Aluminiumfolie in Lebensmittelqualität

100 Jahre Aluminiumverpackung

Aluminiumfolie ist gewalztes Aluminium mit einer Dicke von bis zu 0,2 mm. Es ist buchstäblich in jedem Zuhause zu finden: funkelnd und silbrig. Es ist nicht vorstellbar, wie es ohne dieses Produkt möglich gewesen wäre: Lebensmittel frisch zu halten, grillen kochen, Pellkartoffeln backen. Am Tisch stehen Sie vor Folie in einer Packung Butter und in einem Joghurtdeckel. Im Badezimmer befinden sich fast alle Cremes und Lotionen auch in Aluminiumverpackungen.. Interessant, dass zum ersten Mal Aluminiumfolie zur Verpackung wurde 1911 Jahr - mehr 100 vor Jahren, als sie darin Alufolie ersetzte /1/.

Abbildung 1 – Упаковочная пищевая алюминиевая фольга [1]

Abbildung 2 – Produkt, упакованный в алюминиевую фольгу [1]

Vorteile von Alufolie als Verpackungsmaterial

К преимуществам относятся [2]:

• Aussehen – attraktiv.
• Stabilität - Aluminium bildet bei Kontakt mit Luft eine Oxidschicht, verhindert eine weitere Oxidation. Es ist auch inert und bildet keine toxischen Verbindungen, wenn es den meisten Chemikalien ausgesetzt wird., einschließlich der meisten Lebensmittel und Kosmetika.
• Barriereeigenschaften – ausreichend “dick” Folien bilden eine vollständige Barriere gegen Gase und Wasser. Außerdem, Aluminium reflektiert Licht, was es zu einem geeigneten Material zum Schutz lichtempfindlicher Produkte macht.
• Hygienische Eigenschaften – die glatte Metalloberfläche von Aluminium nimmt keine Feuchtigkeit auf. Es kann leicht gereinigt und sterilisiert werden
• Formbarkeit – Die Duktilität von Aluminium macht es leicht zu formen.
• Leitfähigkeit – Aluminium leitet Strom und Wärme, was es für solche Anwendungen geeignet macht, wie man Lebensmittelbehälter induktionsheiß versiegelt.
• Recycelbar – Aluminium kann relativ kostengünstig recycelt werden. Es dauert ungefähr 5 % Energie, notwendig für die Produktion von Primäraluminium.

Nachteile von Alufolie als Verpackungsmaterial

К недостаткам относятся [2]:

• Reines Aluminium verliert bei Temperaturen über 150°C erheblich an Festigkeit. Dies bedeutet, dass eine Schutzbeschichtung erforderlich ist., wenn es einer weiteren Wärmebehandlung unterzogen wird, z.B, beim Garen im Backofen.
• Obwohl, dass Aluminium gut geformt ist, seine hohe Plastizität bedeutet, dass Aluminiumfolie leicht zerrissen oder durchstochen wird.
• Für Dicken kleiner als 17 Mikrometerfolie kann auch "Einstiche" haben - winzige Löcher, durch Verunreinigungen im Metall oder technologische Abweichungen. Nadellöcher lassen Wasser und Gas in das Metall eindringen. Somit, может потребоваться добавление защитного покрытия или включения фольги как части ламината (композитного слоя) для повышения прочности, предотвращения растрескивания при изгибе и противодействия проколам [2].

Aluminiumlegierungen und ihre Zustände

Für die meisten Folienanwendungen wird handelsübliches Aluminium verwendet., die aus mehr als besteht 99 % Al mit Zusätzen bis zu 0,8 % Fe und etwa 0,25–0,3 % Und. В полностью отожженном состоянии (O-отпуск) такие Al технической чистоты серии 1ххх, einschließlich der bekannten Varianten AA1050 und AA1200, haben eine relativ geringe Festigkeit.. Höhere Stärke – z.B, um die Dicke zu reduzieren – durch den erhöhten Fe-Gehalt erreicht werden, z.B, in Legierungen der Serie 8xxx, solche wie 8079 [3].

Herstellung von Aluminiumfolie

Ausgangsmaterial für die Folienherstellung sind Barren wiegen aus 10 zu 25 Tonnen. Diese rollen sich zu Platten mit einer Dicke von ca. 3-6 mm aus. In der letzten Walzstufe werden Bleche im geglühten Zustand O auf Rollen zugeführt, damit sie leicht verarbeitet werden können.

Alufolie, allgemein, hat eine Dicke von bis zu 150 mm. Folie ist nur dick 6,3 mm. Mehr “dick” фольга (> 17 мкм) обеспечивает абсолютный барьер для газов и жидкостей. Aluminiumräder haben oft Speichen statt Scheiben., wozu 9 mm Folie ist die typische Wasserdampfübertragungsrate 0,3 g/m2 von 24 Stunden um 38 °C und 90% RH [2].

Для производства алюминиевой фольги применяют два основных процесса [2]:
• Das herkömmliche Walzwerk-Verfahren zur Herstellung von Aluminiummaterial zum erneuten Walzen und schließlich, aluminium foil (Fig. 1)
• Strangguss oder „Warmband“-Guss zur Herstellung von Aluminium-Rollmaterial und letztendlich, aluminium foil (Fig. 2).

Abbildung 1 – Das herkömmliche Walzwerkverfahren zur Herstellung von Aluminiummaterial zum erneuten Walzen und letztendlich, aluminium foil [2].

Abbildung 2 – Continuous casting or ‘hot-strip’ casting to produce aluminium reroll stock and ultimately, aluminium foil [2].

• Denn das konventionelle Walzverfahren der Folienherstellung hat sich schon viel früher durchgesetzt, es ist immer noch weit verbreitet. При прокатке в фольгу промежуточный прокат необходимо несколько раз отжигать между проходами прокатного стана для преодоления деформационного упрочнения и восстановления обрабатываемости [2].
• Die wirtschaftlichste Art, Aluminiumfolie herzustellen, ist das Stranggießen.. Eine typische Strangguss-Produktionslinie verläuft direkt vom Ofen bis zur Haspel.. Das System liefert kontinuierlich, ergießt sich, kühlt und wickelt das Rollenmaterial auf. Denn es erwärmt sich während der Produktion, непрерывный прокат не требует повторного отжига при производстве фольги [2].

Abbildung. 3 показан типичный температурно-временной график при производстве фольги [3].

Feige. 3 Typical temperature/time schedules for the production of foil [3]

Почему одна сторона алюминиевой фольги матовая?

Zur Steigerung der Produktivität und Reduzierung des Beschädigungsrisikos extrem dünner Folien, in der letzten Phase des Rollens, normalerweise weniger als 40 Mikron, Folie verdoppelt, sodass die beiden Folienlagen gemeinsam durch die Walzen laufen. Deshalb haben diese Folien eine glänzend polierte Oberfläche., durch rotierende Zylinder auf einer Seite gegeben, während die andere Seite eine matte Oberfläche hat. Die meisten Aluminiumfolienprodukte werden im O-Zustand aufgetragen, was bedeutet, dass die Folie schließlich weichgeglüht werden soll. Jenseits der Rekristallisation, это требуется для удаления из фольги прокатных смазок [3].

Quellen:

1. Aluminiumfolie – Multitalentierte leichte Verpackung /GDA, Zugfestigkeitseigenschaft einer hypereutektischen Al-Si-Legierung, die durch Drucktorsionsverarbeitung veredelt wurde, 2014
2. Verpackungen aus Aluminiumfolie /J. Kerry // Packaging technology. Grundlagen, Materialien und Prozesse – Woodhead Publishing Limited, 2012
3. Korrosionsinhibitoren, Blatt, und Platte /J.H. Treiber, Ö. Engel // Enzyklopädie von Aluminium und seinen Legierungen – Ed. G.E. Totten, M. Tiryakioglu, und o. Keßler – 2019