新型微波食品包装材料的开发及应用.pdf

2 0 1 1年 第 2 1卷 第 4期 塑料包装 4 3 新型微波食 品包装材料的开发及应用 邢顺 川 广勇 刘海春 ( 大 连 大 富塑料 彩 印有 限公 司) 近 年来 ， 随着 经 济 迅 速 增 长 和 人 民生 活 水 平 的不 断 提 高 ， 市 场 对 包 装 的 需 求 增 长 很 快 。包 装 产业 中 ， 软包 装 以绚 丽 的 色 彩 、 丰 富 的 功 能 、 形 式 多样 的表 现 力 ， 成 为 货 架 销 售 最 主 要 的包 装 形 态 之一 ， 近 年来取 得 了很 大 进 步 ， 国 内软包 装 行 业 的 进 步极 大 地促进 了食 品 、 日化 等行 业 的 发展 ， 这些 行 业 的发 展反 过来 又进 一 步 拉 动 了对 软 包 装 市场 的需求 ， 使 软包装行 业获 得 了巨大 的市场 动力。 而随着 功 能性 软包 装材 料 的发 展 和加 工 技 术 的不 断 提高 ， 软 包 装 在 许 多 领 域 正 扮 演 着 越 来 越 重 要 的角色 。 微波食 品给人们 的生活带来 了乐趣与方便 。 在上 世纪末 日本 微 波食 品 的年 生产 量 就 已经 达 到 4 O 万吨， 产值 1 4 0 0 亿 日元 。随着微波炉的普及， 微 波包装食 品的 消 费量 在 全 球 范 围 内都 呈 现逐 年 增 长 的趋 势 。新 型绿 色 微 波 食 品包 装 材 料 是 国 内外 包装技 术发展 的一个 方 向 。 目前 ， 国 内微 波 包装 材 料市场需求非常广阔， 虽然生产厂家较 多， 但 由于 受包装 材料 和 研发 能 力 的 限制 产 品技 术 水平 仍 有 待提高 ， 很 多 时 候 无法 满 足 客 户 的特 殊 需 求 ， 如 产 品性能 的要 求 ， 包装 形 式 的要 求 ， 成 本 的要 求 等 方 面 。因此 ， 开 发新型微 波食 品包装 材料很有 必要 。 对于软包 装 材 料 直接 应 用 于 微 波加 热 要 满 足 以下基本条 件 ： 1 、 包装 的安全性 ， 即在高温高湿状态下包装 本身不能有任何有害物质及异味迁移到食物内。 2 、 包装材料 的介 电系数要小 ， 要有很好 的微 波透 过性 。 3 、 包 装材 料 满 足食 品 包 装 、 储 存 、 运 输 、 加 热 稳 定性 等 的要求 ， 即能 保持 低 温 冷 冻 的性 能 ， 又 要 满 足高 温加 热 的要求 4 、 微 波加 热 时 ， 在一 定 压力 下 ， 包 装 应 能 自动 排 气 ， 避免 压力 太高 而爆 袋 。 5 、 成本 因素 ， 大量应用 的前 提是包装成 本不 能 过高 。 为 了满 足微 波 加 热 的要 求 ， 首 先 确 定 的是 材 料选 择 ， 一般 我们 常 用 的材 料 P E T、 P A、 C P P 、 P E ( 有 耐 热 要 求 ) 等 都 可 以 用 于 微 波 食 品 包 装 。 P E T、 P A用 于承 印材 料 ， 或 中 间层 。而 P P、 P E用 于热 封层 。 微波加热时， 在一定压力下 ， 包装能 自动排气 是微 波食 品包 装材 料 的关 键 性 能 。为 了实 现这 一 功能 ， 我们 首先 设计 了低 密 封强 度 的 热 封层 薄 膜 。 应用 多层 共 挤 技 术 ， 通 过 特 殊 的 加 T T 艺 以及 选 择 不 同 的树 脂 材料 ， 制造 出热封强 度 稳定 在 5 2 0 N l 5 mm 的热封 层材 料 。这种 材 料 具 有 良好 的 密 封 性能 ， 在 包 装 后 ， 能 保 证 包 装 材 料 的 密 闭 性 ， 即包装材料整体的 wVTR、 O TR等满足包装的使 用要求 ， 来保证食品的正常保质期。同时 ， 根据包 装 内容 物 的特 性 及 盛 放 方 法 ， 要 控 制 热 封 强度 在 一 个稳 定 的 区 间 内 。举 例 来 说 ， 我 们 设 计 包 装 一 种蛋糕类 的食 品， 包装袋 内有硬质 的托盘 ， 食品本 身含一定 的水分 ， 采用充氮包装 。为 了满足气体 阻隔性及水蒸汽 阻隔性 的要求 ， 材质选用 P E T O N 热封 层 这样 的结构 。热 封 层 强度 控 制 在 1 2 一 l 6 N 1 5 ram， 这 样 的强度 ， 即能保 证 食 品在 包 4 4 塑 料包 装 2 0 1 1年 第 2 1卷 第 4期 装 、 运 输 、 储 存 、 货 架 等 的具 体要 求 ， 也 能 满 足微 波 炉 内加 热 即使在 特殊 情 况 下也 保证 安 全 ， 同时 ， 加 热 后食 品 风 味 不 变 。袋 子 的形 式 不 限 ， 可 以 根 据 客户的具体要求制成 三封袋 、 背封袋或背封风琴 袋 等形 式 。 在确定 基 本 材 料 和 袋 子 形 式 以后 ， 我 们 需 要 确定 的是在 指 定的位 置 ， 在 微 波加 热 时 ， 达 到一 定 的压力下优先开孑 L 排气。考虑 到成本 因素 ， 我们 采用 了设计 不 同形式 的封 口来 实 现 。下 面 图是 热 封 口形 状 的示 意 图 ： 其 中， 有 缺 口一 侧 在 袋 内 ， 平 整一侧 是袋 子 外边缘 。 如下 图 ： 通 过特 殊 形 状 的加 热 刀 ， 在 我 们 希 望 优 先 开 孔 处 采用特 殊形 状 的热 封 曲线 形式 来 实 现一 定 压 力 下 的优 先 排 气 。上 网是 示 意 图 ， 并 非 最适 合 的 形 状 。具体 形状 根据 内容物 性 质 ， 含 水量 ， 微 波 加 热功率等要通过计算及实验来确定 。 通过 以上 的 方法 ， 可 以实现 较低 含 水量 ， 重 量 较轻的食品的包装。特别适合 的是包装 内含托盘 的产 品 ， 在 背 封 处 增 加 易 开 口热 封 形 式 ， 既美 观 ， 又实 用 ， 同时 ， 成 本 的增加 也很 少 。 对于一些 内容物液体含量较 高的产 品而青 ， 上述方法并不是很合适。较低的封合强度容易造 成袋 内液体 被 挤压 而喷 溅 来 ， 这 时 ， 需 要 采用 其 他形 式 的包 装 。立体 袋 是 常 用 的 一 种 包 装 形 式 ， 适合液体材 料 的包 装。这 样一 类 的产 品包 装形 式， 我们采用另外一种方式 。首先 ， 利用上述 的热 封层材料适 当改性 ， 然后采用复合方法制造 m一 种密 封条 。这 种 密封 条 与 P E或 聚丙 烯 薄 膜 具 有 很好的相融性 ， 又能保持原有的较低 的热封强度。 其次， 使用正常的制袋方式生产 出立体袋、 背封袋 或三封袋， 在制袋机上进行适 当的改造 ， 把密封条 加到我们希望开 口排气 的位置。这样 的好处是 ， 在保证 了袋子原有 的基本性能 的同时， 使袋 子具 备 了微波 加 热 的能 力 。成 本 上 ， 相对 加 单 向 排气 孔 的方法 来说 具有 一定优 势 。 包装的安全性是这个微波食 品包装材料开发 的另一个 重 点 关 注 的 问题 。在 高 温 、 高 湿 条件 下 要保 证包 装材料 没有 或 只有 极低 的小分 子 物 质迁 移到食品中 ， 首先保证 的是选 用的材料本身不含 有 这类小 分子 物质 。 因此材 料 的选 择 是 至关 重 要 的 。在这 个包装 中 ， P E T、 P A 作 为承 印材 料 ， 一 般 不 与食物 直 接 接触 ， 所 以 选 用 印 刷 或 复 合 级 就 可 以。其他的材料选择 ： 油墨、 黏合剂、 内层热 封材 料选 择相 对 复 杂 些 。首 先 ， 油 墨 的选 择 要 满 足 要 求 ： 油墨所 有 成 份 的 重 金 属 含 量必 须 满 足 食 品 包 装 的要求 ； 油墨 必须 耐 酸碱 、 耐 油 脂 ， 不 含 荧 光剂 ； 油 墨在 印刷后 应能 耐受 微 波加 热 ， 不 变色 ； 微 波 加 热 时油墨 层 附着 强度 、 性 能 无 变化 ； 油 墨 全部 选 用 无苯、 无酮体系等。其次 ， 采用无溶剂 复合工 艺， 生产效率高， 无溶剂排放 ， 不 污染环境 ， 并 且产品 残 留溶剂 极低 、 无 异 味 、 不 会 污染 内容 物 ， 保 证 了 食 品安全 。筛选 耐微 波 加热 且 不 产生 有 毒有 害 物 质的粘结剂， 提高了复合薄膜 的强度， 保证产 品的 安全性 。黏合剂本身的 TD I 、 MD I 含量 以及成 品 包 装膜 的 P AA测试 等 必须满 足 F DA及 欧 盟 的相 关 标准 。 热封材料是 直接 与食 品相 接触 ， 对 食 品卫 生 的 影响是最大的。我们知道， P E 、 聚丙烯等树脂材料 中 ， 都含 有各种加工助剂 如爽滑剂 、 开 口剂 、 抗氧 剂 、 热稳定 剂 、 增 塑 剂 、 抗 静 电剂 等 。要 想 知 道 每一 种 助 剂的含 量及 影 响是 很 困难 的， 为此 ， 在 筛 选 过程 中， 我们采用了国家标准中的相关检测方法进行测 试 、 对 比。主要测试 的项 目有 ： 重金 属含 量测 定 、 迁 移测试( 包含了醋酸、 酒精 、 橄榄油等) 。通