□ 彭俊陽 楊 泉 益陽市產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院
耐蒸煮包裝流程主要包含制袋、裝袋、抽真空、熱封、檢驗(yàn)、蒸煮、加熱與滅菌、干燥與打包。在整個(gè)包裝流程中,蒸煮、加熱與滅菌是核心工序,直接影響著包裝質(zhì)量。由塑料所制作成的包裝袋受熱之后,分子鏈運(yùn)動(dòng)會逐步加劇,且材料的物理性能會出現(xiàn)熱衰減現(xiàn)象。在此次研究中,就耐蒸煮包裝常見問題進(jìn)行分析,并介紹了耐蒸煮包裝的物理性能檢測方法。
耐蒸煮包裝極易出現(xiàn)包裝袋發(fā)皺現(xiàn)象,其一,包裝基材發(fā)生縱向、橫向或不規(guī)則皺痕與褶皺;其二,每個(gè)復(fù)合層均出現(xiàn)皺裂現(xiàn)象,且平整度較差;其三,包裝基材發(fā)生收縮現(xiàn)象,且收縮復(fù)合層和其他的復(fù)合層呈現(xiàn)分離狀態(tài),表現(xiàn)為條紋狀。
脫層就是指包裝材料各個(gè)復(fù)合層發(fā)生彼此分離現(xiàn)象。輕微脫層是包裝受力區(qū)域出現(xiàn)條紋狀的凸起,此時(shí),剝離強(qiáng)度會逐步降低,用手即可撕開。情況嚴(yán)重時(shí),蒸煮后,會讓包裝復(fù)合層發(fā)生大面積的分離。一旦發(fā)生脫層問題,包裝材料各個(gè)復(fù)合層之間的物理性能協(xié)同加強(qiáng)作用會逐步消失,阻隔性能、物理性能等會逐步下降,會嚴(yán)重影響包裝材料的質(zhì)量要求。
輕微漏氣具有較長潛伏期,產(chǎn)品流通與存儲過程中,產(chǎn)品的真空度會降低,等到包裝袋內(nèi)存在明顯的空氣時(shí)才被發(fā)現(xiàn)。耐蒸煮包裝一旦漏氣,極有可能使蒸煮袋耐穿刺性差、熱封不牢固。
耐蒸煮包裝經(jīng)過蒸煮之后出現(xiàn)異味也是突出的質(zhì)量問題之一。蒸煮完成后,異味和包裝材料溶劑超標(biāo)、殘留等問題有關(guān),還與選擇的材料存在著密切的聯(lián)系。例如,將PE膜作為高溫蒸煮袋內(nèi)封層(溫度≥120 ℃),在此種溫度條件下,PE膜就會出現(xiàn)臭味。
試驗(yàn)儀器:HST-H3熱封試驗(yàn)儀、安全智能型的反壓高溫蒸煮鍋。還要準(zhǔn)備3個(gè)相同的耐蒸煮包裝袋試件,分別記為1號、2號與3號。
試驗(yàn)步驟:試驗(yàn)員應(yīng)把濃度為4%的乙酸裝入蒸煮袋內(nèi),裝到蒸煮袋容積的2/3,不可污染封口位置,以保證封口牢度。裝好乙酸后,可使用HST-H3熱封試驗(yàn)儀封口,制樣12個(gè)。封口時(shí),盡可能地把袋內(nèi)空氣徹底排出,防止在蒸煮時(shí)發(fā)生空氣膨脹而威脅測試值精準(zhǔn)度。把處理好的試樣放到蒸煮鍋內(nèi),而后開展試驗(yàn)。蒸煮時(shí),蒸煮溫度應(yīng)設(shè)置為121 ℃,而蒸煮的時(shí)間應(yīng)控制在40 min,其中,6個(gè)試樣進(jìn)行蒸,6個(gè)試樣則進(jìn)行煮。蒸煮試驗(yàn)的開展,應(yīng)密切關(guān)注蒸煮鍋內(nèi)溫度、氣壓的具體變化實(shí)況,要求溫度與壓力能維持到規(guī)定范圍以內(nèi)。
試驗(yàn)結(jié)束之后,需冷卻至室溫標(biāo)準(zhǔn),將試件取出,觀察試件是否存在脫層、皺痕與破袋等問題。通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),1號、2號試樣蒸煮完畢后,表面比較平整,且未出現(xiàn)脫層,而3號試樣被蒸煮后,出現(xiàn)表面不平整現(xiàn)象,邊緣位置也出現(xiàn)了不同程度翹曲。
取出蒸煮前后的包裝袋,截取橫縱向?yàn)?5 mm×150 mm長方形試樣,每種5條,在溫度24 ℃、濕度60.0%的條件下調(diào)節(jié)4 h。此時(shí),在200.0 mm/min環(huán)境下,使用XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)測試斷裂伸長率與拉斷力,進(jìn)而計(jì)算拉伸性能下降率。
截取長度為150.0、15.0 mm試樣,要求試樣要保持橫向、縱向上各取5條。順著試樣的長度方向來預(yù)剝離復(fù)合層,將試樣加入XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)之中,可在300.0 mm/min條件下對剝離力進(jìn)行測試。通過一定的試驗(yàn),1號、2號試樣在蒸煮前后均使用乙酸乙酯溶劑進(jìn)行浸泡,都無法予以剝離。3號試樣在蒸煮前后,利用乙酸乙酯溶劑浸泡完畢后無法予以剝離,等到蒸后縱向的平均剝離力是5.679 N,而橫向的平均剝離力是4.921 N。
在試樣的熱封區(qū)域,應(yīng)截取寬度為15.0 mm試樣,將試樣打開后呈現(xiàn)180°狀態(tài)。把試樣的兩側(cè)裝夾在XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)上,要求在300.0 mm/min條件下對最大載荷進(jìn)行測試,而后計(jì)算熱封強(qiáng)度下降率。
從上述試驗(yàn)來看,3號表面發(fā)生褶皺,斷裂伸長率下降大,耐高溫介質(zhì)不合格,不適合應(yīng)用到高溫蒸煮食品包裝中。2號試樣蒸煮完成后,拉伸性能下降,且橫向拉伸性能要比縱向拉伸性能明顯,特別是蒸試樣,橫向斷裂伸長率的下降幅度達(dá)到一半,因此,2號試樣不可用到高溫蒸煮食品包裝中。而1號試樣具有很好的耐高溫特性,介質(zhì)優(yōu)異,可被應(yīng)用到耐高溫蒸煮食品包裝中。
耐蒸煮包裝食品越來越受到消費(fèi)者的廣泛青睞,為保證食品質(zhì)量,避免食品變質(zhì),應(yīng)嚴(yán)格把控高溫蒸煮袋的生產(chǎn)與加工工藝,這就需要選擇科學(xué)而高效的耐蒸煮包裝檢測方法,開展相關(guān)的蒸煮試驗(yàn),而后就各項(xiàng)指標(biāo)的檢測結(jié)果進(jìn)行對比與研究,以提升耐蒸煮包裝質(zhì)量。