Plastmasas kompozītmateriāla plēve ir plaši izmantots iepakojuma materiāls retortizturīgam iepakojumam. Retortēšana un termiskā sterilizācija ir svarīgs process augstas temperatūras retortēšanas pārtikas iepakošanai. Tomēr plastmasas kompozītmateriāla plēvju fizikālās īpašības pēc karsēšanas ir pakļautas termiskai sabrukšanai, kā rezultātā iepakojuma materiāli nav kvalitatīvi. Šajā rakstā tiek analizētas bieži sastopamas problēmas pēc augstas temperatūras retortēšanas maisiņu karsēšanas un tiek iepazīstinātas ar to fizikālo īpašību testēšanas metodēm, cerot, ka tām būs vadlīnijas faktiskajai ražošanai.
Augstas temperatūras izturīgi retortveida iepakojuma maisiņi ir iepakošanas veids, ko parasti izmanto gaļai, sojas produktiem un citiem gataviem pārtikas produktiem. Tie parasti tiek iepakoti vakuumā un pēc karsēšanas un sterilizēšanas augstā temperatūrā (100–135 °C) var uzglabāt istabas temperatūrā. Retortveida iepakojuma maisiņi ir viegli pārnēsājami, gatavi ēšanai pēc maisiņa atvēršanas, higiēniski un ērti, un tie labi saglabā pārtikas garšu, tāpēc tie ir ļoti iecienīti patērētāju vidū. Atkarībā no sterilizācijas procesa un iepakojuma materiāliem retortveida iepakojuma produktu glabāšanas laiks ir no pusgada līdz diviem gadiem.
Retortes pārtikas iepakošanas process ietver maisiņu izgatavošanu, iepakošanu, vakuuma iepakošanu, termisko noslēgšanu, pārbaudi, vārīšanu un sterilizāciju karsējot, žāvēšanu un dzesēšanu, kā arī iepakošanu. Vārīšana un sterilizācija karsējot ir visa procesa pamatprocess. Tomēr, iepakojot maisiņus, kas izgatavoti no polimēru materiāliem – plastmasas, molekulāro ķēžu kustība pēc karsēšanas pastiprinās, un materiāla fizikālās īpašības ir pakļautas termiskai vājināšanai. Šajā rakstā tiek analizētas bieži sastopamas problēmas pēc augstas temperatūras retortes maisiņu vārīšanas un tiek iepazīstinātas ar to fizikālo īpašību testēšanas metodēm.
1. Biežāk sastopamo problēmu analīze saistībā ar retortizturīgiem iepakojuma maisiņiem
Augstas temperatūras retortes pārtika tiek iepakota, pēc tam karsēta un sterilizēta kopā ar iepakojuma materiāliem. Lai sasniegtu augstas fizikālās īpašības un labas barjeras īpašības, retortes izturīgais iepakojums tiek izgatavots no dažādiem pamatmateriāliem. Bieži izmantotie materiāli ir PA, PET, AL un CPP. Bieži izmantotajām konstrukcijām ir divi kompozītmateriālu plēvju slāņi, piemēram, BOPA/CPP, PET/CPP), trīsslāņu kompozītplēve (piemēram, PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) un četrslāņu kompozītplēve (piemēram, PET/PA/AL/CPP). Faktiskajā ražošanā visbiežāk sastopamās kvalitātes problēmas ir grumbas, saplīsuši maisiņi, gaisa noplūde un smaka pēc gatavošanas:
1). Iepakojuma maisiņiem parasti ir trīs krokošanās veidi: horizontālas, vertikālas vai neregulāras krokas uz iepakojuma pamatmateriāla; krokas un plaisas uz katra kompozītmateriāla slāņa un slikts līdzenums; iepakojuma pamatmateriāla saraušanās un kompozītmateriāla slāņa un citu kompozītmateriāla slāņu saraušanās atsevišķi, svītraini. Bojāti maisiņi ir iedalīti divos veidos: tieša plīšana un krokošanās un pēc tam plīšana.
2). Delaminācija attiecas uz parādību, ka iepakojuma materiālu kompozītmateriāla slāņi ir atdalīti viens no otra. Neliela delaminācija izpaužas kā svītraini izliekumi iepakojuma saspringtajās daļās, un lobīšanās izturība samazinās, un to var pat viegli saplēst ar roku. Smagos gadījumos iepakojuma kompozītmateriāla slānis pēc gatavošanas atdalās lielā platībā. Ja notiek delaminācija, iepakojuma materiāla kompozītmateriāla slāņu fizikālo īpašību sinerģiskā nostiprināšanās izzudīs, un fizikālās īpašības un barjeras īpašības ievērojami samazināsies, padarot neiespējamu ievērot glabāšanas laika prasības, bieži radot lielākus zaudējumus uzņēmumam.
3). Nelielai gaisa noplūdei parasti ir relatīvi ilgs inkubācijas periods, un to nav viegli atklāt gatavošanas laikā. Produkta cirkulācijas un uzglabāšanas laikā produkta vakuuma pakāpe samazinās, un iepakojumā parādās acīmredzams gaiss. Tāpēc šī kvalitātes problēma bieži vien attiecas uz lielu skaitu produktu. Produktiem ir lielāka ietekme. Gaisa noplūdes rašanās ir cieši saistīta ar vāju karstumizturību un retortes maisiņa slikto izturību pret caurduršanu.
4). Pēc gatavošanas parādās arī īpatnēja smaka. Īpatnējā smaka, kas parādās pēc gatavošanas, ir saistīta ar pārmērīgu šķīdinātāju atlikumu daudzumu iepakojuma materiālos vai nepareizu materiāla izvēli. Ja PE plēve tiek izmantota kā augstas temperatūras gatavošanas maisiņu iekšējais blīvējuma slānis virs 120°, PE plēve augstā temperatūrā ir pakļauta nepatīkamai smakai. Tāpēc par augstas temperatūras gatavošanas maisiņu iekšējo slāni parasti izvēlas RCPP.
2. Retortizturīga iepakojuma fizikālo īpašību testēšanas metodes
Faktori, kas izraisa retortizturīga iepakojuma kvalitātes problēmas, ir samērā sarežģīti un ietver daudzus aspektus, piemēram, kompozītmateriālu slāņu izejvielas, līmes, tintes, kompozītmateriālu un maisiņu ražošanas procesa kontroli un retortēšanas procesus. Lai nodrošinātu iepakojuma kvalitāti un pārtikas uzglabāšanas laiku, ir jāveic iepakojuma materiālu gatavošanas izturības testi.
Valsts standarts, kas piemērojams retortizturīgiem iepakojuma maisiņiem, ir GB/T10004-2008 “Plastmasas kompozītmateriāla plēve iepakojumam, maisiņu sausā laminēšana, ekstrūzijas laminēšana”, kas ir balstīts uz JIS Z 1707-1997 “Pārtikas iepakojuma plastmasas plēvju vispārīgie principi”, kas izstrādāts, lai aizstātu GB/T 10004-1998 “Retortizturīgas kompozītmateriāla plēves un maisiņi” un GB/T10005-1998 “Divas puses orientētas polipropilēna plēves/zema blīvuma polietilēna kompozītmateriāla plēves un maisiņi”. GB/T 10004-2008 ietver dažādas fizikālās īpašības un šķīdinātāju atlikumu indikatorus retortizturīgām iepakojuma plēvēm un maisiņiem, un pieprasa, lai retortizturīgi iepakojuma maisiņi tiktu pārbaudīti attiecībā uz izturību pret augstām temperatūrām. Metode ir piepildīt retortizturīgus iepakojuma maisiņus ar 4 % etiķskābi, 1 % nātrija sulfīdu, 5 % nātrija hlorīdu un augu eļļu, pēc tam izspiest un noslēgt, karsēt un pakļaut spiedienam augstspiediena katlā 121 °C temperatūrā 40 minūtes un atdzesēt, nemainot spiedienu. Pēc tam pārbauda to izskatu, stiepes izturību, pagarinājumu, lobīšanās spēku un karstuma blīvēšanas izturību, un novērtēšanai izmanto krituma ātrumu. Formula ir šāda:
R = (AB) / A × 100
Formulā R ir testēto vienību izturības samazināšanās ātrums (%), A ir testēto vienību vidējā vērtība pirms augstas temperatūras izturības testa; B ir testēto vienību vidējā vērtība pēc augstas temperatūras izturības testa. Veiktspējas prasības ir šādas: "Pēc augstas temperatūras dielektriskās pretestības testa izstrādājumiem ar darba temperatūru 80°C vai augstāku nedrīkst būt delaminācijas, bojājumu, acīmredzamas deformācijas maisa iekšpusē vai ārpusē, kā arī lobīšanās spēka, atraušanas spēka, nominālās deformācijas plīšanas brīdī un siltumizolācijas stiprības samazināšanās. Šim ātrumam jābūt ≤30%".
3. Retortizturīgu iepakojuma maisiņu fizikālo īpašību pārbaude
Faktiskais tests uz iekārtas var visprecīzāk noteikt retortizturīgā iepakojuma vispārējo veiktspēju. Tomēr šī metode ir ne tikai laikietilpīga, bet arī ierobežota ražošanas plāna un testu skaita dēļ. Tai ir slikta darbspēja, lieli atkritumi un augstas izmaksas. Izmantojot retorttestu, lai noteiktu fizikālās īpašības, piemēram, stiepes īpašības, lobīšanās izturību, karstuma blīvēšanas izturību pirms un pēc retorttestēšanas, var vispusīgi novērtēt retorttestēšanas maisiņa izturību. Gatavošanas testos parasti tiek izmantoti divu veidu faktiskais saturs un simulēti materiāli. Gatavošanas tests, izmantojot faktisko saturu, var būt pēc iespējas tuvāks faktiskajai ražošanas situācijai un var efektīvi novērst nekvalificēta iepakojuma nonākšanu ražošanas līnijā partijās. Iepakojuma materiālu rūpnīcās imitācijas tiek izmantotas, lai pārbaudītu iepakojuma materiālu izturību ražošanas procesā un pirms uzglabāšanas. Gatavošanas veiktspējas pārbaude ir praktiskāka un darbspējīgāka. Autors iepazīstina ar retortizturīgo iepakojuma maisiņu fizikālās veiktspējas testēšanas metodi, piepildot tos ar pārtikas simulācijas šķidrumiem no trim dažādiem ražotājiem un veicot attiecīgi tvaicēšanas un vārīšanas testus. Testa process ir šāds:
1). Gatavošanas tests
Instrumenti: Drošs un inteliģents pretspiediena augstas temperatūras gatavošanas katls, HST-H3 karstuma blīvējuma testeris
Testa soļi: uzmanīgi ielejiet 4% etiķskābi retortes maisiņā, lai aizpildītu divas trešdaļas no tilpuma. Uzmanieties, lai nepiesārņotu blīvējumu, lai neietekmētu blīvējuma izturību. Pēc iepildīšanas aizveriet gatavošanas maisiņus ar HST-H3 un sagatavojiet kopumā 12 paraugus. Aizverot, pēc iespējas vairāk jāizvada gaiss no maisiņa, lai novērstu gaisa izplešanās ietekmi gatavošanas laikā uz testa rezultātiem.
Lai sāktu testu, ievietojiet noslēgto paraugu gatavošanas katlā. Iestatiet gatavošanas temperatūru uz 121 °C, gatavošanas laiku uz 40 minūtēm, tvaicējiet 6 paraugus un vāriet 6 paraugus. Gatavošanas testa laikā pievērsiet īpašu uzmanību gaisa spiediena un temperatūras izmaiņām gatavošanas katlā, lai nodrošinātu, ka temperatūra un spiediens tiek uzturēti iestatītajā diapazonā.
Pēc testa pabeigšanas atdzesējiet līdz istabas temperatūrai, izņemiet to un pārbaudiet, vai nav saplēstu maisiņu, grumbu, delaminācijas utt. Pēc testa 1# un 2# paraugu virsmas pēc gatavošanas bija gludas, un delaminācijas nebija. 3# parauga virsma pēc gatavošanas nebija ļoti gluda, un malas bija dažādās pakāpēs deformētas.
2). Stiepes īpašību salīdzinājums
Pirms un pēc gatavošanas paņemiet iepakojuma maisiņus, izgrieziet 5 taisnstūrveida paraugus ar izmēru 15 mm × 150 mm šķērsvirzienā un 150 mm garenvirzienā un kondicionējiet tos 4 stundas 23 ± 2 ℃ temperatūrā un 50 ± 10 % relatīvā mitruma apstākļos. XLW (PC) viedā elektroniskā stiepes pārbaudes iekārta tika izmantota, lai pārbaudītu plīšanas spēku un pagarinājumu plīšanas brīdī ar ātrumu 200 mm/min.
3). Atlobīšanās tests
Saskaņā ar GB 8808-1988 standarta “Mīksto kompozītmateriālu plastmasas materiālu lobīšanās testa metode” A metodi izgrieziet paraugu ar platumu 15 ± 0,1 mm un garumu 150 mm. Paņemiet 5 paraugus katrā horizontālā un vertikālā virzienā. Veiciet kompozītmateriāla slāņa iepriekšēju lobīšanos parauga garenvirzienā, ievietojiet to viedajā elektroniskajā stiepes pārbaudes iekārtā XLW (PC) un pārbaudiet lobīšanās spēku ar ātrumu 300 mm/min.
4). Siltumizolācijas izturības pārbaude
Saskaņā ar GB/T 2358-1998 “Plastmasas plēves iepakojuma maisiņu siltumizolācijas stiprības testa metode” parauga siltumizolācijas daļā izgriež 15 mm platu paraugu, atver to 180° leņķī un abus parauga galus piestiprina pie XLW (PC) viedās ierīces. Elektroniskā stiepes pārbaudes iekārtā maksimālā slodze tiek pārbaudīta ar ātrumu 300 mm/min, un kritiena ātrums tiek aprēķināts, izmantojot GB/T 10004-2008 sniegto augstas temperatūras izturības dielektrisko formulu.
Apkopot
Patērētāji arvien vairāk izvēlas retortizturīgus iepakotus pārtikas produktus, jo tos ir ērti ēst un uzglabāt. Lai efektīvi saglabātu satura kvalitāti un novērstu pārtikas bojāšanos, ir stingri jāuzrauga un pienācīgi jākontrolē katrs augstas temperatūras retortmaisiņu ražošanas procesa posms.
1. Augstas temperatūras izturīgiem cepammaisiem jābūt izgatavotiem no atbilstošiem materiāliem, pamatojoties uz saturu un ražošanas procesu. Piemēram, CPP parasti tiek izvēlēts kā augstas temperatūras izturīgu cepammaisu iekšējais blīvējuma slānis; ja skābju un sārmu satura iepakošanai tiek izmantoti iepakojuma maisiņi ar AL slāņiem, starp AL un CPP jāpievieno PA kompozītmateriāla slānis, lai palielinātu izturību pret skābju un sārmu caurlaidību; katra kompozītmateriāla slāņa termiskajai saraušanās spējai jābūt vienādai vai līdzīgai, lai izvairītos no materiāla deformācijas vai pat delaminācijas pēc gatavošanas, ko izraisa slikta termiskās saraušanās īpašību atbilstība.
2. Saprātīgi kontrolēt kompozītmateriālu ražošanas procesu. Augstas temperatūras izturīgos retoršu maisiņos pārsvarā tiek izmantota sausā maisīšanas metode. Retoršu plēves ražošanas procesā ir jāizvēlas atbilstoša līme un labs līmēšanas process, kā arī pienācīgi jākontrolē sacietēšanas apstākļi, lai nodrošinātu, ka galvenā līmes viela un sacietēšanas līdzeklis pilnībā reaģē.
3. Augstas temperatūras vides izturība ir vissmagākais process augstas temperatūras retortes maisiņu iepakošanas procesā. Lai samazinātu partijas kvalitātes problēmu rašanos, augstas temperatūras retortes maisiņi pirms lietošanas un ražošanas laikā ir jāpārbauda retortē, pamatojoties uz faktiskajiem ražošanas apstākļiem. Pārbaudiet, vai iepakojums pēc gatavošanas izskatās plakans, saburzīts, pūslains, deformēts, vai nav delaminācijas vai noplūdes, vai fizikālo īpašību (stiepes īpašību, lobīšanās izturības, karstuma blīvēšanas izturības) samazināšanās ātrums atbilst prasībām utt.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 18. janvāris
