Пластикова композитна плівка є широко використовуваним пакувальним матеріалом для стійкої до деторти упаковки. Стерилізація в реторті та термічній стерилізації є важливим процесом для пакування високотемпературної їжі в реторті. Однак фізичні властивості пластикових композитних плівок схильні до термічного розпаду після нагрівання, що призводить до некваліфікованих пакувальних матеріалів. У цій статті аналізуються загальні проблеми після приготування високотемпературних реторт-мішків і представлені методи тестування їх фізичних характеристик, сподіваючись, що вони матимуть керівне значення для фактичного виробництва.
Стійкі до високих температур ретортні пакувальні пакети – це форма упаковки, яка зазвичай використовується для м’яса, соєвих продуктів та інших готових харчових продуктів. Як правило, він упакований під вакуумом і може зберігатися при кімнатній температурі після нагрівання та стерилізації при високій температурі (100~135°C). Стійку до реторти упаковану їжу легко носити з собою, вона готова до вживання після відкриття пакета, гігієнічна та зручна та може добре зберігати смак їжі, тому її дуже люблять споживачі. Залежно від процесу стерилізації та пакувальних матеріалів термін придатності стійкої до реторти упаковки становить від півроку до двох років.
Процес упаковки їжі в реторті включає виготовлення мішків, упаковку в мішки, вакуумування, термозварювання, перевірку, стерилізацію приготування та нагрівання, сушіння та охолодження, а також пакування. Приготування їжі та термічна стерилізація є основним процесом усього процесу. Однак при пакуванні пакетів із полімерних матеріалів – пластмас рух молекулярного ланцюга після нагрівання посилюється, а фізичні властивості матеріалу схильні до термічного ослаблення. У цій статті аналізуються поширені проблеми після приготування високотемпературних реторт-мішків і представлені методи перевірки фізичних характеристик.
1. Аналіз типових проблем із стійкими до реторт пакувальними пакетами
Продукти високотемпературного реторту упаковують, а потім нагрівають і стерилізують разом з пакувальними матеріалами. Щоб досягти високих фізичних властивостей і хороших бар’єрних властивостей, стійка до реторти упаковка виготовляється з різних основних матеріалів. Зазвичай використовувані матеріали включають PA, PET, AL та CPP. Зазвичай використовувані конструкції мають два шари композитних плівок, наведені нижче приклади (BOPA/CPP, PET/CPP), тришарову композитну плівку (таку як PA/AL/CPP, PET/PA/CPP) і чотиришарову композитну плівку. (наприклад, PET/PA/AL/CPP). У реальному виробництві найпоширенішими проблемами якості є зморшки, розбиті пакети, витік повітря та запах після приготування:
1). Загалом існує три форми зморшок в пакувальних пакетах: горизонтальні, вертикальні або неправильні зморшки на матеріалі основи пакування; зморшки та тріщини на кожному композитному шарі та погана площинність; усадка основного пакувального матеріалу, а також усадка композитного шару та інших композитних шарів. Окремі, смугасті. Розбиті мішки діляться на два типи: прямо лопаються і зморщуються і потім лопаються.
2). Деламінація відноситься до явища, коли композитні шари пакувальних матеріалів відокремлюються один від одного. Незначне розшарування проявляється у вигляді смужкоподібних опуклостей у напружених частинах упаковки, а міцність на відшарування знижується, і її можна навіть обережно розірвати рукою. У важких випадках шар пакувального композиту відокремлюється на великій площі після варіння. Якщо відбувається відшарування, синергетичне посилення фізичних властивостей між композиційними шарами пакувального матеріалу зникне, а фізичні та бар’єрні властивості значно впадуть, унеможливлюючи відповідність вимогам щодо терміну придатності, що часто спричиняє більші втрати для підприємства .
3). Незначний витік повітря зазвичай має відносно тривалий інкубаційний період, і його нелегко виявити під час приготування. Під час обігу та зберігання продукту ступінь вакууму продукту знижується і в упаковці з'являється явне повітря. Тому ця проблема якості часто стосується великої кількості продуктів. продукти мають більший вплив. Виникнення витоку повітря тісно пов’язане зі слабким термозварюванням і слабкою стійкістю до проколів ретортного мішка.
4). Запах після приготування також є поширеною проблемою якості. Специфічний запах, який з’являється після приготування, пов’язаний із зайвими залишками розчинника в пакувальних матеріалах або неправильним вибором матеріалу. Якщо поліетиленова плівка використовується як внутрішній герметизуючий шар пакетів для приготування при високій температурі вище 120°, поліетиленова плівка схильна до появи запаху при високих температурах. Тому RCPP зазвичай вибирають як внутрішній шар мішків для високотемпературного приготування.
2. Методи випробувань фізичних властивостей упаковки, стійкої до детортування
Фактори, що призводять до проблем із якістю стійкої до реторти упаковки, відносно складні й охоплюють багато аспектів, таких як сировина композитного шару, клеї, чорнило, контроль процесу виготовлення композиту та пакетів, а також процеси реторти. Щоб забезпечити якість упаковки та термін придатності харчових продуктів, необхідно проводити випробування пакувальних матеріалів на стійкість до варіння.
Національний стандарт, застосовний до стійких до реторти пакувальних мішків, — GB/T10004-2008 «Пластикова композитна плівка для пакування, сухого ламінування пакетів, екструзійного ламінування», який базується на JIS Z 1707-1997 «Загальні принципи пластикових плівок для упаковки харчових продуктів». Розроблено для заміни GB/T 10004-1998 «Композитні плівки та пакети з реторти» та GB/T10005-1998 «Поліпропіленова плівка з біаксіальною орієнтацією/композитні плівки з поліетилену низької щільності та пакети». GB/T 10004-2008 включає різноманітні фізичні властивості та індикатори залишків розчинника для стійких до детортування пакувальних плівок і пакетів, а також вимагає, щоб стійкі до детортації пакувальні пакети проходили випробування на стійкість до високотемпературних середовищ. Метод полягає в тому, що стійкі до реторти пакувальні пакети заповнюють 4 % оцтовою кислотою, 1 % сульфідом натрію, 5 % хлоридом натрію та рослинною олією, потім випускають і закривають, нагрівають і створюють тиск у каструлі високого тиску при 121 °C протягом 40 хвилин і остудіть, поки тиск не змінюється. Потім перевіряють його зовнішній вигляд, міцність на розрив, подовження, силу відшаровування та міцність термозварювання, а для оцінки використовують швидкість зниження. Формула така:
R=（AB）/A×100
У формулі R — швидкість зниження (%) випробуваних елементів, A — середнє значення випробуваних елементів перед випробуванням на стійке до високих температур середовище; B - середнє значення випробуваних елементів після випробування середовища, стійкого до високих температур. Вимоги до продуктивності такі: «Після високотемпературного випробування на діелектричний опір продукти з робочою температурою 80°C або вище не повинні мати розшарування, пошкоджень, явної деформації всередині або зовні мішка, а також зменшення сили віддирання, сила відключення, номінальна деформація при розриві та міцність термозварювання. Ставка має бути ≤30%».
3. Випробування фізичних властивостей пакувальних пакетів, стійких до реторт
Фактичне випробування на машині може найточніше визначити загальну продуктивність стійкої до реторти упаковки. Однак цей метод не тільки трудомісткий, але й обмежений виробничим планом і кількістю випробувань. Має погану працездатність, великі відходи та високу вартість. За допомогою випробування в реторті для виявлення таких фізичних властивостей, як властивості на розтягування, міцність на відрив, міцність термозварювання до та після реторти, можна всебічно оцінити якість ретортного мішка до стійкості до реторти. У кулінарних тестах зазвичай використовуються два типи фактичного вмісту та імітованих матеріалів. Тест приготування з використанням фактичного вмісту може бути максимально наближеним до фактичної виробничої ситуації та може ефективно запобігти потраплянню некваліфікованої упаковки на виробничу лінію партіями. На заводах з виробництва пакувальних матеріалів симулятори використовуються для перевірки стійкості пакувальних матеріалів під час виробничого процесу та перед зберіганням. Тестування ефективності приготування є більш практичним і доступним. Автор представляє метод тестування фізичних характеристик стійких до реторти пакувальних пакетів, наповнюючи їх рідинами для імітації харчових продуктів від трьох різних виробників і проводячи випробування на пару та кип’ятіння відповідно. Процес тестування виглядає наступним чином:
1). Кулінарний тест
Інструменти: безпечний і інтелектуальний високотемпературний каструля з протитиском, тестер термозварки HST-H3
Етапи випробування: Обережно налийте 4% оцтової кислоти в реторт-мішок до двох третин об’єму. Будьте обережні, щоб не забруднити ущільнювач, щоб не вплинути на міцність ущільнення. Після наповнення запечатайте пакети для приготування HST-H3 і підготуйте загалом 12 зразків. Під час запечатування повітря з пакета має бути випущено якомога більше, щоб запобігти впливу розширення повітря під час приготування на результати тесту.
Помістіть запечатаний зразок у каструлю, щоб розпочати тест. Встановіть температуру приготування 121°C, час приготування 40 хвилин, готуйте 6 зразків на пару та 6 зразків кип’ятіть. Під час тесту приготування зверніть увагу на зміни тиску повітря та температури в каструлі, щоб переконатися, що температура та тиск підтримуються в межах встановленого діапазону.
Після завершення тесту охолодіть до кімнатної температури, вийміть і спостерігайте, чи немає зламаних пакетів, зморшок, розшарування тощо. Після тесту поверхні зразків 1# і 2# були гладкими після варіння і не було розшарування. Поверхня зразка 3# була не дуже гладкою після варіння, а краї були деформовані різною мірою.
2). Порівняння властивостей розтягування
Візьміть пакувальні пакети до та після приготування, виріжте 5 прямокутних зразків 15 мм × 150 мм у поперечному напрямку та 150 мм у поздовжньому напрямку та витримайте їх протягом 4 годин у середовищі 23±2℃ та 50±10% відносної вологості. Інтелектуальна електронна машина для випробування на розрив XLW (PC) використовувалася для перевірки сили розриву та подовження при розриві за умови 200 мм/хв.
3). Тест на пілінг
Відповідно до методу A GB 8808-1988 «Метод випробування на відрив м’яких композитних пластикових матеріалів» виріжте зразок шириною 15±0,1 мм і довжиною 150 мм. Відібрати по 5 проб у горизонтальному та вертикальному напрямках. Попередньо відшаровуйте композитний шар уздовж довжини зразка, завантажте його в інтелектуальну електронну машину для випробування на розтяг XLW (PC) і перевірте силу відшаровування при 300 мм/хв.
4). Тест на міцність термозварювання
Відповідно до GB/T 2358-1998 «Метод випробування міцності термозварювання пакетів із пластикової плівки», виріжте зразок шириною 15 мм у частині зразка для термозварювання, відкрийте його на 180° та затисніть обидва кінці зразка на інтелектуальний XLW (PC) На електронній машині для випробування на розтяг максимальне навантаження перевіряється зі швидкістю 300 мм/хв, а швидкість падіння розраховується за допомогою формули діелектрика стійкості до високих температур у GB/T 10004-2008.
Підведіть підсумки
Споживачі все більше віддають перевагу стійким до реторти упакованим харчовим продуктам через їх зручність у споживанні та зберіганні. Для того, щоб ефективно підтримувати якість вмісту та запобігати погіршенню харчових продуктів, кожен крок процесу виробництва високотемпературних пакетів-реторт має суворо контролюватись та розумно контролюватись.
1. Пакети для приготування їжі, стійкі до високих температур, повинні бути виготовлені з відповідних матеріалів відповідно до вмісту та процесу виробництва. Наприклад, CPP зазвичай вибирають як внутрішній герметизуючий шар термостійких пакетів для приготування їжі; коли пакувальні мішки, що містять шари AL, використовуються для упаковки вмісту кислоти та лугу, між AL та CPP слід додати композитний шар PA, щоб підвищити стійкість до проникності кислоти та лугу; кожен композитний шар Здатність до термоусадки повинна бути постійною або подібною, щоб уникнути деформації або навіть розшарування матеріалу після варіння через погане узгодження властивостей термоусадки.
2. Розумно контролювати композитний процес. У стійких до високих температур ретортних мішках переважно використовується метод сухого компаундування. У процесі виробництва ретортної плівки необхідно вибрати відповідний клей і якісний процес склеювання, а також розумно контролювати умови затвердіння, щоб забезпечити повну реакцію основного агента клею та затверджувача.
3. Стійкість до високотемпературного середовища є найсуворішим процесом у процесі пакування високотемпературних ретортних пакетів. Щоб зменшити виникнення проблем із якістю партії, високотемпературні ретортні пакети повинні пройти ретортні випробування та перевірку на основі фактичних умов виробництва перед використанням і під час виробництва. Перевірте, чи упаковка після варіння виглядає плоскою, зморшкуватою, з пухирями, деформованою, чи є розшарування або витік, чи відповідає швидкість зниження фізичних властивостей (властивості на розтягування, міцність на розрив, міцність на термозварювання) вимогам тощо.
Час публікації: 18 січня 2024 р
