Les sachets stérilisables sont issus de la recherche et du développement des boîtes souples au milieu du XXe siècle. Les boîtes souples désignent des emballages entièrement fabriqués en matériaux souples ou des contenants semi-rigides dont au moins une partie de la paroi ou du couvercle est constituée de matériaux d'emballage souples, notamment les sacs stérilisables, les boîtes stérilisables, les saucisses ficelées, etc. La principale forme actuellement utilisée est le sac stérilisable haute température préfabriqué. Comparés aux boîtes traditionnelles en métal, en verre et autres matériaux rigides, les sacs stérilisables présentent les caractéristiques suivantes :
● L'épaisseur du matériau d'emballage est faible et le transfert de chaleur est rapide, ce qui réduit le temps de stérilisation. Par conséquent, la couleur, l'arôme et le goût du contenu sont peu modifiés et la perte de nutriments est minime.
●Le matériau d'emballage est léger et de petite taille, ce qui permet d'économiser des matériaux d'emballage, et le coût de transport est faible et pratique.

●Peut imprimer des motifs exquis.
●Il a une longue durée de conservation (6 à 12 mois) à température ambiante et est facile à sceller et à ouvrir.
●Aucune réfrigération requise, ce qui permet d'économiser sur les coûts de réfrigération
●Il convient à l'emballage de nombreux types d'aliments, tels que la viande et la volaille, les produits aquatiques, les fruits et légumes, divers aliments céréaliers et les soupes.
●Il peut être chauffé avec l'emballage pour éviter que la saveur ne soit perdue, particulièrement adapté au travail sur le terrain, aux voyages et à la nourriture militaire.
Production complète de sacs de cuisson, y compris le type de contenu, l'assurance qualité d'une compréhension complète de la conception structurelle du produit, du substrat et de l'encre, de la sélection de l'adhésif, du processus de production, des tests de produits, du contrôle du processus d'emballage et de stérilisation, etc., en raison de la conception de la structure du produit du sac de cuisson est au cœur, il s'agit donc d'une analyse large, non seulement pour analyser la configuration du substrat du produit, mais également pour analyser plus en détail les performances des différents produits structurels, l'utilisation, la sécurité et l'hygiène, l'économie, etc.
1. Détérioration et stérilisation des aliments
Les êtres humains vivent dans un environnement microbien, la biosphère terrestre entière existe dans d'innombrables micro-organismes, la nourriture dans la reproduction microbienne de plus d'une certaine limite, la nourriture sera gâtée et perdra sa comestibilité.
Les bactéries les plus courantes responsables de la détérioration des aliments sont Pseudomonas et Vibrio. Ces bactéries sont résistantes à la chaleur. Les entérobactéries meurent après 30 minutes de chauffage à 60 °C. Certaines espèces de lactobacilles peuvent supporter une température de 65 °C après 30 minutes de chauffage. Les Bacillus peuvent généralement supporter une température de 95 à 100 °C pendant plusieurs minutes, et quelques-unes peuvent supporter une température de 120 °C après 20 minutes de chauffage. Outre les bactéries, on trouve également de nombreux champignons dans les aliments, notamment Trichoderma et les levures. La lumière, l'oxygène, la température, l'humidité et le pH peuvent également entraîner la détérioration des aliments, mais les micro-organismes sont le principal facteur. Par conséquent, la cuisson à haute température pour tuer les micro-organismes est une méthode importante pour une conservation durable des aliments.
La stérilisation des produits alimentaires peut être divisée en deux catégories : pasteurisation à 72 °C, stérilisation par ébullition à 100 °C, stérilisation par cuisson à haute température à 121 °C, stérilisation par cuisson à haute température à 135 °C et stérilisation instantanée à ultra-haute température à 145 °C. Certains fabricants utilisent également une stérilisation à température non standard, d'environ 110 °C. Selon les conditions de stérilisation choisies pour les différents produits, les conditions les plus difficiles à éliminer pour Clostridium botulinum sont présentées dans le tableau 1.
Tableau 1 Moment de la mort des spores de Clostridium botulinum en fonction de la température
température℃ | 100 | 105 | 110 | 115 | 120 | 125 | 130 | 135 |
Heure du décès (minutes) | 330 | 100 | 32 | 10 | 4 | années 80 | 30s | 10s |
2. Caractéristiques des matières premières du sac vapeur
Sacs de cuisson à haute température pour autoclave dotés des propriétés suivantes :
Fonction d'emballage longue durée, stockage stable, prévention de la croissance bactérienne, résistance à la stérilisation à haute température, etc.
C'est un très bon matériau composite adapté à l'emballage des aliments instantanés.
Test de structure typique PET/adhésif/feuille d'aluminium/colle adhésive/nylon/RCPP
Sac de stérilisation haute température avec structure à trois couches PET/AL/RCPP
INSTRUCTIONS MATÉRIELLES
(1) Film PET
Le film BOPET est l'un desles résistances à la traction les plus élevéesde tous les films plastiques, et peut répondre aux besoins de produits très minces avec une rigidité et une dureté élevées.
Excellente résistance au froid et à la chaleur.La plage de température applicable du film BOPET est de 70℃ à 150℃, ce qui peut maintenir d'excellentes propriétés physiques dans une large plage de températures et convient à la plupart des emballages de produits.
Excellente performance de barrière.Il offre une excellente protection contre l'eau et l'air, contrairement au nylon, fortement affecté par l'humidité. Sa résistance à l'eau est similaire à celle du PE et son coefficient de perméabilité à l'air est extrêmement faible. Il possède une très haute capacité de barrière à l'air et aux odeurs, et est l'un des matériaux les plus efficaces pour conserver les parfums.
Résistance chimique, résistant aux huiles et graisses, à la plupart des solvants et aux acides et alcalis dilués.
(2)BOPA FILM
Les films BOPA ont une excellente ténacité.La résistance à la traction, à la déchirure, aux chocs et à la rupture sont parmi les meilleures des matériaux plastiques.
Une flexibilité exceptionnelle, une résistance aux trous d'épingle, pas facile pour le contenu de la perforation, est une caractéristique majeure du BOPA, une bonne flexibilité, mais donne également une bonne sensation à l'emballage.
Bonnes propriétés barrières, bonne rétention du parfum, résistance aux produits chimiques autres que les acides forts, notamment excellente résistance à l'huile.
Avec une large plage de températures de fonctionnement et un point de fusion de 225 °C, il peut être utilisé pendant de longues périodes entre -60 °C et 130 °C. Les propriétés mécaniques du BOPA sont préservées à basse comme à haute température.
Les performances du film BOPA sont fortement affectées par l'humidité, et sa stabilité dimensionnelle et ses propriétés barrières sont également affectées. Une fois exposé à l'humidité, le film BOPA se froisse et s'allonge généralement horizontalement. Raccourcissement longitudinal, taux d'allongement jusqu'à 1 %.
(3) Film polypropylène CPP, résistance aux hautes températures, bonnes performances de thermoscellage ;
Film CPP qui est un film de polypropylène coulé, film de cuisson général CPP utilisant des matières premières de copolypropylène aléatoire binaire, le sac de film fabriqué avec une stérilisation à haute température de 121 à 125 ℃ peut résister à 30 à 60 minutes.
Film de cuisson haute température CPP utilisant des matières premières en copolypropylène en bloc, fabriqué à partir de sacs en film pouvant résister à une stérilisation à haute température de 135 ℃, 30 minutes.
Les exigences de performance sont les suivantes : la température du point de ramollissement Vicat doit être supérieure à la température de cuisson, la résistance aux chocs doit être bonne, la résistance aux milieux doit être bonne, l'œil de poisson et le point de cristal doivent être aussi bas que possible.
Peut résister à une stérilisation par cuisson sous pression de 121 ℃ 0,15 Mpa, conserve presque la forme et la saveur des aliments, et le film ne se fissure pas, ne pèle pas et n'adhère pas, a une bonne stabilité ; souvent avec un film en nylon ou un film composite en polyester, emballage contenant des aliments de type soupe, ainsi que des boulettes de viande, des boulettes, du riz et d'autres aliments surgelés transformés.
(4) Feuille d'aluminium
Le papier aluminium est le seul métal utilisé dans les emballages souples. Il est difficile de le comparer à d'autres matériaux d'emballage, car il retient l'eau, les gaz, la lumière et conserve les saveurs. Il résiste à la stérilisation par cuisson sous pression à 121 °C et 0,15 MPa, garantissant ainsi la forme et la saveur des aliments. Le film ne se fissure pas, ne se décolle pas et n'adhère pas, offrant une bonne stabilité. Il est souvent utilisé avec des films composites en nylon ou en polyester pour les emballages de soupes, de boulettes de viande, de raviolis, de riz et autres aliments surgelés transformés.
(5) ENCRE
Sacs à vapeur utilisant de l'encre à base de polyuréthane pour l'impression, les exigences de faibles solvants résiduels, une résistance composite élevée, aucune décoloration après cuisson, aucune délamination, plis, tels que la température de cuisson dépasse 121 ℃, un certain pourcentage de durcisseur doit être ajouté pour augmenter la résistance à la température de l'encre.
L'hygiène de l'encre est primordiale. Les métaux lourds tels que le cadmium, le plomb, le mercure, le chrome, l'arsenic et d'autres métaux lourds peuvent représenter un grave danger pour l'environnement et le corps humain. L'encre elle-même est composée de divers liants, pigments, colorants et additifs, tels que des agents antimousse, antistatiques, plastifiants et autres risques pour la sécurité. L'ajout de pigments contenant des métaux lourds, des éthers de glycol et des esters est interdit. Les solvants peuvent contenir du benzène, du formaldéhyde, du méthanol et du phénol, les liants peuvent contenir du toluène diisocyanate libre, et les pigments peuvent contenir des PCB, des amines aromatiques, etc.
(6) Adhésifs
Le composite pour sac de stérilisation à vapeur utilise un adhésif polyuréthane bicomposant. L'agent principal est le polyester polyol, le polyéther polyol et le polyuréthane polyol. Il existe deux types de durcisseurs : le polyisocyanate aromatique et le polyisocyanate aliphatique. L'adhésif le plus résistant aux hautes températures pour la stérilisation à la vapeur présente les caractéristiques suivantes :
● Teneur élevée en solides, faible viscosité, bonne aptitude à l'étalement.
●Excellente adhérence initiale, aucune perte de résistance au pelage après cuisson à la vapeur, aucun tunnelage lors de la production, aucun froissement après cuisson à la vapeur.
●L'adhésif est hygiéniquement sûr, non toxique et inodore.
●Vitesse de réaction plus rapide et temps de maturation plus court (dans les 48 heures pour les produits composites plastique-plastique et 72 heures pour les produits composites aluminium-plastique).
●Faible volume de revêtement, force de liaison élevée, force de thermoscellage élevée, bonne résistance à la température.
●Faible viscosité de dilution, peut fonctionner à l'état solide et avoir une bonne aptitude à l'étalement.
●Large gamme d'applications, adaptée à une variété de films.
●Bonne résistance à la résistance (chaleur, gel, acide, alcali, sel, huile, épicé, etc.).
L'hygiène des adhésifs commence par la production de l'amine aromatique primaire (PAA), issue de la réaction chimique entre les isocyanates aromatiques et l'eau dans les encres d'impression bicomposants et les adhésifs de laminage. La formation de PAA provient des isocyanates aromatiques, mais pas des isocyanates aliphatiques, des acryliques ou des adhésifs époxy. La présence de substances non finies de faible poids moléculaire et de solvants résiduels peut également présenter un risque pour la sécurité.
3. La structure principale du sac de cuisson
Selon les propriétés économiques, physiques et chimiques du matériau, les structures suivantes sont couramment utilisées pour les sacs de cuisson.
DEUX couches : PET/CPP, BOPA/CPP, GL-PET/CPP.
TROIS couches : PET/AL/CPP, BOPA/AL/CPP, PET/BOPA/CPP,
GL-PET/BOPA/CPP, PET/PVDC/CPP, PET/EVOH/CPP, BOPA/EVOH/CPP
QUATRE COUCHES : PET/PA/AL/CPP, PET/AL/PA/CPP
Structure à plusieurs étages.
Film coextrudé PET/EVOH/CPP, film coextrudé PET/PVDC/CPP, film coextrudé PA/PVDC/CPP Film coextrudé PET/EVOH, film coextrudé PA/PVDC
4. Analyse des caractéristiques structurelles du sac de cuisson
La structure de base du sac de cuisson est composée d'une couche de surface, d'une couche intermédiaire et d'une couche thermoscellable. La couche de surface est généralement composée de PET et de BOPA, qui assurent la solidité, la résistance à la chaleur et une bonne adhérence. La couche intermédiaire est composée d'aluminium, de PVDC, d'EVOH et de BOPA, qui jouent principalement un rôle de barrière, de protection contre la lumière et de composite double face. La couche thermoscellable est composée de différents types de CPP, d'EVOH et de BOPA, entre autres. La couche thermoscellable peut être composée de différents types de CPP, de PP coextrudé, de PVDC et de films coextrudés EVOH. Pour une cuisson à 110 °C, il est également nécessaire de choisir un film LLDPE, principalement pour son étanchéité, sa résistance à la perforation et aux produits chimiques, ainsi que pour sa faible adsorption et son hygiène.
4.1 PET/colle/PE
Cette structure peut être modifiée en PA / colle / PE, le PE pouvant être remplacé par du PEHD, du PEBDL ou du PEHD. En plus d'un petit nombre de films PEHD spéciaux, grâce à sa résistance à la température, le PE est généralement utilisé pour les sacs stérilisés à environ 100 à 110 °C. La colle peut être choisie parmi la colle polyuréthane ordinaire et la colle thermofusible. Elle n'est pas adaptée à l'emballage de la viande, car sa barrière est faible, le sac se froisse après la cuisson à la vapeur et les couches internes du film peuvent parfois adhérer. Cette structure est essentiellement un sac thermofusible ou pasteurisé.
4.2 PET/colle/CPP
Ce type de sachet transparent convient à la plupart des produits culinaires. Il se caractérise par une visibilité directe du contenu, mais ne peut être emballé à l'abri de la lumière. Le produit est dur au toucher et nécessite souvent des coins arrondis. Ce type de sachet est généralement stérilisé à 121 °C et peut être utilisé avec une colle de cuisson haute température standard. Cependant, il est recommandé de choisir une colle présentant un faible taux de retrait, afin d'éviter que la contraction de la couche de colle n'entraîne un déplacement de l'encre et un risque de délaminage après cuisson à la vapeur.
4.3 BOPA/colle/CPP
Il s'agit d'un sac de cuisson transparent courant pour la stérilisation à 121 °C. Il offre une excellente transparence, un toucher doux et une bonne résistance à la perforation. Ce produit ne peut pas être utilisé pour éviter les emballages légers.
En raison de la forte perméabilité à l'humidité du BOPA, certains produits imprimés peuvent facilement présenter une perméabilité aux couleurs lors de la vaporisation, notamment la pénétration de l'encre rouge. L'ajout d'un agent de durcissement est donc souvent nécessaire pour éviter cette perméabilité. De plus, la faible adhérence de l'encre BOPA peut entraîner un phénomène anti-adhérent, notamment dans des environnements très humides. Les produits semi-finis et les sacs finis doivent être scellés et emballés.
4.4 KPET/CPP, KBOPA/CPP
Cette structure n'est pas couramment utilisée, la transparence du produit est bonne, avec des propriétés de barrière élevées, mais ne peut être utilisée que pour la stérilisation en dessous de 115 ℃, la résistance à la température est légèrement pire et il existe des doutes sur sa santé et sa sécurité.
4,5 PET/BOPA/CPP
Cette structure du produit est très résistante, a une bonne transparence, une bonne résistance à la perforation, en raison du PET, la différence de taux de rétrécissement du BOPA est importante, généralement utilisée pour 121 ℃ et moins pour l'emballage du produit.
Le contenu de l'emballage est plus acide ou alcalin lorsque l'on choisit cette structure de produits, plutôt que d'utiliser une structure contenant de l'aluminium.
La couche extérieure de colle peut être utilisée pour sélectionner la colle bouillie, le coût peut être réduit de manière appropriée.
4,6 PET/Al/CPP
Il s'agit de la structure de sac de cuisson non transparente la plus typique, selon les différentes encres, colles, CPP, température de cuisson de 121 ~ 135 ℃ peuvent être utilisés dans cette structure.
La structure PET/encre monocomposant/adhésif haute température/Al7µm/adhésif haute température/CPP60µm peut atteindre les exigences de cuisson de 121℃.
La structure PET/encre à deux composants/adhésif haute température/Al9µm/adhésif haute température/CPP70µm haute température peut être supérieure à une température de cuisson de 121℃, et la propriété de barrière est augmentée et la durée de conservation est prolongée, qui peut être supérieure à un an.
4.7 BOPA/Al/CPP
Cette structure est similaire à la structure 4.6 ci-dessus, mais en raison de la grande absorption d'eau et du rétrécissement du BOPA, elle ne convient pas à la cuisson à haute température supérieure à 121 ℃, mais la résistance à la perforation est meilleure et elle peut répondre aux exigences de cuisson à 121 ℃.
4.8 PET/PVDC/CPP, BOPA/PVDC/CPP
Cette structure de la barrière du produit est très bonne, adaptée à la stérilisation par cuisson à 121 ℃ et à la température suivante, et l'oxygène a des exigences de barrière élevées pour le produit.
Le PVDC dans la structure ci-dessus peut être remplacé par l'EVOH, qui possède également une propriété barrière élevée, mais sa propriété barrière diminue évidemment lorsqu'il est stérilisé à haute température, et le BOPA ne peut pas être utilisé comme couche de surface, sinon la propriété barrière diminue fortement avec l'augmentation de la température.
4,9 PET/Al/BOPA/CPP
Il s'agit d'une construction de sachets de cuisson haute performance qui peut emballer pratiquement n'importe quel produit de cuisson et peut également résister à une température de cuisson de 121 à 135 degrés Celsius.

Structure I : PET12µm/adhésif haute température/Al7µm/adhésif haute température/BOPA15µm/adhésif haute température/CPP60µm, cette structure a une bonne barrière, une bonne résistance à la perforation, une bonne résistance à l'absorption de la lumière, et c'est une sorte d'excellent sac de cuisson à 121℃.

Structure II : PET12µm/adhésif haute température/Al9µm/adhésif haute température/BOPA15µm/adhésif haute température/CPP haute température70µm, cette structure, en plus de toutes les caractéristiques de performance de la structure I, a les caractéristiques de 121 ℃ et plus de la cuisson à haute température. Structure III : PET/colle A/Al/colle B/BOPA/colle C/CPP, la quantité de colle de la colle A est de 4 g/㎡, la quantité de colle de la colle B est de 3 g/㎡, et la quantité de colle de la colle C est de 5-6 g/㎡, ce qui peut satisfaire aux exigences, et réduire la quantité de colle de la colle A et de la colle B, ce qui peut économiser le coût de manière appropriée.
Dans l'autre cas, la colle A et la colle B sont fabriquées à partir d'une colle de meilleure qualité d'ébullition, et la colle C est fabriquée à partir d'une colle résistante aux hautes températures, qui peut également répondre à l'exigence d'ébullition à 121 ℃, et en même temps réduire le coût.
Structure IV : PET/colle/BOPA/colle/Al/colle/CPP, cette structure est une position commutée BOPA, les performances globales du produit n'ont pas changé de manière significative, mais la ténacité BOPA, la résistance à la perforation, la résistance composite élevée et d'autres caractéristiques avantageuses, n'ont pas donné pleinement jeu à cette structure, par conséquent, l'application est relativement peu nombreuse.
4.10 PET/CPP coextrudé
Le CPP coextrudé dans cette structure fait généralement référence au CPP à 5 et 7 couches avec des propriétés de barrière élevées, telles que :
PP/couche de liaison/EVOH/couche de liaison/PP ;
PP/couche de liaison/PA/couche de liaison/PP ;
PP/couche liée/PA/EVOH/PA/couche liée/PP, etc.
Par conséquent, l'application de CPP coextrudé augmente la ténacité du produit, réduit la rupture des emballages lors de la mise sous vide, de la haute pression et des fluctuations de pression, et prolonge la période de rétention en raison des propriétés de barrière améliorées.
En bref, la structure de la variété de sacs de cuisson à haute température, ce qui précède n'est qu'une analyse préliminaire de certaines structures communes, avec le développement de nouveaux matériaux, de nouvelles technologies, il y aura des structures plus récentes, de sorte que l'emballage de cuisson a un plus grand choix.
Date de publication : 13 juillet 2024