Folia kompozytowa z tworzywa sztucznego jest powszechnie stosowanym materiałem opakowaniowym do pakowania odpornego na retortowanie. Sterylizacja retortowa i cieplna to ważny proces pakowania żywności poddanej retortowaniu w wysokiej temperaturze. Jednak właściwości fizyczne folii kompozytowych z tworzywa sztucznego są podatne na rozkład termiczny po podgrzaniu, co skutkuje niekwalifikowanymi materiałami opakowaniowymi. W tym artykule analizuje się typowe problemy po gotowaniu torebek poddawanych retortowaniu w wysokiej temperaturze i przedstawia metody testowania ich wydajności fizycznej, mając nadzieję, że będą miały znaczenie dla rzeczywistej produkcji.
Odporne na wysoką temperaturę torebki do pakowania w retorcie to forma pakowania powszechnie stosowana do mięsa, produktów sojowych i innych gotowych produktów spożywczych. Zazwyczaj są pakowane próżniowo i mogą być przechowywane w temperaturze pokojowej po podgrzaniu i sterylizacji w wysokiej temperaturze (100~135°C). Odporna na retortę żywność pakowana jest łatwa do przenoszenia, gotowa do spożycia po otwarciu torebki, higieniczna i wygodna, a także dobrze zachowuje smak żywności, dlatego jest bardzo lubiana przez konsumentów. W zależności od procesu sterylizacji i materiałów opakowaniowych okres przydatności do spożycia produktów opakowaniowych odpornych na retortę wynosi od pół roku do dwóch lat.
Proces pakowania żywności poddanej obróbce termicznej obejmuje wytwarzanie torebek, pakowanie, pakowanie próżniowe, zgrzewanie, inspekcję, gotowanie i sterylizację termiczną, suszenie i chłodzenie oraz pakowanie. Gotowanie i sterylizacja termiczna stanowią podstawowy proces całego procesu. Jednak podczas pakowania torebek wykonanych z materiałów polimerowych – tworzyw sztucznych – ruch łańcucha molekularnego nasila się po podgrzaniu, a właściwości fizyczne materiału są podatne na osłabienie termiczne. W tym artykule przeanalizowano typowe problemy występujące po gotowaniu torebek poddanych obróbce termicznej w wysokiej temperaturze i przedstawiono metody testowania ich wydajności fizycznej.
1. Analiza typowych problemów z opakowaniami odpornymi na retortowanie
Żywność poddana retortowaniu w wysokiej temperaturze jest pakowana, a następnie podgrzewana i sterylizowana razem z materiałami opakowaniowymi. Aby uzyskać wysokie właściwości fizyczne i dobre właściwości barierowe, opakowania odporne na retortowanie są wykonane z różnych materiałów bazowych. Do powszechnie stosowanych materiałów należą PA, PET, AL i CPP. Powszechnie stosowane struktury mają dwie warstwy folii kompozytowych, z następującymi przykładami (BOPA/CPP, PET/CPP), trzywarstwową folię kompozytową (taką jak PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) i czterowarstwową folię kompozytową (taką jak PET/PA/AL/CPP). W rzeczywistej produkcji najczęstszymi problemami jakościowymi są zmarszczki, uszkodzone worki, nieszczelność powietrza i zapach po gotowaniu:
1). Istnieją trzy rodzaje zagnieceń w workach opakowaniowych: poziome, pionowe lub nieregularne zagniecenia na materiale bazowym opakowania; zagniecenia i pęknięcia na każdej warstwie kompozytowej i słaba płaskość; kurczenie się materiału bazowego opakowania oraz kurczenie się warstwy kompozytowej i innych warstw kompozytowych Oddzielne, paskowane. Złamane worki dzielą się na dwa typy: bezpośrednie pękanie i marszczenie, a następnie pękanie.
2). Delaminacja odnosi się do zjawiska, w którym warstwy kompozytowe materiałów opakowaniowych są od siebie oddzielone. Nieznaczne rozwarstwienie objawia się w postaci pasiastych wybrzuszeń w naprężonych częściach opakowania, a wytrzymałość na odrywanie jest zmniejszona i może nawet zostać delikatnie rozerwana ręcznie. W poważnych przypadkach warstwa kompozytowa opakowania jest oddzielana na dużym obszarze po ugotowaniu. Jeśli wystąpi rozwarstwienie, synergistyczne wzmocnienie właściwości fizycznych między warstwami kompozytowymi materiału opakowaniowego zniknie, a właściwości fizyczne i właściwości barierowe znacznie spadną, uniemożliwiając spełnienie wymagań dotyczących okresu przydatności do spożycia, co często powoduje większe straty dla przedsiębiorstwa.
3). Niewielki wyciek powietrza ma zazwyczaj stosunkowo długi okres inkubacji i nie jest łatwy do wykrycia podczas gotowania. Podczas cyrkulacji i przechowywania produktu stopień próżni produktu zmniejsza się, a w opakowaniu pojawia się wyraźne powietrze. Dlatego ten problem jakościowy często dotyczy dużej liczby produktów. produkty mają większy wpływ. Występowanie wycieku powietrza jest ściśle związane ze słabym zgrzewaniem i słabą odpornością na przebicie worka retortowego.
4). Zapach po gotowaniu jest również powszechnym problemem jakościowym. Specyficzny zapach, który pojawia się po gotowaniu, jest związany z nadmiarem pozostałości rozpuszczalnika w materiałach opakowaniowych lub niewłaściwym doborem materiałów. Jeśli folia PE jest używana jako wewnętrzna warstwa uszczelniająca torebek do gotowania w wysokiej temperaturze powyżej 120°, folia PE jest podatna na zapach w wysokich temperaturach. Dlatego RCPP jest zazwyczaj wybierany jako wewnętrzna warstwa torebek do gotowania w wysokiej temperaturze.
2. Metody badania właściwości fizycznych opakowań odpornych na retortowanie
Czynniki prowadzące do problemów jakościowych opakowań odpornych na retortowanie są stosunkowo złożone i obejmują wiele aspektów, takich jak surowce warstw kompozytowych, kleje, tusze, kontrola procesu produkcji kompozytów i toreb oraz procesy retortowania. Aby zapewnić jakość opakowań i trwałość żywności, konieczne jest przeprowadzenie testów odporności na gotowanie materiałów opakowaniowych.
Krajowa norma obowiązująca dla odpornych na retortowanie toreb opakowaniowych to GB/T10004-2008 „Plastic Composite Folia do pakowania, laminowanie suchych toreb, laminowanie ekstruzyjne”, która opiera się na JIS Z 1707-1997 „General Principles of Plastic Folias for Food Packaging” opracowanej w celu zastąpienia GB/T 10004-1998 „Retort Resistant Composite Folie i torby” oraz GB/T10005-1998 „Biaxially Oriented Polypropylene Folie/Low Density Polyethylene Composite Folie i torby”. GB/T 10004-2008 obejmuje różne właściwości fizyczne i wskaźniki pozostałości rozpuszczalników dla odpornych na retortowanie folii i toreb opakowaniowych i wymaga, aby odporne na retortowanie torby opakowaniowe były testowane pod kątem odporności na media o wysokiej temperaturze. Metoda polega na napełnieniu odpornych na retortowanie worków opakowaniowych 4% kwasem octowym, 1% siarczkiem sodu, 5% chlorkiem sodu i olejem roślinnym, a następnie odpowietrzeniu i uszczelnieniu, podgrzaniu i sprężeniu w garnku wysokociśnieniowym w temperaturze 121°C przez 40 minut i schłodzeniu, podczas gdy ciśnienie pozostaje niezmienione. Następnie testuje się wygląd, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, siłę odrywania i wytrzymałość na zgrzewanie, a do oceny używa się szybkości spadku. Wzór jest następujący:
R=（AB）/A×100
We wzorze R to wskaźnik spadku (%) testowanych przedmiotów, A to średnia wartość testowanych przedmiotów przed testem medium odpornego na wysoką temperaturę; B to średnia wartość testowanych przedmiotów po teście medium odpornego na wysoką temperaturę. Wymagania dotyczące wydajności są następujące: „Po teście rezystancji dielektrycznej w wysokiej temperaturze produkty o temperaturze użytkowania 80°C lub wyższej nie powinny mieć rozwarstwienia, uszkodzeń, widocznych odkształceń wewnątrz lub na zewnątrz torby oraz spadku siły odrywania, siły odrywania, nominalnego odkształcenia przy zerwaniu i wytrzymałości na zgrzewanie. Wskaźnik powinien wynosić ≤30%”.
3. Badanie właściwości fizycznych opakowań odpornych na retortowanie
Rzeczywisty test na maszynie może najdokładniej wykryć ogólną wydajność opakowania odpornego na retortowanie. Jednak ta metoda jest nie tylko czasochłonna, ale również ograniczona przez plan produkcji i liczbę testów. Ma słabą funkcjonalność, duże odpady i wysokie koszty. Poprzez test retortowy w celu wykrycia właściwości fizycznych, takich jak właściwości rozciągające, wytrzymałość na odrywanie, wytrzymałość zgrzewania przed i po retortowaniu, jakość odporności retortowej worka retortowego może być kompleksowo oceniona. Testy gotowania zazwyczaj wykorzystują dwa rodzaje rzeczywistych zawartości i symulowanych materiałów. Test gotowania z wykorzystaniem rzeczywistych zawartości może być jak najbardziej zbliżony do rzeczywistej sytuacji produkcyjnej i może skutecznie zapobiec wprowadzaniu niekwalifikowanych opakowań na linię produkcyjną w partiach. W przypadku fabryk materiałów opakowaniowych, symulanty są używane do testowania odporności materiałów opakowaniowych podczas procesu produkcji i przed przechowywaniem. Testowanie wydajności gotowania jest bardziej praktyczne i wykonalne. Autor przedstawia metodę testowania wydajności fizycznej worków opakowaniowych odpornych na retortowanie poprzez napełnianie ich płynami symulującymi żywność od trzech różnych producentów i przeprowadzanie odpowiednio testów gotowania na parze i wrzenia. Proces testowy wygląda następująco:
1) Test gotowania
Przyrządy: Bezpieczny i inteligentny garnek do gotowania w wysokiej temperaturze z przeciwciśnieniem, tester zgrzewania HST-H3
Kroki testu: Ostrożnie wlej 4% kwasu octowego do worka retortowego do dwóch trzecich objętości. Uważaj, aby nie zanieczyścić uszczelnienia, aby nie wpłynąć na trwałość uszczelnienia. Po napełnieniu uszczelnij worki do gotowania za pomocą HST-H3 i przygotuj łącznie 12 próbek. Podczas uszczelniania należy jak najbardziej usunąć powietrze z worka, aby zapobiec wpływowi rozszerzania się powietrza podczas gotowania na wyniki testu.
Umieść zapieczętowaną próbkę w garnku, aby rozpocząć test. Ustaw temperaturę gotowania na 121°C, czas gotowania na 40 minut, ugotuj na parze 6 próbek i zagotuj 6 próbek. Podczas testu gotowania zwracaj szczególną uwagę na zmiany ciśnienia powietrza i temperatury w garnku, aby upewnić się, że temperatura i ciśnienie są utrzymywane w ustawionym zakresie.
Po zakończeniu testu ostudź do temperatury pokojowej, wyjmij i sprawdź, czy nie ma pękniętych torebek, zmarszczek, rozwarstwień itp. Po teście powierzchnie próbek 1# i 2# były gładkie po ugotowaniu i nie było rozwarstwień. Powierzchnia próbki 3# nie była zbyt gładka po ugotowaniu, a krawędzie były w różnym stopniu zdeformowane.
2) Porównanie właściwości rozciągających
Wyjmij torebki do pakowania przed i po gotowaniu, wytnij 5 prostokątnych próbek o wymiarach 15 mm x 150 mm w kierunku poprzecznym i 150 mm w kierunku wzdłużnym, a następnie poddaj je warunkowaniu przez 4 godziny w środowisku o temperaturze 23 ± 2℃ i wilgotności względnej 50 ± 10%. Do sprawdzenia siły zrywającej i wydłużenia przy zerwaniu w warunkach 200 mm/min użyto inteligentnej elektronicznej maszyny do badania wytrzymałości na rozciąganie XLW (PC).
3). Test odrywania
Zgodnie z metodą A GB 8808-1988 „Metoda testu odrywania miękkich materiałów kompozytowych z tworzyw sztucznych” wytnij próbkę o szerokości 15 ± 0,1 mm i długości 150 mm. Pobierz po 5 próbek w kierunku poziomym i pionowym. Wstępnie oderwij warstwę kompozytową wzdłuż kierunku długości próbki, załaduj ją do inteligentnej elektronicznej maszyny do badania wytrzymałości na rozciąganie XLW (PC) i przetestuj siłę odrywania przy 300 mm/min.
4). Badanie wytrzymałości zgrzewania
Zgodnie z GB/T 2358-1998 „Metoda badania wytrzymałości zgrzewania cieplnego torebek foliowych z tworzywa sztucznego” odetnij próbkę o szerokości 15 mm w miejscu zgrzewania cieplnego, otwórz ją pod kątem 180° i zaciśnij oba końce próbki na inteligentnym XLW (PC). Na elektronicznej maszynie do wytrzymałości na rozciąganie maksymalne obciążenie jest testowane przy prędkości 300 mm/min, a szybkość spadania jest obliczana przy użyciu wzoru na odporność dielektryczną w wysokiej temperaturze w GB/T 10004-2008.
Streszczać
Produkty spożywcze pakowane odporne na retortowanie są coraz częściej preferowane przez konsumentów ze względu na wygodę spożywania i przechowywania. Aby skutecznie utrzymać jakość zawartości i zapobiec pogorszeniu się jakości żywności, każdy etap procesu produkcji torebek retortowych w wysokiej temperaturze musi być ściśle monitorowany i rozsądnie kontrolowany.
1. Odporne na wysoką temperaturę worki do gotowania powinny być wykonane z odpowiednich materiałów w oparciu o zawartość i proces produkcji. Na przykład, CPP jest zazwyczaj wybierany jako wewnętrzna warstwa uszczelniająca worków do gotowania odpornych na wysoką temperaturę; gdy worki opakowaniowe zawierające warstwy AL są używane do pakowania zawartości kwaśnej i zasadowej, należy dodać warstwę kompozytową PA pomiędzy AL i CPP w celu zwiększenia odporności na przepuszczalność kwasów i zasad; każda warstwa kompozytowa Skurcz cieplny powinien być stały lub podobny, aby uniknąć odkształceń lub nawet rozwarstwienia materiału po gotowaniu z powodu złego dopasowania właściwości skurczu cieplnego.
2. Rozsądnie kontroluj proces kompozytowy. Odporne na wysoką temperaturę worki retortowe wykorzystują głównie metodę suchego mieszania. W procesie produkcji folii retortowej konieczne jest wybranie odpowiedniego kleju i dobrego procesu klejenia oraz rozsądne kontrolowanie warunków utwardzania, aby zapewnić, że główny czynnik kleju i czynnik utwardzający w pełni zareagują.
3. Odporność na wysokie temperatury jest najtrudniejszym procesem w procesie pakowania torebek do retortowania w wysokiej temperaturze. Aby zmniejszyć występowanie problemów z jakością partii, torby do retortowania w wysokiej temperaturze muszą być testowane i sprawdzane w oparciu o rzeczywiste warunki produkcji przed użyciem i w trakcie produkcji. Sprawdź, czy wygląd opakowania po gotowaniu jest płaski, pomarszczony, pęcherzony, zdeformowany, czy występuje rozwarstwienie lub przeciek, czy szybkość spadku właściwości fizycznych (właściwości rozciągające, wytrzymałość na odrywanie, wytrzymałość na zgrzewanie) spełnia wymagania itp.
Czas publikacji: 18-01-2024
