摘要 果蔬片是近些年(nián)新興的果蔬零食,引其油(yóu)炸脫水的特性,對於水蒸氣(qì)特別敏感,因而(ér)在倉儲運輸中很容易出現保質期內吸潮現象,嚴重影響食用品質和企業的(de)銷量。文章從包裝(zhuāng)和加(jiā)工工藝的角度設計了一係列排查方案(àn)以(yǐ)確定吸潮原因,並提出解決方案,以最大限(xiàn)度的避免果蔬片吸潮問題。
關鍵字 果蔬片、吸潮、包裝、泄漏、阻濕性、冷卻(què)
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摘要:果蔬片是近些年新興(xìng)的果蔬零食,引其油炸脫水的特性,對於(yú)水蒸氣特別敏感,因而在倉儲運輸中很容(róng)易出(chū)現保質期內吸潮現象,嚴重影響食用品質和企業的銷量。文章從包裝和加工工藝的角度設計(jì)了一係列排(pái)查方案以確定吸潮原因,並提出解決方案,以最大限度(dù)的避免果蔬片吸潮問題。

關鍵詞:果蔬片;吸潮;包裝;泄漏;阻濕性;冷卻

  潮氣,是果蔬片保持酥脆口感的最大(dà)威脅。果蔬片其(qí)內(nèi)部、中心、外圍的水分含量不一,外圍顆粒(lì)與空氣中的水蒸氣接觸,導致水分從外圍向中心滲透直至內(nèi)外部水分含量基本一致,這一過程就是業內常說的吸潮(cháo)。吸(xī)潮後的果蔬片口感(gǎn)趨於濕軟,銷售(shòu)價值折損,因此是困擾食品企業的一大難題。

  在麵對吸潮問題時,首先需要根據具(jù)體情(qíng)況排查導致果(guǒ)蔬片吸(xī)潮的主要原因,進而有針對性的提出解(jiě)決方案。排查的(de)前提(tí)是建立對照樣本,分別抽取正(zhèng)常的果蔬片成品包裝和問(wèn)題批次的果蔬片成品包裝,並取各自對應的包(bāo)裝薄膜備用(yòng)。排查範圍主要包括包裝的泄漏(lòu)情況、包材(cái)性能、包材原料質量以及加工工藝。

包裝泄漏情(qíng)況排(pái)查

  包裝泄漏情況排查方案主要分為兩個階段:階段一,首先明確包裝是否存在泄漏的現象,以及確定泄漏點的位(wèi)置;階段二,根據(jù)階段一的排(pái)查結果深入分析泄漏的原因。

  以問題批次(cì)的果(guǒ)蔬(shū)片成(chéng)品包裝為(wéi)排查對象,從中抽取10個成品包裝,利(lì)用MFY-01密封試(shì)驗儀測試(shì)成品包裝是否存在泄漏的問題(tí)。這種方法采用的是負(fù)壓法的測試方法,將包裝置於密封罐的水中,設置真空度(dù)為-90kPa,進行抽真空操作。若包裝表麵有成串的氣泡冒(mào)出,則說明泄漏。氣泡出(chū)現的(de)部位即為泄漏點。

  導致包裝泄漏的原因比較多。從泄漏部位來看,發生在(zài)袋體部分的泄漏多是由於外界異物穿刺或果蔬片的摩擦穿孔導(dǎo)致。油炸後的果蔬片,質地(dì)比(bǐ)較堅硬,外形棱角分明,從包裝到銷售過程中需(xū)經曆倉儲、搬(bān)卸、運(yùn)輸、擺架等多道工序。在這一過程中,包(bāo)裝(zhuāng)受(shòu)到強烈且持續(xù)的(de)撞擊、摩(mó)擦,果蔬片的尖銳部(bù)分易在包裝內側形成細小劃傷,嚴重者會形成包材貫穿性的微孔。這(zhè)些損傷(shāng)足以造成包(bāo)材質地和阻隔(gé)性能的破壞,造成(chéng)水蒸氣的快速滲透。

  另一個種情況,發生在封邊處的泄漏,多是由於封邊(biān)熱合強度不理(lǐ)想所致(zhì)。封邊的熱封(fēng)強度是反映包裝袋封邊熱合牢度的物理量,其性能的優劣直接影(yǐng)響包裝的密封性。筆者根據密封性試驗結果,從中抽取一(yī)個密封性完(wán)好的成品(pǐn)包裝和一個發生泄漏的(de)成品包(bāo)裝,從左(zuǒ)右封邊和頂封邊各裁取15mm寬的三個試樣。將試樣以熱封部位為中心打開呈180°,兩端夾持於XLW智能電子(zǐ)拉力機的上下夾具上,在“熱封(fēng)強度”測試模式下(xià)以300mm/min的速度分離(lí)上(shàng)下夾具,試(shì)樣斷裂時(shí)的最大力值即為熱封強度值。測試結果(guǒ)見表1。

表1 熱封強度測(cè)試結果

 

密封性完(wán)好的包裝

發生泄漏的包裝

試樣1

試樣2

試樣(yàng)3

斷裂狀態

試樣1

試樣2

試(shì)樣3

斷裂狀態(tài)

左封邊(biān)

48.625

51.268

50.465

非熱封處斷裂

51.384

57.351

52.135

非熱封(fēng)處斷裂

右封邊

50.864

53.841

54.378

53.254

53.762

55.361

頂封(fēng)邊

51.248

47.632

48.012

30.248

21.631

35.364

熱封根部斷裂

泄漏情況

-90kPa,成品包裝未發生泄漏

-48.3kPa,頂封邊發生泄漏

  通過表1測試數據可以看出,發生泄(xiè)漏的成品包裝其泄漏點位於頂封邊上,其熱封(fēng)強度數值相對於其他封邊明顯偏低,且同一測試封邊的不同部位(wèi)的熱封強度(dù)分布(bù)不均,說明此封邊的熱封質量較差。從熱封強度測試中試樣斷裂狀態來看,隻有泄(xiè)漏問題包裝的頂封邊處出現了(le)熱封(fēng)邊根部斷裂現象(xiàng),其他封邊均為非熱封處斷裂,這從另一個角度也印證了上述(shù)結論。

  熱封邊(biān)根部斷裂也稱為“根切”,這是因熱封(fēng)溫度(dù)、壓力(lì)設置過大,製袋速率偏慢等因素綜合作用導致封口邊(biān)緣內層薄膜被壓製過薄(báo),使得拉伸(shēn)強度減弱易斷裂的現象。除(chú)此之外,還有封邊處斷裂和因包裝膜層間(jiān)脫(tuō)離導致的封邊內側內層斷裂兩種斷裂狀態(tài)。前者除了熱封工藝占主要原因外,熱封時封口部位(wèi)被異物汙染也是影響因素之一。後者則主要取決於(yú)包裝(zhuāng)膜材料的複合牢度。通常(cháng)果蔬片包裝膜采(cǎi)用2種及以上材料通過膠黏劑複合(hé)而成,若層間粘性不強的(de)話,任意兩種材料之間均(jun1)有可能發生脫層現象,導致熱封邊內層在較低(dī)的壓力(lì)下發生破裂。

包裝材料性能排查

  果蔬片吸潮,歸根結底(dǐ)是水蒸氣的作用。在理想的情況下(xià),果蔬片外(wài)包裝負有阻隔外界水蒸氣滲透的責任,以保障果蔬片的酥脆口感(gǎn)。但實際中,繁複的生產包裝條件、倉儲運輸(shū)條件、包裝材料與包裝技術諸多因素影響,包裝的防潮效(xiào)果大(dà)打折扣,其中(zhōng),包裝材料的水蒸氣阻隔性能影響最大。果蔬片包裝內(nèi)外存在一定的水蒸氣壓差,水(shuǐ)蒸氣在壓差的作(zuò)用下從高濃度側(包裝外側)透(tòu)過包裝材料(liào)向低濃(nóng)度側(包裝內側)滲透,造成包裝內部水蒸氣含量升高引(yǐn)起果蔬片吸潮(cháo)。若包裝內置幹燥劑或外(wài)部(bù)為高濕環境,包裝內外兩側水蒸氣壓差增大,則水蒸(zhēng)氣的滲透量也會明顯升高。

  不同材質的包裝材料的水蒸氣阻隔性能有(yǒu)明顯差異,主要與包材的(de)性質和分子聚集(jí)態結構有關。水蒸氣分子為極性分子,因此在極性材料的溶解(jiě)和擴散速率均(jun1)高於非極性分子材(cái)料(liào)。對於親水性高聚物材料,如乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、聚(jù)乙烯醇材料等,由於材料(liào)本身(shēn)易吸水,因此阻濕性能不甚理想。此外,材料的分子聚集態結構的特點(diǎn)也會影響材料(liào)的阻濕性,一般情況下,結晶性(xìng)材料、高密度材料、定向排列的材料的阻濕性較為優異。因此,選擇阻濕性能較高的材料有益於(yú)果蔬片吸潮(cháo)的控製。

  根據上文分析,不同材質的包裝材料具有不同的阻(zǔ)濕(shī)性能。以常見的(de)果蔬片包裝材料PE、PET/PE、BOPP20/VMcpp25、OPP/PET/AL/PE為例,利用W3/060水蒸氣透(tòu)過率測試儀(yí)器對其同厚(hòu)度的(de)試樣進行測試,其阻濕性差異如表(biǎo)2所示。

表2四種包裝材料(liào)的水蒸氣透過(guò)率測試結果(guǒ)

試(shì)樣

水蒸氣透過率(lǜ) g/m2·24h

PE

25.87

PET/PE

8.63

BOPP/VMCPP

1.68

OPP/PET/AL/PE

0.61

  測試結果直觀的反映了四種包材阻濕(shī)性能優劣,從高(gāo)到低為OPP/PET/AL/PE > BOPP/VMCPP > PET/PE > PE。鋁箔材料的加入使得塑料膜材的阻濕性有了(le)大幅提升,其中鋁箔層添加形式的阻濕性明顯優於鍍鋁膜這一形式,但相應成本較高。對於果(guǒ)蔬(shū)片這種對水蒸氣敏感的食品,企(qǐ)業(yè)必須明確包裝的(de)阻濕性指標,若(ruò)使用的包材的阻濕性能達不到要(yào)求,則果蔬片發生吸潮的幾率將大大提升。

  對於因(yīn)包材阻濕性能問題導致的果蔬片吸潮,除了更(gèng)換高阻隔包材(cái)外,也可采用雙層(céng)包裝的形式。例如:(1)內包裝(zhuāng)為透明結構,BOPP/CPP,外包裝為鋁箔複(fù)合膜或鍍鋁(lǚ)複合膜(mó),PET/VMPET/PE;(2)內包裝為鋁箔複合膜或(huò)鍍鋁複合膜,BOPP/VMCPP,外(wài)包裝為透明結構,BOPP/PE。此類雙層包裝的形式阻隔性更佳,在包裝預算較為充足的前提下,能給果蔬片提供更加優異的防潮功能(néng)。

包材原料質量排查

  經上述兩方麵經排查後仍未發現果(guǒ)蔬片吸潮隱患,那麽就需要進(jìn)一步確定包材原料的質量是否到達預期的(de)標準。以PET/VMPET/PE包材為例,正常情況下這種包材的阻濕性能達到1g/m2·24h左右,可以(yǐ)滿足大部分果蔬(shū)片包裝的水蒸氣阻隔要求。但若(ruò)包材供應商提供的原材料存在質量問題,暗地更換包材材料或對複合膜中鍍鋁層(céng)/鋁箔(bó)層的厚度偷工減料,足以(yǐ)導致包材原料的實際性(xìng)能較供應商宣傳的有所降低。避免這一問題的最佳方法是提高對供應商提(tí)供包材的抽檢頻(pín)率和範(fàn)圍(wéi),加強質量檢驗(yàn)。

生產工藝排(pái)查

  結露是果蔬片吸潮的又一重要因(yīn)素,主要歸因於果蔬片的加(jiā)工(gōng)和包(bāo)裝工藝(yì)。從果蔬片的生產流程來(lái)看,其脫水的主要方(fāng)法是通過油炸讓(ràng)果蔬的水分沸騰而出,再經過包裝流水線得到果蔬片成品包裝。很多企業在果蔬片油炸脫水後直接進行裝袋工序,此(cǐ)時果蔬片保持(chí)了(le)較高的溫度,而包材仍為常溫,這種直接裝袋密封(fēng)的(de)操作非常容易導致包裝內結露現象的發生。

  從理論上來說,在一定溫度下,空氣中水蒸氣(qì)分壓達到該溫度(dù)下飽和水蒸氣分壓(yā)時,水蒸氣會釋放熱量(liàng)凝結成為液態水。這一(yī)溫度為露點溫度,溫度(dù)越低,對應(yīng)的飽和(hé)水蒸氣分壓越小。果蔬經脫水後以較高的溫度包裝後,外部環境仍為常溫(wēn),包裝內側表(biǎo)麵的溫度逐(zhú)漸降低(dī),包裝內的水蒸氣分(fèn)壓達到該溫度下飽和水蒸氣分(fèn)壓,於是在包(bāo)材內側(cè)表麵冷凝成水,直接引起果(guǒ)蔬片的吸潮。

  針對這一可能性,建(jiàn)議設計一種冷卻試驗,試驗物為經冷卻後進行包裝的果蔬片成(chéng)品包裝,對(duì)照物為未經冷卻的果蔬片(piàn)包裝(zhuāng)。經半年的試驗期後,檢驗兩個批次的(de)果蔬片的吸潮程度。在同樣(yàng)的條件下,經冷卻的(de)果蔬片的吸(xī)潮程度基本上(shàng)低於未經冷卻的果蔬片。有條件(jiàn)的企業可以在此(cǐ)試驗方法的基礎上進行深(shēn)入(rù)的研究改進,以獲得冷卻操作與果蔬片(piàn)吸潮之間更為精準的影響(xiǎng)關係。

總結

  果蔬(shū)片是近些年新興的(de)果蔬零食,引其油炸脫水的特性,對於水蒸氣特別敏感,在倉儲運輸中(zhōng)很(hěn)容易出現保質期內吸潮現象,嚴重影響食(shí)用品質和企業的銷售(shòu)量。經過上述分(fèn)析,從包裝和加工(gōng)工藝的角度設計了詳細的排查方案以確定吸潮原因,並相應提出解決方案,以最大(dà)限度的避免果蔬片吸潮問題。


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