レトルトバッグの製品構造の解析

レトルトパウチ袋は、20世紀半ばのソフト缶の研究開発から始まりました。ソフト缶とは、レトルト袋、レトルト箱、結んだソーセージなど、全体が軟質の材料で作られた包装、または壁や容器の蓋の少なくとも一部が軟質の包装材料で作られた半硬質の容器を指します。 現在使用されている主な形式組立式高温レトルトバッグです。従来の金属缶やガラス缶などのハード缶と比較して、レトルトバッグには次のような特徴があります。

●包材の厚みが薄く、熱伝導が速いため滅菌時間を短縮できます。そのため、内容物の色、香り、味の変化が少なく、栄養素の損失も少ないです。

●梱包材が軽くて小さいので梱包材が節約でき、輸送コストも安くて便利です。

1.メイソンジャーとレトルトパウチ

●絶妙な模様を印刷できます。

●常温で賞味期限が長く(6~12ヶ月)、密封・開封が簡単です。

●冷蔵不要で冷蔵コストも節約できます。

●肉・鶏肉、水産物、青果、各種シリアル食品、スープなど多種類の食品の包装に適しています。

●パッケージごと加熱できるので風味を逃がさず、特に現場作業、旅行、軍食に最適です。

内容物の種類、製品の構造設計、基材とインク、接着剤の選択、生産プロセス、製品テスト、包装と滅菌プロセスの管理などを包括的に理解するための品質保証、調理バッグによる完全な調理バッグの生産。製品の構造設計が核となるため、製品の基板構成の分析だけでなく、さまざまな構造の製品の性能、用途、安全衛生、経済性などをさらに分析する幅広い分析です。

1. 食品の腐敗と殺菌
人間は微生物環境の中で生きており、地球の生命圏全体には無数の微生物が存在し、食物は微生物の繁殖が一定の限界を超えると腐敗し、食用に適さなくなります。

食品を腐らせる原因となる一般的な細菌はシュードモナス属、ビブリオ属、いずれも熱に強く、腸内細菌は60℃、30分の加熱で死滅しますが、乳酸菌は65℃、30分の加熱に耐えられる種類もあります。通常、バチルス菌は95〜100℃、数分間の加熱に耐えることができますが、一部の菌は120℃、20分間の加熱に耐えることができます。食品中には細菌に加えて、トリコデルマ、酵母などの真菌も多数存在します。また、光、酸素、温度、湿気、PH値などが食品の腐敗の原因となりますが、主な要因は微生物であるため、微生物を死滅させる高温調理は食品の長期保存の重要な方法です。時間。

食品の殺菌は72℃殺菌、100℃煮沸殺菌、121℃高温調理殺菌、135℃高温調理殺菌、145℃超高温瞬間殺菌に分けられます。 ●標準温度約110℃で殺菌可能。滅菌条件を選択するためのさまざまな製品に従って、ボツリヌス菌を殺すのが最も難しい滅菌条件を表1に示します。

表 1 温度とボツリヌス菌の胞子の死滅時間の関係

温度℃ 100 105 110 115 120 125 130 135
死亡時間(分) 330 100 32 10 4 80年代 30s 10s

2.スチーマーバッグの原材料の特徴

下記の特長を備えた高温調理用レトルトパウチ袋です。

長期にわたる包装機能、安定した保存性、細菌増殖の防止、高温滅菌耐性など。

インスタント食品の包装に適した非常に優れた複合材料です。

代表的な構造試験 PET/接着剤/アルミ箔/接着剤/ナイロン/RCPP

PET/AL/RCPP三層構造の高温レトルトバッグ

材料の説明

(1) PETフィルム
BOPET フィルムには次の 1 つがあります。最高の引張強さあらゆるプラスチックフィルムの中で最も優れた特性を持ち、高剛性・高硬度で極薄製品のニーズにも対応します。

耐寒性、耐熱性に優れています。BOPETフィルムの適用温度範囲は70℃~150℃で、広い温度範囲で優れた物性を維持でき、ほとんどの製品包装に適しています。

優れたバリア性能。湿気の影響を大きく受けるナイロンと異なり、耐水性はPEと同等であり、通気係数も極めて小さいなど、総合的な水・空気バリア性能に優れています。空気や臭いに対するバリア性が非常に高く、香りを保つ素材の一つです。

耐薬品性、油やグリース、ほとんどの溶剤、希酸やアルカリに耐性があります。

(2)ボパフィルム
BOPAフィルムは優れた靭性を持っています。引張強度、引裂強度、衝撃強度、破断強度はプラスチック材料の中でも最高レベルです。

優れた柔軟性、耐ピンホール性、内容物に穴が開きにくいことがBOPAの大きな特徴であり、柔軟性が優れているだけでなく、包装の感触も良好です。

バリア性が良く、香りの保持性が良く、強酸以外の薬品に対する耐性があり、特に耐油性に優れています。
使用温度範囲が広く、融点は225℃なので、-60℃から130℃までの長時間使用が可能です。 BOPA の機械的特性は、低温と高温の両方で維持されます。

BOPA フィルムの性能は湿度に大きく影響され、寸法安定性とバリア特性の両方が湿度に影響されます。BOPA フィルムが湿気にさらされると、しわが生じるだけでなく、一般に水平方向に伸びます。縦方向の短縮、伸び率は最大 1%。

(3) CPP フィルムポリプロピレンフィルム、高温耐性、良好なヒートシール性能;
キャストポリプロピレンフィルムであるCPPフィルム、二元ランダムコポリプロピレン原料を使用したCPP一般調理用フィルム、121〜125℃の高温滅菌で作られたフィルムバッグは30〜60分間耐えることができます。
CPP高温調理フィルムはブロックコポリプロピレン原料を使用しており、フィルム袋で作られており、135℃、30分間の高温滅菌に耐えることができます。

性能要件は次のとおりです。ビカット軟化点温度は調理温度より高く、耐衝撃性は良好で、耐媒体性は良好で、フィッシュアイ点と結晶点は可能な限り低くなければなりません。

121℃0.15Mpaの圧力調理殺菌に耐え、食品の形状、風味をほぼ維持し、フィルムのひび割れ、剥離、付着がなく、安定性が良好です。多くの場合、ナイロン フィルムまたはポリエステル フィルム複合材を使用し、スープ タイプの食品、ミートボール、餃子、米、その他の加工冷凍食品を含むパッケージが使用されます。

(4) アルミ箔
アルミ箔は軟包装材料の中で唯一の金属箔であり、アルミ箔は金属材料であり、その遮水性、ガス遮断性、遮光性、風味保持性は他の包装材料と比較することが困難です。アルミ箔は軟包装材に含まれる唯一の金属箔です。 121℃0.15Mpaの圧力調理殺菌に耐えることができ、食品の形状、風味、フィルムにひび割れ、剥離、付着がなく、安定性が良好です。多くの場合、ナイロン フィルムまたはポリエステル フィルムの複合材料、スープ食品、ミートボール、餃子、米、その他の加工冷凍食品を含む包装が使用されます。

(5)インク
印刷用ポリウレタンベースのインクを使用するスチーマーバッグは、低残留溶媒、高い複合強度、調理後の変色なし、層間剥離、しわがないなどの要件があり、調理温度が121℃を超える場合、一定の割合の硬化剤を添加して、耐久性を高める必要があります。インクの耐熱性。

インクの衛生管理は非常に重要で、カドミウム、鉛、水銀、クロム、ヒ素などの重金属は、自然環境や人体に重大な危険をもたらす可能性があります。第二に、インク自体は材料の組成であり、インクのさまざまなリンク、顔料、染料、消泡剤、帯電防止剤、可塑剤などのさまざまな添加剤、その他のセキュリティリスクが含まれています。各種重金属顔料、グリコールエーテル、エステル化合物の添加は認められません。溶媒にはベンゼン、ホルムアルデヒド、メタノール、フェノールが含まれる場合があり、リンカーには遊離のトルエン ジイソシアネートが含まれる場合があり、顔料には PCB、芳香族アミンなどが含まれる場合があります。

(6) 接着剤
スチーマー ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオールの3種類を主剤とした二液性ポリウレタン接着剤を使用したレトルト袋複合材料です。硬化剤には芳香族ポリイソシアネートと脂肪族ポリイソシアネートの2種類があります。より優れた高温耐性スチーム接着剤には、次の特徴があります。

●ハイソリッド、低粘度で展延性が良好です。

●初期粘着力に優れ、スチーム加工後の剥離強度の低下がなく、製造時のトンネリングやスチーム加工後のシワが発生しません。

●粘着剤は衛生的に安全で、無毒、無臭です。

●反応速度が速く、熟成時間が短縮されます(樹脂-樹脂複合品は48時間以内、アルミ-樹脂複合品は72時間以内)。

●塗布量が少なく、接着強度が高く、ヒートシール強度が高く、耐熱性が良好です。

●希釈粘度が低く、固形化作業が可能で展延性が良好です。

●応用範囲が広く、さまざまなフィルムに適しています。

●耐耐性(熱、霜、酸、アルカリ、塩、油、辛味など)に優れています。

接着剤の衛生管理は、印刷二液性インクやラミネート接着剤における芳香族イソシアネートと水との化学反応から生じる一級芳香族アミン PAA (一級芳香族アミン) の生成から始まります。PAA の形成は芳香族イソシアネートに由来します。ただし、脂肪族イソシアネート、アクリル、またはエポキシベースの接着剤からのものは含まれません。未完成の低分子物質や残留溶剤の存在も、安全上の問題を引き起こす可能性があります。未完成の低分子や残留溶媒の存在も、安全上の問題を引き起こす可能性があります。

3.クッキングバッグの主な構造
経済性と材料の物理化学的特性に応じて、調理袋には次の構造が一般的に使用されます。

2層: PET/CPP、BOPA/CPP、GL-PET/CPP。

3層: PET/AL/CPP、BOPA/AL/CPP、PET/BOPA/CPP、
GL-PET/BOPA/CPP、PET/PVDC/CPP、PET/EVOH/CPP、BOPA/EVOH/CPP

4層:PET/PA/AL/CPP、PET/AL/PA/CPP

多層構造。

PET/EVOH共押出フィルム/CPP、PET/PVDC共押出フィルム/CPP、PA/PVDC共押出フィルム/CPP PET/EVOH共押出フィルム、PA/PVDC共押出フィルム

4. 調理袋の構造特性の解析
調理袋の基本構造は、表層/中間層/ヒートシール層から構成されます。表面層は通常 PET と BOPA でできており、強度サポート、耐熱性、良好な印刷の役割を果たします。中間層はAl、PVDC、EVOH、BOPAなどで作られており、主にバリア、遮光、両面複合材などの役割を果たします。ヒートシール層はさまざまな種類のCPP、EVOH、BOPAなどで作られています。の上。さまざまなタイプのCPP、共押出PPおよびPVDC、EVOH共押出フィルムのヒートシール層の選択、110℃以下の加熱調理では、主にヒートシール、耐突刺性、耐薬品性の役割を果たすLLDPEフィルムを選択する必要があります。吸着性も低い素材なので衛生的です。

4.1 PET/接着剤/PE
この構造は、PA / 接着剤 / PE に変更でき、PE は少数の特殊 HDPE フィルムに加えて、HDPE、LLDPE、MPE に変更できます。PE の耐熱性により、一般的に 100 ~ 110 ℃ で使用されます。滅菌バッグ程度。接着剤は通常のポリウレタン接着剤と煮沸接着剤から選択できますが、肉の包装には適しておらず、バリア性が低く、蒸すと袋にしわが寄ってしまい、フィルムの内層が互いに貼り付くことがあります。本質的に、この構造は単なる煮沸バッグまたは低温殺菌バッグです。

4.2 PET/接着剤/CPP
この構造は典型的な透明な調理袋の構造で、ほとんどの調理製品を包装でき、製品の視認性が特徴で、中身を直接見ることができますが、製品の光を避ける必要があるため包装することはできません。製品は触ると硬いため、角を丸くする必要があることがよくあります。この製品の構造は、一般に 121 ℃ 滅菌、通常の高温調理用接着剤、通常グレードの調理用 CPP が可能です。ただし、接着剤は収縮率の小さいグレードを選択する必要があります。そうでないと、接着剤層が収縮してインクが移動し、蒸気処理後に剥離が発生する可能性があります。

4.3 BOPA/接着剤/CPP
121℃調理滅菌用の一般的な透明調理袋で、透明性が良く、手触りが柔らかく、耐突き刺し性に優れています。また、商品の軽包装を避ける必要がある場合にもご使用いただけません。

BOPA の透湿性が大きいため、印刷製品は蒸気で色透過現象が発生しやすく、特に赤色系のインクが表面に浸透するため、インクの製造時に防止するために硬化剤を添加する必要があることがよくあります。また、BOPAはインクの密着性が低いため、特に高湿度環境下ではアンチスティック現象が発生しやすくなります。加工中の半製品および完成品の袋は密封して梱包する必要があります。

4.4 KPET/CPP、KBOPA/CPP
この構造は一般的には使用されず、製品の透明性は良好でバリア性も高いですが、115℃以下の滅菌にしか使用できず、耐熱性がわずかに悪く、健康と安全性には疑問があります。

4.5 PET/BOPA/CPP
この製品の構造は、高強度、良好な透明性、良好な耐突刺性を備え、PET、BOPAの収縮率差が大きいため、通常121℃以下の製品パッケージに使用されます。

アルミニウムを含む構造を使用するよりも、この構造の製品を選択すると、パッケージの内容物がより酸性またはアルカリ性になります。

糊の外層は煮糊を選択することができ、コストを適切に削減できます。

4.6 PET/Al/CPP
これは最も典型的な不透明な調理袋の構造であり、さまざまなインク、接着剤、CPPに応じて、この構造では121〜135℃の調理温度が使用できます。

PET/一液性インク/高温接着剤/Al7μm/高温接着剤/CPP60μm構造により、121℃の調理要件に達します。

PET/二液性インク/高温接着剤/Al9μm/高温接着剤/高温CPP70μm構造により、調理温度121℃以上に耐えることができ、バリア性が向上し、保存寿命が延長されます。 1年以上であること。

4.7 BOPA/Al/CPP
この構造は上記の4.6構造に似ていますが、BOPAの吸水率と収縮率が大きいため、121℃を超える高温調理には適していませんが、耐突刺性はより優れており、121の要件を満たすことができます。 ℃クッキング。

4.8 PET/PVDC/CPP、BOPA/PVDC/CPP
この製品バリアの構造は非常に優れており、121℃以下の温度での調理滅菌に適しており、製品の酸素バリア要件は高いです。

上記構造のPVDCは、同様に高いバリア性を有するEVOHで置き換えることができますが、高温で滅菌するとバリア性が明らかに低下し、BOPAを表面層として使用することはできず、そうでない場合はバリア性が急激に低下します気温の上昇に伴い。

4.9 PET/Al/BOPA/CPP
これは、ほぼすべての調理製品を包装でき、摂氏 121 ~ 135 度の調理温度にも耐えられる高性能構造のクッキング パウチです。

2. レトルトパウチの素材構成

構造I: PET12μm/高温接着剤/Al7μm/高温接着剤/BOPA15μm/高温接着剤/CPP60μm、この構造は良好なバリア性、良好な耐突刺性、良好な光吸収強度を有し、一種の優れた121です。 ℃クッキングバッグ。

3.レトルトパウチ

構造 II: PET12μm/高温接着剤/Al9μm/高温接着剤/BOPA15μm/高温接着剤/高温 CPP70μm、この構造は、構造 I のすべての性能特性に加えて、121 ℃、および高温調理以上。構造III: PET/接着剤A/Al/接着剤B/BOPA/接着剤C/CPP、接着剤Aの接着剤量は4g/㎡、接着剤Bの接着剤量は3g/㎡、接着剤Bの接着剤量は3g/㎡です。接着剤Cは5〜6g/㎡であり、要件を満たし、接着剤Aと接着剤Bの接着剤の量を減らし、コストを適切に節約できます。

他のケースでは、接着剤Aと接着剤Bはより優れた沸点グレードの接着剤で作られ、接着剤Cは高温耐性接着剤で作られており、121℃沸騰の要件も満たし、同時にコストを削減できます。

構造IV: PET/接着剤/BOPA/接着剤/Al/接着剤/CPP、この構造はBOPAの切り替え位置であり、製品の全体的な性能は大きく変わりませんが、BOPAの靭性、耐穿刺性、高い複合強度などの有利な特徴があります。 、この構造が十分に活用されていないため、適用されるのは比較的少数です。

4.10 PET/共押出CPP
この構造の共押出 CPP は、通常、次のような高いバリア特性を備えた 5 層および 7 層 CPP を指します。

PP/接着層/EVOH/接着層/PP;

PP/接着層/PA/接着層/PP;

PP/接着層/PA/EVOH/PA/接着層/PPなど;

したがって、共押出CPPを適用すると、製品の靭性が向上し、真空引き、高圧、圧力変動時のパッケージの破損が減少し、バリア特性が向上するため保存期間が延長されます。

つまり、さまざまな高温調理用バッグの構造、上記は一般的な構造の予備的な分析にすぎません。新素材、新技術の開発に伴い、さらに新しい構造が登場し、調理用パッケージがより優れたものになるでしょう。より大きな選択肢を。


投稿日時: 2024 年 7 月 13 日