蒸煮袋起源于20世纪中叶软罐的研发。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。目前采用的主要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,可缩短灭菌时间。因此内容物的色、香、味变化小,营养成分损失小。
●包装材料重量轻、体积小,可节省包装材料,运输成本低、方便。
●可打印精美图案。
●常温下保质期长(6-12个月),易于密封和开启。
●无需制冷,节省制冷成本
●适用于肉禽、水产品、水果蔬菜、各种谷类食品、汤料等多种食品的包装。
●可与包装一起加热,防止风味流失,特别适合野外作业、旅游、军用食品。
完整的蒸煮袋制作,包括内容种类、品质保证全面了解产品的结构设计、基材及油墨、粘合剂的选择、生产工艺、产品检测、包装及灭菌过程控制等,因蒸煮袋产品结构设计是核心,所以这是一个广义的分析,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、使用、安全卫生、经济性等。
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,食物中微生物的繁殖超过一定限度,食物就会变质而失去食用性。
引起食品腐败变质的常见细菌有假单胞菌、弧菌等,两者均耐热,肠杆菌在60℃加热30分钟就会死亡,乳酸杆菌有些菌种能经受65℃30分钟的加热。芽孢杆菌一般可承受95-100℃下数分钟的加热,少数可承受120℃下20分钟的加热。除了细菌外,食品中还存在大量的真菌,包括木霉、酵母菌等。另外,光、氧气、温度、水分、PH值等都会引起食品腐败变质,但主要因素是微生物,因此,采用高温蒸煮杀灭微生物是食品长期保鲜的重要方法。时间。
食品的灭菌可分为72℃巴氏灭菌、100℃煮沸灭菌、121℃高温蒸煮灭菌、135℃高温蒸煮灭菌和145℃超高温瞬时灭菌,还有一些厂家采用非灭菌方式。 -标准灭菌温度约110℃。根据不同产品选择灭菌条件,最难杀灭肉毒杆菌的灭菌条件见表1。
表1 肉毒杆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.蒸包原料特性
高温蒸煮袋具有以下特性:
持久的包装功能、稳定的储存、防止细菌生长、耐高温灭菌等。
是一种非常好的复合材料,适用于方便食品包装。
典型结构测试PET/背胶/铝箔/背胶/尼龙/RCPP
三层结构高温蒸煮袋PET/AL/RCPP
材料说明
(1) PET薄膜
BOPET薄膜具有以下特点之一最高的拉伸强度是所有塑料薄膜中的佼佼者,可以满足非常薄的产品的高刚性和高硬度的需求。
优异的耐寒性和耐热性。BOPET薄膜的适用温度范围为70℃-150℃,可在较宽的温度范围内保持优异的物理性能,适用于大部分产品包装。
优异的阻隔性能。具有优良的综合水气阻隔性能,不像尼龙受湿度影响较大,其耐水性与PE相似,透气系数极小。对空气和气味有很高的阻隔性,是保香材料之一。
耐化学性,耐油和油脂、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、断裂强度在塑料材料中名列前茅。
柔韧性突出,耐针孔,不易被内容物刺破,是BOPA的一大特点,良好的柔韧性,也使包装手感良好。
阻隔性好,保香性好,耐强酸以外的化学品,特别是耐油性优异。
工作温度范围宽,熔点为225°C,可在-60°C至130°C之间长期使用。 BOPA 在低温和高温下均能保持机械性能。
BOPA薄膜的性能受湿度影响较大,尺寸稳定性和阻隔性能均受湿度影响。BOPA薄膜受潮后,除了起皱外,一般还会横向伸长。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高温蒸煮膜采用嵌段共聚丙烯原料,制成的膜袋可耐135℃高温灭菌,30分钟。
性能要求是:维卡软化点温度应大于蒸煮温度,抗冲击性应良好,耐介质性良好,鱼眼和晶点应尽可能少。
可承受121℃0.15Mpa压力蒸煮灭菌,几乎保持食品的形状、风味,且薄膜不会破裂、剥离或粘连,具有良好的稳定性;常与尼龙膜或聚酯膜复合,包装盛汤类食品,以及肉丸、饺子、大米等加工冷冻食品。
(4) 铝箔
铝箔是软包装材料中唯一的金属箔,铝箔是金属材料,其阻水、阻气、阻光、保味是任何其他包装材料难以比拟的。铝箔是软包装材料中唯一的金属箔。可承受121℃0.15Mpa压力蒸煮灭菌,保证食品的形状、风味,且薄膜不会破裂、剥离或粘连,具有良好的稳定性;常与尼龙膜或聚酯膜复合,包装盛有汤类的食品,以及肉丸、饺子、大米等加工冷冻食品。
(5)墨水
蒸煮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、起皱,如蒸煮温度超过121℃,应添加一定比例的硬化剂以增加油墨的耐温性。
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,油墨本身的组成材料,油墨的各种环节,颜料、染料、各种助剂,如消泡、抗静电、增塑剂等存在安全隐患。不允许添加各种重金属颜料、乙二醇醚和酯类化合物。溶剂可能含有苯、甲醛、甲醇、苯酚,连接剂可能含有游离甲苯二异氰酸酯,颜料可能含有PCB、芳香胺等。
(6) 粘合剂
蒸煮袋复合采用双组份聚氨酯粘合剂,主剂有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氨酯多元醇三种。固化剂有芳香族多异氰酸酯和脂肪族多异氰酸酯两类。较好的耐高温汽蒸胶具有以下特点:
●高固含量、低粘度、铺展性好。
●初粘力强,汽蒸后剥离强度不损失,生产中不缩孔,汽蒸后不起皱。
●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小时以内,铝塑复合制品72小时以内)。
●涂布量低,粘接强度高,热封强度高,耐温性好。
●稀释粘度低,可高固相工作,铺展性好。
●适用范围广,适合多种薄膜。
●耐腐蚀性好(耐热、霜冻、酸、碱、盐、油、辣等)。
粘合剂的卫生始于芳香族伯胺PAA(伯芳香胺)的产生,它来源于印刷双组分油墨和层压粘合剂中芳香族异氰酸酯与水之间的化学反应。PAA的形成来源于芳香族异氰酸酯,但不是来自脂肪族异氰酸酯、丙烯酸树脂或环氧基粘合剂。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。未完成的低分子和残留溶剂的存在也会造成安全隐患。
三、蒸煮袋主要结构
根据材料的经济和理化性能,蒸煮袋常用以下结构。
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材质,起到强力支撑、耐热、印刷性好的作用。中间层材质为Al、PVDC、EVOH、BOPA,主要起到阻隔、遮光、双面复合等作用。热封层材质为各类CPP、EVOH、BOPA等在。热封层选用各类CPP、共挤PP和PVDC、EVOH共挤薄膜,110℃以下蒸煮也有选择LLDPE薄膜,主要是起到热封、耐穿刺、耐化学药品的作用,而且该材料吸附性低,卫生性好。
4.1 PET/胶水/PE
此结构可改为PA/胶水/PE,PE可改为HDPE、LLDPE、MPE,除少数特殊HDPE薄膜外,由于耐温由PE决定,一般用于100~110℃左右消毒袋;胶水可选用普通聚氨酯胶水和煮沸胶水,不适合肉类包装,阻隔性差,蒸后袋子会起皱,有时内层薄膜互相粘连。本质上,这种结构只是一个煮沸袋或巴氏灭菌袋。
4.2 PET/胶水/CPP
这种结构是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,可以直接看到内容物,但不能包装需要避光的产品。产品手感较硬,往往需要打圆角。这种结构的产品一般是121℃灭菌,普通高温蒸煮胶,普通级蒸煮CPP即可。但胶水应选择收缩率小的牌号,否则胶层收缩带动油墨移动,蒸后有分层的可能。
4.3 BOPA/胶水/CPP
这是一款常见的透明蒸煮袋,适用于121℃蒸煮灭菌,透明度好,触感柔软,耐穿刺性好。该产品也不能用于需要避光的产品包装。
由于BOPA的透湿性较大,印品在汽蒸时易产生渗色现象,特别是红色系列油墨渗透到表面,生产油墨时常需要添加固化剂来防止。另外,由于油墨在BOPA上时附着力较低,还容易产生反粘现象,尤其是在高湿度环境下。加工中的半成品和成品袋必须密封包装。
4.4 KPET/CPP、KBOPA/CPP
这种结构不常用,产品透明度好,阻隔性高,但只能用于115℃以下灭菌,耐温性稍差,其健康安全存在疑问。
4.5 PET/BOPA/CPP
这种结构的产品强度高、透明性好、耐穿刺性能好,由于PET、BOPA收缩率差异较大,一般用于121℃及以下的产品包装。
包装内容物较酸性或碱性时选用这种结构的产品,而不是采用含铝结构。
外层胶可选用煮胶,成本可适当降低。
4.6 PET/Al/CPP
这是最典型的不透明蒸煮袋结构,根据油墨、胶水、CPP的不同,蒸煮温度从121~135℃都可以采用这种结构。
PET/单组份油墨/高温胶/Al7μm/高温胶/CPP60μm结构可达到121℃蒸煮要求。
PET/双组份油墨/高温胶/Al9μm/高温胶/高温CPP70μm结构可高于121℃蒸煮温度,且阻隔性增加,保质期延长,可超过一年。
4.7 BOPA/Al/CPP
这种结构与上面的4.6结构类似,但由于BOPA的吸水率和收缩率较大,不适合121℃以上的高温蒸煮,但耐穿刺性能较好,可满足121的要求℃烹调。
4.8 PET/PVDC/CPP、BOPA/PVDC/CPP
这种结构的产品阻隔性非常好,适合121℃及以下温度蒸煮灭菌,且对氧气有较高的产品阻隔性要求。
上述结构中的PVDC可以用EVOH代替,EVOH同样具有较高的阻隔性,但高温灭菌时其阻隔性明显下降,且不能采用BOPA作为表层,否则阻隔性急剧下降随着温度的升高。
4.9 PET/Al/BOPA/CPP
这是一种高性能的烹饪袋结构,几乎可以包装任何烹饪产品,并且还可以承受 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,该结构阻隔性好,耐穿刺性好,吸光强度好,是一种优良的121 ℃蒸煮袋。
结构二:PET12μm/高温胶/Al9μm/高温胶/BOPA15μm/高温胶/高温CPP70μm,该结构除具有结构一的全部性能特点外,还具有121℃和以上高温烹调。结构三:PET/A胶/Al/B胶/BOPA/C胶/CPP,A胶用量为4g/㎡,B胶用量为3g/㎡, C胶5-6g/㎡即可满足要求,减少A胶、B胶用量,可适当节省成本。
另一种情况,A胶和B胶采用较好的煮沸级胶,C胶采用耐高温胶,同样可以满足121℃煮沸的要求,同时降低成本。
结构四:PET/胶水/BOPA/胶水/Al/胶水/CPP,此结构是BOPA调换位置,产品整体性能没有明显变化,但BOPA韧性、耐穿刺、复合强度高等优势特性,没有充分发挥这种结构,因此,应用比较少。
4.10 PET/共挤CPP
这种结构中的共挤CPP一般是指具有高阻隔性能的5层和7层CPP,例如:
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,减少了抽真空、高压、压力波动时包装物的破损,并且由于阻隔性能的提高而延长了保存期。
总之,高温蒸煮袋的结构多种多样,以上只是对一些常见结构的初步分析,随着新材料、新技术的发展,将会有更多更新的结构,使蒸煮包装具有更大的选择。
发布时间:2024年7月13日