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Rendez-vous au rayon des surgelés d'un supermarché et prenez un sachet de frites surgelées ou une pizza surgelée. Peu de gens s'arrêtent pour se poser la question suivante : Pourquoi cet emballage en plastique fin peut-il rester pendant un an dans un entrepôt frigorifique à -18 °C sans devenir cassant, sans se fissurer ni présenter de fuites ?
La réponse réside dans la science des matériaux et la fabrication de précision. Ce qui ressemble à un simple film d'emballage souple est en réalité le résultat de la combinaison de plusieurs matériaux.
Pour les marques de produits surgelés, choisir le bon fabricant d'emballages alimentaires flexibles est donc important, car l'emballage doit conserver sa résistance mécanique, ses propriétés d'étanchéité et sa souplesse dans des conditions de basse température.
Le plastique peut aussi « geler »
Les sacs en plastique ordinaires peuvent devenir cassants après une exposition prolongée à des températures basses. Ce phénomène s'explique par le fait que les basses températures réduisent la souplesse des chaînes moléculaires du polymère, transformant ainsi le matériau, qui passe d'une texture semblable à celle d'un élastique à une texture plus proche de celle d'une tige de verre.
Les emballages de produits surgelés ne peuvent pas se comporter ainsi. Ils doivent résister à la manutention, à l'empilage et aux chutes à -18 °C, voire -35 °C, tout en veillant à ce que l'emballage reste bien fermé.
Cela nécessite une propriété clé : résistance à la rupture à basse température.
Pour un fabricant d'emballages pour produits surgelés, le choix des matériaux doit donc tenir compte non seulement des performances à température normale, mais aussi du comportement du film tout au long du processus de stockage et de transport à l'état congelé.
Trois niveaux qui fonctionnent ensemble
Les emballages des produits surgelés ne se composent que rarement d'une seule couche de plastique. On utilise généralement un structure stratifiée multicouche, par exemple PET/NY/PE.
| Couche | Matériau | Fonction |
|---|---|---|
| Couche extérieure | PET (polyester) | Il confère rigidité et imprimabilité, faisant office de « squelette » structurel de l'emballage |
| Couche intermédiaire | NY (nylon) | Assure une résistance à la perforation et de bonnes performances à basse température, ce qui permet d'éviter que la glace, les os ou les ingrédients alimentaires coupants n'endommagent l'emballage |
| Couche interne | PE (Polyéthylène) | Sert de couche de thermoscellage |
Dans cette structure, la couche de PE peut utiliser des PE métallocène (mPE), qui peut conserver sa souplesse même à des températures descendant jusqu’à environ -40 °C.
Le PE ordinaire peut devenir cassant à basse température, tandis que mPE présente une structure moléculaire plus stable qui contribue à préserver sa souplesse à l'état congelé.
L'impression, c'est bien plus que simplement ajouter un motif
Les jolis motifs figurant sur les emballages des produits surgelés peuvent être imprimés à l'aide de encres polyuréthanes à deux composants résistantes au froid.
Les encres classiques peuvent devenir cassantes ou s'écailler à basse température et peuvent également soulever des inquiétudes quant à la migration de substances indésirables.
Un autre facteur important est contrôle des résidus de solvants. Des solvants tels que l'acétate d'éthyle et l'alcool isopropylique sont utilisés lors de l'impression. Si des résidus excessifs subsistent, cela peut entraîner des problèmes d'odeurs ou de contamination.
La spécification de fabrication d'origine prévoit une teneur totale en solvants résiduels de ≤ 5 mg/m².
Une fois imprimé, le film d'emballage souple doit rester dans une salle de séchage à température et humidité contrôlées pendant environ 48 à 72 heures, ce qui permet aux solvants de s'évaporer suffisamment et à l'adhésif de se réticuler complètement.
Pour un emballages sur mesure pour produits surgelés Dans le cadre de ce projet, ces procédés d'impression et de durcissement doivent être pris en compte conjointement avec l'application finale d'emballage.
Laminage : assemblage de différents matériaux
On ne peut pas simplement assembler différents matériaux de film. Il faut les coller à l'aide de laminage à sec en utilisant adhésif polyuréthane résistant au congélateur.
Il est important de noter que la température de durcissement ne doit pas être trop élevée. Des températures supérieures à 60 °C peuvent nuire à la souplesse de la couche adhésive à basse température.
La température de durcissement recommandée est d'environ 45 à 50 °C, le durcissement prenant plus de deux jours.
Si le processus de durcissement est précipité, la couche adhésive risque de se délaminer ultérieurement lors d'un stockage à long terme à basse température.
Pour un fabrication d'emballages souplesr, il est donc essentiel de maîtriser le processus de laminage et de durcissement pour préserver l'intégrité de l'emballage dans les applications de produits surgelés.
L'étanchéité : la dernière ligne de défense
Même des matériaux d'emballage résistants ne peuvent pas compenser une mauvaise étanchéité.
Les machines d'emballage de produits surgelés peuvent sceller environ 80 à 120 sacs par minute, de sorte que la couche de thermoscellage doit conserver des performances de scellage stables sur une plage de températures relativement large allant de 120–160 °C.
Avant l'expédition, chaque lot de production peut faire l'objet de plusieurs contrôles qualité :
Essai de résistance au thermoscellage : Le joint doit résister à une force de traction de ≥ 40 N.
Essai d'étanchéité sous dépression : L'emballage est soumis à un test sous vide afin de -0,08 MPa pendant 30 secondes sans fuite.
Essai de chute sur surface gelée : Un paquet rempli d'eau est congelé, puis lâché en chute libre depuis une hauteur de 1,2 mètre sans se casser.
Ces tests permettent de vérifier si le film d'emballage des produits surgelés conserve ses propriétés pendant le stockage et le transport.
Les exigences de sécurité invisibles
L'emballage des produits surgelés est un type de emballages destinés à entrer en contact avec les denrées alimentaires, c'est pourquoi les produits exportés vers différents marchés doivent respecter les réglementations applicables en matière de contact alimentaire.
Par exemple :
- États-Unis : Exigences du titre 21 du Code de réglementation fédérale (CFR) de la FDA
- Union européenne : Exigences de la directive UE 10/2011
- Autres marchés : Exigences applicables aux matériaux destinés à entrer en contact avec les denrées alimentaires et aux essais de migration au niveau local
Cela signifie qu'il convient d'évaluer divers facteurs, allant de la présence de métaux lourds dans les pigments d'impression à la migration potentielle de substances issues des adhésifs vers les produits alimentaires.
Il peut également s'avérer nécessaire de vérifier la migration totale et d'autres indicateurs de contrôle pertinents au moyen d'essais en laboratoire.
Pour les acheteurs internationaux, le fait de vérifier auprès du fournisseur d'emballages, avant le lancement de la production, les exigences applicables en matière de contact alimentaire peut contribuer à réduire les risques de non-conformité à un stade ultérieur du projet.
Conclusion
La prochaine fois que vous sortirez du congélateur un sachet de frites surgelées ou une pizza surgelée en parfait état, observez de plus près la fine couche d'emballage qui les recouvre.
Derrière cet emballage se cachent des structures de matériaux soigneusement sélectionnées, des procédés d'impression et de contrôle des résidus de solvants rigoureux, des processus de laminage et de durcissement maîtrisés, ainsi que des contrôles stricts au niveau de l'étanchéité et de la qualité.
Une pizza surgelée peut se conserver pendant 12 mois, mais son emballage doit résister aux basses températures et aux conditions de transport pendant toute cette période sans perdre sa fonction protectrice.
C'est là que réside la force invisible de la fabrication moderne d'emballages alimentaires souples.
Pour les marques à la recherche d'emballages pour produits surgelés, il est judicieux de faire appel à un partenaire expérimenté fabricant d'emballages alimentaires flexibles peut permettre d'intégrer le choix des matériaux, l'impression, le pelliculage, le scellage et le contrôle qualité au sein d'un seul et même processus de production.
