การแนะนำปัญหาทั่วไปและวิธีการตรวจจับของบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการรีทอร์ต

ฟิล์มคอมโพสิตพลาสติกเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่นิยมใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการฆ่าเชื้อด้วยเครื่องรีทอร์ท การฆ่าเชื้อด้วยเครื่องรีทอร์ทและการให้ความร้อนเป็นกระบวนการที่สำคัญสำหรับการบรรจุอาหารที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยเครื่องรีทอร์ทที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกายภาพของฟิล์มคอมโพสิตพลาสติกมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนหลังจากได้รับความร้อน ส่งผลให้วัสดุบรรจุภัณฑ์ไม่ได้มาตรฐาน บทความนี้วิเคราะห์ปัญหาทั่วไปหลังจากปรุงถุงรีทอร์ทที่อุณหภูมิสูง และแนะนำวิธีการทดสอบประสิทธิภาพทางกายภาพ โดยหวังว่าจะมีความสำคัญในการเป็นแนวทางสำหรับการผลิตจริง

บรรจุภัณฑ์แบบรีทอร์ทที่ทนต่ออุณหภูมิสูงเป็นรูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์จากถั่วเหลือง และผลิตภัณฑ์อาหารสำเร็จรูปอื่นๆ โดยทั่วไปจะบรรจุในถุงสูญญากาศและสามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องได้หลังจากผ่านการให้ความร้อนและฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูง (100~135°C) อาหารบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อรีทอร์ทนั้นพกพาสะดวก พร้อมรับประทานหลังจากเปิดถุง ถูกสุขอนามัยและสะดวกสบาย และสามารถรักษารสชาติของอาหารได้ดี จึงทำให้ผู้บริโภคชื่นชอบเป็นอย่างยิ่ง อายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อรีทอร์ทนั้นอยู่ระหว่างครึ่งปีถึงสองปี ขึ้นอยู่กับกระบวนการฆ่าเชื้อและวัสดุบรรจุภัณฑ์

กระบวนการบรรจุอาหารด้วยเครื่องฆ่าเชื้อ ได้แก่ การทำถุง การบรรจุถุง การดูดสูญญากาศ การปิดผนึกด้วยความร้อน การตรวจสอบ การปรุงอาหารและการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน การทำให้แห้งและการทำให้เย็น และการบรรจุ การปรุงอาหารและการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนเป็นกระบวนการหลักของกระบวนการทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เมื่อถุงบรรจุที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์ เช่น พลาสติก การเคลื่อนไหวของห่วงโซ่โมเลกุลจะรุนแรงขึ้นหลังจากได้รับความร้อน และคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุจะมีแนวโน้มที่จะลดทอนลงเนื่องจากความร้อน บทความนี้จะวิเคราะห์ปัญหาทั่วไปหลังจากการปรุงอาหารของถุงฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูง และแนะนำวิธีการทดสอบประสิทธิภาพทางกายภาพของถุงเหล่านี้

1. การวิเคราะห์ปัญหาทั่วไปของถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนทานต่อปฏิกิริยารีทอร์ต
อาหารที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสูงจะถูกบรรจุหีบห่อ จากนั้นจึงให้ความร้อนและฆ่าเชื้อพร้อมกับวัสดุบรรจุภัณฑ์ เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพสูงและคุณสมบัติการกั้นที่ดี บรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนจะทำจากวัสดุฐานที่หลากหลาย วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ PA, PET, AL และ CPP โครงสร้างที่ใช้กันทั่วไปประกอบด้วยฟิล์มคอมโพสิตสองชั้น โดยมีตัวอย่างดังต่อไปนี้ (BOPA/CPP, PET/CPP), ฟิล์มคอมโพสิตสามชั้น (เช่น PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) และฟิล์มคอมโพสิตสี่ชั้น (เช่น PET/PA/AL/CPP) ในการผลิตจริง ปัญหาคุณภาพที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ รอยยับ ถุงแตก การรั่วไหลของอากาศ และกลิ่นหลังจากการปรุงอาหาร:

1) โดยทั่วไปถุงบรรจุภัณฑ์จะมีรอยย่น 3 แบบ คือ รอยย่นแนวนอน แนวตั้ง หรือไม่สม่ำเสมอบนวัสดุฐานบรรจุภัณฑ์ รอยย่นและรอยแตกร้าวบนชั้นคอมโพสิตแต่ละชั้นและความเรียบที่ไม่เรียบ การหดตัวของวัสดุฐานบรรจุภัณฑ์ และการหดตัวของชั้นคอมโพสิตและชั้นคอมโพสิตอื่นๆ แยกจากกัน เป็นลาย ถุงที่แตกจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ แตกโดยตรงและรอยย่นแล้วแตก

2) การแยกชั้นหมายถึงปรากฏการณ์ที่ชั้นคอมโพสิตของวัสดุบรรจุภัณฑ์แยกออกจากกัน การแยกชั้นเล็กน้อยจะปรากฏเป็นรอยนูนคล้ายแถบในส่วนที่รับแรงของบรรจุภัณฑ์ และความแข็งแรงในการลอกจะลดลง และอาจฉีกออกด้วยมือเบาๆ ในกรณีร้ายแรง ชั้นคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์จะถูกแยกออกในพื้นที่ขนาดใหญ่หลังจากการปรุงอาหาร หากเกิดการแยกชั้น การเสริมความแข็งแกร่งร่วมกันของคุณสมบัติทางกายภาพระหว่างชั้นคอมโพสิตของวัสดุบรรจุภัณฑ์จะหายไป และคุณสมบัติทางกายภาพและคุณสมบัติของการกั้นจะลดลงอย่างมาก ทำให้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการอายุการเก็บรักษาได้ ซึ่งมักทำให้บริษัทสูญเสียมากขึ้น

3) การรั่วไหลของอากาศเล็กน้อยโดยทั่วไปจะมีระยะเวลาฟักตัวค่อนข้างนานและไม่ง่ายที่จะตรวจจับได้ในระหว่างการปรุงอาหาร ในระหว่างช่วงการหมุนเวียนและการจัดเก็บผลิตภัณฑ์ ระดับสูญญากาศของผลิตภัณฑ์จะลดลงและอากาศที่ชัดเจนจะปรากฏขึ้นในบรรจุภัณฑ์ ดังนั้น ปัญหาด้านคุณภาพนี้มักเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์จำนวนมาก ผลิตภัณฑ์มีผลกระทบมากขึ้น การเกิดการรั่วไหลของอากาศมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการปิดผนึกด้วยความร้อนที่อ่อนแอและความต้านทานการเจาะที่ไม่ดีของถุงรีทอร์ต

4) กลิ่นหลังจากการปรุงอาหารก็เป็นปัญหาด้านคุณภาพที่พบบ่อยเช่นกัน กลิ่นที่แปลกประหลาดที่ปรากฏหลังจากการปรุงอาหารนั้นเกี่ยวข้องกับตัวทำละลายตกค้างมากเกินไปในวัสดุบรรจุภัณฑ์หรือการเลือกวัสดุที่ไม่เหมาะสม หากใช้ฟิล์ม PE เป็นชั้นปิดผนึกด้านในของถุงปรุงอาหารอุณหภูมิสูงที่สูงกว่า 120° ฟิล์ม PE จะมีแนวโน้มที่จะส่งกลิ่นเมื่ออุณหภูมิสูง ดังนั้น โดยทั่วไปจึงเลือก RCPP เป็นชั้นด้านในของถุงปรุงอาหารอุณหภูมิสูง

2. วิธีทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของบรรจุภัณฑ์ที่ทนทานต่อปฏิกิริยารีทอร์ต
ปัจจัยที่นำไปสู่ปัญหาด้านคุณภาพของบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการหมักนั้นค่อนข้างซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับหลายแง่มุม เช่น วัตถุดิบชั้นคอมโพสิต กาว หมึก การควบคุมกระบวนการทำคอมโพสิตและถุง และกระบวนการหมัก เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของบรรจุภัณฑ์และอายุการเก็บรักษาอาหาร จึงจำเป็นต้องทำการทดสอบความทนทานต่อการปรุงอาหารของวัสดุบรรจุภัณฑ์

มาตรฐานแห่งชาติที่ใช้กับถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการรีทอร์ตคือ GB/T10004-2008 “ฟิล์มคอมโพสิตพลาสติกสำหรับบรรจุภัณฑ์ ถุงเคลือบแห้ง ถุงเคลือบอัดรีด” ซึ่งอิงตาม JIS Z 1707-1997 “หลักการทั่วไปของฟิล์มพลาสติกสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร” ซึ่งกำหนดสูตรเพื่อทดแทน GB/T 10004-1998 “ฟิล์มคอมโพสิตและถุงที่ทนต่อการรีทอร์ต” และ GB/T10005-1998 “ฟิล์มโพลีโพรพิลีนแบบสองแกน/ฟิล์มคอมโพสิตโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำและถุง” GB/T 10004-2008 ประกอบด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและตัวบ่งชี้สารตกค้างตัวทำละลายต่างๆ สำหรับฟิล์มและถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการรีทอร์ต และกำหนดให้ถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการรีทอร์ตต้องผ่านการทดสอบความทนทานต่อสื่อที่อุณหภูมิสูง วิธีการคือเติมถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนทานต่อปฏิกิริยารีทอร์ตด้วยกรดอะซิติก 4% โซเดียมซัลไฟด์ 1% โซเดียมคลอไรด์ 5% และน้ำมันพืช จากนั้นปล่อยออกและปิดผนึก ให้ความร้อนและเพิ่มแรงดันในหม้อความดันสูงที่อุณหภูมิ 121°C เป็นเวลา 40 นาที แล้วปล่อยให้เย็นลงโดยที่แรงดันไม่เปลี่ยนแปลง จากนั้นทำการทดสอบลักษณะภายนอก ความแข็งแรงในการดึง การยืดตัว แรงลอก และความแข็งแรงในการปิดผนึกด้วยความร้อน และใช้ค่าอัตราการลดลงเพื่อประเมินค่า สูตรมีดังนี้:

R=（AB）/A×100

ในสูตร R คืออัตราการลดลง (%) ของรายการที่ทดสอบ A คือค่าเฉลี่ยของรายการที่ทดสอบก่อนการทดสอบตัวกลางที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูง B คือค่าเฉลี่ยของรายการที่ทดสอบหลังการทดสอบตัวกลางที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูง ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพมีดังนี้: “หลังจากการทดสอบความต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์ที่มีอุณหภูมิใช้งาน 80°C ขึ้นไปไม่ควรมีการแยกชั้น ความเสียหาย การเสียรูปที่ชัดเจนภายในหรือภายนอกถุง และแรงลอก แรงดึง ความเครียดที่จุดขาด และความแข็งแรงในการปิดผนึกด้วยความร้อนลดลง อัตราดังกล่าวควรอยู่ที่ ≤30%”

3. การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนทานต่อปฏิกิริยารีทอร์ท
การทดสอบจริงบนเครื่องสามารถตรวจจับประสิทธิภาพโดยรวมของบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการรีทอร์ทได้อย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่เพียงแต่ใช้เวลานานเท่านั้น แต่ยังถูกจำกัดด้วยแผนการผลิตและจำนวนการทดสอบอีกด้วย การทำงานไม่ดี มีของเสียจำนวนมาก และต้นทุนสูง การทดสอบรีทอร์ทเพื่อตรวจจับคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น คุณสมบัติการดึง ความแข็งแรงในการลอก ความแข็งแรงในการปิดผนึกด้วยความร้อน ก่อนและหลังรีทอร์ท สามารถตัดสินคุณภาพความต้านทานการรีทอร์ทของถุงรีทอร์ทได้อย่างครอบคลุม โดยทั่วไป การทดสอบการปรุงอาหารจะใช้เนื้อหาจริงและวัสดุจำลองสองประเภท การทดสอบการปรุงอาหารโดยใช้เนื้อหาจริงนั้นสามารถใกล้เคียงกับสถานการณ์การผลิตจริงมากที่สุด และสามารถป้องกันไม่ให้บรรจุภัณฑ์ที่ไม่มีคุณสมบัติเข้าสู่สายการผลิตเป็นชุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับโรงงานผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์ จะใช้สารจำลองเพื่อทดสอบความต้านทานของวัสดุบรรจุภัณฑ์ระหว่างกระบวนการผลิตและก่อนการจัดเก็บ การทดสอบประสิทธิภาพการปรุงอาหารนั้นใช้งานได้จริงและใช้งานได้จริงมากกว่า ผู้เขียนแนะนำวิธีการทดสอบประสิทธิภาพทางกายภาพของถุงบรรจุภัณฑ์ที่ทนต่อการรีทอร์ทโดยการบรรจุของเหลวจำลองอาหารจากผู้ผลิตสามรายที่แตกต่างกันและดำเนินการทดสอบการนึ่งและการต้มตามลำดับ กระบวนการทดสอบมีดังนี้:

1).การทดสอบการปรุงอาหาร

เครื่องมือ: หม้อต้มอุณหภูมิสูงแบบแรงดันย้อนกลับที่ปลอดภัยและชาญฉลาด เครื่องทดสอบการปิดผนึกความร้อน HST-H3

ขั้นตอนการทดสอบ: ใส่กรดอะซิติก 4% ลงในถุงรีทอร์ตอย่างระมัดระวังจนเหลือปริมาตรสองในสาม ระวังอย่าให้ซีลปนเปื้อน เพื่อไม่ให้ส่งผลต่อความแน่นในการซีล หลังจากบรรจุแล้ว ให้ซีลถุงปรุงอาหารด้วย HST-H3 และเตรียมตัวอย่างทั้งหมด 12 ตัวอย่าง เมื่อปิดผนึก ควรระบายอากาศในถุงให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศขยายตัวระหว่างการปรุงอาหารส่งผลต่อผลการทดสอบ

ใส่ตัวอย่างที่ปิดสนิทลงในหม้อต้มเพื่อเริ่มการทดสอบ ตั้งอุณหภูมิในการปรุงอาหารไว้ที่ 121°C เวลาในการปรุงอาหาร 40 นาที นึ่งตัวอย่าง 6 ตัวอย่าง และต้มตัวอย่าง 6 ตัวอย่าง ในระหว่างการทดสอบการปรุงอาหาร ให้ใส่ใจกับการเปลี่ยนแปลงของความดันอากาศและอุณหภูมิในหม้อต้มเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิและความดันยังคงอยู่ในช่วงที่กำหนด

หลังจากการทดสอบเสร็จสิ้น ให้ปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง นำออกจากเครื่องและสังเกตว่ามีถุงแตก รอยย่น การแยกชั้น ฯลฯ หรือไม่ หลังจากการทดสอบ พื้นผิวของตัวอย่าง 1# และ 2# เรียบเนียนหลังจากปรุง และไม่มีการแยกชั้น พื้นผิวของตัวอย่าง 3# ไม่เรียบเนียนหลังจากปรุง และขอบบิดเบี้ยวในระดับต่างๆ

2). การเปรียบเทียบสมบัติแรงดึง

ก่อนและหลังการปรุงอาหาร ให้นำถุงบรรจุภัณฑ์มาตัดเป็นชิ้นสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด 15 มม. x 150 มม. ในแนวขวางและ 150 มม. ในแนวยาว 5 ชิ้น และปรับสภาพถุงเป็นเวลา 4 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิ 23±2℃ และความชื้นสัมพัทธ์ 50±10% ใช้เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ XLW (PC) เพื่อทดสอบแรงดึงและการยืดตัวขณะขาดภายใต้สภาวะ 200 มม./นาที

3). ทดสอบการลอก

ตามวิธี A ของ GB 8808-1988 “วิธีทดสอบการลอกสำหรับวัสดุพลาสติกคอมโพสิตอ่อน” ให้ตัดตัวอย่างที่มีความกว้าง 15±0.1 มม. และยาว 150 มม. นำตัวอย่าง 5 ชิ้นมาวางในแนวราบและแนวตั้ง ลอกชั้นคอมโพสิตออกก่อนตามทิศทางความยาวของตัวอย่าง โหลดเข้าเครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ XLW (PC) และทดสอบแรงลอกที่ 300 มม./นาที

4) การทดสอบความแข็งแรงของการปิดผนึกด้วยความร้อน

ตาม GB/T 2358-1998 “วิธีทดสอบความแข็งแรงในการปิดผนึกด้วยความร้อนของถุงบรรจุภัณฑ์ฟิล์มพลาสติก” ให้ตัดตัวอย่างกว้าง 15 มม. ที่ส่วนปิดผนึกด้วยความร้อนของตัวอย่าง เปิดที่ 180° และยึดปลายทั้งสองด้านของตัวอย่างไว้บน XLW (PC) อัจฉริยะ บนเครื่องทดสอบแรงดึงแบบอิเล็กทรอนิกส์ จะทำการทดสอบโหลดสูงสุดที่ความเร็ว 300 มม./นาที และคำนวณอัตราการหยดโดยใช้สูตรไดอิเล็กตริกความต้านทานอุณหภูมิสูงใน GB/T 10004-2008

สรุป
อาหารบรรจุหีบห่อที่ทนต่อการหมักดองได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ จากผู้บริโภคเนื่องจากสะดวกในการรับประทานและจัดเก็บ เพื่อรักษาคุณภาพของเนื้อหาอย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันไม่ให้อาหารเสื่อมเสีย กระบวนการผลิตถุงหมักดองที่อุณหภูมิสูงทุกขั้นตอนต้องได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มงวดและควบคุมอย่างเหมาะสม

1. ถุงบรรจุอาหารทนความร้อนสูงควรทำจากวัสดุที่เหมาะสมตามเนื้อหาและกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปจะเลือกใช้ CPP เป็นชั้นปิดผนึกด้านในของถุงบรรจุอาหารทนความร้อนสูง เมื่อใช้ถุงบรรจุอาหารที่มีชั้น AL เพื่อบรรจุอาหารที่มีกรดและด่าง ควรเพิ่มชั้นคอมโพสิต PA ระหว่าง AL และ CPP เพื่อเพิ่มความทนทานต่อกรดและด่างซึมผ่านได้ ชั้นคอมโพสิตแต่ละชั้นควรมีความหดตัวจากความร้อนสม่ำเสมอหรือใกล้เคียงกันเพื่อหลีกเลี่ยงการบิดงอหรือการแยกตัวของวัสดุหลังการปรุงอาหารอันเนื่องมาจากคุณสมบัติการหดตัวจากความร้อนที่ตรงกันไม่ดี

2. ควบคุมกระบวนการผสมอย่างเหมาะสม ถุงรีทอร์ตที่ทนต่ออุณหภูมิสูงส่วนใหญ่ใช้วิธีการผสมแบบแห้ง ในกระบวนการผลิตฟิล์มรีทอร์ต จำเป็นต้องเลือกกาวที่เหมาะสมและกระบวนการติดกาวที่ดี และควบคุมเงื่อนไขการบ่มอย่างเหมาะสม เพื่อให้แน่ใจว่าสารออกฤทธิ์หลักของกาวและสารบ่มทำปฏิกิริยากันอย่างเต็มที่

3. ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงเป็นกระบวนการที่เข้มงวดที่สุดในการบรรจุถุงรีทอร์ทอุณหภูมิสูง เพื่อลดการเกิดปัญหาด้านคุณภาพในแต่ละล็อต ถุงรีทอร์ทอุณหภูมิสูงจะต้องผ่านการทดสอบและตรวจสอบโดยอิงจากสภาพการผลิตจริงก่อนใช้งานและระหว่างการผลิต ตรวจสอบว่าลักษณะภายนอกของบรรจุภัณฑ์หลังการปรุงนั้นแบน ย่น พอง ผิดรูป มีการแยกชั้นหรือรั่วไหลหรือไม่ อัตราการลดลงของคุณสมบัติทางกายภาพ (คุณสมบัติแรงดึง ความแข็งแรงในการลอก ความแข็งแรงในการปิดผนึกด้วยความร้อน) ตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ เป็นต้น