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豬耳朵蒸煮袋出現局部皺褶的原因分析一覽

發(fā)布時(shí)間:2016/06/29 20:11:46  閱讀量:2481 次

近期見(jiàn)到一個(gè)不良豬耳朵蒸煮袋樣品,如下圖所示。

豬耳朵蒸煮袋的結構為PA/R-CPP;所包裝的內容物為豬耳。該樣品已經(jīng)過(guò)高溫蒸煮,內容物已被取出。

 

從樣品的外觀(guān)來(lái)看,該樣品豬耳朵蒸煮袋在蒸煮前經(jīng)過(guò)了抽真空的處理;經(jīng)過(guò)蒸煮后,與豬耳相接觸的部位出現了嚴重的表面皺褶(參見(jiàn)薄膜的中部),而且是內外層材料同步起皺;而該豬耳朵蒸煮袋的未與豬耳直接接觸的部位則沒(méi)有出現皺褶(參見(jiàn)圖片的左上角和左下角)。

 

客戶(hù)的投訴要求是:對上述現象,尤其是個(gè)別部位沒(méi)有皺褶的現象做出合理的解釋。

 

為此,向有關(guān)的專(zhuān)家提出了技術(shù)咨詢(xún)。專(zhuān)家的答復是:出現皺褶的部位是被包裝袋內的某種物質(zhì)侵蝕而發(fā)生"溶脹",抗拉伸強度降低,在高溫蒸煮的條件下,由于蒸煮袋反壓控制不良,豬耳朵蒸煮袋發(fā)生溶脹的部位被延伸的程度明顯大于正常值,故在該豬耳朵蒸煮袋冷卻后該部位出現前述的表面皺褶。

 

至于何種物質(zhì)會(huì )使該結構的復合材料發(fā)生溶脹,專(zhuān)家沒(méi)有給出明確的答復。

 

帶著(zhù)這個(gè)問(wèn)題,上網(wǎng)進(jìn)行了查詢(xún)。在《工程塑料網(wǎng)》的《標準頻道》查到了一則名為《聚丙烯的特性》的文章,作者不詳,文章發(fā)布時(shí)間為2010年5月20日。

 

該文中關(guān)于聚丙烯的化學(xué)性能是這樣描述的:

"PP(聚丙烯)的化學(xué)穩定性很好,除了強氧化劑和非極性溶劑能使PP降解外,(例:濃硫酸、濃硝酸、發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿),PP對化學(xué)侵蝕有很強的抵抗力。濃度較低的溶液則對PP無(wú)害。但低分子量的脂肪烴、汽油、二甲苯、氯化烴等能使PP(聚丙烯)軟化和溶脹。共聚物溶脹程度比均聚物高。PP從這類(lèi)溶劑中取出后,其尺寸又會(huì )恢復原狀。"

 

該文已明確指出聚丙烯是可以被溶脹的,但就本案例而言,其所提供的依據又略顯不足。

 

翻閱了《腐蝕數據手冊》(左景伊編,化學(xué)工業(yè)出版社出版,1982年7月第一版)后,從中又有了一些新發(fā)現。

 

表一、不同的介質(zhì)對聚丙烯的腐蝕數據

 

表二、不同的介質(zhì)對聚酰胺的腐蝕數據

注:上表中各個(gè)符號的含義:

∨:良好,腐蝕輕或無(wú);

○:可用,但有明顯腐蝕;

×:不適用,腐蝕嚴重;

△:同類(lèi)材料由于配方等的不同,耐蝕性有差異,選用時(shí)要慎重。

 

從表一中可以發(fā)現:在100℃的條件下,除了橄欖油對聚丙烯薄膜沒(méi)有明顯的腐蝕作用之外,其他的常用油脂都會(huì )對聚丙烯薄膜產(chǎn)生或大或小的腐蝕作用。很顯然,在121℃的蒸煮條件下,這種腐蝕作用會(huì )更明顯。

 

從表二中則可以發(fā)現,在常溫條件下,常用的油脂類(lèi)對聚酰胺的腐蝕作用不大,但《手冊》中缺少高溫條件下的腐蝕數據。

 

根據GB/T 20218-2006《雙向拉伸聚酰胺薄膜》,PA薄膜的拉伸強度指標為不小于180MPa(縱、橫向);根據上海紫江企業(yè)集團股份有限公司薄膜基材事業(yè)部的《R101型高溫蒸煮膜企業(yè)標準》,蒸煮CPP膜的拉伸強度指標為不小于40/30MPa(縱/橫向)。通過(guò)查閱單位換算表得知,1MPa=1000000 N/㎡(牛頓每平方米)。

如果以PA15/CPP80的結構進(jìn)行計算,15微米厚、15mm寬的PA膜的拉伸強度應不小于180×106×15×10-6×15×10-3= 40500×10-3 = 40.5 N;80微米厚、15mm寬的CPP膜的拉伸強度應不小于40×106×80×10-6×15×10-3= 48000×10-3 = 48 N;因此,此種結構的蒸煮袋就能夠滿(mǎn)足GB/T 10004-2008《包裝用復合膜、袋干法復合、擠出復合》中"半高溫蒸煮級"蒸煮袋的"拉斷力不小于40N"的要求。

 

而如果該蒸煮袋在包裝后、蒸煮前受到內容物的侵蝕而溶脹、拉伸強度因而下降以后,在高溫蒸煮過(guò)程中,由于反壓控制不良,蒸煮袋膨脹了起來(lái),于是,已被溶脹的部分的復合膜被延伸的程度就會(huì )大于未被溶脹的部分。如果,已被溶脹的部分的復合膜被延伸的程度超過(guò)了其彈性變形的范圍,那么,在冷卻后,就會(huì )在此部分出現表面的皺褶現象。

 

結論:

1、加工該豬耳產(chǎn)品所使用的配料中的某種成分對該復合膜有溶脹作用,降低了該復合膜的拉伸強度。而這種溶脹作用在包裝袋的有內容物和無(wú)內容物的兩部分所表現出來(lái)的程度是有差別的;

 

2、應用該蒸煮袋包裝袋的食品加工企業(yè)在進(jìn)行蒸煮殺菌處理的過(guò)程中,未對蒸煮鍋的反壓實(shí)施良好的控制,使得該蒸煮袋在蒸煮過(guò)程中發(fā)生了明顯的"漲袋"現象,但未達到"破袋"的程度;因而使包裝袋的不同部位受到了不同程度的延伸作用,在局部使包裝袋的變形程度超過(guò)了復合膜的彈性變形范圍。

 

解決問(wèn)題的方法:

嚴格控制蒸煮鍋的反壓,力爭使蒸煮袋在蒸煮鍋內不"漲袋"或不超過(guò)其彈性變形范圍。

 

對于此類(lèi)問(wèn)題的分析,內容物對復合薄膜的溶脹作用是問(wèn)題發(fā)生的必要條件,而蒸煮鍋的反壓控制不良是充分條件。即如果有溶脹作用存在,又有反壓控制不良的狀況存在,則此問(wèn)題必然發(fā)生。如果僅有溶脹作用存在,而反壓條件控制良好,則一定不會(huì )發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題。如果沒(méi)有溶脹作用存在,僅是反壓條件控制不良,也不會(huì )發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題(但可能會(huì )發(fā)生其他類(lèi)型的問(wèn)題)。

 

來(lái)源:中夏軟包裝微信公眾號





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