Пластмасовото композитно фолио е често използван опаковъчен материал за ретортно-устойчиви опаковки. Ретортирането и термичната стерилизация са важен процес за опаковане на храни, обработвани при висока температура. Физическите свойства на пластмасовите композитни фолиа обаче са склонни към термично разпадане след нагряване, което води до некачествени опаковъчни материали. Тази статия анализира често срещаните проблеми след термичното обработване на ретортни торбички при висока температура и представя методите им за изпитване на физическите им характеристики, с надеждата да има насочващо значение за реалното производство.
Високотемпературните ретортни опаковъчни пликове са форма на опаковка, често използвана за месо, соеви продукти и други готови хранителни продукти. Обикновено се опаковат вакуумно и могат да се съхраняват на стайна температура след нагряване и стерилизиране при висока температура (100~135°C). Ретортно устойчивите опаковани храни са лесни за носене, готови за консумация след отваряне на плика, хигиенични и удобни и могат да запазят добре вкуса на храната, така че са силно харесвани от потребителите. В зависимост от процеса на стерилизация и опаковъчните материали, срокът на годност на ретортно устойчивите опаковъчни продукти варира от половин година до две години.
Процесът на опаковане на ретортни храни включва изработване на торбички, опаковане в торбички, вакуумиране, термично запечатване, проверка, стерилизация чрез готвене и нагряване, сушене и охлаждане и опаковане. Стерилизацията чрез готвене и нагряване е основният процес на целия процес. Въпреки това, когато се опаковат торбички, изработени от полимерни материали - пластмаси, движението на молекулярната верига се засилва след нагряване и физичните свойства на материала са склонни към термично затихване. Тази статия анализира често срещаните проблеми след готвене на високотемпературни ретортни торбички и представя методите за изпитване на техните физически характеристики.
1. Анализ на често срещани проблеми с ретортно-устойчивите опаковъчни торби
Храната, обработена с високотемпературна реторта, се опакова, след което се нагрява и стерилизира заедно с опаковъчните материали. За да се постигнат високи физични свойства и добри бариерни свойства, опаковките, устойчиви на реторта, се изработват от различни основни материали. Често използваните материали включват PA, PET, AL и CPP. Често използваните структури имат двуслойно композитно фолио, като например (BOPA/CPP, PET/CPP), трислойно композитно фолио (като PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) и четирислойно композитно фолио (като PET/PA/AL/CPP). В реалното производство най-често срещаните проблеми с качеството са набръчкване, счупване на торбички, изтичане на въздух и миризма след готвене:
1). Обикновено има три вида набръчкване на опаковъчните торбички: хоризонтални, вертикални или неравномерни бръчки върху основния опаковъчен материал; бръчки и пукнатини върху всеки композитен слой и лоша плоскост; свиване на основния опаковъчен материал и свиване на композитния слой и други композитни слоеве, разделени и набръчкани. Счупените торбички се разделят на два вида: директно спукване и набръчкване и последващо спукване.
2). Разслояването се отнася до явлението, при което композитните слоеве на опаковъчния материал са отделени един от друг. Лекото разслояване се проявява като ивициподобни издутини в напрегнатите части на опаковката, а якостта на отлепване е намалена и дори може да се разкъса леко на ръка. В тежки случаи, композитният слой на опаковката се разделя на голяма площ след готвене. Ако се случи разслояване, синергичното укрепване на физичните свойства между композитните слоеве на опаковъчния материал ще изчезне и физичните свойства и бариерните свойства ще намалеят значително, което прави невъзможно спазването на изискванията за срок на годност, често причинявайки по-големи загуби за предприятието.
3). Лекото изтичане на въздух обикновено има относително дълъг инкубационен период и не е лесно да се открие по време на готвене. По време на циркулацията и съхранението на продукта, степента на вакуум в опаковката намалява и в нея се появява видим въздух. Следователно, този проблем с качеството често засяга голям брой продукти. Продуктите имат по-голямо въздействие. Появата на изтичане на въздух е тясно свързана със слабото термично запечатване и лошата устойчивост на пробиване на ретортната торбичка.
4). Миризмата след готвене също е често срещан проблем с качеството. Специфичната миризма, която се появява след готвене, е свързана с прекомерни остатъци от разтворители в опаковъчните материали или неправилен избор на материал. Ако PE фолиото се използва като вътрешен запечатващ слой на високотемпературни готварски пликове над 120°, PE фолиото е склонно към миризма при високи температури. Поради това, RCPP обикновено се избира като вътрешен слой на високотемпературни готварски пликове.
2. Методи за изпитване на физичните свойства на опаковки, устойчиви на реторта
Факторите, водещи до проблеми с качеството на ретортно-устойчивите опаковки, са сравнително сложни и включват много аспекти, като например суровини за композитни слоеве, лепила, мастила, контрол на процеса на производство на композити и торбички, както и ретортни процеси. За да се гарантира качеството на опаковките и срокът на годност на храните, е необходимо да се провеждат тестове за устойчивост на готвене на опаковъчните материали.
Националният стандарт, приложим за ретортно-устойчиви опаковъчни торбички, е GB/T10004-2008 „Пластмасово композитно фолио за опаковане, сухо ламиниране на торбички, екструзионно ламиниране“, който е базиран на JIS Z 1707-1997 „Общи принципи на пластмасовите фолиа за опаковане на храни“, формулиран да замени GB/T 10004-1998 „Ретортно-устойчиви композитни фолиа и торбички“ и GB/T10005-1998 „Биаксиално ориентирано полипропиленово фолио/полиетиленови композитни фолиа и торбички с ниска плътност“. GB/T 10004-2008 включва различни физични свойства и индикатори за остатъци от разтворители за ретортно-устойчиви опаковъчни фолиа и торбички и изисква ретортно-устойчивите опаковъчни торбички да бъдат тествани за устойчивост на високотемпературни среди. Методът е да се напълнят ретортно-устойчивите опаковъчни торбички с 4% оцетна киселина, 1% натриев сулфид, 5% натриев хлорид и растително масло, след което да се издухат и запечатат, да се нагреят и да се поставят под налягане в съд за готвене под високо налягане при 121°C в продължение на 40 минути и да се охладят, докато налягането остане непроменено. След това се тестват външният вид, якостта на опън, удължението, силата на отлепване и якостта на топлинно запечатване, като за оценка се използва скоростта на спад. Формулата е следната:
R=(AB)/A×100
Във формулата, R е степента на спад (%) на тестваните артикули, A е средната стойност на тестваните артикули преди изпитването за високотемпературна среда; B е средната стойност на тестваните артикули след изпитването за високотемпературна среда. Изискванията за експлоатационни характеристики са: „След изпитването за високотемпературно диелектрично съпротивление, продуктите с работна температура от 80°C или по-висока не трябва да имат разслояване, повреди, видима деформация вътре или извън торбата, както и намаление на силата на отлепване, силата на опъване, номиналното напрежение при скъсване и якостта на термично запечатване. Степента трябва да бъде ≤30%“.
3. Изпитване на физичните свойства на ретортно-устойчиви опаковъчни торби
Действителното изпитване на машината може най-точно да определи цялостната производителност на ретортно-устойчивата опаковка. Този метод обаче е не само времеемък, но и ограничен от производствения план и броя на тестовете. Той е с лоша оперативност, големи отпадъци и висока цена. Чрез ретортно изпитване за откриване на физични свойства като опън, якост на отлепване, якост на термично запечатване преди и след ретортиране, качеството на ретортно-устойчивост на ретортната торба може да бъде цялостно оценено. Тестовете за готвене обикновено използват два вида действително съдържание и симулирани материали. Тестът за готвене с действително съдържание може да бъде възможно най-близък до действителната производствена ситуация и може ефективно да предотврати навлизането на неквалифицирани опаковки в производствената линия на партиди. За фабриките за опаковъчни материали се използват симулатори за тестване на устойчивостта на опаковъчните материали по време на производствения процес и преди съхранение. Тестването на производителността при готвене е по-практично и оперативно. Авторът представя метода за тестване на физическите характеристики на ретортно-устойчиви опаковъчни торби, като ги пълни с течности за симулиране на храни от три различни производителя и провежда съответно тестове за готвене на пара и варене. Процесът на изпитване е следният:
1). Тест за готвене
Инструменти: Безопасен и интелигентен съд за готвене с обратно налягане и висока температура, тестер за термозапечатване HST-H3
Стъпки на теста: Внимателно поставете 4% оцетна киселина в ретортната торбичка до две трети от обема. Внимавайте да не замърсите уплътнението, за да не повлияете на устойчивостта на запечатване. След напълване, запечатайте торбичките за готвене с HST-H3 и пригответе общо 12 проби. При запечатване въздухът в торбичката трябва да бъде изведен максимално, за да се предотврати разширяването на въздуха по време на готвене и да повлияе на резултатите от теста.
Поставете запечатаната проба в съда за готвене, за да започнете теста. Задайте температурата на готвене на 121°C, времето за готвене на 40 минути, гответе на пара 6 проби и сварете 6 проби. По време на теста за готвене, обърнете специално внимание на промените в налягането на въздуха и температурата в съда за готвене, за да се уверите, че температурата и налягането се поддържат в зададения диапазон.
След приключване на теста, охладете до стайна температура, извадете го и наблюдавайте дали има скъсани торбички, бръчки, деламинация и др. След теста, повърхностите на пробите 1# и 2# бяха гладки след готвене и нямаше деламинация. Повърхността на пробата 3# не беше много гладка след готвене, а краищата бяха изкривени в различна степен.
2). Сравнение на свойствата на опън
Вземете опаковъчните торбички преди и след готвене, изрежете 5 правоъгълни проби с размери 15 мм × 150 мм в напречна посока и 150 мм в надлъжна посока и ги кондиционирайте в продължение на 4 часа в среда с температура 23 ± 2 ℃ и 50 ± 10% относителна влажност. Използвана е интелигентна електронна машина за изпитване на опън XLW (PC), за да се тества силата на скъсване и удължението при скъсване при условие на 200 мм/мин.
3). Тест за отлепване
Съгласно метод А от GB 8808-1988 „Метод за изпитване на отлепване за меки композитни пластмасови материали“, изрежете проба с ширина 15±0,1 мм и дължина 150 мм. Вземете по 5 проби в хоризонтална и вертикална посока. Предварително отлепете композитния слой по дължината на пробата, заредете го в интелигентната електронна машина за изпитване на опън XLW (PC) и тествайте силата на отлепване при 300 мм/мин.
4). Изпитване за якост на термично запечатване
Съгласно GB/T 2358-1998 „Метод за изпитване на якостта на термично запечатване на пластмасови фолийни опаковъчни торбички“, изрежете проба с ширина 15 мм в частта за термично запечатване на пробата, отворете я на 180° и затегнете двата края на пробата върху интелигентната електронна машина за изпитване на опън XLW (PC). На електронна машина за изпитване на опън максималното натоварване се тества със скорост 300 мм/мин, а скоростта на падане се изчислява, като се използва формулата за диелектрично съпротивление при висока температура от GB/T 10004-2008.
Обобщете
Пакетираните храни, устойчиви на реторта, са все по-предпочитани от потребителите поради удобството им за консумация и съхранение. За да се поддържа ефективно качеството на съдържанието и да се предотврати влошаването на храната, всяка стъпка от производствения процес на високотемпературни ретортни торбички трябва да бъде стриктно наблюдавана и контролирана.
1. Високотемпературните торбички за готвене трябва да бъдат изработени от подходящи материали, в зависимост от съдържанието и производствения процес. Например, CPP обикновено се избира като вътрешен запечатващ слой на високотемпературните торбички за готвене; когато опаковъчните торбички, съдържащи AL слоеве, се използват за опаковане на киселинно и алкално съдържание, между AL и CPP трябва да се добави PA композитен слой, за да се увеличи устойчивостта на киселинна и алкална пропускливост; термосвиваемостта на всеки композитен слой трябва да бъде еднаква или подобна, за да се избегне деформация или дори разслояване на материала след готвене поради лошо съчетаване на свойствата на термосвиваемост.
2. Разумен контрол на процеса на композитиране. Високотемпературните ретортни торбички най-често използват метод на сухо смесване. В производствения процес на ретортно фолио е необходимо да се избере подходящо лепило и добър процес на залепване, както и разумно да се контролират условията на втвърдяване, за да се гарантира, че основният агент на лепилото и втвърдителят реагират напълно.
3. Устойчивостта на високотемпературни среди е най-тежкият процес в процеса на опаковане на високотемпературни ретортни торби. За да се намали появата на проблеми с качеството на партидите, високотемпературните ретортни торби трябва да бъдат тествани и проверявани в реторта въз основа на реалните производствени условия преди употреба и по време на производството. Проверява се дали външният вид на опаковката след готвене е плосък, набръчкан, с мехури, деформиран, дали има разслояване или течове, дали степента на спад на физичните свойства (свойства на опън, якост на обелване, якост на термично запечатване) отговаря на изискванията и др.
Време на публикуване: 18 януари 2024 г.
