مبادئ وتطبيقات أكياس التقطير

(أ) المبادئ الأساسية

وفقًا لمبدأ القتل العام للكائنات الحية الدقيقة، فإن الكائنات الحية الدقيقة ستعاني حتمًا من أضرار قاتلة في بيئة حرارية أعلى من درجة حرارة نموها القصوى، وسوف تتفاقم هذه الأضرار مع امتداد وقت التسخين حتى تموت الكائنات الحية الدقيقة.

(II) التعقيم بدرجة حرارة عالية هو أسلوب التعقيم الأكثر شيوعا، وينقسم بشكل رئيسي إلى الفئات التالية:

1. مصنفة حسب درجة الحرارة والوقت:

2. تُقسم الأكياس البلاستيكية ، التي تُعرف باسم "الصفائح عالية الحرارة" من قِبل إدارة الغذاء والدواء في الولايات المتحدة، إلى ثلاثة مستويات:

وفقا لمعايير إدارة الغذاء والدواء:

(ثالثا) التطبيقات

في عملية إنتاج الغذاء، هناك دائمًا طريقتان للطهي: التعقيم بدرجة حرارة عالية وضغط عالٍ، والتعقيم بدرجة حرارة منخفضة وضغط جوي. تتميز منتجات اللحوم المعقمة بدرجة حرارة منخفضة بقوام طازج وطري، كما تحافظ على مختلف العناصر الغذائية بشكل أفضل بفضل درجة حرارة تسخينها المنخفضة. ومع ذلك، فإنها تقتل البكتيريا المسببة للأمراض فقط، تاركةً العديد من البكتيريا المسببة للتلف، مما يؤدي إلى قصر مدة صلاحيتها وخسائر فادحة في مجال التوزيع.

من ناحية أخرى، تميل الأطعمة المعقمة بدرجة حرارة عالية إلى الانكماش بشكل مفرط نتيجةً لارتفاع درجة حرارة التسخين، مما يُنتج قوامًا أقل جاذبيةً مقارنةً بالمنتجات المعقمة بدرجة حرارة منخفضة. ومع ذلك، فهي تقضي على جميع البكتيريا، وتُطيل مدة صلاحيتها بشكل ملحوظ، وتُزيل الأسباب الداخلية للتلف.

التعقيم بالحرارة العالية هو عملية تعقيم شاملة تُستخدم على نطاق واسع للحوم ومنتجات الصويا وبعض المستلزمات الطبية والحقن الدوائية لإطالة مدة صلاحيتها. في السنوات الأخيرة، طُبّقت هذه العملية تدريجيًا لتعقيم منتجات مثل الكستناء ومشروبات الحبوب وهريس أغذية الأطفال . عادةً ما يتم التعقيم بالحرارة العالية بين 121 و135 درجة مئوية. كما تُجرى أبحاث على مواد تغليف تتحمل التعقيم بدرجات حرارة عالية جدًا تصل إلى 145 درجة مئوية. وقد أظهرت الدراسات أن الحفاظ على درجة حرارة حوالي 145 درجة مئوية لمدة 3 دقائق تقريبًا يمكن أن يقضي تمامًا على البكتيريا المسببة للأمراض المقاومة للحرارة. وقد أدى ذلك إلى انتشار استخدام مواد التغليف المركبة لهذا الغرض.

بناءً على ظروف تعقيم محتويات التغليف، تتناول هذه المقالة بشكل رئيسي تصميم وتقنيات معالجة أكياس التغليف التي تتحمل درجات حرارة تصل إلى 121 درجة مئوية. يجب أن يلبي تصميم مواد التغليف المركبة متطلبات عمليات التعقيم عالية الحرارة. ويجب مراعاة عدة عوامل، منها وظيفة مادة التغليف أثناء الإنتاج، ومتطلبات المحتويات، وظروف عملية التعقيم، وظروف التخزين، وتأثير أداء مادة التغليف في مرحلتي البيع والاستخدام.

في ستينيات القرن الماضي، اخترعت الولايات المتحدة أغشية الألمنيوم والبلاستيك المركبة لتغليف منتجات اللحوم للتخزين طويل الأمد في درجة حرارة الغرفة، وذلك من خلال التعقيم بدرجة حرارة وضغط عاليين، مما أطال مدة صلاحيتها لأكثر من عام. تتميز أغشية الألمنيوم والبلاستيك المركبة ، المعروفة أيضًا بالعلب المرنة، بأنها ناعمة وخفيفة الوزن، وتؤدي دورًا مشابهًا للعبوات المعلبة. لتخزين منتجات اللحوم طويل الأمد في درجة حرارة الغرفة، تشمل الخيارات المتاحة استخدام حاويات تغليف صلبة، وعلب معدنية، وزجاجات زجاجية. أما بالنسبة للتغليف الناعم، فتستخدم جميعها تقريبًا أغشية الألمنيوم والبلاستيك المركبة.

تتكون أفلام الألمنيوم والبلاستيك المركبة من طبقات متعددة مغلفة، عادةً ثلاث طبقات، بتركيب نموذجي للطبقة السطحية/المادة اللاصقة/رقائق الألمنيوم/المادة اللاصقة/طبقة العزل الحراري (CPP). تُستخدم أفلام التغليف هذه على نطاق واسع، وتتميز بمظهر جذاب، وخصائص ميكانيكية ممتازة، وحاجز عالٍ، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، ومستوى عالٍ من النظافة. إلا أن لها بعض العيوب، منها صلابة وهشاشة رقائق الألمنيوم، التي لا تتمتع بمرونة الأفلام البلاستيكية. يجب أن يفي الفيلم البلاستيكي المستخدم في أكياس التعقيم عالية الحرارة بمتطلبات ظروف التعقيم وخصائص المحتوى، وذلك لتحديد الاختيار والمواصفات ومجموعات المواد وأنواع الأحبار والمواد اللاصقة، وما إلى ذلك. تشمل مواد الفيلم البلاستيكي الشائعة BOPET وBOPA وHDPE وRCPP وAL وEVOH المبثوق معًا وPVDC المبثوق معًا وPE المبثوق معًا، إلخ. توجد أيضًا أفلام متعددة الطبقات مبثوقة معًا بخمس طبقات أو أكثر، مثل PP/Tie/EVOH/Tie/PP وPP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/PP. بالإضافة إلى ذلك، توجد أفلام بولي أميد مشترك MXD6 وأفلام سيراميكية مترسبة بالبخار مثل SiOxPET12. ومع ذلك، نظرًا للقيود التقنية والتكلفة، فإن استخدام الأفلام متعددة الطبقات المبثوقة معًا والأفلام السيراميكية المترسبة بالبخار في أكياس التعقيم عالية الحرارة لم ينتشر بعد على نطاق واسع.

في البداية، طُوّرت أكياس LD Pack عالية الحرارة وفقًا لمعايير GB/T10004-1988، والتي تضمنت بنية مادية واحدة فقط: PET/AL/CPP لظروف طهي محددة عند 121 درجة مئوية لمدة 40 دقيقة. بعد عشر سنوات، عُدّلت إلى GB/T10004-1998 "أغشية وأكياس Retort Composite Films and Bags"، والتي وسّعت بنية المواد لتشمل PET/CPP، وPA/CPP (أنواع شفافة ثنائية الطبقات)، وPET/AL/CPP، وPA/AL/CPP (أنواع معتمة ثلاثية الطبقات)، وPET/PA/CPP (أنواع شفافة ثلاثية الطبقات)، بالإضافة إلى PET/ALPACPP (أنواع معتمة رباعية الطبقات). حُسّنت الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمنتجات بإضافة مقاومة للوسط، وقوة التقشير، وقوة الختم الحراري بعد الطهي كمؤشرات أداء، بينما أُزيل مؤشر مقاومة الزيت الأصلي للتأكيد على فعالية المنتج في تحمل درجات الحرارة العالية. بعد مراجعة أخرى في عام 2002، تم دمج الأكياس المقاومة للحرارة العالية في أحدث معيار، "المبادئ العامة لتغليف الأفلام والأكياس المركبة".

حقيبة ريتوريت قائمة

حقائق:

● ≥95% من مواد التغليف القائمة على مادة البولي بروبيلين

● فيلم PP ذو حاجز عالي

● لا يوجد ألومنيوم معدني، OTR≤0.5

● التعبئة الساخنة أو البسترة

● قابل للتسخين 125 درجة مئوية

التطبيقات:

● التونة والصلصة وطعام الحيوانات الأليفة الرطب

كيس معقم مزود بفوهة

حقائق:

● ≥96% من مواد التغليف القائمة على مادة البولي بروبيلين

● فيلم PP ذو حاجز عالي OTR≤0.5

● إعادة التسخين فوق 125 درجة مئوية

● فوهة وغطاء من مادة البولي بروبيلين

● قابلة لإعادة التدوير بشكل جيد في إعادة تدوير البولي بروبلين

التطبيقات:

● معجون الفاكهة، البروتين، طعام الأطفال، طعام الحيوانات الأليفة الرطب