高溫蒸煮(zhǔ)袋的爆袋問題分析
高溫蒸煮袋是軟包裝(zhuāng)中的高端產品(pǐn), 為(wéi)什麽說高呢,有兩個因素,一個是利潤(rùn)高(gāo),每個袋(dài)子的利潤是同規格普通袋的幾倍:另一個是風險高, 因為變色、剝離強度降低(dī)、爆袋等造成的問題很多,輕(qīng)者導致下遊廠家退貨丟失訂單,重者要賠償下(xià)遊產品儲存中內(nèi)容物的(de)一大筆費(fèi)用。現就筆者經(jīng)常遇到的爆袋問(wèn)題做一個分(fèn)析(xī)。
根據拉烏爾定律(lǜ), 絕對空間裏液體汽化(huà)的壓力, 由可液化物(wù)質的物質的量決定。在常壓下,每摩爾的液體完全(quán)汽化後可以給22.4L的空間一個大氣壓的壓力,以G B/T1 O004—1 998《耐蒸煮複合膜、袋》為例,試驗中要求在包裝袋內分別裝4%HAC、1% 硫化鈉(N a 2S)、5%氯化鈉(N aCI)水溶液(yè)及精製植物油,然後進行排氣封口,裝入反壓蒸煮鍋內進行試驗。我們往往認為已經很精(jīng)確(què)地控製溫度,降溫時有足(zú)夠的反壓,還是常常發現有爆袋(dài)現象。
我們知道,考察高溫蒸煮袋的蒸(zhēng)煮性能,主要是圖案是(shì)否變色、複合是否開膠、薄膜是否褶皺, 或者袋子的強度在蒸煮前後變(biàn)化等,似乎是否爆袋不在考察範圍內。但作為蒸煮袋(dài)的生產廠,食品廠在使用你的袋子時會考察(chá)你的蒸煮爆袋率,超(chāo)過3%時判(pàn)定為整體不合格。可以確定的是,爆袋肯定是因(yīn)為袋內的壓(yā)力高(gāo)於袋外(wài)。在水煮試驗和TS一25C反(fǎn)壓蒸煮的(de)試驗中也說明了同樣的問題,即發(fā)生(shēng)爆袋(dài)現象。那生產中為什麽把蒸煮(zhǔ)袋裝入蒸煮(zhǔ)鍋內,在加熱到接近100℃就聽見劈啪的爆裂(liè)聲呢?難道在加熱時就開始爆袋了(le)?這是什麽原因呢(ne)?
1.首先分析水煮袋按規定把水裝入袋內,排(pái)氣封口。我們仔細觀察後發現,空氣沒有排幹淨(jìng)。其在100℃前的(de)加熱過程示:時間密閉的玻璃球代表封閉的袋子,可以看出,加熱時水煮袋膨脹是正常的。分析其原因為:室溫時裝入水封(fēng)口,這時袋內外壓(yā)力是平衡的,在室溫加熱到98℃的(de)過程(chéng)中,液體水本身要膨脹,袋內空氣要膨(péng)脹,這時產生的部分(fèn)水蒸氣也占據部分空間,導致膨脹。這時(shí)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正壓測試儀和DK一98—1A水浴鍋進行定性試驗,在加熱過程中袋內壓力確實在升高,且升高的程度和裝入試(shì)樣與殘(cán)留空(kōng)氣與袋子最大(dà)容積比例有關(guān)係,與殘留的空氣多少(shǎo)有關係。裝入水與袋子比例高的,壓力高;殘留空氣多的,壓力高。袋子的爆破是(shì)這種熱狀態下封口部位高分子材料產生蠕變現象,不足以支持(chí)壓力導致的,這種強度我們稱為熱爆破強度。為對比冷(lěng)熱爆破強(qiáng)度,我們(men)在室溫和95℃下分別用ZY一1正壓測試儀(yí)檢測(cè)不同溫度下的爆破強度,抽查2O組對比發現(xiàn),熱封好的袋子,室溫下(xià)爆破強度與95℃差別較大, 分(fèn)析原因是受熱時強度降低所致,這是(shì)我們生產中遇到的正常情況。如果袋(dài)子沒有熱封(fēng)好,在(zài)常溫下爆破強度就很小,屬於生產中的次品,雖然沒有泄漏,但是受(shòu)熱時更容(róng)易爆袋。
2.蒸煮袋問題蒸煮袋在加熱到100℃以前,同水煮袋變化是一樣的。我們考察蒸(zhēng)煮袋(dài)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(cè)試儀的傳感器又無法深入T-25C反壓蒸煮鍋內,我們隻能(néng)推測,在蒸煮鍋內,加熱超過100℃時,袋內(nèi)壓力永(yǒng)遠高於袋外壓力(這種推測目前無事實支持,我們正在(zài)研製一種帶有(yǒu)透明觀(guān)察窗的蒸煮鍋,以期(qī)解決這個問題(tí))。
3.爆袋能否避免呢? 爆袋是袋內壓力高於(yú)袋外,那麽有沒有(yǒu)辦法避免這種情況呢?從水煮過程我們了解到,袋內壓力高時環境壓力不變才形成壓差(chà)爆(bào)袋,如果讓環境(jìng)變化同步能不能避(bì)免呢。我們把TS-25C反壓蒸(zhēng)煮鍋的排氣關閉,從試樣放進去開始就形成一個封閉的環境,設定(dìng)115℃ (因為保險閥關係,不能設置更高)蒸煮,共試驗30個蒸煮袋,未見(jiàn)爆袋。可以想象,這樣相當於從加熱開始就給袋子施加一個外壓,使(shǐ)內外(wài)壓力(lì)平衡,所以沒有爆袋(dài)。
4.結論:(1)高溫蒸(zhēng)煮袋的蒸煮(zhǔ)爆袋問題其實是袋子的熱爆破強度問題,一(yī)般是由於熱封處受損(sǔn)而引起。(2)如果提前(qián)給蒸煮袋加一個外壓(yā),並且(qiě)在加熱過(guò)程中始終保持(chí)這種相對(duì)外壓,應(yīng)該不會(huì)發生爆袋,但是對鍋體要求(qiú)耐壓高,如135℃ ,要求正常工作耐(nài)壓從(cóng)2.2kg升高(gāo)到3.2kg。這樣看來,爆袋與試驗方式有關,也與生產方(fāng)式有關,改進高溫(wēn)殺菌工藝對減少爆袋有重要意義。本文藉此拋磚引玉,期望能為食品包裝的進一步完(wán)善提供(gòng)幫助。
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