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蒸煮袋的相关研究

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  • 发布时间:2020-06-29 17:21
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【概要描述】蒸煮袋是采用由聚酯、铝箔、聚烯烃等材料复合而成的多层复合薄膜用黏合剂通过干法或其他复合后切制或一定尺寸的软质包装容器。在现在的食品工业中被广泛的应用。

蒸煮袋的相关研究

【概要描述】蒸煮袋是采用由聚酯、铝箔、聚烯烃等材料复合而成的多层复合薄膜用黏合剂通过干法或其他复合后切制或一定尺寸的软质包装容器。在现在的食品工业中被广泛的应用。

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  摘要:蒸煮袋是采用由聚酯、铝箔、聚烯烃等材料复合而成的多层复合薄膜用黏合剂通过干法或其他复合后切制或一定尺寸的软质包装容器。在现在的食品工业中被广泛的应用。
  关键词:蒸煮袋;铝箔;软罐头;包装
  1、前言
  蒸煮袋是采用由聚酯、铝箔、聚烯烃等材料复合而成的多层复合薄膜用黏合剂通过干法或其他复合后切制或一定尺寸的软质包装容器,适宜于填充多种食品,可热熔封口,并能耐高温高湿热杀菌。
  与常规的罐装容器相比,用蒸煮袋包装的食品具有重量轻、体积小、传热快、安全卫生好,外观美观、易携带可速食、能耗低等优点。但生产效率较低,包装材料费用较高,且不宜于生产带屑和坚硬食品。 因此,蒸煮袋装食品属于软包装食品,也称软罐头食品,简称软罐头。
  这类包装的食品,可以在常温下放置而且有较长的使用寿命,食用时既可以冷食,又可以热食,使用方便,可以节省保存所需的能量,因此很受人们的欢迎。
  2、蒸煮袋的历史与现状
  玻璃瓶罐头和金属罐头的历史很长,而软罐头食品的历史还不长。软罐头食品的研究是以美国为首,于1940年就开始了。1956年伊利诺依大学的Nelson和Seinberg对包括聚酯薄膜在内的几种薄膜进行了试验。
  从1958年起,美国陆军Natick研究所和Swift研究所开始从事供军队使用的软罐头食品的研究,为了用蒸煮袋代替战场上用的马口铁罐头食品进行了大量的试制和性能试验。1969年Natick研究所制成的软罐头食品受到信赖,成功地应用于阿波罗宇航计划。
  由于这类包装的食品,可以在常温下放置而且有较长的使用寿命,食用时既可以冷食,又可以热食,使用方便,可以节省保存所需的能量,因此很受人们的欢迎。瑞典是世界最早生产和销售软罐头食品的国家,但是,世界上把软罐头食品作为商品化大规模生产的,当以日本为最。
  1968年,日本大塚食品工业公司使用透明高温蒸煮袋包装咖喱制品,在日本最早实现了商品化。1969年改用铝箔为原料以提高袋的质量,使市场销售量不断扩大;1970年,开始生产用蒸煮袋包装的米饭制品;1972年,开发了蒸煮袋的汉堡饼,并实现了商品化,蒸煮袋装的肉丸子也投入市场。
  我国70年代后期开始了蒸煮袋复合材料的研制工作;1983年以后我国的蒸煮袋食品首次销往日本,开始进入国际市场,现已远销北美、欧洲、港澳等地。
  3、蒸煮袋的分类
  蒸煮袋按其不同的特性可有不同的分类方法。如按是否具有阻光性分可分为不透明蒸煮袋和透明蒸煮袋;按耐高温程度可分为普通蒸煮袋(耐100-121℃杀菌温度)、高温杀菌蒸煮袋(耐121-135℃杀菌温度)和超高温杀菌蒸煮袋(耐135-150℃杀菌温度)三类;按包装袋规格可以分为大型蒸煮袋、小型蒸煮袋等等。这里先介绍几种常用的蒸煮袋的包装。
  3.1透明普通型与透明隔绝型
  透明普通型蒸煮袋,因为能看见内容物,所以被多数食品加工厂所采用。特别是酱菜、米饭等包装以及在低温下销售的汉堡肉饼,大多采用这种类型的包装材料。这些透明普通型包装材料,其外层采用尼龙或聚酯薄膜,内层是聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃薄膜。
  一般情况下20毫米的封口强度为6-7公斤,热封范围在150-220℃,粘连温度均是124℃。其次这两种材料的阻隔性。RP-T的氧气透量为118毫升/米2.24小时.大气压,水蒸气透过性为3克/米2.24小时,RP-N的氧气透过量为55毫升/米2.24小时.大气压,水蒸气透过性为3克/米2.24小时。这两种包装材料之间之所以呈现阻隔性差异,可能是因为聚酯和尼龙薄膜固有的阻隔性不同所致。
  ? ? 制造蒸煮袋的复合包装材料工厂,对这种透明普通型蒸煮袋的构成进行试验,生产了许多类型的蒸煮袋通常情况下,适合在120℃以下使用的蒸煮袋,其内层即密封层采用特殊高密度聚乙烯(国内尚无该产品,可采用共聚级聚丙烯),而能够在135℃温度下杀菌的蒸煮袋,须用特殊聚丙烯作为密封层。
  透明隔绝型蛋白质和脂肪含量高的肉食加工品和鱼肉加工品的杀菌,要求采用透明隔绝型包装材料。这些包装材料中间夹有高阻隔性聚偏二氯乙烯(K-flex)。用共挤法复合的薄膜等高阻隔性聚偏二氯乙烯作为中间层。聚酯(12微米)/高阻隔性聚偏二氯乙烯(15微米)/未拉伸聚丙烯(50微米)构成的蒸煮袋,其氧气透过量是14毫升/米2.24小时.大气压(温度30℃,相对湿度60%)。相比之下,双向拉伸聚丙烯(20微米)/乙烯-乙烯醇共聚物(17微米)/聚乙烯(60微米)的氧气透过量为10毫升/米2.24小时.大气压(30℃,相对湿度60%)。
  高阻隔性聚偏二氯乙烯复合薄膜作为软罐头的包装材料,具有非常良好的特性。对有阻隔性的三种复合薄膜,在杀菌前和120℃、130℃杀菌后进行氧气透过量测定,结果表明,高阻隔性聚偏二氯乙烯复合薄膜在120℃、130℃杀菌后,氧气透过量仍变化不大,而其余两种包装材料,杀菌前氧气透过量很低,杀菌后氧气透过量则急剧增大。 高阻隔性聚偏二氯乙烯复合薄膜在120℃,20分钟杀菌后,在温度30℃,相对湿度80%的条件下存放15天,其氧气透过量仍是固定不变。
  3.2 铝箔蒸煮袋
  铝箔蒸煮袋由数层不同材料复合而成,通常最内层(即与食品物料相接触的内层)为无毒的聚烯烃类,厚度约70微米,主要起隔绝水气的作用,且易于热熔封口;中间层为铝箔,厚度约为9微米,主要阻隔气体和光照;铝箔内或外面常为尼龙薄膜,厚度约为20微米,用作提供韧性抗机械冲击;最外层通常为聚酯,厚度约12微米,具有防止铝箔折裂的功能,且便于印刷,具有光泽、防水等性能。制作这种袋子,通常是先把印刷好的聚酯薄膜和铝箔干法复合,然后再与其他塑料薄膜材料复合。
  应注意使用铝箔复合袋时要注意酸性食品对铝箔的腐蚀作用,以及因折曲产生的针孔而导致内容物变质。
  3.3高温短时杀菌蒸煮袋
  高温短时杀菌用袋和其他蒸煮袋相比,其粘结温度高,为137℃,粘结强度大。热封温度也较普通蒸煮袋为高,铝箔袋为190-250℃,透明袋为180-220℃。
  3.4立袋
  立袋即能够站立的袋子,但在加压杀菌时则可平放,由于平放时袋子厚度较薄,因而杀菌时间缩短,在保证质量的同时能提高产量。立袋外表美观,不需要外包装,所以强度要求比普通平袋高4、蒸煮袋的基材及其性能蒸煮袋的基础材料包括:(1)聚乙烯(PE)薄膜 、(2)聚丙烯(PP)薄膜 、(3)聚酯(PET)薄膜、(4)铝箔(AL)(5)尼龙(PA)薄膜、(6)聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜、(7)粘合剂。
  蒸煮袋的基础材料由外层保护层(印刷层)、中间隔绝层、内层保护层三类功能层组成,故各层材料存在着不同的性能。基本性能要求有如下几个方面:(1)机械性能包括:抗拉强度、刚性或可取拿性、密封性、可开剥性(2)物理化学性能包括:隔湿性能、隔氧和其他气体性能、保香性、抗油性、隔光性或透光性、耐腐蚀性、无毒、无臭、无味特性(3)耐久性能包括:在冷、热的条件下的稳定性、在高湿度条件下的稳定性、生物降解能力(4)加工、包装适应性包括:可印刷性、适应自动化、机械化的作业能力、静电性能收缩性能。
  4.1聚乙烯薄膜(PE)
  聚乙烯是乙烯气体的聚合物。有低密度、高密度和线性低密度聚乙烯。成本低,产品透明性、粘附性、柔软性均好。热封性能和阻湿性能好,多用作蒸煮袋的内层作为热封层。
  4.2聚丙烯薄膜(PP)
  聚丙烯薄膜是由丙烯(CH2=CH-CH3)制成的聚合物,属于热塑性塑料。聚丙烯的成型性比聚乙烯好。成型制品的外观性能(如光泽、透明度、表面搔刮硬度等)也较聚乙烯为优。
  聚丙烯由于分子结构和结晶结构不同,又分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯。
  4.3聚酯薄膜(PET)
  聚酯是由对苯二甲酸与二元醇(例如乙二醇)缩聚而成的,其结构式为-OCH3CH2OCOC6H4CO-,故又称为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate),其分子量一般不低于2万。
  聚酯薄膜的制造一般是先采用挤压法制成厚片,然后再与双向拉伸工艺相配合制成薄膜。
  聚酯薄膜对稀酸稀碱及普通有机溶剂比较稳定。但对浓酸浓碱以及某些氯代烃则不稳定。它的尺寸稳定性好,但在高温下有收缩倾向。聚酯薄膜的防水性、防潮性好,在过分干燥和潮湿的极端状态下,强度不受影响。它在各种薄膜中,阻止异味透过性最好。它的透明度好,可见光透过率在90%以上,印刷性和适应机械操作性能好并且它的价格高,熔点高, 不易单层薄膜的热合,易带静电。通常可作为蒸煮袋的外层材料。
  4.4铝箔薄膜(AL)
  铝箔是金属铝经过压延制作而成的。它具有优良的隔绝性能,即有很小的透气性、透湿性、透水性以及透光性,所以是复合蒸煮袋的一种理想基材。
  铝箔弯曲后易产生针孔,所以铝箔作复合材料的中层最为理想。一般蒸煮袋所使用的铝箔厚度为7-15μm。为了降低成本,尽可能使用薄的铝箔,但铝箔越薄,针孔数目越多。故作为软罐头的包装材料,一般采用9μm的铝箔。
  4.5尼龙薄膜(PA)
  尼龙是一种热塑缩聚高分子化合物,在分子结构中含有氨基的结构,故化学名称为聚酰胺(po1yamide)。
  尼龙薄膜是用T型模挤出工艺和吹塑工艺制成。它包括双向拉伸和未拉伸两种。双向拉伸的用途最广、产量最大。它具有优良的耐热性、耐寒性,撕裂强度和耐针孔性好,在复合材料中起增强、加固、耐撕裂、阻隔气体的作用。在蒸煮袋中作为基材之一使用。
  4.6聚偏二氯乙烯薄膜(PVDC)
  聚偏二氯乙烯(polyvinglidene chloride)树脂大致可分为两类:成型类和涂料类(K涂)。
  薄膜特点:对气体及湿气极端不透过性,其阻气性能接近于金属,是现有塑料薄膜中阻隔性最优的薄膜。机械性能、透明性、粘接性很好。可高温杀菌处理,价格较便宜,因此常作为复合薄膜的基材之一使用。
  5、高温蒸煮袋加工要求
  许多企业在高温蒸煮袋的加工中,虽然人、物、料等环节都经过严格控制,但生产出的产品仍不尽人意,因复合袋胀袋脱层而屡遭客户投诉。在实际生产中要注意以下几个问题:
  ①印刷油墨的选择。采用特定的高温蒸煮油墨经过121℃40分钟的蒸煮,仍不发黄、发黑、发暗,不会因附着力下降而脱色,多选用双组份聚氨酯油墨。
  ②复合黏合剂的选用。一般选择符合蒸煮要求的双组份聚氨酯胶,更高温度(135℃以上)要使用专用的耐高温蒸煮的胶。
  ③高温蒸煮袋应当有9.8N/20mm宽的剥离强度,为确保这样高的剥离强度,电晕处理强度要达到42达因/厘米以上(CPP39达因/厘米以上),涂胶量要达到4.5~5g/m2(干)。最好使用80~90线/英寸的涂胶网线辊。这样可以确保在合适的涂胶液粘度下有较高的涂胶量。而且在复合前需检查涂胶辊的清洁程度,以确保有一个良好的涂布状态。烘箱要通风好,环境清洁(一个点就是一个破坏源)。
  ④高温蒸煮袋的内层要有良好的热封性、耐温性、无毒性。LDPE是100℃30分钟的低温煮沸袋内层材料,为了确保内层的热封强度和耐油性等,厚度应在70μm以上,LDPE本身的耐油脂是不大好的,如果低于这个厚度,在蒸煮过程中,食品中的油脂会透过LDPE进入到胶层,从而引起脱层,其热封制袋温度就在160~180℃,过低的温度不利于热封制袋强度的提高,过高温度会产生热封面上、热封塑料的被挤压流出,使热封处薄膜变薄,也不利于强度的提高。对于以PP料为热封层时,温度可控制在200~230℃,温度提高,有利于热封牢度的提高。
  ⑤高温蒸煮袋的热封强度十分重要,因为在高温蒸煮过程中,虽然已经抽了真空,但是还是有残余压力,这个残压在高温下会有较大的体积膨胀,为此袋受到一定的内压,热封不好极易在封口不牢的地方被压破。
  ⑥进行充分熟化,要使双组份反应彻底,保证复合质量,因此必须进行50-60℃,3-5天的熟化期。
  ⑦蒸煮复合对铝箔的要求较高。其使用厚度一般为7-15μm。135℃需选择9μm以上的,另外要注意针孔数和针孔直径,不应有密集的、连续的、周期性的针孔。
  ⑧AL、NY的贮存要求。这两种材料均为怕湿怕潮物品,为此要特别注意使用中的防护和用后的贮存,且铝箔特别注意端面不可碰伤。
  ⑨乙酯的选择。对于复合蒸煮袋使用的乙酯,其水、醇含量更要严格控制。
  复合材料制造中,复合工艺有多种,常用的有挤出(单挤出、共挤出)复合。挤出(单挤出、共挤出)涂布、干法胶粘复合、湿法胶粘复合、热压复合、蜡复合等等。有时为了产品需要和提高工作效率,也经常将两种复合工艺串联使用,如挤出复合之前某些基础材料需要涂布一层打底材料,因而将干法胶粘复合的前部设备组装入挤出复合设备中。复合工艺繁多,与蒸煮袋有关的工艺有:(1)挤出复合;(2)挤出涂布;(3)干法胶粘复合6.蒸煮袋包装的发展及展望高温蒸煮袋用复合包装材料,除前述可用于蒸煮袋,真空气密性包装袋外,含铝箔复合材料已用于牙膏管材、牛奶、果汁的复合纸罐包装、军械弹药、精密仪器包装。另外,用铝箔与聚酯薄膜及其它材料复合还可以用在电讯行业作电容器芯或通讯电缆、光缆的屏蔽层取代传统的铜编织网。石油勘探中,常需采取矿石样品微量分析,过去用普通塑料袋装,因同系石油衍生物,会发生浸出-迁移现象,造成测试结果不准,可采用铝箔作内层,仅在热封部位涂热封胶就解决了。
  总而言之,复合材料的种类繁多,它是与多学科均有联系的分支,应用领域不断在开拓,我们相信,随着科学化、市场化地不断发展,加之我们的不懈努力,会给我们带来很多令人欢欣鼓舞的优秀成果。
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