Aseptik ambalajlamada kullanılan ambalaj malzemeleri
- JACOM_CONTENT_CREATED_DATE_ON
- JACOM_CONTENT_WRITTEN_BY
Karton bazlı hazır kutular
Bu tür kutular, gövdelerinin yan taraflarının boyuna dikişi (ısı dikişi) yapılmış, alt ve üstleri ise kaynağa hazırlanmış ve gerekli form verilmiş olarak fabrikaya sağlanırlar. Dolum tesisinde önce kutunun tabanı kaynaklanır. Sonra, steril soğuk hava ile içerisinde pozitif basınç oluşturulan sterilizasyon hücrelerine iletilir. Burada kutulatın tüm yüzeylerine bir sis halinde %30-35’lik H2O2 çözeltisi püskürtülür. Uygulanan H2O2 sisi, yüzeye 3 saniye kadar etki yaptıktan sonra 180-200°C’deki sıcak hava 8-10 saniye süreyle üflenir. Böylece hem H2O2’nin etkinliği arttırılır ve hem de yüzey kurutulur. Belirtilen üfleme süresi sonunda ambalaj yüzeyinin ancak 85°C’ye ulaştığı belirlenmiştir. Diğer bir seçenek olarak, kutunun içine %1-2’lik H2O2 püskürtülür ve sonra yaklaşık 10 saniye süreyle çok yoğun UV radyasyonu uygulanır. Daha sonra peroksit sıcak hava verilerek giderilir. Ardından kutular doluma verilir. Eğer aseptik dolum yapılmayacaksa H2O2 banyosu ve steril odaya gerek yoktur. Dolumu tamamlanan kutuların üst tarafı ultrasonik enerji ile kaynak yapılarak kapatılır.
Hazır kutu kullanılan sistemlere en yaygın örnek, SIG Combibloc firmasının “Combibloc” ve Elopak’ın “Pure-Pak” sistemleridir (Şekil 16.30). Ayrıca Tetra Pak’ın “Tetrarex” hazır tip ambalajları da pek çok ülkede kullanılmaktadır.
Başta uzun ömürlü süt olmak üzere, krema, meyve suyu ve çok viskoz ürünler ile meyveli yoğurt, domates ürünleri ve parça halinde çeşitli gıdalar içeren çorba gibi ürünlerin aseptik koşullarda ambalajlanmasına olanak sağlayan ve saatte yaklaşık 12000 paket dolum yapabilen bir “Combibloc” doldurucunun işlem basamakları aşağıda kısaca belirtilmiştir (Şekil 16.31 ve 16.32).
1. İstenilen hacmi sağlayacak şekilde kesilip katlanarak şekillendirilmiş veya ve yan taraflarının ısı dikişi yapılmış, alt ve üstleri kaynağa hazırlanmış kutular, etilen oksit korumalı kolilerinden çıkarılarak dolum makinesinin kaset bölümüne yerleştirilirler.
2. Kasetteki kutulardan biri, vakum pompası etkinliğindeki emici düzenek ile emilir, aşağıya bir mandrele doğru itilerek açılır ve makinenin mandrel çarkı aracılığıyla taşınır. Makine modeline göre değişmekle birlikte, bir mandrel çarkında 24 adet alüminyum mandrel bulunur.
3. Kutunun taban bölgesi ısı dikişine hazır hale gelecek düzeyde sıcak hava ile aktive edilir.
4. Mandrel çarkının taban presleme istasyonuna doğru hareketi sonrasında kutu tabanı enine ve boyuna kıvrılıp katlanır.
5. Kutunun tabanı, pres plakası ile mandrelin uç tarafı arasında preslenerek ısıl kaynaklanır.
6. Sonra kutu mandrelden sıyrılır ve bir hücre içine itilir. Bu hücre kutuyu bir zincir dişlisi aracılığıyla daha ileri taşır.
7. Kutu ağzının ileriki aşamalarda kusursuz bir şekilde kapatılabilmesi için, kutunun süt kısmına bir ön katlama işlemi uygulanır.
8. Aseptik koşullardaki bölgeye gelen kutu, burada sterilize edilir, doldurulur ve kapatılır. Bu aseptik bölge steril soğuk havayla pozitif basınç altında tutulur. Bu amaçla kompresörden sağlanan hava, yağ ve sudan arındırıldıktan sonra sterilize filtresinden geçirilerek sisteme verilir.
9. Ambalajlama makinesinin aseptik bölümüne ulaşan kutunun içine H2O2 çözeltisi püskürtülür.
10. Kutu içine verilen H2O2 sıcak steril hava (180-200°C) ile buharlaştırılarak sterilizasyon işlemi tamamlanır.
11. Gereken sıcak hava, steril hava tankındaki mikropsuz havanın ya hava gazı brulörleri ile ya da elektrikli sistemlerle ısıtılmasıyla üretilir.
12. Ambalajın sterilizasyonu aşamasında oluşan H2O2 buharları ile kalıntı H2O2 emilerek bir boru aracılığıyla boşaltılır (deşarj).
13. Dolum ünitesine gelen kutuya dolum yapılır. Doldurulacak ürün üstteki valf düzeni yardımıyla ürün haznesine gelir. Emme valfının açılmasından ve dozlama pistonunun pompa gövdesi içine geri kaymasından sonra ürün hazneden akar. Bu sırada boşaltma valfı kapalı konumdadır. Pompa gövdesi olduğunda, emme valfı kapanır ve boşalma valfı açılır. Piston öne doğru kayar ve ürün, çıkış borusu aracılığıyla kutu içine aktarılır.
14. Sisteme ürün girişi, CIP temizleme uygulamaları ve buhar girişi özel bir aseptik valf düzeni ile gerçekleştirilir.
15. Dolum sırasında oluşanköpük, özel bir köpük giderici aygıtla emilir.
16. Kutunun üst kısmına, özellikle kutu ağzının kaynaklanacağı bölüme bulaşan ürün damlacıkları emilir. Böylece kutu ağzının kapatılmasında sorun ortaya çıkması önlenmiş olur.
17. Kutu ağzının kaynaklanacak bölümü sıcak hava etkisiyle aktive edilerek yapışmaya hazır hale getirilir.
18. Kutu ağzı katlanır ve ultrasonik enerji ile kaynaklanır. Kutudaki tepe boşluğu hacmi özel bir aygıtla ve kapatma işlemi sırasında buhar enjeksiyonu yoluyla süpürülerek ayarlanır. Böylece tepe boşluğunda kalan havanın buhar enjeksiyonu ile azaltılması da gerçekleşir.
19. Sonra dolum tarihi ve diğer işaretler kodlanır.
20. kapak kulakçıkları katlanıp yapıştırılır.
21. Daha sonra kutular bir turnike aracılığıyla hücreden alınır ve taşıma bandına iletilir.
22. Taşıma bandında dikkonumda bulunan kutular kolileme ünitesine gönderilir.
Ambalajın dökülmeden açılıp boşaltılabilmesi için tepe boşluğu bırakılması önerilir. Özellikle içindeki ürünün çalkalanması gerekiyorsa (örneğin aromalı sütler ve posalı meyve sularında) tepe boşluğu bırakılması şarttır. Meyve suyu gibi ürünlerde, ürün ile paketin üst tarafı arasındaki boşluğun buhar ya da N2 gibi bir inert gazla doldurulması son derece önemlidir.
Yukarıda belirtilen sistemlerde kullanılan kutular, “Polietilen/Karton/Polietilen/Alüminyum folyo/Polietilen/Polietilen”den oluşan malzemelerden üretilmektedir. Ancak bu dolum sistemlerinde benzer özelliklere sahip ambalajlama makinelerinde “PE/Karton/PE”den oluşan üç katlı malzemeden hazırlanmış kutulara da pastörize süt ve benzer ürünler doldurulabilmektedir (Şekil 16.33).
Karton bazlı bobin halindeki laminat malzemeden dolum sırasında üretilen kutular
Bu tür aseptik sistemlerde, bobin halindeki laminat malzemeden kutu yapılması ve dolum tek bir işlemde gerçekleştirilir ve sterilizasyon iki şekilde yapılır. Birincisinde, H2O2 ambalajın sadece gıda ile temas edecek olan yüzeyine uygulanır. Diğerinde ise, bobinden bant halinde çekilen malzeme, H2O2 banyosundan geçilerek tüm yüzeyler sterilize edilir.
Bobin halindeki laminat malzemeden dolum sırasında kutu üretilmesine en yaygın örnek, “Tetra Pak” dolum sistemidir. Bu sistemin en tanınmış makinelerinden “Tetra Bric” aseptik dolum makinelerinde, Şekil 16.34’de görüldüğü gibi; bobin halinde hazırlanmış olan ambalaj malzemesi makinedeki yerine takılır. Bobinden bant halinde çekilen malzemenin bir kenarına polietilen şerit geçirilir. Bu şeridin asıl işlevi, dikine yapışmayı güçlendirmek ve ürünün kağıt kenarla temasını engellemektir. Sonra malzeme 70°C’de %35’lik hidrojen peroksit banyosundan geçirilir. Burada kalma süresi 8-9 saniyedir. Daha sonra H2O2’nin bir bölümü materyal üzerinden merdanelerle sıyrılır. Laminat malzeme makinede aşağı doğru inerken bir boru şekline dönüştürülür. Birbiri üzerine bindirilen iki kenar endüksiyon ısıtma yöntemiyle uzunlamasına yapıştırılarak kapatılır. Bu arada özel bir aygıttan üflenen sıcak hava aracılığıyla, boru şeklini alan materyal içeriden ısıtılır. Bu sırada materyalin iç yüzey sıcaklığı 120°C’ye ulaşır. Böylece büyük bir bölümü önceden mekanik bir yolla, yani merdaneler aracılığıyla uzaklaştırılan hidrojen peroksitin kalanı su ve oksijene parçalanır. Bu arada serbest hale geçen bakterisid etkili atomer oksijen ambalaj malzemesi üzerinde hala öldürülemeyen mikro-organizmaların okside olabilen hücre öğeleri ile tepkimeye girerek sterilizasyon işlemi tamamlanır.
Hidrojen peroksit kalıntısının arındırılmasını sağlayan sıcak steril hava, kimyasal ve ısıl yolla sterilize edilmiş ve yanları bir polietilen şerit ile yapıştırılıp kaynaklanmış boruya da üflenerek dolum sırasında sisteme sterilize olmamış hava girişini de önler.
Boru haline dönüşen ambalaja bu sırada ürün doldurulur. Doldurulacak ürün miktarı bir şamandıra ve sonda düzeni yardımı ile ayarlanır. Dolum işlemi gerçekleştirilirken sıvı düzeyinin altından özel bir “pres-çene” sistemiyle ısı dikişi yapılır (Şekil 16.35). Söz konusu bu pres-çene sisteminde, bakır tellere gelen akımın etkisiyle plakalar birbirine yapışır ve ambalajın yapışmasını sağlar. Belirtilen şekilde yapılan her ısı dikişi, bir alttaki kutunun üstünü, bir üstteki kutunun ise tabanını oluşturur. Daha sonra üst ve alt kulakçıklar da kapatılarak sürekli raylı sistem aracılığıyla kolileme makinelerine gönderilir.
Böyle bir dolum – kapama sisteminde kutuda tepe boşluğu ve dolayısıyla oksijen kalmamakta ve bu gazın üründe oluşturacağı olumsuzluklar önlenebilmektedir. Ayrıca dolum sırasında dolum borusunun daima sıvı düzeyinin altında kalması sıçramayı ve köpürmeyi önlemekte, dolayısıyla kapatma veya yapıştırma işleminde kapama alanında kapilar oluşumunu engellenmektedir. Örneğin süt paketlemede yapıştırma yüzeylerinde sıvı kalması, ısı transferini zorlaştıracağı için yapışmayı engeller ve tehlikeli kapilar oluşturur.
Belirtilen yöntemlerle genelde sıvı ya da ısıl işlemlerle alışkanlığı artırılmış çeşitli gıda maddeleri ambalajlanmaktadır. Bunlar arasında: Süt, fermente süt, ayran, yayık altı, puding, dondurma miski, krema, eritme peyniri, diyet gıdalar, nektarlar, meyve suları, şarap, ketçap, soya sosu, domates suyu, çay, kahve, limon suyu, çeşitli özel soslar, çorbalar ve benzerleri sayılabilir.
1. Delik zımbalama (presle delme)
2. Adaptör yerleştirme (contalama)
3. Manşon (kutu gövdesi) kesimi
4. Kutu yan dikişinin yapılması
5. Kapak zımbalama (presle delme)
6. Kapak yerleştirme
7. Taban zımbalama (presle delme)
8. Taban yerleştirme
9. Açma (çekme) kulağı yerleştirme
10. Ön ısıtma
11. H2O2 ile sterilizasyon
12. N2 enjeksiyonu ile kurutma
13. Doldurma
14. Kapatma
Sıvı ve parçalı ürünlerin aseptik karton esaslı kutularda paketlenmesi konusunda faaliyet gösteren “SIG Combibloc” şirketi, prefabrik kutulara dolum yapan combibloc sisteminin yanı sıra combifit, combishape, food aseptic ve combisafe şeklinde adlandırılan ambalajlama sistemlerini de geliştirmiştir. Bunlardan örneğin oval, üçgen, dörtgen, beşgen ve sekizgen aseptik karton esaslı kutular üreten combishape sisteminde: prefabrik manşonlarla çalışan combibloc ekipmanın tersine, sürekli rulo beslemeli, gravür baskılı kompozit malzeme kullanılarak kutu üretimi yapılmakta, ambalaj şekillendirme sırasında kutuya “shape twist” vidalı kapak takılmakta, ürün dolumu ve kapatma yapılmaktadır (Şekil 16.38).
Tetra Pak firması da, hem yüksek hem de düşük asitli içeceklere ve sıvı gıdalara uygun “Tetra Prizma” adı verilen 8 yüzlü aseptik ambalajları geliştirmiştir. Söz konusu firma ayrıca, konserve gıdaların ambalajlanmasına yönelik “Tetra Recart” denilen ambalajları da piyasaya sürmüştür. Şimdiye kadar teneke kutularda veya cam kavanozlarda ambalajlanan konserve sebze ve meyveler, domates ürünleri ve hazır yemekler için farklı bir seçenek oluşturan; küp patates, kabak, havuç gibi ürünlerin aseptik ambalajlanmasına olanak sağlayan Tetra Recart ambalajlar mikrodalga fırınlara da girebilmektedir.
Prof.Dr. Mustafa Üçüncü
