ANALÝZA STRUKTURY VÝROBKU RETORTOVÝCH SÁČKŮ

Retortové sáčky vznikly v polovině 20. století výzkumem a vývojem měkkých plechovek. Měkké plechovky označují obaly vyrobené výhradně z měkkých materiálů nebo polotuhé nádoby, u kterých je alespoň část stěny nebo víka nádoby vyrobena z měkkých obalových materiálů, včetně retortových sáčků, retortových krabic, vázaných klobás atd. V současné době se používá především prefabrikovaná vysokoteplotní retortová sáčka. Ve srovnání s tradičními kovovými, skleněnými a jinými tvrdými plechovkami mají retortové sáčky následující vlastnosti:

● Tloušťka obalového materiálu je malá a přenos tepla je rychlý, což může zkrátit dobu sterilizace. Barva, vůně a chuť obsahu se proto mění jen málo a ztráta živin je malá.

● Obalový materiál je lehký a malý, což šetří obalové materiály a náklady na dopravu jsou nízké a pohodlné.

1. Mason Jar vs. retortové sáčky

●Lze tisknout nádherné vzory.

●Má dlouhou trvanlivost (6–12 měsíců) při pokojové teplotě a snadno se uzavírá a otevírá.

●Není nutné chlazení, úspora nákladů na chlazení

● Je vhodný pro balení mnoha druhů potravin, jako je maso a drůbež, vodní produkty, ovoce a zelenina, různé obiloviny a polévky.

● Lze jej zahřívat společně s obalem, aby se zabránilo ztrátě chuti, zvláště vhodné pro práci v terénu, cestování a vojenské jídlo.

Kompletní výroba vařecích sáčků, včetně typu obsahu, zajištění kvality s komplexním pochopením konstrukčního návrhu produktu, substrátu a inkoustu, výběru lepidla, výrobního procesu, testování produktu, kontroly procesu balení a sterilizace atd., jelikož konstrukce vařecích sáčků je jádrem, jedná se tedy o širokou analýzu, která nejen analyzuje konfiguraci substrátu produktu, ale také dále analyzuje výkon různých konstrukčních produktů, použití, bezpečnost a hygienu, ekonomiku a tak dále.

1. Kazení potravin a sterilizace
Lidské bytosti žijí v mikrobiálním prostředí, celá zemská biosféra existuje v nespočtu mikroorganismů, a pokud se potraviny mikrobiálně rozmnožují nad určitou hranici, zkazí se a ztratí se jejich poživatelnost.

Mezi běžné bakterie způsobující kazení potravin patří Pseudomonas a Vibrio, které jsou obě tepelně odolné. Enterobakterie zemřou při 30 minutách zahřívání na 60 °C. Některé druhy laktobacilů vydrží 30 minut zahřívání na 65 °C. Bacily obvykle vydrží 95–100 °C zahřívání po dobu několika minut a některé vydrží 20 minut zahřívání na 120 °C. Kromě bakterií se v potravinách nachází také velké množství hub, včetně Trichoderma, kvasinek atd. Ke kazení potravin může docházet také díky světlu, kyslíku, teplotě, vlhkosti, hodnotě pH atd. Hlavním faktorem jsou mikroorganismy, proto je vaření při vysokých teplotách k hubení mikroorganismů důležitou metodou dlouhodobého uchovávání potravin.

Sterilizaci potravin lze rozdělit na pasterizaci při 72 °C, sterilizaci varem při 100 °C, sterilizaci vařením při vysoké teplotě při 121 °C, sterilizaci vařením při vysoké teplotě při 135 °C a okamžitou sterilizaci ultravysokoteplotní teplotou při 145 °C. Někteří výrobci používají i nestandardní teplotní sterilizaci, přibližně 110 °C. V závislosti na zvolených sterilizačních podmínkách pro různé produkty jsou v tabulce 1 uvedeny nejobtížnější sterilizační podmínky pro usmrcování Clostridium botulinum.

Tabulka 1 Doba úhynu spor Clostridium botulinum v závislosti na teplotě

teplota ℃ 100 105 110 115 120 125 130 135
Čas úmrtí (minuty) 330 100 32 10 4 80. léta 30s 10s

2. Charakteristiky surovin pro parní vak

Sáčky na vaření v retortě s vysokými teplotami s následujícími vlastnostmi:

Dlouhotrvající funkce balení, stabilní skladování, prevence růstu bakterií, odolnost vůči sterilizaci při vysokých teplotách atd.

Je to velmi dobrý kompozitní materiál vhodný pro balení instantních potravin.

Typická zkouška struktury PET/lepidlo/hliníková fólie/lepicí lepidlo/nylon/RCPP

Vysokoteplotní retortovací vak s třívrstvou strukturou PET/AL/RCPP

INSTRUKCE K MATERIÁLU

(1) PET fólie
Film BOPET má jeden znejvyšší pevnosti v tahuze všech plastových fólií a dokáže splnit požadavky na velmi tenké výrobky s vysokou tuhostí a tvrdostí.

Vynikající odolnost vůči chladu a teplu.Použitelný teplotní rozsah fólie BOPET je od 70 ℃ do 150 ℃, což umožňuje zachovat vynikající fyzikální vlastnosti v širokém teplotním rozsahu a je vhodná pro většinu obalů produktů.

Vynikající bariérový výkon.Má vynikající komplexní vodotěsnou a vzduchotěsnou bariéru. Na rozdíl od nylonu, který je silně ovlivněn vlhkostí, má vodotěsnost podobnou PE a koeficient propustnosti vzduchu je extrémně malý. Má velmi vysokou bariérovou vlastnost vůči vzduchu a pachům a je jedním z materiálů pro udržení vůně.

Chemická odolnost, odolná vůči olejům a tukům, většině rozpouštědel a zředěným kyselinám a zásadám.

(2) BOPA FILM
BOPA fólie mají vynikající houževnatost.Pevnost v tahu, pevnost v roztržení, rázová houževnatost a pevnost v přetržení patří u plastových materiálů k nejlepším.

Vynikající flexibilita, odolnost proti propíchnutí, nepříjemné propíchnutí obsahu, je hlavní vlastností BOPA, dobrá flexibilita, ale také příjemný pocit z balení.

Dobré bariérové ​​vlastnosti, dobrá retence vůně, odolnost vůči chemikáliím jiným než silným kyselinám, zejména vynikající odolnost vůči olejům.
Díky širokému rozsahu provozních teplot a bodu tání 225 °C jej lze používat po dlouhou dobu v rozmezí teplot -60 °C až 130 °C. Mechanické vlastnosti BOPA jsou zachovány jak při nízkých, tak i vysokých teplotách.

Výkonnost BOPA fólie je výrazně ovlivněna vlhkostí a jak rozměrová stabilita, tak bariérové ​​vlastnosti jsou ovlivněny vlhkostí. Po vystavení BOPA fólie vlhkosti se kromě zvrásnění obecně horizontálně prodlužuje. Podélné zkrácení, míra prodloužení až 1 %.

(3) CPP fólie z polypropylenu, odolnost vůči vysokým teplotám, dobrý tepelný spoj;
CPP fólie, která je litá polypropylenová fólie, je CPP fólií na vaření s použitím binárních náhodných kopolypropylenových surovin. Fóliový sáček je vyroben z vysokoteplotní sterilizace při 121-125 ℃ a vydrží 30-60 minut.
Vysokoteplotní vařicí fólie CPP s použitím blokových kopolypropylenových surovin, vyrobená z fóliových sáčků, vydrží sterilizaci při vysoké teplotě 135 ℃, 30 minut.

Požadavky na výkon jsou: teplota bodu měknutí dle Vicata by měla být vyšší než teplota vaření, odolnost proti nárazu by měla být dobrá, odolnost vůči médiím a efekt rybího oka a krystalového hrotu by měl být co nejmenší.

Odolává sterilizaci tlakovým vařením při teplotě 121 ℃ (0,15 MPa), téměř si zachovává tvar a chuť jídla a fólie nepraská, neloupe se ani nepřilne, má dobrou stabilitu; často s nylonovou nebo polyesterovou fólií jako kompozitním obalem, který obsahuje polévkové potraviny, ale i masové kuličky, knedlíky, rýži a další zpracované mražené potraviny.

(4) Hliníková fólie
Hliníková fólie je jediným kovovým materiálem používaným v flexibilních obalových materiálech. Hliníková fólie je kovový materiál, jehož vlastnosti jako je blokování vody, plynů, světlo a zadržování chuti se jen těžko srovnávají s jinými obalovými materiály. Hliníková fólie je jediným kovovým materiálem používaným v flexibilních obalových materiálech. Odolává sterilizaci tlakovým vařením 121 ℃ (0,15 MPa), což zajišťuje, že fólie nepraská, neloupe se ani nepřilne a má dobrou stabilitu. Často se používá v kombinaci s nylonovou nebo polyesterovou fólií jako kompozitní materiál pro obaly polévek, masových kuliček, knedlíků, rýže a dalších zpracovaných mražených potravin.

(5) INKOUST
Napařovací sáčky používající inkoust na bázi polyuretanu pro tisk, požadavky na nízké zbytkové rozpouštědlo, vysokou pevnost kompozitu, žádné zabarvení po vaření, žádná delaminace, vrásky, například při teplotě vaření přesahující 121 ℃, by měly být přidány určité procento tvrdidla pro zvýšení teplotní odolnosti inkoustu.

Hygiena inkoustu je nesmírně důležitá, těžké kovy, jako je kadmium, olovo, rtuť, chrom, arsen a další těžké kovy, mohou představovat vážné nebezpečí pro životní prostředí a lidské tělo. Za druhé, samotný inkoust je složení materiálu, inkoust obsahuje různé složky, pigmenty, barviva, různé přísady, jako jsou odpěňovače, antistatika, změkčovadla a další bezpečnostní rizika. Nemělo by být povoleno přidávání různých pigmentů těžkých kovů, glykoletherů a esterů. Rozpouštědla mohou obsahovat benzen, formaldehyd, methanol, fenol, spojovací činidla mohou obsahovat volný toluendiisokyanát, pigmenty mohou obsahovat PCB, aromatické aminy atd.

(6) Lepidla
Napařovací retortovací sáček z kompozitu s použitím dvousložkového polyuretanového lepidla, hlavní složky jsou tři druhy: polyesterpolyol, polyetherpolyol, polyuretanpolyol. Existují dva typy tvrdidel: aromatický polyisokyanát a alifatický polyisokyanát. Lepší napařovací lepidlo odolné vůči vysokým teplotám má následující vlastnosti:

●Vysoký obsah sušiny, nízká viskozita, dobrá roztíratelnost.

●Vynikající počáteční přilnavost, žádná ztráta pevnosti v odlupování po napařování, žádné tunelování při výrobě, žádné vrásnění po napařování.

● Lepidlo je hygienicky bezpečné, netoxické a bez zápachu.

● Rychlejší reakční rychlost a kratší doba zrání (do 48 hodin u kompozitních produktů z plastu a 72 hodin u kompozitních produktů z hliníku a plastu).

● Nízký objem povlaku, vysoká pevnost spoje, vysoká pevnost tepelného svařování, dobrá teplotní odolnost.

● Nízká viskozita při ředění, vysoká odolnost vůči pevným látkám a dobrá roztíratelnost.

● Široká škála použití, vhodné pro různé druhy fólií.

●Dobrá odolnost vůči rozptylu (teplo, mráz, kyseliny, zásady, sůl, olej, koření atd.).

Hygiena lepidel začíná produkcí primárního aromatického aminu PAA (primární aromatický amin), který vzniká chemickou reakcí mezi aromatickými isokyanáty a vodou v tiskařských dvousložkových barvách a laminovacích lepidlech. Tvorba PAA pochází z aromatických isokyanátů, nikoli však z alifatických isokyanátů, akrylátů nebo lepidel na bázi epoxidů. Přítomnost nedokončených nízkomolekulárních látek a zbytkových rozpouštědel může také představovat bezpečnostní riziko. Přítomnost nedokončených nízkomolekulárních látek a zbytkových rozpouštědel může také představovat bezpečnostní riziko.

3. Hlavní struktura varného sáčku
Podle ekonomických a fyzikálních a chemických vlastností materiálu se pro vařecí sáčky běžně používají následující struktury.

DVĚ vrstvy: PET/CPP, BOPA/CPP, GL-PET/CPP.

TŘI vrstvy: PET/AL/CPP, BOPA/AL/CPP, PET/BOPA/CPP,
GL-PET/BOPA/CPP,PET/PVDC/CPP,PET/EVOH/CPP,BOPA/EVOH/CPP

ČTYŘI VRSTVY: PET/PA/AL/CPP, PET/AL/PA/CPP

Vícepodlažní konstrukce.

Koextrudovaná fólie PET/EVOH /CPP, koextrudovaná fólie PET/PVDC /CPP, koextrudovaná fólie PA/PVDC /CPP Koextrudovaná fólie PET/EVOH, koextrudovaná fólie PA/PVDC

4. Analýza strukturálních charakteristik varného sáčku
Základní struktura vařecího sáčku se skládá z povrchové vrstvy/mezivrstvy/tepelně svařované vrstvy. Povrchová vrstva je obvykle vyrobena z PET a BOPA, které hrají roli pevnostní opory, tepelné odolnosti a dobrého potisku. Mezivrstva je vyrobena z Al, PVDC, EVOH, BOPA, které hrají hlavně roli bariéry, stínění proti světlu, oboustranného kompozitu atd. Tepelně svařovaná vrstva je vyrobena z různých typů CPP, EVOH, BOPA atd. Výběr tepelně svařované vrstvy zahrnuje různé typy CPP, koextrudovaný PP a PVDC, koextrudovanou fólii EVOH a při teplotách pod 110 °C je také nutné zvolit fólii LLDPE, která hraje roli hlavně v tepelném svařování, odolnosti proti propíchnutí, chemické odolnosti, ale také v nízké adsorpci materiálu a dobré hygieně.

4.1 PET/lepidlo/PE
Tuto strukturu lze změnit na PA/lepidlo/PE, PE lze změnit na HDPE, LLDPE, MPE a také na malé množství speciálních HDPE fólií. Vzhledem k teplotní odolnosti PE se obvykle používá pro sterilizační sáčky při teplotách 100 ~ 110 °C. Lepidlo lze zvolit mezi běžným polyuretanovým lepidlem a vroucím lepidlem. Není vhodné pro balení masa, má špatnou bariéru, sáček se po napařování zvrásní a někdy se vnitřní vrstvy fólie slepí. V podstatě se jedná o vařený sáček nebo pasterizovaný sáček.

4.2 PET/lepidlo/CPP
Tato struktura je typická pro průhledné varné sáčky a lze do ní zabalit většinu kuchyňských produktů. Vyznačuje se viditelností produktu, můžete přímo vidět obsah, ale nelze jej zabalit, protože je nutné se vyhnout světlu. Produkt je tvrdý na dotek, často je nutné děrovat zaoblené rohy. Tato struktura produktu se obvykle sterilizuje při 121 °C a lze ji použít s běžným vysokoteplotním varným lepidlem, běžným varným CPP. Lepidlo by však mělo mít malou míru smrštění, jinak by se vrstva lepidla smršťovala a inkoust se pohyboval, což by mohlo vést k jeho odlupování po napařování.

4.3 BOPA/lepidlo/CPP
Jedná se o běžné průhledné sáčky na vaření určené pro sterilizaci při teplotě 121 °C, které mají dobrou průhlednost, měkký omak a dobrou odolnost proti propíchnutí. Produkt nelze použít ani v případě potřeby, aby se zabránilo lehkému balení.

Vzhledem k vysoké propustnosti vlhkosti BOPA se u potištěných produktů při napařování snadno vytváří jev propustnosti barev, zejména pokud se červená řada inkoustu nedostane na povrch. Při výrobě inkoustu je často nutné přidat vytvrzovací činidlo, aby se zabránilo jeho propustnosti. Kromě toho se v důsledku nízké přilnavosti inkoustu v BOPA snadno vytváří jev nepřilnavosti, zejména ve vlhkém prostředí. Polotovary a hotové výrobky musí být během zpracování uzavřeny a zabaleny.

4.4 KPET/CPP, KBOPA/CPP
Tato struktura se běžně nepoužívá, produkt má dobrou průhlednost a vysoké bariérové ​​vlastnosti, ale lze ji použít pouze pro sterilizaci pod 115 °C, teplotní odolnost je o něco horší a existují pochybnosti o její zdravotní nezávadnosti a bezpečnosti.

4.5 PET/BOPA/CPP
Tato struktura produktu má vysokou pevnost, dobrou průhlednost a dobrou odolnost proti propíchnutí. Díky PET a BOPA je rozdíl ve smrštění velký a obvykle se používá pro obaly produktů při teplotách 121 ℃ a nižších.

Obsah balení je při volbě této struktury produktů kyselejší nebo zásaditější, než při použití struktury obsahující hliník.

Vnější vrstva lepidla může být použita k výběru vařeného lepidla, náklady lze vhodně snížit.

4.6 PET/Al/CPP
Toto je nejtypičtější struktura neprůhledného sáčku na vaření. V závislosti na různých barvách, lepidle a CPP lze v této struktuře použít teplotu vaření od 121 do 135 ℃.

Struktura PET/jednosložkový inkoust/vysokoteplotní lepidlo/Al7µm/vysokoteplotní lepidlo/CPP60µm může dosáhnout požadavků na vaření 121 ℃.

PET/dvousložkový inkoust/vysokoteplotní lepidlo/Al9µm/vysokoteplotní lepidlo/vysokoteplotní struktura CPP70µm může dosáhnout teploty vaření vyšší než 121℃, čímž se zvýší bariérová vlastnost a prodlouží se trvanlivost, která může být déle než jeden rok.

4.7 BOPA/Al/CPP
Tato struktura je podobná výše uvedené struktuře 4,6, ale kvůli velké absorpci vody a smrštění BOPA není vhodná pro vaření při vysokých teplotách nad 121 ℃, ale má lepší odolnost proti propíchnutí a splňuje požadavky na vaření při 121 ℃.

4,8 PET/PVDC/CPP, BOPA/PVDC/CPP
Tato bariérová struktura produktu je velmi dobrá, vhodná pro sterilizaci vařením při teplotě 121 ℃ a následujících teplotách a kyslík má vysoké bariérové ​​požadavky na produkt.

PVDC ve výše uvedené struktuře lze nahradit EVOH, který má také vysoké bariérové ​​vlastnosti, ale jeho bariérové ​​vlastnosti se zjevně snižují při sterilizaci při vysoké teplotě a BOPA nelze použít jako povrchovou vrstvu, jinak bariérové ​​vlastnosti s rostoucí teplotou prudce klesají.

4.9 PET/Al/BOPA/CPP
Jedná se o vysoce výkonnou konstrukci vařecích sáčků, které dokáží zabalit prakticky jakýkoli produkt na vaření a odolávají teplotám vaření 121 až 135 stupňů Celsia.

2. struktura materiálu retortového sáčku

Struktura I: PET12µm/vysokoteplotní lepidlo/Al7µm/vysokoteplotní lepidlo/BOPA15µm/vysokoteplotní lepidlo/CPP60µm, tato struktura má dobrou bariéru, dobrou odolnost proti propíchnutí, dobrou absorpční schopnost světla a je to vynikající vařicí sáček do 121℃.

3. SÁČKY NA RETORTY

Struktura II: PET12µm/vysokoteplotní lepidlo/Al9µm/vysokoteplotní lepidlo/BOPA15µm/vysokoteplotní lepidlo/vysokoteplotní CPP70µm. Tato struktura má kromě všech výkonnostních charakteristik struktury I i vlastnosti pro vysokoteplotní vaření 121 °C a více. Struktura III: PET/lepidlo A/Al/lepidlo B/BOPA/lepidlo C/CPP. Množství lepidla A je 4 g/m², množství lepidla B je 3 g/m² a množství lepidla C je 5-6 g/m², což splňuje požadavky a snižuje množství lepidla A a B, což umožňuje odpovídající úsporu nákladů.

V druhém případě jsou lepidlo A a lepidlo B vyrobeny z lepidla s lepší teplotou varu a lepidlo C je vyrobeno z lepidla odolného vůči vysokým teplotám, které splňuje požadavek na teplotu varu 121 °C a zároveň snižuje náklady.

Struktura IV: PET/lepidlo/BOPA/lepidlo/Al/lepidlo/CPP, tato struktura má přepnutou polohu BOPA, celkový výkon produktu se významně nezměnil, ale houževnatost BOPA, odolnost proti propíchnutí, vysoká pevnost kompozitu a další výhodné vlastnosti nedaly této struktuře plný prostor, proto se aplikace omezila na relativně málo.

4.10 PET/ koextrudovaný CPP
Koextrudovaný CPP v této struktuře se obecně vztahuje na 5vrstvý a 7vrstvý CPP s vysokými bariérovými vlastnostmi, jako například:

PP/spojovací vrstva/EVOH/spojovací vrstva/PP;

PP/spojovací vrstva/PA/spojovací vrstva/PP;

PP/lepená vrstva/PA/EVOH/PA/lepená vrstva/PP atd.;

Použití koextrudovaného CPP proto zvyšuje houževnatost produktu, snižuje rozbití obalů během vakuování, vysokého tlaku a kolísání tlaku a prodlužuje dobu trvanlivosti díky zlepšeným bariérovým vlastnostem.

Stručně řečeno, struktura různých druhů vysokoteplotních vařecích sáčků je pouze předběžnou analýzou některých běžných struktur. S vývojem nových materiálů a technologií se objeví i další novější struktury, takže bude mít vařecí obaly větší výběr.


Čas zveřejnění: 13. července 2024