耐蒸煮包裝常見問題及檢測(cè)方法介紹

■ 文/郝文靜 周偉芳 濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司

耐蒸煮包裝常見問題及檢測(cè)方法介紹

■ 文/郝文靜 周偉芳 濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司

塑料復(fù)合薄膜是耐蒸煮包裝常用的包裝材料，蒸煮加熱滅菌是包裝高溫蒸煮食品的重要工序。然而，塑料復(fù)合膜在受熱后物理性能易發(fā)生熱衰減而導(dǎo)致包材質(zhì)量不合格。本文對(duì)耐高溫蒸煮袋蒸煮后常見問題進(jìn)行分析，并對(duì)其物理性能檢測(cè)方法進(jìn)行介紹，希望對(duì)實(shí)際生產(chǎn)能有指導(dǎo)意義。

耐蒸煮包裝；高溫滅菌；包裝安全；GB/T 10004；濟(jì)南蘭光

耐高溫蒸煮包裝是常用于肉類、豆制品等食品的包裝形式，一般采用真空包裝，經(jīng)過高溫（100~135℃）加熱滅菌，可在常溫下儲(chǔ)存。耐蒸煮包裝食品攜帶方便，開袋即食，衛(wèi)生方便，又能很好地保持食品的風(fēng)味，深受消費(fèi)者喜愛。根據(jù)滅菌工藝、包裝材料的不同，耐蒸煮包裝產(chǎn)品的保質(zhì)期從半年至兩年不等。

蒸煮食品的包裝流程為制袋、裝袋、抽真空、熱封、檢驗(yàn)、蒸煮加熱滅菌、干燥冷卻、打包。蒸煮加熱滅菌是整個(gè)流程的核心工序，然而，由高分子材料——塑料制成的包裝袋在受熱后分子鏈運(yùn)動(dòng)加劇，材料物理性能易發(fā)生熱衰減。本文對(duì)耐高溫蒸煮袋蒸煮后常見問題進(jìn)行分析，并對(duì)其物理性能檢測(cè)方法進(jìn)行介紹，希望對(duì)實(shí)際生產(chǎn)能有指導(dǎo)意義。

一、耐蒸煮包裝袋常見問題分析

耐高溫蒸煮食品是將食品包裝后，連同包裝材料一起加熱滅菌。為了達(dá)到較高的物理性能和良好的阻隔性能，耐蒸煮包裝由多種基材復(fù)合而成，常用材料有PA、PET、AL和CPP，常用結(jié)構(gòu)有兩層復(fù)合膜（如BOPA/CPP、PET/ CPP）、三層復(fù)合膜（如PA/AL/CPP、PET/PA/CPP）和四層復(fù)合膜（如PET/ PA/AL/CPP）。在實(shí)際生產(chǎn)中，最常見的質(zhì)量問題為蒸煮后包裝袋起皺、破袋、漏氣和蒸煮后異味：

1、包裝袋起皺一般有三種表現(xiàn)形式：包裝基材出現(xiàn)橫向或縱向或不規(guī)則性的皺痕；各復(fù)合層出現(xiàn)皺裂，平整性差；包裝基材收縮，收縮的復(fù)合層與其他復(fù)合層分離，呈條紋狀。而破袋則分為直接脹裂與起皺后破裂兩種。

2、脫層是指包裝材料的各復(fù)合層相互分離的現(xiàn)象。輕微的脫層表現(xiàn)為包裝受力部位呈現(xiàn)條紋狀凸起，剝離強(qiáng)度降低，甚至可用手輕輕撕開，而嚴(yán)重時(shí)則在蒸煮后呈現(xiàn)包裝復(fù)合層大面積分離。如出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，則包裝材料各復(fù)合層間物理性能的相互協(xié)同加強(qiáng)作用消失，物理性能、阻隔性能大幅下降，無法滿足貨架期的要求，往往給企業(yè)造成較大的損失。

3、輕微漏氣一般有一個(gè)比較長的潛伏期，蒸煮時(shí)不易發(fā)覺，在產(chǎn)品流通存儲(chǔ)期間產(chǎn)品真空度減小，包裝出現(xiàn)明顯空氣時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因此，該質(zhì)量問題往往涉及較多數(shù)量的產(chǎn)品，影響較大。出現(xiàn)漏氣與蒸煮袋的熱封不牢、耐穿刺性差有較大的關(guān)系。

4、蒸煮后異味也是經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。蒸煮后出現(xiàn)的異味與包裝材料的溶劑殘留超標(biāo)，或者材料選擇不當(dāng)有關(guān)。如采用PE膜作為120°以上的高溫蒸煮袋的內(nèi)封層，在高溫下PE膜易出現(xiàn)臭味。因此，高溫蒸煮袋的內(nèi)層一般選擇CPP。

二、耐蒸煮包裝物理性能檢測(cè)方法

導(dǎo)致耐蒸煮包裝質(zhì)量問題的因素比較復(fù)雜，涉及到復(fù)合層原材料、膠粘劑、油墨、復(fù)合及制袋工藝控制、蒸煮工藝等多方面。為確保包裝質(zhì)量及食品貨架期，對(duì)包材進(jìn)行耐蒸煮試驗(yàn)十分必要。

適用于耐蒸煮包裝袋的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》，該標(biāo)準(zhǔn)是參照J(rèn)IS Z 1707-1997《食品包裝用塑料薄膜總則》而制定，代替了GB/T 10004-1998《耐蒸煮復(fù)合膜、袋》和GB/T10005-1998《雙向拉伸聚丙烯薄膜/低密度聚乙烯復(fù)合膜、袋》。GB/ T 10004-2008中包含了對(duì)耐蒸煮包裝膜及袋的各項(xiàng)物理性能及溶劑殘留指標(biāo)，并要求對(duì)耐蒸煮包裝袋進(jìn)行耐高溫介質(zhì)性測(cè)試，方法為將蒸煮袋中分別裝入4%乙酸、1%硫化鈉、5%氯化鈉及植物油后排氣封口，在121℃的高壓蒸煮鍋中加熱加壓40min，在壓力保持不變的情況下冷卻。然后對(duì)其外觀、拉斷力、伸長率、剝離力和熱封強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，用下降率來評(píng)定，公式如下：

R=（A-B）/A×100

式中R為被檢測(cè)項(xiàng)目的下降率（%），A為耐高溫介質(zhì)試驗(yàn)前被檢測(cè)項(xiàng)目的平均值；B為耐高溫介質(zhì)試驗(yàn)后被檢測(cè)項(xiàng)目的平均值。性能要求為“使用溫度為80℃以上的產(chǎn)品經(jīng)耐高溫介質(zhì)性試驗(yàn)后，應(yīng)無分層、破損、袋內(nèi)、外無明顯變形，剝離力、拉斷力、斷裂標(biāo)稱應(yīng)變和熱合強(qiáng)度下降率應(yīng)≤30%”。

三、耐蒸煮包裝袋物理性能的檢測(cè)

上機(jī)實(shí)際試驗(yàn)?zāi)茏钫鎸?shí)檢測(cè)耐蒸煮包裝的整體性能，然而該方法不僅費(fèi)時(shí)，也受到生產(chǎn)計(jì)劃、試驗(yàn)數(shù)量的局限，操作性差、浪費(fèi)大、成本高。而通過蒸煮試驗(yàn)對(duì)蒸煮前后拉伸性能、剝離強(qiáng)度、熱封強(qiáng)度等物理性能的檢測(cè)可對(duì)蒸煮袋的耐蒸煮質(zhì)量進(jìn)行綜合判定。蒸煮試驗(yàn)一般采用實(shí)際內(nèi)容物和模擬物兩種。采用實(shí)際內(nèi)容物進(jìn)行蒸煮試驗(yàn)，可最大程度上接近實(shí)際生產(chǎn)情況，能有效預(yù)防不合格包裝批量進(jìn)入生產(chǎn)線；而對(duì)于包材廠而言，在生產(chǎn)過程中及入庫前采用模擬物對(duì)包材耐蒸煮性能進(jìn)行檢測(cè)更具有實(shí)踐性與操作性。筆者通過對(duì)三種不同廠家的耐蒸煮包裝袋裝入食品模擬液，分別進(jìn)行蒸、煮試驗(yàn)來介紹耐蒸煮包裝袋物理性能測(cè)試方法，試驗(yàn)過程如下：

1、蒸煮試驗(yàn)

儀器：安全智能型反壓高溫蒸煮鍋（北京發(fā)恩科貿(mào)有限公司），HST-H3熱封試驗(yàn)儀（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）

試驗(yàn)步驟：將4%乙酸小心裝入蒸煮袋至容積的三分之二，注意不要污染封口，以免影響封口牢度。裝好后，用HST-H3將蒸煮袋封口，共制樣12個(gè)。在封口時(shí)要盡量將袋內(nèi)空氣排出，以免蒸煮時(shí)空氣膨脹影響測(cè)試結(jié)果。

將密封好的試樣放入蒸煮鍋內(nèi)開始試驗(yàn)。設(shè)置蒸煮溫度121℃，蒸煮時(shí)間40min，6個(gè)試樣蒸，6個(gè)試樣煮。在蒸煮試驗(yàn)過程中要密切注意蒸煮鍋內(nèi)氣壓和溫度的變化，以確保溫度和壓力維持在設(shè)定的范圍內(nèi)。

試驗(yàn)結(jié)束后，冷卻至室溫，取出觀察是否有破袋、皺痕、脫層等現(xiàn)象。經(jīng)試驗(yàn)，1#、2#試樣蒸煮后表面平整，無脫層現(xiàn)象，3#試樣蒸煮后表面不很平整，且邊緣有不同程度的翹曲。

2、拉伸性能對(duì)比

分別取蒸煮前與蒸煮后的包裝袋，裁取橫向、縱向15mm×150mm的長方形試樣各5條，在23±2℃，,50±10%RH的環(huán)境下狀態(tài)調(diào)節(jié)4h。采用XLW(PC) 智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）在200mm/min的條件下測(cè)試其拉斷力與斷裂伸長率。采用GB/T 10004-2008中耐高溫介質(zhì)性公式計(jì)算下降率。試驗(yàn)結(jié)果如下：

?

3、剝離試驗(yàn)

根據(jù)GB 8808-1988《軟質(zhì)復(fù)合塑料材料剝離試驗(yàn)方法》A法，裁取寬15±0.1mm，長150mm的試樣，試樣橫、縱向各取5條。沿試樣長度方向?qū)?fù)合層進(jìn)行預(yù)剝離，裝入XLW(PC) 智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司），在300mm/min的條件下測(cè)試剝離力。經(jīng)試驗(yàn)，1#、2#試樣蒸煮前、后經(jīng)乙酸乙酯溶劑浸泡一端后均無法剝離。3#試樣蒸煮前、煮后經(jīng)乙酸乙酯溶劑浸泡后無法剝離，蒸后縱向平均剝離力為5.679N，橫向平均剝離力為4.921N。

4、熱封強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)GB/T 2358-1998《塑料薄膜包裝袋 熱合強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，在試樣熱封部位裁取寬15mm的試樣，打開呈180°，將試樣兩端裝夾在XLW(PC) 智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）上，在300mm/min的速度下測(cè)試最大載荷，采用GB/T 10004-2008中耐高溫介質(zhì)性公式計(jì)算下降率。本次試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如下：

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5、試驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)試驗(yàn)，3#試樣表面出現(xiàn)褶皺，蒸煮后斷裂伸長率下降率大，超過了GB/T 10004-2008的要求，耐高溫介質(zhì)性不合格，不適于應(yīng)用于高溫蒸煮食品。2#試樣蒸煮試驗(yàn)后，橫向拉伸性能下降較縱向更為明顯，雖然拉斷力、熱封強(qiáng)度下降率符合要求，但是斷裂伸長率明顯降低，尤其是蒸的試樣，橫向斷裂伸長率下降率甚至達(dá)到了50%以上，2#試樣不能用于高溫蒸的食品包裝。1#試樣耐高溫介質(zhì)性優(yōu)異，可用于耐高溫蒸、煮食品。

從檢測(cè)結(jié)果可以看出，經(jīng)過高溫蒸煮滅菌后，包材的各項(xiàng)性能指標(biāo)具有不同形式的改變，因此，進(jìn)行耐高溫介質(zhì)性測(cè)試時(shí)不可只進(jìn)行單個(gè)方向的性能檢驗(yàn)，以偏概全。并且，高溫滅菌方式（蒸、煮）對(duì)包材物理性能的影響有較大區(qū)別，企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝選擇蒸或煮的方式。本次試驗(yàn)的三個(gè)包裝袋的適用范圍如下：

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總結(jié)

耐蒸煮包裝食品因其食用、存儲(chǔ)的便利性，越來越受到消費(fèi)者的青睞。為有效保持內(nèi)容物質(zhì)量，防止食品變質(zhì)，需對(duì)高溫蒸煮袋生產(chǎn)工藝的每一道工序嚴(yán)格把關(guān)，合理控制。

1、耐高溫蒸煮袋應(yīng)根據(jù)內(nèi)容物、生產(chǎn)工藝選擇合適的材質(zhì)。例如，耐高溫蒸煮袋內(nèi)封層一般選擇CPP；含AL層包裝袋用于包裝酸堿性內(nèi)容物時(shí)，應(yīng)在AL及CPP之間增加PA復(fù)合層以增加抗酸堿滲透性；各復(fù)合層的熱縮性應(yīng)一致或相似，以免因材料熱縮性能匹配性差而導(dǎo)致蒸煮后材料翹曲甚至脫層。

2、合理控制復(fù)合工藝。耐高溫蒸煮袋多采用干式復(fù)合法。在蒸煮膜生產(chǎn)過程中，要選擇合適的膠粘劑及良好的涂膠工藝，合理控制熟化條件，確保膠粘劑主劑與固化劑反應(yīng)充分。

3、耐高溫介質(zhì)性是耐高溫蒸煮袋包裝過程中最嚴(yán)峻的一道工序，為減少批量質(zhì)量問題的出現(xiàn)，必須在使用前、生產(chǎn)過程中根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)耐高溫蒸煮袋進(jìn)行蒸煮試驗(yàn)，檢測(cè)蒸煮后包裝的外觀是否平整、起皺、起泡、變形，是否有離層、滲漏現(xiàn)象，物理性能（拉伸性能、剝離強(qiáng)度、熱封強(qiáng)度）下降率是否符合要求等。

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