高溫蒸煮包裝附加值高，要做好很不容易。尤其是鋁箔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品受熱之后經(jīng)常會出現(xiàn)鋁箔粘接失效，從而出現(xiàn)明顯的起泡或脫層。高溫蒸煮包裝引起脫層的原因有很多，其中很重要的一點(diǎn)，就是食品中的辛辣類和酸性內(nèi)容物、某些食品添加劑等影響了包裝的粘連效果。
高溫蒸煮應(yīng)該如何應(yīng)對鋁箔包裝頻發(fā)的粘接失效問題？
高溫蒸煮包裝辛辣類和酸性內(nèi)容物時(shí)，應(yīng)該注意哪些問題？
針對這些軟包裝企業(yè)比較頻發(fā)的問題，3月23日下午，由廣東包協(xié)情報(bào)委、《包裝前沿》、北京華騰（廣東國望）共同舉辦了“塑/塑結(jié)構(gòu)、鋁/塑結(jié)構(gòu)的高溫蒸煮復(fù)合工藝探討”在線技術(shù)交流會，包裝前沿技術(shù)QQ總?cè)骸?群和三個(gè)微信群共約3000多位群友在線參加。
交流會分兩大部分舉行，第一部分由北京華騰譚固(華騰福瑞的技術(shù)負(fù)責(zé)人)、許弟(研發(fā)博士)、馮發(fā)飛（研發(fā)博士）主講，為大家介紹了高溫蒸煮的相關(guān)工藝及控制難點(diǎn)；第二部分是自由探討，就群友提出的9個(gè)高溫蒸煮相關(guān)的問題進(jìn)行了在線交流和解答。
一、高溫蒸煮的控制要點(diǎn)
1、主講：北京華騰(珠海福瑞)譚固
現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為肉制品熟食存放在5~6℃之間,會導(dǎo)致細(xì)菌迅速增長并有可能在4小時(shí)內(nèi)達(dá)到危險(xiǎn)水平，即使在4小時(shí)內(nèi)食用肉制熟食制品，也并非意味著絕對不會發(fā)生食品中毒事件。為了保證食物安全，人類采用了多種存儲技術(shù)，以延長食物的保質(zhì)期。
（1）目前常見的幾種存儲技術(shù)
a.腌制
腌制是創(chuàng)造一個(gè)細(xì)菌無法繁殖的環(huán)境，使食物不會變質(zhì)。腌制是使食物含鹽量達(dá)到很高的濃度，使細(xì)胞無法攝取營養(yǎng)水分而無法生存，（這個(gè)可以參考細(xì)胞膜的滲透原理）。比如，咸魚、咸菜。
b.烘干
烘干多用于面食，使食物缺乏細(xì)菌繁殖所需要的水分。當(dāng)然這個(gè)方法僅適用于空氣干燥地區(qū)，例如：新疆的馕餅，北方的干糧、炒面等。
c.低溫保存
如常見的冷藏、冷凍等，主要通過降低細(xì)菌繁殖速度來延長食物保存時(shí)間。
d.熏曬法
熏制食品可以使食品保存時(shí)間延長，且味道適合口味，如熏肉、雞、魚等。曬制或風(fēng)干，也可以長時(shí)間保存食物。
e.防腐劑
添加國家法律允許的防腐劑以達(dá)到延長保質(zhì)期的目的。
f.風(fēng)干法
把肉、禽類風(fēng)干也是一種食品保存方法，藏族喜歡吃的一種食品如風(fēng)干羊肉、風(fēng)干牛肉就屬此類食品。
g.高溫滅菌包裝
常見的就是高溫蒸煮包裝，也是今天我們重點(diǎn)討論的主題。高溫蒸煮可以殺死食物中絕大部分細(xì)菌，使食物失去腐敗、變質(zhì)的源頭，再進(jìn)行密封包裝，使得外界細(xì)菌無法進(jìn)入，以達(dá)到食物長時(shí)間保存而不變質(zhì)的目的。
(2)GB/T 10004-2008中規(guī)定的包裝袋按溫度分類
普通級包裝：產(chǎn)品使用溫度在80℃以下（含80℃）。
水煮級包裝：產(chǎn)品使用溫度在80℃以上~100℃（含100℃）。
半高溫蒸煮級包裝：產(chǎn)品使用溫度在100℃以上~121℃（含121℃）。
高溫蒸煮級包裝：產(chǎn)品使用溫度在121℃以上~145℃（含145℃）。
(3)常用高溫蒸煮包裝結(jié)構(gòu)
PET/AL/RCP ; PET/NY/AL/RCP ;NY/AL/RCP ; NY/RCP ; PET/RCP;NY/NY/RCP ;PET/NY/RCP。
(4)選材和設(shè)計(jì)
一般用普通的尼龍袋抽真空巴氏殺菌后可保存1~3個(gè)月；
用含有鋁箔的軟包裝袋，抽真空包裝后再高溫殺菌，常溫下可保存0.5~1年；
馬口鐵罐包裝殺菌后可保存2年。
所以在選用包裝袋材料結(jié)構(gòu)時(shí)需要綜合考慮保質(zhì)期、殺菌條件等。而且盡可能選擇較少的印刷圖案，四周熱封邊最好留出空白邊。
在材料選用方面應(yīng)該考慮：
a.阻隔性：良好的阻氣、阻濕性，良好的機(jī)械強(qiáng)度。
b.衛(wèi)生性：無毒、無氣味、殘留溶劑測定值小于5mg/m2；經(jīng)高溫蒸煮后沒有有害成分分解、析出。
c.耐內(nèi)容物性：耐介質(zhì)（酸、辣、鹽、堿）、抗油脂性能優(yōu)良、吸油率不大1%。
d.耐熱性：耐蒸煮性、瞬間高溫性。
e.機(jī)械強(qiáng)度：耐壓性優(yōu)良，經(jīng)高溫蒸煮后要求不變色、不變形、不離層。
(5)蒸煮包裝袋的殺菌溫度和時(shí)間
低溫蒸煮袋（105℃ 30min殺菌）
中溫蒸煮袋（121℃ 40min殺菌）
高溫蒸煮袋（135℃ 20～30min殺菌）
超高溫殺菌袋（145-150℃，幾秒～幾分鐘殺菌）
（6）蒸煮包裝袋生產(chǎn)控制要點(diǎn)
a.印刷
必須選用與殺菌工藝相匹配的油墨；油墨必須充分干燥，有條件的企業(yè)可以將印刷好的薄膜放低溫熟化室保存。
b.選擇合適的膠水
在蒸煮包裝袋中，膠黏劑面對的困難應(yīng)該是比較隱蔽的，但也是最大的。
膠粘劑既要面對包裝內(nèi)容物對膠粘劑分子的破壞和對粘接強(qiáng)度的影響，又要面對各種包裝材料表面狀況和各種薄膜添加劑的影響，在蒸煮過程中還需要面對高溫和高濕環(huán)境的挑戰(zhàn)。因此選擇合適的膠水也是一門技術(shù)活。
高溫蒸煮膠在實(shí)際應(yīng)用中，面對的主要挑戰(zhàn)是在鋁箔包裝中抵抗含有酸、辣及各種食品添加劑的內(nèi)容物對膠粘劑的破壞，而且還需要包裝很高的粘接強(qiáng)度。
2、主講：北京華騰博士研發(fā)工程師許弟
膠黏劑一方面要考慮不同基材帶來的如內(nèi)應(yīng)力差別、不同熱物理變化、表面狀況差異等對粘接的影響；另一方面還要考慮高溫情況下內(nèi)容物滲透薄膜后對粘接的破壞。因此，確認(rèn)粘接破壞源，根據(jù)最大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的不同來選擇合適的粘接主體和復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠讓我們達(dá)到事半功倍的效果。
軟包行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)可能或多或少碰到過在生產(chǎn)工藝、原料都控制得很穩(wěn)定的情況下，客戶的產(chǎn)品（特別是鋁箔殺菌產(chǎn)品）突然出現(xiàn)粘接失效的投訴；華騰公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)收集分析多個(gè)客戶案例之后發(fā)現(xiàn)，很多情況下食品廠的配方調(diào)整是造成這些質(zhì)量事故的重要原因。
按照國家現(xiàn)行的食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)，食品用香料、香精在各類食品中的用量是“按生產(chǎn)需要適量使用, 除標(biāo)準(zhǔn)中注明的特定食品外, 其他食品是否可以加香應(yīng)按相關(guān)食品產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行”，其中絕大部分并沒有限量說明。這就是說軟包廠如果不能提高應(yīng)對該問題的抗風(fēng)險(xiǎn)閾值，出了質(zhì)量問題你都沒地方說理，因?yàn)槭称窂S是合法合規(guī)地添加食品添加劑進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)。
那么如何解決和避免這些問題的發(fā)生呢？
最根本的方法當(dāng)然是對相關(guān)的物質(zhì)進(jìn)行加入量的限定，然后我們就可以根據(jù)要求進(jìn)行質(zhì)量管控。但這畢竟是一個(gè)長期而復(fù)雜的工作，就目前而言我們最可行的辦法只能是在高危產(chǎn)品領(lǐng)域提高抵御風(fēng)險(xiǎn)能力來規(guī)避損失。
華騰公司在聚氨酯軟包裝膠黏劑行業(yè)有著相對豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，這幾年我們結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，有針對性地開發(fā)了以UF3026A/UF3026B為代表的多款高耐介質(zhì)性產(chǎn)品，產(chǎn)品具備極佳的耐酸、耐小分子添加劑性能，低溶劑殘留等特點(diǎn)也經(jīng)受了客戶的實(shí)際考驗(yàn)和認(rèn)可。
具體的應(yīng)用場合和效果和大家分享兩個(gè)案例來說明：
某客戶包裝禽肉類制品，PET/AL/RCPP包裝蒸煮殺菌后要求30天加速老化（60℃）不脫層（＞1N），同時(shí)無大面積離層起泡現(xiàn)象。由于產(chǎn)品侵蝕性極強(qiáng)，客戶之前只能使用一款德國進(jìn)口產(chǎn)品才能滿足要求。我們的技術(shù)人員對內(nèi)容物進(jìn)行分析檢測發(fā)現(xiàn)，其中助劑的添加量和種類較多，且介質(zhì)呈現(xiàn)較強(qiáng)的酸性，滲透過薄膜之后對界面特別是鋁箔界面的影響很大。因此推薦客戶使用強(qiáng)耐受產(chǎn)品UF3026A/B產(chǎn)品。
從結(jié)果上來看，華騰公司的UF3026和現(xiàn)用的德國同類產(chǎn)品性能接近，最終強(qiáng)度衰減趨于穩(wěn)定，滿足客戶的使用需求，同期對比的日本產(chǎn)品雖然初始強(qiáng)度較高，但最終的老化效果并不好，特別是在加速老化15天后，日本樣品出現(xiàn)了局部起泡脫層的現(xiàn)象。這也說明：對于不同粘接破壞源，針對性選擇膠水非常重要，初始強(qiáng)度并不是唯一的評判選擇標(biāo)準(zhǔn)。
接下來這個(gè)案例也比較有代表性：
我們公司某個(gè)客戶之前一直正常生產(chǎn)的產(chǎn)品突然出現(xiàn)了粘接失效的現(xiàn)象，他們希望能夠找出問題出現(xiàn)的原因。我們拿到對方事故前后同樣標(biāo)識的內(nèi)容物進(jìn)行分析之后發(fā)現(xiàn)，其中的幾類食品添加劑的檢出量出現(xiàn)了明顯的變化，也就是說食品廠進(jìn)行了配方的調(diào)整。
我們建議客戶試用了我們的UF3026產(chǎn)品，PET/AL/RCPP鋁箔蒸煮結(jié)構(gòu)復(fù)合制品經(jīng)客戶要求的60℃加速老化30天后，強(qiáng)度仍能達(dá)到應(yīng)用需求（＞2N），而其他品牌產(chǎn)品大多在加速老化7天內(nèi)甚至剛殺菌完，就已出現(xiàn)明顯的起泡或揉搓脫層等粘接失效現(xiàn)象（＜0.5N）。最終只有使用了UF3026A/B產(chǎn)品的這個(gè)彩印廠達(dá)到了客戶的要求，因此他們輕松贏得了這個(gè)訂單。
從以上幾個(gè)案例可以知道，軟包裝企業(yè)在生產(chǎn)高溫蒸煮包裝的時(shí)候，應(yīng)該有如下思路：首先對內(nèi)容物進(jìn)行分類，同時(shí)對成分進(jìn)行精確地分析，再針對性地選擇相應(yīng)的包裝結(jié)構(gòu)以及適用的復(fù)合膠黏劑。
當(dāng)然，對于彩印廠而言，對添加劑成分進(jìn)行精確分析或者精準(zhǔn)判斷粘接失效風(fēng)險(xiǎn)源有較大的技術(shù)難度。隸屬于華騰公司、經(jīng)中國輕工業(yè)聯(lián)合會認(rèn)定的行業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺“食品用包裝材料安全溯源技術(shù)公共服務(wù)平臺”可以為大家提供專業(yè)的技術(shù)支持和服務(wù)。
3、主講：北京華騰(廣東國望)馮發(fā)飛
高溫蒸煮殺菌的溫度范圍一般在121~135℃之間，目前也有滿足145℃超高溫殺菌的軟包裝材料的研究。盡管從高溫蒸煮袋誕生到現(xiàn)在已有半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間，也有了較多高溫蒸煮蓋膜的生產(chǎn)和應(yīng)用，滿足121℃蒸煮要求的復(fù)合軟包裝材料也已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在國內(nèi)市場上真正滿足135℃以上要求的成熟產(chǎn)品還為數(shù)不多，除了材料的限制，尤其是薄膜和油墨的搭配問題，同樣重要的是膠水的設(shè)計(jì)問題。
眾所周知，在高溫與高濕下，氨基甲酸酯基團(tuán)極容易發(fā)生水解而最終分解，造成粘結(jié)強(qiáng)度大幅降低，從而影響其使用性能。這是制約其在高溫領(lǐng)域下使用的最大瓶頸。
如何提高聚氨酯膠粘劑的耐熱性能就成為一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)。
隨著眾多特殊包裝內(nèi)容物對軟包裝材料的苛刻要求，如耐穿刺性、阻氧性、耐油性與耐有機(jī)溶劑性等，聚酰胺類材料即尼龍薄膜被廣泛用于鋁箔結(jié)構(gòu)中，如NY/AL/RCPP、PET/NY/AL/RCPP、PET/AL/NY/RCPP等復(fù)合結(jié)構(gòu)。尼龍薄膜材料，一方面，由于含有大量極性較強(qiáng)的氫鍵，因此有利于提高復(fù)合材料間的粘結(jié)強(qiáng)度，另一方面，尼龍自身吸潮、透濕性較大，又給粘結(jié)帶來負(fù)面作用。如何提高含尼龍材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的粘結(jié)強(qiáng)度就成為另一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)。
針對上述兩項(xiàng)問題，經(jīng)華騰研發(fā)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)，已經(jīng)成功開發(fā)了一款適用于NY/AL結(jié)構(gòu)且耐135℃高溫蒸煮的雙組分聚氨酯膠粘劑產(chǎn)品UF3070/UK5880A。
經(jīng)上機(jī)復(fù)膜實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，UF3070/UK5880A在典型的高溫蒸煮四層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)PET(12)/NY(15)/AL(7)/RCPP(70)上表現(xiàn)十分優(yōu)異。該復(fù)合膜在50℃烘箱中放置72h后，基本完全熟化，可進(jìn)行制袋工序。
通過一系列的測試實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，UF3070/UK5880A具有優(yōu)異的耐熱性能。
另外，在PET/NY/AL/RCPP結(jié)構(gòu)上各層的剝離強(qiáng)度也較高。
經(jīng)測試，熟化后，PET/NY/AL/RCPP結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)各層的剝離強(qiáng)度依次為4~5N/15mm、6~7N/15mm、10N以上/15mm（RCPP嚴(yán)重形變），包裝內(nèi)容物經(jīng)135℃高溫蒸煮45min后，PET/NY層不可剝離，NY/AL層的剝離強(qiáng)度可高達(dá)10N/15mm，AL/RCPP層的剝離強(qiáng)度為9~11N/15mm，且蒸煮后包裝袋在50℃烘箱中持續(xù)放置老化30天，外層PET/NY層仍不可剝離，中間層NY/AL層的剝離強(qiáng)度仍保持在8.5~10N/15mm，內(nèi)層AL/RCPP層的剝離強(qiáng)度也維持在8.5~10N。這一結(jié)果要優(yōu)于德國某一同類產(chǎn)品與國內(nèi)某一同類產(chǎn)品。
據(jù)客戶反饋，該產(chǎn)品除了具有能耐135℃高溫蒸煮的特點(diǎn)外，還在包裝內(nèi)容物方面具有較大的普適性，更大的應(yīng)用空間有待我們與客戶共同去嘗試與開發(fā)!
4、主講：北京華騰(珠海福瑞)譚固
（1）高溫蒸煮袋復(fù)合工藝需要特別注意的關(guān)鍵點(diǎn)
a、膠水配比必須準(zhǔn)確，盡可能成套的配制膠水，以免固化劑開封后車間環(huán)境中的水蒸氣對其的不利影響；
b、乙酯水分的控制。純度必須達(dá)標(biāo)，含水率控制在0.05%以內(nèi)，如果配制的膠水在幾分鐘到半小時(shí)內(nèi)就發(fā)白，一般乙酯的含水率就超過了0.1%；
c、保證涂膠量。涂膠量是膠水能夠保證粘接效果、抵抗蒸煮過程中高溫、高濕環(huán)境影響的前提條件，切忌以復(fù)合外觀是否合格來判斷涂膠量是否滿足，一般高溫蒸煮包裝要求涂布量在3.5-4g/㎡以上；
d、溶劑殘留。由于高溫蒸煮包裝材料層數(shù)較多，而且涂布量很大，總干基涂布量很有可能超過10g/㎡，大大高于普通包裝。所以必須充分掌握復(fù)合機(jī)的干燥能力，來控制機(jī)速。判斷復(fù)合機(jī)烘箱干燥能力一般從風(fēng)速、溫度、排放量及烘箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面來判斷。
e、張力控制。除了材料自身的性能外，復(fù)合張力的控制對包裝袋蒸煮后的平整程度也有決定性的影響。
f、薄膜電暈值檢測。對于普通包裝，電暈值稍稍偏低一般不會影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量，但是蒸煮包裝所用的薄膜若電暈值不達(dá)標(biāo)，其對復(fù)合強(qiáng)度的影響會在后期的蒸煮過程中被很大程度放大，因此對電暈值不達(dá)標(biāo)的薄膜應(yīng)該實(shí)行一票否決制。
g、熟化條件。與普通膠水相比高溫蒸煮膠水需要更好的耐熱、耐氧化、耐水解的性能，所以熟化條件應(yīng)該更加嚴(yán)格。完成一次復(fù)合后，如果需要等待較長時(shí)間才復(fù)合下一層，半成品應(yīng)該在熟化房存放，完成最后的復(fù)合后應(yīng)該盡快送到熟化房熟化；建議55℃*72h連續(xù)熟化，因?yàn)橹袛嗍旎退愫髞碓傺a(bǔ)上相應(yīng)的時(shí)間，也是達(dá)不到連續(xù)熟化效果的。
（2）制袋
包裝內(nèi)容物后蒸煮時(shí)，很容易由于內(nèi)容物含的游離水分過多出現(xiàn)不同程度的漲包現(xiàn)象，因此對熱封強(qiáng)度有很高的要求，制袋進(jìn)行多次熱封時(shí)，各個(gè)燙刀位置必須套準(zhǔn)，避免出現(xiàn)虛封情況。
（3）灌裝及高溫蒸煮殺菌
內(nèi)容物灌裝后容易還需要抽真空，所以應(yīng)該盡可能避免內(nèi)容物集中在包裝袋的一個(gè)部位造成的抽真空后應(yīng)力集中，提高包裝袋離層和破袋的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是內(nèi)容物為堅(jiān)硬或尖銳的食品時(shí)，還應(yīng)該注意抽真空的程度。
殺菌條件主要是溫度和時(shí)間兩個(gè)方面來控制。
a、溫控。在食品廠實(shí)際應(yīng)用中，由于蒸煮設(shè)備溫度顯示不一定準(zhǔn)確，工人往往會根據(jù)氣壓來輔助判斷，這雖然有一定的科學(xué)依據(jù)，但是溫度和壓力的關(guān)系還受到蒸煮裝置內(nèi)空氣量、注水量、放入蒸煮裝置內(nèi)待蒸煮產(chǎn)品的量的影響，所以壓力也是很難作為判斷溫度的依據(jù)，正確的做法應(yīng)該是定期校準(zhǔn)溫控系統(tǒng)；
b、時(shí)間。隨著蒸煮時(shí)間的延長，蒸煮對包裝袋的破壞作用越來越大，應(yīng)該嚴(yán)格控制蒸煮時(shí)間，避免出現(xiàn)過長時(shí)間蒸煮而導(dǎo)致的翹邊、卷曲、離層等問題。
