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Sauersto£farme Verpackung Die vorliegsnde Erfindung bezieht sich auf
sauerstoffarme Verpackungen zum Aufbewahren von Substanzen, welche unter dem Einfluss
von Sauerstoff verderben, beispielsweise Nahrungsmittel, und auf blattförmige Materialien.
aus denen derartige Verpackungen hergestellt werden können.
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Bisher sind schon verschiedene Versuche gemacht worden, Sauerstoff
aus Verpackungen zu entfernen, indem man im Innern der Packungen angeordnete Sauerstoffentferner
verwendete. Derartige Verpackungen haben sich jedoch nicht in grossem Umfang durchsetzen
können, da sie viels Nachteile
besitzen. Die heute zumeist verwendeten
Systeme basieren auf der Verwendung von Feuchtigkeit enthaltenden Sauerstoffentfernern,
beispielsweise Enzymen, welche eine Glukoseoxidase- und Katalase-Aktivität besitzen.
Diese Systeme sind schwierig zu versenden und zu lagern, da sie ihre Sauerstoff-Absorptionskapazität
vollstandig aufbrauchen' wenn sie längere-Zeit der Atmosphäre ausgesetzt werden.
Andere Versuche sind gemacht worden, um anorganische Oxydations-Reduktions-Katalysatoren
(Redox-Katalysatoren) im Innern von Verpackungen anzuordnen, in welche man dann
Wasserstoff einführt, damit der Sauerstoff durch Reaktion mit dem Wasserstoff verbunden
wird. Derartige Katalysatoren sind jedoch entweder in Berührung mst dem Nahrungsmittel,
beispielsweise der. in der Verpackung enthaltenen Trockenmilch, oder man gibt sie
in die Verpackung in Form einer getrennten Kapsel oder in Form von Tabletten einz
Derartige Kapseln oder Tabletten bieten im Nahrungsmittel einen unangenehmen hnblick
und stellen auch eine mögliche Gefahr für den Verbraucher dar, welcher sie versehentlich
mit dem Nahrungsmittel aufnimmt. Ausserdem kompliziert die Zugabe von Kapseln oder
Tabletten den Füllvorgang beim Verpacker.
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Ganz besondere Schwierigkeiten sind bei der. Verpackung und Lagerung
von getrockneter Vollmilch aufgetreten. Feuchtigkeitshaltige Sauerstoffentferner
können nicht verwendet werden, da disin ihnen enthaltene Feuchtigkeit das Milchpulver
verdirbt. Die Kosten zur agerung dieses Produktes in einem hermetisch verschlossenen
festen Metallbehälter sind zu gross, um diese Methode praktisch durchführbar zu
machen. Die Zugabe von anorganischen Oxydations-Reduktions-Katalysatoren zum verpackten
Produkt verleiht dsem das Aussehen unangenehmer, verdorbener Ware.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigketten, indem
nunmehr ein bahnförmiges Material geschaffen wird, welches ohne besondere Vorsichtsmassregeln
versandt und gelagert werden kann und welches einen trockenen Redox-Katalysator
im Innern des bahnfrmigen Materials enthält.
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Dieser Katalysator befindet sich nicht in Berührung mit dem Inhalt
eines Behälters, den man aus dem bahnförmigen Material herstellen kann.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es nun zum erstenmal möglich,
Vollmilch-Trockenpulver in einem flexiblen Beutel oder Sack zu niedrigen Kosten
ohne Verwendung von sauerstoffentSernenden-Kapseln oder Tabletten innerhalb des
Beutels
zu verpacken, und diese Packung gestattet es, das Milchpulver unter geeigneten Bedingungen
und ohne Verderbnis aufzubewahren.
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Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
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Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines Beutels, der erfindungsgemäss
hergestellt wurde, und Fig. 2 ist ein Querschnitt des Beutels nach Fig.l entlang
der Linie 2-2; der Querschnitt ist vergrössert, damit die Struktur des Materials
besser zu erkennen ist.
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In Fig. 1 ist de hermetisch verschlossene Beutel 1 gezeigt, welcher
ein Nahrungsmittel, insbesondere Vollmilchpulver, enthält. Der dargestellte Beutel
ist an drei Kanten 2 verschlossen, jedoch können auch andere bekannte und konventionelle
Beutelformen verwendet werden.
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Wie aus Fig.2 hervorgeht, wird der Beutel gemäss vorliegender Erfindung
aus einem blattförmigen Material gebildet, welches aus mehreren Lagen besteht. Die
für den erfindungsgemässen Zweck wichtigen Lagen der Verpackung sind zunächst eine
gas- und wasserundurchlässige Sperrschicht 3, vorzugsweise in Form einer Metallfolie,
und eine innere Lage 4, welche aus einem wasserundurchlässigen, jedoch gasdurchlassigen
Material
gebildet ist. Der Katalysator befindet sich bei 5 zwischen diesen zwei Schichten
und ist demgemäss in Berührung mit der Gasphase im Innern der Verpackung, jedoch
von festen oder flüssigen Produkten in der Verpackung getrennt.
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Das. Material der Lage 4 gemäss Fig.2 ist vorzugsweise ein Kunstharz,
beispielsweise Polyäthylen, kann jedoch auch irgend ein gleichartiges Material sein,
beispielsweise Polypropylen oder verschiedene andere geeignete Polyolefine, Cellophan,
Polyvinylchlorid, Kautschukhydrochlorid, oder Mischungen aus Wachsen und Mischpolymeren,
beispielsweise Gemische aus Wachs und Mischpolymeren aus Aethylen und Vinylacetat.
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Vorzugsweise dispergiert man den Katalysator in einem ädhäsionfähigen
Material 5, wie in Fig.2 gezeigt; wenn gewünscht, kann der Katalysator auch nur
zwischen die Lagen 3 und 4 vor der Laminierung durch Auf sprUhen, Aufbürsten, Aufspritzen,
elektrolytische oder elektrostatische Abscheidung oder durch Abscheidung aus einem
metallhaltigen Dampf aufgebracht werden. tJeblicherweise ist die Lage 5 sehr dünn,
oftmals nur wenig dicker als eine monomolekulare Schicht.
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Beispiele von adhäsionsfördernden Stoffen, die zur Verbesserung der
Adhäsion von Polyolefinharzen auf Metallfolien verwendet
werden
können, sind PolyAthylenimin, Titanacetylacetonat und Schellack. Vorzugsweise bringt
man diese Adhäsionsförderer, die im allgemeinen als Verankerungsschichten oder Primer
bezeichnet werden, aus Lösung in einer Flüssigkeit wie-beispielsweise Isopropylalkohol
auf. Eine andere Art von adhäsionsfördernden Stoffen, die verwendet werden können,
ist Vinylc/hlorid, welches man in Form einer Lösung in Toluol, Methyläthylketon,
Alkoholen oder Mischungen dieser Lösungsmittel aufbringen kann. Derartige Beschichtungen
werden gewöhnlich auf Metallfolien aufgetragen, um diese zu schützen und ; die Adhäsion
von Schmelzbeschichtungen, wie Mischungen aus Wachsen und Mischpolymeren, zu verbessern.
Die Lage 5 kann auch genau so gut ein Klebstoff oder Leim sein, mit dem man die
Lagen 3 und 4 verbindet. Wenn man den Katalysator mit dem Adhäsionsverbesserer mischt,
sollte dieser Stoff selbst gasdurchlässig sein, damit der Katalysator für die im
Innern des Behälters befindliche Gasphase zugänglich bleibt. Wenn der Adhäsionsvermittler
nicht gasdurchlässig ist, kann man den Katalysator auf die Oberfläche der Schicht
5 aufspritzen, wodurch diese in Berührung mit der innern Fläche der durchlässigen
Schicht 4 gelangt. Der Katalysator. kann demgemäss einem Adhäsionsvermittler
beigemischt
werden, im Falle von Extrusionsbeschichtung der Verankerungsschicht ; im Falle einer
Schmelzbeschichtung der Schutzschicht, oder dem Klebstoff, der zur Verbindung der
beiden Lagen benutzt wird.
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Wie aus Fig.2 hervorgeht, kann eine weitere Lage 6, beispielsweise
aus Papier, auf der Aussenseite der Verpackung angeordnet sein, um beispielsweise
Handelsmarken anzubringen, und auch um die gasundurchlässige Sperrschicht 3 gegen
Abrieb u.s.w. zu schützen. Während die undurchlässige Lage 3 als aus Metall bestehend
dargestellt ist, kann sie jedoch auch durch irgendwelche andere-geeignete Materialien
ersetzt werden, beispielsweise durch Polyvinylidenchlorid.
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Vorzugsweise besteht der Katalysator aus Palladium, entweder in feinverteilter
Form wie Palladiumschwarz oder in Form einer dünnen Schicht auf einem Träger wie
feinverteilter Tonerde Man wendet Palladium aus wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise
an, jedoch ist es selbstverständlich, dass ähnlich wirkende Substanzen wie beispielsweise
die anderen Metalle der Platingruppe oder organische Zinnverbindungen mit gleichem
Erfolg verwendetwerden können.
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Zur Herstellung von erfindungsgemässen Verpackungen füllt man das
Produkt in den Beutel ein und entfernt den
darin enthaltenen Sauerstoff
soweit wie möglich durch Spülen mit einem Inertgas, im vorliegenden Fall vorzugsweise
mit einem solchen, das mindestens 5% Wasserstoff enthält, oder indem man im Innern
der Verpackung ein Vakuum erzeugt, und danach ein Gas einströmen lässt, welches
Wasserstoff enthält.
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Dann schliesst man den Beutel, der dann beispielsweise zum weiteren
Versand und zur Lagerung in einen Karton überführt werden kann. Diese gewöhnlich
angewandten Verfahren der Vakuumverpackung, Spulun ;, tit einem Inertgas oder Kombinationen
dieser Verfahren hinterlassen einen Rest-Sauerstoffgehalt von etwa 1 bis 2 % in
der Gasphase der Packung, und diese restliche Menge sollte zum Schutz des trockenen
Nahrungsmittelpulvers entfernt werden. Dieser- restliche Sauerstoff wird nun praktisch
vollständig aus der Verpackung entfernt, wozu die Zeit benötigt wird, bis sich der
Sauerstoff mit dem vorhandenen Wasserstoff verbunden hat. Aus dem verpackten Produkt
desorbierter * « r Sauerstoff wird durch dieses System ebenfalls entfernt, weiterhin
der Sauerstoff, der in die Verpackung an Stellen erhöhter Durchlässigkeit eindringt.
Die geringe Menge an Wasser, welche bei der Reaktion gebildet wird, fällt in der
Nähe des zwischen den Lagen 3 und 4 befindlichen Katalysators an. Das trockene Nahrungsmittelpulver
wird jedoch durch die
Lage 4 von der bei der Oxydationsreaktion
gebildeten Feuchtigkeit abgeschirmt.
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Die nun folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
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Beispiel 1 Man stellte ein Grundmaterial durch Laminierung eines Papiers
von etwa 50 g/m2 mit einer etwa 9 µ dicken Aluminiumfolie her; dabei wurde Polyäthylen
zur Verbindung dieser-beiden Lagen auf die Folie extrudiert. Auf die andere Seite
des Filmes wurde eine Verankerungsschicht aus Polyäthylenimin in Form einer O,25%igen
Lösung in Isopropanol 2 aufgebracht. Es wurden etwa 6,8 g Lösung pro m Material
aufgebracht und das Lösungsmittel danach durch Verdampfung entfernt. Die Polyäthyleniminlösung
enthielt ebenfalls soviel feinverteiltes Palladium, dass sich eine Beschichtung
von etwa 8,5 mg/m2 ergab. Ueber diese katalysatorhaltige Verankerungsschicht wurde.
eine etwa 3,8 R dicke PolySthylenschicht extrudiert. Ein gleiches Grundmaterial
wurde ohne den Katalysator zu Vergleichszwecken hergestellt. Aus beiden Grundmaterialien
wurden Beutel hergestellt, und in jeden Beutel wurden vier gefriergetrocknete Garnelen
eingebracht.
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Die Beutel wurden mit einem Gas gespült, das sich aus 5% H2 und 95%
N2 zusammensetzte, und sofort nach dem Verschliessen wurde die Atmosphäre im Beutel
auf Sauerstoff untersucht sowie in bestimmten Intervallen danach. Die Ergebnisse
dieser Versuche sind in den Tabellen I und II zusammengefasst.
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Tabelle I Beutel mit Garnelen ohne Katalysator Sauerstoffgehalt,
% Beutel Nr. t = 0 Std. t = 48 Std. t = 7 Tage 1 0,30 0,30 0,30 2 0,57 0,57 0,57
3 0,33 0,34 0,36 Tabelle Ii Beutel mit Garnelen mit Katalysator Beutel Nr. Sauerstoffgehalt,
% t = 0 Std. t = 48 Std. t = 7 Tage 4 1,13 0,87 0,18 5 0,70 0,50 0,01 6 0,81 0,50
0,02
Beispiel 2: Aus Weiten Grundmaterialien nach Beispiel 1 wurden
Beutel geformt, welche mit Vollmilch-Trockenpulver gefüllt wurden, welches dafür
bekannt ist, bedeutende Mengen an Sauerstoff zu desorbieren. Jeder Beutel wurde
wieder mit einem aus 95% N2 und sk H2 bestehenden Gas gespült und dann versiegelt.
Die Sauerstoffgehalte nach verschiedenen Zeiten sind in den Tabellen III und IV
aufgeführt.
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Tabelle III Beutel mit getrockneter Vollmilch ohne Katalysator.
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Sauerstoffgehalt, % Beutel Nr. ; t = O Std. t = 48 Std. t = 7 Tage
7 1,44 1,86 1,90 8 1,27 1,75 ~ 1,81 9 1,91 2,49 2,56 Tabelle IV Beutel mit getrockneter
Vollmilch, mit Katalysator.
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Sauerstoffgehalt, % Beutel Nr. t = 0 Std. t = 48 Std. t = 7 Tage
10 1,25 1,31 0,68 11 1,03 0,93 0,53 12 1,51 1,38 0,88