Water vapor tightness of packages: methods and optimizing

Työn tarkoituksena oli testata jo tutkimuskeskuksella käytössä ollutta ja tutkimuskeskukselle tässä työssä kehitettyä pakkauksen vesihöyrytiiveyteen liittyvää mittausmenetelmää. Saatuja tuloksia verrattiin keskenään sekä materiaalista mitattuihin arvoihin. Elintarvikepakkauksia tutkittiin myös kosteussensoreiden, säilyvyyskokeen sekä kuljetussimuloinnin avulla. Optimoinnilla tutkittiin pakkauksen muodon vaikutusta vesihöyrytiiveyteen. Pakkauksen vesihöyrynläpäisyn mittaamiseen kehitetty menetelmä toimi hyvin ja sen toistettavuus oli hyvä. Verrattaessa sitä jo olemassa olleeseen menetelmään tulokseksi saatiin, että uusi menetelmä oli nopeampi ja vaati vähemmän työaikaa, mutta molemmat menetelmät antoivat hyviä arvoja rinnakkaisille näytteille. Kosteussensoreilla voitiin tutkia tyhjän pakkauksen sisällä olevan kosteuden muutoksia säilytyksen aikana. Säilyvyystesti tehtiin muroilla ja parhaan vesihöyrysuojan antoivat pakkaukset joissa oli alumiinilaminaatti- tai metalloitu OPP kerros. Kuljetustestauksen ensimmäisessä testissä pakkauksiin pakattiin muroja ja toisessa testissä nuudeleita. Kuljetussimuloinnilla ei ollutvaikutusta pakkausten sisäpintojen eheyteen eikä siten pakkausten vesihöyrytiiveyteen. Optimoinnilla vertailtiin eri muotoisten pakkausten tilavuus/pinta-ala suhdetta ja vesihöyrytiiveyden riippuvuutta pinta-alasta. Optimaalisimmaksi pakkaukseksi saatiin pallo, jonka pinta-ala oli pienin ja materiaalin sallima vesihöyrynläpäisy suurin ja vesihöyrybarrierin määrä pienin.

The aim of the work was to test a method for water vapor tightness of packages that was already used and another method that was developed to be used. The WVTR results of these two methods were compared with each other and withmeasured material values. Food packages were also tested with humidity sensors,a shelf life test and transportation simulation. With optimization the effects of the shape of package for water vapor tightness were studied. The developed method for measuring water vapor tightness of the packages was easy to use and it had good repeatability. It was faster and needed less work hours than the previously used method, but both methods gave good results for the parallel samples. With humidity sensors changes of humidity inside the empty packages during storage could be studied. A shelf life test was done with breakfast cereals under tropical conditions. Packages, which had an aluminium laminate layer or a metallized OPP layer, gave the best water vapor protection for breakfast cereals. The transportation simulation was made with two tests. In the first test breakfast cereals and in the second test noodles were packed in the packages. Transportation did not break the inside wall of the packages, and therefore, transportation did not affect the water vapor tightness of the packages. The aim of the optimization was to compare the surface areas and the amount of water vapor barrier material in packages of different shape, when all packages had the same volume. The sphere was the most optimal shape of the package, because it had the smallest surface area, and therefore the demand of water vapor barrier was the least.