Sebagian besar jenis material yang digunakan untuk mengemas makanan adalah logam, kaca, kertas, hingga polimer. Setiap bahan memiliki keunggulan dan kekurangan, yang menjadikannya lebih cocok untuk jenis kemasan tertentu, tergantung pada kebutuhan perlindungan, ketahanan, dan estetika produk. Artikel ini akan membahas jenis materialnya satu-persatu.

Material Packaging

Logam/Metal

Kemasan logam memiliki keunggulan berupa kekuatan mekanis yang superior, ketahanan terhadap transfer massa dan cahaya, konduktivitas termal yang baik, serta ketahanan terhadap suhu yang relatif tinggi. Dua sifat terakhir ini membuat kemasan logam sangat cocok untuk pemrosesan termal di dalam kemasan.

Tinplate, bahan pertama yang digunakan untuk membuat kaleng dan wadah logam, terdiri dari lembaran baja tipis yang dilapisi timah. Lapisan timah ini bertujuan untuk mengurangi risiko korosi. Jumlah lembar baja biasanya dinyatakan dalam satuan ‘base box’ (bb). Satu base box setara dengan 112 lembar berukuran 0,356 × 0,508 m masing-masing, dan memiliki berat sekitar 20 hingga 60 kg, tergantung pada ketebalan lembarannya. Dalam 50 tahun terakhir, proses metalurgi yang lebih maju telah menghasilkan lembaran baja dengan sifat mekanis yang lebih baik namun dengan ketebalan yang jauh lebih tipis. Ketebalan lapisan timah dinyatakan dalam satuan nominal pound per base box (lb/bb). Metode tradisional pelapisan baja dengan timah, yaitu metode ‘hot dip,’ sekarang telah digantikan oleh proses deposisi elektrolitik. Proses pelapisan timah secara elektrolitik ini menghasilkan lapisan timah yang lebih merata dengan jumlah timah yang lebih sedikit per satuan area. Dengan demikian, ketebalan pelat dasar dan berat lapisan timah per satuan area tinplate untuk kaleng telah berkurang secara signifikan, menghasilkan kaleng yang lebih ringan dan lebih murah dengan performa yang lebih baik.

Dalam beberapa kasus, perlindungan yang diberikan oleh timah tidak cukup untuk mencegah korosi internal atau eksternal pada kaleng. Apabila kaleng dihadapkan pada kondisi korosif yang sangat parah, lapisan pelindung dari lacquer polimer atau enamel diaplikasikan pada lapisan timah.

Ukuran kaleng telah distandarisasi dan ditentukan dengan kode standar. Di Amerika Serikat, misalnya, kaleng berbentuk silinder ditentukan berdasarkan diameter dan tingginya, dengan kedua dimensi diberikan dalam kode tiga digit.

Pemilihan kaleng yang paling sesuai untuk aplikasi tertentu melibatkan spesifikasi dasar baja, ketebalan lapisan timah, jenis enamel (jika ada), dan fitur khusus dari geometrinya. Berdasarkan pengalaman, produsen kaleng biasanya memberikan informasi untuk membantu dalam memilih yang tepat.

Bahan logam kedua yang penting untuk kemasan adalah aluminium. Berbeda dengan baja, aluminium tidak memerlukan lapisan pelindung karena lapisan tipis aluminium oksida yang terbentuk di permukaan melindungi logam dari korosi lebih lanjut. Aluminium jauh lebih ringan dan lebih mudah dibentuk dibandingkan dengan tinplate, tetapi lebih mahal. Sebagai bahan kemasan, aluminium hadir dalam dua bentuk: kaleng aluminium (biasanya untuk bir dan minuman ringan) dan aluminium foil (dalam bentuk tunggal atau laminasi). Bentuk aluminium paling murni, yang paling mudah dibentuk, digunakan untuk pembuatan foil dan wadah.

Kaca/Glass

Kaca yang digunakan untuk membuat wadah (botol, toples) dalam pengemasan makanan adalah kaca soda-lime, yang biasanya mengandung 68–73% SiO₂, 12–15% Na₂O, 10–13% CaO, dan oksida lainnya dalam proporsi lebih kecil. Keunggulan kaca sebagai bahan kemasan adalah transparansi, ketahanan kimia, ketahanan terhadap transfer massa, kekakuan, ketahanan termal (ketika dipanaskan dengan benar), serta daya tarik umum bagi konsumen. Kelemahan kaca adalah kerapuhan dan beratnya. Wadah kaca memiliki standar yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan kaleng logam. Faktanya, sebagian besar botol dan toples dibuat khusus untuk satu produk atau satu produsen. Di sisi lain, penutup untuk wadah kaca lebih terstandarisasi. Wadah kaca dapat digunakan kembali atau didaur ulang. Penggunaan ulang memiliki tantangan tersendiri, namun daur ulang (peleburan kembali) terbukti secara teknis dan ekonomis layak dilakukan.

Kertas/Paper

Produk kertas banyak digunakan sebagai kemasan makanan. Bahkan, dalam berbagai bentuknya, kertas mungkin merupakan salah satu bahan kemasan makanan paling awal. Keunggulan utama kertas sebagai bahan kemasan adalah biayanya yang rendah, ketersediaannya yang luas, bobotnya yang ringan, kemampuan cetaknya, dan kekuatan mekanisnya. Kekurangan terbesarnya adalah sensitivitasnya terhadap kelembapan. Sifat-sifat kertas dapat dimodifikasi melalui komposisi pulp, proses pembuatan, dan berbagai perlakuan permukaan. Permeabilitas terhadap kelembapan dan lemak dapat dikurangi dengan melapisinya dengan lilin (kertas berlapis lilin). Kertas merupakan komponen penting dalam bahan kemasan berlapis. Kertas digunakan sebagai kemasan utama (kotak, bungkus, kantong) tetapi juga merupakan bahan utama untuk kemasan sekunder (kotak karton bergelombang atau karton).

Polymer

Polimer, baik secara kuantitas maupun kualitas, adalah kelas bahan kemasan yang paling penting, baik untuk aplikasi makanan maupun non-makanan. Alasan keberhasilan dan peningkatan pesat penggunaan bahan polimer dalam teknologi kemasan sangat beragam. Bahan polimer memiliki variasi yang cukup luas dan fleksibilitas tinggi. Mereka bisa fleksibel atau kaku, transparan atau buram, termoset atau termoplastik (dapat disegel panas), cukup kristalin atau hampir amorf. Bahan ini dapat diproduksi sebagai film atau sebagai wadah dalam berbagai bentuk dan ukuran. Pada umumnya, biaya produksi bahan polimer jauh lebih rendah dibandingkan logam atau kaca, dan sangat cocok untuk teknologi kemasan canggih seperti pengemasan atmosfer termodifikasi (MAP), pengemasan aktif, dan pengemasan “pintar”.

Sifat transportasi adalah aspek yang paling banyak dipelajari dari bahan kemasan polimer untuk makanan. Tidak seperti logam atau kaca, polimer memiliki permeabilitas terhadap molekul kecil pada tingkat tertentu. Dua konsekuensi penting dari sifat ini adalah permeabilitas kemasan terhadap gas dan uap (khususnya oksigen dan uap air) serta migrasi zat-zat berat molekul rendah dari kemasan ke makanan (monomer, stabilisator, plastisizer) atau dari makanan ke bahan kemasan dan keluar (komponen aroma). Kedua fenomena ini dibahas lebih lanjut pada bagian berikutnya.

Dengan pengecualian yang menonjol pada bahan asal selulosa (misalnya, selofan), plastik kemasan terbuat dari polimer sintetis. Secara kimia, mereka berbeda dalam monomer penyusun rantai polimer, berat molekul, dan struktur rantai (linier vs. bercabang, silang, dll.). Beberapa polimer penting dijelaskan di bawah ini.

Polyethylene (PE) adalah polimer dari olefin etilena, CH₂=CH₂. Ada empat jenis polyethylene:

  1. Low density polyethylene (LDPE) adalah polimer bercabang dengan cabang pendek atau panjang. Cabang pendek memberikan sifat kristalin pada material, sedangkan cabang panjang bertanggung jawab atas sifat viskoelastis polimer cair. Kisaran leleh yang rendah (105–115°C) memungkinkan penggunaannya sebagai lapisan yang dapat disegel panas dalam laminasi.
  2. High density polyethylene (HDPE) adalah polimer linier dengan sedikit cabang, lebih kristalin daripada LDPE, sehingga lebih kaku dan kurang transparan. Kisaran lelehnya lebih tinggi (128–138°C).
  3. Medium density polyethylene (MDPE) memiliki sifat yang berada di antara LDPE dan HDPE.
  4. Linear low density polyethylene (LLDPE) adalah kopolimer etilena dengan sedikit olefin yang lebih tinggi, memiliki cabang pada interval teratur pada rantai utama. LLDPE lebih kuat dari LDPE dan lebih cocok sebagai komponen yang dapat disegel panas.

Polypropylene (PP) adalah polimer dari olefin propilena. Ia memiliki satu gugus metil pada rantai setiap unit monomer, menghasilkan berbagai konfigurasi spasial yang memberikan perbedaan sifat mekanik dan transportasi. Berkat kisaran leleh yang tinggi (160–178°C), polypropylene tahan terhadap sterilisasi termal.

Polystyrene adalah polimer dari stirena (vinil benzena) dan sering digunakan dalam produksi wadah termovorming dan peralatan makan sekali pakai.

Polyethylene terephthalate (PET) adalah poliester dari asam tereftalat dan etilen glikol. Dengan kekuatan mekanis, permeabilitas rendah, transparansi, dan stabilitas termalnya, PET banyak digunakan, terutama dalam pembuatan botol minuman dan kemasan tahan panas.

Saran adalah nama komersial dari kopolimer vinil klorida dan vinil diklorida, dikenal karena sifat penghalangnya yang sangat baik dan terkenal sebagai ‘saran wrap’.

Ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVOH) adalah penghalang yang sangat baik terhadap gas, tetapi sifat penghalangnya berkurang oleh aksi uap air yang diserapnya karena komposisi hidrofiliknya. EVOH digunakan terutama sebagai lapisan penghalang dalam laminasi komposit.

Selofan, ditemukan pada tahun 1906, adalah bahan kemasan polimer tertua yang masih digunakan. Terbuat dari selulosa yang telah direformasi, selofan bersifat transparan dan memiliki sifat penghalang gas yang baik, tetapi stabilitas mekanis dan sifat penghalangnya sangat melemah oleh kelembapan. Selofan memiliki keuntungan mudah terurai secara biologis.

Kontributor: Daris Arsyada

By: Caesar Wiratama

Sumber:

Berk, Zeki. 2008. Food Process Engineering and Technology. United States of America: Elsevier.

https://www.whatpackaging.co.in/features/metal-as-packaging-is-a-boon-to-the-industry-says-venu-ayyar-57622 (diakses pada tanggal 1 November 2024)

https://www.plasticsengineering.org/2024/05/transforming-food-packaging-the-shift-to-biopolymers-004856/ (diakses pada tanggal 1 November 2024)

http://www.thongguan.com/types-of-plastic-resins-for-packaging/ (diakses pada tanggal 1 November 2024)