فیلم کامپوزیت پلاستیکی یک ماده بسته‌بندی رایج برای بسته‌بندی مقاوم در برابر رتروتور است. استریلیزاسیون حرارتی و رتروتورتور یک فرآیند مهم برای بسته‌بندی مواد غذایی رتروتورتور در دمای بالا است. با این حال، خواص فیزیکی فیلم‌های کامپوزیت پلاستیکی پس از گرم شدن مستعد پوسیدگی حرارتی هستند و در نتیجه مواد بسته‌بندی بی‌کیفیتی تولید می‌شوند. این مقاله مشکلات رایج پس از پخت کیسه‌های رتروتورتور در دمای بالا را تجزیه و تحلیل می‌کند و روش‌های آزمایش عملکرد فیزیکی آنها را معرفی می‌کند، به این امید که اهمیت راهنمایی برای تولید واقعی داشته باشد.
کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر دمای بالا (Retort) نوعی بسته‌بندی هستند که معمولاً برای گوشت، محصولات سویا و سایر محصولات غذایی آماده استفاده می‌شوند. این کیسه‌ها عموماً در خلاء بسته‌بندی می‌شوند و پس از گرم شدن و استریل شدن در دمای بالا (100 تا 135 درجه سانتیگراد) می‌توانند در دمای اتاق نگهداری شوند. مواد غذایی بسته‌بندی شده مقاوم در برابر دمای بالا به راحتی قابل حمل هستند، پس از باز کردن کیسه آماده خوردن هستند، بهداشتی و مناسب هستند و می‌توانند طعم غذا را به خوبی حفظ کنند، بنابراین مورد توجه مصرف‌کنندگان قرار گرفته‌اند. بسته به فرآیند استریلیزاسیون و مواد بسته‌بندی، ماندگاری محصولات بسته‌بندی مقاوم در برابر دمای بالا از شش ماه تا دو سال متغیر است.
فرآیند بسته‌بندی مواد غذایی رترو شامل ساخت کیسه، کیسه‌گذاری، وکیوم کردن، درزگیری حرارتی، بازرسی، پخت و گرم کردن، استریلیزاسیون، خشک کردن و خنک کردن و بسته‌بندی است. پخت و گرم کردن، استریلیزاسیون فرآیند اصلی کل فرآیند است. با این حال، هنگامی که کیسه‌های بسته‌بندی از مواد پلیمری - پلاستیک - ساخته می‌شوند، حرکت زنجیره مولکولی پس از گرم شدن تشدید می‌شود و خواص فیزیکی ماده مستعد تضعیف حرارتی است. این مقاله مشکلات رایج پس از پخت کیسه‌های رترو در دمای بالا را تجزیه و تحلیل می‌کند و روش‌های آزمایش عملکرد فیزیکی آنها را معرفی می‌کند.
۱. تحلیل مشکلات رایج کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر ضربه
مواد غذایی مقاوم در برابر حرارت بالا بسته‌بندی شده و سپس به همراه مواد بسته‌بندی، گرم و استریل می‌شوند. به منظور دستیابی به خواص فیزیکی بالا و خواص بازدارندگی خوب، بسته‌بندی مقاوم در برابر حرارت از مواد پایه متنوعی ساخته می‌شود. مواد رایج مورد استفاده شامل PA، PET، AL و CPP هستند. ساختارهای رایج مورد استفاده دارای دو لایه فیلم کامپوزیتی هستند، با مثال‌های زیر (BOPA/CPP، PET/CPP)، فیلم کامپوزیتی سه لایه (مانند PA/AL/CPP، PET/PA/CPP) و فیلم کامپوزیتی چهار لایه (مانند PET/PA/AL/CPP). در تولید واقعی، رایج‌ترین مشکلات کیفی، چروک شدن، پارگی کیسه‌ها، نشت هوا و بو پس از پخت است:
1) به طور کلی سه نوع چروکیدگی در کیسه‌های بسته‌بندی وجود دارد: چروک‌های افقی یا عمودی یا نامنظم روی ماده پایه بسته‌بندی؛ چروک‌ها و ترک‌ها روی هر لایه کامپوزیت و صافی ضعیف؛ انقباض ماده پایه بسته‌بندی و انقباض لایه کامپوزیت و سایر لایه‌های کامپوزیت به صورت جداگانه، راه راه. کیسه‌های شکسته به دو نوع تقسیم می‌شوند: ترکیدن مستقیم و چروکیدن و سپس ترکیدن.
۲). لایه لایه شدن به پدیده‌ای اشاره دارد که در آن لایه‌های کامپوزیت مواد بسته‌بندی از یکدیگر جدا می‌شوند. لایه لایه شدن جزئی به صورت برآمدگی‌های راه راه مانند در قسمت‌های تحت تنش بسته‌بندی ظاهر می‌شود و قدرت جدا شدن آن کاهش می‌یابد و حتی می‌توان آن را به آرامی با دست پاره کرد. در موارد شدید، لایه کامپوزیت بسته‌بندی پس از پخت در ناحیه وسیعی از هم جدا می‌شود. در صورت وقوع لایه لایه شدن، تقویت هم‌افزایی خواص فیزیکی بین لایه‌های کامپوزیت مواد بسته‌بندی از بین می‌رود و خواص فیزیکی و خواص بازدارندگی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و برآورده کردن الزامات ماندگاری را غیرممکن می‌کند و اغلب باعث ضررهای بیشتری برای شرکت می‌شود.
۳). نشت هوای جزئی عموماً دوره کمون نسبتاً طولانی دارد و تشخیص آن در طول پخت آسان نیست. در طول دوره گردش و نگهداری محصول، درجه خلاء محصول کاهش می‌یابد و هوای آشکار در بسته‌بندی ظاهر می‌شود. بنابراین، این مشکل کیفی اغلب تعداد زیادی از محصولات را درگیر می‌کند. محصولات تأثیر بیشتری دارند. وقوع نشت هوا ارتباط نزدیکی با آب‌بندی حرارتی ضعیف و مقاومت ضعیف کیسه‌های رتورت در برابر سوراخ شدن دارد.
۴). بو پس از پخت نیز یک مشکل کیفی رایج است. بوی عجیبی که پس از پخت ظاهر می‌شود مربوط به باقیمانده بیش از حد حلال در مواد بسته‌بندی یا انتخاب نامناسب مواد است. اگر از فیلم PE به عنوان لایه آب‌بندی داخلی کیسه‌های پخت و پز با دمای بالا بالاتر از ۱۲۰ درجه استفاده شود، فیلم PE در دماهای بالا مستعد بو گرفتن است. بنابراین، RCPP معمولاً به عنوان لایه داخلی کیسه‌های پخت و پز با دمای بالا انتخاب می‌شود.
۲. روش‌های آزمایش خواص فیزیکی بسته‌بندی مقاوم در برابر رتورت
عواملی که منجر به مشکلات کیفی بسته‌بندی مقاوم در برابر مواد بازیافتی می‌شوند، نسبتاً پیچیده هستند و جنبه‌های زیادی مانند مواد اولیه لایه کامپوزیت، چسب‌ها، جوهرها، کنترل فرآیند ساخت کامپوزیت و کیسه و فرآیندهای بازیافت را در بر می‌گیرند. برای اطمینان از کیفیت بسته‌بندی و ماندگاری مواد غذایی، انجام آزمایش‌های مقاومت در برابر پخت و پز روی مواد بسته‌بندی ضروری است.
استاندارد ملی قابل اجرا برای کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر رتروتور GB/T10004-2008 «فیلم کامپوزیت پلاستیکی برای بسته‌بندی، لمینت خشک کیسه، لمینت اکستروژن» است که بر اساس JIS Z 1707-1997 «اصول کلی فیلم‌های پلاستیکی برای بسته‌بندی مواد غذایی» تدوین شده است و جایگزین GB/T 10004-1998 «فیلم‌ها و کیسه‌های کامپوزیت مقاوم در برابر رتروتور» و GB/T10005-1998 «فیلم‌ها و کیسه‌های کامپوزیت پلی‌پروپیلن دومحوره/پلی‌اتیلن با چگالی کم» می‌شود. GB/T 10004-2008 شامل خواص فیزیکی مختلف و شاخص‌های باقیمانده حلال برای فیلم‌ها و کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر رتروتورتور است و الزام می‌کند که کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر رتروتورتورتورتور از نظر مقاومت در برابر محیط‌های با دمای بالا آزمایش شوند. روش کار به این صورت است که کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر رتورت را با ۴٪ اسید استیک، ۱٪ سولفید سدیم، ۵٪ کلرید سدیم و روغن گیاهی پر می‌کنند، سپس هوا را خارج و درب‌بندی می‌کنند، به مدت ۴۰ دقیقه در یک دیگ پخت با فشار بالا در دمای ۱۲۱ درجه سانتیگراد حرارت داده و تحت فشار قرار می‌دهند و در حالی که فشار بدون تغییر باقی می‌ماند، خنک می‌کنند. سپس ظاهر، استحکام کششی، ازدیاد طول، نیروی جدا شدن و استحکام درزگیری حرارتی آن آزمایش می‌شود و از نرخ کاهش برای ارزیابی آن استفاده می‌شود. فرمول به شرح زیر است:
R=(AB)/A×100
در فرمول، R نرخ کاهش (%) اقلام آزمایش‌شده است، A میانگین مقدار اقلام آزمایش‌شده قبل از آزمایش ماده‌ی مقاوم در برابر دمای بالا است؛ B میانگین مقدار اقلام آزمایش‌شده پس از آزمایش ماده‌ی مقاوم در برابر دمای بالا است. الزامات عملکرد عبارتند از: «پس از آزمایش مقاومت دی‌الکتریک دمای بالا، محصولاتی با دمای کارکرد ۸۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر نباید هیچ لایه‌لایه شدن، آسیب، تغییر شکل آشکار در داخل یا خارج کیسه داشته باشند و نیروی جدا شدن، نیروی کشش، کرنش اسمی در هنگام پارگی و مقاومت درزگیری حرارتی کاهش یابد. این نرخ باید ≤۳۰٪ باشد».
۳. آزمایش خواص فیزیکی کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر ضربه
آزمایش واقعی روی دستگاه می‌تواند به درستی عملکرد کلی بسته‌بندی مقاوم در برابر رترو را تشخیص دهد. با این حال، این روش نه تنها زمان‌بر است، بلکه به دلیل برنامه تولید و تعداد آزمایش‌ها نیز محدود است. این روش قابلیت عملکرد ضعیف، ضایعات زیاد و هزینه بالایی دارد. از طریق آزمایش رترو برای تشخیص خواص فیزیکی مانند خواص کششی، مقاومت در برابر جدا شدن، مقاومت در برابر حرارت قبل و بعد از رترو، می‌توان کیفیت مقاومت رترو کیسه رترو را به طور جامع ارزیابی کرد. آزمایش‌های پخت معمولاً از دو نوع محتوای واقعی و مواد شبیه‌سازی شده استفاده می‌کنند. آزمایش پخت با استفاده از محتوای واقعی می‌تواند تا حد امکان به وضعیت واقعی تولید نزدیک باشد و می‌تواند به طور مؤثر از ورود بسته‌بندی‌های بی‌کیفیت به خط تولید در دسته‌ها جلوگیری کند. برای کارخانه‌های مواد بسته‌بندی، از مواد شبیه‌سازی شده برای آزمایش مقاومت مواد بسته‌بندی در طول فرآیند تولید و قبل از ذخیره‌سازی استفاده می‌شود. آزمایش عملکرد پخت عملی‌تر و کاربردی‌تر است. نویسنده روش آزمایش عملکرد فیزیکی کیسه‌های بسته‌بندی مقاوم در برابر رترو را با پر کردن آنها با مایعات شبیه‌سازی مواد غذایی از سه تولیدکننده مختلف و انجام آزمایش‌های بخاردهی و جوشاندن به ترتیب معرفی می‌کند. فرآیند آزمایش به شرح زیر است:
1) تست پخت و پز
ابزار: دیگ پخت و پز ایمن و هوشمند با فشار برگشتی در دمای بالا، تستر درزگیر حرارتی HST-H3
مراحل آزمایش: با دقت، اسید استیک ۴٪ را تا دو سوم حجم کیسه‌ی رتورت بریزید. مراقب باشید که درزگیر را آلوده نکنید تا بر ثبات درزگیری تأثیر نگذارد. پس از پر کردن، کیسه‌های پخت را با HST-H3 درزگیری کنید و در مجموع ۱۲ نمونه تهیه کنید. هنگام درزگیری، هوای داخل کیسه باید تا حد امکان تخلیه شود تا از تأثیر انبساط هوا در حین پخت بر نتایج آزمایش جلوگیری شود.
نمونه‌ی دربسته را برای شروع آزمایش در ظرف پخت قرار دهید. دمای پخت را روی ۱۲۱ درجه سانتیگراد، زمان پخت را روی ۴۰ دقیقه تنظیم کنید، ۶ نمونه را بخارپز و ۶ نمونه را بجوشانید. در طول آزمایش پخت، به تغییرات فشار هوا و دمای ظرف پخت توجه دقیق داشته باشید تا مطمئن شوید که دما و فشار در محدوده‌ی تعیین‌شده حفظ می‌شوند.
پس از اتمام آزمایش، آن را تا دمای اتاق خنک کنید، بیرون بیاورید و مشاهده کنید که آیا کیسه‌های شکسته، چین و چروک، لایه لایه شدن و غیره وجود دارد یا خیر. پس از آزمایش، سطوح نمونه‌های ۱# و ۲# پس از پخت صاف بودند و هیچ لایه لایه شدنی وجود نداشت. سطح نمونه ۳# پس از پخت خیلی صاف نبود و لبه‌های آن به درجات مختلف تاب برداشته بودند.
۲) مقایسه خواص کششی
کیسه‌های بسته‌بندی را قبل و بعد از پخت بردارید، 5 نمونه مستطیلی به ابعاد 15 میلی‌متر × 150 میلی‌متر در جهت عرضی و 150 میلی‌متر در جهت طولی برش دهید و آنها را به مدت 4 ساعت در محیطی با دمای 23±2 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 50±10% قرار دهید. از دستگاه تست کشش الکترونیکی هوشمند XLW (PC) برای آزمایش نیروی پارگی و ازدیاد طول در نقطه پارگی تحت شرایط 200 میلی‌متر در دقیقه استفاده شد.
3) تست لایه برداری
طبق روش A از GB 8808-1988 "روش آزمایش لایه برداری برای مواد پلاستیکی کامپوزیت نرم"، نمونه‌ای با عرض 15±0.1 میلی‌متر و طول 150 میلی‌متر برش دهید. 5 نمونه در جهت افقی و عمودی بردارید. لایه کامپوزیت را در امتداد جهت طول نمونه از قبل لایه برداری کنید، آن را در دستگاه تست کشش الکترونیکی هوشمند XLW (PC) قرار دهید و نیروی لایه برداری را با سرعت 300 میلی‌متر در دقیقه آزمایش کنید.
4) آزمون مقاومت در برابر آب بندی حرارتی
طبق استاندارد GB/T 2358-1998 «روش آزمایش مقاومت آب‌بندی حرارتی کیسه‌های بسته‌بندی فیلم پلاستیکی»، یک نمونه با عرض ۱۵ میلی‌متر از قسمت آب‌بندی حرارتی نمونه برش دهید، آن را با زاویه ۱۸۰ درجه باز کنید و هر دو انتهای نمونه را روی XLW (PC) هوشمند در یک دستگاه تست کشش الکترونیکی گیره کنید. حداکثر بار با سرعت ۳۰۰ میلی‌متر در دقیقه آزمایش می‌شود و سرعت افت با استفاده از فرمول دی‌الکتریک مقاومت در برابر دمای بالا در GB/T 10004-2008 محاسبه می‌شود.
خلاصه کنید
غذاهای بسته‌بندی‌شده مقاوم در برابر ریتورت به دلیل راحتی در خوردن و نگهداری، به طور فزاینده‌ای مورد توجه مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرند. به منظور حفظ مؤثر کیفیت محتویات و جلوگیری از خراب شدن غذا، هر مرحله از فرآیند تولید کیسه‌های ریتورت با دمای بالا باید به شدت تحت نظارت و کنترل منطقی باشد.
۱. کیسه‌های پخت‌وپز مقاوم در برابر دمای بالا باید از مواد مناسب بر اساس محتوا و فرآیند تولید ساخته شوند. به عنوان مثال، CPP معمولاً به عنوان لایه آب‌بندی داخلی کیسه‌های پخت‌وپز مقاوم در برابر دمای بالا انتخاب می‌شود. هنگامی که کیسه‌های بسته‌بندی حاوی لایه‌های AL برای بسته‌بندی محتویات اسیدی و قلیایی استفاده می‌شوند، باید یک لایه کامپوزیت PA بین AL و CPP اضافه شود تا مقاومت در برابر نفوذپذیری اسیدی و قلیایی افزایش یابد. هر لایه کامپوزیت باید از نظر انقباض حرارتی سازگار یا مشابه باشد تا از تاب برداشتن یا حتی لایه لایه شدن مواد پس از پخت به دلیل تطابق ضعیف خواص انقباض حرارتی جلوگیری شود.
۲. فرآیند کامپوزیت را به طور معقول کنترل کنید. کیسه‌های رتورت مقاوم در برابر دمای بالا اکثراً از روش ترکیب خشک استفاده می‌کنند. در فرآیند تولید فیلم رتورت، لازم است چسب مناسب و فرآیند چسبندگی خوب انتخاب شود و شرایط پخت به طور معقول کنترل شود تا از واکنش کامل عامل اصلی چسب و عامل پخت اطمینان حاصل شود.
۳. مقاومت در برابر محیط با دمای بالا، سخت‌ترین فرآیند در فرآیند بسته‌بندی کیسه‌های رتورت با دمای بالا است. به منظور کاهش بروز مشکلات کیفیت دسته‌ای، کیسه‌های رتورت با دمای بالا باید قبل از استفاده و در حین تولید، بر اساس شرایط واقعی تولید، آزمایش رتورت و بازرسی شوند. بررسی کنید که آیا ظاهر بسته پس از پخت صاف، چروکیده، تاول زده، تغییر شکل یافته است، آیا لایه لایه شدن یا نشتی وجود دارد، آیا میزان کاهش خواص فیزیکی (خواص کششی، مقاومت در برابر پوسته شدن، مقاومت در برابر آب‌بندی حرارتی) مطابق با الزامات است و غیره.
زمان ارسال: ۱۸ ژانویه ۲۰۲۴
