国内外无菌液体包装纸板产品技术指

摘要:通过对国内外7款80 m N无菌液体包装纸板的关键性指标和应用技术进行对比分析,结果表明:在产品轻量化、微生物控制和压痕适应性表现上,国产产品S4与进口产品S1、S2、合资产品S3接近,国产产品S5、S6、S7与进口产品S1、S2、合资产品S3仍有一定差距;在产品印刷适应性方面,国产产品普遍优于进口产品。文中进一步分析了国产无菌液体包装纸板在产品轻量化、微生物控制和压痕适应性表现上存在差距的原因,为本土液包纸板生产企业准差距、优化产品质量提供方向。关键词:液体包装纸板;轻量化;微生物;印刷;压痕
Abstract: Comparative analysis of the key specifications and techniques of 7 domestic and foreign 80 mN aseptic liquid food packaging board products were conducted. The results showed that in terms of product lightness, microbial control and indentation adaptability, domestic product S4 is close to imported products S1, S2 and joint venture product S3, while domestic products S5, S6 and S7 still have a certain gap with S1, S2 and S3; in terms of printing adaptability, domestic products are generally better than imported products. The paper further analyzes the reasons for the gap between domestic aseptic liquid packaging paper in terms of product lightness, microbial control and indentation adaptability, and points out the direction for local liquid packaging paperboard manufacturers to further optimize their product quality.
Key words: liquid food packaging board; lightweight; micro-organisms; printing; indentation
国内外无菌液体包装纸板产品技术指标对比分析
⊙ 陈建云  卢诗强(珠海红塔仁恒包装股份有限公司,广东珠海 519070)
中图分类号:TS77; TS761.7文献标志码:B 文章编号:1007-9211(2022)23,24-0052-04
陈建云 先生
技术顾问,工程师;长期从事液体包装
纸板的研发与工艺优化工作。
Comparative Analysis of Technical Indexes of Domestic and Foreign Aseptic Liquid Packaging Paperboard Products
⊙ Chen Jianyun, Lu Shiqiang (Zhuhai Hongta Renheng Packaging Co., Ltd., Zhuhai 519070, Guangdong, China)
测井电缆
压铸机料筒的设计无菌液体包装纸板是一种安全、环保、可再生的包装材料,以其作为基材的复合包装材料被广泛应用于乳制品、果汁、茶饮或咖啡等液体食品的包装[1]。2022年全球无菌液体包装纸板的市场需求量超过300万t,国内需求量超过80万t。无菌液体包装纸板因其加工应用条件严苛,对纸张物理指标、印刷性能和食品安全性要求极高,在很长时期一直被国外企业垄断,成为造纸行业具备强技术壁垒的高端产品之一。目前,无菌液体包装纸板生产集中度高,全球仅包括中国在内的少数几个国家能够生产[2]。
1 国内外无菌液体包装纸板技术发展历程
无菌液体包装国外已有60年的应用历史,利乐包装是一家集灌装设备和复合包材生产、无菌液体包装技术解决方案提供的国际化领军企业,始终保持着对市场的垄断地位,全球市场占有率最高时超过90%,目前仍超过70%。BK(BillerudKorsnas)和SE(StoraEnso)是利乐包装的两大主要无菌液体包装
纸板原材料供应商[3],两家国际化造纸企业依靠自身在该领域的深耕,巨大的研发投入和产品轻量化优势,其无菌液体包装纸板占据全球主要市场份额,并引领着行业的发展方向。
中国乳品业和饮料业持续高速发展,但无菌液体包装纸板一直依赖进口。珠海红塔仁恒包装股份有限公司自2009年开始为利乐公司提供无菌液体包装纸板,但产量相对少,且仅能专供利乐。2016年,国家对利乐包装的垄断行为进行干预,给国内无菌包装行业带来快速发展的机遇,同时促进了多家本土造纸企业进军无菌液体包装纸板领域,万国太阳、亚太森博成功入围。同年St o r a E n s o在华投资的北海工厂投产,国内无菌液体包装纸板行业进入多家生产企业相互竞争的局面,促进了国产产品的生产技术升级和品质提升。
2 无菌液体包装纸板的基本结构
无菌液体包装纸板一般以三层纤维结构(面层、芯层、底层)为主,不同层赋予纸板不同的性
图1  无菌液体包装纸板的基本结构
动力换挡变速箱
图2 7款国内外80
mN液体包装纸板样品的定量图3 7款国内外80
mN液体包装纸板样品的孢子数
图4 7款国内外80
mN液体包装纸板样品的表面粗糙度
能,其结构示意图见图1[4]。面层一般使用漂白阔叶木浆和漂白针叶木浆,其中面层的表面还会增设
以碳酸钙和胶乳为主要组分的涂布层,以使纸板表面强度、白度和光滑度等满足精美印刷和包装需求;芯层主要使用化学热磨机械木浆来提高纸板的松厚度和挺度,从而提升纸板的包装成形稳定性和货架表现力,同时降低生产成本;底层一般使用本针叶木浆,以提高纸板的底层强度,避免包材在灌装成形时出现折爆漏包现象。
3国内外无菌液体包装纸板的关键技术对比分析
3.1无菌液体包装纸板轻量化
无菌液体包装纸板在市面上是以挺度和面积来计算价格的,液体包装纸板轻量化设计,可以减少单位面积包材使用的纤维原材料,节省能耗,可以同时降低生产成本和客户使用成本,提升产品竞争力。Stora Enso北海工厂自2016年投产以来,产品凭借着轻量化优势,在国内市场迅速扩张,2021年无菌液包纸板供货量超过18万t,2022年预计超过20万t,已占据最大国内市场份额,且大有扩张之势。产品轻量化设计不是单纯的降低定量,需要兼顾挺度、内结合强度、抗张强度、边渗等物理指标,同时需要考虑到产品在加工应用端的适应性。图2为7款国内外80m N无菌液体包装纸板样品的定量实际测量值,其中进口产品S1和S2定量分别为195 g/m2和196 g/m2,合资产品S3平均定量为197 g/m2,国产产品S4平均定量为197 g/m2,与合资产品处于同一水平,其他三款国产产品定量均在203 g/m2以上,较进口产品定量高3%以上。整体上国产无菌液体包装纸板在产品轻量化方面表现与进口产品还有一定差距,但也有个别国产化的量产产品能够突破技术瓶颈,与合资产品处于同一水平。
3.2微生物控制
为了避免无菌液体包装纸板对包装食品造成污染,像利乐、康美包均对纸板供货商提出了明确的微生物控制要求,一般都要求纸板的孢子数在1,000 C F U/g以内。无菌液体包装纸板微生物控制需要对产品原材料、生产过程、产品包装和物流全过程进行综合监管,其中包括:原材料微生物管控,系统清洗管控,杀菌剂选型、添加点、添加量和添加频次的优化,产品包装和物流过程的防水防潮处理等。无菌液体包装纸板的微生物管控影响因素多、复杂,且不同生产环境面临的问题具有一定特殊性,因此,微生物控制技术成为一些造纸企业进入液包纸生产领域的主要技术屏障。
触摸屏ic图3为7款国内外80m N无菌液体包装纸板样品的孢子数检测值。图中可以看出S1~S5孢子数检测值均低于200 C F U/g,处于好的控制水平。S6和S7孢子数超过1,000 C F U/g,与行业最好水平存在较大
差距。无菌液体包装纸板国产化已经有10余年,
热电堆一些国内企业在产品微生物管控方面也积累了
丰富的经验,像S4和S5做到了与进口产品同一水
平。
3.3印刷适应性
无菌液体包装纸板的印刷表面粗糙度和光
泽度直接影响其印刷适应性,低的表面粗糙度和
高的表面光泽度更有利于获得好的印刷质量。图
边缘融合机4和图5分别为7款国内外80 m N液体包装纸板样图5 7款国内外80 mN液体包装纸板样品的表面光泽度
[收稿日期:2022-11-28]
品的印刷表面粗糙度和光泽度,可以看出国产产品的印刷表面粗糙度普遍低于进口和合资产品,而国产产品的印刷表面光泽度整体上高于进口和合资产品,说明了国产无菌液体包装纸板有更好的印刷适应性,更有利于获得好的印刷质量。国内复合包材生产企业规模和发展水平不尽一致,使用印刷机的
先进程度和印刷方式也不相同,且国内消费者对产品包装印刷的
精美度要求高于国外,国内纸板生产企业只能适应国情需要,不断提高纸板的印刷适应性,满足客户需求。而进口无菌液包纸印刷适应性相对差,一般用在更为先进柔印设备或是印刷图案相对简单的浅包装上。3.4
压痕适应性
压痕是液包纸加工应用的必要环节和重要的力学行为,好的压痕质量方可塑造包装的美学结构,并将包装折皱和爆裂几率降到最低。压痕相对保留率(RCS)是通过比较压痕处和无压痕处的挺度来衡量压痕的深浅和质量,通过对R C S大量样本数据的统计分析,可以表征压痕的质量稳定性和适应性。图6为7款国内外80 m N无菌液体包装纸板样品的R C S标准偏差值,每份样品检测100个R C S 数据。从图6中可以看出,进口和合资产品的R C S标准偏差要整体小于国产产品,说明其拥有更好的压痕稳定性和适应性。液包纸的分层定量设计、纤维配比、打浆度、纤维原材料选择等决定了其压痕性能表现,国外企业对液包纸的研究时间长且深入,其产品的结构设计更为合理。当然,随着国内液包纸生产企业技术团队对液包纸的结构分析与研究的不断深入,其产品的工艺设计水准也在不断提高,与进口产品的这种差距也在逐渐缩小,甚至有望实现赶超。
4 结论
进口无菌液体包装纸板在产品轻量化、微生物控制和压痕适应性方面,整体表现来看,仍有一定优势;国产无菌液体包装纸板经过10余年的发展,国产产品S4已基本与进口产品平齐;在产品印刷适应性方面,
国产产品更是普遍优于进口产品。参考文献
[1] 周家赞.S公司液体包装纸板中国市场业务竞争战略研究[D].南宁:广西大学,2014.
[2] Deshwal G K, Panjagari N R, Alam T.  An overview of paper and paper based food packaging materials: health safety and environmental concerns[J]. Journal of Food Science and Technology, 2019,56(10):4391-4403.[3] 王丽娟,刘洪斌.液体复合包装原纸板生产工艺的研究进展[J].中国造纸,2016,35(2):52-55.
[4] 卢诗强,陈建云,陈婷,等.打浆度和纤维配比对液体包装纸板面层纤维基片性能的影响[J].中国造纸,  2022,41(5):32-36.
图6 7款国内外80 mN液体包装纸板样品的RCS值标准偏

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