I sacchetti per sterilizzazione a sacco hanno avuto origine dalla ricerca e dallo sviluppo di lattine morbide a metà del XX secolo. Le lattine morbide sono imballaggi realizzati interamente in materiali morbidi o contenitori semirigidi in cui almeno una parte della parete o del coperchio del contenitore è realizzata in materiali da imballaggio morbidi, tra cui sacchetti per sterilizzazione, scatole per sterilizzazione, salsicce legate, ecc. La forma principale attualmente utilizzata è quella dei sacchetti per sterilizzazione prefabbricati ad alta temperatura. Rispetto alle tradizionali lattine in metallo, vetro e altre lattine rigide, i sacchetti per sterilizzazione presentano le seguenti caratteristiche:
●Lo spessore del materiale di confezionamento è ridotto e il trasferimento di calore è rapido, il che può ridurre i tempi di sterilizzazione. Pertanto, il colore, l'aroma e il gusto del contenuto cambiano poco e la perdita di nutrienti è minima.
●Il materiale di imballaggio è leggero e di piccole dimensioni, il che consente di risparmiare materiali di imballaggio e i costi di trasporto sono bassi e convenienti.

●Può stampare motivi raffinati.
●Ha una lunga durata di conservazione (6-12 mesi) a temperatura ambiente ed è facile da sigillare e aprire.
●Non necessita di refrigerazione, con conseguente risparmio sui costi di refrigerazione
●È adatto per confezionare molti tipi di alimenti, come carne e pollame, prodotti acquatici, frutta e verdura, vari cereali e zuppe.
●Può essere riscaldato insieme alla confezione per evitare che il sapore vada perso, particolarmente adatto per il lavoro sul campo, i viaggi e il cibo militare.
La produzione completa di sacchetti per cottura, incluso il tipo di contenuto, la garanzia della qualità di una comprensione completa della progettazione strutturale del prodotto, del substrato e dell'inchiostro, della selezione dell'adesivo, del processo di produzione, dei test del prodotto, del controllo del processo di confezionamento e sterilizzazione, ecc., poiché il design della struttura del prodotto del sacchetto per cottura è il fulcro, quindi questa è un'analisi ampia, non solo per analizzare la configurazione del substrato del prodotto, ma anche per analizzare ulteriormente le prestazioni dei diversi prodotti strutturali, l'uso, la sicurezza e l'igiene, l'economia e così via.
1. Deterioramento degli alimenti e sterilizzazione
Gli esseri umani vivono in un ambiente microbico, l'intera biosfera terrestre è popolata da innumerevoli microrganismi, il cibo si riproduce microbicamente oltre un certo limite, il cibo si deteriora e perde la sua commestibilità.
I batteri più comuni che causano il deterioramento degli alimenti sono Pseudomonas e Vibrio, entrambi resistenti al calore; gli enterobatteri muoiono a 60 °C per 30 minuti di riscaldamento; i lattobacilli, alcune specie, possono resistere a 65 °C per 30 minuti di riscaldamento. I Bacillus possono generalmente resistere a 95-100 °C per diversi minuti di riscaldamento, mentre alcuni possono resistere a 120 °C per meno di 20 minuti di riscaldamento. Oltre ai batteri, negli alimenti sono presenti anche numerosi funghi, tra cui Trichoderma, lieviti e così via. Inoltre, luce, ossigeno, temperatura, umidità, pH e così via possono causare il deterioramento degli alimenti, ma il fattore principale sono i microrganismi, pertanto la cottura ad alta temperatura per uccidere i microrganismi è un metodo importante per la conservazione degli alimenti a lungo termine.
La sterilizzazione dei prodotti alimentari può essere suddivisa in pastorizzazione a 72 °C, sterilizzazione tramite bollitura a 100 °C, sterilizzazione tramite cottura ad alta temperatura a 121 °C, sterilizzazione tramite cottura ad alta temperatura a 135 °C e sterilizzazione istantanea a temperatura ultra elevata a 145 °C, oltre a una sterilizzazione a temperature non standard di circa 110 °C. A seconda dei diversi prodotti da sterilizzare, le condizioni di sterilizzazione più difficili da eliminare per il Clostridium botulinum sono illustrate nella Tabella 1.
Tabella 1 Tempo di morte delle spore di Clostridium botulinum in relazione alla temperatura
temperatura℃ | 100 | 105 | 110 | 115 | 120 | 125 | 130 | 135 |
Ora del decesso (minuti) | 330 | 100 | 32 | 10 | 4 | anni '80 | 30s | 10s |
2. Caratteristiche della materia prima della borsa per la cottura a vapore
Sacchetti per sterilizzazione ad alta temperatura con le seguenti proprietà:
Funzione di imballaggio di lunga durata, conservazione stabile, prevenzione della crescita batterica, resistenza alla sterilizzazione ad alta temperatura, ecc.
È un ottimo materiale composito, adatto al confezionamento di alimenti istantanei.
Test di struttura tipico PET/adesivo/foglio di alluminio/colla adesiva/nylon/RCPP
Sacchetto per sterilizzazione ad alta temperatura con struttura a tre strati PET/AL/RCPP
ISTRUZIONI SUL MATERIALE
(1) Pellicola PET
La pellicola BOPET ha uno deile massime resistenze alla trazionedi tutti i film plastici e può soddisfare le esigenze di prodotti molto sottili con elevata rigidità e durezza.
Ottima resistenza al freddo e al caldo.L'intervallo di temperatura applicabile alla pellicola BOPET è compreso tra 70℃ e 150℃, il che consente di mantenere eccellenti proprietà fisiche in un ampio intervallo di temperatura ed è adatto alla maggior parte degli imballaggi dei prodotti.
Eccellenti prestazioni di barriera.Presenta eccellenti prestazioni di barriera all'acqua e all'aria, a differenza del nylon che è fortemente influenzato dall'umidità, la sua resistenza all'acqua è simile al PE e il suo coefficiente di permeabilità all'aria è estremamente basso. Ha un'elevata proprietà barriera all'aria e agli odori ed è uno dei materiali più adatti a trattenere le fragranze.
Resistenza chimica, resistente agli oli e ai grassi, alla maggior parte dei solventi e agli acidi e alcali diluiti.
(2) FILM BOPA
Le pellicole BOPA hanno un'eccellente tenacità.La resistenza alla trazione, allo strappo, all'impatto e alla rottura sono tra le migliori tra i materiali plastici.
La flessibilità eccezionale, la resistenza ai fori, la difficoltà a perforare il contenuto sono le caratteristiche principali del BOPA, che oltre a essere flessibile, rendono l'imballaggio piacevole al tatto.
Buone proprietà barriera, buona ritenzione della fragranza, resistenza a sostanze chimiche diverse dagli acidi forti, in particolare eccellente resistenza agli oli.
Grazie all'ampio intervallo di temperature di esercizio e al punto di fusione di 225 °C, può essere utilizzato per lunghi periodi di tempo, tra -60 °C e 130 °C. Le proprietà meccaniche del BOPA vengono mantenute sia a basse che ad alte temperature.
Le prestazioni del film BOPA sono notevolmente influenzate dall'umidità, che ne compromette sia la stabilità dimensionale che le proprietà barriera. Dopo essere stato esposto all'umidità, il film BOPA, oltre a raggrinzirsi, tende generalmente ad allungarsi orizzontalmente. Accorciamento longitudinale, tasso di allungamento fino all'1%.
(3) Pellicola in polipropilene CPP, resistenza alle alte temperature, buone prestazioni di termosaldatura;
Pellicola CPP in polipropilene colato, pellicola da cucina generale CPP che utilizza materie prime in copolipropilene casuale binario, il sacchetto di pellicola realizzato con sterilizzazione ad alta temperatura da 121-125 ℃ può resistere a 30-60 minuti.
Pellicola di cottura ad alta temperatura CPP realizzata con materie prime in copolipropilene a blocchi, realizzata in sacchetti di pellicola in grado di resistere alla sterilizzazione ad alta temperatura di 135 ℃, per 30 minuti.
I requisiti prestazionali sono: la temperatura del punto di rammollimento Vicat deve essere maggiore della temperatura di cottura, la resistenza all'impatto deve essere buona, la resistenza ai supporti deve essere buona, il punto fish-eye e il punto di cristallo devono essere i più bassi possibile.
Può resistere alla sterilizzazione tramite cottura a pressione da 121 ℃ e 0,15 MPa, mantiene quasi la forma e il sapore del cibo e la pellicola non si crepa, non si stacca e non aderisce, ha una buona stabilità; spesso con pellicola di nylon o pellicola composita di poliestere, confezioni contenenti cibo tipo zuppa, così come polpette, gnocchi, riso e altri alimenti surgelati lavorati.
(4) Foglio di alluminio
Il foglio di alluminio è l'unico foglio metallico presente nei materiali di imballaggio flessibili. È un materiale metallico, le sue proprietà di blocco dell'acqua, dei gas, della luce e di ritenzione del sapore sono difficilmente paragonabili a quelle di qualsiasi altro materiale di imballaggio. Il foglio di alluminio è l'unico foglio metallico presente nei materiali di imballaggio flessibili. Può resistere alla sterilizzazione a pressione di 121 °C e 0,15 MPa, per garantire la forma del cibo, il sapore e la pellicola non si crepa, non si stacca e non aderisce, ha una buona stabilità; spesso con film di nylon o film composito di poliestere, imballaggi contenenti zuppe, polpette, ravioli, riso e altri alimenti surgelati lavorati.
(5) INCHIOSTRO
Sacchetti per la cottura a vapore che utilizzano inchiostro a base di poliuretano per la stampa, i requisiti di bassi solventi residui, elevata resistenza del composito, nessuna scolorimento dopo la cottura, nessuna delaminazione, rughe, come ad esempio una temperatura di cottura superiore a 121 ℃, è necessario aggiungere una certa percentuale di indurente per aumentare la resistenza alla temperatura dell'inchiostro.
L'igiene dell'inchiostro è estremamente importante: metalli pesanti come cadmio, piombo, mercurio, cromo, arsenico e altri metalli pesanti possono rappresentare un grave pericolo per l'ambiente e per l'organismo umano. In secondo luogo, l'inchiostro stesso è costituito da una varietà di leganti, pigmenti, coloranti, additivi, come antischiuma, antistatici, plastificanti e altri rischi per la sicurezza. Non dovrebbe essere consentito l'aggiunta di pigmenti di metalli pesanti, glicoleteri e composti esteri. I solventi possono contenere benzene, formaldeide, metanolo, fenolo, i leganti possono contenere diisocianato di toluene libero, i pigmenti possono contenere PCB, ammine aromatiche e così via.
(6) Adesivi
Composito per sacchi termoformati a vapore con adesivo poliuretanico bicomponente, il cui agente principale è di tre tipi: poliolo poliestere, poliolo polietere, poliolo poliuretano. Esistono due tipi di agenti indurenti: poliisocianato aromatico e poliisocianato alifatico. L'adesivo termoformato più resistente alle alte temperature presenta le seguenti caratteristiche:
●Alto contenuto di solidi, bassa viscosità, buona spalmabilità.
●Ottima adesione iniziale, nessuna perdita di resistenza al distacco dopo la vaporizzazione, nessuna formazione di tunnel in produzione, nessuna formazione di grinze dopo la vaporizzazione.
●L'adesivo è igienicamente sicuro, non tossico e inodore.
●Velocità di reazione più rapida e tempo di maturazione più breve (entro 48 ore per i prodotti compositi plastica-plastica e 72 ore per i prodotti compositi alluminio-plastica).
●Basso volume di rivestimento, elevata forza di adesione, elevata resistenza alla termosaldatura, buona resistenza alla temperatura.
●Bassa viscosità di diluizione, può essere lavorato allo stato solido e ha una buona spalmabilità.
●Ampia gamma di applicazioni, adatto a una varietà di pellicole.
●Buona resistenza alle aggressioni esterne (calore, gelo, acidi, alcali, sale, olio, spezie, ecc.).
L'igiene degli adesivi inizia con la produzione dell'ammina aromatica primaria PAA (ammina aromatica primaria), che si origina dalla reazione chimica tra isocianati aromatici e acqua negli inchiostri bicomponenti per stampa e negli adesivi per laminazione. La formazione di PAA deriva dagli isocianati aromatici, ma non dagli isocianati alifatici, dagli adesivi acrilici o epossidici. Anche la presenza di sostanze non finite a basso peso molecolare e di solventi residui può rappresentare un rischio per la sicurezza.
3. La struttura principale del sacchetto di cottura
In base alle proprietà economiche, fisiche e chimiche del materiale, per i sacchetti da cucina vengono comunemente utilizzate le seguenti strutture.
DUE strati: PET/CPP, BOPA/CPP, GL-PET/CPP.
TRE strati: PET/AL/CPP, BOPA/AL/CPP, PET/BOPA/CPP,
GL-PET/BOPA/CPP, PET/PVDC/CPP, PET/EVOH/CPP, BOPA/EVOH/CPP
QUATTRO STRATI: PET/PA/AL/CPP, PET/AL/PA/CPP
Struttura a più piani.
Film coestruso PET/EVOH /CPP, film coestruso PET/PVDC /CPP, film coestruso PA/PVDC /CPP Film coestruso PET/EVOH, film coestruso PA/PVDC
4. Analisi delle caratteristiche strutturali del sacchetto di cottura
La struttura di base del sacchetto di cottura è costituita da uno strato superficiale/strato intermedio/strato termosaldante. Lo strato superficiale è generalmente realizzato in PET e BOPA, che svolgono il ruolo di supporto, resistenza al calore e buona stampa. Lo strato intermedio è realizzato in Al, PVDC, EVOH, BOPA, che svolge principalmente il ruolo di barriera, schermatura dalla luce, composito bifacciale, ecc. Lo strato termosaldante è realizzato in vari tipi di CPP, EVOH, BOPA e così via. La selezione dello strato termosaldante di vari tipi di CPP, PP e PVDC coestrusi, film coestruso EVOH, 110 ℃ sotto la cottura deve anche scegliere un film LLDPE, principalmente per svolgere il ruolo di termosaldatura, resistenza alla perforazione, resistenza chimica, ma anche basso assorbimento del materiale e buona igiene.
4.1 PET/colla/PE
Questa struttura può essere modificata in PA/colla/PE, il PE può essere modificato in HDPE, LLDPE, MPE, oltre a un piccolo numero di film HDPE speciali, grazie alla resistenza alla temperatura del PE, generalmente utilizzato per sacchetti sterilizzati da 100 a 110 °C circa; la colla può essere selezionata tra la normale colla poliuretanica e la colla bollente, non adatta al confezionamento di carne, la barriera è scarsa, il sacchetto si raggrinzisce dopo la cottura a vapore e talvolta gli strati interni del film si attaccano l'uno all'altro. In sostanza, questa struttura è semplicemente un sacchetto bollito o pastorizzato.
4.2 PET/colla/CPP
Questa struttura è una tipica struttura di sacchetto di cottura trasparente, adatta al confezionamento della maggior parte dei prodotti da cucina, caratterizzata dalla visibilità del prodotto, che consente di vedere direttamente il contenuto, ma non è necessario proteggerlo dalla luce. Il prodotto è duro al tatto, spesso è necessario forare gli angoli arrotondati. Questa struttura del prodotto è generalmente sterilizzata a 121 °C, con normale colla da cucina ad alta temperatura, CPP da cucina di grado comune. Tuttavia, la colla dovrebbe scegliere un basso tasso di restringimento del grado, altrimenti la contrazione dello strato di colla spinge l'inchiostro a muoversi, con il rischio di delaminazione dopo la cottura a vapore.
4.3 BOPA/colla/CPP
Si tratta di un comune sacchetto trasparente per la sterilizzazione in cottura a 121 °C, con buona trasparenza, morbidezza al tatto e buona resistenza alla perforazione. Il prodotto non può essere utilizzato per evitare imballaggi leggeri.
A causa dell'elevata permeabilità all'umidità del BOPA, i prodotti stampati con vapore possono facilmente presentare fenomeni di permeabilità del colore, in particolare la penetrazione dell'inchiostro rosso sulla superficie; spesso, durante la produzione dell'inchiostro, è necessario aggiungere un agente indurente per prevenirne la penetrazione. Inoltre, a causa dell'inchiostro nel BOPA, anche quando l'adesione è bassa, è facile che si verifichino fenomeni antiaderenti, soprattutto in ambienti ad alta umidità. I semilavorati e i sacchetti finiti in fase di lavorazione devono essere sigillati e confezionati.
4.4 KPET/CPP、KBOPA/CPP
Questa struttura non è comunemente utilizzata, la trasparenza del prodotto è buona, con elevate proprietà barriera, ma può essere utilizzata solo per la sterilizzazione al di sotto di 115 ℃, la resistenza alla temperatura è leggermente peggiore e ci sono dubbi sulla sua salute e sicurezza.
4.5 PET/BOPA/CPP
Questa struttura del prodotto è altamente resistente, ha una buona trasparenza e una buona resistenza alla perforazione. Grazie al PET, la differenza nel tasso di restringimento del BOPA è elevata, ed è generalmente utilizzata per temperature di 121 ℃ e al di sotto dell'imballaggio del prodotto.
Il contenuto della confezione è più acido o alcalino quando si sceglie questa struttura di prodotti, piuttosto che utilizzare una struttura contenente alluminio.
Lo strato esterno di colla può essere utilizzato per selezionare la colla bollita, il cui costo può essere opportunamente ridotto.
4.6 PET/Al/CPP
Questa è la struttura più tipica dei sacchetti da cottura non trasparenti, a seconda dei diversi inchiostri, colle, CPP, e può essere utilizzata una temperatura di cottura compresa tra 121 e 135 ℃.
La struttura PET/inchiostro monocomponente/adesivo ad alta temperatura/Al7µm/adesivo ad alta temperatura/CPP60µm può raggiungere i requisiti di cottura a 121℃.
La struttura PET/Inchiostro bicomponente/Adesivo ad alta temperatura/Al9µm/Adesivo ad alta temperatura/CPP70µm ad alta temperatura può raggiungere temperature di cottura superiori a 121℃, aumentando la proprietà barriera e prolungando la durata di conservazione, che può superare un anno.
4.7 BOPA/Al/CPP
Questa struttura è simile alla struttura 4.6 di cui sopra, ma a causa dell'elevato assorbimento d'acqua e del restringimento del BOPA, non è adatta alla cottura ad alte temperature superiori a 121 ℃, ma la resistenza alla perforazione è migliore e può soddisfare i requisiti della cottura a 121 ℃.
4.8 PET/PVDC/CPP、BOPA/PVDC/CPP
Questa struttura della barriera del prodotto è molto buona, adatta alla sterilizzazione a 121 ℃ e alle temperature successive, e l'ossigeno ha elevati requisiti di barriera del prodotto.
Il PVDC nella struttura sopra descritta può essere sostituito da EVOH, che ha anch'esso un'elevata proprietà barriera, ma la sua proprietà barriera diminuisce ovviamente quando viene sterilizzato ad alta temperatura e il BOPA non può essere utilizzato come strato superficiale, altrimenti la proprietà barriera diminuisce drasticamente con l'aumento della temperatura.
4.9 PET/Al/BOPA/CPP
Si tratta di una struttura ad alte prestazioni di buste da cucina, in grado di confezionare praticamente qualsiasi prodotto da cucina e di resistere a temperature di cottura comprese tra 121 e 135 gradi Celsius.

Struttura I: PET12µm/adesivo ad alta temperatura/Al7µm/adesivo ad alta temperatura/BOPA15µm/adesivo ad alta temperatura/CPP60µm, questa struttura ha una buona barriera, una buona resistenza alla perforazione, una buona capacità di assorbimento della luce ed è un tipo di eccellente sacchetto per cottura a 121℃.

Struttura II: PET12µm/adesivo ad alta temperatura/Al9µm/adesivo ad alta temperatura/BOPA15µm/adesivo ad alta temperatura/CPP70µm ad alta temperatura. Questa struttura, oltre a tutte le caratteristiche prestazionali della struttura I, presenta le caratteristiche di cottura ad alta temperatura a 121 ℃ e oltre. Struttura III: PET/colla A/Al/colla B/BOPA/colla C/CPP. La quantità di colla della colla A è 4 g/m², la quantità di colla della colla B è 3 g/m² e la quantità di colla della colla C è 5-6 g/m², il che può soddisfare i requisiti e ridurre la quantità di colla della colla A e della colla B, il che può consentire un risparmio sui costi.
Nell'altro caso, la colla A e la colla B sono realizzate con una colla di grado di ebollizione migliore, mentre la colla C è realizzata con una colla resistente alle alte temperature, che può soddisfare anche il requisito di ebollizione a 121°C e allo stesso tempo ridurre i costi.
Struttura IV: PET/colla/BOPA/colla/Al/colla/CPP, questa struttura è la posizione commutata del BOPA, le prestazioni complessive del prodotto non sono cambiate in modo significativo, ma la tenacità del BOPA, la resistenza alla perforazione, l'elevata resistenza del composito e altre caratteristiche vantaggiose, non hanno dato pieno gioco a questa struttura, quindi, l'applicazione di relativamente poche.
4.10 PET/CPP coestruso
In questa struttura, il CPP coestruso si riferisce generalmente al CPP a 5 e 7 strati con elevate proprietà barriera, come:
PP/strato legante/EVOH/strato legante/PP;
PP/strato legante/PA/strato legante/PP;
PP/strato legato/PA/EVOH/PA/strato legato/PP, ecc.;
Pertanto, l'applicazione di CPP coestruso aumenta la tenacità del prodotto, riduce la rottura delle confezioni durante il vuoto, l'alta pressione e le fluttuazioni di pressione e prolunga il periodo di ritenzione grazie alle migliori proprietà barriera.
In breve, la struttura della varietà di sacchetti per la cottura ad alta temperatura, quanto sopra è solo un'analisi preliminare di alcune strutture comuni, con lo sviluppo di nuovi materiali, nuove tecnologie, ci saranno più strutture nuove, in modo che l'imballaggio per la cottura abbia una scelta più ampia.
Data di pubblicazione: 13-lug-2024