蒸煮袋源于20世纪中期软罐的研发。软罐是指完全由软质材料制成的包装,或至少部分罐壁或容器盖由软质包装材料制成的半硬质容器,包括蒸煮袋、蒸煮盒、扎香肠等。目前主要使用的形式是预制高温蒸煮袋。与传统的金属、玻璃等硬罐相比,蒸煮袋具有以下特点:
●包装材料厚度小,传热快,可缩短杀菌时间,因此内容物的色、香、味变化小,营养成分损失少。
●包装物重量轻、体积小,可节省包装材料,运输成本低且方便。

●可印刷精美的图案。
●常温下保质期长(6-12个月),且易于密封开启。
●无需冷藏,节省冷藏成本
●适用于肉禽、水产、果蔬、各种谷类食品、汤类等多种食品的包装。
●可随包装一起加热,防止风味流失,特别适合野外作业、旅行、军队食品。
完整的蒸煮袋生产,包括对蒸煮袋种类、品质保证的全面了解,对产品的结构设计、基材及油墨、胶粘剂的选择、生产工艺流程、产品检测、包装及灭菌过程控制等内容,由于蒸煮袋产品的结构设计是核心,因此这是一个广泛的分析,不仅要分析产品的基材配置,还要进一步分析不同结构产品的性能、用途、安全卫生、经济性等等。
1. 食品腐败与灭菌
人类生活在微生物的环境中,整个地球生物圈中存在着无数的微生物,食物中的微生物繁殖超过一定的限度,食物就会腐败而失去可食用性。
引起食品腐败的常见细菌有假单胞菌、弧菌等,它们均不耐热,肠道杆菌在60℃加热30分钟即死亡,乳酸杆菌有些种类可耐受65℃加热30分钟。芽孢杆菌一般可耐受95-100℃加热数分钟,少数可耐受120℃下加热20分钟。除细菌外,食品中还存在大量真菌,包括木霉菌、酵母菌等。此外,光、氧气、温度、水分、PH值等均可引起食品腐败,但最主要的因素是微生物,因此,利用高温烹饪杀死微生物是食品长期保存的重要方法。
食品的杀菌方法可分为72℃巴氏杀菌、100℃煮沸杀菌、121℃高温蒸煮杀菌、135℃高温蒸煮杀菌和145℃超高温瞬时杀菌,也有部分厂家采用110℃左右的非标准温度杀菌。根据产品的不同选择杀菌条件,其中最难杀灭的肉毒梭菌的杀菌条件如表1所示。
表1 肉毒梭菌孢子死亡时间与温度的关系
温度℃ | 100 | 105 | 110 | 115 | 120 | 125 | 130 | 135 |
死亡时间(分钟) | 330 | 100 | 32 | 10 | 4 | 80年代 | 30s | 10s |
2.蒸笼袋原料特性
耐高温蒸煮袋具有以下特性:
具有持久的包装功能、稳定的储存性、防止细菌生长、耐高温灭菌等特点。
是一种非常适合方便食品包装的复合材料。
典型结构测试PET/粘合剂/铝箔/粘合胶/尼龙/RCPP
PET/AL/RCPP三层结构耐高温蒸煮袋
材料说明
(1)PET薄膜
BOPET 薄膜具有最高抗拉强度是所有塑料薄膜中最好的,能满足极薄产品对高刚性和硬度的要求。
耐寒、耐热性能优良。BOPET薄膜适用温度范围为70℃-150℃,在较宽的温度范围内仍能保持优异的物理性能,适用于大多数的产品包装。
优异的阻隔性能。其综合阻水阻气性能优异,不像尼龙受湿度影响较大,其耐水性与PE相近,透气系数极小,对空气和气味有极高的阻隔性,是保香材料之一。
耐化学性,耐油脂、大多数溶剂和稀酸和稀碱。
(2)BOPA薄膜
BOPA薄膜具有优异的韧性。拉伸强度、撕裂强度、冲击强度、破裂强度在塑料材料中名列前茅。
突出的柔韧性、抗针孔性,不易将内容物刺破,是BOPA的一大特点,柔韧性好,同时也使包装手感良好。
阻隔性好,保香性好,耐强酸以外的化学物质,特别是耐油性优良。
使用温度范围广,熔点为225℃,可在-60℃至130℃之间长期使用,无论在低温还是高温下,BOPA的机械性能均能保持稳定。
BOPA薄膜的性能受湿度影响较大,无论是尺寸稳定性还是阻隔性都会受到湿度的影响。BOPA薄膜受潮后,除了会起皱外,一般会出现横向伸长。纵向缩短,伸长率可达1%。
(3)CPP薄膜聚丙烯薄膜,耐高温,热封性能良好;
CPP薄膜即流延聚丙烯薄膜,CPP一般蒸煮膜采用二元无规共聚丙烯原料,制成的膜袋可经受121-125℃高温灭菌30-60分钟。
CPP耐高温蒸煮膜采用嵌段共聚丙烯原料,制成的膜袋可经受135℃、30分钟的高温杀菌消毒。
性能要求为:维卡软化点温度应大于蒸煮温度,抗冲击性能好,耐介质性能好,鱼眼、晶点尽量少。
可经受121℃、0.15Mpa压力的蒸煮杀菌,几乎保持食品的形状、风味,且薄膜不会开裂、剥离、或粘连,具有良好的稳定性;常与尼龙薄膜或聚酯薄膜复合,包装含汤类食品,以及肉丸、饺子、米饭等加工后的冷冻食品。
(4)铝箔
铝箔是软包装材料中唯一的金属箔,铝箔作为一种金属材料,其阻水、阻气、阻光、保味性能是其他任何包装材料难以比拟的。铝箔是软包装材料中唯一的金属箔。可经受121℃0.15Mpa压力的蒸煮杀菌,保证食品的形状、风味,且薄膜不会开裂、剥离或粘连,具有良好的稳定性;常与尼龙薄膜或聚酯薄膜复合,包装含有汤料的食品,以及丸子、饺子、米饭等加工后的冷冻食品。
(5)油墨
蒸笼袋采用聚氨酯类油墨进行印刷,要求残留溶剂低、复合强度高,蒸煮后不变色、不分层、不起皱,如蒸煮温度超过121℃,应加入一定比例的硬化剂,以提高油墨的耐温性。
油墨卫生极其重要,重金属如镉、铅、汞、铬、砷等重金属会对自然环境和人体造成严重危害。其次,油墨本身的组成物质,油墨中各种连接剂、颜料、染料、各种助剂,如消泡剂、抗静电剂、增塑剂等都存在安全隐患。颜料中不应添加各种重金属,乙二醇醚类及酯类化合物。溶剂中可能含有苯、甲醛、甲醇、苯酚,连接剂中可能含有游离甲苯二异氰酸酯,颜料中可能含有多氯联苯、芳香胺等等。
(6)粘合剂
蒸煮袋复合采用双组份聚氨酯胶粘剂,主剂有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氨酯多元醇三种。固化剂有芳香族聚异氰酸酯和脂肪族聚异氰酸酯两种。耐高温性能较好的蒸煮袋胶粘剂具有以下特点:
●高固含量、低粘度、铺展性好。
●初粘性好,蒸化后剥离强度不损失,生产中不产生隧道现象,蒸化后不起皱。
●该粘合剂卫生安全、无毒、无味。
●反应速度更快,熟化时间更短(塑塑复合制品48小时内,铝塑复合制品72小时内)。
●涂布量低、粘结强度高、热封强度高、耐温性好。
●稀释粘度低,可进行高固相作业,且铺展性良好。
●适用范围广,适合多种薄膜。
●耐抗性好(耐热、耐霜冻、耐酸、耐碱、耐盐、耐油、耐辛辣等)。
胶粘剂的卫生性始于伯芳香胺PAA(伯芳香胺)的生成,其来源是印刷双组分油墨和覆膜胶粘剂中芳香族异氰酸酯与水的化学反应。PAA的生成来源于芳香族异氰酸酯,而非脂肪族异氰酸酯、丙烯酸酯或环氧类胶粘剂。未完成的低分子物质和残留溶剂的存在也会造成安全隐患。未完成的低分子物质和残留溶剂的存在也会造成安全隐患。
3.蒸煮袋的主要结构
根据材料的经济性和理化性质,蒸煮袋常用以下几种结构。
两层:PET/CPP、BOPA/CPP、GL-PET/CPP。
三层:PET/AL/CPP、BOPA/AL/CPP、PET/BOPA/CPP、
GL-PET/BOPA/CPP,PET/PVDC/CPP,PET/EVOH/CPP,BOPA/EVOH/CPP
四层:PET/PA/AL/CPP,PET/AL/PA/CPP
多层结构。
PET/EVOH共挤薄膜/CPP,PET/PVDC共挤薄膜/CPP,PA/PVDC共挤薄膜/CPP PET/EVOH共挤薄膜,PA/PVDC共挤薄膜
4.蒸煮袋结构特点分析
蒸煮袋的基本结构由表层/中间层/热封层组成。表层一般采用PET、BOPA等材质,起到强度支撑、耐热、印刷性好等作用。中间层采用AL、PVDC、EVOH、BOPA等材质,主要起到阻隔、遮光、双面复合等作用。热封层采用各类CPP、EVOH、BOPA等材质。热封层选用各类CPP、共挤PP及PVDC、EVOH共挤薄膜,110℃以下蒸煮还需选用LLDPE薄膜,主要起到热封、抗穿刺、耐化学腐蚀的作用,而且对材料的吸附性低,卫生性好。
4.1 PET/胶水/PE
这种结构可改为PA/胶/PE,PE可改为HDPE、LLDPE、MPE,除少数专用HDPE膜外,因耐温性受PE影响,一般用于100~110℃左右的灭菌袋;胶可选用普通聚氨酯胶和水煮胶,不适用于肉类包装,阻隔性较差,蒸煮后袋子会起皱,有时内层薄膜会相互粘连。本质上,这种结构只是一种水煮袋或巴氏杀菌袋。
4.2 PET/胶水/CPP
此结构为典型的透明蒸煮袋结构,可以包装大部分蒸煮产品,其特点是产品的可视性好,可以直接看到内容物,但不能包装需要避光的产品。产品摸起来较硬,往往需要打孔做圆角。此结构的产品一般可121℃灭菌,普通高温蒸煮胶水,普通牌号的蒸煮CPP即可。但胶水应选择收缩率小的牌号,否则胶层的收缩会带动油墨移动,蒸煮后有脱层的可能。
4.3 BOPA/胶水/CPP
这是一款适用于121℃蒸煮灭菌的普通透明蒸煮袋,透明度高,触感柔软,抗穿刺性好。该产品也不能用于需要避光产品的包装。
由于BOPA透湿性较大,有印品在蒸化时易产生渗色现象,尤其是红色系列油墨渗透至表面,生产油墨时往往需要添加固化剂来防止。此外,由于油墨在BOPA中的附着力较低,也易产生反粘现象,尤其是在高湿度环境下。半成品及成品袋在加工时必须进行密封包装。
4.4 KPET/CPP、KBOPA/CPP
此结构不常用,产品透明度好,具有较高的阻隔性,但只能用于115℃以下的灭菌,耐温性稍差,且对其卫生安全性存在疑虑。
4.5 聚酯/BOPA/CPP
此结构的产品强度高、透明性好、抗穿刺性好,由于PET、BOPA的收缩率差别较大,一般用于121℃及以下的产品包装。
包装内容物偏酸性或碱性时可选用此结构的产品,而不宜采用含铝结构。
外层涂胶可选用煮胶,可适当降低成本。
4.6 PET/Al/CPP
这是最典型的非透明蒸煮袋结构,根据油墨、胶水、CPP的不同,此结构可采用蒸煮温度从121~135℃。
PET/单组份油墨/耐高温胶/Al7µm/耐高温胶/CPP60µm结构可达到121℃蒸煮要求。
PET/双组份油墨/耐高温胶/Al9µm/耐高温胶/耐高温CPP70µm结构可耐高于121℃蒸煮温度,且阻隔性增加,延长保质期,可达一年以上。
4.7 BOPA/Al/CPP
此结构与上述4.6结构类似,但由于BOPA的吸水率及收缩率较大,不适宜121℃以上的高温蒸煮,但抗穿刺性较好,能满足121℃蒸煮的要求。
4.8 PET/PVDC/CPP、BOPA/PVDC/CPP
此结构的产品阻隔性非常好,适合121℃及以下温度的蒸煮杀菌,以及对氧气有较高阻隔要求的产品。
上述结构中的PVDC可以用EVOH代替,EVOH也具有较高的阻隔性,但高温灭菌时其阻隔性明显下降,且不能采用BOPA作为面层,否则阻隔性随温度升高而急剧下降。
4.9 PET/Al/BOPA/CPP
这是一种高性能的烹饪袋,可以包装几乎任何烹饪产品,还可以承受 121 至 135 摄氏度的烹饪温度。

结构一:PET12µm/高温胶/Al7µm/高温胶/BOPA15µm/高温胶/CPP60µm,此结构阻隔性好,抗穿刺性好,吸光强度好,是一种性能优良的121℃蒸煮袋。

结构二:PET12µm/高温胶/Al9µm/高温胶/BOPA15µm/高温胶/高温CPP70µm,此结构除具有结构一所有性能特点外,还具有耐121℃及以上高温蒸煮的特点。结构三:PET/A胶/Al/B胶/BOPA/C胶/CPP,A胶用胶量为4g/平方米,B胶用胶量为3g/平方米,C胶用胶量为5-6g/平方米,可以满足要求,并减少A胶和B胶的用胶量,可适当节省成本。
另一类情况,A胶和B胶采用耐煮等级较好的胶水,C胶采用耐高温胶水,同样能满足121℃煮沸的要求,同时降低成本。
结构四:PET/胶/BOPA/胶/铝/胶/CPP,此结构是BOPA的位置互换,产品整体性能没有明显变化,但BOPA的韧性、抗穿刺性、复合强度高等优势特性,在此结构中没有得到充分发挥,因此,应用相对较少。
4.10 PET/共挤CPP
此结构中的共挤CPP一般是指5层、7层高阻隔性的CPP,如:
PP/粘合层/EVOH/粘合层/PP;
PP/粘合层/PA/粘合层/PP;
PP/粘合层/PA/EVOH/PA/粘合层/PP等;
因此,共挤CPP的应用增加了产品的韧性,减少了包装在抽真空、高压、压力波动时破损的情况,并且由于阻隔性的提高而延长了保存期。
总之,高温蒸煮袋的结构种类繁多,以上只是初步分析了一些常见的结构,随着新材料、新技术的发展,还会有更多更新的结构出现,从而使蒸煮包装有更大的选择空间。
发布时间:2024年7月13日