冷凍食品包装の技術要件

冷凍食品とは、適格な食品原材料を適切に処理し、-30℃で冷凍し、包装後-18℃以下で保管・流通させた食品を指します。全工程で低温コールドチェーンストレージを使用しているため、冷凍食品は賞味期限が長く、腐敗しにくく、食べやすいという特徴がありますが、同時に包装材料に対するより大きな課題とより高い要求も課せられています。

冷凍食品包装 (1)
冷凍食品包装 (3)

一般的な冷凍食品の包装材

現時点で一般的なのは、冷凍食品包装袋市場では主に次の材料構造が採用されています。

1.ペット/PE

この構造は急速冷凍食品の包装に比較的一般的で、防湿性、耐寒性、低温ヒートシール性能が良好で、コストが比較的低いです。

2. BOPP/PE、BOPP/CPP

このタイプの構造は、防湿性、耐寒性があり、低温ヒートシールのための高い引張強度を備えているため、比較的コスト効率が高くなります。その中で、BOPP / PE構造の包装袋はPET / PE構造よりも優れた外観と感触を備えており、製品のグレードを向上させることができます。

3. PET/VMPET/CPE、BOPP/VMPET/CPE

アルミコーティングが施されているため、表面の印刷は美しくなりますが、低温ヒートシール性がやや悪く、コストも比較的高いため、使用率は比較的低くなります。

4. ニューヨーク/PE、ペット/ニューヨーク/LLDPE、ペット/ニューヨーク/AL/PE、ニューヨーク/PE
このタイプのパッケージは凍結や衝撃に強い構造です。 NY層の存在により耐突刺性は良好ですが、コストが比較的高くなります。通常、角のある製品や重量のある製品の梱包に使用されます。
また、野菜や冷凍食品の外装袋としてよく使われるPE袋もあります。

Iその他、野菜などによく使われる簡易PE袋や冷凍食品の簡易包装袋などもあります。

包装袋に加えて、一部の冷凍食品はプラスチックトレイを使用する必要があります。最も一般的に使用されるトレイの素材はPPで、食品グレードのPPの衛生状態は良好で、-30℃の低温で使用でき、PETやその他の素材もあります。一般的な輸送用包装としての段ボール箱は、その耐衝撃性、耐圧性、コスト面での利点が冷凍食品の輸送用包装要素の最初に考慮されます。

冷凍食品包装 (2)
真空包装

2 つの大きな問題を無視することはできません

1.食品の乾燥消費、凍結燃焼現象

冷凍保存すると微生物の増殖と繁殖が大幅に制限され、食品の腐敗や腐敗の速度が減少します。ただし、特定の冷凍保存プロセスでは、冷凍時間が延長されると、食品の乾燥と酸化現象もより深刻になります。

冷凍庫内には、食品表面>周囲空気>冷却器という温度と水蒸気分圧の分布が存在します。これは、食品の表面の熱が周囲の空気に伝わり、食品自体の温度がさらに低下するためです。一方、食品の表面と周囲の空気との間の水蒸気の差圧は、食品表面の水や氷の結晶の空気中への蒸発と昇華を促進する可能性があります。

この時点で、より多くの水蒸気を含む空気は熱を吸収し、密度が減少し、冷凍庫の上の空気に向かって移動します。冷却器を通過する際、冷却器の温度が非常に低いため、その温度での飽和水圧も非常に低くなります。空気が冷却されると、水蒸気がクーラーの表面に触れて凝縮して霜になり、冷却された空気の密度が増加して沈み、再び食品と接触します。この過程が繰り返されて循環し、食品の表面の水分が失われ続け、重量が減少していきます。この現象は「空消費」と呼ばれます。

 

継続的な乾燥現象の過程で、食品の表面は徐々に多孔質組織になり、酸素との接触面積が増加し、食品の脂肪や色素の酸化が促進され、表面の褐変やタンパク質の変性が引き起こされます。この現象は「凍結燃焼」として知られています。

上記の現象の根本的な原因は、空気中の水蒸気の移動と酸素の酸化反応であるため、冷凍食品の内包装に使用されるプラスチック包装材には、優れた水蒸気バリア性と酸素バリア性が求められます。冷凍食品と外界を隔てる壁。

2. 冷凍保管環境が包装材料の機械的強度に及ぼす影響

周知のとおり、プラスチックは低温に長時間さらされると脆くなり、割れやすくなり、物性が急激に低下します。これは耐寒性が低いというプラスチック素材の弱点を反映しています。通常、プラスチックの耐寒性は脆化温度で表されます。温度が低下すると、プラスチックは脆くなり、ポリマー分子鎖の活性が低下するため破損しやすくなります。規定の衝撃強さではプラスチックの50%が脆性破壊を起こし、この温度が脆性温度となり、プラスチック材料が通常使用できる温度の下限となります。冷凍食品の包装材の耐寒性が低いと、その後の輸送や積み下ろしの際に、冷凍食品の鋭い突起により容易に包装に穴が開き、漏れの問題が発生したり、食品の腐敗が促進されたりすることがあります。

ソリューション

上記の 2 つの大きな問題の発生頻度を最小限に抑え、冷凍食品の安全性を確保するには、次の点を考慮することができます。

1. 高バリア性、高強度の内包材を選択する

包装材料にはさまざまな特性を持つさまざまな種類があります。さまざまな包装材料の物性を理解することによってのみ、冷凍食品の保護要件に基づいて合理的な材料を選択することができ、食品の風味と品質を維持し、製品の価値を反映することができます。

現在のところ、プラスチック製の軟包装冷凍食品の分野で使用される冷凍食品は、主に次の 3 つのカテゴリに分類されます。

最初のタイプは単層です包装袋PE袋など、バリア効果が比較的低く、一般的に用途に使用されます。野菜の包装、など。

2つ目は複合軟質プラスチック包装袋で、OPP/LLDPE、NY/LLDPEなどの2層以上のプラスチックフィルム素材を接着剤で貼り合わせたもので、比較的耐湿性、耐寒性、耐突刺性に優れています。 ;

3番目のタイプは、多層共押出軟質プラスチック包装袋で、PA、PE、PP、PET、EVOHなどのさまざまな機能性原料を溶融して押出し、メインダイスでマージします。それらは一緒に吹き飛ばされ、膨張し、冷却されます。このタイプの材料は接着剤を使用せず、無公害、高バリア性、高強度、高温および低温に対する耐性を備えています。

データによると、先進国および地域では第 3 タイプの包装の使用が冷凍食品包装全体の約 40% を占めていますが、中国では約 6% にすぎず、さらなる促進が必要です。

技術の進歩に伴い新素材も次々と登場しており、食用包装フィルムはその代表の一つです。生分解性の多糖類、タンパク質、脂質などを基質とし、天然の可食物質を原料とし、分子間相互作用により、包装、浸漬、コーティング、噴霧などにより冷凍食品の表面に保護膜を形成し、水分の移動や水分の移動を制御します。酸素透過性。このフィルムは明らかな耐水性と強力な耐ガス透過性を備えています。最も重要なことは、冷凍食品と一緒に汚染なく摂取でき、幅広い応用の可能性があることです。

冷凍食品の包装

2. 内装材の耐寒性、機械的強度の向上

方法 1:合理的な複合材料または共押出原材料を選択してください。

ナイロン、LLDPE、EVAはいずれも耐低温性、耐引裂性、耐衝撃性に優れています。このような原材料を複合押出または共押出プロセスに添加すると、包装材料の防水性、ガスバリア性、および機械的強度を効果的に向上させることができます。

方法 2:可塑剤の割合を適切に増やしてください。

可塑剤は主にポリマー分子間の二次結合を弱めるために使用され、それによってポリマー分子鎖の可動性が増し、結晶化度が低下します。これは、ポリマーの硬度、弾性率、脆性温度の低下、および伸びと柔軟性の増加によって明らかです。

真空バッグ

包装検査の強化

冷凍食品にとってパッケージは非常に重要です。そのため、国はSN/T0715-1997「輸出用冷凍食品の輸送包装に関する検査規則」などの関連規格や規制を制定しています。包装材料の性能に対する最低要件を設定することで、包装原料の供給、包装技術、包装効果に至るまでの全プロセスの品質を保証します。この点で、企業は、3室一体型ブロック構造の酸素・水蒸気透過性試験機、インテリジェント電子引張試験機、段ボール圧縮機などの試験機器を備えた総合的な包装品質管理実験室を設立し、一連の試験試験を実施する必要があります。冷凍包装材料には、バリア性能、圧縮性能、耐穿刺性、耐引裂性、耐衝撃性が含まれます。

要約すると、冷凍食品の包装材料は、その適用プロセスにおいて多くの新たな需要と問題に直面しています。これらの問題を研究し解決することは、冷凍食品の保管と輸送の品質を向上させるのに非常に役立ちます。さらに、包装検査プロセスの改善とさまざまな包装材料をテストするためのデータシステムの確立は、将来の材料選択と品質管理のための研究基盤も提供します。

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投稿日時: 2023 年 9 月 27 日