Plastfilma er algengt umbúðaefni fyrir retort-þolnar umbúðir. Retort- og hitasótthreinsun er mikilvægt ferli við umbúðir matvæla sem eru hituð í retort-prófum. Hins vegar eru eðliseiginleikar plastfilma viðkvæmir fyrir varmaskemmdum eftir upphitun, sem leiðir til óhæfra umbúðaefna. Þessi grein greinir algeng vandamál eftir eldun á retort-prófum sem eru hituð í háum hita og kynnir aðferðir við prófun á eðlisfræðilegum árangri þeirra, í von um að það hafi leiðarljósi fyrir raunverulega framleiðslu.
Hitaþolnar retort-umbúðir eru umbúðir sem almennt eru notaðar fyrir kjöt, sojaafurðir og aðrar tilbúnar matvörur. Þær eru almennt lofttæmdar og má geyma við stofuhita eftir að hafa verið hitaðar og sótthreinsaðar við háan hita (100~135°C). Retort-þolnar umbúðir eru auðveldar í flutningi, tilbúnar til neyslu eftir að pokinn hefur verið opnaður, hreinlætislegar og þægilegar og geta viðhaldið bragði matarins vel, þannig að þær eru mjög vinsælar hjá neytendum. Geymsluþol retort-þolinna umbúða er frá hálfu ári til tveggja ára, allt eftir sótthreinsunarferli og umbúðaefni.
Pökkunarferlið fyrir retort-matvæli felst í pokagerð, pokafyllingu, lofttæmingu, hitalokun, skoðun, eldun og sótthreinsun með hitun, þurrkun og kælingu og pökkun. Eldun og sótthreinsun með hitun er kjarninn í öllu ferlinu. Hins vegar, þegar pokar úr fjölliðaefnum – plasti – eru pakkaðir, eykst hreyfing sameindakeðjunnar eftir upphitun og eðliseiginleikar efnisins eru viðkvæmir fyrir hitabreytingum. Þessi grein greinir algeng vandamál eftir eldun á retort-pokum sem standast háan hita og kynnir aðferðir til að prófa eðlisfræðilega frammistöðu þeirra.
1. Greining á algengum vandamálum með retortþolnum umbúðapokum
Matvæli sem hafa þolið háan hita eru pakkað og síðan hituð og sótthreinsuð ásamt umbúðaefninu. Til að ná háum eðliseiginleikum og góðum hindrunareiginleikum eru hitaþolnar umbúðir gerðar úr ýmsum grunnefnum. Algeng efni eru PA, PET, AL og CPP. Algengustu umbúðirnar eru tvö lög af samsettum filmum, sem dæmi eru (BOPA/CPP, PET/CPP), þriggja laga samsett filma (eins og PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) og fjögurra laga samsett filma (eins og PET/PA/AL/CPP). Í raunverulegri framleiðslu eru algengustu gæðavandamálin hrukkur, brotnir pokar, loftleki og lykt eftir eldun:
1). Það eru almennt þrjár gerðir af hrukkum í umbúðapokum: láréttar eða lóðréttar eða óreglulegar hrukkur á grunnefni umbúðanna; hrukkur og sprungur á hverju samsettu lagi og léleg flatnæmi; rýrnun grunnefnis umbúðanna og rýrnun samsetta lagsins og annarra samsettra laga sem eru aðskilin og röndótt. Brotnir pokar eru skipt í tvo flokka: bein sprunga og hrukkur og síðan sprunga.
2). Aflögun vísar til þess fyrirbæris að samsett lög umbúðaefnisins eru aðskilin hvert frá öðru. Væg aflögun birtist sem röndóttar bungur á spennuhlutum umbúðanna og afhýðingarþolið minnkar og er jafnvel hægt að rífa það varlega í sundur með höndunum. Í alvarlegum tilfellum losnar samsetta lagið af umbúðunum á stóru svæði eftir eldun. Ef aflögun á sér stað hverfur samverkandi styrking eðliseiginleika milli samsettra laga umbúðaefnisins og eðliseiginleikarnir og hindrunareiginleikarnir lækka verulega, sem gerir það ómögulegt að uppfylla kröfur um geymsluþol, sem oft veldur fyrirtækinu meira tapi.
3). Lítill loftleki hefur yfirleitt tiltölulega langan ræktunartíma og er ekki auðvelt að greina hann við eldun. Við dreifingu og geymslu vörunnar minnkar lofttæmi vörunnar og augljóst loft birtist í umbúðunum. Þess vegna hefur þetta gæðavandamál oft áhrif á fjölda vara. Vörurnar hafa meiri áhrif. Loftleki tengist náið veikri hitaþéttingu og lélegri gataþoli retortpokans.
4). Lykt eftir eldun er einnig algengt gæðavandamál. Sérkennileg lykt sem kemur fram eftir eldun tengist of miklum leysiefnaleifum í umbúðaefnum eða óviðeigandi efnisvali. Ef PE-filma er notuð sem innra þéttilag á hitaþolnum eldunarpokum yfir 120°C, er PE-filman viðkvæm fyrir lykt við háan hita. Þess vegna er RCPP almennt valið sem innra lag hitaþolinna eldunarpoka.
2. Prófunaraðferðir fyrir eðliseiginleika retortþolinna umbúða
Þættirnir sem leiða til gæðavandamála varðandi eldunarþolnar umbúðir eru tiltölulega flóknir og fela í sér marga þætti eins og hráefni úr samsettum lögum, lím, blek, stjórnun á framleiðsluferlum samsettra efna og poka og eldunarþolsferli. Til að tryggja gæði umbúða og geymsluþol matvæla er nauðsynlegt að framkvæma eldunarþolsprófanir á umbúðaefnum.
Landsstaðallinn sem gildir um hitþolna umbúðapoka er GB/T10004-2008 „Plast Composite Film for Packaging, Bag Dry Lamination, Extrusion Lamination“, sem byggir á JIS Z 1707-1997 „General Principles of Plastic Films for Food Packaging“, sem er saminn til að koma í stað GB/T 10004-1998 „Retort Resistant Composite Films and Bags“ og GB/T10005-1998 „Tvíása oriented Polypropylene Film/Low Density Polyethylene Composite Films and Bags“. GB/T 10004-2008 inniheldur ýmsa eðliseiginleika og vísbendingar um leysiefnaleifar fyrir hitþolna umbúðafilmur og poka og krefst þess að hitþolnir umbúðapokar séu prófaðir fyrir þol gegn háum hita. Aðferðin felst í því að fylla retort-þolnu umbúðapokana með 4% ediksýru, 1% natríumsúlfíði, 5% natríumklóríði og jurtaolíu, síðan lofta út og innsigla, hita og þrýsta í háþrýstipotti við 121°C í 40 mínútur og kæla meðan þrýstingurinn helst óbreyttur. Síðan eru útlit, togstyrkur, teygjanleiki, afhýðingarkraftur og hitaþéttingarstyrkur prófaðir og hnignunarhraðinn notaður til að meta það. Formúlan er sem hér segir:
R = (AB) / A × 100
Í formúlunni er R hnignunarhraði (%) prófuðu hlutanna, A er meðalgildi prófuðu hlutanna fyrir prófun á háhitaþolnu miðli; B er meðalgildi prófuðu hlutanna eftir prófun á háhitaþolnu miðli. Kröfur um afköst eru: „Eftir prófun á rafviðnámi við háan hita ættu vörur með notkunarhita 80°C eða hærri ekki að hafa neina skemmdir, skemmdir, augljósa aflögun innan eða utan pokans og minnkun á afhýðingarkrafti, togkrafti, nafnspennu við slit og hitaþéttingarstyrk. Hraði prófunarinnar ætti að vera ≤30%“.
3. Prófun á eðliseiginleikum retortþolinna umbúðapoka
Raunveruleg prófun á vélinni getur greint heildarafköst umbúða sem eru þolin gegn sprungum með nákvæmni. Þessi aðferð er þó ekki aðeins tímafrek, heldur einnig takmörkuð af framleiðsluáætlun og fjölda prófana. Hún hefur lélega virkni, mikið sóun og mikinn kostnað. Með sprunguprófun til að greina eðliseiginleika eins og togstyrk, flögnunarstyrk og hitaþéttingarstyrk fyrir og eftir sprunguprófun er hægt að meta gæði sprunguþols sprungupokans á heildrænan hátt. Eldunarprófanir nota almennt tvær gerðir af raunverulegu innihaldi og hermt efni. Eldunarprófunin með raunverulegu innihaldi getur verið eins nálægt raunverulegum framleiðsluaðstæðum og mögulegt er og getur á áhrifaríkan hátt komið í veg fyrir að óhæfar umbúðir komist inn í framleiðslulínuna í lotum. Fyrir verksmiðjur umbúðaefnis eru hermir notaðir til að prófa viðnám umbúðaefna meðan á framleiðsluferlinu stendur og fyrir geymslu. Prófun á eldunarafköstum er hagnýtari og nothæfari. Höfundurinn kynnir aðferðina við prófun á eðliseiginleikum sprunguþolinna umbúðapoka með því að fylla þá með matvælahermandi vökva frá þremur mismunandi framleiðendum og framkvæma gufu- og suðuprófanir, hver um sig. Prófunarferlið er sem hér segir:
1). Eldunarpróf
Mælitæki: Öruggur og greindur bakþrýstingspottur með háum hita, HST-H3 hitaþéttiprófari
Prófunarskref: Setjið varlega 4% ediksýru í retortpokann upp að tveimur þriðju hluta rúmmálsins. Gætið þess að menga ekki innsiglið svo að það hafi ekki áhrif á þéttileika þess. Eftir fyllingu skal innsigla eldunarpokana með HST-H3 og útbúa samtals 12 sýni. Við innsiglun skal loftið í pokanum vera eins mikið og mögulegt er til að koma í veg fyrir að loftþensla við eldun hafi áhrif á niðurstöður prófunarinnar.
Setjið innsiglaða sýnið í eldunarpottinn til að hefja prófunina. Stillið eldunarhitastigið á 121°C, eldunartímann á 40 mínútur, gufusjóðið 6 sýni og sjóðið 6 sýni. Á meðan eldunarprófunin stendur skal fylgjast vel með breytingum á loftþrýstingi og hitastigi í eldunarpottinum til að tryggja að hitastig og þrýstingur haldist innan stillts bils.
Eftir að prófuninni er lokið skal kæla hana niður í stofuhita, taka hana út og athuga hvort pokar séu brotnir, hrukkur, skemmdir o.s.frv. Eftir prófunina var yfirborð 1# og 2# sýnanna slétt eftir eldun og engin skemmdir voru á þeim. Yfirborð 3# sýnisins var ekki mjög slétt eftir eldun og brúnirnar voru misjafnar.
2). Samanburður á togþolseiginleikum
Takið umbúðapokana fyrir og eftir eldun, skerið út 5 rétthyrnd sýni, 15 mm × 150 mm í þverátt og 150 mm í lengdarátt, og látið þau standa í 4 klukkustundir við 23 ± 2 ℃ og 50 ± 10% RH. XLW (PC) rafeinda togprófunarvélin var notuð til að prófa brotkraft og teygju við brot við 200 mm/mín.
3). Flögnunarpróf
Samkvæmt aðferð A í GB 8808-1988 „Afflögnunarprófunaraðferð fyrir mjúk samsett plastefni“, skal skera sýni sem er 15 ± 0,1 mm breitt og 150 mm langt. Takið 5 sýni, hvort í lárétta og lóðrétta átt. Forflögið samsetta lagið eftir lengd sýnisins, setjið það í XLW (PC) snjalla rafeinda togprófunarvélina og prófið afflögnunarkraftinn við 300 mm/mín.
4). Prófun á hitaþéttistyrk
Samkvæmt GB/T 2358-1998 „Prófunaraðferð fyrir hitaþéttingarstyrk plastfilmupökkunarpoka“ er 15 mm breitt sýni skorið við hitaþéttingarhluta sýnisins, það opnað í 180° og báðir enda sýnisins klemmdir á XLW (PC) greindarprófunarvél. Í rafeinda togþolprófunarvél er hámarksálag prófað við hraðann 300 mm/mín. og fallhraðinn er reiknaður út með því að nota formúluna fyrir háhitaþol í GB/T 10004-2008.
Samantekt
Neytendur kjósa sífellt meira að nota hitaþolna pakkaða matvöru vegna þæginda í neyslu og geymslu. Til að viðhalda gæðum innihaldsins á áhrifaríkan hátt og koma í veg fyrir að matvæli skemmist þarf að fylgjast nákvæmlega með hverju skrefi í framleiðsluferli hitaþolinna hitapoka og hafa sanngjarnt eftirlit með þeim.
1. Eldunarpokar sem þola háan hita ættu að vera úr viðeigandi efnum miðað við innihald og framleiðsluferli. Til dæmis er CPP almennt valið sem innra þéttilag eldunarpoka sem þola háan hita; þegar umbúðapokar sem innihalda AL-lög eru notaðir til að pakka sýru- og basískum innihaldi, ætti að bæta PA-samsettu lagi við AL og CPP til að auka viðnám gegn sýru- og basaeiginleikum; hitakrimpunarhæfni hvers samsetts lags ætti að vera eins eða svipuð til að forðast aflögun eða jafnvel eyðingu efnisins eftir eldun vegna lélegrar hitakrimpunareiginleika.
2. Hafið sanngjarna stjórn á samsetningarferlinu. Hitaþolnir retortpokar nota aðallega þurrblöndunaraðferð. Í framleiðsluferli retortfilmu er nauðsynlegt að velja viðeigandi lím og gott límingarferli og hafa sanngjarna stjórn á herðingarskilyrðum til að tryggja að aðalefnið, límið, og herðingarefnið, hvarfast að fullu.
3. Þol gegn háum hitamiðli er erfiðasta ferlið í pökkunarferli háhita retortpoka. Til að draga úr vandamálum með gæði framleiðslulota verður að prófa og skoða háhita retortpoka með retortprófun og skoðun út frá raunverulegum framleiðsluskilyrðum fyrir notkun og meðan á framleiðslu stendur. Athugið hvort útlit umbúðanna eftir eldun sé flatt, hrukkótt, blöðrukennt, aflagað, hvort það sé aflögun eða leki, hvort hnignunarhraði eðliseiginleika (togþol, afhýðingarstyrkur, hitaþéttingarstyrkur) uppfylli kröfur o.s.frv.
Birtingartími: 18. janúar 2024
