高温蒸煮袋的“爆袋”问题

    高温蒸煮袋是软包装中的高端产品，为什么说高呢，有两个因素，一个是利润高，每个袋子的利润是同规格普通袋的几倍；另一个是风险高，因为变色、剥离强度降低、爆袋等造成的问题很多，轻者导致下游厂家退货丢失订单，重者要赔偿下游产品储存中内容物的一大笔费用。
    现就笔者经常遇到的爆袋问题做一个分析。
    根据拉乌尔定律，绝对空间里液体汽化的压力，由可液化物质的摩尔数决定。在常压下，每摩尔的液体完全汽化后可以给22.4L的空间一个大气压的压力，以GB/T 10004－1998《耐蒸煮复合膜、袋》为例，试验中要求在包装袋内分别装4％HAc、1％硫化钠(Na2S)、5％氯化钠(NaCl)水溶液及精制植物油，然后进行排气封口，装入反压蒸煮锅内进行试验。    我们往往认为已经很精确的控制温度，降温时有足够的反压，还是常常发现有爆袋现象。
    我们知道，考察高温蒸煮袋的蒸煮性能，主要是图案是否变色、复合是否开胶、薄膜是否褶皱，或者袋子的强度在蒸煮前后变化等，似乎是否爆袋不在考察范围内。但作为蒸煮袋的生产厂，食品厂在使用你的袋子时会考察你的蒸煮爆袋率，超过3%时判定为整体不合格。
    可以确定的是，爆袋，肯定是因为袋内的压力高于袋外。在水煮试验和TS-25C反压蒸煮的试验中也说明了同样的问题，即发生爆袋现象。那生产中为什么把蒸煮袋装入蒸煮锅内，在加热到接近100℃就听见噼啪的爆裂声呢？难道在加热时就开始爆袋了？这是什么原因呢？
    1.首先分析水煮袋
    按规定把水装入袋内，排气封口。我们仔细观察后发现，空气没有排干净。其在100℃前的加热过程：
    图中密闭的玻璃球代表封闭的袋子，可以看出，加热时水煮袋膨胀是正常的。分析其原因为：室温时装入水封口，这时袋内外压力是平衡的，在室温加热到98℃的过程中，液体水本身要膨胀，袋内空气要膨胀，这时产生的部分水蒸气也占据部分空间，导致膨胀。这时候袋内压力会增加。
为支持上述结论，我们使用北京兰德梅克的ZY-1正压测试仪和DK-98-1A水浴锅进行定性试验，在加热过程中袋内压力确实在升高，但升高的程度随着装入试样与残留空气与袋子最    大容积比例有关系，与残留的空气多少有关系。装入水与袋子比例高的，压力高；残留空气多的，压力高。袋子的爆破是这种热状态下封口部位高分子材料产生蠕变现象，不足以支持压力导致的，这种强度我们称为热爆破强度。
    为对比冷热爆破强度，我们在室温和95℃下分别用ZY-1正压测试仪检测不同温度下的爆破强度，抽查20组对比发现，热封好的袋子，室温下爆破强度与95℃差别较大，分析原因是受热时强度降低所致，这是我们生产中遇到的正常情况。如果袋子没有热封好，在常温下爆破强度就很小，属于生产中的次品，虽然没有泄漏，但是受热时更容易爆袋。
    2.蒸煮袋问题
    蒸煮袋在加热到100℃以前，同水煮袋变化是一样的。
    我们考察蒸煮袋在加热到100℃以上时，因为目前国内没有可以观察蒸煮过程的仪器，ZY-1正压测试仪的传感器又无法深入TS-25C反压蒸煮锅内，我们只能推测，在蒸煮锅内，加热超过100℃时，袋内压力永远高于袋外压力（这种推测目前无事实支持，我们正在研制一种带有透明观察窗的蒸煮锅，以期解决这种问题）。
    3.爆袋能否避免呢？
    爆袋是袋内压力高于袋外，那么有没有办法避免这种情况呢？从水煮过程我们了解到，袋内压力高时环境压力不变才形成压差爆袋，如果让环境变化同步能不能避免呢。我们    把TS-25C反压蒸煮锅的排气关闭，从试样放进去开始就形成一个封闭的环境，设定115℃蒸煮（因为保险阀关系，不能设置更高），共试验30个蒸煮袋，未见爆袋。可以想象，这样相当于从加热开始就给袋子施加一个外压，使内外压力平衡，所以没有爆袋。
    4.结论：
    1、高温蒸煮袋的蒸煮爆袋问题其实是袋子的热爆破强度问题，一般是由于热封处受损而引起。
    2、如果提前给蒸煮袋加一个外压，并且在加热过程中始终保持这种相对外压，应该不会发生爆袋，但是对锅体要求耐压高，如135℃，要求正常工作耐压从2.2kg升高到3.2kg。
这样看来，爆袋与试验方式有关，也与生产方式有关，改进高温杀菌工艺对减少爆袋有重要意义。本文藉此抛砖引玉，期望能为食品包装的进一步完善提供帮助。