La pel·lícula composta de plàstic és un material d'embalatge habitual per a envasos resistents a retortes. L'esterilització per retorta i calor és un procés important per a l'envasament d'aliments resistents a retortes d'alta temperatura. Tanmateix, les propietats físiques de les pel·lícules compostes de plàstic són propenses a la degradació tèrmica després de ser escalfades, cosa que resulta en materials d'embalatge no qualificats. Aquest article analitza els problemes comuns després de la cocció de les bosses de retorta d'alta temperatura i presenta els seus mètodes de prova de rendiment físic, amb l'esperança de tenir una importància orientadora per a la producció real.
Les bosses d'envasament resistents a altes temperatures són una forma d'envasament que s'utilitza habitualment per a carn, productes de soja i altres productes alimentaris preparats. Generalment s'envasen al buit i es poden emmagatzemar a temperatura ambient després d'escalfar-los i esterilitzar-los a alta temperatura (100~135°C). Els aliments envasats resistents a les retortes són fàcils de transportar, llestos per menjar després d'obrir la bossa, higiènics i pràctics, i poden mantenir bé el sabor dels aliments, per la qual cosa són molt apreciats pels consumidors. Depenent del procés d'esterilització i dels materials d'envasament, la vida útil dels productes d'envasament resistents a les retortes oscil·la entre mig any i dos anys.
El procés d'envasament d'aliments en retorta consisteix en la fabricació de bosses, l'ensacat, el buit, el segellat tèrmic, la inspecció, la cocció i l'esterilització per calefacció, l'assecat i el refredament, i l'envasament. La cocció i l'esterilització per calefacció són el procés central de tot el procés. Tanmateix, quan s'envasen bosses fetes de materials polimèrics (plàstics), el moviment de la cadena molecular s'intensifica després de ser escalfades i les propietats físiques del material són propenses a l'atenuació tèrmica. Aquest article analitza els problemes comuns després de la cocció de les bosses de retorta d'alta temperatura i introdueix els seus mètodes de prova de rendiment físic.
1. Anàlisi dels problemes comuns amb les bosses d'embalatge resistents a la retorta
Els aliments resistents a la retorta a alta temperatura s'envasen i després s'escalfen i s'esterilitzen juntament amb els materials d'envasament. Per tal d'aconseguir altes propietats físiques i bones propietats de barrera, els envasos resistents a la retorta es fabriquen amb una varietat de materials base. Els materials més utilitzats inclouen PA, PET, AL i CPP. Les estructures més utilitzades tenen dues capes de pel·lícules compostes, amb els exemples següents (BOPA/CPP, PET/CPP), pel·lícules compostes de tres capes (com ara PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) i pel·lícules compostes de quatre capes (com ara PET/PA/AL/CPP). En la producció real, els problemes de qualitat més comuns són les arrugues, les bosses trencades, les fuites d'aire i les olors després de la cocció:
1). Generalment hi ha tres formes d'arrugues a les bosses d'embalatge: arrugues horitzontals o verticals o irregulars al material base de l'embalatge; arrugues i esquerdes a cada capa composta i mala planitud; contracció del material base de l'embalatge i contracció de la capa composta i altres capes compostes separades, ratllades. Les bosses trencades es divideixen en dos tipus: ruptura directa i arrugues i després ruptura.
2). La delaminació es refereix al fenomen en què les capes compostes dels materials d'embalatge se separen entre si. Una lleugera delaminació es manifesta com a protuberàncies semblants a ratlles a les parts tensades de l'embalatge, i la resistència al pelat es redueix, i fins i tot es pot trencar suaument a mà. En casos greus, la capa composta d'embalatge se separa en una àrea gran després de la cocció. Si es produeix delaminació, l'enfortiment sinèrgic de les propietats físiques entre les capes compostes del material d'embalatge desapareixerà i les propietats físiques i les propietats de barrera disminuiran significativament, cosa que farà impossible complir els requisits de vida útil, sovint causant pèrdues més grans a l'empresa.
3). Les fuites d'aire lleus generalment tenen un període d'incubació relativament llarg i no són fàcils de detectar durant la cocció. Durant el període de circulació i emmagatzematge del producte, el grau de buit del producte disminueix i apareix aire evident a l'envàs. Per tant, aquest problema de qualitat sovint afecta un gran nombre de productes. Els productes tenen un impacte més gran. L'aparició de fuites d'aire està estretament relacionada amb el feble segellat tèrmic i la baixa resistència a la perforació de la bossa de retorta.
4). L'olor després de la cocció també és un problema de qualitat comú. L'olor peculiar que apareix després de la cocció està relacionada amb un excés de residus de dissolvent en els materials d'embalatge o una selecció incorrecta del material. Si s'utilitza pel·lícula de PE com a capa de segellat interior de les bosses de cocció d'alta temperatura per sobre dels 120 °, la pel·lícula de PE és propensa a fer olor a altes temperatures. Per tant, generalment es selecciona RCPP com a capa interior de les bosses de cocció d'alta temperatura.
2. Mètodes d'assaig de les propietats físiques dels envasos resistents a la retorta
Els factors que condueixen als problemes de qualitat dels envasos resistents a la retorta són relativament complexos i impliquen molts aspectes, com ara matèries primeres de capes compostes, adhesius, tintes, control del procés de fabricació de bosses i compostos, i processos de retorta. Per tal de garantir la qualitat dels envasos i la vida útil dels aliments, cal dur a terme proves de resistència a la cocció dels materials d'envasament.
La norma nacional aplicable a les bosses d'envasament resistents a la retorta és la GB/T10004-2008 "Pel·lícula composta de plàstic per a envasos, laminació en sec de bosses, laminació per extrusió", que es basa en la JIS Z 1707-1997 "Principis generals de les pel·lícules de plàstic per a envasos alimentaris", formulada per substituir la GB/T 10004-1998 "Pel·lícules i bosses compostes resistents a la retorta" i la GB/T10005-1998 "Pel·lícules i bosses compostes de polipropilè biaxialment orientat/polietilè de baixa densitat". La GB/T 10004-2008 inclou diverses propietats físiques i indicadors de residus de dissolvents per a pel·lícules i bosses d'envasament resistents a la retorta, i exigeix que les bosses d'envasament resistents a la retorta es provin per a la resistència a medis d'alta temperatura. El mètode consisteix a omplir les bosses d'envasament resistents a la retorta amb un 4% d'àcid acètic, un 1% de sulfur de sodi, un 5% de clorur de sodi i oli vegetal, després escórrer i segellar, escalfar i pressuritzar en una olla de cocció a alta pressió a 121 °C durant 40 minuts i refredar mentre la pressió es manté sense canvis. A continuació, es prova el seu aspecte, la resistència a la tracció, l'elongació, la força de pelat i la resistència al segellat tèrmic, i s'utilitza la velocitat de declivi per avaluar-ho. La fórmula és la següent:
R=(AB)/A×100
A la fórmula, R és la taxa de declivi (%) dels articles provats, A és el valor mitjà dels articles provats abans de la prova de medi resistent a altes temperatures; B és el valor mitjà dels articles provats després de la prova de medi resistent a altes temperatures. Els requisits de rendiment són: "Després de la prova de resistència dielèctrica a altes temperatures, els productes amb una temperatura de servei de 80 °C o superior no han de tenir delaminació, danys, deformacions evidents dins o fora de la bossa, i una disminució de la força de pelat, la força d'arrossegament, la tensió nominal a la ruptura i la resistència al segellat tèrmic. La taxa ha de ser ≤30%".
3. Proves de les propietats físiques de les bosses d'embalatge resistents a la retorta
La prova real a la màquina pot detectar amb més precisió el rendiment general de l'envàs resistent a la retorta. Tanmateix, aquest mètode no només requereix molt de temps, sinó que també està limitat pel pla de producció i el nombre de proves. Té una mala operativitat, grans residus i un cost elevat. A través de la prova de retorta per detectar propietats físiques com ara les propietats de tracció, la resistència al pelat, la resistència del segellat tèrmic abans i després de la retorta, es pot jutjar de manera exhaustiva la qualitat de la resistència a la retorta de la bossa de retorta. Les proves de cocció generalment utilitzen dos tipus de contingut real i materials simulats. La prova de cocció amb contingut real pot ser el més propera possible a la situació de producció real i pot evitar eficaçment que els envasos no qualificats entrin a la línia de producció per lots. Per a les fàbriques de materials d'envasament, s'utilitzen simulants per provar la resistència dels materials d'envasament durant el procés de producció i abans de l'emmagatzematge. Provar el rendiment de cocció és més pràctic i operatiu. L'autor introdueix el mètode de prova de rendiment físic de les bosses d'envasament resistents a la retorta omplint-les amb líquids de simulació d'aliments de tres fabricants diferents i realitzant proves de vapor i ebullició respectivament. El procés de prova és el següent:
1). Prova de cuina
Instruments: olla de cocció d'alta temperatura segura i intel·ligent a contrapressió, provador de segellat tèrmic HST-H3
Passos de la prova: Poseu amb cura un 4% d'àcid acètic a la bossa de retorta fins a dos terços del volum. Aneu amb compte de no contaminar el segellat per no afectar la solidesa del segellat. Després d'omplir, segelleu les bosses de cocció amb HST-H3 i prepareu un total de 12 mostres. En segellar, cal expulsar l'aire de la bossa tant com sigui possible per evitar que l'expansió de l'aire durant la cocció afecti els resultats de la prova.
Col·loqueu la mostra segellada a la cassola de cocció per iniciar la prova. Ajusteu la temperatura de cocció a 121 °C, el temps de cocció a 40 minuts, cuineu 6 mostres al vapor i bulliu-ne 6. Durant la prova de cocció, presteu molta atenció als canvis de pressió i temperatura de l'aire a la cassola de cocció per assegurar-vos que la temperatura i la pressió es mantinguin dins del rang establert.
Un cop finalitzada la prova, refredeu-la a temperatura ambient, traieu-la i observeu si hi ha bosses trencades, arrugues, delaminació, etc. Després de la prova, les superfícies de les mostres d'1# i 2# eren llises després de la cocció i no hi havia delaminació. La superfície de la mostra de 3# no era gaire llisa després de la cocció i les vores estaven deformades en diversos graus.
2). Comparació de les propietats de tracció
Agafeu les bosses d'embalatge abans i després de la cocció, talleu 5 mostres rectangulars de 15 mm × 150 mm en la direcció transversal i 150 mm en la direcció longitudinal i condicioneu-les durant 4 hores en un ambient de 23 ± 2 ℃ i 50 ± 10% d'humitat relativa. Es va utilitzar la màquina d'assaigs de tracció electrònica intel·ligent XLW (PC) per provar la força de trencament i l'allargament a la ruptura en condicions de 200 mm/min.
3). Prova de pelatge
Segons el mètode A de la norma GB 8808-1988 "Mètode de prova de pelatge per a materials plàstics compostos tous", talleu una mostra amb una amplada de 15 ± 0,1 mm i una longitud de 150 mm. Preneu 5 mostres en les direccions horitzontal i vertical. Peleu prèviament la capa composta al llarg de la direcció longitudinal de la mostra, carregueu-la a la màquina d'assaigs de tracció electrònica intel·ligent XLW (PC) i proveu la força de pelatge a 300 mm/min.
4). Prova de resistència del segellat tèrmic
Segons la norma GB/T 2358-1998 "Mètode de prova per a la resistència del segellat tèrmic de les bosses d'embalatge de pel·lícula de plàstic", talleu una mostra de 15 mm d'amplada a la part de segellat tèrmic de la mostra, obriu-la a 180° i subjecteu els dos extrems de la mostra a la màquina intel·ligent XLW (PC). En una màquina electrònica d'assaigs de tracció, la càrrega màxima es prova a una velocitat de 300 mm/min i la velocitat de caiguda es calcula mitjançant la fórmula dielèctrica de resistència a altes temperatures de la norma GB/T 10004-2008.
Resumir
Els aliments envasats resistents a les retortes són cada cop més preferits pels consumidors per la seva comoditat en el consum i l'emmagatzematge. Per tal de mantenir eficaçment la qualitat del contingut i evitar que els aliments es deteriorin, cal que cada pas del procés de producció de bosses de retorta d'alta temperatura sigui estrictament supervisat i raonablement controlat.
1. Les bosses de cocció resistents a altes temperatures s'han de fabricar amb materials adequats en funció del contingut i del procés de producció. Per exemple, el CPP es selecciona generalment com a capa de segellat interior de les bosses de cocció resistents a altes temperatures; quan s'utilitzen bosses d'embalatge que contenen capes d'AL per envasar contingut àcid i alcalí, s'ha d'afegir una capa composta de PA entre l'AL i el CPP per augmentar la resistència a la permeabilitat a l'àcid i l'àlcali; la termoretracció de cada capa composta ha de ser consistent o similar per evitar la deformació o fins i tot la delaminació del material després de la cocció a causa d'una mala coincidència de les propietats de termoretracció.
2. Controlar raonablement el procés compost. Les bosses de retorta resistents a altes temperatures utilitzen principalment el mètode de compostatge en sec. En el procés de producció de la pel·lícula de retorta, cal seleccionar l'adhesiu adequat i un bon procés d'enganxat, i controlar raonablement les condicions de curat per garantir que l'agent principal de l'adhesiu i l'agent de curat reaccionin completament.
3. La resistència del medi a alta temperatura és el procés més sever en el procés d'envasament de bosses de retorta d'alta temperatura. Per tal de reduir l'aparició de problemes de qualitat del lot, les bosses de retorta d'alta temperatura s'han de provar i inspeccionar en funció de les condicions de producció reals abans del seu ús i durant la producció. Comproveu si l'aspecte de l'envàs després de la cocció és pla, arrugat, amb butllofes, deformat, si hi ha delaminació o fuites, si la taxa de disminució de les propietats físiques (propietats a la tracció, resistència al pelat, resistència al segellat tèrmic) compleix els requisits, etc.
Data de publicació: 18 de gener de 2024
