A műanyag kompozit fólia egy gyakran használt csomagolóanyag a retortaálló csomagoláshoz. A retorta és a hősterilizálás fontos eljárás a magas hőmérsékletű retorta élelmiszerek csomagolására. A műanyag kompozit fóliák fizikai tulajdonságai azonban hő hatására bomlanak, ami minősítetlen csomagolóanyagokat eredményez. Ez a cikk a magas hőmérsékletű retorta tasakok főzés utáni gyakori problémákat elemzi, és bemutatja azok fizikai teljesítményvizsgálati módszereit, remélve, hogy útmutatóként szolgálhat a tényleges gyártáshoz.
A magas hőmérsékletnek ellenálló retorta tasakok a hús, szójatermékek és egyéb készételek csomagolására használt módszerek. Általában vákuumcsomagolásban készülnek, és magas hőmérsékleten (100–135 °C) történő melegítés és sterilizálás után szobahőmérsékleten tárolhatók. A retorta-álló csomagolt élelmiszerek könnyen hordozhatók, a tasak felbontása után azonnal fogyaszthatók, higiénikusak és kényelmesek, és jól megőrzik az élelmiszer ízét, ezért a fogyasztók nagyon szeretik őket. A sterilizálási eljárástól és a csomagolóanyagoktól függően a retorta-álló csomagolóanyagok eltarthatósága fél évtől két évig terjed.
A retorta élelmiszerek csomagolási folyamata a zacskókészítésből, zacskózásból, vákuumozásból, hőzárásból, ellenőrzésből, főzésből és hősterilizálásból, szárításból és hűtésből, valamint csomagolásból áll. A főzés és hősterilizálás a teljes folyamat központi eleme. Azonban, ha polimer anyagokból – műanyagokból – készült zacskókat csomagolnak, a molekuláris láncok mozgása felerősödik a melegítés után, és az anyag fizikai tulajdonságai hajlamosak a hőcsökkenésre. Ez a cikk a magas hőmérsékletű retorta zacskók főzése utáni gyakori problémákat elemzi, és bemutatja azok fizikai teljesítményvizsgálati módszereit.
1. A retortálló csomagolózsákok gyakori problémáinak elemzése
A magas hőmérsékletű retortában tárolt élelmiszereket csomagolják, majd a csomagolóanyagokkal együtt melegítik és sterilizálják. A magas fizikai tulajdonságok és a jó záróképesség elérése érdekében a retortának ellenálló csomagolásokat különféle alapanyagokból készítik. A gyakran használt anyagok közé tartozik a PA, PET, AL és CPP. Az általában használt szerkezetek kétrétegű kompozit fóliából állnak, például a következő anyagokból (BOPA/CPP, PET/CPP), háromrétegű kompozit fóliából (például PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) és négyrétegű kompozit fóliából (például PET/PA/AL/CPP). A tényleges gyártás során a leggyakoribb minőségi problémák a gyűrődések, a törött zacskók, a légszivárgás és a főzés utáni szagok:
1). A csomagolózsákok gyűrődésének általában három formája létezik: vízszintes vagy függőleges vagy szabálytalan gyűrődések a csomagoló alapanyagon; gyűrődések és repedések az egyes kompozit rétegeken és gyenge síkfelület; a csomagoló alapanyag zsugorodása, valamint a kompozit réteg és más kompozit rétegek zsugorodása különálló, csíkos. A törött zsákok két típusra oszthatók: közvetlen repedés és gyűrődés, majd repedés.
2). A delamináció azt a jelenséget jelenti, amikor a csomagolóanyagok kompozit rétegei elválnak egymástól. Enyhe delamináció esetén a csomagolás feszültség alatt álló részein csíkszerű dudorok jelennek meg, és a hámlasztószilárdság csökken, sőt kézzel is finoman szétszakítható. Súlyos esetekben a csomagolóanyag kompozit rétege főzés után nagy területen elválik. Ha delamináció következik be, a csomagolóanyag kompozit rétegei közötti fizikai tulajdonságok szinergikus erősödése megszűnik, és a fizikai tulajdonságok és a záró tulajdonságok jelentősen romlanak, ami lehetetlenné teszi az eltarthatósági követelmények teljesítését, ami gyakran nagyobb veszteséget okoz a vállalkozásnak.
3). A kismértékű légszivárgás általában viszonylag hosszú lappangási idővel jár, és főzés közben nem könnyű észrevenni. A termék keringetése és tárolása során a vákuum mértéke csökken, és a csomagolásban látható levegő jelenik meg. Ezért ez a minőségi probléma gyakran nagyszámú terméket érint. A termékeknek nagyobb a hatásuk. A légszivárgás előfordulása szorosan összefügg a retortazsák gyenge hőzárásával és gyenge szúrásállóságával.
4). A főzés utáni szag szintén gyakori minőségi probléma. A főzés után megjelenő sajátos szag a csomagolóanyagokban lévő túlzott oldószermaradványokkal vagy a nem megfelelő anyagválasztással hozható összefüggésbe. Ha PE fóliát használnak a 120°C feletti magas hőmérsékletű főzőtasakok belső tömítőrétegeként, a PE fólia magas hőmérsékleten szagokat bocsát ki. Ezért általában az RCPP-t választják a magas hőmérsékletű főzőtasakok belső rétegének.
2. A retortálló csomagolások fizikai tulajdonságainak vizsgálati módszerei
A retortálló csomagolások minőségi problémáihoz vezető tényezők viszonylag összetettek, és számos szempontot foglalnak magukban, mint például a kompozit réteg alapanyagai, ragasztók, tinták, a kompozit és zacskógyártási folyamatvezérlés, valamint a retortálási folyamatok. A csomagolás minőségének és az élelmiszerek eltarthatóságának biztosítása érdekében főzésállósági vizsgálatokat kell végezni a csomagolóanyagokon.
A retortaálló csomagolózsákokra vonatkozó nemzeti szabvány a GB/T10004-2008 „Műanyag kompozit fólia csomagoláshoz, zsák száraz lamináláshoz, extrudálásos lamináláshoz”, amely a JIS Z 1707-1997 „Az élelmiszer-csomagoláshoz használt műanyag fóliák általános alapelvei” szabványon alapul. A szabvány a GB/T 10004-1998 „Retortaálló kompozit fóliák és zsákok” és a GB/T10005-1998 „Biaxiálisan orientált polipropilén fólia/kis sűrűségű polietilén kompozit fóliák és zsákok” szabványok felváltására szolgál. A GB/T 10004-2008 szabvány különféle fizikai tulajdonságokat és oldószermaradvány-indikátorokat tartalmaz a retortaálló csomagolófóliákra és zsákokra vonatkozóan, és előírja, hogy a retortaálló csomagolózsákokat magas hőmérsékletű közegállóság szempontjából is tesztelni kell. A módszer lényege, hogy a retortálló csomagolózsákokat 4%-os ecetsavval, 1%-os nátrium-szulfiddal, 5%-os nátrium-kloriddal és növényi olajjal töltik meg, majd leszívják és lezárják, nagynyomású főzőedényben 121°C-on 40 percig melegítik és nyomás alá helyezik, és változatlan nyomás mellett lehűtik. Ezután megvizsgálják a megjelenésüket, szakítószilárdságukat, nyúlásukat, hámlasztóerejüket és hőzárási szilárdságukat, és a csökkenési sebességet használják az értékeléshez. A képlet a következő:
R=(AB)/A×100
A képletben R a vizsgált tételek csökkenési aránya (%), A a vizsgált tételek átlagértéke a magas hőmérsékletű ellenállási vizsgálat előtt; B a vizsgált tételek átlagértéke a magas hőmérsékletű ellenállási vizsgálat után. A teljesítménykövetelmények a következők: „A magas hőmérsékletű dielektromos ellenállási vizsgálat után a 80°C-os vagy annál magasabb üzemi hőmérsékletű termékeken nem lehet rétegelválás, sérülés, látható deformáció a zacskó belsejében vagy kívül, valamint a lehúzási erő, a húzóerő, a névleges szakadási feszültség és a hőzárási szilárdság csökkenése. Az aránynak ≤30%-nak kell lennie”.
3. Retortálló csomagolózsákok fizikai tulajdonságainak vizsgálata
A gépen végzett tényleges teszt képes a legpontosabban felmérni a retortaálló csomagolás teljesítményét. Ez a módszer azonban nemcsak időigényes, hanem a gyártási terv és a tesztek száma is korlátozza. Gyenge a működőképessége, nagy a hulladéka és magasak a költségei. A retortateszt segítségével, amely olyan fizikai tulajdonságokat mutat be, mint a szakítószilárdság, a hámlasztási szilárdság, a retorta előtti és utáni hőzárási szilárdság, átfogóan megítélhető a retortazsák retortaállósági minősége. A főzési tesztek általában kétféle tényleges tartalmat és szimulált anyagot használnak. A tényleges tartalommal végzett főzési teszt a lehető legközelebb állhat a tényleges termelési helyzethez, és hatékonyan megakadályozhatja, hogy a minősítetlen csomagolás tételekben kerüljön a gyártósorra. A csomagolóanyag-gyárak esetében modellanyagokat használnak a csomagolóanyagok ellenállásának tesztelésére a gyártási folyamat során és a tárolás előtt. A főzési teljesítmény tesztelése praktikusabb és kezelhetőbb. A szerző bemutatja a retortaálló csomagolózsákok fizikai teljesítményvizsgálati módszerét úgy, hogy három különböző gyártótól származó élelmiszer-szimulációs folyadékokkal tölti meg őket, és gőzölési, illetve forralási teszteket végez. A vizsgálati folyamat a következő:
1). Főzési teszt
Eszközök: Biztonságos és intelligens, ellennyomásos, magas hőmérsékletű főzőedény, HST-H3 hőzárásvizsgáló
Teszt lépései: Óvatosan öntsön 4%-os ecetsavat a retortzacskóba a térfogat kétharmadáig. Vigyázzon, ne szennyezze be a zárást, hogy ne befolyásolja a zárás szilárdságát. Töltés után zárja le a főzőzacskókat HST-H3-mal, és készítsen elő összesen 12 mintát. Lezáráskor a zacskóban lévő levegőt a lehető legnagyobb mértékben ki kell szívni, hogy a főzés során a levegő tágulása ne befolyásolja a teszt eredményeit.
A teszt megkezdéséhez helyezze a lezárt mintát a főzőedénybe. Állítsa a főzési hőmérsékletet 121°C-ra, a főzési időt 40 percre, gőzöljön 6 mintát, és forraljon 6 mintát. A főzési teszt során figyeljen a főzőedényben lévő légnyomás és hőmérséklet változásaira, hogy a hőmérséklet és a nyomás a beállított tartományon belül maradjon.
A teszt befejezése után hűtse le szobahőmérsékletűre, vegye ki, és figyelje meg, hogy vannak-e sérült tasakok, gyűrődések, rétegelválás stb. A teszt után az 1# és 2# minták felülete sima volt a főzés után, és nem volt rétegelválás. A 3# minta felülete nem volt túl sima a főzés után, és a szélei különböző mértékben vetemedtek.
2). A szakítószilárdságok összehasonlítása
A csomagolózacskókból főzés előtt és után vágjon ki 5 darab, 15 mm × 150 mm méretű téglalap alakú mintát keresztirányban és 150 mm méretűt hosszirányban, majd kondicionálja őket 4 órán át 23 ± 2 ℃ hőmérsékleten és 50 ± 10% relatív páratartalom mellett. Az XLW (PC) intelligens elektronikus szakítóvizsgáló gépet használta a szakítószilárdság és a szakadási nyúlás vizsgálatára 200 mm/perc sebességgel.
3). Húzási teszt
A GB 8808-1988 „Lágy kompozit műanyagok hámozhatósági vizsgálati módszere” című szabvány A. módszere szerint vágjon ki egy 15±0,1 mm széles és 150 mm hosszú mintát. Vegyen 5 mintát vízszintes és függőleges irányban. Húzza le előre a kompozit réteget a minta hosszirányában, helyezze be az XLW (PC) intelligens elektronikus szakítógépbe, és mérje meg a hámozási erőt 300 mm/perc sebességgel.
4). Hőzárási szilárdsági vizsgálat
A GB/T 2358-1998 „Műanyag fólia csomagoló tasakok hőzárási szilárdságának vizsgálati módszere” szabvány szerint vágjon le egy 15 mm széles mintát a minta hőzárási részén, nyissa ki 180°-ban, és rögzítse a minta mindkét végét az XLW (PC) intelligens elektronikus szakítóvizsgáló géphez, a maximális terhelést 300 mm/perc sebességgel vizsgálva, az esési sebességet pedig a GB/T 10004-2008 szabványban található magas hőmérsékletű dielektromos képlettel számítsa ki.
Összefoglaló
A retortálló csomagolt élelmiszerek egyre inkább kedvelik a fogyasztókat, mivel könnyen fogyaszthatók és tárolhatók. A tartalom minőségének hatékony megőrzése és az élelmiszerek romlásának megakadályozása érdekében a magas hőmérsékletű retortzsákok gyártási folyamatának minden lépését szigorúan ellenőrizni és ésszerűen ellenőrizni kell.
1. A magas hőmérsékletnek ellenálló főzőtasakokat a tartalom és a gyártási folyamat alapján megfelelő anyagokból kell készíteni. Például a CPP-t általában a magas hőmérsékletnek ellenálló főzőtasakok belső tömítőrétegeként választják; amikor AL rétegeket tartalmazó csomagolótasakokat használnak savas és lúgos tartalmak csomagolására, egy PA kompozit réteget kell hozzáadni az AL és a CPP közé a sav- és lúgáteresztő képesség növelése érdekében; minden kompozit réteg hőzsugorodásának állandónak vagy hasonlónak kell lennie, hogy elkerülje az anyag vetemedését vagy akár delaminációját főzés után, ami a hőzsugorodási tulajdonságok rossz illeszkedése miatt következik be.
2. Ésszerűen szabályozza a kompozit folyamatot. A magas hőmérsékletnek ellenálló retortazsákok többnyire száraz keverési módszert alkalmaznak. A retortafólia gyártási folyamata során ki kell választani a megfelelő ragasztót és a jó ragasztási folyamatot, valamint ésszerűen szabályozni kell a kikeményedési körülményeket annak biztosítása érdekében, hogy a ragasztó fő hatóanyaga és a kikeményítőszer teljes mértékben reagáljon.
3. A magas hőmérsékletű retortazsákok csomagolási folyamatában a magas hőmérsékletű közegtűrés a legsúlyosabb folyamat. A tételminőségi problémák előfordulásának csökkentése érdekében a magas hőmérsékletű retortazsákokat használat előtt és a gyártás során a tényleges gyártási körülmények alapján retortvizsgálatnak és ellenőrzésnek kell alávetni. Ellenőrizze, hogy a csomagolás megjelenése a főzés után lapos, gyűrött, hólyagos, deformált-e, van-e rétegződés vagy szivárgás, valamint hogy a fizikai tulajdonságok (szakítószilárdság, hámlasztószilárdság, hőzárási szilárdság) romlási sebessége megfelel-e a követelményeknek stb.
Közzététel ideje: 2024. január 18.
