ניתוח מבנה המוצר של שקיות רטורט

שקיות רטורט מקורן במחקר ופיתוח של פחיות רכות באמצע המאה ה-20. פחיות רכות מתייחסות לאריזות העשויות כולן מחומרים רכים או מכלים קשיחים למחצה שבהם לפחות חלק מהדופן או כיסוי המיכל עשויים מחומרי אריזה רכים, כולל שקיות רטורט, קופסאות רטורט, נקניקיות קשורות וכו'. הצורה העיקרית המשמשת כיום היא שקיות רטורט טרומיות מראש העומדות בטמפרטורה גבוהה. בהשוואה לפחיות מתכת, זכוכית ופחיות קשות אחרות מסורתיות, לשקיות רטורט יש את המאפיינים הבאים:

● עובי חומר האריזה קטן, ומעבר החום מהיר, מה שיכול לקצר את זמן העיקור. לכן, צבע, ארומה וטעם התכולה משתנים מעט, ואובדן החומרים המזינים קטן.

● חומר האריזה קל משקל וקטן בגודלו, מה שיכול לחסוך בחומרי אריזה, ועלות ההובלה נמוכה ונוחה.

1. צנצנת מייסון לעומת שקיות רטור

● ניתן להדפיס דוגמאות מרהיבות.

● חיי המדף שלו ארוכים (6-12 חודשים) בטמפרטורת החדר והוא קל לאטימה ולפתיחה.

● אין צורך בקירור, חוסך בעלויות קירור

● מתאים לאריזת סוגים רבים של מזון, כגון בשר ועוף, מוצרים ימיים, פירות וירקות, דגני בוקר שונים ומרקים.

● ניתן לחמם יחד עם האריזה כדי למנוע אובדן טעם, מתאים במיוחד לעבודות שטח, נסיעות ומזון צבאי.

ייצור מלא של שקיות בישול, כולל סוג התוכן, אבטחת איכות והבנה מקיפה של מבנה המוצר, מצע ודיו, בחירת דבק, תהליך ייצור, בדיקות מוצר, בקרת תהליכי אריזה ועיקור וכו'. כיוון שעיצוב מבנה המוצר של שקיות הבישול הוא הליבה, זהו ניתוח מקיף, לא רק לניתוח תצורת המצע של המוצר, אלא גם לניתוח נוסף של ביצועי מוצרים מבניים שונים, שימוש, בטיחות והיגיינה, כלכלה וכן הלאה.

1. קלקול מזון ועיקור
בני אדם חיים בסביבה מיקרוביאלית, כל הביוספרה של כדור הארץ קיימת באינספור מיקרואורגניזמים, מזון בהתרבות מיקרוביאלית עולה על גבול מסוים, המזון יתקלקל ואובדן יכולת האכילה.

חיידקים נפוצים כמו פסאודומונס וויבריו, שניהם עמידים בחום, מתים ב-60 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, בעוד שחלק מהמינים של לקטובצילוס עומדים ב-65 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. החיידקים בדרך כלל עומדים בחימום של מספר דקות ב-95-100 מעלות צלזיוס, וחלקם עומדים ב-120 מעלות צלזיוס למשך פחות מ-20 דקות. בנוסף לחיידקים, יש גם מספר רב של פטריות במזון, כולל טריכודרמה, שמרים ועוד. בנוסף, אור, חמצן, טמפרטורה, לחות, ערך pH ועוד יכולים לגרום לקלקול מזון, אך הגורמים העיקריים הם מיקרואורגניזמים, לכן, בישול בטמפרטורה גבוהה להריגת מיקרואורגניזמים הוא שיטה חשובה לשימור מזון לאורך זמן.

ניתן לחלק את עיקור מוצרי המזון לפסטור ב-72 מעלות צלזיוס, עיקור רותח ב-100 מעלות צלזיוס, עיקור בישול בטמפרטורה גבוהה ב-121 מעלות צלזיוס, עיקור בישול בטמפרטורה גבוהה ב-135 מעלות צלזיוס ועיקור מיידי בטמפרטורה גבוהה במיוחד ב-145 מעלות צלזיוס. בנוסף, חלק מהיצרנים משתמשים בעיקור בטמפרטורה לא סטנדרטית של כ-110 מעלות צלזיוס. בהתאם לתנאי העיקור השונים של המוצרים, תנאי העיקור הקשים ביותר להרוג את קלוסטרידיום בוטולינום מוצגים בטבלה 1.

טבלה 1 זמן המוות של נבגי קלוסטרידיום בוטולינום ביחס לטמפרטורה

טמפרטורה ℃ 100 105 110 115 120 125 130 135
זמן המוות (בדקות) 330 100 32 10 4 שנות ה-80 30s 10s

2. מאפייני חומר גלם של שקית קיטור

שקיות רטורט לבישול בטמפרטורה גבוהה מגיעות עם המאפיינים הבאים:

פונקציית אריזה לאורך זמן, אחסון יציב, מניעת התפתחות חיידקים, עמידות לעיקור בטמפרטורה גבוהה וכו'.

זהו חומר מרוכב טוב מאוד המתאים לאריזות מזון מיידיות.

בדיקת מבנה אופיינית PET/דבק/נייר אלומיניום/דבק דביק/ניילון/RCPP

שקית רטורטינג לטמפרטורה גבוהה עם מבנה תלת שכבתי PET/AL/RCPP

הוראות חומר

(1) סרט PET
לסרט BOPET יש אחד מחוזקי המתיחה הגבוהים ביותרשל כל סרטי הפלסטיק, ויכולים לענות על הצרכים של מוצרים דקים מאוד בעלי קשיחות וקשיחות גבוהות.

עמידות מעולה לקור וחום.טווח הטמפרטורות המתאים של סרט BOPET הוא בין 70℃ ל-150℃, אשר יכול לשמור על תכונות פיזיקליות מצוינות בטווח טמפרטורות רחב ומתאים לרוב אריזות המוצר.

ביצועי מחסום מצוינים.יש לו ביצועי מחסום מים ואוויר מצוינים, בניגוד לניילון שמושפע מאוד מלחות, עמידותו למים דומה ל-PE, ומקדם חדירות האוויר שלו קטן ביותר. יש לו תכונת מחסום גבוהה מאוד לאוויר ולריחות, והוא אחד החומרים לשמירת ניחוח.

עמידות כימית, עמיד בפני שמנים וגריז, רוב הממסים וחומצות ובסיסים מדוללים.

(2) בופה פילם
לסרטי BOPA יש קשיחות מעולה.חוזק מתיחה, חוזק קריעה, חוזק פגיעות וחוזק קרע הם מהטובים ביותר בחומרים פלסטיים.

גמישות יוצאת דופן, עמידות בפני חורים, לא קלה לניקוב התוכן, היא מאפיין עיקרי של BOPA, גמישות טובה, אך גם גורמת לאריזה להרגיש טוב.

תכונות מחסום טובות, שימור ניחוח טוב, עמידות בפני כימיקלים שאינם חומצות חזקות, במיוחד עמידות מצוינת לשמנים.
עם טווח רחב של טמפרטורות פעולה ונקודת התכה של 225 מעלות צלזיוס, ניתן להשתמש בו לפרקי זמן ארוכים בין -60 מעלות צלזיוס ל-130 מעלות צלזיוס. התכונות המכניות של BOPA נשמרות בטמפרטורות נמוכות וגבוהות כאחד.

ביצועי סרט BOPA מושפעים מאוד מלחות, וגם יציבות ממדית וגם תכונות מחסום מושפעות מהלחות. לאחר שסרט BOPA נחשף ללחות, בנוסף לקמטים, הוא בדרך כלל מתארך אופקית. קיצור אורכי, שיעור התארכות של עד 1%.

(3) סרט פוליפרופילן של סרט CPP, עמיד בטמפרטורה גבוהה, ביצועי איטום חום טובים;
סרט CPP הוא סרט פוליפרופילן יצוק, סרט בישול כללי של CPP המשתמש בחומרי גלם קופוליפרופילן אקראיים בינאריים, שקית הסרט עשויה מעיקור בטמפרטורה גבוהה של 121-125 ℃ ויכולה לעמוד 30-60 דקות.
סרט בישול בטמפרטורה גבוהה CPP המשתמש בחומרי גלם קופוליפרופילן בלוק, עשוי משקיות סרט שיכולות לעמוד בעיקור בטמפרטורה גבוהה של 135 ℃, 30 דקות.

דרישות הביצועים הן: טמפרטורת נקודת הריכוך של Vicat צריכה להיות גבוהה מטמפרטורת הבישול, עמידות בפני פגיעות צריכה להיות טובה, עמידות טובה בפני חומרי תקשורת, נקודת עין הדג ונקודת הקריסטל צריכות להיות קטנות ככל האפשר.

יכול לעמוד בלחץ של 121 מעלות צלזיוס ובעיקור של 0.15 מגה פסקל, שומר כמעט לחלוטין על צורת המזון והטעם, והסרט לא ייסדק, יתקלף או יידבק, ובעל יציבות טובה; לרוב משתמשים בסרט ניילון או בסרט פוליאסטר מרוכב, לאריזות המכילות מזון מסוג מרק, כמו גם כדורי בשר, כופתאות, אורז ומזון קפוא מעובד אחר.

(4) נייר אלומיניום
נייר אלומיניום הוא נייר המתכת היחיד בחומרי אריזה גמישים. נייר אלומיניום הוא חומר מתכתי, קשה להשוות את חסימת המים, חסימת הגזים, חסימת האור ושמירת הטעם שלו לכל חומר אריזה אחר. נייר אלומיניום הוא נייר המתכת היחיד בחומרי אריזה גמישים. יכול לעמוד בלחץ של 121 מעלות צלזיוס וב-0.15 מגה פסקל, כדי להבטיח שצורת המזון, הטעם והסרט לא יסדקו, יתקלפו או יידבקו, ובעל יציבות טובה; לעתים קרובות משתמשים בסרט ניילון או בסרט פוליאסטר מרוכב, באריזות המכילות מזון מרק, קציצות, כופתאות, אורז ומזון קפוא מעובד אחר.

דיו (5)
שקיות אידוי המשתמשות בדיו מבוסס פוליאוריטן להדפסה, הדרישות של ממס שיורי נמוך, חוזק מרוכב גבוה, ללא שינוי צבע לאחר הבישול, ללא התפרקות, קמטים, כגון טמפרטורת בישול העולה על 121 ℃, יש להוסיף אחוז מסוים של מקשה כדי להגביר את עמידות הטמפרטורה של הדיו.

היגיינת הדיו חשובה ביותר, מתכות כבדות כמו קדמיום, עופרת, כספית, כרום, ארסן ומתכות כבדות אחרות עלולות להוות סכנה חמורה לסביבה הטבעית ולגוף האדם. שנית, הדיו עצמו הוא הרכב החומר, דיו מכיל מגוון של קשרים, פיגמנטים, צבעים, מגוון תוספים, כגון מסירי קצף, חומרים אנטי-סטטיים, פלסטייזרים וסיכוני אבטחה אחרים. אין לאפשר הוספת מגוון פיגמנטים של מתכות כבדות, גליקול אתר ותרכובות אסטר. ממסים עשויים להכיל בנזן, פורמלדהיד, מתנול, פנול, קשרים עשויים להכיל טולואן דיאיזוציאנט חופשי, פיגמנטים עשויים להכיל PCBs, אמינים ארומטיים וכן הלאה.

(6) דבקים
שקית קיטור מרוכבת עשויה מדבק פוליאוריטן דו-רכיבי, החומר העיקרי שלה מורכב משלושה סוגים: פוליאסטר פוליאול, פוליאתר פוליאול ופוליאוריתן פוליאול. ישנם שני סוגים של חומרי ריפוי: פוליאיזוציאנט ארומטי ופוליאיזוציאנט אליפטי. לדבק קיטור עמיד יותר בטמפרטורה גבוהה יש את המאפיינים הבאים:

● מוצקים גבוהים, צמיגות נמוכה, יכולת מריחה טובה.

● הידבקות ראשונית מעולה, ללא אובדן חוזק קילוף לאחר אידוי, ללא מנהור בייצור, ללא קמטים לאחר אידוי.

● הדבק בטוח מבחינה היגיינית, אינו רעיל וחסר ריח.

● מהירות תגובה מהירה יותר וזמן התבגרות קצר יותר (בתוך 48 שעות עבור מוצרים מרוכבים מפלסטיק-פלסטיק ו-72 שעות עבור מוצרים מרוכבים מאלומיניום-פלסטיק).

● נפח ציפוי נמוך, חוזק הדבקה גבוה, חוזק איטום בחום גבוה, עמידות טובה בטמפרטורה.

● צמיגות דילול נמוכה, יכולת עבודה במצב מוצק גבוה, ויכולת מריחה טובה.

● מגוון רחב של יישומים, מתאים למגוון סרטים.

● עמידות טובה בפני (חום, כפור, חומצה, בסיס, מלח, שמן, חריף וכו').

היגיינת הדבקים מתחילה בייצור האמין הארומטי הראשוני PAA (אמין ארומטי ראשוני), שמקורו בתגובה הכימית בין איזוציאנטים ארומטיים למים בדיו דו-רכיבי להדפסה ובדבקי למינציה. היווצרות PAA נובעת מאיסוציאנטים ארומטיים, אך לא מאיסוציאנטים אליפטיים, אקריליק או דבקים מבוססי אפוקסי. נוכחות של חומרים לא גמורים בעלי מולקולות נמוכות וממסים שיוריים עלולה גם היא להוות סכנה בטיחותית. נוכחות של ממסים לא גמורים בעלי מולקולות נמוכות וממסים שיוריים עלולה גם היא להוות סכנה בטיחותית.

3. המבנה העיקרי של שקית הבישול
בהתאם לתכונות הכלכליות, הפיזיקליות והכימיות של החומר, המבנים הבאים משמשים בדרך כלל לשקיות בישול.

שתי שכבות: PET/CPP, BOPA/CPP, GL-PET/CPP.

שלוש שכבות: PET/AL/CPP, BOPA/AL/CPP, PET/BOPA/CPP,
GL-PET/BOPA/CPP,PET/PVDC/CPP,PET/EVOH/CPP,BOPA/EVOH/CPP

ארבע שכבות: PET/PA/AL/CPP, PET/AL/PA/CPP

מבנה רב קומות.

סרט שיחול משותף PET/EVOH /CPP, סרט שיחול משותף PET/PVDC /CPP, סרט שיחול משותף PA/PVDC /CPP סרט שיחול משותף PET/EVOH, סרט שיחול משותף PA/PVDC

4. ניתוח המאפיינים המבניים של שקית הבישול
המבנה הבסיסי של שקית הבישול מורכב משכבת ​​שטח/שכבת ביניים/שכבת איטום בחום. שכבת השטח עשויה בדרך כלל מ-PET ו-BOPA, אשר ממלאת את התפקיד של תמיכה בחוזק, עמידות בחום והדפסה טובה. שכבת הביניים עשויה מאלומיניום, PVDC, EVOH, BOPA, אשר ממלאת בעיקר את התפקיד של מחסום, מיגון אור, מרוכב דו-צדדי וכו'. שכבת איטום החום עשויה מסוגים שונים של CPP, EVOH, BOPA וכן הלאה. לבחירת שכבת איטום בחום של סוגים שונים של CPP, PP ו-PVDC משופרים, סרט משופר EVOH, יש לבחור גם סרט LLDPE בטמפרטורה מתחת ל-110 מעלות צלזיוס, בעיקר כדי למלא תפקיד באיטום בחום, עמידות בפני ניקוב, עמידות כימית, אך גם ספיחה נמוכה של החומר והיגיינה טובה.

4.1 PET/דבק/PE
ניתן לשנות מבנה זה ל-PA/דבק/PE, ניתן לשנות את PE ל-HDPE, LLDPE, MPE, בנוסף למספר קטן של סרטי HDPE מיוחדים. בשל עמידותו לטמפרטורה של ה-PE, משתמשים בדרך כלל בשקיות מעוקרות בטמפרטורה של 100 ~ 110 מעלות צלזיוס; ניתן לבחור דבק פוליאוריטן רגיל ודבק רותח, אינו מתאים לאריזות בשר, מחסום הדבק גרוע, השקית מתקמטת לאחר האידוי, ולפעמים השכבות הפנימיות של הסרט נדבקות זו לזו. למעשה, מבנה זה הוא פשוט שקית מבושלת או שקית מפוסטרת.

4.2 PET/דבק/CPP
מבנה זה הוא מבנה שקית בישול שקופה טיפוסית, שניתן לארוז בו את רוב מוצרי הבישול. המוצר נראה לעין, ניתן לראות את התכולה ישירות, אך לא ניתן לארוז אותו ויש להימנע מאור. המוצר קשה למגע, ולעתים קרובות יש צורך לעגל פינות. מבנה מוצר זה הוא בדרך כלל עיקור בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס, דבק בישול רגיל בטמפרטורה גבוהה, דבק בישול CPP רגיל. עם זאת, יש לבחור דבק בקצב הצטמקות קטן, אחרת שכבת הדבק תתכווץ ותניע את הדיו לתנועה, ותהיה אפשרות להתפרקות לאחר האידוי.

4.3 BOPA/דבק/CPP
זהו שקית בישול שקופה נפוצה לעיקור בישול בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס, בעלת שקיפות טובה, מגע רך ועמידות טובה בפני ניקוב. לא ניתן להשתמש במוצר גם לצורך הימנעות מאריזות קלות.

בשל חדירות הלחות הגבוהה של BOPA, ישנם מוצרים מודפסים שקל לייצר תופעת חדירות צבע במהלך החימום, במיוחד חדירת דיו אדום לפני השטח, ולעתים קרובות יש צורך להוסיף חומר ריפוי לייצור דיו כדי למנוע זאת. בנוסף, עקב הידבקות נמוכה של הדיו ב-BOPA, קל גם לייצר תופעת נוגדת הדבקה, במיוחד בסביבות לחות גבוהה. מוצרים מוגמרים למחצה ושקיות מוגמרות חייבים להיות אטומים וארוזים במהלך עיבוד.

4.4 KPET/CPP, KBOPA/CPP
מבנה זה אינו בשימוש נפוץ, שקיפות המוצר טובה, עם תכונות מחסום גבוהות, אך ניתן להשתמש בו רק לעיקור מתחת ל-115 מעלות צלזיוס, עמידותו לטמפרטורה נמוכה מעט, ויש ספקות לגבי בריאותו ובטיחותו.

4.5 PET/BOPA/CPP
מבנה זה של המוצר הוא בעל חוזק גבוה, שקיפות טובה, עמידות טובה בפני ניקוב, בשל הפרש קצב הצטמקות גדול של PET ו-BOPA, והוא משמש בדרך כלל באריזת מוצר בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס ומטה.

תוכן האריזה חומצי או בסיסי יותר כאשר בוחרים במבנה זה של מוצרים, במקום להשתמש במבנה המכיל אלומיניום.

ניתן להשתמש בשכבה החיצונית של הדבק לבחירת הדבק המבושל, וניתן להפחית את העלות בהתאם.

4.6 PET/אלומיניום/CPP
זהו מבנה שקית הבישול הלא שקופה האופייני ביותר, בהתאם לסוגי הדיו, הדבק וה-CPP השונים, וטמפרטורת הבישול יכולה לשמש במבנה זה בין 121 ל-135 מעלות צלזיוס.

PET/דיו חד-רכיבי/דבק עמיד בטמפרטורה גבוהה/Al7µm/דבק עמיד בטמפרטורה גבוהה/מבנה CPP60µm יכול להגיע לדרישות בישול של 121℃.

PET/דיו דו-רכיבי/דבק בטמפרטורה גבוהה/Al9µm/דבק בטמפרטורה גבוהה/מבנה CPP70µm בטמפרטורה גבוהה יכול להיות גבוה מטמפרטורת בישול של 121℃, ותכונת המכשול משתפרת וחיי המדף מתארכים, שיכולים להגיע ליותר משנה.

4.7 BOPA/Al/CPP
מבנה זה דומה למבנה 4.6 הנ"ל, אך בשל ספיגת המים וההתכווצות הגדולות של BOPA, הוא אינו מתאים לבישול בטמפרטורה גבוהה מעל 121 ℃, אך עמידותו בפני ניקובים טובה יותר, והוא יכול לעמוד בדרישות של בישול ב-121 ℃.

4.8 PET/PVDC/CPP, BOPA/PVDC/CPP
מבנה זה של מחסום המוצר טוב מאוד, מתאים לעיקור בישול בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס והטמפרטורה הבאה, וחמצן דורש מחסום גבוה מהמוצר.

ניתן להחליף את ה-PVDC במבנה הנ"ל ב-EVOH, שגם לו יש תכונת מחסום גבוהה, אך תכונת המחסום שלו פוחתת באופן ניכר כאשר הוא עובר עיקור בטמפרטורה גבוהה, ולא ניתן להשתמש ב-BOPA כשכבת פני השטח, אחרת תכונת המחסום פוחתת בחדות עם עליית הטמפרטורה.

4.9 PET/אלומיניום/BOPA/CPP
זהו מבנה בעל ביצועים גבוהים של שקיות בישול שיכולות לארוז כמעט כל מוצר בישול ויכולות גם לעמוד בטמפרטורת בישול של 121 עד 135 מעלות צלזיוס.

2. מבנה חומר שקית retort

מבנה I: PET12µm/דבק לטמפרטורה גבוהה/Al7µm/דבק לטמפרטורה גבוהה/BOPA15µm/דבק לטמפרטורה גבוהה/CPP60µm, למבנה זה יש מחסום טוב, עמידות טובה בפני ניקוב, חוזק טוב לספיגת אור, והוא סוג של שקית בישול מעולה של 121℃.

3. שקיות רטרט

מבנה II: PET12µm/דבק לטמפרטורה גבוהה/Al9µm/דבק לטמפרטורה גבוהה/BOPA15µm/דבק לטמפרטורה גבוהה/CPP70µm לטמפרטורה גבוהה, מבנה זה, בנוסף לכל מאפייני הביצועים של מבנה I, בעל מאפייני בישול בטמפרטורת גבוהה של 121 ℃ ומעלה. מבנה III: PET/דבק A/Al/דבק B/BOPA/דבק C/CPP, כמות הדבק של דבק A היא 4g/㎡, כמות הדבק של דבק B היא 3g/㎡, וכמות הדבק של דבק C היא 5-6g/㎡, מה שיכול לענות על הדרישות ולהפחית את כמות הדבק של דבק A ודבק B, מה שיכול לחסוך בעלויות בהתאם.

במקרה השני, דבק A ודבק B עשויים מדבק בדרגת רתיחה טובה יותר, ודבק C עשוי מדבק עמיד בטמפרטורה גבוהה, שיכול גם לעמוד בדרישה של רתיחה של 121 מעלות צלזיוס, ובמקביל להפחית את העלות.

מבנה IV: PET/דבק/BOPA/דבק/Al/דבק/CPP, מבנה זה הוא בעל מיקום BOPA, הביצועים הכוללים של המוצר לא השתנו באופן משמעותי, אך קשיחות BOPA, עמידות בפני ניקוב, חוזק מרוכב גבוה ותכונות יתרונות אחרות, לא נתנו למבנה זה את מלוא הפוטנציאל, לכן, היישום שלו מועט יחסית.

4.10 PET/ CPP אקסטרודי
CPP משוחזר יחד במבנה זה מתייחס בדרך כלל ל-CPP בעל 5 שכבות ו-7 שכבות בעל תכונות מחסום גבוהות, כגון:

PP/שכבת הדבקה/EVOH/שכבת הדבקה/PP;

PP/שכבת הדבקה/PA/שכבת הדבקה/PP;

PP/שכבה מלוכדת/PA/EVOH/PA/שכבה מלוכדת/PP וכו';

לכן, יישום של CPP קו-אקסטרודי מגביר את קשיחות המוצר, מפחית את שבירת האריזות במהלך שאיבת אבק, לחץ גבוה ותנודות לחץ, ומאריך את תקופת השמירה הודות לתכונות המכשול המשופרות.

בקיצור, מבנה מגוון שקיות הבישול בטמפרטורה גבוהה, האמור לעיל הוא רק ניתוח ראשוני של כמה מבנים נפוצים, עם פיתוח חומרים חדשים, טכנולוגיות חדשות, יהיו מבנים חדשים יותר, כך שלאריזות הבישול תהיה מבחר גדול יותר.


זמן פרסום: 13 ביולי 2024