Zkoušení bariéry proti vlhkosti u kávových kapslí: ověřte uzavřenou kapsli

Aktualizováno v říjnu 2026

Kávová kapsle poskytuje odhad rychlosti prostupu vodní páry (WVTR) uzavřených obalů na kávu. Úplný kvalifikační program odlišuje permeaci celého obalu od počáteční vlhkosti po pražení, vnitřní rovnovážné vlhkosti a hrubých netěsností na okraji.

Spoléhat se pouze na atest ploché fólie znamená přehlížet ztenčení stěny v rozích při hlubokém tažení a únikové cesty v oblasti tepelně svařované příruby, které vznikají během výroby kávy. Když nákupní týmy hodnotí kandidátní těla kapslí a krycí fólie v různých podmínkách prostředí, musí každý protokol zachycovat geometrii, kondicionační atmosféru a vykazovanou jednotku zkušebního vzorku.

Kontrola množství vody, které se dostane k praženému kávovému zrnu po zpracování nebo výrobě, chrání aroma zrna a stabilitu nápoje.

• Čerstvě pražená káva začíná poblíž a_w = 0.090 a překračuje svou kritickou monovrstvu poblíž a_w0 = 0.43 dávno předtím, než se objeví viditelné hrudkování.
• Tepelně tvarované rohy a tepelně svařované příruby dominují pronikání páry do hotového obalu, což vyžaduje zkoušení v kazetě upevněné epoxidem.
• Oddělujte opakovaná měření přístroje od nezávislých fyzických obalů a výrobních šarží z více směn.

Zkoušení bariéry proti vlhkosti u kávových kapslí rozlišuje čtyři odlišné ukazatele vlhkosti

Rychlost prostupu samostatným obalem (SCTR) popisuje rychlost prostupu vodní páry obalem na kávu. Pro ověření celistvosti obalu na kávu je třeba vyhodnotit také počáteční hmotnost mleté kávy a její vodní aktivitu (a_w) stanovenou pomocí rovnovážného obsahu vlhkosti (EMC), jakož i mechanickou netěsnost svaru.

Pohlcuje káva vlhkost?

Pražení mleté kávy vypudí většinu volné i chemicky vázané vody a zanechá kávovou matrici s obsahem vody přibližně 0,27 % až 1,5 % vztaženo na sušinu. Když se vzduch s relativní vlhkostí dostane do kontaktu s jednoporcovým obalem kávy, vrstva kávy rychle sorbuje vlhkost, dokud se její vnitřní tlak par nevyrovná s tlakem v horním prostoru obalu (headspace).

Ve studii z prosince 2024 v časopise Food Packaging and Shelf Life od Loprioreho a spolupracovníků začínaly 7 g dávky středně pražené kávy Arabica uzavřené v biologicky rozložitelných tělech z polybutylensukcinátu (PBS) na hodnotách a_w = 0.090 ± 0.004 a vlhkosti M = 0.0027 ± 0,0002 g H₂O/g_dw (měřeno ve vakuové sušárně podle AOAC 979.12 při 1,32 kPa a 70 °C po dobu 15 hodin). V tomto suchém stavu činila teplota skelného přechodu T_g = 52 °C.

Jak pára během skladování pronikala stěnami obalu, modelování podle Guggenheima-Andersona-de Boera (C = 2.11, b = 0.95) ukázalo, že kritická monovrstva nastává při a_w0 = 0.43 a m₀ = 0,033 g H₂O/g_dw, kdy T_g klesla na 34 °C. Překročení této monovrstvy plastifikovalo matrici do kaučukovitého stavu, což urychlilo hydrolýzu esterů kyseliny chlorogenové a snížilo pH připraveného nápoje z 5.40 ± 0.06 pod 5.1.

Je třeba poznamenat, že hodnoty a_w0 = 0.43 a m₀ = 0,033 g H₂O/g_dw jsou specifické pro jednu konkrétní recepturu středně pražené kávy Arabica. Odlišné profily pražení, podíly příměsi Robusty, distribuce velikosti částic a podmínky skladování posouvají sorpční izotermu vlhkosti, takže týmy musí stanovit mezní hodnoty kvality produktu pro každý způsob přípravy, místo aby hodnotu 0.43 považovaly za univerzální pravidlo pro vyřazení. Každý způsob přípravy by si proto měl stanovit vlastní limity kvality produktu, nikoli předpokládat hodnotu 0.43 pro plošné zamítnutí šarže.

Ve standardní analýze vlhkosti je zdokumentováno, jak adsorpce a hygroskopické chování mění obsah vlhkosti v kávě, když kyslík a vlhkost pronikají do jednoporcového obalu. Pro rychlé třídění nebalených šarží lze vedle tradiční validace metodou sušení v sušárně využít modely blízké infračervené spektroskopie (NIR) ve spojení s analýzou hlavních komponent.

Žádný technický list ploché fólie ani certifikát vlhkosti z pražírny neukazuje chování zatavené jednotky ve vlhkém prostředí. Udržujte tyto kontroly mleté kávy, permeaci celého obalu a zkoušky kávových kapslí (ověření bariérových vlastností) v oddělených kvalifikačních sloupcích.

Zvolte mezi infračervenými senzory ASTM F1249, ISO 15106 a gravimetrickými miskami ASTM E96

Pro vysoce bariérové obaly zvolte senzorové analyzátory permeace (ASTM F1249-25, ISO 15106-2 nebo ISO 15106-3) a gravimetrické misky (ASTM E96/E96M-24a) vyhraďte pro materiály s vyšší propustností, u nichž nedochází k uvolňování plynů. Přizpůsobení detektoru očekávanému rozsahu permeace zabraňuje falešným nulovým odečtům a chybám hmotnostní bilance.

Kterou zkoušku propustnosti vodní páry byste měli použít: ASTM E96 nebo ASTM F1249?

Použijte ASTM F1249-25 (nebo elektrolytické cely s oxidem fosforečným) pro bariérové fólie, které propouštějí méně než 0,1 g/(m²·day) a/nebo vyžadují upevnění celého obalu. Použijte ASTM E96/E96M-24a (gravimetrické misky s vysoušedlem nebo vodou) pro bariérové fólie v rozsahu 0.01 až 0,1 g/(m²·day) utěsněné voskem.

Na každé cenové nabídce laboratoře zkontrolujte platný rok revize normy. Organizace ASTM International aktualizovala normu F1249 na ASTM F1249-25 v listopadu 2025 (čímž nahradila ASTM F1249-20), normu E96 na ASTM E96/E96M-24a v listopadu 2024 a normu E398 na ASTM E398-24 v lednu 2025. Článek 1.3 rozsahu platnosti ASTM E398-24 uvádí, že pronikání vodní páry kolem upínacího těsnění dává každé metodě WVTR (včetně postupu s vysoušedlem podle zkušebních metod E96/E96M při 37,8 °C a 90 % relativní vlhkosti) možnou dolní mez přibližně 0,01 g/(24 h·m²), kterou lze na každém přístroji ověřit pomocí vzorku hliníkové fólie a kompenzovat kalibrací.

„Hodnoty propustnosti vodní páry a permeance vodní páry je nutné používat s opatrností.“

Poznámka 1 v normě ASTM F1249-25 uvádí, že hodnoty propustnosti a permeabilního koeficientu vodní páry je nutné používat s opatrností, protože nepřímá úměra k tloušťce a přímá úměra k rozdílu parciálního tlaku vodní páry neplatí vždy. Podobně článek 5.2.1 normy ASTM E96/E96M-24a stanoví, že výsledek WVTR získaný za daného souboru podmínek nelze použít k předpovědi výsledku, který bude získán za odlišného souboru podmínek.

Pro ultrabariérové struktury, jako je hliník nebo silná pokovená krycí fólie, uvádí coulometrický analyzátor s oxidem fosforečným AQUATRAN 3/34 společnosti AMETEK MOCON dolní mez detekce na ploché fólii až 0,005 g/(m²·day). Citlivost daného přístroje pro přípravky z ploché fólie však neurčuje mez stanovitelnosti pro upevněný systém celého obalu, která je rovněž funkcí plochy epoxidového spoje, slepých pokusů měděného potrubí a rozptylu při opakovaném upevňování.

Nikdy neprovádějte měření přírůstku hmotnosti na obalech naplněných čerstvě praženou kávou. Čerstvě mletá káva uvolňuje oxid uhličitý (1 % až 2 % hmotnosti pražené kávy) a těkavé sloučeniny; jak oxid uhličitý uniká nebo difunduje ven, úbytek hmotnosti maskuje přírůstek vody na analytických vahách. Přístroje na stanovení ztráty sušením a termogravimetrické analyzátory (TGA) vypuzují spolu s vodou i těkavé složky pražení, pokud nejsou kalibrovány vůči titraci podle Karla Fischera nebo desorpci ve vakuové sušárně.

Zkoušejte celou zatavenou kapsli místo spoléhání na WVTR ploché fólie

Při ověřování způsobilosti tepelně tvarovaných nebo vstřikovaných těl kapslí s tepelně zatavenými víčky používejte kazetové zkoušky celého obalu a výsledky vyjadřujte v gramech na obal za den (g/pkg/day). Výsledky pro plochou fólii (g/m²/day) nezohledňují ztenčení stěny v rozích při hlubokém tažení ani změny v orientaci krystalitů.

Podrobnosti o upevňování zatavených prázdných obalů na kovové desky nebo měděné trubičky pomocí dvousložkového epoxidu s nízkým uvolňováním plynů naleznete ve studii z roku 2021 v časopise Packaging Technology and Science od Marinella a spolupracovníků a v technickém bulletinu TB-PTPS-5007 společnosti AMETEK MOCON. Dvě měděné trubičky připájené skrz základní desku umožňují suchému nosnému dusíku vyplachovat vnitřní prostor, zatímco vnější povrch je vystaven v komoře prostředí o teplotě 38 °C a 90 % RH.

Aby laboratoře zjistily, kterými místy pára do obalu proniká, zkoušejí souběžně tři různá uspořádání kazet.

• Kompletní zatavený obal (tělo kapsle + příruba + víčko): Prázdný obal tepelně zatavený na výrobní lince je svou základnou přilepen k proplachovacímu adaptéru a měří celkový průnik boční stěnou, rozhraním příruby a krycí fólií.
• Izolace samotného těla kapsle (horní část zaslepená silnou fólií): Standardní krycí fólie je nahrazena silným nepropustným hliníkovým kotoučem přilepeným epoxidem přes přírubu, čímž se izoluje permeace tvarovanou boční stěnou a spodním poloměrem zaoblení.
• Izolace víčka a svaru (tuhá kovová základna kalíšku): Výrobní krycí fólie je tepelně zatavena na obrobený kovový kalíšek nebo zaslepené tělo, čímž se izoluje difuze krycí fólií a svařovací vrstvou.

Důvodem, proč je tvarovaná geometrie tak důležitá, jak ukazuje zveřejněná patentová přihláška US20230192983A1 (zveřejněná v červnu 2023), je skutečnost, že hluboké tepelné tvarování polymerních pásů natahuje materiál nerovnoměrně a ztenčuje poloměr spodního rohu, kde se prostup vlhkosti soustřeďuje. I když vícevrstvý laminát využívá polyethylenovou nebo polypropylenovou svařovací vrstvu, poměry tažení v rozích mění lokální tloušťku bariéry u farmaceutických lahviček, skořepin z hypromelózy i blistrů kapslí se zahušťovadly. Tepelné tvarování větších formátů na plnicích a uzavíracích strojích K-Cup zvyšuje poměr obvodu svařovaného okraje k ploše boční stěny.

Podle normy ASTM D7709-12(2023) (články 1.1, 1.4, 1.8 a 1.9) se uzavřené a zatavené obaly obsahující vysoušedlo váží gravimetricky, typicky při 40 °C a 75 % relativní vlhkosti, a výsledky se uvádějí přímo v miligramech na lahvičku za den (mg/bottle-day) nebo miligramech na dutinu blistru za den (mg/cavity-day), což je přístup pro uzavřený systém obal–uzávěr, o němž norma uvádí, že je vhodný i pro většinu typů a velikostí jiných spotřebitelských obalů.

Laboratoř musí otestovat plnou kovovou maketu nebo slepý vzorek ze silné hliníkové fólie se stejným epoxidovým lemem jako u vašich zkušebních vzorků. Odečtení nebo ověření tohoto slepého pokusu zabrání tomu, aby uvolňování plynů z epoxidu a mikronetěsnosti šroubení trubiček ovlivnily vykazovanou hodnotu v g/pkg/day.

Vypočítejte kumulativní expozici pomocí rozpočtu průniku vlhkosti kapsle-den

Rozpočet průniku vlhkosti kapsle-den násobí ověřenou rychlost prostupu celým obalem (WVTR_pkg, v g/pkg/day) dobou skladování obalu (t, ve dnech), čímž stanoví kumulativní hmotnost prostoupené vody (M_cum, v mg), a porovnává ji s rezervou suché dávky pražené kávy před plastifikací monovrstvy.

Který obalový faktor má podle vás největší vliv na dobu trvanlivosti kávy?

V případě plně hermeticky uzavřeného bariérového systému určuje hlavní vliv obalu na dobu trvanlivosti kombinovaná bariéra proti prostupu kyslíku a vodní páry stěnou obalu, krycí fólií a tepelně svařovanou přírubou v daných podmínkách skladování.

Chcete-li ilustrovat použití rozpočtu průniku vlhkosti kapsle-den u libovolného kapslového systému bez přehnaných tvrzení, uveďte výslovně rovnici hmotnostní bilance a okrajové podmínky. Za ustálených podmínek vnější teploty a vlhkosti je kumulativní průnik vlhkosti M_cum = WVTR_pkg × t, a tudíž obsah vlhkosti v sušině činí M(t) = M_i + (WVTR_pkg × t) / m_dry. Protože těkavé aromatické sloučeniny kávy jsou nad monovrstvou vysoce reaktivní, udržení příjmu vody pod tímto prahem pomáhá zachovat stabilitu chuti.

Uvažujme srovnávací odhad s využitím experimentálních parametrů pražení v práci Lopriore et al. (2024) (2024): předpokládejme suchou náplň pražené kávy m dry = 7,0 g začínající na M i = 0,0027 g H₂O/g dw (18,9 mg počáteční vody) s limitem monovrstvy GAB m 0 = 0,0330 g H₂O/g dw (231,0 mg vody při a w0 = 0.43). Maximální rezerva vody před dosažením monovrstvy je ΔM_max = 231.0 − 18.9 = 212,1 mg H₂O na jednotku (nebo 166,7 mg H₂O pro menší předpokládanou náplň 5,5 g).

Při čtení Tabulky 3 musíme mít na paměti dvě fyzikální hranice. Zaprvé, předpoklad konstantního rozdílu parciálních tlaků napříč stěnou a zanedbání vlhkosti pohlcené tělem obalu znamená, že násobení konstantní denní rychlosti časem poskytuje konzervativní (horní mezní) třídicí rozpočet, nikoli dynamický model doby trvanlivosti. Ve skutečnosti, jak vrstva kávy pohlcuje vodu a její vnitřní vodní aktivita stoupá z 0.090 směrem k 0.43, hnací rozdíl parciálních tlaků klesá, takže lineární násobení slouží jako konzervativní horní odhad pro třídění, nikoli jako dynamický model doby trvanlivosti.

Zadruhé, jak ukázali Lopriore et al. (2024) v Tabulce 1 své studie, zvýšení teploty z 20 °C na 45 °C při 75 % RH zkrátilo dobu do dosažení monovrstvy a_w0 = 0.43 z 89 dnů na 26 dnů, čímž se urychlila jak propustnost polymeru, tak chemické změny rozpustných pevných látek a mastných kyselin, které ovlivňují kyselost nápoje.

Proveďte kvalifikační protokol kapslí za sjednocených tropických podmínek (38°C / 90 % RH)

Před porovnáváním dvou kandidátních obalů pevně uzamkněte všech deset hraničních parametrů, včetně 38 °C a 90 % relativní vlhkosti, doby předkondicionování, slepého pokusu epoxidového přípravku a nezávislých úrovní replikace. Porovnávat protokol jednoho dodavatele při 23 °C / 50 % RH s protokolem jiného dodavatele při 38 °C / 90 % RH znehodnocuje nákupní hodnocení.

Při posuzování laboratorních protokolů rozlišujte tři úrovně replikace. První představují opakované skeny detektoru na téže upevněné kazetě. Druhou jsou nezávislé fyzické obaly z jedné dutiny formy. Třetí jsou obaly odebrané z oddělených šarží granulátu nebo různých svařovacích směn. Tři kusy otestované v jedné laboratorní objednávce naznačují počáteční proveditelnost, nikoli schopnost vyrábět ve velkém měřítku.

Diagnostikujte sdružené poruchy vlhkost–kyslík a mikronetěsnosti okraje svaru na plnicí lince

Jde o hrudkování vlivem vlhkosti? Nebo o zvětrání aromatu? Pokud jde o hrudkování vlhkostí, je způsobeno prostupem stěnou těla kapsle? Nebo plastifikací bariérové vrstvy EVOH vlhkostí? Jsou v tepelně svařovaném okraji zachyceny jemné částice kávy? Nebo je vysoká už počáteční vlhkost po pražení?

Proč jsou kávová zrna v sáčku s jednocestným odplyňovacím ventilem?

Čerstvě pražená kávová zrna uvolňují velké množství CO₂ a jsou balena do pružných sáčků, které proto využívají jednocestný ventil k odpouštění přebytečného plynu bez vnikání okolního vzduchu. Tuhé jednoporcové kapsle ventil nemají a pražírny kávu po mletí obvykle nechávají řízeně odplynit, aby kontrolovaly dobu odležení před plněním do kapslí.

Ve vícevrstvých polypropylenových strukturách (PP/tie/EVOH/tie/PP) spolu přenos vodní páry a přenos kyslíku úzce souvisejí. Důkazy potvrzují, že zvýšená relativní vlhkost může plastifikovat kopolymer EVOH a narušit vodíkové vazby, čímž se zvyšuje prostup kyslíku. Jak však Jakobsen a Risbo prokázali v časopise Packaging Technology and Science, ustálená vodní aktivita v uzavřené vrstvě EVOH závisí na propustnosti vodní páry a asymetrii tloušťky vnitřní a vnější ochranné polyolefinové vrstvy. Umístění silnější polypropylenové bariéry na vlhkou vnější stranu oproti suchému vnitřnímu prostoru s kávou dokáže udržet vrstvu EVOH pod kritickým pásmem plastifikace 75 % RH i při vysoké okolní vlhkosti.

Před zvýšením teploty svařovací hlavy nebo pneumatického přítlaku na vašem plnicím a uzavíracím stroji na kávové kapsle Nespresso AFPAK vyzkoušejte níže uvedenou diagnostickou matici k oddělení permeace materiálu od mechanických vad uzávěru, čímž zajistíte čisté propíchnutí každé kapsle v kávovaru spotřebitele při přípravě kávy.

Tři hypotetické případy řešení problémů ukazují, proč diagnostika šetří čas:

• Scénář 1 (Hypotetické tropické hrudkování vs. přehřívání čelistí): Předpokládejme, že pražírna expedující kapsle PP/EVOH/PP na vlhký pobřežní trh zaznamená po 75 dnech zhutněný kávový prášek a pomalou extrakci espressa. Údržba navrhuje zvýšit teplotu svařovací stanice ze 185 °C na 210 °C. Oddělení kvality místo toho otestuje v nultý den pokles vakua (který vyhoví) a zkontroluje specifikaci koextrudované fólie dodavatele, kde odhalí tenkou vnější vrstvu PP o tloušťce 120 µm a WVTR celého obalu 0,0022 g/pkg/day při 38 °C / 90 % RH. Zvýšení teploty čelistí by pouze zkroutilo přírubu; přidání pokoveného skupinového přebalu flow-wrap vyřeší vlhkostní zátěž v distribuci.
• Scénář 2 (Hypotetický výkyv vlhkosti v mlýnici): Během hypotetické směny v monzunovém období odebere kontrola kvality zatavené hliníkové kapsle 2 hodiny po zabalení a naměří vnitřní vodní aktivitu a_w = 0.34 namísto běžných 0.11. Protože neporušená hliníková těla mají během 2 hodin prakticky nulovou permeaci stěnou, tým provede audit mlýnice a dávkovací místnosti a zjistí výpadek regenerace vysoušecího kola při 72 % okolní RH během 45minutového stání s otevřenou násypkou. Obnovení odvlhčování místnosti pod 40 % RH odstraní špičku vlhkosti bez jakéhokoli zásahu do uzavíracího stroje.
• Scénář 3 (Hypotetický jemný prach na okraji po úpravě mletí): Předpokládejme, že závod přejde na jemnější mletí pro espresso a zjistí, že 2 ze 60 kapslí nevyhoví zkoušce poklesu vakua podle ASTM F2338-24, zatímco WVTR prázdného kalíšku zůstává beze změny. Kontrola odloupnuté příruby podle ASTM F88/F88M-23 odhalí kanálek o šířce 150 µm způsobený elektrostaticky nabitým kávovým práškem ulpívajícím na svařovaném okraji. Seřízení zpětného tahu servošneku a ionizačního vzduchového nože na plnicím karuselu očistí přírubu a obnoví hermetické svary.

Rozpočtujte náklady na laboratorní zkoušky WVTR a koordinujte provozní zkoušku zatavování kapslí u AFPAK

Zadejte měření rychlosti prostupu vodní páry akreditované externí laboratoři a souběžně si naplánujte samostatnou výrobní zkoušku na stroji se společností AFPAK. Nezávislé laboratoře třetích stran (jako AMETEK MOCON, Systech, Labthink a PTI) a výrobci analytických přístrojů měří bariérové vlastnosti obalu, zatímco společnost AFPAK vyrábí rotační a lineární stroje na plnění a uzavírání kapslí, které zataví vaše zkušební materiály při skutečných rychlostech výrobní linky.

Při sestavování rozpočtu na zkoušky v externí laboratoři si ověřte zveřejněný rozsah a cenové podmínky. Podle stavu zjištěného dne 20. října 2026 uvádí zveřejněná stránka společnosti Measurlabs pro zkoušení WVTR celých obalů základní cenu 745 EUR za vzorek (bez DPH) plus servisní poplatek za objednávku 97 EUR, vyžaduje 3 kusy vzorků, zahrnuje 3 opakovaná měření při zvolené teplotě v rozmezí 15–55 °C a relativní vlhkosti v rozmezí 20–100 % RH a uvádí typickou dobu vyhotovení 4 týdny s mezí detekce 0,01 g/package/day.

Jelikož vysoce bariérové kávové kapsle obvykle vyžadují stanovení pod 0,01 g/package/day, měli by nákupčí před odesláním vzorků požádat o cenovou nabídku na stopové infračervené (ASTM F1249-25) nebo coulometrické kazetové měření s ověřenou dolní mezí stanovitelnosti.

Univerzitní výzkumné laboratoře představují alternativní kanál pro třídění materiálů. Stránka Lab Spaces & Equipment výzkumné skupiny PolyCy (Cochran Research Group) na Iowa State University uvádí zkoušky Mocon-WVTR za $176 za vzorek (s asistencí) a $117 za vzorek (bez asistence) a konstatuje, že externí uživatelé mimo univerzitu mohou zařízení využít na základě e-mailové poptávky, přičemž výroba zakázkových kazet pro kapsle, počty replikátů a data účinnosti ceníku nejsou na stránce uvedeny a vyžadují přímé potvrzení.

Jak je uvedeno v článku 4.2 normy ASTM F2029-16(2021), mezi laboratorním a výrobním zařízením existuje řada rozdílů, například velikost svařovací plochy, pracovní rychlost a další faktory. V důsledku toho může být mezi schopnostmi laboratoře a schopnostmi výrobního zařízení značný rozdíl. Křivky a údaje o pevnosti svaru získané na laboratorních svařovacích přístrojích a svařovacích lištách mají proto pro návrh zařízení určeného k plnohodnotné průmyslové výrobě jen malou nebo žádnou hodnotu.

Zaslání prázdných těl kapslí a krycí fólie v roli společnosti AFPAK ke zkoušce na rotačním stroji RN1S nebo lineární lince řady H poskytne provozně zatavené prázdné i naplněné jednotky, které pak můžete předat akreditované laboratoři ke kazetovým zkouškám WVTR. Zatavené jednotky tak můžete přímo odeslat do akreditované laboratoře k otestování WVTR.

Výhled oboru: znovu otestujte bioplastové, vláknité a jednomateriálové kapsle za vysoké vlhkosti

Při každém přechodu z hliníkových nebo vícevrstvých EVOH těl na kompostovatelné biopolymery (PBS, PLA, PHA) nebo tvarovaná těla z dřevěných vláken znovu ověřte prostup vodní páry celým obalem při 38 °C a 90 % RH a počítejte v rozpočtu s vysoce bariérovým sekundárním přebalem flow-wrap. Zlepšení kyslíkové bariéry u bioplastových granulátů nemusí znamenat snížení prostupu vlhkosti.

Nedávný vývoj materiálů ukazuje tuto asymetrii mezi vlastnostmi vůči kyslíku a vodní páře napříč různými materiály. Aby inženýři snížili pronikání vlhkosti do bioplastových těl, musejí testovat jak chemii granulátu, tak sekundární přebal. Zpráva časopisu Bioplastics Magazine z listopadu 2025 o ústavu Fraunhofer IAP a společnosti Golden Compound popisuje doma kompostovatelné biokompozity ze slunečnicových slupek, u nichž výzkumníci snížili propustnost pro kyslík, avšak výslovně uvedli, že optimalizace bariéry proti vodní páře zůstává předmětem dalšího vývoje. Podobně článek v Packaging World o pilotním projektu papírových kapslí Nespresso společnosti Nestlé uvádí, že tělo tvořené z 82 % dřevěnými vlákny spoléhá na tenkou kompostovatelnou biopolymerní výstelku a přesné zatavení příruby, aby odolalo vlhkosti a extrakčnímu tlaku.

Experimentální údaje ze skladování potvrzují, proč bioplastové formáty vyžadují buď úpravy bariéry anorganickými plnivy či nanoplnivy (jaké zkoumá US20230192983A1), nebo sekundární vnější sáčky. V práci Lopriore et al. (2024) překročily nechráněné kapsle z polybutylensukcinátu monovrstvu a_w0 = 0.43 za 327 dní při 20 °C / 54 % RH, za 120 dní při 30 °C / 54 % RH, za 56 dní při 30 °C / 75 % RH a za pouhých 26 dní při 45 °C / 75 % RH. Naopak Basile a spolupracovníci (Foods 2024, PMC10931445) prokázali, že uzavření jednoporcových papírových podů nebo skupin deseti plastových kapslí do vysoce bariérových vícevrstvých vnějších sáčků (jako je PET 12 µm / Al 8 µm / PE 60 µm nebo PET 12 µm / MPET 12 µm / PE 55 µm) přesouvá primární parotěsnou bariéru na sekundární sáček po dobu 180 dní při 25 °C a 40 °C, dokud spotřebitel vnější sáček neotevře.

Jak uvedl portál Packaging Strategies v souvislosti se zkoušením kapslí ve společnosti Plastic Technologies Inc. (PTI), skutečné bariérové vlastnosti v praxi určuje způsob, jakým jsou konstrukční prvky sestaveny do výsledného obalu. Před přechodem na kompostovatelné nebo jednomateriálové tělo kapsle ověřte jak kompatibilitu obalových materiálů pro kávové kapsle na tepelně svařovací stanici, tak WVTR celého obalu pro vaše cílové distribuční klima.

Často kladené otázky

Potřebujete provozně zatavené vzorky pro laboratorní kvalifikaci WVTR?

Zašlete společnosti AFPAK svá kandidátní těla kapslí, krycí fólii v roli a cílovou hmotnost dávky k provedení řízené zkoušky zatavování na našich rotačních nebo lineárních strojích. Prozkoumejte naše řešení výrobních linek na kávové kapsle a připravte opakovatelné prázdné i naplněné zkušební skupiny pro ověření v externí laboratoři.

Tabulka rozpočtu průniku vlhkosti kapsle-den, příklady technického plánování a odkazy na provozní řešení problémů a publikovanou literaturu jsou ilustrativní případy založené na určitých předpokladech a nepředstavují akreditované laboratorní zkoušky společnosti AFPAK ani konkrétní příklady ze závodů zákazníků.