abgabe von Gas aus dem Verpackungsbeutel nach außen ist ein Ventil 4 vorgesehen, das als in der Folie 3 ausgebildete Mikroperforation 5 realisiert ist. Die Mikroperforation 5 weist hier beispielhaft dargestellt 7 Löcher 5.1 auf.
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Die Größe der Löcher 5.1 liegt vorzugsweise im Bereich von 750 µm2 bis 40.000 µm2, vorzugsweise von 390 µm2 bis 20.000 µm2, besonders bevorzugt 70 µm2 bis 16.000 µm2.
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Ihr Durchmesser liegt vorzugsweise jeweils zwischen 10-70 µm, vorzugsweise 20-60 µm, besonders bevorzugt 30 µm.
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Die Löcher 5.1 sind in der Form eines „S“ oder dgl. anderem Symbol angeordnet gezeigt, um beispielhaft ein Logo oder dgl. zu symbolisieren.
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Die 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Folie 3 der Verpackung 1 entsprechend dem in 1 als Mikroperforation 5 gezeigten Ventil 4.
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Die Löcher 5.1 sind, im Unterschied zur 1, beispielhaft in einer Linie angeordnet. Grundsätzlich können die Löcher 5.1 auf der Verpackungsfläche jedoch auch beliebig angeordnet sein.
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Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Verpackung 1 kann um jedes der Löcher 5.1 ein durch Aufschmelzen, insbesondere durch Aufschmelzen beim Einfügen der Löcher bei der Mikroperforation, verstärkter Rand 5.2 ausgebildet werden.
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Grundsätzlich ist ein Schmelzrand in der Regel vorhanden. Je nach Material (z.B. bei einem Verbundmaterial aus Papier und Biofolie) kann der Schmelzrand aber auch sehr schmal ausgebildet sein.
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Gemäß der in der Abbildung 2 gezeigten Ausführung kann dieser verstärkende Bereich 5.2 sich deutlich über den unmittelbaren Umgebungsrand des betreffenden Lochs 5.1 hinaus erstrecken, z. B. ohne weiteres auf eine sich um das bis zu fünffache oder mehr des Lochdurchmessers erstreckenden Bereich. Hierdurch kann eine gleichmäßige Kraftverteilung um den Lochrand herum in der Folie bewirkt werden, was einem Einreißen massiv entgegenwirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verpackung
- 2
- Beutel
- 3
- Folie
- 4
- Ventil
- 5
- Mikroperforation
- 5.1
- Loch
- 5.2
- Rand
