高溫蒸煮袋高溫蒸煮是一種高效、徹底的殺菌工藝，廣泛應(yīng)用于肉類、豆制品、部分醫(yī)用用品和醫(yī)用注射劑的消毒。近年來，該工藝還逐步應(yīng)用于熟板栗、玉米奶飲料、嬰兒果蔬醬等食品的殺菌。高溫烹調(diào)和殺菌的溫度范圍一般在12 1℃到13 5℃之間。目前，也有能滿足145℃超高溫滅菌要求的軟包裝材料的研究。研究數(shù)據(jù)表明，在145℃的條件下，只要保持3min左右的處理時(shí)間，就可以完全殺滅肉毒芽孢桿菌中＊耐熱的有害細(xì)菌，由此制得的復(fù)合軟包裝材料也得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)包裝內(nèi)容物的消毒滅菌條件，重點(diǎn)介紹了耐12 1℃的包裝袋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及如何滿足高溫蒸煮的要求。
為了滿足高溫滅菌的工藝要求，在復(fù)合軟包裝材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮多方面的因素。在保證自身在生產(chǎn)過程中的作用的同時(shí)，更要考慮內(nèi)容的要求。同時(shí)，考慮到殺菌處理工藝條件、流通儲(chǔ)存條件和銷售使用環(huán)節(jié)對(duì)包裝材料性能的影響，下面將逐項(xiàng)進(jìn)行論述。
一、烹調(diào)、滅菌的目的和烹調(diào)袋的分類
滅菌的主要目的有兩個(gè)：一是徹底清除有害細(xì)菌，滿足無菌要求，如醫(yī)療用品的滅菌。2、徹底殺菌后，少量或不加防腐劑，即可抑制細(xì)菌生長，延長內(nèi)容物的保質(zhì)期，使內(nèi)容物在室溫下長時(shí)間保持原設(shè)計(jì)風(fēng)味，如各類食品高溫烹調(diào)產(chǎn)品。
根據(jù)目前國際公認(rèn)的高溫滅菌處理袋分類如下：1、可耐121℃的烹調(diào)袋，耐高溫時(shí)間從30分鐘到60分鐘不等。2.烹調(diào)袋可耐135℃，耐溫時(shí)間為15~30min。3.耐145℃的超高溫烹調(diào)袋是目前檔次＊高的烹調(diào)袋，耐溫時(shí)間小于5min。目前，國內(nèi)市場上廣泛使用的是可耐121℃的高溫烹調(diào)袋，肉類高溫烹調(diào)包裝等一般固體物質(zhì)也要滿足真空要求。
二、高溫蒸煮袋對(duì)薄膜基材和化工材料的要求
高溫蒸煮袋薄膜基材的生產(chǎn)是滿足蒸煮條件的基礎(chǔ)，通常要根據(jù)高溫蒸煮袋的蒸煮條件和內(nèi)容物的特點(diǎn)來確定使用哪種基材、什么規(guī)格、組合順序、使用哪種油墨和膠水等。常用的薄膜基材有：BOPET、B0PA、HDPE、RCPP、AL、共擠出EVOH、共擠出PVDC、共擠出PE等；目前新推出的五層共擠薄膜有：PP/AC/EV0H/AC/PP、PP/AC/PA/EV0H/PA/AC/PP等；此外還有共聚尼龍MXD6、SiOxPET12um等陶瓷蒸發(fā)膜。
根據(jù)表層(或印刷層)、屏障層、熱封層的順序，復(fù)合包裝材料的結(jié)構(gòu)可以組合，也可以是單層材料，既可以作為印刷層，也可以作為屏障層，因此包裝袋可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成二層、三層、四層或更多層，如BOPET//RCPP、BOPA//RCPP、BOPET//BOPA//RCPP、BOPET/A1//RCPP等。基板的厚度通常選擇為：BOPET12um、BOPA15um、Al7um或Al9um、RCPP50um、RCPP70um、RCPP80um、RCPP100um等，而對(duì)于屏障層，通常選擇BOPA和AL。根據(jù)實(shí)際需要，也有選擇BOPA25um和AL12um的情況。大容量、有特殊要求的高溫烹調(diào)袋選用的RCPP厚度也超過了100um。為克服RCPP不耐墜落的缺陷，液袋一般在薄膜中添加助劑，以增強(qiáng)其抗墜落性能。
高溫蒸煮袋選用的化工原料主要有油墨、膠水和溶劑。普通油墨不具有耐高溫性，蒸煮后會(huì)分離，有些顏色會(huì)發(fā)生變化，高溫烹飪油墨應(yīng)該是以雙組分反應(yīng)性聚氨酯油墨為連接材料，其印刷附著力牢度較好，交聯(lián)固化反應(yīng)后，能經(jīng)受高溫蒸煮，與膠水能形成很強(qiáng)的附著力。同時(shí)，對(duì)于大面積的專色和白色圖案，也要選擇與之相匹配的油墨固化劑。在選擇油墨時(shí)，要特別注意區(qū)分普通油墨、100℃以下的沸水油墨和121℃以上的高溫烹調(diào)油墨，避免誤用。膠水應(yīng)為高溫蒸煮等級(jí)，一般認(rèn)為應(yīng)滿足至少121℃的蒸煮要求。復(fù)配后，必須具有良好的粘接牢度、耐高溫介電性能和耐熱性能。目前使用＊多的是雙組分聚氨酯膠水。溶劑的選擇應(yīng)與油墨、膠水相匹配，既能滿足工藝要求，又不影響油墨、膠水的高溫蒸煮性能。
第三，高溫蒸煮袋對(duì)生產(chǎn)工藝的要求。
要把控高溫蒸煮產(chǎn)品質(zhì)量，除了對(duì)普通產(chǎn)品的生產(chǎn)要求外，還要對(duì)個(gè)別地方提出特殊要求。為清楚和簡化起見，這里僅簡要列出每個(gè)過程中的幾個(gè)注意事項(xiàng)。
1.印刷工序
實(shí)際生產(chǎn)中在印刷過程中應(yīng)注意的問題：(1)高溫炊事袋＊常用的印刷基材為BOPET12um和BOPA15um，基材的選擇要求高，且要保證質(zhì)量，電暈值大于52達(dá)因，電暈均勻；厚度均勻，無荷葉邊，無異物污染等特點(diǎn)；(2)高溫烹調(diào)袋印刷時(shí)應(yīng)注意的問題是：(1)高溫烹調(diào)袋＊常用的印刷基材為BOPET12um和BOPA15um，基材選擇要求高，質(zhì)量要保證，電暈值大于52達(dá)因，電暈均勻，無荷葉邊，無異物污染等。高溫蒸煮BOPA15um(含復(fù)合)與普通袋子不同，＊好選擇同步拉伸，以保證全方位的同性戀，固定的縱向拉伸比和特殊的機(jī)械性能。(2)根據(jù)油墨生產(chǎn)廠家的技術(shù)資料，選擇油墨，至少要選擇“R”級(jí)油墨，高溫烹調(diào)油墨不能由不同廠家混合，與油墨一起使用的混合溶劑比例一定要適當(dāng)?；钚猿煞值募兌葢?yīng)達(dá)到99%以上。為了符合衛(wèi)生要求，注意溶劑和油墨中不含苯、甲苯、二甲苯、酮等高沸點(diǎn)溶劑。根據(jù)印刷材料和復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)選擇合適的油墨，如選擇BOPA作為印刷層，油墨在烹調(diào)狀態(tài)下個(gè)別顏色的顏料可能會(huì)滲透到BOPA上，同樣對(duì)于只有印刷層和熱封層兩層結(jié)構(gòu)的烹調(diào)袋而言，油墨也有可能滲透到RCPP上，從而帶來內(nèi)容物污染的風(fēng)險(xiǎn)。(3)需要大面積使用的專色和白色油墨需要添加1%-3%的油墨固化劑，加入量必須根據(jù)油墨廠家提供的技術(shù)數(shù)據(jù)確定，不能太多也不能太少。從墨盤中回收的剩余墨水，無論存放多長時(shí)間，都不能再用于高溫烹飪產(chǎn)品的印刷。(4)要使印刷材料的溶劑殘留量降到＊低，油墨附著力牢度好，必須選擇標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝參數(shù)，如烘箱溫度、風(fēng)量和機(jī)器轉(zhuǎn)速。對(duì)于含油墨固化劑的大面積油墨，烘箱溫度比其他油墨高10-15℃。(5)印制的BOPA薄膜必須用鋁箔的復(fù)合膜緊緊包裹，以防止?jié)駳馐湛s和性能變化。(6)含油墨固化劑的印刷品＊好復(fù)卷，貯存時(shí)間不宜超過3天，即印刷層至少應(yīng)在3天內(nèi)復(fù)合完畢。
2.復(fù)合法
目前，高溫烹調(diào)袋主要采用干法復(fù)合工藝，如何控制這一工藝是高溫烹調(diào)袋生產(chǎn)成敗的關(guān)鍵，在生產(chǎn)中需要注意以下幾個(gè)問題：(1)高溫烹調(diào)膠的使用必須按照廠家說明，如配比、熟化溫度和時(shí)間等，稀釋用乙酸乙酯溶劑的純度應(yīng)達(dá)到99%以上。(2)各層材料厚度應(yīng)均勻，厚度偏差不超過7%。對(duì)于使用鋁箔的產(chǎn)品，除滿足其機(jī)械參數(shù)外，鋁箔表面應(yīng)干燥，潔凈度必須達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即用蒸餾水檢查時(shí)應(yīng)全部滲透，針孔數(shù)量越少越好，使用前存放時(shí)間不宜超過3個(gè)月。為提高復(fù)合牢度，中間的BOPA膠料應(yīng)為雙面電暈，電暈值不小于50dynes。(3)膠水涂得均勻。根據(jù)不同廠家、不同膠種的特點(diǎn)，干基應(yīng)在3.5g-4.8g m2之間，左、中、右位置涂布偏差以不超過0.3g/m2為基準(zhǔn)。應(yīng)按要求添加固化劑，干燥車間環(huán)境濕度超過80%的，應(yīng)適當(dāng)增加固化劑加入量，一般在原有基礎(chǔ)上增加5%-10%。如果產(chǎn)品印花圖案中黃、白等淺色區(qū)域較多，生產(chǎn)中涂布量應(yīng)比深色圖案設(shè)計(jì)增加0.3g/m2左右，以防止烹調(diào)后出現(xiàn)明顯斑點(diǎn)。(4)確定合適的機(jī)械工藝參數(shù)，特別是三段爐溫比普通產(chǎn)品高5~10min，復(fù)合加熱輥溫度70~80min，復(fù)合壓力比同規(guī)格普通產(chǎn)品高0.1mPa~0.2mPa，根據(jù)機(jī)器性能控制機(jī)速在120m/℃以下。根據(jù)材料類型和規(guī)格，根據(jù)纏繞的密封性適中和薄膜不起皺，確定纏繞的初始張力和錐度的選擇。(5)必須根據(jù)廠家要求根據(jù)不同膠種的要求進(jìn)行固化，溫度和時(shí)間不宜偏離太多，溫度偏差應(yīng)小于5℃，時(shí)間偏差不宜超過4小時(shí)，熟化時(shí)間不宜過長或過長。(6)老化的物料應(yīng)在室溫下正常冷卻超過12小時(shí)，然后才能切成袋子。(7)復(fù)合高溫蒸煮膠的選用一定要與油墨、薄膜搭配好，如果搭配不當(dāng)，高溫蒸煮后會(huì)出現(xiàn)分層，所以批量生產(chǎn)前一定要做樣品檢測。(8)根據(jù)膠水的特性，每層復(fù)合層可選擇熟化12-24小時(shí)，＊后一層完成后再根據(jù)膠水要求的熟化時(shí)間完成＊終熟化。也可由多層一次性復(fù)合完成固化室，根據(jù)膠水要求的熟化時(shí)間完成＊終熟化。分層成熟的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量穩(wěn)定，減少了復(fù)合起皺的影響；一次完成的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、管理方便，但存在起皺質(zhì)量隱患。
3.制袋工藝
一般來說，制袋是高溫烹調(diào)袋的＊后一道工序，要嚴(yán)格控制和把關(guān)，否則功虧一簣。制袋時(shí)應(yīng)注意的問題有：(1)批量制袋前，要進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，確定熱封刀各段的溫度、壓力和機(jī)器速度等工藝參數(shù)。這些參數(shù)可以保證烹調(diào)前后的熱封強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在高溫蒸煮試驗(yàn)機(jī)上加載相同容量的內(nèi)容物進(jìn)行耐介性試驗(yàn)，以確定材料結(jié)構(gòu)的一致性。(2)確保制袋前的輥膜已充分冷卻，經(jīng)檢測各層與輥膜溶劑殘留物的復(fù)合強(qiáng)度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并確認(rèn)首檢項(xiàng)目。(3)制袋時(shí)熱封邊寬度不小于5 mm。此外，為保證熱封區(qū)域光滑美觀，冷卻模具應(yīng)足夠低，一般在25℃以下。(4)充分做好卷膜在制袋過程中的適應(yīng)性評(píng)價(jià)，確保每一次生產(chǎn)過程中薄膜順利進(jìn)行，熱封狀況良好，制袋質(zhì)量穩(wěn)定。尤其是RCPP熱密封層容易造成袋子開口性差，因此要防止袋子開口性差導(dǎo)致袋子硬化。(五)由于高溫蒸煮材料和工藝的特殊性，應(yīng)適當(dāng)提高制袋過程中高溫蒸煮產(chǎn)品的抽檢比例，盡快發(fā)現(xiàn)過程中的質(zhì)量異常情況，每生產(chǎn)班次做一次蒸煮檢測。(五)高溫蒸煮材料和工藝的特殊性，應(yīng)適當(dāng)提高制袋過程中高溫蒸煮產(chǎn)品的抽檢比例，做到第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)過程中的質(zhì)量異常，每生產(chǎn)班次做一次蒸煮檢測。試驗(yàn)方法應(yīng)正確，根據(jù)客戶的殺菌條件(主要是蒸煮溫度、時(shí)間、壓力，例如條件參數(shù)為121C、40min、0.2-0.24 MPa)，模擬客戶的使用條件，即包括容量和性質(zhì)相同的內(nèi)容物，測試耐高溫蒸煮性能。(6)根據(jù)袋子的大小和重量選擇合適的包裝量，注意防護(hù)，防止袋子機(jī)械損壞。
以上是制袋過程中應(yīng)注意的問題。目前市面上也有高溫烹飪吸管的立式袋和風(fēng)琴袋，控制的重點(diǎn)是管子的材質(zhì)要與袋子熱封層的材質(zhì)相匹配，才能保證良好的密封效果。烹調(diào)后和使用過程中不會(huì)滲漏。此外，管子與蓋子的搭配可保證烹調(diào)前后的密封性。要根據(jù)物料的膨脹變化，保證烹調(diào)后的開啟扭矩不會(huì)有太大變化，確保開啟順暢但密封性好。
在生產(chǎn)過程中，每一個(gè)控制項(xiàng)目都要按要求進(jìn)行檢驗(yàn)，這是核實(shí)質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)的基本措施，所以從原材料到成品都要嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)。尤其是驗(yàn)證袋子功能的高溫蒸煮試驗(yàn)，千萬不能馬虎。
