Kunststof composietfolie is een veelgebruikt verpakkingsmateriaal voor sterilisatiebestendige verpakkingen. Sterilisatie en hittesterilisatie zijn belangrijke processen voor het verpakken van voedsel dat onder hoge temperaturen wordt verhit. De fysische eigenschappen van kunststof composietfolie zijn echter gevoelig voor thermisch verval na verhitting, wat resulteert in ongeschikte verpakkingsmaterialen. Dit artikel analyseert veelvoorkomende problemen na het koken van sterilisatiezakken die onder hoge temperaturen worden verhit en introduceert de testmethoden voor de fysieke prestaties, in de hoop hiermee richting te geven aan de daadwerkelijke productie.
Hittebestendige retortverpakkingszakken zijn een verpakkingsvorm die veel wordt gebruikt voor vlees, sojaproducten en andere kant-en-klaarmaaltijden. Ze zijn over het algemeen vacuüm verpakt en kunnen na verhitting en sterilisatie bij hoge temperatuur (100-135 °C) op kamertemperatuur worden bewaard. Hittebestendige verpakkingen zijn gemakkelijk mee te nemen, direct klaar voor consumptie na opening, hygiënisch en handig, en behouden hun smaak goed, waardoor ze zeer geliefd zijn bij consumenten. Afhankelijk van het sterilisatieproces en de verpakkingsmaterialen varieert de houdbaarheid van hittebestendige verpakkingen van een half jaar tot twee jaar.
Het verpakkingsproces van retortvoedsel bestaat uit het maken van zakken, het vullen met zakken, het vacumeren, het sealen met warmte, de inspectie, het koken en steriliseren met warmte, het drogen en koelen, en het verpakken. Steriliseren met warmte en koken is de kern van het hele proces. Bij het verpakken van zakken van polymeermaterialen (kunststoffen) neemt de beweging van de moleculaire ketens echter toe na verhitting, waardoor de fysieke eigenschappen van het materiaal gevoelig zijn voor thermische demping. Dit artikel analyseert veelvoorkomende problemen na het koken van retortzakken met hoge temperaturen en introduceert de testmethoden voor de fysieke prestaties ervan.
1. Analyse van veelvoorkomende problemen met steriele verpakkingszakken
Voedsel dat bestand is tegen hoge temperaturen wordt verpakt en vervolgens verhit en gesteriliseerd, samen met de verpakkingsmaterialen. Om hoge fysische eigenschappen en goede barrière-eigenschappen te bereiken, worden retortbestendige verpakkingen gemaakt van diverse basismaterialen. Veelgebruikte materialen zijn onder andere PA, PET, AL en CPP. Veelgebruikte structuren hebben twee lagen composietfolie, zoals BOPA/CPP, PET/CPP, drielaagse composietfolie (zoals PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) en vierlaagse composietfolie (zoals PET/PA/AL/CPP). De meest voorkomende kwaliteitsproblemen in de productie zijn kreukels, gebroken zakken, luchtlekken en geur na het koken:
1). Er zijn over het algemeen drie vormen van kreukelen in verpakkingszakken: horizontale, verticale of onregelmatige kreukels in het basismateriaal van de verpakking; kreukels en scheuren in elke composietlaag en slechte vlakheid; krimp van het basismateriaal van de verpakking en krimp van de composietlaag en andere composietlagen. Gestreepte, gescheiden zakken. De gebroken zakken worden onderverdeeld in twee typen: direct barsten en kreukelen en vervolgens barsten.
2). Delaminatie verwijst naar het fenomeen waarbij de samengestelde lagen van verpakkingsmaterialen van elkaar losraken. Lichte delaminatie manifesteert zich als streepachtige uitstulpingen in de belaste delen van de verpakking, waardoor de pelsterkte afneemt en de verpakking zelfs voorzichtig met de hand kan worden gescheurd. In ernstige gevallen raakt de samengestelde verpakkingslaag na het koken over een groot oppervlak los. Als delaminatie optreedt, verdwijnt de synergetische versterking van de fysische eigenschappen tussen de samengestelde lagen van het verpakkingsmateriaal en nemen de fysische eigenschappen en barrière-eigenschappen aanzienlijk af, waardoor het onmogelijk wordt om aan de houdbaarheidseisen te voldoen, wat vaak leidt tot grotere verliezen voor de onderneming.
3). Lichte luchtlekkage heeft over het algemeen een relatief lange incubatietijd en is niet gemakkelijk te detecteren tijdens het koken. Tijdens de circulatie en opslag van het product neemt de vacuümgraad van het product af en ontstaat er lucht in de verpakking. Dit kwaliteitsprobleem doet zich daarom vaak voor bij een groot aantal producten. Producten hebben een grotere impact. Het optreden van luchtlekkage hangt nauw samen met de zwakke hitteafdichting en de slechte perforatieweerstand van de retortzak.
4). Geur na het koken is ook een veelvoorkomend kwaliteitsprobleem. De eigenaardige geur die na het koken ontstaat, is te wijten aan overmatige oplosmiddelresten in verpakkingsmaterialen of een verkeerde materiaalkeuze. Als PE-folie wordt gebruikt als binnenste seallaag van hogetemperatuurkookzakken boven 120°C, is de PE-folie gevoelig voor geurvorming bij hoge temperaturen. Daarom wordt RCPP over het algemeen gekozen als binnenste laag van hogetemperatuurkookzakken.
2. Testmethoden voor de fysische eigenschappen van steriliserende verpakkingen
De factoren die leiden tot kwaliteitsproblemen bij steriliserende verpakkingen zijn relatief complex en omvatten vele aspecten, zoals de grondstoffen van de composietlaag, lijmen, inkten, de beheersing van het productieproces van composieten en zakken, en steriliserende processen. Om de kwaliteit van de verpakking en de houdbaarheid van levensmiddelen te waarborgen, is het noodzakelijk om kookbestendigheidstesten uit te voeren op verpakkingsmaterialen.
De nationale norm die van toepassing is op steriliseerbare verpakkingszakken is GB/T10004-2008 "Kunststof composietfolie voor verpakkingen, droge laminering van zakken, extrusielaminering", gebaseerd op JIS Z 1707-1997 "Algemene principes van kunststoffolies voor voedselverpakkingen". Deze norm is opgesteld ter vervanging van GB/T 10004-1998 "Steriliseerbare composietfolies en zakken" en GB/T10005-1998 "Biaxiaal georiënteerde polypropyleenfolie/polyethyleencomposietfolies en zakken met lage dichtheid". GB/T 10004-2008 bevat diverse fysische eigenschappen en indicatoren voor oplosmiddelresten van steriliseerbare verpakkingsfolies en -zakken en vereist dat steriliseerbare verpakkingszakken worden getest op hun bestendigheid tegen hoge temperaturen. De methode bestaat uit het vullen van de steriliserende verpakkingszakken met 4% azijnzuur, 1% natriumsulfide, 5% natriumchloride en plantaardige olie. Vervolgens worden de zakken ontlucht en geseald, verhit en onder druk gezet in een hogedrukpan bij 121 °C gedurende 40 minuten en afgekoeld terwijl de druk ongewijzigd blijft. Vervolgens worden het uiterlijk, de treksterkte, de rek, de pelkracht en de hittelassterkte getest en wordt de afnamesnelheid gebruikt om de afname te evalueren. De formule is als volgt:
R=(AB)/A×100
In de formule is R de afnamesnelheid (%) van de geteste artikelen, A de gemiddelde waarde van de geteste artikelen vóór de test voor hittebestendige media; B de gemiddelde waarde van de geteste artikelen ná de test voor hittebestendige media. De prestatie-eisen zijn: "Na de test voor hittebestendige diëlektrische weerstand mogen producten met een gebruikstemperatuur van 80 °C of hoger geen delaminatie, beschadiging of duidelijke vervorming binnen of buiten de zak vertonen, en een afname in de pelkracht, de trekkracht, de nominale breukrek en de lassterkte. De afname moet ≤ 30% zijn."
3. Testen van de fysieke eigenschappen van sterielbestendige verpakkingszakken
De daadwerkelijke test op de machine kan de algehele prestaties van de retortbestendige verpakking het meest betrouwbaar detecteren. Deze methode is echter niet alleen tijdrovend, maar wordt ook beperkt door het productieplan en het aantal tests. De methode is slecht te bedienen, produceert veel afval en is duur. Door de retorttest uit te voeren om fysieke eigenschappen zoals treksterkte, pelsterkte en hittelassterkte voor en na het steriliseren te detecteren, kan de kwaliteit van de retortbestendigheid van de retortzak uitgebreid worden beoordeeld. Kooktesten gebruiken over het algemeen twee soorten werkelijke inhoud en gesimuleerde materialen. De kooktest met werkelijke inhoud kan zo dicht mogelijk bij de werkelijke productiesituatie liggen en effectief voorkomen dat ongeschikte verpakkingen in batches de productielijn binnenkomen. Voor verpakkingsmateriaalfabrieken worden simulanten gebruikt om de weerstand van verpakkingsmaterialen te testen tijdens het productieproces en vóór opslag. Het testen van de kookprestaties is praktischer en gebruiksvriendelijker. De auteur introduceert de methode voor het testen van de fysieke prestaties van retortbestendige verpakkingszakken door ze te vullen met simulatievloeistoffen voor levensmiddelen van drie verschillende fabrikanten en respectievelijk stoom- en kooktesten uit te voeren. Het testproces is als volgt:
1). Kooktest
Instrumenten: Veilige en intelligente tegendruk-kookpot met hoge temperatuur, HST-H3 hitteafdichtingstester
Teststappen: Voeg voorzichtig 4% azijnzuur toe aan de retortzak tot tweederde van het volume. Zorg ervoor dat de sealnaad niet verontreinigd raakt om de sealvastheid te behouden. Sluit de kookzakken na het vullen af met HST-H3 en bereid in totaal 12 monsters. Tijdens het sealen moet de lucht in de zak zoveel mogelijk worden afgevoerd om te voorkomen dat luchtuitzetting tijdens het koken de testresultaten beïnvloedt.
Plaats het afgesloten monster in de kookpot om de test te starten. Stel de kooktemperatuur in op 121 °C, de kooktijd op 40 minuten, stoom 6 monsters en kook 6 monsters. Let tijdens de kooktest goed op de veranderingen in luchtdruk en temperatuur in de kookpot om ervoor te zorgen dat de temperatuur en druk binnen het ingestelde bereik blijven.
Laat de test afkoelen tot kamertemperatuur, haal de test uit de verpakking en controleer op gebroken zakken, kreukels, delaminatie, enz. Na de test waren de oppervlakken van de monsters van 1# en 2# na het koken glad en was er geen delaminatie. Het oppervlak van het monster van 3# was na het koken niet erg glad en de randen waren in verschillende mate kromgetrokken.
2). Vergelijking van treksterkte-eigenschappen
Neem de verpakkingszakken vóór en na het koken, snijd er 5 rechthoekige monsters uit van 15 mm × 150 mm in de dwarsrichting en 150 mm in de lengterichting en laat ze 4 uur conditioneren in een omgeving met een temperatuur van 23 ± 2 °C en een relatieve vochtigheid van 50 ± 10%. De intelligente elektronische trekbank XLW (PC) werd gebruikt om de breekkracht en rek bij breuk te testen onder een snelheid van 200 mm/min.
3). Schiltest
Volgens methode A van GB 8808-1988 "Peel Test Method for Soft Composite Plastic Materials" (Peeltestmethode voor zachte composietkunststoffen) wordt een monster gesneden met een breedte van 15 ± 0,1 mm en een lengte van 150 mm. Neem 5 monsters, zowel horizontaal als verticaal. Pel de composietlaag eerst af in de lengterichting van het monster, plaats deze in de XLW (PC) intelligente elektronische trekbank en test de pelkracht met 300 mm/min.
4). Test op hitteafdichtingssterkte
Volgens GB/T 2358-1998 "Testmethode voor hitteafdichtingssterkte van plastic folieverpakkingszakken" snijdt u een 15 mm breed monster af bij het hitteafdichtingsgedeelte van het monster, opent u het 180° en klemt u beide uiteinden van het monster vast op de XLW (PC) intelligent. Op een elektronische trekbank wordt de maximale belasting getest met een snelheid van 300 mm/min en wordt de valsnelheid berekend met behulp van de formule voor diëlektrische hogetemperatuurbestendigheid in GB/T 10004-2008.
Samenvatten
Consumenten geven steeds vaker de voorkeur aan retortbestendige verpakte voedingsmiddelen vanwege het gemak bij het eten en bewaren. Om de kwaliteit van de inhoud effectief te behouden en bederf te voorkomen, moet elke stap in het productieproces van retortzakken met hoge temperatuur strikt worden bewaakt en redelijkerwijs worden gecontroleerd.
1. Hittebestendige kookzakken moeten gemaakt zijn van geschikte materialen, gebaseerd op de inhoud en het productieproces. Zo wordt bijvoorbeeld CPP over het algemeen gekozen als binnenste afsluitlaag van hittebestendige kookzakken. Wanneer zakken met AL-lagen worden gebruikt voor het verpakken van zure en alkalische inhoud, moet een PA-composietlaag tussen AL en CPP worden toegevoegd om de zuur- en alkalibestendigheid te verhogen. De krimp moet consistent of vergelijkbaar zijn om kromtrekken of zelfs delaminatie van het materiaal na het koken te voorkomen, omdat de krimpeigenschappen niet goed op elkaar zijn afgestemd.
2. Controleer het composietproces op een redelijke manier. Hittebestendige retortzakken maken meestal gebruik van een droge compounderingsmethode. Tijdens het productieproces van retortfolie is het noodzakelijk om de juiste lijm en een goed lijmproces te selecteren en de uithardingsomstandigheden op een redelijke manier te controleren om ervoor te zorgen dat de hoofdbestanddelen van de lijm en het uithardingsmiddel volledig reageren.
3. Hogetemperatuurbestendigheid is het zwaarste proces in het verpakkingsproces van hogetemperatuurretortzakken. Om problemen met de batchkwaliteit te voorkomen, moeten hogetemperatuurretortzakken vóór gebruik en tijdens de productie worden getest en geïnspecteerd op basis van de werkelijke productieomstandigheden. Controleer of de verpakking er na het koken plat, gekreukt, gebladderd of vervormd uitziet, of er sprake is van delaminatie of lekkage, en of de afnamesnelheid van de fysieke eigenschappen (treksterkte, pelsterkte, hittelassterkte) voldoet aan de eisen, enz.
Plaatsingstijd: 18-01-2024
