Plastična kompozitna folija je često korišteni materijal za pakovanje otporno na retorte. Sterilizacija u retorti i toplota su važan proces za pakovanje hrane u retorti na visokim temperaturama. Međutim, fizička svojstva plastičnih kompozitnih folija su sklona termičkom raspadanju nakon zagrijavanja, što rezultira nekvalitetnim materijalima za pakovanje. Ovaj članak analizira uobičajene probleme nakon kuhanja retorti vrećica na visokim temperaturama i predstavlja njihove metode ispitivanja fizičkih performansi, nadajući se da će imati usmjeravajući značaj za stvarnu proizvodnju.
Vrećice za pakovanje otporne na visoke temperature u retorti su oblik pakovanja koji se obično koristi za meso, sojine proizvode i druge gotove prehrambene proizvode. Obično se vakuumski pakuju i mogu se čuvati na sobnoj temperaturi nakon zagrijavanja i sterilizacije na visokoj temperaturi (100~135°C). Hrana u retorti otpornoj ambalaži je jednostavna za nošenje, spremna za jelo nakon otvaranja vrećice, higijenska i praktična, te dobro zadržava okus hrane, pa je potrošači izuzetno cijene. Ovisno o procesu sterilizacije i materijalima za pakovanje, rok trajanja proizvoda za pakovanje otpornih na retorti kreće se od pola godine do dvije godine.
Proces pakovanja hrane u retorti uključuje izradu vrećica, pakovanje u vrećice, vakuumiranje, termičko zatvaranje, inspekciju, sterilizaciju kuhanjem i zagrijavanjem, sušenje i hlađenje, te pakovanje. Sterilizacija kuhanjem i zagrijavanjem je osnovni proces cijelog procesa. Međutim, kada se vrećice pakuju napravljene od polimernih materijala - plastike, kretanje molekularnog lanca se intenzivira nakon zagrijavanja, a fizička svojstva materijala su sklona termičkom slabljenju. Ovaj članak analizira uobičajene probleme nakon kuhanja retorti vrećica na visokim temperaturama i predstavlja metode ispitivanja njihovih fizičkih performansi.
1. Analiza uobičajenih problema s vrećicama za pakiranje otpornim na retortu
Hrana u retorti na visokim temperaturama se pakuje, a zatim zagrijava i sterilizira zajedno s materijalima za pakovanje. Kako bi se postigla visoka fizička svojstva i dobra barijerna svojstva, ambalaža otporna na retortu izrađuje se od različitih osnovnih materijala. Uobičajeno korišteni materijali uključuju PA, PET, AL i CPP. Uobičajeno korištene strukture imaju dva sloja kompozitnih filmova, sa sljedećim primjerima (BOPA/CPP, PET/CPP), troslojni kompozitni film (kao što su PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) i četveroslojni kompozitni film (kao što je PET/PA/AL/CPP). U stvarnoj proizvodnji, najčešći problemi s kvalitetom su nabori, lomljenje vrećica, curenje zraka i neugodni mirisi nakon kuhanja:
1). Općenito postoje tri oblika nabiranja na vrećicama za pakiranje: horizontalne ili vertikalne ili nepravilne bore na osnovnom materijalu za pakiranje; bore i pukotine na svakom kompozitnom sloju i loša ravnost; skupljanje osnovnog materijala za pakiranje i skupljanje kompozitnog sloja i drugih kompozitnih slojeva, odvojene, prugaste. Puknute vrećice dijele se na dvije vrste: direktno pucanje i nabiranje, a zatim pucanje.
2). Delaminacija se odnosi na fenomen da su kompozitni slojevi ambalažnog materijala odvojeni jedan od drugog. Blaga delaminacija se manifestuje kao prugasta ispupčenja na napregnutim dijelovima ambalaže, a čvrstoća ljuštenja je smanjena i može se čak i lagano kidati rukom. U težim slučajevima, kompozitni sloj ambalaže se odvaja na velikoj površini nakon kuhanja. Ako dođe do delaminacije, sinergijsko jačanje fizičkih svojstava između kompozitnih slojeva ambalažnog materijala će nestati, a fizička svojstva i barijerna svojstva će značajno pasti, što onemogućava ispunjavanje zahtjeva roka trajanja, što često uzrokuje veće gubitke za preduzeće.
3). Malo curenje zraka uglavnom ima relativno dug period inkubacije i nije ga lako otkriti tokom kuhanja. Tokom cirkulacije i skladištenja proizvoda, stepen vakuuma proizvoda se smanjuje i u ambalaži se pojavljuje očigledan zrak. Stoga, ovaj problem s kvalitetom često uključuje veliki broj proizvoda. Proizvodi imaju veći utjecaj. Pojava curenja zraka usko je povezana sa slabim termičkim zatvaranjem i slabom otpornošću na probijanje retortne vrećice.
4). Miris nakon kuhanja je također čest problem s kvalitetom. Neobičan miris koji se pojavljuje nakon kuhanja povezan je s prekomjernim ostacima rastvarača u materijalima za pakiranje ili nepravilnim odabirom materijala. Ako se PE folija koristi kao unutrašnji zaptivni sloj vrećica za kuhanje na visokim temperaturama iznad 120°, PE folija je sklona mirisu na visokim temperaturama. Stoga se RCPP općenito odabire kao unutrašnji sloj vrećica za kuhanje na visokim temperaturama.
2. Metode ispitivanja fizičkih svojstava ambalaže otporne na retortu
Faktori koji dovode do problema s kvalitetom ambalaže otporne na retortu su relativno složeni i uključuju mnoge aspekte kao što su sirovine za kompozitne slojeve, ljepila, tinte, kontrola procesa izrade kompozita i vrećica te procesi retorte. Kako bi se osigurala kvaliteta ambalaže i rok trajanja hrane, potrebno je provesti ispitivanja otpornosti ambalažnih materijala na kuhanje.
Nacionalni standard koji se primjenjuje na vrećice za pakovanje otporne na retortu je GB/T10004-2008 „Plastična kompozitna folija za pakovanje, suha laminacija vrećica, ekstruzijska laminacija“, koji se zasniva na JIS Z 1707-1997 „Opći principi plastičnih folija za pakovanje hrane“ formulisan da zamijeni GB/T 10004-1998 „Kompozitne folije i vrećice otporne na retortu“ i GB/T10005-1998 „Bioksalno orijentisane polipropilenske folije/kompozitne folije i vrećice od polietilena niske gustoće“. GB/T 10004-2008 uključuje različita fizička svojstva i indikatore ostataka rastvarača za folije i vrećice za pakovanje otporne na retortu, te zahtijeva da se vrećice za pakovanje otporne na retortu testiraju na otpornost na medije visoke temperature. Metoda je da se vrećice za pakovanje otporne na retortu napune sa 4% sirćetne kiseline, 1% natrijum sulfida, 5% natrijum hlorida i biljnim uljem, zatim ispušu i zatvore, zagriju i stave pod pritisak u posudi za kuhanje pod visokim pritiskom na 121°C tokom 40 minuta, a zatim ohlade dok pritisak ostaje nepromijenjen. Zatim se ispituje njihov izgled, zatezna čvrstoća, izduženje, sila ljuštenja i čvrstoća termičkog zatvaranja, a za procjenu se koristi stopa pada. Formula je sljedeća:
R=(AB)/A×100
U formuli, R je stopa pada (%) testiranih predmeta, A je prosječna vrijednost testiranih predmeta prije ispitivanja otpornog na visoke temperature; B je prosječna vrijednost testiranih predmeta nakon ispitivanja otpornog na visoke temperature. Zahtjevi za performanse su: „Nakon ispitivanja dielektrične otpornosti na visoke temperature, proizvodi s radnom temperaturom od 80°C ili više ne smiju imati delaminaciju, oštećenja, očigledne deformacije unutar ili izvan vreće, te smanjenje sile ljuštenja, sile povlačenja, nominalnog naprezanja pri kidanju i čvrstoće termičkog zavarivanja. Stopa treba biti ≤30%“.
3. Ispitivanje fizičkih svojstava vrećica za pakiranje otpornih na retortu
Stvarni test na mašini može najistinitije utvrditi ukupne performanse ambalaže otporne na retortu. Međutim, ova metoda nije samo dugotrajna, već je i ograničena planom proizvodnje i brojem testova. Ima lošu operativnost, veliki otpad i visoke troškove. Kroz test retorte za otkrivanje fizičkih svojstava kao što su zatezna svojstva, čvrstoća ljuštenja, čvrstoća termičkog zatvaranja prije i poslije retorte, kvalitet otpornosti retorte vrećice na retortu može se sveobuhvatno procijeniti. Testovi kuhanja obično koriste dvije vrste stvarnog sadržaja i simuliranih materijala. Test kuhanja korištenjem stvarnog sadržaja može biti što bliži stvarnoj proizvodnoj situaciji i može efikasno spriječiti ulazak nekvalifikovane ambalaže u proizvodnu liniju u serijama. Za fabrike materijala za pakovanje, simulatori se koriste za testiranje otpornosti materijala za pakovanje tokom procesa proizvodnje i prije skladištenja. Testiranje performansi kuhanja je praktičnije i operativnije. Autor predstavlja metodu ispitivanja fizičkih performansi vrećica za pakovanje otpornih na retortu punjenjem tekućinama za simulaciju hrane od tri različita proizvođača i provođenjem testova parenja i kuhanja. Proces ispitivanja je sljedeći:
1). Test kuhanja
Instrumenti: Sigurna i inteligentna posuda za kuhanje na visokoj temperaturi s povratnim pritiskom, HST-H3 tester za termičko zatvaranje
Koraci ispitivanja: Pažljivo stavite 4% sirćetnu kiselinu u retortu do dvije trećine volumena. Pazite da ne kontaminirate zatvarač, kako ne biste utjecali na čvrstoću zatvaranja. Nakon punjenja, zatvorite vrećice za kuhanje s HST-H3 i pripremite ukupno 12 uzoraka. Prilikom zatvaranja, zrak iz vrećice treba ispustiti što je više moguće kako bi se spriječilo širenje zraka tokom kuhanja da utiče na rezultate ispitivanja.
Stavite zatvoreni uzorak u posudu za kuhanje da biste započeli test. Podesite temperaturu kuhanja na 121°C, vrijeme kuhanja na 40 minuta, kuhajte na pari 6 uzoraka i kuhajte 6 uzoraka. Tokom testa kuhanja, obratite posebnu pažnju na promjene pritiska zraka i temperature u posudi za kuhanje kako biste osigurali da se temperatura i pritisak održavaju unutar postavljenog raspona.
Nakon što je test završen, ohladite na sobnu temperaturu, izvadite i provjerite ima li puknutih vrećica, nabora, delaminacije itd. Nakon testa, površine uzoraka 1# i 2# bile su glatke nakon kuhanja i nije bilo delaminacije. Površina uzorka 3# nije bila baš glatka nakon kuhanja, a rubovi su bili iskrivljeni u različitom stepenu.
2). Poređenje zateznih svojstava
Prije i poslije kuhanja, uzmite vrećice za pakovanje, izrežite 5 pravokutnih uzoraka dimenzija 15 mm × 150 mm u poprečnom smjeru i 150 mm u uzdužnom smjeru i kondicionirajte ih 4 sata u okruženju na temperaturi od 23 ± 2 ℃ i 50 ± 10% relativne vlažnosti. Za ispitivanje prekidne sile i izduženja pri prekidu pod uslovom od 200 mm/min korištena je inteligentna elektronska mašina za ispitivanje zatezne čvrstoće XLW (PC).
3). Test ljuštenja
Prema metodi A iz standarda GB 8808-1988 „Metoda ispitivanja ljuštenja za meke kompozitne plastične materijale“, izrežite uzorak širine 15±0,1 mm i dužine 150 mm. Uzmite po 5 uzoraka u horizontalnom i vertikalnom smjeru. Prethodno ogulite kompozitni sloj duž smjera dužine uzorka, stavite ga u inteligentnu elektronsku mašinu za ispitivanje zatezanja XLW (PC) i testirajte silu ljuštenja pri 300 mm/min.
4). Ispitivanje čvrstoće termičkog zaptivanja
Prema GB/T 2358-1998 „Metoda ispitivanja čvrstoće termičkog zavarivanja plastičnih folijskih vrećica za pakovanje“, izrežite uzorak širine 15 mm na dijelu za termičko zavarivanje, otvorite ga pod uglom od 180° i stegnite oba kraja uzorka na inteligentni XLW (PC) uređaj. Na elektronskoj mašini za ispitivanje zatezanja, maksimalno opterećenje se ispituje brzinom od 300 mm/min, a brzina pada se izračunava korištenjem formule za dielektričnu otpornost na visoke temperature iz GB/T 10004-2008.
Sažeti
Potrošači sve više preferiraju hranu u retort vrećicama otpornim na zagrijavanje zbog praktičnosti konzumiranja i skladištenja. Kako bi se efikasno održao kvalitet sadržaja i spriječilo kvarenje hrane, svaki korak u procesu proizvodnje retort vrećica na visokim temperaturama mora se strogo pratiti i razumno kontrolirati.
1. Vrećice za kuhanje otporne na visoke temperature trebaju biti izrađene od odgovarajućih materijala na osnovu sadržaja i proizvodnog procesa. Na primjer, CPP se obično odabire kao unutrašnji zaptivni sloj vrećica za kuhanje otpornih na visoke temperature; kada se vrećice za pakovanje koje sadrže AL slojeve koriste za pakovanje kiselog i alkalnog sadržaja, između AL i CPP treba dodati PA kompozitni sloj kako bi se povećala otpornost na propusnost kiselina i alkalija; svaki kompozitni sloj treba da ima konzistentnu ili sličnu sposobnost skupljanja toplinom kako bi se izbjeglo savijanje ili čak delaminacija materijala nakon kuhanja zbog lošeg usklađivanja svojstava skupljanja toplinom.
2. Razumno kontrolisati proces kompozita. Retortne vrećice otporne na visoke temperature uglavnom se proizvode metodom suhog miješanja. U procesu proizvodnje retortne folije potrebno je odabrati odgovarajuće ljepilo i dobar proces lijepljenja, te razumno kontrolisati uslove sušenja kako bi se osiguralo da glavni agens ljepila i agens za sušenje u potpunosti reaguju.
3. Otpornost na visoke temperature i medij je najteži proces u procesu pakovanja retort vreća za visoke temperature. Kako bi se smanjila pojava problema s kvalitetom serije, retort vreće za visoke temperature moraju se testirati i pregledati u retorti prije upotrebe i tokom proizvodnje, u skladu sa stvarnim proizvodnim uslovima. Provjeriti da li je izgled pakovanja nakon kuhanja ravan, naborano, s mjehurićima, deformisano, da li ima delaminacije ili curenja, da li stopa opadanja fizičkih svojstava (zatezna svojstva, čvrstoća ljuštenja, čvrstoća termičkog zavarivanja) ispunjava zahtjeve itd.
Vrijeme objave: 18. januar 2024.
