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。 |
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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 |
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。