Filme plástico composto é um material de embalagem comumente utilizado para embalagens resistentes à retorta. A esterilização por calor e por retorta é um processo importante para embalar alimentos em retorta de alta temperatura. No entanto, as propriedades físicas dos filmes plásticos compostos são propensas à deterioração térmica após o aquecimento, resultando em materiais de embalagem não qualificados. Este artigo analisa problemas comuns após o cozimento de sacos plásticos para retorta de alta temperatura e apresenta seus métodos de teste de desempenho físico, na esperança de ter importância como guia para a produção real.
As embalagens retorta resistentes a altas temperaturas são um tipo de embalagem comumente utilizado para carnes, produtos de soja e outros alimentos prontos para consumo. Geralmente, são embaladas a vácuo e podem ser armazenadas em temperatura ambiente após serem aquecidas e esterilizadas em alta temperatura (100 a 135 °C). Alimentos embalados em embalagens retorta resistentes a altas temperaturas são fáceis de transportar, prontos para consumo após a abertura da embalagem, higiênicos e práticos, além de conservarem bem o sabor dos alimentos, sendo muito apreciados pelos consumidores. Dependendo do processo de esterilização e dos materiais de embalagem, a vida útil das embalagens retorta resistentes a altas temperaturas varia de seis meses a dois anos.
O processo de embalagem de alimentos de retorta inclui a fabricação de sacos, ensacamento, aspiração, selagem a quente, inspeção, esterilização por cozimento e aquecimento, secagem e resfriamento, e embalagem. A esterilização por cozimento e aquecimento é o processo central de todo o processo. No entanto, ao embalar sacos feitos de materiais poliméricos – plásticos – o movimento da cadeia molecular se intensifica após o aquecimento, e as propriedades físicas do material são propensas à atenuação térmica. Este artigo analisa problemas comuns após o cozimento de sacos de retorta de alta temperatura e apresenta seus métodos de teste de desempenho físico.
1. Análise de problemas comuns com sacos de embalagem resistentes à retorta
Alimentos retortados de alta temperatura são embalados, aquecidos e esterilizados juntamente com os materiais de embalagem. Para atingir altas propriedades físicas e boas propriedades de barreira, as embalagens retortadas são feitas de uma variedade de materiais de base. Os materiais comumente utilizados incluem PA, PET, AL e CPP. As estruturas comumente utilizadas possuem duas camadas de filmes compostos, com os seguintes exemplos (BOPA/CPP, PET/CPP), filmes compostos de três camadas (como PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) e filmes compostos de quatro camadas (como PET/PA/AL/CPP). Na produção real, os problemas de qualidade mais comuns são rugas, sacos rompidos, vazamento de ar e odor após o cozimento:
1) Geralmente, existem três tipos de enrugamento em sacos de embalagem: rugas horizontais, verticais ou irregulares no material de base da embalagem; rugas e rachaduras em cada camada composta e nivelamento deficiente; encolhimento do material de base da embalagem e encolhimento da camada composta e de outras camadas compostas, separadas e listradas. Os sacos quebrados são divididos em dois tipos: ruptura direta e enrugamento seguido de ruptura.
2) A delaminação refere-se ao fenômeno de separação das camadas compostas dos materiais de embalagem. A delaminação leve se manifesta como protuberâncias em forma de listras nas partes tensionadas da embalagem, reduzindo a resistência ao descolamento, podendo até mesmo ser levemente rasgada manualmente. Em casos graves, a camada composta da embalagem é separada em uma grande área após o cozimento. Se ocorrer delaminação, o fortalecimento sinérgico das propriedades físicas entre as camadas compostas do material de embalagem desaparecerá, e as propriedades físicas e de barreira cairão significativamente, impossibilitando o cumprimento dos requisitos de prazo de validade, muitas vezes causando maiores perdas para a empresa.
3) Pequenos vazamentos de ar geralmente têm um período de incubação relativamente longo e não são fáceis de detectar durante o cozimento. Durante a circulação e o armazenamento do produto, o grau de vácuo do produto diminui e o ar aparece claramente na embalagem. Portanto, esse problema de qualidade frequentemente afeta um grande número de produtos. Os produtos têm um impacto maior. A ocorrência de vazamentos de ar está intimamente relacionada à fraca vedação térmica e à baixa resistência à perfuração do saco de retorta.
4) O odor após o cozimento também é um problema comum de qualidade. O odor peculiar que surge após o cozimento está relacionado ao excesso de resíduos de solventes nos materiais de embalagem ou à seleção inadequada do material. Se o filme de PE for usado como camada de vedação interna de sacos de cozimento para altas temperaturas acima de 120°C, o filme de PE estará sujeito a odores em altas temperaturas. Portanto, o RCPP é geralmente selecionado como camada interna de sacos de cozimento para altas temperaturas.
2. Métodos de teste para propriedades físicas de embalagens resistentes à retorta
Os fatores que levam aos problemas de qualidade das embalagens resistentes à retorta são relativamente complexos e envolvem diversos aspectos, como matérias-primas da camada composta, adesivos, tintas, controle do processo de fabricação de compósitos e sacos, e processos de retorta. Para garantir a qualidade da embalagem e a vida útil dos alimentos, é necessário realizar testes de resistência ao cozimento nos materiais de embalagem.
A norma nacional aplicável a sacos de embalagem resistentes à retorta é GB/T10004-2008 “Plastic Composite Film for Packaging, Bag Dry Lamination, Extrusion Lamination”, que é baseada em JIS Z 1707-1997 “General Principles of Plastic Films for Food Packaging” Formulada para substituir GB/T 10004-1998 “Retort Resistant Composite Films and Bags” e GB/T10005-1998 “Biaxially Oriented Polypropylene Film/Low Density Composite Film and Bags”. GB/T 10004-2008 inclui várias propriedades físicas e indicadores de resíduos de solvente para filmes e sacos de embalagem resistentes à retorta, e exige que os sacos de embalagem resistentes à retorta sejam testados para resistência a meios de alta temperatura. O método consiste em encher os sacos de embalagem resistentes à retorta com 4% de ácido acético, 1% de sulfeto de sódio, 5% de cloreto de sódio e óleo vegetal, depois exaurir e selar, aquecer e pressurizar em uma panela de alta pressão a 121 °C por 40 minutos e resfriar enquanto a pressão permanece inalterada. Em seguida, são testados sua aparência, resistência à tração, alongamento, força de descolamento e resistência à selagem a quente, e a taxa de declínio é utilizada para avaliá-los. A fórmula é a seguinte:
R=（AB）/A×100
Na fórmula, R é a taxa de declínio (%) dos itens testados, A é o valor médio dos itens testados antes do ensaio em meio resistente a altas temperaturas; B é o valor médio dos itens testados após o ensaio em meio resistente a altas temperaturas. Os requisitos de desempenho são: "Após o ensaio de resistência dielétrica a altas temperaturas, os produtos com temperatura de serviço igual ou superior a 80 °C não devem apresentar delaminação, danos, deformações óbvias dentro ou fora da embalagem, e devem apresentar diminuição na força de descolamento, força de tração, deformação nominal na ruptura e resistência à selagem a quente. A taxa deve ser ≤ 30%".
3. Teste de propriedades físicas de sacos de embalagem resistentes à retorta
O teste real na máquina pode detectar com mais precisão o desempenho geral da embalagem resistente à retorta. No entanto, esse método não só consome tempo, como também é limitado pelo plano de produção e pelo número de testes. Apresenta baixa operabilidade, grande desperdício e alto custo. Através do teste de retorta, para detectar propriedades físicas como propriedades de tração, resistência à remoção e resistência à selagem a quente antes e depois da retorta, a qualidade da resistência à retorta do saco retorta pode ser avaliada de forma abrangente. Os testes de cozimento geralmente utilizam dois tipos de conteúdo real e materiais simulados. O teste de cozimento com conteúdo real pode ser o mais próximo possível da situação real de produção e pode efetivamente impedir que embalagens não qualificadas entrem na linha de produção em lotes. Para fábricas de materiais de embalagem, simuladores são usados para testar a resistência dos materiais de embalagem durante o processo de produção e antes do armazenamento. Testar o desempenho do cozimento é mais prático e operacional. O autor apresenta o método de teste de desempenho físico de sacos de embalagem resistentes à retorta, enchendo-os com líquidos de simulação de alimentos de três fabricantes diferentes e realizando testes de vapor e fervura, respectivamente. O processo de teste é o seguinte:
1). Teste de culinária
Instrumentos: Panela de cozimento de alta temperatura com contrapressão segura e inteligente, testador de selagem térmica HST-H3
Etapas do teste: Adicione cuidadosamente 4% de ácido acético ao saco da retorta, preenchendo dois terços do volume. Tenha cuidado para não contaminar o lacre, para não afetar a solidez da vedação. Após o enchimento, sele os sacos de cozimento com HST-H3 e prepare um total de 12 amostras. Durante a selagem, o ar no saco deve ser expelido o máximo possível para evitar que a expansão do ar durante o cozimento afete os resultados do teste.
Coloque a amostra selada na panela para iniciar o teste. Ajuste a temperatura de cozimento para 121 °C, o tempo de cozimento para 40 minutos, cozinhe 6 amostras no vapor e ferva 6 amostras. Durante o teste de cozimento, preste muita atenção às mudanças na pressão do ar e na temperatura na panela para garantir que a temperatura e a pressão sejam mantidas dentro da faixa definida.
Após a conclusão do teste, deixe esfriar à temperatura ambiente, retire-o e observe se há sacos rompidos, rugas, delaminação, etc. Após o teste, as superfícies das amostras de 1# e 2# estavam lisas após o cozimento e não havia delaminação. A superfície da amostra de 3# não estava muito lisa após o cozimento, e as bordas estavam deformadas em vários graus.
2). Comparação das propriedades de tração
Antes e depois do cozimento, retire os sacos de embalagem, corte 5 amostras retangulares de 15 mm × 150 mm na direção transversal e 150 mm na direção longitudinal e condicione-as por 4 horas em um ambiente de 23 ± 2 ℃ e 50 ± 10% UR. A máquina eletrônica inteligente de ensaio de tração XLW (PC) foi utilizada para testar a força de ruptura e o alongamento na ruptura sob a condição de 200 mm/min.
3) Teste de descascamento
De acordo com o método A da norma GB 8808-1988 "Método de Ensaio de Descascamento para Materiais Plásticos Compostos Macios", corte uma amostra com largura de 15 ± 0,1 mm e comprimento de 150 mm. Colete 5 amostras nas direções horizontal e vertical. Pré-descasque a camada composta ao longo do comprimento da amostra, carregue-a na máquina de ensaio de tração eletrônica inteligente XLW (PC) e teste a força de descolamento a 300 mm/min.
4). Teste de resistência à selagem a quente
De acordo com GB/T 2358-1998 “Método de teste para resistência à selagem a quente de sacos de embalagem de filme plástico”, corte uma amostra de 15 mm de largura na parte de selagem a quente da amostra, abra-a a 180° e prenda ambas as extremidades da amostra no XLW (PC) inteligente. Em uma máquina de teste de tração eletrônica, a carga máxima é testada a uma velocidade de 300 mm/min, e a taxa de queda é calculada usando a fórmula dielétrica de resistência a alta temperatura em GB/T 10004-2008.
Resumir
Alimentos embalados resistentes à retorta são cada vez mais procurados pelos consumidores devido à sua praticidade no consumo e armazenamento. Para manter a qualidade do conteúdo e evitar a deterioração dos alimentos, cada etapa do processo de produção da embalagem retorta para alta temperatura precisa ser rigorosamente monitorada e controlada de forma razoável.
1. Os sacos de cozimento resistentes a altas temperaturas devem ser feitos de materiais apropriados, de acordo com o conteúdo e o processo de produção. Por exemplo, o CPP é geralmente selecionado como camada de vedação interna para sacos de cozimento resistentes a altas temperaturas; quando sacos de embalagem contendo camadas de AL são usados para embalar conteúdos ácidos e alcalinos, uma camada composta de PA deve ser adicionada entre AL e CPP para aumentar a resistência à permeabilidade a ácidos e álcalis; a retração térmica de cada camada composta deve ser consistente ou similar para evitar deformações ou mesmo delaminação do material após o cozimento devido à má correspondência das propriedades de retração térmica.
2. Controle razoavelmente o processo de composição. Sacos de retorta resistentes a altas temperaturas utilizam principalmente o método de composição a seco. No processo de produção de filme de retorta, é necessário selecionar o adesivo apropriado e um bom processo de colagem, além de controlar razoavelmente as condições de cura para garantir que o agente principal do adesivo e o agente de cura reajam completamente.
3. A resistência ao meio de alta temperatura é o processo mais rigoroso no processo de embalagem de sacos de retorta de alta temperatura. Para reduzir a ocorrência de problemas de qualidade do lote, os sacos de retorta de alta temperatura devem ser testados e inspecionados com base nas condições reais de produção antes do uso e durante a produção. Verifique se a aparência da embalagem após o cozimento está plana, enrugada, com bolhas, deformada, se há delaminação ou vazamento, se a taxa de declínio das propriedades físicas (propriedades de tração, resistência à remoção, resistência à selagem a quente) atende aos requisitos, etc.
Horário da publicação: 18/01/2024
