食品包裝袋封口熱封合密封性測試實驗研究與實現

2014-08-23 00:46:54孫明達張希棟

森林工程 2014年1期

孫明達，張希棟，高雪

(東北林業大學工程技術學院，哈爾濱 150040)

在食品真空包裝中，包裝袋的密封性是指密封后的包裝袋具有的在規定的食品存放期內能夠防止外部物質進入包裝袋內或內裝物逸出包裝袋的特性。影響包裝袋密封特性的主要因素為包裝袋材料本身的阻隔性能和在食品真空包裝過程可能產生熱封合的漏封、燒蝕而在封口處形成內外連通的孔洞或薄弱點，即包裝袋封口處的密封性[1-2]。對于包裝袋材料本身的阻隔性能，主要在包裝袋設計和生產環節需要考慮使用材料的性能以獲得足夠的阻隔性能。在已經選擇合適的包裝袋的前提下，研究包裝袋的密封性主要是指分析包裝袋封口密封性，以保證真空包裝食品質量[3]。因此本文主要通過設計真空包裝袋封口熱封合密封性測試實驗，研究包裝袋熱封合工藝參數如封合電壓、封合時間將對真空包裝袋封口密封性能的影響。

1 密封性評價指標

檢測真空包裝袋封口密封性主要按照GB/T15171-94軟包裝件密封性能試驗方法進行，目前在試驗室檢測軟包裝的密封性主要是將軟包裝件試樣放在密閉的真空罐中，通過對密封性能測試儀真空室抽真空，使浸在水中的試樣產生內外壓差，觀測試樣內氣體外逸或水向內滲入情況，以判定試樣的密封性能[4]。該試驗檢測方法只能定性地分析軟包裝密封性能，不能定量評價外部試驗條件即包裝工藝參數如封合電壓、封合時間將對真空包裝袋封口密封性能的影響。因此，提出一種能夠定量分析包裝袋封口密封性能的密封性評價指標，規定如下：

在一定的密封性測試試驗真空度條件和測試時間內，包裝袋封口出現漏氣現象的密封性能評價指標μ為：

(1)

公式(1)中，t1為試驗設置的包裝袋封口最長熱封合時間，s；t2為每次試驗設定的包裝袋封口熱封合時間，s。其中，μ=t2/t1表示在規定的密封性測試真空度及保持時間內包裝袋封口處出現氣泡的情況；μ= 1表示在規定的密封性測試真空保持時間結束時包裝袋封口處未出現氣泡的情況。

2 實驗方案

2.1 實驗操作流程

包裝袋封口密封性測試實驗過程主要包括包裝袋封口操作、包裝袋封口密封性檢測兩部分，具體實驗操作流程如圖1所示。包裝袋封口操作使用實驗室現有的聚乙烯包裝袋，應用實驗室現有的多功能平板式真空包裝機，通過對包裝袋開口處施加預壓力并加熱，使包裝袋開口處的材料熱熔并保持一定時間后再自然冷卻，完成封口過程；其中，包裝袋封口操作的主要步驟是設定熱封合電壓和熱封合時間參數。包裝袋封口密封性能測試實驗主要使用實驗室現有的軟包裝密封試驗儀，通過對軟包裝密封試驗儀的真空室抽真空，使浸在水中的試樣產生內外壓差，觀測試樣內氣體外溢或試樣破壞情況，以此來判定試樣的密封性；實驗的關鍵步驟是設置真空度和真空度保持時間。

2.2 實驗參數的設定

(1)包裝袋封口熱封合參數設定。真空包裝機能夠提供24V、30V、36V 3種熱封合電壓，可在0～50 s范圍內選擇加熱保持時間。進行包裝袋封口操作時，分別選擇3種熱封合電壓值，每種熱封合電壓值分別選擇選擇不同的熱封合保持時間，分別進行包裝袋封口操作。具體包裝袋封口熱封合參數設定見表1。

(2)包裝袋封口密封性試驗參數設定。包裝袋封口密封性試驗要在軟包裝密封性試驗儀的0～-90 kPa試驗真空壓力值范圍設定測試試驗真空壓力值，儀器能夠設定真空度保持時間范圍是0.1～60 min。由于前述密封性能評價指標主要通過觀察并記錄出現第一個氣泡的時間得到，因而在密封性檢測試驗中規定真空度保持時間為60 min，若在保持時間內包裝袋封口部分出現漏氣現象即可停止本次試驗，再進行下一次實驗。