19世紀初期,法國人研製出了罐頭工藝,用來長期貯藏果蔬。經過200多年的改進和發展,罐頭製作工藝愈發純熟,其包裝也從玻璃瓶擴展到金屬罐、軟罐等多種形式。雖然玻璃瓶和金屬罐都具有極好的密封性、阻濕性和保香性,但由於其熱傳導速率慢、空間占用率高等影響生產和運輸效率的缺陷,現在已經逐漸被軟罐包裝所取代。
所謂軟罐包裝,是指采用聚酯、鋁箔、聚烯烴等材料複合而成的多層複合薄膜,用粘合劑將其熱合後切製為一定尺寸的軟質包裝容器,用於肉食、果蔬包裝,一般以蒸煮袋最為典型。常見蒸煮袋製作材料包括PET、鋁箔、BOPA和CPP等,這些材料在力學性能(拉伸強度、剝離強度和耐衝擊性能等)、物理性能(阻濕性、阻氧性和耐寒耐熱性等)方麵各有優劣,因而在生產中會根據內容物的種類和要求,采用兩層、sancenghuoduocengfuhejiegou,yihuodezuijiaxingneng。cileibaozhuangdebiboqierechuandaoxingnengjia,zaiduanshijianneijikedadaomiejunbiaozhun,congerjieyuenengyuan。youyudaizhuangzhanyongkongjianshao、易攜帶,運輸和貯存費用可大大降低,因而深受企業和消費者的喜愛。
然而在實際生產應用中,蒸煮袋同樣存在一定的缺陷,其中“破袋”shizuiweikunraoshengchanshangdewentizhiyi。yaoshenrufenxizhengzhudaidepodaiyuanyin,shouxianxucongzhengzhushipindeshengchangongyirushou。changguizhengzhudaizhuangshipintongchangcaiyongyixiashengchanliucheng:原料驗收→加工處理→裝袋→抽真空→熱熔封口→檢驗→加熱殺菌→冷卻→幹燥包裝,其中破袋現象多出現於加熱殺菌和冷卻環節。
weifangzhifengkouwuranduirefengzhiliangdeyingxiang,zhuangdaihuanjieyaoqiutianchongwuliangdiyudaitirongliang,qiechouzhenkonghuanjiedaineiwufadadaojueduizhenkongzhuangtai,zheliangzhongqingxingjianghuidaozhizhengzhudaineicancunyidingdeqitiliang。dangzhenkongchulihoudezhengzhudaijinxinggaowenjiareshi,daineirongwudeshuifenzhengfaxingchengshuizhengqiyudaineicancundeqitigongtongshourepengzhangerdaozhiyalizhousheng,dangqichaoguozhengzhudaisuonengchengshoudezuidayalishi,daitiboruobuweihuishouxianfashengpolie。lingwai,zailengquehuanjie,danglengqueshuijinruzhengzhuguoshunjian,daiwaiyalizhoujiang,danyouyudaineirongwubukenengtongbulengqueerdaozhineiwaiyalixiangchashubei,biranyinqipodaishigu。
目(mu)前(qian),業(ye)界(jie)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)反(fan)壓(ya)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)控(kong)製(zhi)蒸(zheng)煮(zhu)袋(dai)的(de)破(po)袋(dai)率(lv),即(ji)殺(sha)菌(jun)和(he)冷(leng)卻(que)環(huan)節(jie)利(li)用(yong)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)向(xiang)鍋(guo)內(nei)加(jia)壓(ya),來(lai)平(ping)衡(heng)袋(dai)內(nei)壓(ya)力(li),減(jian)少(shao)破(po)袋(dai)的(de)幾(ji)率(lv)。但(dan)這(zhe)僅(jin)是(shi)從(cong)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)上(shang)得(de)到(dao)的(de)解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa),若(ruo)蒸(zheng)煮(zhu)袋(dai)本(ben)身(shen)存(cun)在(zai)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti),那(na)麼(me)上(shang)述(shu)方(fang)法(fa)就(jiu)顯(xian)得(de)舍(she)本(ben)逐(zhu)末(mo),失(shi)去(qu)了(le)實(shi)際(ji)意(yi)義(yi)。
在多次試驗後,可發現蒸煮袋的破袋多發於以下幾個部位:熱封封邊處破裂;熱封邊內側破裂;由於熱封層與外層脫層導致熱封邊內側內層破裂。
1、熱re封feng封feng邊bian處chu破po裂lie。目mu前qian蒸zheng煮zhu袋dai普pu遍bian采cai用yong三san邊bian封feng製zhi成cheng平ping袋dai或huo自zi立li袋dai的de形xing式shi,由you食shi品pin企qi業ye灌guan裝zhuang後hou進jin行xing最zui後hou一yi邊bian的de封feng合he,因yin此ci在zai分fen析xi熱re封feng邊bian破po裂lie的de原yuan因yin時shi,要yao區qu分fen破po裂lie源yuan。
duiyuzhidaihuanjiedefengbianpolie,zhuyaoshiyouyurefenggongyidebuhelierdaozhifengbianrefengzhiliangbudabiao。refenggongyishizhiliyonggaowenrefengdaoduifengkoubuweideshangxiabomoshijiayudingdeyalibingbaochiyiduanshijian,shizhibianweirongrongzhanliuzhuangtaibingzhanhe,jingguolengquehoujubeiyidingdeqiangdu。gaigongyideyingxiangyinsuhenduo,refengwendu、壓力和時間相輔相成的影響最大,其中溫度起主導作用。熱封溫度一般在薄膜的熔融溫度和分解溫度之間,蒸煮袋主要采用CPP膜或HDPE膜為熱封層,其熔點較高,熱封溫度可設在180℃~230℃之間,若溫度過低,即使壓力再大、時(shi)間(jian)再(zai)長(chang),也(ye)無(wu)法(fa)使(shi)薄(bo)膜(mo)達(da)到(dao)熔(rong)融(rong)自(zi)粘(zhan)狀(zhuang)態(tai)。反(fan)之(zhi),溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)則(ze)易(yi)使(shi)封(feng)口(kou)部(bu)位(wei)的(de)膜(mo)材(cai)在(zai)壓(ya)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)熔(rong)融(rong)擠(ji)出(chu),降(jiang)低(di)了(le)熱(re)封(feng)部(bu)位(wei)的(de)厚(hou)度(du)和(he)熱(re)封(feng)強(qiang)度(du)。
除(chu)了(le)依(yi)據(ju)薄(bo)膜(mo)自(zi)身(shen)的(de)屬(shu)性(xing)設(she)定(ding)熱(re)封(feng)溫(wen)度(du),複(fu)合(he)層(ceng)數(shu)越(yue)少(shao),複(fu)合(he)厚(hou)度(du)越(yue)薄(bo),封(feng)刀(dao)的(de)溫(wen)度(du)就(jiu)要(yao)適(shi)度(du)降(jiang)低(di)。薄(bo)膜(mo)熔(rong)融(rong)後(hou),在(zai)粘(zhan)流(liu)麵(mian)上(shang)施(shi)加(jia)的(de)壓(ya)力(li)大(da)小(xiao)也(ye)會(hui)對(dui)熔(rong)融(rong)材(cai)料(liao)的(de)封(feng)合(he)產(chan)生(sheng)極(ji)大(da)影(ying)響(xiang)。需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),封(feng)刀(dao)落(luo)下(xia)的(de)時(shi)候(hou)要(yao)保(bao)證(zheng)麵(mian)向(xiang)內(nei)容(rong)物(wu)的(de)封(feng)邊(bian)內(nei)側(ce)壓(ya)力(li)略(lve)小(xiao)於(yu)外(wai)側(ce),這(zhe)樣(yang)避(bi)免(mian)熔(rong)接(jie)時(shi)內(nei)側(ce)部(bu)位(wei)厚(hou)度(du)減(jian)少(shao),降(jiang)低(di)封(feng)邊(bian)的(de)熱(re)封(feng)強(qiang)度(du)。
對(dui)於(yu)灌(guan)裝(zhuang)封(feng)口(kou)環(huan)節(jie)的(de)封(feng)邊(bian)破(po)裂(lie),除(chu)了(le)同(tong)樣(yang)存(cun)在(zai)熱(re)封(feng)工(gong)藝(yi)的(de)問(wen)題(ti),充(chong)填(tian)食(shi)物(wu)時(shi)的(de)不(bu)規(gui)範(fan)操(cao)作(zuo)易(yi)造(zao)成(cheng)待(dai)封(feng)口(kou)部(bu)位(wei)的(de)汙(wu)染(ran),從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)封(feng)口(kou)強(qiang)度(du)。
2、熱(re)封(feng)邊(bian)內(nei)側(ce)破(po)裂(lie)。這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)指(zhi)的(de)是(shi)封(feng)邊(bian)部(bu)位(wei)沒(mei)有(you)發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie),但(dan)封(feng)邊(bian)根(gen)部(bu)薄(bo)膜(mo)卻(que)發(fa)生(sheng)拉(la)伸(shen)斷(duan)裂(lie)現(xian)象(xiang),其(qi)原(yuan)因(yin)同(tong)樣(yang)在(zai)於(yu)製(zhi)袋(dai)的(de)熱(re)封(feng)環(huan)節(jie),熱(re)封(feng)溫(wen)度(du)、壓力設置過大,製袋速率偏慢等綜合作用導致封口邊緣內層薄膜被壓製過薄,使得拉伸強度減弱,耐壓能力顯著降低。
3、熱(re)封(feng)層(ceng)與(yu)其(qi)外(wai)層(ceng)脫(tuo)層(ceng),蒸(zheng)煮(zhu)袋(dai)從(cong)熱(re)封(feng)邊(bian)內(nei)側(ce)內(nei)層(ceng)破(po)裂(lie)。複(fu)合(he)膜(mo)層(ceng)間(jian)脫(tuo)離(li),會(hui)極(ji)大(da)破(po)壞(huai)複(fu)合(he)膜(mo)整(zheng)體(ti)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du),造(zao)成(cheng)袋(dai)體(ti)易(yi)破(po)裂(lie)。要(yao)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti),必(bi)須(xu)了(le)解(jie)造(zao)成(cheng)複(fu)合(he)膜(mo)脫(tuo)層(ceng)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)。以(yi)CPP等薄膜(熱封層)——膠黏劑——鋁箔——膠黏劑——PET等deng材cai料liao構gou成cheng的de三san層ceng複fu合he蒸zheng煮zhu袋dai為wei例li,脫tuo層ceng現xian象xiang可ke能neng發fa生sheng在zai任ren意yi兩liang種zhong材cai料liao之zhi間jian,輕qing微wei時shi表biao現xian為wei複fu合he膜mo在zai受shou力li部bu位wei呈cheng條tiao紋wen狀zhuang脫tuo離li,嚴yan重zhong時shi蒸zheng煮zhu後hou呈cheng大da麵mian積ji自zi然ran脫tuo離li。造zao成cheng這zhe種zhong現xian象xiang主zhu要yao有you以yi下xia幾ji點dian:1. 膠黏劑的耐濕熱粘接強度不夠;2. 膠黏劑中固化劑與主劑的比例不當;3. 膠黏劑塗布量不足;4. 熟化時間不足、熟化溫度偏低;5. 內層薄膜自身的熱收縮率偏大;6. 薄bo膜mo與yu膠jiao黏nian劑ji配pei伍wu性xing不bu符fu。根gen據ju粘zhan附fu理li論lun,當dang膠jiao黏nian劑ji與yu被bei粘zhan物wu表biao麵mian張zhang力li相xiang等deng且qie極ji性xing相xiang同tong時shi,界jie麵mian粘zhan附fu力li最zui強qiang,因yin此ci需xu要yao合he理li選xuan配pei與yu膜mo材cai相xiang適shi應ying的de膠jiao黏nian劑ji。
以上分析說明,蒸煮袋封邊的熱封質量、複合膜的剝離性是造成蒸煮袋破袋的主要因素,那麼應如何控製複合膜的質量和蒸煮袋的熱封效果呢?GB/T 10004-2008《包裝用塑料複合膜、袋幹法複合、擠出複合》標準是針對蒸煮膜/袋的最新質量和測試標準,它根據產品使用溫度把蒸煮袋分為普通級(80℃以下,含80℃)、水煮級(80℃~100℃,含100℃)、半高溫蒸煮級(100℃~121℃,含121℃)和高溫蒸煮級(121℃~145℃,含145℃)四類,並對蒸煮膜/袋的質量要求和試驗方法做了具體規定。接下來將結合此標準提出幾點解決性方案。
1、熱封質量
不同膜材、不同結構的複合膜,其熱封參數也不一樣,建議首先采用熱封試驗儀模擬生產線封邊工藝,通過試驗多組熱封溫度、時間和壓力參數進行複合膜封合以獲得初步的蒸煮袋試樣。熱封試驗儀是一種由空氣驅動係統、熱封裝置、溫度係統、yalixitongheshijianxitonggongtongzuchengdeyiqi,qufuhemozhiyuqishangxiafengtouzhong,daifengtoudadaoyuqiwenduhou,yiqigenjuyuxianshedingdecanshuzidongtiaojiejianyafashiqigangdadaoyuqiderefengyali,youdanpianjixitongjinxingjishi、控製電磁閥的換向,從而控製上下熱封頭上下移動,夾緊試樣完成封合。
接jie下xia來lai,對dui蒸zheng煮zhu袋dai試shi樣yang進jin行xing熱re封feng強qiang度du測ce試shi以yi判pan斷duan試shi驗yan熱re封feng參can數shu的de合he理li性xing。選xuan取qu最zui佳jia參can數shu組zu合he,作zuo為wei生sheng產chan線xian封feng邊bian的de依yi據ju。通tong常chang材cai料liao的de熱re封feng強qiang度du根gen據ju檢jian測ce方fang法fa大da致zhi可ke分fen為wei拉la伸shen熱re封feng強qiang度du和he膨peng脹zhang熱re封feng強qiang度du,即jiGB/T 10004-2008《包裝用塑料複合膜、袋幹法複合、擠出複合》標準所規定的熱合強度和耐壓強度。拉伸熱封強度,是包裝材料在受力方向一致、力(li)值(zhi)均(jun)勻(yun)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)熱(re)封(feng)處(chu)抵(di)抗(kang)分(fen)離(li)的(de)能(neng)力(li),特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)評(ping)價(jia)軟(ruan)包(bao)裝(zhuang)袋(dai)的(de)開(kai)口(kou)性(xing),一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)拉(la)力(li)機(ji)測(ce)試(shi)。首(shou)先(xian),分(fen)別(bie)在(zai)蒸(zheng)煮(zhu)袋(dai)的(de)四(si)麵(mian)封(feng)邊(bian)部(bu)位(wei)呈(cheng)垂(chui)直(zhi)方(fang)向(xiang)上(shang)任(ren)取(qu)寬(kuan)(15±0.1)mm,展開長度為(100±1)mm的試樣10條,以熱封部位為中心打開呈180°。把試樣兩端夾在XLW(PC)智能電子拉力試驗機的上下夾具之間,夾具間的距離為50mm,夾持時要注意保持試樣軸線與上下夾具中心線重合。以(300±20)mm/min的速率分離上下夾具,讀取試樣斷裂時的最大力值。最終取10個試樣測試結果的算術平均值作為該部位的拉伸熱封強度,並且需要達到表1中的標準。
表1 蒸煮膜/袋拉伸熱封強度要求
類型 拉伸熱封強度(N/15mm)
普通級 ≥7
水煮級 ≥13
半高溫蒸煮級 ≥25
高溫蒸煮級 ≥35
類型 拉伸熱封強度(N/15mm)
普通級 ≥7
水煮級 ≥13
半高溫蒸煮級 ≥25
高溫蒸煮級 ≥35
膨peng脹zhang熱re封feng強qiang度du測ce試shi是shi評ping判pan袋dai體ti對dui袋dai內nei氣qi壓ya增zeng大da的de承cheng受shou能neng力li的de有you效xiao方fang法fa之zhi一yi。該gai方fang法fa需xu要yao借jie助zhu泄xie漏lou與yu密mi封feng強qiang度du測ce試shi儀yi,向xiang封feng裝zhuang後hou的de蒸zheng煮zhu袋dai內nei加jia壓ya,通tong過guo壓ya力li的de增zeng大da觀guan察cha蒸zheng煮zhu袋dai的de變bian形xing情qing況kuang,記ji錄lu蒸zheng煮zhu袋dai破po裂lie的de時shi間jian和he最zui大da破po裂lie力li,同tong時shi可ke以yi檢jian測ce出chu整zheng個ge袋dai體ti強qiang度du最zui差cha的de部bu位wei(不僅限於熱封部位),為蒸煮袋的反壓操作提供數據支持。
2、複合膜剝離性能
要使蒸煮袋複合膜具有合理的剝離力,可從以下方麵著手改進:
(1)一般選擇符合蒸煮要求的雙組份聚氨酯膠,高溫蒸煮環境要使用專用的耐高溫蒸煮膠。
(2)建議電暈處理強度要達到42×10-5 N/cm以上(CPP材料需達到39×10-5 N /cm以上),塗膠量要達到4.5~5g/m2(幹)。最好使用80~90線/in(1in=2.54cm)的de塗tu膠jiao網wang線xian輥gun,這zhe樣yang可ke以yi確que保bao在zai合he適shi的de塗tu膠jiao液ye黏nian度du下xia有you較jiao高gao的de塗tu膠jiao量liang。而er且qie在zai複fu合he前qian需xu檢jian查zha塗tu膠jiao輥gun的de清qing潔jie程cheng度du,以yi確que保bao有you一yi個ge良liang好hao的de塗tu布bu狀zhuang態tai。烘hong箱xiang要yao通tong風feng好hao,環huan境jing清qing潔jie。
(3)蒸煮袋內層薄膜要具有穩定的熱收縮率和良好的耐溫性、耐油性,防止內容物油脂滲入膠層,造成複合膜分離。
(4)合適的熟化時間和溫度,使膠黏劑反應徹底,從而保證複合質量。
(5)對複合膜抽樣進行剝離力檢測。首先沿樣品膜寬度方向均勻裁取寬15±0.1mm,長200 mm的縱、橫試樣各5條,並沿長度方向將複合膜與基材預剝50mm,將剝離部分的兩端分別加於XLW(PC)智能電子拉力機上下夾具之間,使未剝開部分與拉伸方向呈T型(如圖所示),以300±50mm/min的速度分離上下夾具,從而獲得剝離力平均值。最終5條試樣剝離力的算術平均值要符合表2中的要求。
蒸煮膜/袋剝離力要求
類型 剝離力(N/15mm)
普通級 ≥0.6
水煮級 ≥2.0
半高溫蒸煮級 ≥3.5
高溫蒸煮級 ≥4.5
3、耐熱性及耐高溫介質性
GB/T 10004-2008《包裝用塑料複合膜、袋幹法複合、擠出複合》標準較GB/T 10004-1998《耐蒸煮複合膜、袋》標準突出的不同點在於對蒸煮袋的耐熱性及耐高溫介質性做出了各自獨立的試驗要求。耐高溫介質性測試沿用1998版的規定。而耐熱性是2008版標準中的一個亮點指標,要求將複合膜製成200mm×120mm的小袋,充入袋容積的1/2~2/3deshuihoujinxingpaiqimifeng,zhirujuyoufanyazhuangzhidegaoyazhengzhuguo,anbutongleixingdezuigaoshiyongwendujiareshajun,jianyalengquezhishiwenquchu,zaicijiancefuhemocengjianboliliherefengqiangdu,yiquebaozhengzhuhouwupodaifengxian。zheyixinzengceshixiangmusuiranzengjialeceshigongzuoqiangdu,danduizhengzhudaidexiayouqiyequegengjuxianshizhidaoyiyi。
以蒸煮袋為代表的軟罐頭憑借其重量輕、體積小、導熱快、殺菌時間短以及可較好地保持內容物的色香味等優點,逐漸取代了部分鐵罐和玻璃罐。但由於其包裝材料的眾多性能受製袋、殺(sha)菌(jun)等(deng)工(gong)序(xu)的(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da),存(cun)在(zai)潛(qian)在(zai)的(de)破(po)袋(dai)風(feng)險(xian)。因(yin)此(ci)與(yu)蒸(zheng)煮(zhu)袋(dai)相(xiang)關(guan)的(de)上(shang)下(xia)遊(you)企(qi)業(ye)應(ying)該(gai)建(jian)立(li)以(yi)試(shi)驗(yan)為(wei)指(zhi)導(dao),以(yi)抽(chou)檢(jian)為(wei)保(bao)障(zhang)的(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)體(ti)係(xi),從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)杜(du)絕(jue)破(po)袋(dai)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng)。
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