无菌纸基包装概述

    无菌包装是一种高科技食品保存方法，是指被包装的食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌条件下，在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术，以达到食品不添加防腐剂，不经冷藏，就得到较长货架寿命（在常温下可以保持一年至一年半不变质）的目的，大大节省了能源和设备。

    目前，在市场上，无菌包装食品（特别是无菌小包装）占有越来越多的市场份额。无菌包装之所以越来越受到消费者的喜爱，主要是由其特点决定的，无菌包装可采用最适宜的灭菌方法（如HTST法、UHT法等）对包装内容物进行杀菌，使色泽、风味、质构和营养成分等食品品质少受损失。由于包装容器和食品分别进行杀菌处理，所以不管容器容量大小如何，都能得到品质稳定的产品，甚至还能生产大型包装食品。再者，与包装后杀菌相比，食品与容器之间不易发生包装材料成分向食品溶渗减少，有利于实现食品的原汁原味。由于容器表面杀菌技术较易，且与内容物杀菌无关，故包装材料的耐热性要求不高，强度要求也没有那么严格，使杀菌更易实现，适合于进行自动化连续生产，既省人工又节能。

    常温饮料盒通常为砖形，因这部分饮料盒大都由利乐公司生产提供，所以人们习惯称为“利乐包”。“利乐包”最主要的材料是纸板，纸板由原生的长纤维制成。这些纤维有些经过漂白，有此未经过漂白，为了增加厚度和挺度，纸板中通常添加部分化学热磨浆（CTMP）。为使纸板表面光滑便于印刷，纸板的外面还有一层薄涂层。利乐包由纸板，聚乙烯塑料和铝箔等六层材料复合而成，其中纸类占73%、塑料占25%、铝占5%、印刷油墨和涂料占2%。其中的纸板全部来自欧美地区的可持续再生森林资源，其主要的供应商有，国际纸业、斯道拉恩索、维实伟克等跨国造纸公司。

    无菌纸基复合包装结构与优点

    无菌纸基包装的材料是铝箔／纸／塑复合的材料，市场上主要有瑞典的利乐公司（Tetropark公司）、德国的PKL公司和SIG康美包的产品。其中纸板是结构材料，其纸浆的成分配比和性能为专有技术，且和其独特的包装机相配套。铝箔则是阻隔材料，一般厚度为6μ，且必须保证无气孔和受损。聚乙烯则是与食品接触的内层材料，并且是热封材料。沙林树脂可防止高酸性饮料对铝箔浸蚀。

    1.无菌砖。无菌砖是由纸、铝及塑料复合层压加工而成，厚约0.35mm，典型结构为──利乐包：PE／纸板／粘合层／AL／PE／PE；康美包：PE／白纸板／AL／粘合层／PE。内层起热封和包容食品作用，铝箔提供了最好的阻氧、阻水及避光性，粘结层使铝箔与纸板之间相连结，纸板提供了刚性挺度及印刷性，外层的PE保护油墨及纸板。

    2.无菌枕。无菌枕也是多层纸、铝、塑复合材料，与砖包接近，但是纸板材料不同。其结构为：PE／纸／粘合层／AL／粘合层／PE。纸张为印刷层，可柔印也可胶印，具有良好的阻隔性、避光性。

    3.无菌包装的优点。

    （1）无菌包装的主要优点是在保证无菌的条件下能最大限度地保留食品中原有的营养成分和风味，减少损失。

    （2）无菌包装的包装成本比较低，储存运输方便（包装物中重量仅占食品重量的5%～10%）。

    （3）外表美观，易受商家及消费者欢迎。

    （4）增加消费者的感官享受，增加美感，刺激消费者的购买欲望。

    （5）价格合理，使消费者花钱买到的主要是食品而不是包装物。

    无菌包装设备及包材的质量评价

    1.目前国际上并无统一的标准，但得到普遍公认的评价标准是：

    （1）外观质量；

    （2）安全性能；

    （3）连续工作稳定性；

    （4）零部件的标准化和可互换性；

    （5）杀菌能力；

    （6）售后服务；

    （7）对环境的影响。

    2.关于杀菌能力。

    （1）德国JRENHIL公司提出了以下建议－卫生等级定义：为避免由各种二次污染源带来的再污染而采取的技术措施费用决定了四种卫生等级的定义。

    a.“普通级”：带有基本的技术装备。

    b.“卫生级”：带有附加的卫生装备，灌装区引入无菌空气。

    c.“超级级”：排除植物型细菌，测试菌种为尼日尔霉菌（用于PH＜4.5或aW＜0.95的产品的杀菌。

    d.“无菌级”：排除任何微生物包括细菌孢子，测试菌种为枯草芽孢杆菌（也用于PH＜4.5或aW＜0.95的产品的杀菌）。

    所谓排除是指总的杀菌失败比例限制在规定范围之内。我们在制定国家标准时参照以上要求制定了以下标准：液体食品包装设备可分为──

    （1）“普通包装设备”：带有基本的技术装备，符合被包装液体食品的卫生标准，用于调味品、碳酸饮料、低度酒等的包装，常温下运输和贮存。

    （2）“保鲜包装设备”：带有附加的卫生装备限制二次污染，用于冷藏液体食品的包装。

    （3）“热灌装设备”：在83℃～95℃条件下进行灌装，杀灭包装物及顶盖上的微生物，符合商业无菌的条件，用于茶饮料、低营养液体食品的包装。常温下运输和贮存。

    （4）“无菌包装设备”：排除任何微生物，包括细菌孢子，符合商业无菌的条件，常温下运输和贮存。

    无菌包装设备及包材的质量控制

    1.为加强对无菌包装设备及包材的质量控制，几年来已陆续制定出相应的国家标准。

    GB18192－2000液体食品无菌包装用纸基复合材料.GB18454－2001液体食品无菌包装用复合袋.GB－18706－2002液体食品保鲜包装用纸基复合材料（屋顶包）.GB／T19063液体食品包装设备验收规范液体食品包装用复合膜、袋UHT设备验收规范。

    2.几点说明。

    （1）国家标准只规定了设备或包材质量的基本要求，各企业应提高一步，以期增加市场竞争力，服务于用户企业。

    （2）无菌包装是一个系统工程，设备和包材质量是其中重要的环节，但不是全部。用户最终产品的质量还取决于原料品质、生产条件、生产管理和上下游厂家的合作等环节。

    纸基复合包装材料的性能与特点的控制

    纸铝塑复合薄膜由牛皮纸、铝箔和PE组成，对水汽及气体有较强的阻隔性能，能阻止内容物的潮解和变质失效，可以延长内容物的保质期，同时印刷性较好，外观精美；具有良好的机械适应性及挺度，适用于高速包装机；可降解，有利于环保。

    1.透气性。不同包装物对材料的透气性要求不同。在食品行业来看，最重要的阻隔性是氧气透性，高阻隔材料主要用在牛奶、保鲜膜、特殊的药品等包装。

    纸铝塑复合材料的透氧率跟铝箔的性能有直接的关系。

    主要是由铝箔的厚度、针孔数以及表面清洁度等决定。随着铝箔厚度的增加，其对氧气、水蒸气、光线等的透过率逐步降低，相应地，其阻隔性能也就越高（在复合软包装中所使用的铝箔的厚度通常在7μm～9μm之间）；铝箔的针孔数应尽可能性地少，孔径也应当尽可能地小；如果铝箔的表面清洁度比较差，残留有油污，则复合强度相对来说也就比较差。

    2.摩擦系数。软塑包装材料摩擦系数的测试可以控制和调节包装袋的开口性，包装机的包装速度等生产质量工艺指标。

    作为一种新型的食品、药品复合包装材料，将纸铝塑复合薄膜的纸面作为外袋可取得较好的外观效果。且在复合软包装行业一般要求内袋动静摩擦系数小于0.3，包层的摩擦系数控制在0.3～0.5之间。故而我们现在能解释为什么一般将塑面作为内袋。

    3.热封强度。封面强度对包装材料来讲是一个重要性能指标，任何一种软包装材料都要做成包装袋来包装各种商品，包括商品都要热封或粘接来封口，达到包装目的。封口要有一定的强度才能够承受一定重量的内装物的压力，保证商品在流通过程中不开裂。

    热封强度的公式：B＝材料所受力的峰值F（N）／试样的宽度b（cm）

    在材料的应用中不能单纯考虑某一项性能，必须考虑各项性能与生产效率、使用场合的优化，使其综合使用性能达到最优。

    4.溶剂残留量。复合包装的溶剂残留一般产生于油墨、溶剂及生产工艺过程，常用的溶剂有甲苯、丁酮、乙酸乙酯等。

    GB9683《复合食品包装袋卫生标准》对胶粘剂中的微量有害物质，如二胺基甲苯进行控制，但并未对溶剂残留提出要求；GB9685《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》中，规定了添加剂、溶剂、胶粘剂等17个大类、58种具体物质的名称和最高使用量；GB10004《耐蒸煮复合膜、袋》中规定了溶剂残留总量≤10mg／m2；GB10005《双向拉伸聚丙烯／低密度聚乙烯复合膜、袋》中规定溶剂残留总量≤10mg／m2。其中苯类残留≤3mg／m2。

    美国以及欧盟都在相关法律中明确规定了用于食品或药品包装的粘合剂和油墨类型，并规定了其使用的限制范围。实际上，出于环保方面的考虑，国际上一般对商品包装规定了溶剂残留的限度，并标明某种溶剂的残留量。此外，BS6455－1984软性包装材料中溶剂残留成分监测方法，F1884－98包装材料内残余溶剂检测试验方法等规定了具体的溶剂残留量的测定方法。