Drei Bausteine für lang anhaltende Frische

Modified Atmosphere Packaging (MAP) liegt im Trend. Während des Verpakkungsprozesses wird die Umgebungsluft in der Verpackung durch Gas oder durch ein Gasgemisch ersetzt. Die Gaszusammensetzungen sind dabei so unterschiedlich wie die verschiedenen Produkte, die unter modifizierter Atmosphäre verpackt werden. Zur Erzeugung der Gasgemische werden heute in den meisten Fällen Gasmischsysteme verwendet. Moderne Gasmischsysteme erzeugen äußerst präzise Gemische, lassen sich in verschiedene Arten von Verpackungsmaschinen integrieren, verbrauchen wenig Energie und sind wartungsarm. Vor allem aber bieten sie dem Anwender eine hohe Flexibilität. Auf Knopfdruck lassen sich in kürzester Zeit verschiedene Gemische in einer Verpackungslinie realisieren, je nachdem, welche Zusammensetzung das jeweilige Produkt erfordert. Zudem ergeben sich durch die Verwendung von Einzelgasen wie CO2 und N2 deutliche Kostenvorteile verglichen mit dem Einsatz von Fertiggemischen.

Zur umfassenden Qualitätssicherung bereits während des Verpackungsprozesses können Gasmischsysteme mit Gasanalysatoren kombiniert werden. Dabei lassen sich im Wesentlichen drei Anwendungsarten unterscheiden: Zum einen die Analyse im Gasbehälter bei Tiefziehverpackungsmaschinen oder Traysealern. Dabei ist ein Gasanalysator zur permanenten Überwachung des Gasgemisches in das Gasmischsystem integriert. Zwischen Gasmischer und Verpackungsmaschine speichert ein Pufferbehälter das Mischgas, das taktend von der Maschine entnommen wird. Der Gasanalysator überwacht laufend die korrekte Zusammensetzung des Gasgemisches im Pufferbehälter.

Zum anderen die Analyse bei Tiefziehverpackungsmaschinen oder Traysealern in der Kammer. Die Überwachung des Gemisches erfolgt nicht im Pufferbehälter, sondern direkt in der Kammer der Verpackungsmaschine. So kann eine nachträgliche Abweichung vom korrekten Gasgemisch, etwa durch Undichtigkeiten der Kammer, erkannt und vermieden werden. Drittens wird bei Schlauchbeutelverpackungsmaschinen mittels einer Lanze während des Einbringens der Schutzatmosphäre in die Verpackung eine Probe aus der Verpackungskammer gezogen und die Einhaltung des gewünschten Gasgemisches vom Gasanalysator überwacht.

Im Anschluss an den Verpackungsprozess wird mittels Stichprobe die Gaszusammensetzung in der Verpackung kontrolliert. Diese Art der Qualitätskontrolle wird bei nahezu allen Unternehmen durchgeführt, die mit modifizierten Atmosphären verpacken. Einer der meistverwendeten Analysatoren ist das tragbare Modell Oxybaby von Witt-Gasetechnik. Mit einer Nadel wird eine Probe aus der Verpackung entnommen. Je nach Anforderung kann der Sauerstoff- und/oder der Kohlendioxidgehalt ermittelt werden. Hochwertige Analysatoren wie das Oxybaby benötigen nur eine sehr geringe Gasmenge von weniger als 2 ml und eignen sich so auch für Verpackungen mit einer sehr kleinen Menge an Schutzgas. Ebenso können die Messdaten Produkten, Verpackungslinien und Anwendern zugeordnet werden. Alle Daten werden im Gerät gespeichert und lassen sich zur vollständigen Dokumentation der Qualitätskontrolle exportieren.

Alle diese Anstrengungen sind am Ende nutzlos, wenn das Schutzgas nicht dauerhaft in der Verpackung bleibt, die Verpackung also nicht vollständig dicht ist. Vor allem bei der Siegelung gibt es vielfältige Fehlerquellen, die zu Undichtigkeiten führen können: fehlerhafte Temperatur- oder Druckverteilung, ungeeignete Fügewerkzeuggestaltung, verunreinigte oder verschlissene Werkzeuge sowie Nahtkontaminationen. Ganz zu schweigen von fehlerhaftem Material, das schnell zu unentdeckten Serienleaks führen kann.

Für die Dichtheitsprüfung gibt es Systeme zur Stichproben- oder Inline-Prüfung, beispielsweise auf Spurengasbasis, per Druckdifferenzmessung oder mit einem Wasserbad. Zur Stichprobenkontrolle sind vor allem die Varianten mit CO2 als Spurengas und das Wasserbad stark verbreitet. CO2 bietet sich als Spurengas an, da es in den meisten Schutzgasverpackungen bereits enthalten ist. Das Prüfprodukt wird in eine Prüfkammer gegeben. Die Kammer wird evakuiert. Im Falle einer Undichtigkeit strömt Gas aus der Verpackung. Hochsensible CO2-Sensoren entdecken auf diese Weise auch kleinste Leaks. Die Messung erfolgt innerhalb weniger Sekunden, wobei die Verpackung nicht beschädigt wird. Die Bedienung ist einfach. Alle Prüfdaten, z. B. Datum, Zeit, Produktname und Prüfer, werden erfasst und gespeichert und können zu Dokumentationszwecken exportiert werden.

Noch intuitiver ist die Verwendung eines Wasserbads. Die Vorgehensweise ist ähnlich. Hier wird die Packung in eine mit Wasser gefüllte Kammer gegeben. Die Kammer wird evakuiert. Durch den entstehenden Unterdruck bläht sich die Verpackung auf. An die Stelle eines Sensors tritt das menschliche Auge. Aus undichten Stellen entweicht Luft und wird in Form von Bläschen im Wasser sichtbar. Entscheidender Vorteil dieser Methode: Die undichte Stelle kann direkt lokalisiert werden. Die Messzeiten sind etwas länger als bei der Spurengasmethode. Ebenso sind dem Aufspüren von Mikroleaks Grenzen gesetzt. Auch die direkte digitale Dokumentation entfällt. Dafür benötigt beispielsweise der Leak-Master Easy von Witt keinen Strom, lediglich Druckluft und ermöglicht auch das Prüfen von Vakuumverpackungen oder Höhensimulationstests.

Vollständige Qualitätssicherung bietet letztendlich nur eine 100%ige Inline-Dichtheitsprüfung der Verpackungen. In der Vergangenheit waren die verfügbaren technischen Lösungen für eine Inline-Kontrolle schlichtweg zu langsam für das hohe Tempo der vorgeschalteten Verpackungsmaschinen. Ein Problem, das inzwischen gelöst wurde. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 15 Takten pro Minute fahren die Produkte nach dem Verpackungsprozess in die Messkammer des Inline-Systems Leak-Master Mapmax von Witt. Die Technik funktioniert genau wie beim Stichprobengerät. Der Messbereich des Sensors liegt zwischen 0 und 5000 ppm bei einer Auflösung von einem ppm. Wird ein Produkt als undicht erkannt, kann das System auch direkt einen Pusher ansteuern und die fehlerhafte Verpackung ausschleusen. Wenn Umverpackungen oder ganze Vorzüge geprüft werden, ermöglicht die Geschwindigkeit des Mapmax sogar eine 100 %-Kontrolle.

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