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Verpackung & Kennzeichnung Die Atmosphäre muss stimmen

06.10.2014

Verpackt man Lebensmittel unter Schutzatmosphäre, kann man das Mindesthaltbarkeits­datum um Tage oder gar Wochen verlängern. Dabei ist eine sorgfältige Dichtigkeitsprüfung der Verpackung gefragt. Hierzu wird neuerdings Wasserstoff eingesetzt. Mit ihm lassen sich im Produktions­prozess kleinste Leckagen identifizieren – und das bei hohen Taktzahlen.

Salatmischungen, Brot, Käse, Aufschnitt und vieles mehr bleiben unter lebensmittelgeeigneten Schutzgasen bestmöglich geschützt – sofern die Verpackung dicht ist. Um dies zu gewährleisten, sind am Markt unterschiedlichste Methoden zur Dichtigkeitsprüfung vertreten. Doch die herkömmlichen Lösungen haben verschiedene Nachteile.

Eine Möglichkeit, defekte Verpackungen zu identifizieren, stellt das Wasserbad dar: Die Verpackung wird unter Wasser gedrückt, gegebenenfalls aufsteigende Gasblasen zeigen eine Leckage an. Doch die Methode eignet sich nur für Stichproben und produziert aufgrund der nassen Verpackungen Ausschuss. Ein anderes Verfahren basiert auf einem Vakuum. Hierbei wird eine hermetisch abgedichtete Testzone evakuiert. Nach einem definierten Zeitraum wird eine Änderung des Vakuums erfasst und aufgezeichnet. Obwohl so Undichtigkeiten zuverlässig detektiert werden, hat die Methode einen entscheidenden Nachteil: Die Verpackungen werden nur chargenweise geprüft. Umfasst eine Charge mehrere Verpackungen, werden schon bei einer einzigen fehlerhaften Verpackung alle Produkte der Charge ausgestoßen. Wird dagegen nur eine Verpackung pro Charge geprüft, wird die Maschine zur Dichtigkeitsprüfung – insbesondere bei hohen Taktzahlen – sehr groß. Auch gasbasierte Technologien, die mit Kohlendioxid (CO2) oder Helium (He) arbeiten, können die Dichtigkeitsprüfung nur chargenweise durchführen, sodass bei einer einzelnen defekten Verpackung entweder die gesamte Charge verworfen oder neu verpackt werden muss.

Ein visuelles Verfahren nutzt Röntgenstrahlen und kann damit beispielsweise auch Etiketten oder Barcodes prüfen. Hierbei prüft man die Siegelnaht, indem man ein Bild des Soll-Zustands mit dem Bild des Ist-Zustands abgleicht. Eine Unterscheidung zwischen einem rein optischen Fehler und einer tatsächlichen Undichtigkeit kann so nicht getroffen werden. Stattdessen werden alle Packungen ausgeschleust, die optisch nicht dem Soll-Zustand entsprechen. Wieder andere Methoden eignen sich nur für bestimmte Verpackungsformen: So können durch Ultraschallmessung zwar Falten, Undichtigkeiten oder unvollständige Siegelnähte bei voller Produktionsgeschwindigkeiten erkannt werden – das Verfahren ist jedoch nur bei flexiblen Verpackungen anwendbar. Zudem arbeitet der Ultraschallsensor mit Wasser als Medium, was zu nassen Verpackungen führt.

Neue Wege geht Linde mit dem Mapax-LD-System zur Dichtigkeitsprüfung. Die Technologie erlaubt es, jede Verpackung absolut zuverlässig und zerstörungsfrei auf qualitätsmindernde Undichtigkeiten, zum Beispiel durch eine fehlerhafte Siegelung, zu prüfen. Die Dichtigkeitsprüfung setzt dabei auf Wasserstoff als Detektionsgas statt auf CO2 oder das kostenintensive Helium. Hierzu wird Wasserstoff in geringer Menge (bis maximal vier Prozent) dem Verpackungsgas zugemischt. Ein leichter mechanischer Druck auf die Packung lässt im Falle einer Undichtigkeit neben den Lebensmittelgasen auch den Wasserstoff aus der Packung entweichen. Dieser wird durch einen empfindlichen Sensor detektiert, der einen optischen Alarm auslöst.

Undichtigkeit in Sekunden erkennen

Die betroffene Verpackung wird umgehend aus der Produktionsstraße entfernt, entweder durch Ausblasen des defekten Produkts mit Druckluft oder durch einen Schiebearm. Damit arbeitet das System deutlich schneller als herkömmliche Verfahren und erkennt auch kleinste Undichtigkeiten in Sekundenbruchteilen. So ist ein hoher Qualitätsstandard garantiert, der Reklamationen durch den Einzelhandel deutlich reduziert. Das System arbeitet inline, also integriert in den kontinuierlichen Produktionsprozess. Es wird im Anschluss an die Verpackungsmaschine platziert und kann an die jeweilige Bandgeschwindigkeit angepasst werden. Je nach Verpackungsgröße ist eine Prüfung von bis zu 60 Takten pro Minute möglich. Sowohl Schlauchbeutel als auch Schalen unterschiedlicher Höhe können geprüft werden.

Den für die Dichtigkeitsprüfung erforderlichen Wasserstoff in Lebensmittelqualität bietet Linde mit Biogon H. Das Reingas erfüllt alle Anforderungen an die in der Lebensmittelproduktion eingesetzten Gase. Diese gewährleisten reproduzierbar eine immer gleichbleibende Qualität. Dazu zählt zum einen eine höhere Reinheit, als sie die Gesetzgebung für Lebensmittel fordert. Zum anderen entsprechen sie den speziellen Vorgaben zur Rückverfolgbarkeit von Lebensmittelzusatzstoffen, etwa über die branchenübliche kontinuierliche Erfassung und Dokumentation aller Produktions- und Lieferschritte. Die konsequente Umsetzung der Vorschriften für die Lebensmittelherstellung wird durch die regelmäßige Zertifizierung von Linde nach der ISO 22000 durch den TÜV überprüft und bestätigt.

Auf die Mischung kommt es an

Im Biogon-Sortiment sind unter anderem alle Gase vertreten, die sich als Bestandteil von Gemischen für die Verpackung von Lebensmitteln bewährt haben: Dies sind CO2, Stickstoff, Sauerstoff und Argon. Jedes Gas wirkt unterschiedlich: Kohlendioxid hemmt die Vermehrung von Bakterien und Pilzen, tötet vorhandene Keime aber nicht ab. Stickstoff ist inert und wird deshalb vor allem als Platzhalter zur Verdrängung des Luftsauerstoffs eingesetzt. Sauerstoff dient zum einen als Atmungsreserve bei sogenannten FreshCut-Produkten und hemmt zum anderen das Wachstum von anaeroben Mikroorganismen. Hohe Sauerstoffgehalte werden zur Farberhaltung bei rohem rotem Fleisch eingesetzt. Argon wird eine inhibierende Wirkung auf bestimmte enzymatische Bräunungsreaktionen zugeschrieben.

Kohlendioxid, Stickstoff, Sauerstoff und Argon werden deshalb immer in produktspezifischen Kombinationen und Mischungsverhältnissen eingesetzt, um eine Verlängerung der sogenannten Lag-Phase zu erzielen. Sie beschreibt den Zeitraum, in dem das natürliche Bakterienwachstum gehemmt werden kann. Konkret bedeutet das ein längeres Mindesthaltbarkeitsdatum. Ist die ideale Schutzatmosphäre gefunden, geht es darum, dass sie im gewünschten Mischungsverhältnis in die Verpackung kommt und zuverlässig darin verbleibt. Verpackungsmaschine und -material müssen exakt aufeinander sowie auf die Gase abgestimmt sein. Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Verpackungsfolie zu: Sie dient als Wasserdampf-, UV- und Gasbarriere.

Das optimale Zusammenspiel von Produkt, Lebensmittelgasen und Verpackung zu finden, kann also aufwendig sein. Fehlt es im Betriebsalltag an den notwendigen Kapazitäten, um solche speziellen Aufgabenstellungen zu lösen, ist das Linde-eigene Anwendungstechnische Zentrum (ATZ) in Hamburg die richtige Anlaufstelle. Im Praxisversuch lassen sich Effizienz und Wirtschaftlichkeit verbessern und die Produktqualität steigern. Im Bereich MAP reicht das im ATZ angebotene Spektrum von Versuchen mit unterschiedlichen Gasen, individuellen Gasgemischen und verschiedenen Verpackungsmaterialien über Lösungen zum Verpacken bis hin zur Lagerung und Reifung von Fleischwaren unter modifizierter Atmosphäre in der Reifekammer. Das jeweilige Test-Programm wird kundenindividuell und anwendungsspezifisch festgelegt. Alle Versuche werden professionell dokumentiert. So ist eine sichere Umsetzung in der späteren betrieblichen Praxis zuverlässig gewährleistet.

Verbraucher und Einzelhandel stellen hohe Anforderungen an die Frische und Qualität von Lebensmitteln. Diese kann die Lebensmittelindustrie mit MAP-Verpackungen erfüllen. Voraussetzung sind Kenntnisse über die eingesetzten Gase und deren sichere Handhabung sowie über die Verpackung. Vor allem ist aber die abschließende Dichtigkeitsprüfung entscheidend, um die Qualität des Produkts bis zum Ende des Mindesthaltbarkeitsdatums sicherzustellen. Mit Mapax LD bietet Linde ein System, mit dem sich diese Dichtigkeitsprüfung präzise und wirtschaftlich durchführen lässt.

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