Folia kompozytowa z tworzywa sztucznego jest powszechnie stosowanym materiałem opakowaniowym do opakowań odpornych na autoagresję. Sterylizacja retortowa i cieplna to ważny proces pakowania żywności retortowej w wysokiej temperaturze. Jednakże właściwości fizyczne folii kompozytowych z tworzyw sztucznych są podatne na rozkład termiczny po podgrzaniu, co skutkuje nieodpowiednimi materiałami opakowaniowymi. W artykule dokonano analizy typowych problemów występujących podczas gotowania worków retortowych w wysokiej temperaturze oraz przedstawiono metody badania ich wydajności fizycznej, mając nadzieję, że będą miały one znaczenie przewodnie dla rzeczywistej produkcji.
Woreczki retortowe odporne na wysoką temperaturę to forma opakowania powszechnie stosowana do mięsa, produktów sojowych i innych gotowych produktów spożywczych. Zazwyczaj jest pakowany próżniowo i może być przechowywany w temperaturze pokojowej po podgrzaniu i sterylizacji w wysokiej temperaturze (100 ~ 135°C). Odporna na retortę żywność pakowana jest łatwa do przenoszenia, gotowa do spożycia po otwarciu torebki, higieniczna i wygodna, a także dobrze zachowuje smak żywności, dzięki czemu jest bardzo lubiana przez konsumentów. W zależności od procesu sterylizacji i materiałów opakowaniowych, okres przydatności do spożycia produktów opakowaniowych odpornych na działanie autoprocesu wynosi od pół roku do dwóch lat.
Proces pakowania żywności retortowej obejmuje wytwarzanie torebek, pakowanie w worki, odkurzanie, zgrzewanie, kontrolę, gotowanie i podgrzewanie, sterylizację, suszenie i chłodzenie oraz pakowanie. Sterylizacja poprzez gotowanie i podgrzewanie to podstawowy proces całego procesu. Jednakże w przypadku pakowania torebek wykonanych z materiałów polimerowych – tworzyw sztucznych, ruch łańcucha molekularnego po podgrzaniu nasila się, a właściwości fizyczne materiału ulegają osłabieniu termicznemu. W artykule dokonano analizy typowych problemów występujących podczas gotowania wysokotemperaturowych torebek retortowych oraz przedstawiono metody badania ich wytrzymałości fizycznej.
1. Analiza typowych problemów związanych z workami opakowaniowymi odpornymi na reakcję retortową
Żywność wysokotemperaturowa w retorcie jest pakowana, a następnie podgrzewana i sterylizowana razem z materiałami opakowaniowymi. W celu uzyskania wysokich właściwości fizycznych i dobrych właściwości barierowych, opakowania odporne na autoretortę produkowane są z różnorodnych materiałów bazowych. Powszechnie stosowane materiały obejmują PA, PET, AL i CPP. Powszechnie stosowane konstrukcje składają się z dwóch warstw folii kompozytowych, z następującymi przykładami (BOPA/CPP, PET/CPP), trójwarstwowej folii kompozytowej (takiej jak PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) i czterowarstwowej folii kompozytowej (takie jak PET/PA/AL/CPP). W rzeczywistej produkcji najczęstszymi problemami z jakością są zmarszczki, pęknięte torby, wyciek powietrza i nieprzyjemny zapach po gotowaniu:
1). Zasadniczo występują trzy formy marszczenia toreb opakowaniowych: poziome lub pionowe lub nieregularne zmarszczki na materiale bazowym opakowania; zmarszczki i pęknięcia na każdej warstwie kompozytu oraz słaba płaskość; skurcz materiału bazowego opakowania oraz skurcz warstwy kompozytowej i innych warstw kompozytowych Oddzielne, w paski. Worki stłuczone dzielą się na dwa rodzaje: bezpośrednie pękanie i marszczenie, a następnie pękanie.
2).Dlaminacja to zjawisko polegające na oddzielaniu się od siebie warstw kompozytowych materiałów opakowaniowych. Nieznaczne rozwarstwienie objawia się wybrzuszeniami w postaci pasków w obciążonych częściach opakowania, a wytrzymałość na odrywanie jest zmniejszona i można ją nawet delikatnie rozerwać ręcznie. W ciężkich przypadkach warstwa kompozytowa opakowania po ugotowaniu oddziela się na dużej powierzchni. W przypadku wystąpienia rozwarstwienia zaniknie synergiczne wzmocnienie właściwości fizycznych pomiędzy warstwami kompozytowymi materiału opakowaniowego, a właściwości fizyczne i właściwości barierowe ulegną znacznemu pogorszeniu, uniemożliwiając dotrzymanie wymagań dotyczących trwałości, często powodując większe straty dla przedsiębiorstwa .
3). Niewielki wyciek powietrza ma zazwyczaj stosunkowo długi okres inkubacji i nie jest łatwy do wykrycia podczas gotowania. W trakcie obiegu i przechowywania produktu stopień podciśnienia produktu maleje, a w opakowaniu pojawia się wyraźne powietrze. Dlatego ten problem z jakością często dotyczy dużej liczby produktów. produkty mają większy wpływ. Występowanie wycieku powietrza jest ściśle związane ze słabym zgrzewaniem i słabą odpornością worka retortowego na przebicie.
4). Zapach po gotowaniu jest również częstym problemem związanym z jakością. Specyficzny zapach pojawiający się po gotowaniu jest związany z nadmierną ilością pozostałości rozpuszczalników w materiałach opakowaniowych lub niewłaściwym doborem materiałów. Jeśli folia PE jest stosowana jako wewnętrzna warstwa uszczelniająca torebek do gotowania w wysokiej temperaturze powyżej 120°, folia PE jest podatna na nieprzyjemny zapach w wysokich temperaturach. Dlatego RCPP jest zwykle wybierany jako wewnętrzna warstwa torebek do gotowania w wysokiej temperaturze.
2. Metody badania właściwości fizycznych opakowań odpornych na autoretorcję
Czynniki prowadzące do problemów z jakością opakowań odpornych na autoretorcję są stosunkowo złożone i obejmują wiele aspektów, takich jak surowce warstwy kompozytowej, kleje, farby drukarskie, kontrola procesu wytwarzania kompozytów i torebek oraz procesy retortowe. Aby zapewnić jakość opakowania i trwałość żywności, konieczne jest przeprowadzenie testów odporności materiałów opakowaniowych na gotowanie.
Krajową normą mającą zastosowanie do toreb opakowaniowych odpornych na autotortę jest GB/T10004-2008 „Plastikowa folia kompozytowa do pakowania, laminowanie na sucho w workach, laminowanie przez wytłaczanie”, oparta na JIS Z 1707-1997 „Ogólne zasady dotyczące folii z tworzyw sztucznych do pakowania żywności” Opracowany w celu zastąpienia norm GB/T 10004-1998 „Folie i torby kompozytowe odporne na działanie retorty” oraz GB/T10005-1998 „Folie i torby kompozytowe z dwuosiowo zorientowanego polipropylenu/polietylenu o małej gęstości”. GB/T 10004-2008 obejmuje różne właściwości fizyczne i wskaźniki pozostałości rozpuszczalników w przypadku folii i toreb opakowaniowych odpornych na działanie autoprocesu i wymaga, aby torby opakowaniowe odporne na autoretorcję były badane pod kątem odporności na media o wysokiej temperaturze. Metoda polega na napełnieniu torebek opakowaniowych odpornych na działanie autoklawu 4% kwasem octowym, 1% siarczkiem sodu, 5% chlorkiem sodu i olejem roślinnym, następnie odessać i zamykać, podgrzewać i zwiększać ciśnienie w wysokociśnieniowym garnku do gotowania w temperaturze 121°C przez 40 minut i ostudzić przy niezmiennym ciśnieniu. Następnie bada się jego wygląd, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, siłę odrywania i wytrzymałość na zgrzewanie, a do oceny wykorzystuje się szybkość spadku. Formuła jest następująca:
R=（AB）/A×100
We wzorze R oznacza współczynnik spadku (%) badanych elementów, A oznacza średnią wartość badanych elementów przed badaniem w środowisku odpornym na wysoką temperaturę; B to średnia wartość badanych elementów po teście środka odpornego na wysoką temperaturę. Wymagania dotyczące wydajności są następujące: „Po badaniu odporności dielektrycznej w wysokiej temperaturze produkty o temperaturze roboczej 80°C lub wyższej nie powinny wykazywać rozwarstwień, uszkodzeń, widocznych deformacji wewnątrz lub na zewnątrz worka oraz zmniejszenia siły odrywania, ciągnięcia siła odcięcia, nominalne odkształcenie przy zerwaniu i wytrzymałość na zgrzewanie. Stawka powinna wynosić ≤30%”.
3. Badanie właściwości fizycznych toreb opakowaniowych odpornych na autoretorcję
Rzeczywisty test na maszynie może najlepiej wykryć ogólną wydajność opakowania odpornego na autoagresję. Metoda ta jest jednak nie tylko czasochłonna, ale także ograniczona planem produkcji i liczbą testów. Ma słabą funkcjonalność, duże straty i wysoki koszt. Poprzez test retortowy mający na celu wykrycie właściwości fizycznych, takich jak właściwości fizyczne, takie jak właściwości rozciągające, wytrzymałość na odrywanie, wytrzymałość zgrzewania przed i po retorcie, można kompleksowo ocenić jakość worka retortowego w zakresie odporności na autoklaw. Testy gotowania zazwyczaj wykorzystują dwa rodzaje rzeczywistej zawartości i symulowanych materiałów. Test gotowania z wykorzystaniem rzeczywistej zawartości może być jak najbardziej zbliżony do rzeczywistej sytuacji produkcyjnej i może skutecznie zapobiegać przedostawaniu się partiami niekwalifikowanych opakowań na linię produkcyjną. W fabrykach materiałów opakowaniowych stosuje się płyny symulacyjne do badania odporności materiałów opakowaniowych podczas procesu produkcyjnego i przed przechowywaniem. Testowanie wydajności gotowania jest bardziej praktyczne i funkcjonalne. Autor przedstawia metodę badania właściwości fizycznych toreb opakowaniowych odpornych na autoretorcję, napełniając je płynami symulującymi żywność trzech różnych producentów i przeprowadzając odpowiednio testy gotowania na parze i gotowania. Proces testowy wygląda następująco:
1). Próba gotowania
Przyrządy: Bezpieczny i inteligentny garnek do gotowania w wysokiej temperaturze z przeciwciśnieniem, tester zgrzewania HST-H3
Etapy testu: Ostrożnie wlej 4% kwas octowy do worka retortowego do dwóch trzecich objętości. Należy uważać, aby nie zabrudzić uszczelki i nie wpłynąć na trwałość uszczelnienia. Po napełnieniu zamknij torebki do gotowania HST-H3 i przygotuj w sumie 12 próbek. Podczas zamykania należy w miarę możliwości usunąć powietrze z torebki, aby zapobiec wpływowi rozszerzania się powietrza podczas gotowania na wyniki testu.
Aby rozpocząć test, umieść zamkniętą próbkę w naczyniu do gotowania. Ustaw temperaturę gotowania na 121°C, czas gotowania na 40 minut, gotuj na parze 6 próbek i gotuj 6 próbek. Podczas testu gotowania należy zwracać szczególną uwagę na zmiany ciśnienia powietrza i temperatury w naczyniu do gotowania, aby upewnić się, że temperatura i ciśnienie utrzymują się w ustawionym zakresie.
Po zakończeniu testu schłodzić do temperatury pokojowej, wyjąć i obserwować, czy nie ma pękniętych torebek, zmarszczek, rozwarstwień itp. Po teście powierzchnie próbek 1# i 2# po ugotowaniu były gładkie i nie było żadnych śladów rozwarstwienie. Powierzchnia próbki 3# po ugotowaniu nie była zbyt gładka, a krawędzie były wypaczone w różnym stopniu.
2). Porównanie właściwości rozciągających
Weź torebki do pakowania przed i po gotowaniu, wytnij 5 prostokątnych próbek o wymiarach 15 mm x 150 mm w kierunku poprzecznym i 150 mm w kierunku wzdłużnym i kondycjonuj je przez 4 godziny w środowisku o temperaturze 23 ± 2 ℃ i wilgotności względnej 50 ± 10%. Do badania siły zrywającej i wydłużenia przy zerwaniu w warunkach 200 mm/min wykorzystano inteligentną elektroniczną maszynę do prób rozciągania XLW (PC).
3). Próba obierania
Zgodnie z metodą A z GB 8808-1988 „Metoda badania odrywania miękkich kompozytowych materiałów z tworzyw sztucznych” wytnij próbkę o szerokości 15 ± 0,1 mm i długości 150 mm. Pobierz po 5 próbek w kierunku poziomym i pionowym. Wstępnie oderwij warstwę kompozytową wzdłuż próbki, załaduj ją do inteligentnej elektronicznej maszyny do badania rozciągania XLW (PC) i sprawdź siłę odrywania przy 300 mm/min.
4). Test wytrzymałości na zgrzewanie
Zgodnie z GB/T 2358-1998 „Metoda badania wytrzymałości zgrzewania torebek opakowaniowych z folii z tworzywa sztucznego”, wytnij próbkę o szerokości 15 mm w części zgrzewanej próbki, otwórz ją pod kątem 180° i zaciśnij oba końce próbki Inteligentny XLW (PC) Na elektronicznej maszynie do prób rozciągania maksymalne obciążenie jest testowane przy prędkości 300 mm/min, a szybkość opadania jest obliczana przy użyciu wzoru dielektrycznego na odporność na wysoką temperaturę w GB/T 10004-2008.
Streszczać
Konsumenci coraz chętniej wybierają żywność opakowaną odporną na reakcję retortową ze względu na wygodę jej spożywania i przechowywania. Aby skutecznie utrzymać jakość zawartości i zapobiec psuciu się żywności, każdy etap procesu produkcji torebek retortowych w wysokiej temperaturze musi być ściśle monitorowany i odpowiednio kontrolowany.
1. Worki kuchenne odporne na wysokie temperatury powinny być wykonane z odpowiednich materiałów w zależności od zawartości i procesu produkcyjnego. Na przykład CPP jest zwykle wybierany jako wewnętrzna warstwa uszczelniająca torebek do gotowania odpornych na wysoką temperaturę; w przypadku stosowania worków opakowaniowych zawierających warstwy AL do pakowania zawartości kwasów i zasad, należy dodać warstwę kompozytową PA pomiędzy AL i CPP, aby zwiększyć odporność na przepuszczalność kwasów i zasad; każda warstwa kompozytowa Kurczliwość cieplna powinna być stała lub podobna, aby uniknąć wypaczenia lub nawet rozwarstwienia materiału po ugotowaniu z powodu złego dopasowania właściwości skurczu cieplnego.
2. Rozsądnie kontroluj proces złożony. W workach retortowych odpornych na wysokie temperatury stosuje się najczęściej metodę mieszania na sucho. W procesie produkcji folii retortowej należy wybrać odpowiedni klej i dobry proces klejenia oraz rozsądnie kontrolować warunki utwardzania, aby zapewnić pełną reakcję głównego składnika kleju i utwardzacza.
3. Odporność na średnie temperatury jest najcięższym procesem w procesie pakowania worków retortowych o wysokiej temperaturze. Aby ograniczyć występowanie problemów z jakością partii, worki retortowe w wysokiej temperaturze należy poddawać próbom retortowym i sprawdzać w oparciu o rzeczywiste warunki produkcji przed użyciem i w trakcie produkcji. Należy sprawdzić, czy opakowanie po ugotowaniu wygląda na płaskie, pomarszczone, pęcherze, zdeformowane, czy nie ma rozwarstwień lub wycieków, czy tempo spadku właściwości fizycznych (właściwości na rozciąganie, wytrzymałość na odrywanie, wytrzymałość na zgrzewanie) spełnia wymagania itp.
Czas publikacji: 18 stycznia 2024 r
