Film komposit plastik adalah bahan kemasan yang umum digunakan untuk kemasan tahan retort. Proses retort dan sterilisasi panas merupakan proses penting untuk pengemasan makanan tahan retort suhu tinggi. Namun, sifat fisik film komposit plastik rentan terhadap kerusakan termal setelah dipanaskan, sehingga menghasilkan bahan kemasan yang tidak memenuhi syarat. Artikel ini menganalisis masalah umum setelah pemanasan pada kantong retort suhu tinggi, dan memperkenalkan metode pengujian kinerja fisiknya, dengan harapan dapat memberikan panduan yang bermanfaat untuk produksi aktual.
Kemasan retort tahan suhu tinggi adalah bentuk kemasan yang umum digunakan untuk daging, produk kedelai, dan produk makanan siap saji lainnya. Umumnya dikemas vakum dan dapat disimpan pada suhu ruangan setelah dipanaskan dan disterilkan pada suhu tinggi (100~135°C). Makanan yang dikemas dengan kemasan retort mudah dibawa, siap dimakan setelah membuka kemasan, higienis dan praktis, serta dapat mempertahankan cita rasa makanan dengan baik, sehingga sangat disukai konsumen. Tergantung pada proses sterilisasi dan bahan kemasan, masa simpan produk kemasan retort berkisar antara setengah tahun hingga dua tahun.
Proses pengemasan makanan retort meliputi pembuatan kantong, pengemasan dalam kantong, pengvakuman, penyegelan panas, inspeksi, pemasakan dan sterilisasi panas, pengeringan dan pendinginan, serta pengemasan. Pemasakan dan sterilisasi panas merupakan proses inti dari keseluruhan proses. Namun, ketika mengemas kantong yang terbuat dari bahan polimer – plastik, pergerakan rantai molekul meningkat setelah dipanaskan, dan sifat fisik material rentan terhadap penurunan kualitas akibat panas. Artikel ini menganalisis masalah umum setelah pemasakan kantong retort suhu tinggi, dan memperkenalkan metode pengujian kinerja fisiknya.
1. Analisis masalah umum pada kantong kemasan tahan retort
Makanan yang dikemas dalam kemasan retort suhu tinggi kemudian dipanaskan dan disterilkan bersama dengan bahan kemasannya. Untuk mencapai sifat fisik yang tinggi dan sifat penghalang yang baik, kemasan tahan retort dibuat dari berbagai bahan dasar. Bahan yang umum digunakan meliputi PA, PET, AL, dan CPP. Struktur yang umum digunakan memiliki dua lapisan film komposit, dengan contoh berikut (BOPA/CPP, PET/CPP), film komposit tiga lapis (seperti PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) dan film komposit empat lapis (seperti PET/PA/AL/CPP). Dalam produksi aktual, masalah kualitas yang paling umum adalah kerutan, kantong robek, kebocoran udara, dan bau setelah dimasak.
1). Secara umum terdapat tiga bentuk kerutan pada kantong kemasan: kerutan horizontal, vertikal, atau tidak beraturan pada bahan dasar kemasan; kerutan dan retakan pada setiap lapisan komposit dan kerataan yang buruk; penyusutan bahan dasar kemasan, dan penyusutan lapisan komposit dan lapisan komposit lainnya yang terpisah, bergaris-garis. Kantong yang rusak terbagi menjadi dua jenis: pecah langsung dan kerutan kemudian pecah.
2). Delaminasi mengacu pada fenomena terpisahnya lapisan komposit bahan kemasan satu sama lain. Delaminasi ringan ditunjukkan dengan tonjolan seperti garis pada bagian kemasan yang mengalami tekanan, dan kekuatan pengelupasan berkurang, bahkan dapat disobek dengan tangan. Dalam kasus yang parah, lapisan komposit kemasan terpisah dalam area yang luas setelah dipanaskan. Jika delaminasi terjadi, penguatan sinergis dari sifat fisik antar lapisan komposit bahan kemasan akan hilang, dan sifat fisik serta sifat penghalang akan menurun secara signifikan, sehingga tidak dapat memenuhi persyaratan umur simpan, dan seringkali menyebabkan kerugian yang lebih besar bagi perusahaan.
3). Kebocoran udara ringan umumnya memiliki masa inkubasi yang relatif lama dan tidak mudah dideteksi selama proses memasak. Selama sirkulasi produk dan periode penyimpanan, tingkat vakum produk menurun dan udara yang jelas muncul di dalam kemasan. Oleh karena itu, masalah kualitas ini seringkali melibatkan sejumlah besar produk dan memiliki dampak yang lebih besar. Terjadinya kebocoran udara sangat berkaitan dengan penyegelan panas yang lemah dan daya tahan tusukan yang buruk pada kantong retort.
4). Bau setelah memasak juga merupakan masalah kualitas yang umum. Bau aneh yang muncul setelah memasak berkaitan dengan residu pelarut yang berlebihan dalam bahan kemasan atau pemilihan bahan yang tidak tepat. Jika film PE digunakan sebagai lapisan penyegel bagian dalam kantong masak suhu tinggi di atas 120°, film PE rentan terhadap bau pada suhu tinggi. Oleh karena itu, RCPP umumnya dipilih sebagai lapisan dalam kantong masak suhu tinggi.
2. Metode pengujian sifat fisik kemasan tahan retort
Faktor-faktor yang menyebabkan masalah kualitas pada kemasan tahan retort relatif kompleks dan melibatkan banyak aspek seperti bahan baku lapisan komposit, perekat, tinta, pengendalian proses pembuatan komposit dan kantong, serta proses retort. Untuk memastikan kualitas kemasan dan umur simpan makanan, perlu dilakukan uji ketahanan terhadap pemasakan pada bahan kemasan.
Standar nasional yang berlaku untuk kantong kemasan tahan retort adalah GB/T10004-2008 “Film Komposit Plastik untuk Kemasan, Laminasi Kering Kantong, Laminasi Ekstrusi”, yang didasarkan pada JIS Z 1707-1997 “Prinsip Umum Film Plastik untuk Kemasan Makanan” yang dirumuskan untuk menggantikan GB/T 10004-1998 “Film dan Kantong Komposit Tahan Retort” dan GB/T10005-1998 “Film dan Kantong Komposit Polipropilen Berorientasi Biaxial/Polietilen Densitas Rendah”. GB/T 10004-2008 mencakup berbagai sifat fisik dan indikator residu pelarut untuk film dan kantong kemasan tahan retort, dan mensyaratkan bahwa kantong kemasan tahan retort diuji ketahanannya terhadap media suhu tinggi. Metodenya adalah dengan mengisi kantong kemasan tahan retort dengan 4% asam asetat, 1% natrium sulfida, 5% natrium klorida, dan minyak nabati, kemudian dikosongkan dan disegel, dipanaskan dan diberi tekanan dalam panci masak bertekanan tinggi pada suhu 121°C selama 40 menit, dan didinginkan sementara tekanan tetap tidak berubah. Kemudian penampilan, kekuatan tarik, perpanjangan, kekuatan pengelupasan, dan kekuatan penyegelan panasnya diuji, dan tingkat penurunan digunakan untuk mengevaluasinya. Rumusnya adalah sebagai berikut:
R=（AB）/A×100
Dalam rumus tersebut, R adalah tingkat penurunan (%) dari barang yang diuji, A adalah nilai rata-rata barang yang diuji sebelum pengujian media tahan suhu tinggi; B adalah nilai rata-rata barang yang diuji setelah pengujian media tahan suhu tinggi. Persyaratan kinerjanya adalah: “Setelah pengujian resistansi dielektrik suhu tinggi, produk dengan suhu layanan 80°C atau lebih tinggi tidak boleh mengalami delaminasi, kerusakan, deformasi yang jelas di dalam atau di luar kantong, dan penurunan gaya pengelupasan, gaya tarik, regangan nominal saat putus, dan kekuatan penyegelan panas. Tingkat penurunan tersebut harus ≤30%”.
3. Pengujian sifat fisik kantong kemasan tahan retort
Pengujian aktual pada mesin dapat mendeteksi kinerja keseluruhan kemasan tahan retort dengan lebih akurat. Namun, metode ini tidak hanya memakan waktu, tetapi juga terbatas oleh rencana produksi dan jumlah pengujian. Metode ini memiliki operabilitas yang buruk, pemborosan yang besar, dan biaya yang tinggi. Melalui pengujian retort untuk mendeteksi sifat fisik seperti sifat tarik, kekuatan kupas, kekuatan segel panas sebelum dan sesudah retort, kualitas ketahanan retort dari kantong retort dapat dinilai secara komprehensif. Pengujian pemasakan umumnya menggunakan dua jenis, yaitu isi aktual dan bahan simulasi. Pengujian pemasakan menggunakan isi aktual dapat sedekat mungkin dengan situasi produksi aktual dan dapat secara efektif mencegah kemasan yang tidak memenuhi syarat memasuki jalur produksi dalam jumlah besar. Untuk pabrik bahan kemasan, bahan simulasi digunakan untuk menguji ketahanan bahan kemasan selama proses produksi dan sebelum penyimpanan. Pengujian kinerja pemasakan lebih praktis dan mudah dioperasikan. Penulis memperkenalkan metode pengujian kinerja fisik kantong kemasan tahan retort dengan mengisinya dengan cairan simulasi makanan dari tiga produsen berbeda dan melakukan pengujian pengukusan dan perebusan secara terpisah. Proses pengujiannya adalah sebagai berikut:
1). Tes memasak
Instrumen: Panci masak suhu tinggi bertekanan balik yang aman dan cerdas, penguji segel panas HST-H3
Langkah-langkah pengujian: Masukkan asam asetat 4% ke dalam kantong retort dengan hati-hati hingga dua pertiga volumenya. Berhati-hatilah agar tidak mengkontaminasi segel, sehingga tidak memengaruhi daya rekat segel. Setelah diisi, segel kantong masak dengan HST-H3, dan siapkan total 12 sampel. Saat menyegel, udara di dalam kantong harus dikeluarkan sebanyak mungkin untuk mencegah ekspansi udara selama memasak yang dapat memengaruhi hasil pengujian.
Masukkan sampel yang tertutup rapat ke dalam panci masak untuk memulai pengujian. Atur suhu memasak ke 121°C, waktu memasak ke 40 menit, kukus 6 sampel, dan rebus 6 sampel. Selama pengujian memasak, perhatikan dengan saksama perubahan tekanan udara dan suhu di dalam panci masak untuk memastikan suhu dan tekanan tetap berada dalam kisaran yang telah ditetapkan.
Setelah pengujian selesai, dinginkan hingga suhu ruangan, keluarkan dan amati apakah ada kantong yang rusak, keriput, terkelupas, dll. Setelah pengujian, permukaan sampel 1# dan 2# halus setelah dimasak dan tidak ada pengelupasan. Permukaan sampel 3# tidak terlalu halus setelah dimasak, dan tepinya melengkung dengan derajat yang bervariasi.
2). Perbandingan sifat tarik
Ambil kantong kemasan sebelum dan sesudah dimasak, potong 5 sampel persegi panjang berukuran 15mm×150mm pada arah melintang dan 150mm pada arah memanjang, dan kondisikan selama 4 jam dalam lingkungan dengan suhu 23±2℃ dan kelembapan relatif 50±10%. Mesin uji tarik elektronik cerdas XLW (PC) digunakan untuk menguji gaya putus dan perpanjangan saat putus pada kondisi kecepatan 200mm/menit.
3). Tes pengelupasan
Menurut metode A dari GB 8808-1988 “Metode Uji Pengelupasan untuk Material Plastik Komposit Lunak”, potong sampel dengan lebar 15±0,1 mm dan panjang 150 mm. Ambil 5 sampel masing-masing dalam arah horizontal dan vertikal. Kupas lapisan komposit terlebih dahulu sepanjang arah panjang sampel, masukkan ke dalam mesin uji tarik elektronik cerdas XLW (PC), dan uji gaya pengelupasan pada kecepatan 300 mm/menit.
4). Uji kekuatan penyegelan panas
Menurut GB/T 2358-1998 “Metode Pengujian Kekuatan Penyegelan Panas Kantong Kemasan Film Plastik”, potong sampel selebar 15 mm pada bagian penyegelan panas sampel, buka pada sudut 180°, dan jepit kedua ujung sampel pada mesin uji tarik elektronik XLW (PC) yang cerdas, beban maksimum diuji pada kecepatan 300 mm/menit, dan laju penurunan dihitung menggunakan rumus dielektrik tahan suhu tinggi dalam GB/T 10004-2008.
Meringkaskan
Makanan kemasan tahan retort semakin disukai konsumen karena kemudahan dalam mengonsumsi dan penyimpanannya. Untuk secara efektif menjaga kualitas isi dan mencegah kerusakan makanan, setiap langkah dalam proses produksi kantong retort suhu tinggi perlu dipantau secara ketat dan dikendalikan dengan tepat.
1. Kantong masak tahan suhu tinggi harus terbuat dari bahan yang sesuai berdasarkan isi dan proses produksinya. Misalnya, CPP umumnya dipilih sebagai lapisan penyegel bagian dalam kantong masak tahan suhu tinggi; ketika kantong kemasan yang mengandung lapisan AL digunakan untuk mengemas isi asam dan basa, lapisan komposit PA harus ditambahkan di antara AL dan CPP untuk meningkatkan ketahanan terhadap permeabilitas asam dan basa; penyusutan panas setiap lapisan komposit harus konsisten atau serupa untuk menghindari perubahan bentuk atau bahkan delaminasi bahan setelah dimasak karena ketidaksesuaian sifat penyusutan panas.
2. Mengontrol proses komposit secara wajar. Kantong retort tahan suhu tinggi sebagian besar menggunakan metode pencampuran kering. Dalam proses produksi film retort, perlu memilih perekat yang tepat dan proses perekatan yang baik, serta mengontrol kondisi pengeringan secara wajar untuk memastikan bahwa bahan utama perekat dan bahan pengering bereaksi sepenuhnya.
3. Ketahanan terhadap suhu tinggi merupakan proses paling berat dalam proses pengemasan kantong retort suhu tinggi. Untuk mengurangi terjadinya masalah kualitas pada setiap batch, kantong retort suhu tinggi harus diuji retort dan diperiksa berdasarkan kondisi produksi aktual sebelum digunakan dan selama produksi. Periksa apakah tampilan kemasan setelah dimasak rata, berkerut, menggelembung, berubah bentuk, apakah ada delaminasi atau kebocoran, apakah tingkat penurunan sifat fisik (sifat tarik, kekuatan kupas, kekuatan penyegelan panas) memenuhi persyaratan, dll.
Waktu posting: 18 Januari 2024
