Flexible Gel-Packs

Flexible Gelpacks sind wiederverwendbare Packungen mit wässrigem Gel, die im gefrorenen Zustand flexibel bleiben. Diese Packungen werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, die von Lebensmittelverpackungen bis hin zur Ersten Hilfe reichen. Obwohl sich die Anwendungen stark unterscheiden können, enthalten alle flexiblen Gelpacks drei Hauptbestandteile: Wasser, ein Gefrierpunktsenkungsmittel und ein Verdickungsmittel.
 

Gefrierpunktssenker
 

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    Wasserlösliche Gefrierpunktssenker wie Glykole, Salze oder Alkohole werden in Gelpackformulierungen verwendet, damit Gele weit unter die Gefriertemperatur von Wasser gekühlt werden können, während sie flexibel bleiben. Die Art und Menge des dem Gel zugesetzten Gefrierpunktsenkers hängt vom beabsichtigten eutektischen Punkt und der Endgebrauchstemperatur für die flexible Gelpackung ab.

Verdickungsmittel

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    Es muss ein Verdickungsmittel zugegeben werden, das die Viskosität des wässrigen Mediums im flexiblen Gelpack erhöhen kann. Es gibt viele Arten von Verdickungsmitteln, die verwendet werden können, um Gele auf Wasserbasis herzustellen. Die Art und Menge des verwendeten Verdickers bestimmt die Viskosität und Rheologie des Gelpacks.

In Gelpackungen verwendete Verdickungsmittel

Es gibt zwei Haupttypen von Verdickungsmitteln, die verwendet werden, um Gel für flexible Gelpackungen herzustellen; superabsorbierende Polymere und Celluloseether. Diese beiden Verdickerfamilien haben jeweils Vor- und Nachteile, wenn sie in flexiblen Gelpackungsanwendungen verwendet werden.


Superabsorbierende Polymere
 

Superabsorbierende Polymere (SAPs) haben eine hohe Affinität zu Wasser und werden verwendet, um große Wassermengen zu einem Gel aufzunehmen. Die meisten superabsorbierenden Polymere bestehen aus Natriumpolyacrylat und sind im Handel in Granulatform erhältlich. Die von einem SAP absorbierte Wassermenge hängt von der Ionenkonzentration der wässrigen Lösung und der Vernetzungsdichte des Polyacrylatpolymers ab. SAPs werden in Gelpackungen verwendet, wenn ein Gel mit einer "flüssigeren" Konsistenz benötigt wird.
 

Vorteile
 

  • Preiswert
  • Hocheffizient (absorbiert bis zum 300-fachen seines Eigengewichts an Wasser)
  • Bildet schnell Gele


Nachteile
 

  • Gele laufen aus, wenn die Gelpackung durchstochen wird
  • Empfindlich gegenüber pH und Ionenkonzentration
  • Nicht biologisch abbaubar


Celluloseether
 

Celluloseether sind, wie der Name schon sagt, Verdickungsmittel auf Basis von Cellulose. Diese Polymere bestehen aus einem Cellulosegerüst mit Hydroxygruppen, die durch eine andere funktionelle Gruppe substituiert wurden. Durch Zugabe von Celluloseethern zu Wasser von 0,5-5 Gew.-% lassen sich hochviskose Lösungen herstellen. Celluloseether werden in Gelpacks verwendet, wenn ein Gel mit einer "festeren" Konsistenz benötigt wird.
 

Vorteile
 

  • Gel wird nicht auslaufen, wenn die Packung durchstochen ist
  • Cellulose ist natürlich und biologisch abbaubar
  • Stabil über einen breiten pH-Wert
  • Weniger empfindlich gegenüber Salzkonzentration



Nachteile
  • Teurer als SAPs
  • Kann schwer zu hydratisieren sein
 

TEXTURECEL™ Celluloseether
 

TEXTURECEL™ Celluloseether sind Natrium-Carboxymethylcellulose-Polymere, die hochwirksame Verdickungsmittel sind. TEXTURECEL™-Typen mit hohem Molekulargewicht sind ideale Verdickungsmittel für flexible Gelpack-Anwendungen. Mit TEXTURECEL™ gebildete Gele haben eine feste Textur und laufen nicht aus, wenn eine Packung durchstochen oder zerrissen wird. Darüber hinaus verfügen TEXTURECEL™-Polymere über Zulassungen für den Lebensmittelkontakt, wodurch sie sich perfekt für Gelpack-Anwendungen eignen, die in engem Kontakt mit Lebensmittelprodukten stehen.


TEXTURECEL™-Typen für Gelpack-Anwendungen
 

Die Auswahl der geeigneten Qualität von TEXTURECEL™ hängt von den gewünschten physikalischen Eigenschaften der Gelpackung ab. Als Richtlinie gilt, dass mit zunehmendem Molekulargewicht des TEXTURECEL™ Polymers auch die Viskosität der entsprechenden Lösung steigt. In einigen Fällen ermöglicht die Auswahl des höchsten verfügbaren Molekulargewichts eine Verringerung der Verdickungsmittelmenge, die erforderlich ist, um die gewünschte Gelkonsistenz zu erreichen. Granulate von TEXTURECEL™ werden normalerweise gegenüber Pulversorten empfohlen, da sie leichter zu hydratisieren sind und schneller Gele bilden.
 

Empfohlene Typen

 

Formulierung von Gelen mit TEXTURECEL™

Die Menge an TEXTURECEL™, die erforderlich ist, um ein Gel für flexible Gelpackungen zu formulieren, hängt von der gewünschten Konsistenz des Gels ab, jedoch liegen typische Anwendungsraten zwischen 0,5 und 3%. Bei der Verwendung von TEXTURECEL™ als Verdickungsmittel wird empfohlen, es zuerst vollständig in dem wasserlöslichen Gefrierpunktssenker zu dispergieren, bevor es mit Wasser hydratisiert wird. Dadurch kann sich ein glattes Gel bilden, das frei von Klumpen ist. Sobald das Gel gebildet ist, können beliebige andere Additive eingearbeitet werden. Die unten aufgeführte Formulierung ist typisch für eine heiße oder kalte Gelpackung.
    ErfindenBetragen(wt.%)
    Propylenglykol0.5 - 3
    TEXTURECEL™10 - 20
    Wasser80 - 90
    AluminiumsulfatQuantum Satis
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