高溫蒸煮袋的爆袋問題分析
高溫蒸煮袋是軟包裝中的高端產品, 為什麽說高呢,有兩個因素,一個是(shì)利潤高,每個袋子的利潤是同(tóng)規格普通袋的幾倍:另一個是風險高(gāo), 因為變色、剝離強度降低、爆袋等造成的問題很多,輕者導致下遊廠家(jiā)退貨丟失訂單(dān),重者要賠償(cháng)下(xià)遊產品儲存中內容物的一大筆費用。現就筆者經常遇到的爆袋問題做一個分析。
根據拉烏爾定律, 絕對空間(jiān)裏(lǐ)液體(tǐ)汽(qì)化的壓力, 由可液化物質的物質的(de)量決定。在常壓下,每(měi)摩爾的液體完全汽化後可以給22.4L的空(kōng)間一個大氣壓的壓力(lì),以G B/T1 O004—1 998《耐蒸煮複合膜(mó)、袋》為例,試驗中要求在(zài)包裝袋內分別裝4%HAC、1% 硫化鈉(N a 2S)、5%氯化鈉(nà)(N aCI)水溶液及精製植物油,然後進行排氣(qì)封口,裝入(rù)反壓蒸煮鍋(guō)內進行試驗。我們往往認為已經很精確地控製溫度,降溫時有足夠的反壓,還是常常發現有爆袋現象。
我們知道,考察高(gāo)溫蒸煮袋的蒸煮性能,主要是圖案是否變色、複合是否開膠(jiāo)、薄膜是否褶皺, 或者袋子的強度在蒸煮前後變化等,似乎是否爆(bào)袋不在考察範圍內。但作為蒸煮袋的生(shēng)產廠,食品廠在(zài)使用你的袋子時會考察你的蒸煮爆袋率(lǜ),超過3%時判定為(wéi)整體不合格。可以確定的是,爆(bào)袋肯定是因為袋內的壓力高於袋外。在水(shuǐ)煮(zhǔ)試驗和TS一25C反壓蒸煮的試驗(yàn)中也說明了(le)同樣的問題,即發生爆(bào)袋現象。那生產中為什麽把蒸煮袋裝(zhuāng)入蒸(zhēng)煮鍋內,在加(jiā)熱到接近100℃就聽見劈啪的爆裂聲呢?難道在加熱時就開始爆袋了?這是(shì)什麽原因呢?
1.首先分析水煮袋按規定把水裝入袋內,排氣封口。我們仔細觀察(chá)後發現,空氣沒有排幹淨。其在100℃前的加熱過程示:時間密閉的玻璃球代表封閉的袋子,可以看出,加熱時水煮袋膨脹(zhàng)是正常的。分析其原因為:室溫時裝入水(shuǐ)封口,這時袋(dài)內外壓力是平衡的,在室溫加熱到98℃的過程中,液體水本身要膨脹,袋內空氣要膨脹,這時(shí)產生的部分水蒸氣也占據部分空間(jiān),導致膨脹。這時候袋內壓力會增加。為支持上述結論,我們使用北京蘭德梅克的ZY一1正壓測(cè)試儀和DK一(yī)98—1A水浴鍋進行(háng)定性試驗,在加熱過程中(zhōng)袋內壓力確實在升高,且升高(gāo)的程度和裝入試樣與(yǔ)殘留空氣與袋子最大容積比例有關係,與殘留的空氣多少有關係。裝入水與袋子比例高(gāo)的,壓力高;殘留(liú)空氣多的,壓力高。袋子的爆破是這種熱狀態(tài)下封口部位高分子材料產生蠕(rú)變現象,不足以支持壓力導致的,這(zhè)種強度我們稱為(wéi)熱爆破強度(dù)。為對(duì)比冷熱爆破強度,我們在室溫和95℃下(xià)分別用ZY一1正壓測試儀(yí)檢測不同溫度(dù)下的爆破強度,抽查(chá)2O組對比發現,熱封(fēng)好的袋子,室溫下爆破強度與95℃差別較大, 分析(xī)原因是受熱時強(qiáng)度降低所(suǒ)致,這是我(wǒ)們生產中(zhōng)遇到的正常情況(kuàng)。如果袋子沒有熱封(fēng)好,在常溫下爆破強度就很小,屬(shǔ)於(yú)生產(chǎn)中的次品(pǐn),雖(suī)然沒有泄漏,但是(shì)受熱時(shí)更容易爆袋。
2.蒸煮袋問題蒸煮(zhǔ)袋在加熱到100℃以前,同水煮袋變(biàn)化是一樣的。我們考察蒸煮袋在加熱到1000(2以上時,因為目前國內沒有可以觀察蒸煮過程的儀器,ZY-1正壓測試儀的傳感器又無法深入T-25C反壓蒸煮(zhǔ)鍋內(nèi),我們隻(zhī)能(néng)推(tuī)測,在蒸煮鍋內,加熱超過100℃時,袋內壓力永遠高於袋外壓力(這種推測目前無事實支持,我們正在研製一種帶有透明觀察窗的蒸煮鍋,以期解決(jué)這個問(wèn)題)。
3.爆(bào)袋能否避免呢? 爆(bào)袋是袋內壓力高於袋外,那麽(me)有沒有辦法避免這種情況呢?從水煮過(guò)程我們了解到,袋內壓力高時(shí)環(huán)境壓力不變(biàn)才形成壓差爆袋,如果讓(ràng)環境變化同步能不能避免呢。我們把(bǎ)TS-25C反壓蒸煮鍋的排氣關閉,從試樣放進去開始就形(xíng)成一個封閉的(de)環境,設定115℃ (因為保(bǎo)險閥關係,不能設置更高(gāo))蒸煮,共試驗30個蒸煮袋,未見爆(bào)袋。可(kě)以想象,這樣相(xiàng)當於從加(jiā)熱開(kāi)始(shǐ)就給袋子施加一個外壓,使內外(wài)壓力(lì)平衡,所以沒有(yǒu)爆袋。
4.結論:(1)高溫蒸(zhēng)煮袋的蒸煮爆袋問題其(qí)實是袋子的熱爆(bào)破強度問題,一般是由於熱封處受損而引起。(2)如(rú)果提前給(gěi)蒸煮袋加一個外壓,並且在加熱過程(chéng)中始終保持(chí)這種(zhǒng)相對(duì)外壓,應該不會發生爆袋,但是對鍋體要求耐(nài)壓高,如135℃ ,要求正常工作耐壓從(cóng)2.2kg升高到3.2kg。這樣看來,爆(bào)袋與試驗方式有關,也與生產方式有關,改進高溫殺菌(jun1)工藝對減少爆袋有重要意義。本文(wén)藉此拋磚(zhuān)引玉,期望能(néng)為食品包裝的進一步完善(shàn)提供幫(bāng)助。
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