[2007.02]耐高温蒸煮袋的制造工艺

一、耐高温蒸煮袋的制造工艺

目前世界上的蒸煮袋，绝大多数都是用干式复合法制造的，为数不多的也可用无溶剂复合法或共挤出复合法去制造。干式复合的质量要比无溶剂复合的高，材料的排列组合上也比共挤出复合的合理和广泛，使用上也更放心。在我国，目前百分之百的蒸煮袋都是用干式复合法去制造的，所以在此也就只谈干式复合的制造工艺。

首先是选材。要根据蒸煮袋的最终用途去确定采用哪些基材、怎么组合，要用哪种油墨和胶粘剂。所谓最终用途，是指该袋要包装的是什么性质的食品，包装的重量是多少。包装好后要经受多高温度（121℃、128℃、135℃还是145℃）和多长时间（60min、40min、30min、20min、10min或更少）的蒸煮灭菌，做成的蒸煮食品要有多长的保质期（货架寿命）。因为不同的最终用途，对蒸煮袋质量的要求就不同，对材科结构的组合、胶粘剂和油墨的质量要求也不同，因此，就有成本的不同。我们要求适度包装，  防止功能过剩的过度包装，让包装袋有一个合理的性价比，所以，搞清楚最终用途这一点很重要。

其次是确定工艺参数。在确定了基材和辅助材料后，就可以下单给车间去生产了。作为车间生产的技术管理和操作人员，必须严格按照工艺单的要求去领科、备料，千万不要搞错。然后，在具体操作时，要遵循工艺单的工艺参数，其中包括涂胶辊的线数和网点深度、操作胶液的浓度、烘道各加热段的温度、鼓风量子口排风量的大小、开机速度的高低，还有放卷张力、烘道张力、收卷张力的控制、复合钢辊的表面温度和复合压力等等。在上述工艺参数中，上胶量要求 （一般是4~5g/m2）和残留溶剂量要求（国家标准是小于10mg/m2，企业内控最好是小于3mg/m2），是做好蒸煮袋内在质量的关键，必须认真对待。

第三：在具体的复合操作时，有的胶粘剂供应商要求第一次将二层（PET/AL或OPA/AL）复好后?要先把它放到50~55℃的熟化间去放置4h或 12h后，再进行第二次第三层（PET/AL/CPP或PET/ AL/OPA）的复合，每一次复合好都要有这个过程，但也有不少胶粘刑可以一气呵成地二层、三层甚至四层全部复好后，才放到50~55℃的熟化室去让它熟化。后面这种胶粘剂对生产管理、对劳动生产率都比较有利。

第四是熟化。关于熟化的温度和熟化的时间，一般要求在50~55℃下保持48h以上，最好72h，但也有些胶粘剂要求放15~7天。这一点，必须按各种晶牌型号产品说明书的要求去做，最忌熟化室温度过低、熟化时间过短。熟化室里的温度，还要用通风流动的方式，维持到各点同一，室内空气也要适当置换，把熟化时释放出来的残留溶剂排到室外去，补充干净清爽的新鲜空气，这样有利于降低复合物残留溶剂量和异昧，有利于提高产品质量。

第五是检测制袋。复合物熟化好后，要先检测层间的复合牢度和残留溶剂量，数据达到要求后，才可以取出来拿去制袋。用复合膜作成蒸煮袋空袋，大多采用三边封制成平袋或自立袋，极少做成中缝（背封）袋的形状。不同的结构、不同组合、不同层数的复合膜，其热封强度是不同的，可以是45~80N/15mm之间。对于不同结构组合和不同层数的复合膜，热封制袋的工艺参数也应该不同。热封制袋的工艺参数，主要是温度、压力和时间，它们之间有相辅相成、互相依赖的关系，其中，温度是起主导作用的，压力和时间是辅助作用的。我们知道，蒸煮袋是用CPP膜或HDPE膜作为可热封层的，他们的熔点比LDPE要高，所以热刀的温度要比做LDPE膜的高出许多，大多在180~230℃间选择，如果温度太低，压力再大，加压时司再长，也不能使CPP达到熔化自粘的程度，只有选定适合的温度，再经过一定的接触压力和接触时间，才能完成热封制袋的目的。在热封制袋时，复合层数越少、厚度越薄的复合物，热刀的温度就越低，层数越多、厚度越厚或还含有铝箔的复合膜，热刀的温度就应该越高。制袋机上的热刀从纵向分布来看，一般都有二三排，每排又会有好几把。必须每一把而且每一把的每一点，温度都要一致，否则，做成袋子的封口强度，就会出现不一致，有的高，有的低。我们必须严格控制、经常观察检查。热封制袋时，热刀压下去的压力既不能太小，也不能太大。太小了，牢度不够，太大了，又有可能破坏CPP或HDPE内膜原来的厚度，使热封熔接部位二层内膜的总厚度，比原来二层之和的数值要小，造成封口力降低。特别需要提醒的是，热刀压下去时，千万不能靠袋子内边那侧压力大，外边那侧压力小。最好调整到靠袋子内边那侧的压力略小一点点，这样才不会使两层内膜受压熔接时，内侧位上的厚度减少、薄膜的原状受到破坏，封口强度才有保证。

对于不同的复合膜，最好先用热封试验仪去检测最佳的温度、时间和压力这三个参数，然后把它们作为车间操作的依据，稍微作些调整，就可以做出很好的袋子了。

为了让做成的袋子不仅要牢，而且要平整美观，热烫封口后应该在保持一定张力的状态下，用冷刀进行冷却定型，避免皱折、波纹。所谓冷刀，是用自来水进行冷却的空芯铜质方管，在使用时，一定要让冷的自来水流进去，热交换后的温热水流出来，让刀保持较低的温度，如果没有流通的自来水进行热交换，时间长了以后，管内的水温会有所升高，冷却定型效果不好，所以，操作人员耍注意检查，别忘了用冷却水，更不要让管子堵死了。

二、耐高温蒸煮袋的产品标准和项目检测

我国的耐高温蒸煮袋产品标准，最早是GB10004—1988《聚酯（PET）铝箔 （AL）聚丙烯（CPP）复合膜袋》，该标；隹的材料结构只有三层的PE下/AL/CPP一种，蒸煮条件仅限于121℃·40min。十年后进行修订，改为G810004-1998《耐蒸煮复合膜、袋》，产品的材料结构有所扩充，包括了PET/CPP、PA/CPP二层的透明型和 PET/AL/CPP、PA/AL/CPP三层的不透明型以及PET/PA/CPP三层的透明型，还有PET/ AL/PA/CPP四层的不透明型这三大类。而在产品的物理机械性能方面，则增加了耐介质性、蒸煮后的剥离力和蒸煮后的热合强度这三个项目指标，取消了原来的耐油性项目，突出了该产品的耐高温蒸煮实用性。到 2002年再次修订之后，把耐高温蒸煮袋归入到《包装用复合膜、袋通则》这个标准之中，这个最新的标准己在2002年12月底在贵阳通过了审定，正式确定了报批稿文本，但至今仍未颁布实施。所以，目前我们还是执行GBl0004-1998这个老标准。

在这个老的标准中，要检测的项目很多，一共有五大项二十二个，但是，作为生产者和使用者十分关心的、最能体现内在质量和使用要求的是三个大项中的十二个指标，  即4．2．1表3《外观质量》中的四个：1、折皱，2、划伤、烫伤、穿孔、粘连、异物、分层，3、热封部位无虚封，4、气泡不明显：4．3表4；物理机械性能；中的六个：拉断力、剥离力、热合强度、水蒸汽透过量、氧气透过量、耐热耐介质性；再加上4．4卫生性应符合GB9683的规定以及4．5溶剂残留量不大于10mg/m2。在这十二个具体项目指标中，尤以剥离力、热合强度、耐热耐介质性能和卫生性能这四个是重点，产品出厂前，这四个项目必须严格控制和检测，只有合格才能出厂。在这四个项目中，剥离力和热台强度，又有蒸煮前和蒸煮后的二种状态之分，蒸煮后的保留率需达75％或80％以上才合格，而耐热耐介质性，也必须在装入各种介质，经高温蒸煮后才能检测得到，因此，作为蒸煮袋材料的生产企业，就必须拥有高温蒸煮的设备和掌握高温蒸煮的工艺技术，否则，自己对自己产品的质量，没有经过高温蒸煮的考验，心里不会很有把握。所以在此，要介绍一下高温蒸煮设备和高温蒸煮的工艺，即如何用好耐高温蒸煮袋的问题。

三、如何用好耐高温蒸煮袋

有了好的蒸煮袋，还要有好的使用设备和使用工艺去配合，才能最终得到好的耐高温蒸煮食品。在此，有必要介绍一下高温蒸煮锅和高温蒸煮的操作工艺，也就是如何用好蒸煮袋的问题。

1．高温蒸煮锅

高温蒸煮锅必须是带有反压装置和强制冷却装置的设备。从加热方式来说，有过热蒸汽加热和电加热二类，不管哪一类又有静止式和回转式二种，从接触情况看，还有水浸式和汽浴式二种。下面是热蒸汽加热的汽浴式蒸煮锅示意图：

（1）安全阀。预防意外压力过高致爆炸的必要装置，它的压力上限不应于该蒸煮锅允许使用的最高压力。

（2）压力表。是观察蒸煮时锅内力大小、防止意外高压引起爆炸的必要表，在操作时，绝对不能让实际压力为蒸煮锅允许的最高使用压力。如果接连高于允许使用的最高压力时，则要通过气口阀门放气{汽）减压，以保证安全

（3）温度计。是观察和控制蒸煮度的仪器，其标值必须大于150℃，用100℃标值的温度计。现在许多设不使用水银温度计而改用数显温度仪，但是数显温度仪存在着稳定性差、不的问题，误差大的达10℃之多，因此最好还是使用或附加一个水银温度计较实际控制时应以水银温度计为准。

（4）蒸汽进汽管。是让过热蒸汽进入锅内进行加热升温的装置，当加热到了预定的温度时，就要关闭进汽阀门，当温度降低时，又要打开阀门补充加热，以保证在蒸煮时间内，锅内温度维持在允许范围之内。过热蒸汽是先由蒸汽锅炉发生奸的，一般都有140、150℃高的温度和0.6—0. 8MPa的压力，它的原有温度一定要比需要蒸煮的温度高出十几二十度才行，否则无法达到蒸煮的目的。蒸汽进汽管可以在锅的顶部、侧部，也可以在底部或同时几个部位。

（5）冷水进水管。是蒸煮完毕后，对蒸煮袋进行冷却时，将高压冷水喷淋到锅内去的装置，它要由一个增压泵将水压提高到大子蒸煮锅内压力0.1~0.2MPa才行，否则是压不进去的。用冷水强制冷去口，可以缩短冷却时间，提高劳动生产率。

（6）进气管。是在强制冷却时，让高压空气进入锅内，以维持锅内压力等于或略高于保温蒸煮时压力的必要设备。我们知道，锅内空间的压力与蒸煮袋内的压力，在达到平衡时是相同的，也就是说，当我们刚打开过热蒸汽阀门，往锅内充入过热蒸汽时，锅内空间的温度和压力都比蒸煮袋内的要高，但随着保温时间的延续，三五分钟后它们就会达到平衡，例如，在121℃保温三五分钟后，它们两者的温度都是121℃，压力都是 0.17~0.20MPa。保温蒸煮完毕后，要从喷淋管注入冷水，用高压冷水强制冷却，这时，蒸煮锅锅内空间的温度会急剧下降，而蒸煮袋内的温度却没有那么快急剧下降，在短时间内会有几十度的差距。我们知道，水蒸汽的压力是与温度成正比的，温度越高，压力就越大。所以，当用冷水强制冷却的瞬间，蒸煮锅锅内空间的压力会骤然降低，但是，蒸煮袋内的压力却因其温度高出许多而不会跟着同步降低。如果此时不用高压空气进行反压控制，当蒸煮袋内与锅内空间的压差达到一定数值时，蒸煮袋便会膨胀，像吹气球一样，往往造成爆破。所以，在进行冷却的实际操作时，此刻必须要打开高压空气的进气阀门，维持锅内压力与保温时大致相同的数值，才不会造成蒸煮袋的爆破，这就是反压冷却的作用。过去，许多食品厂对马口铁罐头或玻璃瓶罐头进行高温蒸煮后，也是采用反压冷却工艺生产的，否则，也会产生“胖听”或爆裂。

（7）数字显示式温度表。它是表示锅内温度数值的装置，只是为了方便操作人员观察蒸煮温度的附属装置，不一定必备，也不一定为数显式，指针式的也可以。实际操作时，应以水银温度计为准，因为数显式和指针式的温度仪，精准度较差。

（8）排气口。是控制蒸煮锅压力的装置。当压力太高时，可用手工放气控制，而当冷令却结束要将锅内冷水排尽寸，必须打开这个阀门，让空气进去，锅内的水才好经过排水口放尽。水放尽以后，才能打开锅盖，取出蒸煮袋。

（9）排水口。是当蒸煮操作过程完成后，要将锅内；令水排放出去的装置，否则不能开盖取出内容物。

2．高温蒸煮操作工艺（过热蒸汽法）

先在蒸煮袋内装入内容物，排气或抽真空后，在封口机上加热密封并检查牢度要达到技术要求。在罐装内容物时，不要污染封口处的内膜，特别是油或粉状内容物。如果污染了，则封口剥离力达不到要求，在蒸煮时有可能破袋泄漏。

要蒸煮的袋子放入蒸煮锅后，关门（盖）密封，在未关排气和排水阀门前，可打开蒸汽阀门，往锅内充入过热蒸汽，赶走冷空气。片刻后，关闭排水和排气阀门，继续充入过热蒸汽进行加热。当锅内温度慢慢升高到预定的蒸煮温度时，马上关闭蒸汽阀门，开始计算保温保压的时间，在保温保压过程中，要时刻关注温度和压力，看它有没有变化。一般情况下，还要手工操作补充一点蒸汽，以保证温度压力维持在设定的范围之内，例如，120~ 122℃、0.18~0.21MPa或127~129℃、0.40~0.45MPa或134~136℃、0.46~ 0.49MPa。

蒸煮杀菌的保温保压时间因内容物（食品）的不同而不同，对猪、羊、鸡、鸭、兔类肉制品，一般是121℃·40min，128℃·20min或135℃·5min，如果是牛肉类制品，则是121℃·60min、128℃·30min或135℃·10min，如果是水产鱼类和豆类制品，是121℃·20min或128℃·1Omin，很少有使用135℃那么高温的。保温保压完毕后，就要进行反压冷却，这一步骤掌握不好，则有可能导致蒸煮袋爆破、泄露的不良现象，必须充分注意。首先是慢慢打开进气管阀门，让锅内压力比原来升高0.01~0.02MPa，然后再打开高压冷水进口阀门，让冷水喷淋到锅内去。这时，锅内压力会骤然下降，如果下降幅度太大又没有高压空气反压进去，就有可能因袋内压力高于袋外 （锅内空间）压力而产生爆破、泄露。为了避免这一事故，就要小心打开高压空气的进气阀门，以便维持在啧淋冷却过程中，锅内空间的压力最少也与保温保压时的数值相同，绝对不能让其一下子急剧下降。只有当锅内温度下降到100℃以下后，锅内压力才可以下降到0.10~0.12MPa。继续冷却到60吧时，就可以通过放气阀门解除压力，经排水阀把锅内的冷水放尽。最后打开锅盖，取出锅内的全部物品，这样就完成了蒸煮杀菌的全部过程。

能不能掌握好蒸煮杀菌工艺，是能不能用好蒸煮袋的关键因素之一。如果食品厂没能严格控制好反压冷却工艺，冷却时锅内空间压力下降太快，就会造成蒸煮袋爆破泄漏。有时我们会受到投诉，说蒸煮袋破袋、泄漏，但检查后又发现蒸煮袋各层材枓之间没有剥离脱层，剥离力还很高。这就说明袋子没有质量问题，而是蒸煮操作者没有控制好反压冷却这一环节。所以，只要让操作人员正确掌握好整套蒸煮操作技术，特别是掌握好反压冷却技术，我们就不必担心，就可以得到完好的蒸煮袋包装食品。

有些单位备有医用蒸煮杀菌锅，蒸煮温度可以达到121℃或126℃，但它不带反压装置，在做试验时，无法进行反压冷却，有时甚至蒸煮完后就直接放气减压，造成高温下的蒸煮袋像吹气球那样过分膨胀、爆破、泄露，误认为蒸煮袋质量不过关，其实不然。据笔者几十年的经验，只要利用带有反压装置的蒸煮锅，正确掌握高温蒸煮工艺，符合 GBl0004-1998技术要求的蒸煮袋，是完全可以适应所有高温蒸煮食品包装的。

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