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高溫蒸煮袋的爆袋問題分析
高溫蒸煮袋是軟包裝中的高端產(chǎn)品， 為什么說高呢，有兩個(gè)因素，一個(gè)是利潤(rùn)高，每個(gè)袋子的利潤(rùn)是同規(guī)格普通袋的幾倍：另一個(gè)是風(fēng)險(xiǎn)高， 因?yàn)樽兩?、剝離強(qiáng)度降低、爆袋等造成的問題很多，輕者導(dǎo)致下游廠家退貨丟失訂單，重者要賠償下游產(chǎn)品儲(chǔ)存中內(nèi)容物的一大筆費(fèi)用?，F(xiàn)就筆者經(jīng)常遇到的爆袋問題做一個(gè)分析。
根據(jù)拉烏爾定律， 絕對(duì)空間里液體汽化的壓力， 由可液化物質(zhì)的物質(zhì)的量決定。在常壓下，每摩爾的液體完全汽化后可以給22.4L的空間一個(gè)大氣壓的壓力，以G B/T1 O004—1 998《耐蒸煮復(fù)合膜、袋》為例，試驗(yàn)中要求在包裝袋內(nèi)分別裝4％HAC、1％ 硫化鈉(N a 2S)、5％氯化鈉(N aCI)水溶液及精制植物油，然后進(jìn)行排氣封口，裝入反壓蒸煮鍋內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。我們往往認(rèn)為已經(jīng)很精確地控制溫度，降溫時(shí)有足夠的反壓，還是常常發(fā)現(xiàn)有爆袋現(xiàn)象。
我們知道，考察高溫蒸煮袋的蒸煮性能，主要是圖案是否變色、復(fù)合是否開膠、薄膜是否褶皺， 或者袋子的強(qiáng)度在蒸煮前后變化等，似乎是否爆袋不在考察范圍內(nèi)。但作為蒸煮袋的生產(chǎn)廠，食品廠在使用你的袋子時(shí)會(huì)考察你的蒸煮爆袋率，超過3％時(shí)判定為整體不合格?？梢源_定的是，爆袋肯定是因?yàn)榇鼉?nèi)的壓力高于袋外。在水煮試驗(yàn)和TS一25C反壓蒸煮的試驗(yàn)中也說明了同樣的問題，即發(fā)生爆袋現(xiàn)象。那生產(chǎn)中為什么把蒸煮袋裝入蒸煮鍋內(nèi)，在加熱到接近100℃就聽見噼啪的爆裂聲呢?難道在加熱時(shí)就開始爆袋了?這是什么原因呢?
1．首先分析水煮袋按規(guī)定把水裝入袋內(nèi)，排氣封口。我們仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)，空氣沒有排干凈。其在100℃前的加熱過程示：時(shí)間密閉的玻璃球代表封閉的袋子，可以看出，加熱時(shí)水煮袋膨脹是正常的。分析其原因?yàn)椋菏覝貢r(shí)裝入水封口，這時(shí)袋內(nèi)外壓力是平衡的，在室溫加熱到98℃的過程中，液體水本身要膨脹，袋內(nèi)空氣要膨脹，這時(shí)產(chǎn)生的部分水蒸氣也占據(jù)部分空間，導(dǎo)致膨脹。這時(shí)候袋內(nèi)壓力會(huì)增加。為支持上述結(jié)論，我們使用北京蘭德梅克的ZY一1正壓測(cè)試儀和DK一98—1A水浴鍋進(jìn)行定性試驗(yàn)，在加熱過程中袋內(nèi)壓力確實(shí)在升高，且升高的程度和裝入試樣與殘留空氣與袋子最大容積比例有關(guān)系，與殘留的空氣多少有關(guān)系。裝入水與袋子比例高的，壓力高；殘留空氣多的，壓力高。袋子的爆破是這種熱狀態(tài)下封口部位高分子材料產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，不足以支持壓力導(dǎo)致的，這種強(qiáng)度我們稱為熱爆破強(qiáng)度。為對(duì)比冷熱爆破強(qiáng)度，我們?cè)谑覝睾?5℃下分別用ZY一1正壓測(cè)試儀檢測(cè)不同溫度下的爆破強(qiáng)度，抽查2O組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，熱封好的袋子，室溫下爆破強(qiáng)度與95℃差別較大， 分析原因是受熱時(shí)強(qiáng)度降低所致，這是我們生產(chǎn)中遇到的正常情況。如果袋子沒有熱封好，在常溫下爆破強(qiáng)度就很小，屬于生產(chǎn)中的次品，雖然沒有泄漏，但是受熱時(shí)更容易爆袋。
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。我們考察蒸煮袋在加熱到1000(2以上時(shí)，因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)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(nèi)，我們只能推測(cè)，在蒸煮鍋內(nèi)，加熱超過100℃時(shí)，袋內(nèi)壓力永遠(yuǎn)高于袋外壓力(這種推測(cè)目前無事實(shí)支持，我們正在研制一種帶有透明觀察窗的蒸煮鍋，以期解決這個(gè)問題)。
3．爆袋能否避免呢? 爆袋是袋內(nèi)壓力高于袋外，那么有沒有辦法避免這種情況呢?從水煮過程我們了解到，袋內(nèi)壓力高時(shí)環(huán)境壓力不變才形成壓差爆袋，如果讓環(huán)境變化同步能不能避免呢。我們把TS-25C反壓蒸煮鍋的排氣關(guān)閉，從試樣放進(jìn)去開始就形成一個(gè)封閉的環(huán)境，設(shè)定115℃ (因?yàn)楸ｋU(xiǎn)閥關(guān)系，不能設(shè)置更高)蒸煮，共試驗(yàn)30個(gè)蒸煮袋，未見爆袋。可以想象，這樣相當(dāng)于從加熱開始就給袋子施加一個(gè)外壓，使內(nèi)外壓力平衡，所以沒有爆袋。
4．結(jié)論：(1)高溫蒸煮袋的蒸煮爆袋問題其實(shí)是袋子的熱爆破強(qiáng)度問題，一般是由于熱封處受損而引起。(2)如果提前給蒸煮袋加一個(gè)外壓，并且在加熱過程中始終保持這種相對(duì)外壓，應(yīng)該不會(huì)發(fā)生爆袋，但是對(duì)鍋體要求耐壓高，如135℃ ，要求正常工作耐壓從2.2kg升高到3.2kg。這樣看來，爆袋與試驗(yàn)方式有關(guān)，也與生產(chǎn)方式有關(guān)，改進(jìn)高溫殺菌工藝對(duì)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(jìn)一步完善提供幫助。
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