การขึ้นรูปด้วยความร้อนสำหรับบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ซอส | Utien Pack

การขึ้นรูปบรรจุภัณฑ์ด้วยความร้อนสำหรับผลิตภัณฑ์ซอสคืออะไร?

การขึ้นรูปบรรจุภัณฑ์ด้วยความร้อนสำหรับผลิตภัณฑ์ซอสเป็นกระบวนการหนึ่ง โซลูชันบรรจุภัณฑ์แบบม้วน โดยหลักแล้วจะใช้กับการบรรจุภัณฑ์แบบควบคุมบรรยากาศ (MAP) สำหรับอาหารเหลวและกึ่งเหลว เช่น ซอสถั่วเหลือง เครื่องปรุงรสที่มีส่วนผสมของน้ำ ซอสมะเขือเทศ เนย และเครื่องปรุงรสอื่นๆ เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์แบบเทอร์โมฟอร์มจะเปลี่ยนฟิล์มพลาสติกแบนให้เป็นบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทด้วยกระบวนการให้ความร้อน การขึ้นรูป การปิดผนึก และการตัดอย่างต่อเนื่อง โดยมีรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนด ปริมาตรช่องว่างเหนือของเหลวที่ควบคุมได้ และประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เสถียร

แตกต่างจากภาชนะสำเร็จรูปหรือถุงแบบยืดหยุ่น การขึ้นรูปด้วยความร้อนจะสร้างบรรจุภัณฑ์ในสายการผลิตจากฟิล์มม้วน ดังนั้น รูปทรงของบรรจุภัณฑ์ การกระจายตัวของวัสดุ และพฤติกรรมการปิดผนึกจึงถูกออกแบบเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการบรรจุภัณฑ์เอง สำหรับผลิตภัณฑ์ซอส ซึ่งมีการเคลื่อนไหวภายใน การเปลี่ยนแปลงความดัน และความไวต่ออุณหภูมิอย่างต่อเนื่องหลังจากปิดผนึกแล้ว การควบคุมในระดับกระบวนการนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ในกระบวนการผลิตซอสในระดับอุตสาหกรรม การขึ้นรูปด้วยความร้อนไม่ใช่กระบวนการบรรจุ การจ่ายผลิตภัณฑ์จะดำเนินการโดยระบบจ่ายผลิตภัณฑ์ต้นทางหรือระบบจ่ายผลิตภัณฑ์ภายนอก ในขณะที่เครื่องขึ้นรูปด้วยความร้อนจะเน้นไปที่การขึ้นรูปช่องว่าง การปิดผนึกแบบ MAP และความสม่ำเสมอของโครงสร้าง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความคงทนของบรรจุภัณฑ์ในระยะยาว

ความท้าทายด้านบรรจุภัณฑ์ในผลิตภัณฑ์ซอสและเครื่องปรุงรส

ผลิตภัณฑ์ซอสและเครื่องปรุงรสมีปฏิสัมพันธ์กับบรรจุภัณฑ์แตกต่างจากอาหารแข็ง หลังจากปิดผนึกแล้ว ของเหลวและของเหลวกึ่งแข็งจะยังคงกระจายมวลอย่างต่อเนื่องตามแรงโน้มถ่วง การสั่นสะเทือน และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การเคลื่อนไหวภายในอย่างต่อเนื่องนี้ก่อให้เกิดแรงเค้นทางกลอย่างต่อเนื่องบนผนังบรรจุภัณฑ์ มุม และรอยต่อของการปิดผนึก

ของเหลวที่มีความหนืดต่ำ เช่น ซอสถั่วเหลืองหรือซอสที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก จะตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือนอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดแรงดันแบบไดนามิกในระหว่างการขนส่ง ส่วนซอสที่มีความหนืดสูง เช่น ซอสมะเขือเทศ จะเคลื่อนที่ช้ากว่า แต่จะออกแรงดันอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะการวางซ้อนบนพาเลท ผลิตภัณฑ์ที่มีไขมันเป็นส่วนประกอบหลัก เช่น เนย จะมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเนื่องจากพฤติกรรมของเฟสขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ซึ่งการอ่อนตัวหรือการแข็งตัวจะเปลี่ยนแปลงลักษณะแรงดันภายใน

ในสภาพแวดล้อมการผลิตทางอุตสาหกรรม ความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของซีลกลายเป็นปัญหาสำคัญ การหยด การกระเด็น หรือการรั่วไหลของผลิตภัณฑ์จากระบบจ่ายสารต้นทางอาจรบกวนบริเวณซีลได้ งานวิจัยเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์อาหารที่ปิดผนึกด้วยความร้อนแสดงให้เห็นว่า ความล้มเหลวของซีลในระยะยาวมีความสัมพันธ์อย่างมากกับความเครียดทางกลสะสมและการปฏิสัมพันธ์ของวัสดุ มากกว่าความแข็งแรงของซีลเริ่มต้นเพียงอย่างเดียว (Ilhan & Dogan, 2021)

ด้วยเหตุผลเหล่านี้, บรรจุภัณฑ์ซอส ประสิทธิภาพต้องได้รับการประเมินครอบคลุมทุกด้าน ตั้งแต่การลำเลียง การบรรจุกล่อง การเรียงซ้อนพาเลท การสั่นสะเทือนระหว่างการขนส่ง และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ไม่ใช่เพียงแค่ที่สถานีปิดผนึกเท่านั้น

กระบวนการทำงานของบรรจุภัณฑ์ MAP แบบเทอร์โมฟอร์มมิ่งสำหรับซอส

เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์แบบเทอร์โมฟอร์มมิ่งทำงานผ่านกระบวนการที่ประสานกันและทำซ้ำได้ โดยเน้นที่การขึ้นรูปฟิล์ม การปิดผนึก MAP และการตัด ในขณะที่การจ่ายผลิตภัณฑ์จะดำเนินการจากภายนอก

1. การป้อนฟิล์มด้านล่างและการให้ความร้อน

ฟิล์มชั้นล่างแบบหลายชั้น ซึ่งโดยทั่วไปเป็นโครงสร้างที่ขึ้นรูปด้วยการอัดรีดร่วมของ PE/PA จะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องขึ้นรูปด้วยความร้อนและให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการขึ้นรูปที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ ในขั้นตอนนี้ ฟิล์มจะอ่อนตัวลงในขณะที่ยังคงความแข็งแรงเชิงกลที่เพียงพอ การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำส่งผลโดยตรงต่อพฤติกรรมการยืดตัวของฟิล์มและการกระจายความหนาขั้นสุดท้าย

2. การขึ้นรูป

ฟิล์มที่ถูกทำให้ร้อนจะถูกขึ้นรูปเป็นโพรงโดยใช้สุญญากาศ แรงดัน หรือวิธีการขึ้นรูปผสมผสาน ในระหว่างการขึ้นรูป ความหนาของวัสดุจะถูกกระจายใหม่ทั่วทั้งโพรง บริเวณที่มีความเค้นสูง เช่น มุม ผนังด้านข้าง และบริเวณรอยต่อ จะได้รับการเสริมความแข็งแรงผ่านอัตราส่วนการยืดที่ควบคุมได้ การกระจายความหนาที่ควบคุมได้ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเสียรูปและความล้าทางกลภายใต้แรงดันภายในที่คงที่ได้อย่างมีนัยสำคัญ (Benito-González et al., 2020)

3. การปิดผนึก MAP

หลังจากเติมผลิตภัณฑ์ลงในบรรจุภัณฑ์แล้ว บรรจุภัณฑ์จะเข้าสู่สถานีปิดผนึก ซึ่งจะมีการปิดฟิล์มด้านบนและปิดผนึกภายใต้สภาวะบรรยากาศดัดแปลง การไล่ก๊าซจะแทนที่อากาศโดยรอบด้วยส่วนผสมของก๊าซที่ควบคุมได้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดการเกิดออกซิเดชันและรักษาเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์

ความสมบูรณ์ของการปิดผนึกและการกักเก็บก๊าซขึ้นอยู่กับรูปทรงของโพรงที่คงที่ ปริมาตรของช่องว่างเหนือของเหลวที่คาดการณ์ได้ และพารามิเตอร์การปิดผนึกที่ทำซ้ำได้ มากกว่าองค์ประกอบของก๊าซเพียงอย่างเดียว (Kotsianis et al., 2002; Ilhan & Dogan, 2021)

4. การตัดและการปล่อย

บรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกแล้วจะถูกตัดให้ได้ขนาดที่ต้องการ และวัสดุส่วนเกินจะถูกรวบรวมเพื่อนำไปรีไซเคิล บรรจุภัณฑ์ที่ได้จะมีรูปทรงที่สม่ำเสมอ ซึ่งเอื้อต่อการตรวจสอบอัตโนมัติ บรรจุภัณฑ์รอง และโลจิสติกส์ขั้นต่อไป

เหตุใดการขึ้นรูปด้วยความร้อนร่วมกับการบรรจุแบบดัดแปลงบรรยากาศจึงมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษสำหรับการบรรจุซอส

1. การควบคุมโครงสร้างเพื่อศึกษาพฤติกรรมของของเหลวภายใน

ช่องว่างที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนช่วยให้ได้รูปทรงที่กำหนดไว้ ซึ่งจำกัดการเคลื่อนไหวของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สามารถควบคุมได้หลังจากการปิดผนึก แตกต่างจากถุงแบบยืดหยุ่นที่รูปทรงของบรรจุภัณฑ์จะยุบตัวลงตามผลิตภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนจะคงรูปทรงและกระจายแรงดันภายในได้สม่ำเสมอกว่า ซึ่งจะช่วยลดการกระจุกตัวของความเค้นบริเวณรอยต่อการปิดผนึกในระหว่างการขนส่งและการวางซ้อน

2. การควบคุมการกระจายความหนาของวัสดุ

การขึ้นรูปด้วยความร้อนเป็นการกระจายวัสดุใหม่แทนที่จะเป็นการขึ้นรูปเพียงอย่างเดียว ความหนาที่เสริมแรงในบริเวณที่มีแรงกดสูงช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการโป่ง การเสียรูป และความล้าของซีล ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับซอสที่ต้องผ่านวงจรการกระจายสินค้าที่ยาวนานและการรับแรงทางกลซ้ำๆ (Benito-González et al., 2020)

3. พื้นที่ว่างเหนือของเหลวที่คาดการณ์ได้เพื่อความเสถียรของ MAP

เนื่องจากปริมาตรของช่องว่างถูกกำหนดด้วยกลไก ทำให้พื้นที่ว่างเหนือของเหลวคงที่ในทุกบรรจุภัณฑ์ ความสามารถในการคาดการณ์นี้ช่วยรักษาเสถียรภาพขององค์ประกอบก๊าซภายในและพฤติกรรมความดัน ปรับปรุงประสิทธิภาพของ MAP และลดความแปรปรวนระหว่างบรรจุภัณฑ์ (Buntinx et al., 2014)

4. ความเสถียรของการปิดผนึกภายใต้ระบบอัตโนมัติความเร็วสูง

กระบวนการขึ้นรูปและการปิดผนึก MAP เกิดขึ้นภายในช่วงเวลาที่กำหนดและรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องจักรที่คงที่ ซึ่งช่วยลดความแปรปรวนที่เกิดจากระบบการจ่ายสารต้นทางและลดความเสี่ยงของการเคลื่อนตัวของผลิตภัณฑ์เข้าไปในบริเวณการปิดผนึก ทำให้มั่นใจได้ถึงการกักเก็บก๊าซและประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เชื่อถือได้ในระยะยาว

โซลูชันการขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบ MAP สำหรับซอสประเภทต่างๆ

1. ของเหลวที่มีความหนืดต่ำ

ของเหลวที่มีความหนืดต่ำไหลได้ง่ายและตอบสนองต่อการสั่นสะเทือนและการจัดการได้อย่างรวดเร็ว ในระหว่างการขนส่ง การกระฉอกของของเหลวจะสร้างแรงดันไดนามิกที่กระทำต่อผนังและซีลของบรรจุภัณฑ์ซ้ำๆ การขึ้นรูปด้วยความร้อนช่วยจำกัดพฤติกรรมนี้โดยการสร้างรูปทรงช่องว่างที่คงที่ ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนไหวอิสระและกระจายแรงดันอย่างสม่ำเสมอ ลดความเสี่ยงของการรั่วซึมเล็กน้อยในระหว่างการขนส่ง

2. ซอสที่มีความหนืดสูง

ซอสที่มีความหนืดสูงจะเคลื่อนที่ช้า แต่จะคงแรงดันไว้ได้นาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะการวางซ้อนกัน การขึ้นรูปด้วยความร้อนช่วยให้สามารถสร้างโพรงที่ลึกกว่า โดยมีมุมผนังที่ควบคุมได้ ซึ่งจะช่วยรักษาเสถียรภาพการกระจายมวลและต้านทานการเสียรูปในระยะยาว รูปทรงของโพรงที่คงที่ยังช่วยให้การปิดผนึกแบบ MAP สะอาดขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูงอีกด้วย

3. ผลิตภัณฑ์จากไขมัน

เนยและผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและพฤติกรรมของเฟส การขึ้นรูปด้วยความร้อนช่วยให้สามารถออกแบบช่องว่างภายในบรรจุภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำและรักษาเสถียรภาพของสภาวะการปิดผนึกแบบ MAP ซึ่งช่วยรักษารูปทรง ลักษณะ และความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์ตลอดการขนส่งแบบควบคุมอุณหภูมิหรือการกระจายสินค้าที่อุณหภูมิห้อง รูปแบบหลายช่องยังช่วยให้สามารถบรรจุภัณฑ์แบบแบ่งส่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่สม่ำเสมอ

ระบบอัตโนมัติ สุขอนามัย และประสิทธิภาพการผลิต

เครื่องบรรจุภัณฑ์ MAP แบบเทอร์โมฟอร์มมิ่งสามารถผสานรวมเข้ากับสายการผลิตซอสอัตโนมัติได้อย่างราบรื่น ตำแหน่งช่องบรรจุที่คงที่ช่วยให้การจัดวางปริมาณในขั้นตอนต้นน้ำมีความแม่นยำ รูปทรงที่สม่ำเสมอช่วยให้สามารถตรวจสอบได้ในระหว่างสายการผลิต และการลดการจัดการภาชนะที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าช่วยลดความซับซ้อนในการจัดการด้านสุขอนามัย บรรจุภัณฑ์แบบม้วนยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรและลดความซับซ้อนด้านโลจิสติกส์อีกด้วย

ด้วยการควบคุมความแปรปรวนในขั้นตอนการขึ้นรูปและการปิดผนึก MAP การขึ้นรูปด้วยความร้อนจึงช่วยให้การดำเนินงานมีเสถียรภาพและยาวนานในกระบวนการผลิตซอสปริมาณมาก สภาพแวดล้อมการผลิต.

สรุป

การขึ้นรูปด้วยความร้อนสำหรับบรรจุภัณฑ์ซอส เมื่อผนวกกับบรรจุภัณฑ์แบบควบคุมบรรยากาศ จะเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์ของเหลวและกึ่งของเหลวจากกระบวนการกักเก็บแบบตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลง ไปเป็นกระบวนการควบคุมโครงสร้างและการปิดผนึกอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการผสานการออกแบบช่องว่าง คุณสมบัติของวัสดุ และความเสถียรของการปิดผนึกแบบ MAP เข้าไว้ในระบบเดียวกัน การขึ้นรูปด้วยความร้อนจึงให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สำหรับซอสที่มีความหนืดและความไวต่ออุณหภูมิแตกต่างกัน

สำหรับผู้ผลิตซอสที่ดำเนินงานในระดับอุตสาหกรรม บรรจุภัณฑ์ MAP แบบเทอร์โมฟอร์มมิ่งเป็นโซลูชันที่ขับเคลื่อนด้วยวิศวกรรมซึ่งมุ่งเน้นไปที่โครงสร้าง ความสมบูรณ์ของซีล และความเสถียรในระยะยาว ไม่ใช่การมุ่งเน้นที่ปริมาณผลิตภัณฑ์

อ้างอิง:

1. Ilhan, F. และ Dogan, M. (2021). ความสมบูรณ์ของซีลบรรจุภัณฑ์อาหารที่ปิดผนึกด้วยความร้อน: บทวิจารณ์. บรรจุภัณฑ์อาหารและอายุการเก็บรักษา, 28, 100676.
https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2021.100676

2. Benito-González, I., Martín, M., & Villalobos, R. (2020). ประสิทธิภาพเชิงกลและคุณสมบัติกั้นของฟิล์มหลายชั้นขึ้นรูปด้วยความร้อนสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร Polymers, 12(6), 1327.
https://doi.org/10.3390/polym12061327

3. Buntinx, M., Willems, G., Knockaert, G., Adons, D., Yperman, J., Carleer, R., & Peeters, R. (2014). การประเมินความหนาและอัตราการส่งผ่านออกซิเจนก่อนและหลังการขึ้นรูปด้วยความร้อน Polymers, 6(12), 3019–3043.
https://doi.org/10.3390/polym6123019

4. Kotsianis, IS, Giannou, V., Tzia, C., & Taoukis, PS (2002). การผลิตและบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์อาหารโดยใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์บรรยากาศดัดแปลง แนวโน้มวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอาหาร 13(9–10), 319–324.
https://doi.org/10.1016/S0924-2244(02)00158-5

ประกาศลิขสิทธิ์: บทความนี้เป็นผลงานต้นฉบับของ Utien Pack และมีวัตถุประสงค์เพื่อการสื่อสารทางเทคนิคและการเรียนรู้เท่านั้น ห้ามทำซ้ำหรือนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์โดยไม่ได้รับอนุญาตอย่างเด็ดขาด หากต้องการอ้างอิงหรือใช้งานเนื้อหานี้ โปรดระบุแหล่งที่มาและติดต่อเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของเรา (https://www.utien.com) เพื่อขออนุญาต