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        果凍杯是當(dāng)前果凍食品的主要包裝形式，但在應(yīng)用中卻經(jīng)常發(fā)生一些質(zhì)量問題。本文從包裝材料的角度深入分析了杯體阻隔性和封口膜熱封性能對果凍品質(zhì)的影響，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)就此問題提出了檢測方法層面的質(zhì)量控制建議，以期為相關(guān)企事業(yè)單位和科研機(jī)構(gòu)提供實(shí)用性的幫助。

        六十年代，日本把果凍制作從家庭廚房引入工廠，自動化生產(chǎn)、包裝使果凍成為深受各階層人民喜愛的時尚休閑食品。果凍包裝品類繁多——杯狀、自立袋、異形，其中果凍杯最為常見。果凍杯一般由PP材料經(jīng)熱成型工藝制成杯體，多層復(fù)合膜在高溫和壓力的作用下與杯體粘合封口，形成果凍杯完整包裝。這一過程涉及多種工藝配合和參數(shù)設(shè)置，操作科學(xué)與否直接影響著果凍杯的包裝效果。接下來筆者就果凍杯包裝在產(chǎn)品貨架期、物流運(yùn)輸、用戶食用體驗(yàn)中常見的質(zhì)量問題進(jìn)行分析，并提出幾點(diǎn)改進(jìn)方法，希望對相關(guān)企事業(yè)單位有所幫助。

        常見問題一：果凍易變質(zhì)，包裝保質(zhì)效果差

        1、原因

        為保證果凍品質(zhì)，延長貨架期，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)普遍加入防腐劑或控制果凍PH值來實(shí)現(xiàn)，隨后通過37度加速試驗(yàn)或45度加速試驗(yàn)初步預(yù)測成品的保質(zhì)期天數(shù)。但這種預(yù)估手段大多建立在接近真空環(huán)境的基礎(chǔ)上，倘若果凍包裝存在質(zhì)量問題，那么一切預(yù)測結(jié)果將失去現(xiàn)實(shí)意義。果凍杯最重要功能即是阻隔外部氧氣，同時維持杯內(nèi)的低氧環(huán)境，從而抑制微生物的大量繁殖。但由于杯體內(nèi)外部存在氧濃度的差異，外部氧氣會順應(yīng)梯度差透過果凍杯滲透到包裝內(nèi)部，引起杯體內(nèi)氧濃度上升，加快果凍腐敗。。多種研究表明，這種滲透速率的快慢主要取決于包裝材料的阻止氧氣滲透的能力，簡言之為包裝材料的阻氧性能，可通過測試材料的氧氣透過率來評定。，

        2、氧氣透過率檢測

        果凍杯的氧氣透過率研究涉及到杯體的氧氣透過率和杯口蓋膜的氧氣透過率分析，由于膜材料的阻氧測試技術(shù)相對成熟，本文不再贅述。就杯體氧氣透過率測試方法而言，等壓法由于測試精度較高被廣大企業(yè)所選用，接下來筆者結(jié)合ASTM F 1307 標(biāo)準(zhǔn)簡述果凍杯氧氣透過率的測試原理和過程。

        該標(biāo)準(zhǔn)是目前容器氧氣透過率測試的唯一標(biāo)準(zhǔn)，采用的是等壓法測試原理。取一果凍杯，用透明快固膠將試樣密封在黃銅材質(zhì)的容器封口裝置上。此環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)注意果凍杯封口處以及進(jìn)氣、出氣管的密封處理。將制備好的試樣及裝置安裝在OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)容器測試腔內(nèi)。一般情況下，試樣可以暴露在環(huán)境空氣中進(jìn)行測試，但為了獲得更好的試驗(yàn)效果，本次試驗(yàn)采用將阻隔性優(yōu)異的鋁箔袋罩在果凍杯外部，為后續(xù)試驗(yàn)營造高濃度氧氣環(huán)境提供條件。接著，向果凍杯內(nèi)充入氮?dú)獯祾咭郧宄齼?nèi)部空氣。當(dāng)吹掃時間結(jié)束后，系統(tǒng)自動向鋁箔袋內(nèi)充入純干氧氣，氧氣通過果凍杯壁滲透入載氣氮?dú)饬髦?，它會被載氣流攜帶至庫侖傳感器處，庫侖傳感器探測到氧氣會輸出電流，由于電流的大小與單位時間內(nèi)流入傳感器的氧氣總量成正比，由此可計(jì)算出透過氧氣的含量。本次測試結(jié)果為：該果凍杯氧氣透過率為0.0018 cc/pkg·day。

        3、改進(jìn)方法

        針對某些果凍杯整體阻氧性較差的問題，可嘗試以下方法進(jìn)行改進(jìn)：

        （1）原料混合。將阻氧性較好的原料與阻氧性較差的原料混合、成型，可有效改善成品的氧氣透過率。

        （2）在塑料表面涂覆薄金屬層，借助分子特有結(jié)構(gòu)可大大提高塑料容器的阻氧性能。   

        常見問題二：存儲、運(yùn)輸過程中，果凍杯封口易破損

        1、原因

        保護(hù)產(chǎn)品是包裝的首要功能，但在存儲、運(yùn)輸中因?yàn)榘b質(zhì)量問題造成貨品損失的事例屢見不鮮：?？诶钕壬ㄟ^物流公司托運(yùn)42箱果凍，運(yùn)達(dá)目的地后5箱果凍由于運(yùn)輸不慎導(dǎo)致封口破損，客戶拒收，帶給李先生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。此類問題警醒我們，果凍在存放和運(yùn)輸過程中會由于貨品的疊壓而引起果凍杯內(nèi)壓增大，進(jìn)而引起果凍杯封口膜的破損。由于這種破損多發(fā)于封口膜與杯體的熱封部位，因此可以通過調(diào)整熱封參數(shù)或更換材料來解決。熱封工藝是指利用外界加熱條件使塑料薄膜的封口部位變?yōu)槿廴谡沉鳡顟B(tài)，借助封頭加壓并保持一定時間，使上下兩層粘合，冷卻后具備一定的強(qiáng)度。該工藝的影響因素很多，其中熱封溫度、壓力和時間影響最大。就果凍杯包裝而言，熱封溫度一般在封口膜的熔融溫度和分解溫度之間，若溫度過高，易使封口部位的膜材在壓力的作用下熔融擠出，降低了熱封部位的厚度和熱封強(qiáng)度。若溫度過低，封口膜達(dá)不到熔融狀態(tài)，無法封合。膜材熔融后，在粘流面上施加一定的壓力，使膜材與杯口相互接觸、滲透、融合，壓力的大小亦會對熔融材料的封合產(chǎn)品極大影響。需要注意的是熱封壓力的大小與封口膜的性能、厚度、寬度等條件有直接關(guān)系，例如花紋封口形式由于接觸面積縮小，需要適當(dāng)增加熱封壓力。熱封時間是指封頭在膜材上面停留的時間。在溫度和壓力恒定的情況下，時間越長，封合越牢固，但過長又會引起封口膜材的變形甚至發(fā)生降解現(xiàn)象。因此，果凍杯發(fā)生封口破損的根源主要在于以上三項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)置失衡，那么如何獲取合理的工藝參數(shù)是一個需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

        2、熱封性能檢測

        熱封性能檢測可以利用熱封試驗(yàn)儀來模擬生產(chǎn)線的熱封過程，然后通過對封口處熱封強(qiáng)度測試來判斷熱封工藝的適用性，以此獲得最佳熱封參數(shù)。

        熱封試驗(yàn)儀是一種由空氣驅(qū)動系統(tǒng)、熱封裝置、溫度系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)和時間系統(tǒng)共同組成的儀器，一般采用熱壓封口法對塑料薄膜或復(fù)合軟包材的熱封溫度、壓力和時間等參數(shù)進(jìn)行測定。由于本次試驗(yàn)對象為杯狀試樣，因此需要根據(jù)形狀進(jìn)行封頭定制。測試時首先準(zhǔn)備待熱封的果凍杯和封口膜，啟動HST-H3儀器設(shè)定熱封時間和壓力參數(shù)。其次將封頭加熱至預(yù)設(shè)溫度，此過程一般約30分鐘左右，當(dāng)確認(rèn)封頭達(dá)到設(shè)定溫度后保持5分鐘，即可開始進(jìn)行熱封試驗(yàn)。把果凍杯封口邊緣和封口膜平放在下封頭上，按下“試驗(yàn)”鍵，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)減壓閥使氣缸達(dá)到預(yù)期的熱封壓力，由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)時、控制電磁閥的換向，從而控制熱封頭上下移動，上下兩封頭按設(shè)定壓力夾緊試樣，預(yù)設(shè)時間到時，上封頭抬起，取出已熱封好的果凍杯。

        熱封強(qiáng)度指的是將兩類材料通過熱合的方式黏在一起到完全冷卻后的黏結(jié)強(qiáng)度，基于檢測方法的不同，可分為拉伸熱封強(qiáng)度和膨脹熱封強(qiáng)度。對于果凍杯測試，拉伸熱封強(qiáng)度指的是封口膜在受力方向一致、力值均勻的情況下熱封處抵抗分離的能力，通常采用拉力機(jī)檢測。但是，經(jīng)過分析果凍杯的貯存和運(yùn)輸狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)封口破損的另一原因是由于封口膜遭受擠壓、杯內(nèi)內(nèi)壓增大引起，所以必須進(jìn)行膨脹熱封強(qiáng)度檢測。此項(xiàng)測試借助泄漏與密封強(qiáng)度測試儀，向果凍杯內(nèi)加壓，通過壓力的變化記錄果凍杯封口爆破的時間和最大爆破力，以此進(jìn)一步調(diào)整熱封工藝參數(shù)、改善封口效果。

        3、改進(jìn)方法

        通過采用上述熱封試驗(yàn)，操作者可嘗試不同材料在同一條件（熱封溫度、時間、壓力）下進(jìn)行模擬熱封，或者分析同一種材料在不同條件下的熱封效果，以獲取合理熱封參數(shù)。另外以下幾個問題需要重點(diǎn)關(guān)注：

        （1）在果凍灌裝過程中要避免灌裝物污染封口，污染物會致使果凍杯的熱封質(zhì)量和強(qiáng)度顯著下降。

        （2）果凍杯封口膜的均勻性。若膜材的均勻度和平整度較差會使熱封壓力、溫度無法均勻傳遞到熱封區(qū)域，這樣會導(dǎo)致熱封效果大打折扣。

        常見問題三：食用過程中，果凍杯開啟困難

        1、原因

        果凍好吃口難開，有時在開啟果凍杯時，甚至出現(xiàn)封口膜被撕破仍無法打開的情況，這是消費(fèi)者在食用過程中常見的問題。這個問題無關(guān)果凍品質(zhì)和貨架期，因而被許多企業(yè)在質(zhì)量管控環(huán)節(jié)忽略，但這卻極大影響消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。從包裝工藝的角度分析，果凍杯開啟困難實(shí)際上體現(xiàn)了封口膜的熱封強(qiáng)度過大這一問題，同時亦反映了熱封工藝的不合理。

        2、開啟力測試

        開啟力是指包裝物封口開啟的最大力值，可通過拉力機(jī)的剝離試驗(yàn)獲取。由于果凍杯形狀的特殊性，所以特制上下夾具加持，另外根據(jù)測試的需要，調(diào)整二者相對角度來滿足45°、90°和180°開啟力測試要求。以90°開啟力測試為例，首先將果凍杯封口膜撕開處和杯體分別緊密裝夾于XLW（PC）智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)上下夾頭，并使上下夾頭呈90°。其次選擇系統(tǒng)軟件中“剝離試驗(yàn)”選項(xiàng)，設(shè)置試驗(yàn)速度等參數(shù)，點(diǎn)擊開始試驗(yàn)，上下夾頭以恒定的速率逐漸分離，系統(tǒng)自動記錄剝開瞬間的最大力值，并以曲線的形式顯示力值波動趨勢。本次試驗(yàn)最大開啟力為33.89N.

        果凍杯是當(dāng)前果凍食品的主要包裝形式，但在應(yīng)用中卻經(jīng)常發(fā)生一些質(zhì)量問題。從包裝材料的角度深入分析了杯體阻隔性和封口膜熱封性能對果凍品質(zhì)的影響，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)就此問題提出了檢測方法層面的改進(jìn)方法，以期為相關(guān)企事業(yè)單位和科研機(jī)構(gòu)提供實(shí)用性的幫助。

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