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奶粉对包装与材料基本要求及质量控制解决方案

2019年10月22日 11:27   来源:济南兰光机电技术有限公司
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  近几年乳制品业获得了高速发展,奶粉的发展更是独树一帜,与此对应,奶粉包装也成为了包装应用领域的重要增长点。目前,市场上销售的奶粉包装主要有金属罐和塑料软包装袋两种形式,本文仅侧重奶粉对软包装的基本要求与相关质量控制项目进行介绍。

一、奶粉对包装的整体质量要求

  奶粉对包装及材料的质量要求主要来自来功能性要求,包括阻氧、防潮、避光、密封、异味(溶剂残留量)等安全因素,同时还要评估其印刷、上机性能,比如力学性能、热封性能、表面滑爽性、印刷质量等。为达到上述要求,奶粉企业必须慎重选用合理的包装材料,并按相关标准规范做好来料、生产加工、出厂等工序的质量检验与控制,以确保产品质量可靠。

二、粉包装的主要形式 

  考虑到婴幼儿产品的安全性,我国政府要求婴幼儿食用奶粉必须采用含铝箔结构的包装形式。而如今,随着镀铝工艺的发展与应用,成人奶粉也已普及采用镀铝结构的包装。

  奶粉包装一般采用软包装复合膜材料。一般常用结构:承印层/阻隔层/加强层/热封层。其中,承印层以PET与BOPP居多,主要是利用其高光泽或高透明来呈现印刷精美的效果;阻隔层主要采用铝箔或真空镀铝层,以实现阻氧、阻湿、避光的阻隔作用;加强层主要是为了防止铝箔或镀铝受到外力而出现断裂或针孔增加;热封层常用PE材料,以进行热封确保包装的密封完好性能。

三、    奶粉包装质量的重要控制指标

1、安全与异味指标:

  安全性指标主要包括卫生性与溶剂残留量两项指标。卫生性指标主要侧重于蒸发残渣中铅、锑等金属元素以及细菌总数与大肠杆菌的检测。

  溶剂残留量是包装供应商与奶粉企业均要共同解决的问题,而且一定要从包装加工原头进行控制,主要从复合用胶、印刷用油墨、溶剂入手进行控制,一旦溶剂残留超标将对消费者身体健康产生严重危害。当前随着行业竟争的加剧,奶粉企业对包装成本的控制越来越受到重视,在考量包装成本与价格时一定要格外注意,必须采用专用的气相色谱仪进行溶剂纯度与溶剂残留检测,将安全隐患彻底杜绝。具体应按照GB10004的标准进行相应管理,以确保与奶粉接触包装的溶剂残留控制在范围内。可采用GC-7800包装专用气相色谱仪进行控制。

  溶剂残留会产生异味,这会直接影响消费者对产品的认同与购买,当然异味还来自于薄膜本身,当前诸多企业均在采用人工嗅觉检测的方法,需要做好控制。尤其PE膜的气味对奶粉的影响很大,这个问题已经引起了奶粉生产企业的普遍关注。要想控制好PE膜的气味问题,选择好PE颗粒是至关重要的。

2、阻氧、阻湿等阻隔性指标

  奶粉极易氧化变质、受潮结块,一旦氧化其营养将无法保证,而受潮结块会导致产品变质甚至霉变,进而在消费群体中引发质量事故。因此奶粉企业必须加强对包装材料的阻氧与阻湿性能测试。目前,国内奶粉企业实验室及质量部门的阻隔性仪器配置并不齐全,易造成阻隔性等重要指标管控上的缺失,隐藏诸多风险。

(1)阻气(氧气与氮气等气体)性能控制

  因奶粉易氧化的特性,故其包装多采用高阻隔的气调包装,常在包装内填充氮气或二氧化碳等气体。结合此特性,对于奶粉包装的阻气性能检测要求从氧气与氮气、二氧化碳透过量两方面入手,因VAC-V2压差法气体渗透仪具有检测多种气体的特性,等压法(库化电量法)只能测试氧气一种气体透过量,因此奶粉行业应当采用压差法气体渗透仪进行阻气性能的检测,而并非只测试阻氧性能。当前国内部分奶粉企业仅检测氧气透过量是不科学、不全面的,应当在检测氧气透过量的基础上,再根据充填的气体种类进行该填充气体透过量的检测.

(2) 阻湿(水蒸气)性能检测

  阻湿性能检测是防止奶粉受潮甚至霉变的重要手段,奶粉企业需要严格控制此指标。因当前奶粉包装多采用真空镀铝膜与铝塑复合膜包装,该类包装材料阻湿性能优良,应当选择检测精度蕞高的电解法水蒸气透过率测试系统进行透湿性能的检测。当前水蒸气透过率检测主要采用电解法、红外法、重量法三种原理的仪器,在这几种方法中电解法的精度蕞高,故奶粉包装应先选电解法水蒸气透过率测试系统。另外奶粉包装中密封铁罐包装也较常见,电解法水蒸气透过率测试系统还可以用于铁罐包装的整体包装透湿性能测试。

(3) 顶空分析

  CO2气调包装在奶粉包装中的应用效果较为明显,高浓度的CO2能阻碍需氧菌与霉菌等微生物的繁殖,延长微生物增长的停滞期及指数增长期,起防腐防霉作用。而氧气不但对食品中的营养成分有一定的破坏作用,同时氧也是大部分细菌繁殖生长的条件(细菌繁殖是食品变质的主要原因),但是当氧气含量在2%以下,二氧化碳含量在7%以上时,食品和细菌均处于冬眠状态,可有效延长食品的保质期。

  当包装内部含有氧气超标或者其它产品敏感气体进入则会给产品的品质带来影响,并逐步改变包装内部的气体构成。故此需要对奶粉包装内的残氧量与二氧化碳含量进行检测。

  对于常规或气调包装可选用CLASSIC 650顶空气体分析仪进行残氧量与二氧化碳含量的检测,若为真空(或负压)包装应当采用RGT-01 真空包装残氧仪进行气体成分分析。

3、奶粉包装袋密封性能检测

  奶粉是一种既容易吸收潮气,又容易氧化变质的产品,除了控制包装材料的阻氧阻水蒸气性能外,必须确保奶粉包装袋的密封性,不得发生漏气,以免导致产品泄漏甚至导致产品腐敗。 密封性能不良主要源自于封口部位,所以进行密封性检测的重点应关注封口部分有无产生泄漏。而封口部位产生泄漏不仅仅是因为材料热封性能、夹粉等引发的热封问题,奶粉企业还需特别关注热粘性能对密封性能的影响。

(1)奶粉包装密封性能高效定性检测

  当前奶粉企业多采用定性检测方式,即按照GB/T15171标准进行快速检测,此种检测方法为负压原理,将包装袋置于MFY-01密封试验仪的盛有水的真空罐中,对真空罐抽真空产生负压,在包装袋内外压差作用下,通过人工目测的方式进行判定,若有连续气泡产生则判定为泄漏。此种方法的优势是试验高效,但无法实现定量检测。

(2)奶粉包装密封性能定量检测

  密封性检测应当模拟产品在流通、货架期间因受外界压力而产生破损或泄漏问题的情况,采用正压法对应当对密封性能进行定量检测。采用正压法的LSSD-01泄漏与密封强度测试仪,可实现奶粉包装袋的破裂强度以及定压力测泄漏量的定量检测,另外通过不同的附加装置还可以用于未封口包装的密闭性检测。   

  建议奶粉企业对于密封性这一重要参数在生产与实验室抽查环节进行管控,应当在生产线上配备1-2MFY-01密封试验仪,并在试验室中配置LSSD-01泄漏与密封性能测试仪进行检测。

(3) 热粘性能(热粘强度检测)

  奶粉包装膜热封层的热粘强度不够是引发密封不良的常见诱因。热粘强度是指包装膜在热压封合瞬间,在没有冷却到热封强度之前的封合强度。自动包装机在热封的瞬间即填充进奶粉,在填充时因热封部位未充分冷却,其封合强度较低,当热封刀松开的瞬间,奶粉由上而下冲到包装袋底部。如果的热粘强度不够大,在充填的瞬间就会把横封的某些部位冲开,导致泄漏。 

  目前国内奶粉企业基本都未进行热粘强度指标的检测,遇到问题就从材料的热封强度与夹粉等方面入手分析,往往不得要领,要完全控制好密封性能,应当配备HTT-L1热粘拉力试验机进行热粘性能的检测,将泄漏消除在萌芽状态。

4、奶粉包装材料的上机性能检测

  随着包装生产效率的提升,对于包装及材料的上机性能提出了更苛刻的控制要求,奶粉企业应当就材料的力学性能(抗拉强度与伸长率,复合层剥离强度等)、热封性能、滑爽性能(摩擦系数)进行控制,以适应自动包装。

(1) 抗拉强度与伸长率

  抗拉强度是确保包装材料具有良好上机性能的前提,通过检测确定包装材料是否达到抵抗拉伸的要求,以减少在包装中的破包问题产生。断裂伸长率也极为重要,配合抗拉强度指标的控制减少破包问题,还可提高封装切割的效率。

(2) 复合膜剥离强度

  奶粉包装多采用复合膜,通过对复合层剥离强度的检测极为重要,可以防止因包装开裂或分层而导致的铝箔或镀铝受出现断裂或针孔增加而引发的阻隔性能下降等问题。另外复合强度不足极易在热封之后在该封合部位出现分层,进而在运输或货架期间产生泄漏问题。目前行业一般要求承印层与中间层(阻隔或加强层)的复合强度大于1.5N/15mm,内层(热封层)与中间层剥离强度要大于2.0 N/15mm。此指标的检测应当按照GB8808标准采用XLW(PC)、XLW(M)或XLW型智能电子拉力试验机进行控制。

(3) 热封性能(热合强度)

  奶粉包装必须具有较好的热封强度,以确保包装密封性能。进行热封性能检测时首先要对热封效果进行目测,热封部位要平整不能出现皱折或较深压痕,之后再采用HST-H3热封试验仪或RTD-R2热封梯度仪按照生产参数进行材料热压封合,并配合XLW(pc)型拉力机进行强度检测。参考GB10004标准相关要求,热封合强度要求大于35N/15mm.

(4)滑爽性能(摩擦系数)检测

  用于自动包装的奶粉包装材料而言,除了以上3点要求外,还要求包装膜对于自动包装机有良好的适应性能。其中最重要的参数就是内外层的滑爽性能,又称为摩擦系数(COF)。奶粉包装过程中生产设备一般由皮带轮驱动薄膜在滚筒上运动,这要求包装机进行热粘产的外层摩擦系数要略大一些,以保证薄膜与皮带轮之间不打滑,同时内层摩擦系数要尽量小一些,以保证薄膜在成滚筒上顺畅运行。摩擦系数检测应当按照GB10006标准采用MXD-02摩擦系数仪进行检测,目前国内有些单位采用仅符合中国标准的摩擦系数仪,不符合美国ASTM与ISO标准规定的要求,无法实现与国际接轨。MXD-02摩擦系数仪可完全兼容GB10006、ASTM D1894、ISO 8295等标准要求。一般内层的摩擦系数要控制在0.3以下,外层的摩擦系数控制在0.4~0.5之间比较理想。 

5、成品奶粉包装袋的耐冲击性能检测

  耐冲击性是奶粉包装材料重要的机械性能之一,反映了材料抵抗外部破坏力的能力。尤其是对于包装材料与内容物间隙小或没有间隙的包装,耐冲击性能直接影响包装在冲击条件下的完整性及保护性作用。目前行业中多采用FIT-01薄膜冲击试验仪进行耐摆锤冲击性能检测,当然也有采用BMC-B1落镖冲击的方式进行耐冲击性能检测。

  本处强调:进行耐摆锤冲击时一定要注意,目前市场上多为分辩率是0.025J的通过表盘与指针读取数据的仪器,尽管低价但不符合相关标准规范要求,且技术水平落后。企业应当按照《食品用包装、容器、工具等制品生产许可细则》规定的精度不得低于0.01J要求的仪器进行质量控制。FIT-01薄膜冲击试验仪采用的电子传感器与微型计算机技术的结合,产品的精度高达0.001J.尤其适合质检系统与奶粉企业耐冲击性能做精细的测试与分析的要求.

  要按照上述方式进行控制对于正规奶粉企业不难做到,随着国家对食品与食品包装安全的重视与监管力度的加强,奶粉甚至乳制品行业应进行必要的规范,济南兰光机电技术有限公司希望与奶粉企业增进交流与沟通,共同推动行业检测标准的规范及检测应用推广普及。


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