Plastikinė kompozicinė plėvelė yra dažniausiai naudojama pakavimo medžiaga, atspari retortinėms pakuotėms. Retortinė ir terminė sterilizacija yra svarbus aukštos temperatūros retortinių maisto produktų pakavimo procesas. Tačiau plastikinių kompozicinių plėvelių fizikinės savybės po kaitinimo linkusios suirti, todėl pakavimo medžiagos yra nekokybiškos. Šiame straipsnyje analizuojamos dažniausiai pasitaikančios problemos po aukštos temperatūros retortinių maišelių kaitinimo ir pristatomi jų fizinių savybių bandymo metodai, tikintis, kad tai turės įtakos faktinei gamybai.
Aukštai temperatūrai atsparūs retortinių pakuočių maišeliai yra pakavimo forma, dažniausiai naudojama mėsai, sojos produktams ir kitiems paruoštiems maisto produktams. Paprastai jie supakuojami vakuume ir, juos kaitinus ir sterilizavus aukštoje temperatūroje (100–135 °C), gali būti laikomi kambario temperatūroje. Retortinėms pakuotėms atsparūs maisto produktai yra lengvai nešiojami, paruošti valgyti atidarius maišelį, higieniški ir patogūs, gerai išlaiko maisto skonį, todėl yra labai mėgstami vartotojų. Priklausomai nuo sterilizavimo proceso ir pakavimo medžiagų, retortinėms pakuotėms atsparių produktų galiojimo laikas svyruoja nuo pusės metų iki dvejų metų.
Retortinių maisto produktų pakavimo procesas apima maišelių gamybą, pakavimą į maišus, vakuumavimą, sandarinimą karščiu, tikrinimą, sterilizavimą virinant ir kaitinant, džiovinimą ir aušinimą bei pakavimą. Sterilizavimas virinant ir kaitinant yra pagrindinis viso proceso procesas. Tačiau pakuojant maišelius, pagamintus iš polimerinių medžiagų – plastikų, po kaitinimo suintensyvėja molekulių grandinės judėjimas, o medžiagos fizinės savybės yra linkusios šilti. Šiame straipsnyje analizuojamos dažniausiai pasitaikančios problemos po aukštos temperatūros retortinių maišelių kaitinimo ir pristatomi jų fizinių savybių bandymo metodai.
1. Dažniausiai pasitaikančių problemų, susijusių su retortai atspariais pakavimo maišeliais, analizė
Aukštos temperatūros retortinėje pakuotėje maistas yra pakuojamas, o po to kaitinamas ir sterilizuojamas kartu su pakavimo medžiagomis. Siekiant aukštų fizinių savybių ir gerų barjerinių savybių, retortinėje pakuotėje naudojamos įvairios pagrindinės medžiagos. Dažniausiai naudojamos medžiagos yra PA, PET, AL ir CPP. Dažniausiai naudojamos konstrukcijos turi dviejų sluoksnių kompozicines plėveles, pavyzdžiui, BOPA/CPP, PET/CPP), trijų sluoksnių kompozicinę plėvelę (pvz., PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) ir keturių sluoksnių kompozicinę plėvelę (pvz., PET/PA/AL/CPP). Gamybos metu dažniausios kokybės problemos yra raukšlės, plyšę maišeliai, oro pralaidumas ir kvapas po gaminimo:
1). Pakavimo maišeliuose paprastai būna trijų tipų raukšlėjimasis: horizontalios, vertikalios arba netaisyklingos raukšlės ant pakuotės pagrindinės medžiagos; raukšlės ir įtrūkimai ant kiekvieno kompozitinio sluoksnio ir prastas lygumas; pakuotės pagrindinės medžiagos susitraukimas ir kompozitinio sluoksnio bei kitų kompozitinių sluoksnių susitraukimas atskirai, dryžuotai. Sulaužyti maišeliai skirstomi į du tipus: tiesioginis plyšimas ir raukšlėjimasis, o po to plyšimas.
2). Delaminacija reiškia reiškinį, kai pakavimo medžiagų sudėtiniai sluoksniai yra atskirti vienas nuo kito. Nedidelis delaminavimas pasireiškia dryžiais panašiais iškilimais įtemptose pakuotės vietose, sumažėja lupimo stiprumas ir netgi galima švelniai perplėšti ranka. Sunkiais atvejais pakavimo sudėtinis sluoksnis po virimo atsiskiria dideliame plote. Jei įvyksta delaminacija, išnyksta sinerginis fizikinių savybių stiprinimas tarp pakavimo medžiagos sudėtinių sluoksnių, o fizinės ir barjerinės savybės gerokai sumažėja, todėl neįmanoma įvykdyti galiojimo laiko reikalavimų, o tai dažnai sukelia didesnius įmonės nuostolius.
3). Nedidelis oro nuotėkis paprastai turi gana ilgą inkubacinį periodą ir jį sunku aptikti gaminant. Produkto cirkuliacijos ir laikymo laikotarpiu produkto vakuumo laipsnis sumažėja, todėl pakuotėje atsiranda akivaizdus oras. Todėl ši kokybės problema dažnai paveikia daug produktų. Produktai turi didesnį poveikį. Oro nuotėkio atsiradimas yra glaudžiai susijęs su silpnu terminiu sandarinimu ir prastu retortinio maišelio atsparumu pradūrimui.
4). Kvapas po virimo taip pat yra dažna kokybės problema. Savitas kvapas, atsirandantis po virimo, yra susijęs su per dideliu tirpiklio likučių kiekiu pakavimo medžiagose arba netinkamu medžiagų pasirinkimu. Jei PE plėvelė naudojama kaip vidinis sandarinimo sluoksnis aukštos temperatūros, aukštesnės nei 120 °C, maišeliuose, skirtuose virti, PE plėvelė yra linkusi skleisti kvapą aukštoje temperatūroje. Todėl RCPP paprastai pasirenkamas kaip vidinis aukštos temperatūros virimo maišelių sluoksnis.
2. Retortoms atsparių pakuočių fizikinių savybių bandymo metodai
Retortinėms sąlygoms atsparių pakuočių kokybės problemas lemiantys veiksniai yra gana sudėtingi ir apima daugelį aspektų, tokių kaip kompozicinių sluoksnių žaliavos, klijai, dažai, kompozitų ir maišelių gamybos proceso kontrolė bei retortinėms sąlygoms skirti procesai. Siekiant užtikrinti pakuotės kokybę ir maisto galiojimo laiką, būtina atlikti pakavimo medžiagų atsparumo virimui bandymus.
Nacionalinis standartas, taikomas atspariems retortinėms pakavimo maišeliams, yra GB/T10004-2008 „Plastikinė kompozicinė plėvelė pakavimui, maišelių sausas laminavimas, ekstruzinis laminavimas“, pagrįstas JIS Z 1707-1997 „Bendrieji plastikinių plėvelių maisto pakavimui principai“, suformuluotas siekiant pakeisti GB/T 10004-1998 „Retortinėms kompozicinėms plėvelėms ir maišeliams“ ir GB/T10005-1998 „Dvipusiai orientuotos polipropileno plėvelės / mažo tankio polietileno kompozicinėms plėvelėms ir maišeliams“. GB/T 10004-2008 apima įvairias fizines savybes ir tirpiklių likučių rodiklius, skirtus atspariems retortinėms pakavimo plėvelėms ir maišeliams, ir reikalauja, kad atsparūs retortinėms pakavimo maišeliai būtų išbandyti dėl atsparumo aukštai temperatūrai. Metodas toks: į retortai atsparius pakavimo maišelius pripildoma 4 % acto rūgšties, 1 % natrio sulfido, 5 % natrio chlorido ir augalinio aliejaus, tada išspaudžiama ir užsandarinama, 40 minučių kaitinama ir slėgiuojama aukšto slėgio virimo puode 121 °C temperatūroje, o tada aušinama, nekeičiant slėgio. Tada išbandoma jų išvaizda, tempiamasis stipris, pailgėjimas, lupimo jėga ir terminio sandarinimo stipris, o įvertinimui naudojamas silpnėjimo greitis. Formulė yra tokia:
R = (AB) / A × 100
Formulėje R yra išbandytų elementų silpnėjimo rodiklis (%), A yra vidutinė išbandytų elementų vertė prieš atsparumo aukštai temperatūrai bandymą; B yra vidutinė išbandytų elementų vertė po atsparumo aukštai temperatūrai bandymo. Eksploataciniai reikalavimai yra tokie: „Po dielektrinio varžos bandymo aukštoje temperatūroje gaminiai, kurių darbinė temperatūra yra 80 °C ar aukštesnė, neturėtų turėti delaminacijos, pažeidimų, akivaizdžių deformacijų maišelio viduje ar išorėje, taip pat lupimo jėgos, atplėšimo jėgos, nominalios plyšimo įtampos ir terminio sandarinimo stiprumo sumažėjimo. Rodiklis turėtų būti ≤30 %“.
3. Atsparių retortavimui pakavimo maišelių fizikinių savybių bandymas
Tikrasis bandymas mašinoje gali tiksliausiai nustatyti bendrą retortinėms dujoms atsparios pakuotės veikimą. Tačiau šis metodas yra ne tik daug laiko reikalaujantis, bet ir ribojamas gamybos plano bei bandymų skaičiaus. Jis prastai eksploatuojamas, susidaro daug atliekų ir yra brangus. Atliekant retortinėms dujoms skirtą bandymą, siekiant nustatyti fizikines savybes, tokias kaip tempimo savybės, lupimo stiprumas, terminio sandarinimo stiprumas prieš ir po retortavimo, galima išsamiai įvertinti retortinėms dujoms skirto maišelio atsparumą. Virimo bandymuose paprastai naudojamas dviejų tipų tikrasis turinys ir imituojamos medžiagos. Virimo bandymas naudojant tikrąjį turinį gali būti kuo artimesnis faktinei gamybos situacijai ir veiksmingai užkirsti kelią nekvalifikuotoms pakuotėms patekti į gamybos liniją partijomis. Pakavimo medžiagų gamyklose modeliavimo tirpalai naudojami pakavimo medžiagų atsparumui gamybos proceso metu ir prieš sandėliavimą patikrinti. Virimo charakteristikų bandymas yra praktiškesnis ir patogesnis. Autorius pristato retortinėms dujoms atsparių pakavimo maišelių fizinių savybių bandymo metodą, pripildant juos trijų skirtingų gamintojų maisto imitavimo skysčiais ir atliekant atitinkamai garinimo ir virimo bandymus. Bandymo procesas yra toks:
1). Virimo testas
Prietaisai: saugus ir išmanus priešslėginis aukštos temperatūros virimo puodas, HST-H3 terminio sandarumo testeris
Bandymo etapai: Atsargiai įpilkite 4 % acto rūgšties į retortinį maišelį, užpildydami du trečdalius jo tūrio. Būkite atsargūs, kad neužterštumėte sandarinimo vietos, nes tai gali turėti įtakos sandarinimo patvarumui. Pripildę maišelį, jį užsandarinkite HST-H3 ir paruoškite iš viso 12 mėginių. Užsandarindami, kuo labiau išleiskite orą iš maišelio, kad oro plėtimasis virimo metu nepaveiktų bandymo rezultatų.
Įdėkite sandarų mėginį į virimo puodą, kad pradėtumėte bandymą. Nustatykite 121 °C virimo temperatūrą, 40 minučių virimo laiką, garinkite 6 mėginius ir virkite 6 mėginius. Virimo bandymo metu atidžiai stebėkite oro slėgio ir temperatūros pokyčius virimo puode, kad užtikrintumėte, jog temperatūra ir slėgis būtų palaikomi nustatytame diapazone.
Baigus bandymą, atvėsinkite iki kambario temperatūros, išimkite ir stebėkite, ar nėra pažeistų maišelių, raukšlių, delaminacijos ir pan. Po bandymo 1# ir 2# mėginių paviršiai po virimo buvo lygūs ir delaminacijos nebuvo. 3# mėginio paviršius po virimo nebuvo labai lygus, o kraštai buvo įvairiai iškreipti.
2). Tempimo savybių palyginimas
Prieš ir po kepimo iš pakavimo maišelių iškirpkite 5 stačiakampius 15 mm × 150 mm dydžio bandinius skersine kryptimi ir 150 mm dydžio išilgine kryptimi ir 4 valandas palaikykite juos 23 ± 2 ℃ temperatūros ir 50 ± 10 % santykinio oro drėgnumo aplinkoje. Išmaniuoju elektroniniu tempimo bandymo aparatu XLW (PC) buvo patikrinta trūkimo jėga ir pailgėjimas plyštant 200 mm/min greičiu.
3). Atplėšimo bandymas
Pagal GB 8808-1988 standarto „Minkštų kompozicinių plastikinių medžiagų lupimo bandymo metodas“ A metodą, išpjaukite 15 ± 0,1 mm pločio ir 150 mm ilgio bandinį. Paimkite po 5 bandinius horizontalia ir vertikalia kryptimis. Iš anksto nulupkite kompozito sluoksnį išilgai bandinio, įdėkite jį į išmanųjį elektroninį tempimo bandymo aparatą XLW (PC) ir patikrinkite lupimo jėgą 300 mm/min greičiu.
4). Šiluminio sandarinimo stiprumo bandymas
Pagal GB/T 2358-1998 „Plastikinių plėvelių pakavimo maišelių terminio sandarinimo stiprumo bandymo metodas“, 15 mm pločio bandinį reikia nupjauti ties terminio sandarinimo dalimi, atidaryti 180° kampu ir abu bandinio galus pritvirtinti prie XLW (PC) išmaniojo įtaiso. Elektroninėje tempimo bandymo mašinoje maksimali apkrova bandoma 300 mm/min. greičiu, o kritimo greitis apskaičiuojamas pagal GB/T 10004-2008 standarte pateiktą aukštos temperatūros atsparumo dielektriko formulę.
Apibendrinti
Dėl patogumo valgyti ir laikyti, vartotojai vis labiau renkasi retortinėms pakuotėms atsparius maisto produktus. Siekiant veiksmingai išlaikyti turinio kokybę ir užkirsti kelią maisto gedimui, kiekvienas aukštos temperatūros retortinių maišelių gamybos proceso etapas turi būti griežtai stebimas ir pagrįstai kontroliuojamas.
1. Aukštai temperatūrai atsparūs kepimo maišeliai turėtų būti pagaminti iš tinkamų medžiagų, atsižvelgiant į turinį ir gamybos procesą. Pavyzdžiui, CPP paprastai parenkamas kaip vidinis sandarinimo sluoksnis aukštai temperatūrai atspariuose kepimo maišeliuose; kai pakavimo maišeliai su AL sluoksniais naudojami rūgštims ir šarmams pakuoti, tarp AL ir CPP turėtų būti įdėtas PA kompozicinis sluoksnis, siekiant padidinti atsparumą rūgščių ir šarmų pralaidumui; kiekvieno kompozicinio sluoksnio šilumos susitraukimas turėtų būti pastovus arba panašus, kad po kepimo medžiaga nedeformuotųsi ar net neatsiskirtų dėl prasto šilumos susitraukimo savybių suderinamumo.
2. Tinkamai kontroliuoti kompozicinį procesą. Aukštai temperatūrai atspariuose retortinių maišelių maišuose dažniausiai naudojamas sausasis maišymo metodas. Retortinės plėvelės gamybos procese būtina pasirinkti tinkamus klijus ir gerą klijavimo procesą, taip pat tinkamai kontroliuoti kietėjimo sąlygas, kad pagrindinė klijų medžiaga ir kietinimo medžiaga visiškai sureaguotų.
3. Atsparumas aukštai temperatūrai yra sunkiausias aukštos temperatūros retortinių maišelių pakavimo proceso procesas. Siekiant sumažinti partijos kokybės problemų atsiradimą, prieš naudojimą ir gamybos metu aukštos temperatūros retortiniai maišeliai turi būti išbandyti ir patikrinti pagal faktines gamybos sąlygas. Patikrinkite, ar pakuotė po virimo atrodo plokščia, raukšlėta, pūslėta, deformuota, ar nėra delaminacijos ar nuotėkio, ar fizikinių savybių (tempiamųjų savybių, lupimo stiprumo, terminio sandarinimo stiprumo) mažėjimo greitis atitinka reikalavimus ir kt.
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 18 d.
