殺菌的目的主要有兩個:
1、對有害細菌消滅徹底,滿足無菌的要求,如醫療用品的滅菌處理。
2、通過徹底滅菌後,在少加甚至不加防腐劑的情況下(xià)能抑制細菌滋生(shēng),延長内容物(wù)的保質期,使内容物(wù)在常溫下(xià)能較長久的保持原來設計的風味,如各種食品類高溫蒸煮産品。
耐高溫殺菌處理包裝袋按當前國際上比較認可的分(fēn)類如下(xià):
1、可耐121℃的蒸煮袋,耐高溫時間30-60min不等。
2、可耐135℃的蒸煮袋,耐溫時間15-30min不等。
3、可耐145℃的超高溫蒸煮袋,目前好的蒸煮袋,耐溫時間5min以下(xià)。
現在國内市場上普遍使用的是可耐121℃的高溫蒸煮袋,一(yī)般固态物(wù)質比如肉類高溫蒸煮包裝還要滿足抽真空的要求。
二、高溫蒸煮袋對薄膜基材及化工(gōng)材料要求
生(shēng)産高溫蒸煮袋用的薄膜基材是滿足蒸煮條件的基礎,通常要根據高溫蒸煮袋的蒸煮條件和内容物(wù)的特點來确定選用哪些基材、什麽規格、組合順序,要用哪種類型油墨和膠水等。
常用的薄膜基材有:BOPET 、B0PA、HDPE、RCPP、AL、共擠EVOH、共擠PVDC、共擠PE等;目前也有新型五層以上共擠膜如:PP/AC/EV0H/AC/PP、PP/AC/PA/EV0H/PA/AC/PP等;另外(wài)還有共聚尼龍MXD6、陶瓷蒸鍍膜如SiOxPET12um,多層共擠膜和陶瓷蒸鍍膜因技術工(gōng)藝和價格因素的影響,當前在高溫蒸煮袋上的應用還不多見。
根據表層(或承印層)、阻隔層、熱封層的順序,可以組合複合包材的結構,也有單層材料既做承印層也做阻隔層,所以包裝袋可以根據需要設計爲兩層、三層、四層或更多層,比如:BOPET//RCPP、BOPA//RCPP 、BOPET//BOPA//RCPP、BOPET//A1//RCPP、BOPET//A1//BOPA//RCPP等。
對于基材厚度通常選擇爲:BOPET12um,BOPA15um, AL7um或AL9um,RCPP50um、RCPP70um、RCPP80um、RCPP100um等,對于阻隔層通常選擇BOPA和AL,根據實際需要也有選擇BOPA25um和AL12um的情況,大(dà)容量和特殊要求的高溫蒸煮袋所選擇的RCPP厚度也有超過100um的。液體(tǐ)包裝袋爲克服RCPP不耐跌落的缺陷,一(yī)般會在膜内添加助劑來增強其抗跌落性能。
高溫蒸煮包材選用的化工(gōng)材料主要指油墨、膠水和溶劑。普通油墨不具耐高溫性,蒸煮後會離(lí)層,有些顔色會變化,耐高溫蒸煮油墨應該是以雙組分(fēn)反應型聚氨酯爲連結料的油墨,它的印刷附着牢度好,經交聯固化反應後,能耐高溫蒸煮,與膠水之間能形成很牢固的粘結力。
同時,對于大(dà)面積的專色和白(bái)色圖案,還要選擇配套的油墨固化劑。選用油墨時要特别注意區分(fēn)普通油墨、耐100℃以下(xià)水煮型油墨和耐121℃以上高溫蒸煮型油墨,以免誤用。膠水要選用耐高溫蒸煮級别的,通常認爲至少是滿足121℃以上蒸煮要求,複合後必須具有很好的粘結牢度、高溫抗介質性和耐熱性,目前常用的是雙組分(fēn)聚氨酯膠水。選用溶劑要和油墨、膠水能很好搭配,可滿足工(gōng)藝要求,但不能影響油墨、膠水的耐高溫蒸煮性能。
三、高溫蒸煮袋對生(shēng)産工(gōng)藝的要求
爲控制好高溫蒸煮産品的質量,除了普通産品的生(shēng)産要求之外(wài),還要對個别地方提出特别要求,爲清晰簡化,這裏隻簡單列出各工(gōng)序的幾點注意事項。
1、印刷工(gōng)序
實際生(shēng)産中(zhōng)印刷工(gōng)藝要注意的問題:
(1)高溫蒸煮袋的印刷基材常用的是BOPET12um和BOPA15um兩種,選用基材的級别要高,質量要有保證,包括電暈值達到52達因以上,并且電暈均勻;厚度均勻無荷葉邊、無異物(wù)污染等。高溫蒸煮的BOPA15um(包括複合用的)不同于普通袋,選用同步拉伸的,以此來保證各個方向同性,固定的縱向拉伸比和特殊的機械性能。
(2)根據油墨生(shēng)産廠家的技術資(zī)料選用油墨,至少選用"R"級别油墨,高溫蒸煮油墨不同廠家的不可混用,與油墨配套使用的混合溶劑比例必須合适,并且有效成分(fēn)的純度要達到99%以上。爲達到衛生(shēng)要求,注意溶劑和油墨中(zhōng)均不含苯、甲苯、二甲苯、酮類或其它高沸點溶劑。要根據承印材料的特性和複合膜結構選定适合的油墨,比如選用BOPA爲承印層,個别顔色的油墨在蒸煮狀态下(xià)顔料可能會在BOPA上滲透,同樣對于隻有承印層和熱封層兩層結構的蒸煮袋,油墨也有在RCPP上滲透的可能,從而帶來對内容物(wù)污染的風險。
(3)需要大(dà)面積使用的專色和白(bái)色油墨要添加1%-3%的油墨固化劑,一(yī)定要根據油墨廠家提供的技術資(zī)料來确定添加量,不可過多或過少。墨盤中(zhōng)收回的剩餘油墨,不論存放(fàng)了多長時間,均不可再用于高溫蒸煮産品的印刷。
(4)使印刷料溶劑殘留量低化,油墨附着牢度良好,一(yī)定要選定标準的生(shēng)産工(gōng)藝參數,比如烘箱溫度、風量和機器速度等,對于添加了油墨固化劑的大(dà)面積油墨,其烘箱溫度要比其他油墨高10-15℃。
(5)印後的BOPA膜一(yī)定要用有AL箔的複合膜包裹嚴實,防止受潮收縮和性能改變。
(6)添加了油墨固化劑的印刷料要複卷一(yī)遍,存放(fàng)時間不要超過三天,即三天内至少把印刷層複合完成。
2、複合工(gōng)序
目前,高溫蒸煮袋主要使用幹複工(gōng)藝,此工(gōng)序控制得如何是高溫蒸煮袋成敗的關鍵,生(shēng)産中(zhōng)要注意以下(xià)問題:
(1)高溫蒸煮膠水的使用一(yī)定要按廠家的說明,比如配比、熟化的溫度和時間等,稀釋用的醋酸乙酯溶劑的純度要達到99%以上。
(2)各層材料的厚度要均勻,厚度偏差不超過7%,使用AL箔的産品,除了它的機械性能參數滿足外(wài),AL箔表面要幹燥,潔淨度一(yī)定要達到A 級标準,即用蒸餾水檢查時,要全部能被浸潤,并且針孔數要越少越好,使用前的存放(fàng)時間不宜超過三個月。爲增強複合牢度,複合在中(zhōng)間的BOPA要爲雙面電暈,且電暈值均不低于50達因。
(3)膠水塗布要均勻,根據不同廠家和不同型号膠水的特性,幹基量一(yī)般要在3.5-4.8g/m2,達到塗布量标準的情況下(xià),以左、中(zhōng)、右位置的塗布偏差不可超過0.3g/m2爲基準。固化劑要按要求添加,如果幹複的車(chē)間環境濕度超過了80%,要适當增加固化劑的添加量,一(yī)般在原來的基礎上增加5%-10%,如果産品印刷圖案有較多的黃色、白(bái)色等淺色區域,生(shēng)産時塗布量要比深色圖案設計增加0.3g/m2左右的塗布量,以防止蒸煮後出現明顯斑點。
(4)确定合适的機器加工(gōng)工(gōng)藝參數,特别是三節的烘箱溫度比生(shēng)産普通産品都要高5-10℃,複合加熱輥溫度在70-80℃,複合壓力比同規格普通産品增加0.1-0.2MPa,根據機器性能機速控制在120m/min以下(xià)。收卷的初始張力和錐度的選擇根據材料類型和規格來确定,以收卷松緊度适中(zhōng),卷膜不起皺爲基準。
(5)熟化必須按不同型号的膠水要按廠家的使用要求去(qù)做,溫度和時間不可偏離(lí)要求太多,溫度偏差要在5℃以内,時間偏差不可超過4小(xiǎo)時,熟化時間不夠和超長均不可取。
(6)熟化後的材料要在室溫下(xià)正常冷卻12小(xiǎo)時以上才可以分(fēn)切制袋。
(7)複合高溫蒸煮膠水的選用必須與油墨和薄膜很好搭配,如果搭配不當,會出現高溫蒸煮後離(lí)層的現象,所以批量生(shēng)産之前,必須做好樣品試驗。
(8)根據膠水的特點可選擇每複合一(yī)層熟化12-24h,一(yī)層完成後再按膠水要求的熟化時間完成熟化。也可以多層一(yī)次性複合完成後進熟化室,按膠水要求的熟化時間完成熟化。分(fēn)層熟化的優點是質量穩定,減少複合起皺的影響;一(yī)次性完成的好處是生(shēng)産效率高,且便于管理,但有起皺的質量隐患。
3、制袋工(gōng)序
一(yī)般來講制袋是高溫蒸煮袋的工(gōng)序,要嚴格地控制和把關,否則會功虧一(yī)篑。制袋時要注意的問題如下(xià):
(1)批量制袋之前,要做樣品試驗,确定了加工(gōng)工(gōng)藝參數,包括各段熱封刀的溫度、壓力和機器速度等,并且這些參數能保證蒸煮前後的熱封強度均能達到标準。裝入等容量的内容物(wù)在高溫蒸煮試驗機中(zhōng)做耐介質的試驗,以此來确定材料結構的符合性。
(2)保證制袋前的卷膜已充分(fēn)冷卻,并且各層間的複合強度,卷膜的溶劑殘留等經檢測後均已達标,做了首件檢查項目的确認。
(3)制袋時熱封邊寬度不低于5mm。另外(wài),爲保證熱封合區域平整美觀,冷卻模具要保證足夠低的溫度,一(yī)般要在25℃以下(xià)。
(4)制袋過程中(zhōng)卷膜的适應性評估要做充分(fēn),保證每次生(shēng)産時走膜順暢,熱封狀況良好,制袋質量穩定。特别是RCPP做熱封層,容易造成袋子開(kāi)口性不好,要防止開(kāi)口不良造成袋子闆結。
(5)因高溫蒸煮材料和工(gōng)藝的特殊性,制袋過程中(zhōng)對高溫蒸煮産品的抽檢比例要适當增加,以便能及早發現過程中(zhōng)的質量異常,蒸煮試驗以一(yī)個生(shēng)産班次做一(yī)次爲宜,試驗方法要正确,模拟客戶的使用條件,即包入等容量同性質的内容物(wù),按客戶的滅菌條件(主要是蒸煮溫度、時間、壓力,比如條件參數爲121℃ 、40min、0.2-0.24MPa)進行耐高溫蒸煮性的檢測。
(6)根據袋子的尺寸和重量選擇合适的包裝數量,注意防護,防止對袋子機械損傷。
以上爲制袋工(gōng)序要注意的問題點,目前市場上也有高溫蒸煮型接吸管的直立袋和風琴袋,控制的重點爲管的材料要與袋子熱封層的材料配套,保證良好的封合效果,蒸煮後和使用過程中(zhōng)不至于滲漏。
另外(wài)就是管和蓋的搭配,能保證蒸煮前後的密封性,根據材料的伸縮變化,要保證蒸煮後的開(kāi)啓力矩不能變化太大(dà),以保證開(kāi)啓順暢但又(yòu)能密封良好。
生(shēng)産過程中(zhōng),各個控制項目要按要求檢驗,這是驗證質量是否符合标準的基本措施,所以從原材料到成品完成整個過程,檢驗要嚴格進行,特别是驗證袋子功能的耐高溫蒸煮檢驗不可有絲毫馬虎。
四、高溫蒸煮袋如何适應内容物(wù)包裝及滅菌工(gōng)藝的要求
高溫蒸煮袋要經受住内容物(wù)的包裝工(gōng)藝及後續的滅菌工(gōng)藝的考驗,所以這個條件對其影響很大(dà)。包裝和滅菌處理完成的成品,必須是袋面平整,包材本身無收縮起皺、起泡、無離(lí)層、無滲漏等現象。下(xià)面是要注意的重點:
1、根據内容物(wù)的形态和性質選用合适的材料和結構,如固态、液态或固液混合态要選用不同的材料結構,有骨頭、有刺的肉類内容物(wù)高溫蒸煮前後均不能紮破袋子。如果内容物(wù)的酸堿性有差别,也要根據需要調整袋子材料結構和材料規格。
2、食品企業在批量使用蒸煮袋前,要對蒸煮袋性能通過模拟試驗來确認。因爲内容物(wù)的理化特性影響,在高溫下(xià)可能發生(shēng)變化而産生(shēng)新物(wù)質,有可能在蒸煮袋層層之間滲透從而引起蒸煮袋包裝性能的下(xià)降。
3、選擇合适的包裝封口溫度使封口牢固,防止蒸煮過程中(zhōng)此處漏料,在冷卻過程中(zhōng)防止冷卻水中(zhōng)的細菌滲入污染。
4、如果不是抽真空包裝,要注意控制包裝内殘留的氣體(tǐ)量,能做到比例适中(zhōng),殘留量基本一(yī)緻,不然在蒸煮過程即使有反壓,殘留氣體(tǐ)量多的袋子也會脹破。
5、确定穩定的高溫滅菌工(gōng)藝條件,比如按标準蒸煮條件爲121℃耐溫40min,制作蒸煮袋的各類材料在達到121℃時已到所能承受的極限,如果溫度和時間過多超出這個工(gōng)藝條件,較難保證蒸煮袋的某些性能不受破壞,如淺色油墨變色,複合強度嚴重衰減,熱封強度降低等。
6、注意材料變化對包裝物(wù)的影響,比如蒸煮後的RCPP變硬,材料中(zhōng)的添加劑析出等,評估蒸煮後和蒸煮前的物(wù)理性能變化的影響,還要注意對内容物(wù)衛生(shēng)性的影響。
7、防止倉儲和運輸過程中(zhōng)發生(shēng)的破包漏氣,尤其是抽真空的蒸煮袋。一(yī)般蒸煮後的RCPP會變硬,抽真空的折痕處易發生(shēng)漏氣問題,這需要從選材和工(gōng)藝上加以解決。
8、對于高溫蒸煮袋包裝的産品忌粗暴搬運、裝卸,同時貯存于清潔、幹燥、通風、陰涼的地方,不可靠熱源太近,這樣可以盡可能保證包裝袋和内容物(wù)的理化性能穩定。在貯藏和銷售過程中(zhōng)發現脹包和滲漏的産品禁止出售和食用。如果在銷售環節出現較多不良狀況,将嚴重影響産品的形象,甚至有可能會毀滅一(yī)個品牌,使用高溫蒸煮袋的企業要做好充分(fēn)評估。
9、經過高溫蒸煮的内容物(wù)和袋子要确定合理的保質期,如熟肉制品具有豐富的蛋白(bái)質,微生(shēng)物(wù)十分(fēn)容易繁殖,而且肉制品中(zhōng)的脂肪在貯存中(zhōng)易氧化變質,一(yī)般保質期都在一(yī)年以内,即使有AL膜的結構也不宜超過24個月。
況且,經過高溫蒸煮時,包材中(zhōng)某些添加劑在高溫條件下(xià)會加快遊離(lí)到表面,如塑料薄膜中(zhōng)添加的開(kāi)口劑、抗靜電劑、爽滑劑等會慢(màn)慢(màn)滲出,同時有慢(màn)慢(màn)污染食品的風險,并且塑料産品都會有逐步老化的過程,會不斷影響袋子性能,因此不宜長時間存放(fàng)。
盡管根據複合材料的結構,理論上可以根據其透濕、透氧數據和老化時間來計算内容物(wù)保質期,理論保質期可以是兩年甚至五年以上,但實際應用中(zhōng)不确定因素太多,鑒于複合材料本身的特點及内容物(wù)性質的不确定性,保質期不能隻依賴包材的透濕、透氧數據和密封性來判定,因此高溫蒸煮食品确定兩年以上的保質期是缺乏事實依據的。
10、不可忽視特殊要求,如500ml以上風琴邊封高溫蒸煮輸液袋客戶标準要求必須滿足1.8m高自然跌落無破袋的情況,這時就不能按國家标準來生(shēng)搬硬套,隻有通過增加材料厚度或在熱封層添加抗跌破的助劑來滿足這種要求。
以上分(fēn)析了高溫蒸煮袋在生(shēng)産和使用過程中(zhōng)要注意的問題,不同于普通袋的地方在于:高溫蒸煮袋不但在蒸煮前要滿足标準,蒸煮後和保質期内也要在外(wài)觀、功能和衛生(shēng)性等方面滿足使用的要求,這個實際要求甚至會遠遠高于高溫蒸煮袋的某項國家标準。
五、高溫蒸煮包材結構設計需要綜合考慮
包材是否滿足要求,包材使用者和生(shēng)産者都非常關注。尤其是使用者,一(yī)定要考慮包裝的内容物(wù)是哪一(yī)種性質的物(wù)品,包裝的容量是多少,包裝好後要經受什麽樣的蒸煮滅菌條件,保存在什麽樣的環境中(zhōng),要求多長的保質期等。
不同内容物(wù)的要求,對蒸煮袋質量的要求就不同,對材料結構的組合、膠粘劑和油墨的選擇也不同,生(shēng)産工(gōng)藝控制也會有差異,同樣也就會有成本的不同。
确定使用哪種結構之前,一(yī)定要做充分(fēn)的評估,比如同樣是150g容量、同樣規格尺寸的高溫蒸煮闆栗複合直立袋,其結構可以是PET12um//AL7um//RCPP70um,也可以是PET12um //AL7um //BOPA15um//CPP70um,究竟選用哪一(yī)種,要根據使用者的具體(tǐ)要求來确定,選擇有BOPA15 um的結構,袋子會有較好的封合強度,有較好的耐穿刺、耐擠壓、防滲漏和抗跌破的性能,同時阻隔性能更強一(yī)些,适合長途運輸、多次搬運周轉和遠距離(lí)銷售(如出口到國外(wài))。
如果以上兩種結構都能滿足其功能要求,價格可能就是要考慮的重點了,肯定會取消BOPA15um的使用。
另外(wài),有印刷的高溫蒸煮袋,盡量不要選擇PET //RCPP或BOPA//RCPP兩層結構,因在高溫蒸煮狀态下(xià)油墨顔料會在RCPP内加速滲透,會對内容物(wù)造成污染,爲防止此風險,就需要在RCPP前加一(yī)層适當厚度的AL箔。确定結構後,就需要生(shēng)産者嚴格選材,嚴格按工(gōng)藝要求生(shēng)産,保證高溫蒸煮袋的安全使用是生(shēng)産者和使用者雙方的共同責任。