La película compuesta de plástico es un material de envasado comúnmente utilizado para envases resistentes a altas temperaturas. La esterilización por calor y en autoclave es un proceso importante para el envasado de alimentos en autoclave a alta temperatura. Sin embargo, las propiedades físicas de las películas compuestas de plástico tienden a deteriorarse térmicamente tras el calentamiento, lo que resulta en materiales de envasado no aptos. Este artículo analiza los problemas comunes tras la cocción de bolsas de autoclave a alta temperatura y presenta sus métodos de prueba de rendimiento físico, con la esperanza de que sirvan de guía para la producción real.
Las bolsas de retorta resistentes a altas temperaturas son un formato de envasado común para carne, productos de soja y otros alimentos precocinados. Generalmente se envasan al vacío y se conservan a temperatura ambiente tras calentarse y esterilizarse a alta temperatura (100-135 °C). Los alimentos envasados en retorta son fáciles de transportar, están listos para consumir al abrir la bolsa, son higiénicos y prácticos, y conservan bien su sabor, por lo que son muy apreciados por los consumidores. Dependiendo del proceso de esterilización y los materiales de envasado, su vida útil varía entre seis meses y dos años.
El proceso de envasado de alimentos en autoclave incluye la fabricación de bolsas, el envasado al vacío, el termosellado, la inspección, la esterilización por cocción y calentamiento, el secado y enfriamiento, y el envasado. La esterilización por cocción y calentamiento es el proceso fundamental. Sin embargo, al envasar bolsas de materiales poliméricos (plásticos), el movimiento de la cadena molecular se intensifica tras el calentamiento, y las propiedades físicas del material tienden a atenuarse térmicamente. Este artículo analiza los problemas comunes tras la cocción de bolsas de autoclave a alta temperatura y presenta sus métodos de prueba de rendimiento físico.
1. Análisis de problemas comunes con bolsas de embalaje resistentes a la retorta
Los alimentos de autoclave de alta temperatura se envasan y posteriormente se calientan y esterilizan junto con los materiales de envasado. Para lograr altas propiedades físicas y una buena barrera, los envases resistentes a la autoclave se fabrican con diversos materiales base. Los materiales más comunes incluyen PA, PET, AL y CPP. Las estructuras más comunes tienen dos capas de películas compuestas, como por ejemplo (BOPA/CPP, PET/CPP), películas compuestas de tres capas (como PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) y películas compuestas de cuatro capas (como PET/PA/AL/CPP). En la producción real, los problemas de calidad más comunes son arrugas, bolsas rotas, fugas de aire y olores después de la cocción.
1) Generalmente, existen tres tipos de arrugas en las bolsas de embalaje: arrugas horizontales, verticales o irregulares en el material base; arrugas y grietas en cada capa compuesta, con poca planitud; contracción del material base y contracción de la capa compuesta y otras capas compuestas separadas y rayadas. Las bolsas rotas se dividen en dos tipos: rotura directa y arrugas y posterior rotura.
2) La delaminación se refiere al fenómeno en el que las capas compuestas del material de embalaje se separan. Una ligera delaminación se manifiesta como protuberancias en forma de franjas en las zonas sometidas a tensión del embalaje, lo que reduce la resistencia al desprendimiento e incluso puede romperse suavemente con la mano. En casos graves, la capa compuesta del embalaje se separa en una gran área después de la cocción. Si se produce delaminación, desaparece el fortalecimiento sinérgico de las propiedades físicas entre las capas compuestas del material de embalaje, y las propiedades físicas y de barrera se reducen significativamente, lo que impide cumplir con los requisitos de vida útil y, a menudo, causa mayores pérdidas a la empresa.
3) Una pequeña fuga de aire suele tener un periodo de incubación relativamente largo y no es fácil de detectar durante la cocción. Durante la circulación y el almacenamiento del producto, el grado de vacío disminuye y aparece aire visible en el envase. Por lo tanto, este problema de calidad suele afectar a una gran cantidad de productos. Los productos tienen un mayor impacto. La aparición de fugas de aire está estrechamente relacionada con un sellado térmico deficiente y una baja resistencia a la perforación de la bolsa de retorta.
4) El olor después de la cocción también es un problema de calidad común. Este olor peculiar se debe a un exceso de residuos de disolventes en los materiales de embalaje o a una selección inadecuada del material. Si se utiliza película de PE como capa de sellado interior en bolsas para cocinar a altas temperaturas superiores a 120 °C, esta tiende a generar olor a altas temperaturas. Por lo tanto, generalmente se elige RCPP como capa interior de estas bolsas.
2. Métodos de ensayo para las propiedades físicas de los envases resistentes a la retorta
Los factores que provocan problemas de calidad en los envases resistentes a la retorta son relativamente complejos e involucran diversos aspectos, como las materias primas de las capas compuestas, los adhesivos, las tintas, el control del proceso de fabricación de compuestos y bolsas, y los procesos de retorta. Para garantizar la calidad del envase y la vida útil de los alimentos, es necesario realizar pruebas de resistencia a la cocción en los materiales de envasado.
La norma nacional aplicable a las bolsas de embalaje resistentes a la retorta es GB/T10004-2008 “Película compuesta de plástico para embalaje, laminación en seco de bolsas, laminación por extrusión”, que se basa en JIS Z 1707-1997 “Principios generales de películas plásticas para embalaje de alimentos” Formulado para reemplazar GB/T 10004-1998 “Películas y bolsas compuestas resistentes a la retorta” y GB/T10005-1998 “Película de polipropileno orientado biaxialmente/Películas y bolsas compuestas de polietileno de baja densidad”. GB/T 10004-2008 incluye varias propiedades físicas e indicadores de residuos de disolventes para películas y bolsas de embalaje resistentes a la retorta, y requiere que las bolsas de embalaje resistentes a la retorta se prueben para la resistencia a medios de alta temperatura. El método consiste en llenar las bolsas de embalaje resistentes a la retorta con ácido acético al 4 %, sulfuro de sodio al 1 %, cloruro de sodio al 5 % y aceite vegetal. Posteriormente, se purgan y sellan, se calientan y presurizan en una olla de alta presión a 121 °C durante 40 minutos y se enfrían manteniendo la presión. A continuación, se prueban su apariencia, resistencia a la tracción, elongación, fuerza de pelado y resistencia al termosellado, y se utiliza la tasa de deterioro para evaluarlos. La fórmula es la siguiente:
R=（AB）/A×100
En la fórmula, R es la tasa de deterioro (%) de los artículos probados, A es el valor promedio de los artículos probados antes de la prueba de resistencia a altas temperaturas; B es el valor promedio de los artículos probados después de la prueba de resistencia a altas temperaturas. Los requisitos de rendimiento son: «Tras la prueba de resistencia dieléctrica a altas temperaturas, los productos con una temperatura de servicio de 80 °C o superior no deben presentar delaminación, daños ni deformaciones evidentes dentro ni fuera de la bolsa, ni una disminución de la fuerza de pelado, la fuerza de tracción, la deformación nominal a la rotura y la resistencia del termosellado. La tasa debe ser ≤30 %».
3. Prueba de las propiedades físicas de las bolsas de embalaje resistentes a la retorta
La prueba en la máquina permite determinar con mayor precisión el rendimiento general del envase resistente a la retorta. Sin embargo, este método no solo requiere mucho tiempo, sino que también está limitado por el plan de producción y el número de pruebas. Presenta baja operatividad, gran cantidad de desperdicio y un alto costo. Mediante la prueba en retorta, que detecta propiedades físicas como la tracción, la resistencia al pelado y la resistencia del termosellado antes y después de la retorta, se puede evaluar exhaustivamente la calidad de la resistencia de la bolsa. Las pruebas de cocción generalmente utilizan dos tipos de contenido real y materiales simulados. La prueba de cocción con contenido real se aproxima lo más posible a la situación real de producción y previene eficazmente la entrada de envases no aptos en la línea de producción en lotes. En las fábricas de materiales de envasado, se utilizan simuladores para probar la resistencia de los materiales durante el proceso de producción y antes del almacenamiento. Probar el rendimiento de la cocción es más práctico y práctico. El autor presenta el método de prueba del rendimiento físico de las bolsas de envasado resistentes a la retorta, llenándolas con líquidos de simulación de alimentos de tres fabricantes diferentes y realizando pruebas de cocción al vapor y ebullición, respectivamente. El proceso de prueba es el siguiente:
1) Prueba de cocción
Instrumentos: Olla de cocción de alta temperatura con contrapresión inteligente y segura, comprobador de sellado térmico HST-H3
Pasos de la prueba: Vierta cuidadosamente ácido acético al 4 % en la bolsa de retorta hasta dos tercios de su volumen. Tenga cuidado de no contaminar el sello para no afectar la solidez del sellado. Después de llenarlas, selle las bolsas de cocción con HST-H3 y prepare un total de 12 muestras. Al sellarlas, se debe evacuar el aire de la bolsa al máximo para evitar que la expansión del aire durante la cocción afecte los resultados de la prueba.
Coloque la muestra sellada en la olla para iniciar la prueba. Ajuste la temperatura de cocción a 121 °C, el tiempo de cocción a 40 minutos, cocine al vapor 6 muestras y hierva 6 muestras. Durante la prueba, preste mucha atención a los cambios de presión y temperatura en la olla para asegurar que la temperatura y la presión se mantengan dentro del rango establecido.
Tras la prueba, deje enfriar a temperatura ambiente, sáquela y observe si presenta bolsas rotas, arrugas, delaminación, etc. Tras la prueba, las superficies de las muestras de 1# y 2# quedaron lisas tras la cocción y no presentaron delaminación. La superficie de la muestra de 3# no quedó muy lisa tras la cocción y los bordes presentaron deformaciones variables.
2) Comparación de propiedades de tracción
Se tomaron las bolsas de embalaje antes y después de la cocción, se cortaron 5 muestras rectangulares de 15 mm × 150 mm transversalmente y 150 mm longitudinalmente, y se acondicionaron durante 4 horas a una temperatura de 23 ± 2 °C y una humedad relativa del 50 ± 10 %. Se utilizó la máquina electrónica inteligente de ensayos de tracción XLW (PC) para evaluar la fuerza de rotura y el alargamiento a la rotura a 200 mm/min.
3) Prueba de pelado
Según el método A de la norma GB 8808-1988 "Método de ensayo de desprendimiento para materiales plásticos compuestos blandos", corte una muestra de 15 ± 0,1 mm de ancho y 150 mm de largo. Tome 5 muestras en dirección horizontal y vertical. Predespegue la capa de compuesto a lo largo de la muestra, cárguela en la máquina electrónica inteligente de ensayos de tracción XLW (PC) y compruebe la fuerza de desprendimiento a 300 mm/min.
4) Prueba de resistencia del sellado térmico
De acuerdo con GB/T 2358-1998 “Método de prueba para la resistencia del sellado térmico de bolsas de embalaje de película de plástico”, corte una muestra de 15 mm de ancho en la parte de sellado térmico de la muestra, ábrala a 180° y sujete ambos extremos de la muestra en la XLW (PC) inteligente. En una máquina de prueba de tracción electrónica, la carga máxima se prueba a una velocidad de 300 mm/min y la velocidad de caída se calcula utilizando la fórmula dieléctrica de resistencia a altas temperaturas en GB/T 10004-2008.
Resumir
Los alimentos envasados resistentes a la temperatura son cada vez más populares entre los consumidores debido a su comodidad de consumo y almacenamiento. Para mantener eficazmente la calidad del contenido y evitar el deterioro de los alimentos, cada paso del proceso de producción de bolsas de retorta de alta temperatura debe supervisarse estrictamente y controlarse adecuadamente.
1. Las bolsas de cocción resistentes a altas temperaturas deben fabricarse con materiales adecuados según el contenido y el proceso de producción. Por ejemplo, generalmente se selecciona CPP como capa de sellado interior de las bolsas de cocción resistentes a altas temperaturas; cuando se utilizan bolsas con capas de AL para envasar productos ácidos y alcalinos, se debe añadir una capa compuesta de PA entre el AL y el CPP para aumentar la resistencia a la permeabilidad a ácidos y alcalinos. La termorretráctilidad de cada capa compuesta debe ser uniforme o similar para evitar la deformación o incluso la delaminación del material después de la cocción debido a una mala concordancia de las propiedades termorretráctiles.
2. Controlar adecuadamente el proceso de composición. Las bolsas de retorta resistentes a altas temperaturas suelen utilizar el método de composición en seco. En el proceso de producción de la película de retorta, es necesario seleccionar el adhesivo adecuado y un buen proceso de encolado, así como controlar adecuadamente las condiciones de curado para garantizar que el agente principal del adhesivo y el agente de curado reaccionen completamente.
3. La resistencia a altas temperaturas es el proceso más exigente en el envasado de bolsas de retorta de alta temperatura. Para reducir la incidencia de problemas de calidad en los lotes, las bolsas de retorta de alta temperatura deben someterse a pruebas e inspección en retorta según las condiciones reales de producción antes de su uso y durante la producción. Compruebe si el envase, después de la cocción, presenta un aspecto plano, arrugado, ampollado o deformado, si presenta delaminación o fugas, si la tasa de deterioro de las propiedades físicas (propiedades a la tracción, resistencia al pelado, resistencia al termosellado) cumple con los requisitos, etc.
Hora de publicación: 18 de enero de 2024
