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第三章 软塑包装单层膜及复合膜的性能与应用(五十三)

2024/3/22 11:06:43发布21次查看
注:表中符号说明:☆-优,○-良,×-不可取。
pe-聚乙烯,pp-聚丙烯(opp-双向拉伸聚丙烯薄膜,cpp-非拉伸聚丙烯薄膜);pt-玻璃纸,pvdc-聚偏氯乙烯,pet-聚脂(涤纶),n-尼龙;eval-乙烯·乙烯醇共聚体,pva-聚乙烯醇,pc-聚碳酸酯,al-铝。
表3-56 复合薄膜的性能数据(略)
注:静听符号:pet-聚酯(涤纶),al-铝箔,po-聚烯烃(聚丙烯等耐热性较佳的聚烯烃),pa-尼龙;pe-聚乙烯,pvdc-聚偏氯乙烯,eval-乙烯-乙烯醇共聚体,k-pt-聚偏二氯乙烯乳液涂敷的玻璃纸。
32 什么是选择性透过膜?其性能和应用如何?
答:对气体的透过性具有选择性是塑料薄膜固有性质。空气中含有的代表性气体n2、o2、co2,对塑料薄膜的透过性是不一样的,透过性最小的是n2,然后是o2和co2,其比例是沼气产的透过性是1时,n2的透过性为1/3~1/5,co2的透过性为3~5。这个比,各种塑料薄膜间没有很大的差别。但是,在某些场合下,对某种气体透过性的要求要比上述比例大,这就是所谓气体分离膜的功能,它在食品包装上是很有用处的。
天然干酪是经过添加生菌发酵而成的,它包装在塑料口袋中会继续熟成,因而产生co2气体,使塑料袋膨胀。为消除塑料袋膨胀,希望有对co2的透过性大的薄膜。当co2透过性大时,对一般的塑料薄膜而言,o2的透过性也会变大,而对干酪是有良作用的,例如:它会引起霉菌的的繁殖,还会引起干酪中脂肪的氧化变质。我们希望用co2透过性大、而o2透过性小的包装材料来包装干酪。
又如,焙烧了的咖啡豆,同样由于会发出co2气体而使包装袋膨胀,袋内压力增加,因此在包装袋口上安装一个阀门,当内压增大时会自动打开阀门,排出co2气体。安装阀门太麻烦,如果选择一种对co2透过性大、而对其他气体透过性小的材料来包装咖啡豆,那就省事多了。
密封包装中问题最大的是生的蔬菜和水果的包装,这类内容物的细胞是活的,由于呼吸作用会产生气体和水,形成结雾,产生co2。再说,刚收获了的水果和蔬菜,还会产生乙烯气体,这种气体会促使植物过熟,产生腐败,为此,这类包装也需要有良好的气体选择性。
气体选择性透过薄膜的生产方法是同工业上的气体分离膜一样的。
(1)γ射线辐照改性法 用γ射线辐照可以改变原有塑料薄膜对气体的选择透过性,如:pvc和聚酰胺薄膜在co60的γ射线辐照下,辐照吸收剂量为0.03~0.1mgy,结果c02/o2、h2/02待选择性透过性比例下降,而o2/n2、h2/co2的透过比增加2~4倍。
(2)在薄膜中添加对特定气体有很好溶解性的物质,成为该气体的亲和性高的薄膜 例如:在三醋酸纤维素酯中添加聚乙二醇和磺化物(sulfolan)制成的薄膜,就是co2气体分离膜,它能同co2气体形成错体物。又如,把大谷石(日本大谷地方产的一种石头)粉末加热以活化后添加到树脂中去制成的薄膜,是一种多孔性的薄膜,它包装蔬菜和水果,能吸收乙烯气体,有良好的保鲜作用。
(3)利用气体扩散系数同含水率的依存关系的方法具有羟基和酰胺基(-conh-)的聚合物,气体的扩散系数同含水率的依存性特别大,也就是说,这些聚合物吸水后,气体透过性变大。而控制周围空气中的湿度,可以改变聚合物的含水率,从而改变其对气体的透过性,由此,也可以得到优良的选择透过性。表3-57是各种聚合物的水蒸气敏感性和气体透过性。
表3-57 聚合物的水蒸气敏感性和气体透过性
聚合物 条件 25℃下o2透过度/(ml·25.4μm)/(m2·24h·1.01×105mpa) 聚乙烯醇
玻璃纸(非涂布)
尼龙6
evalf
pe
聚丙烯腈
干燥下
95%r.h.
干燥
100%%r.h.
干燥
100%r.h.
干燥
100%r.h.
干燥
100%r.h.
干燥
100%r.h. 0.06
310
2
3110
18
78
0.26
31
7510
7510
1.6
1.7
(4)聚合物合金等方法 为了获得高分子材料的高性能和新的功能,对高分子合金材料的开发研究十分重要。使用合金材料可以获得薄膜的高度靠垫透过性,例如在聚碳酸酯上置换某些基团可以获得选择性,已经有人作了报告。如果在双酚a上芳香环上的四个氢被甲基取代,o2/n2的选择性就可以发生变化,这时o2的选择性透过可以增加;如果用溴来置换,则o2/n2的选择性可变化,o2的透过性减少了,选择性可变化50%。
日本吴羽化学工业株式会社生产的pvdc系单层或多层复合薄膜为主体的包装材料,一直是肠衣食品的主要包材。现在该公司在这个基础上又开发了一种叫smo casing的薄膜,这种薄膜还可用于烟熏食品的包装,有良好的烟熏性、气体阻隔性和良好的卫生性。用这种薄膜包装的食品,在高温、高湿度的烟熏条件下,可以让烟熏的成分通过包装膜进入包装袋内,而在常温常湿下,这种薄膜又能把进入里面的熏烟成分保持在里面,因为在常温、常湿下,其优良的阻隔性恢复了。
最近,在市场还出现了各种烟熏性良好的薄膜,如:热塑性共聚酯和聚酪朊等的聚酰胺,聚酰胺同离子型、改性乙烯开酸乙烯共聚物,以及改性聚烯烃。但是上述材料掺和和物组成的薄膜,哪一个的阻氧性都不理想,长期保存食品的性能还不够好。使用smo casing膜的烟熏香肠时的条件如下:熟成60℃、20min、60%r.h.(干式法),75℃、15min、100%r.h.(湿式法);然后熡熏,条件是75℃、30min、100%r.h.(湿法),75~80℃、40~50min、60%r.h.(干式法);然后冷却成产品供销售。
33 什么是可食性薄膜?什么是可食纸?其用途如何?
答:(1)可食性薄膜
一般讲来,可食性薄膜是以蛋白质和多糖类为原料。多糖类的代表性物质是糯米纸,蛋白质代表性物质是胶质原薄膜,它们在糖果及药品包装上有广泛的应用。
最近,日本林原公司开发了一种微生物发酵生成物原料,由日本大阪化学合金公司加工成薄膜和其他制品。
这种薄膜是用黑酵母中的一种母微生物对淀粉发酵分解后的生成物经干燥而成的粉末。生产薄膜的方法是把微生物发酵生成物粉末水溶液化,然后用鼓涂布法涂在导膜上,干燥后,从导膜剥离下来而成。微生物发酵生成物薄膜中的含水量在7%~10%,如干燥过度就会发脆;相反,含水量过高,薄膜发粘,很难加工;水分超过14%就会发生霉菌繁殖。作为微生物发酵生成物薄膜生产过程中使用的导膜是pet薄膜和opp薄膜,为了要使微生物发酵生成物膜能轻轻地贴合在导膜上,对导膜要电晕处理,如用纸为导膜则要在纸表面涂离型剂,否则剥离困难。微生物发酵生成物薄膜的特点是:
①无味、无嗅、无毒;
②透明性、光泽性好;
③阻气性好;
④可以混炼入颜色和香味,成为有色彩和香味的薄膜。
可食性薄膜的用途是:
①食品装饰用。使用可食性油墨、色素和香料,混炼后成膜;
②食品用粘结剂用;
③可以混在食品中,做成各种形状的食品,具有增加美观和粘性的作用;
④可食性、可溶性医药品及糖果外衣。
(2)可食纸
近年来,日本酒井理化学研究所研究成功利用废弃物为原料生产生态纸。这些废弃物有豆腐渣、茶渣、蔬菜渣、酒渣、米糠等10多种原料。选择原料价格低、含有纤维素成分多的材料来生产可食纸,其中最为理想的是豆腐渣。豆渣主要成分是蛋白质和脂肪。
到目前为止,没植物性加工食品的废弃物提取出食物纤维,再由此加工成制品的工艺过程,除了日本人外,还没有别人聚得过成功。这个工艺的关键在于发酵霉分解时ph的控制。为了解决这个问题,他们使用了各种各样的缓冲液同酵母做了大量的试验,结果找到了能够在短时间内把食物加工废弃物中的蛋白质和脂肪分解,从而得到几乎是纯的食物纤维的工艺。
作为原料的有大豆榨粕的豆渣、豆饼,做过酱油的残渣,醋渣、蔬菜渣、茶渣、酒渣等。表3-58为可食纸原料的成分。
表3-58 可食纸原料成分
 成分
原料 水分
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