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PVA高阻隔水性涂布液在奶膜上的应用发展

根据荷兰合作银行上海分行的农业和食品业资深战略研究员统计说:当前国际乳业市场增长不到2%,而中国乳业则以两位数的惊人速度在增长,未来的十年,中国各乳制品的年增长率分别为:液态奶20%、奶酪18%、脱脂奶粉15%、全脂奶粉及黄油10%、其他乳制品8%。

    据国家统计局统计,2001年全国乳制品行业的平均销售收入利润率为6.3%,2002年为6.8%,2003年为6.1%,2004年为5.4%。其中2004年销售量前10位的企业的平均销售收入利润率仅为4.9%,低于行业平均水平。有关人士透露,今后十年中国乳制品企业的销售收入利润率将进一步降低,甚至有降至冰点的可能。

    又据报道,内蒙古伊利集团公司今年第一季度主营业务收入达32.54亿元,比去年同期增长38.17%,继续领跑中国乳业;净利润0.92亿元,比去年同期增长20.4%,净利润率仅为2.8%。

    同时,近一年来,有关变质、变味乳制品的投诉和报道时有发生。食用变质、变味的乳制品不仅严重损害了广大消费者的利益、更严重威胁到广大消费者的身体健康。

    造成食品腐败变质、影响食品储存期的原因很多,但主要原因有:

    1、细菌的生长、繁殖,是食品腐败变质的第一个主要原因,而氧气的存在与否及其浓度的高低,是细菌生存、繁殖的必要条件(厌氧菌除外);

    2、食品中的油脂等成分氧化变质,是食品腐坏的第二个主要原因。

    3、食品本身的配方组成、食品生产加工工艺以及生产场地的卫生条件等诸多因素造成细菌超标,这往往也是造成食品腐败的又一个主要原因。

    因此,为了确保食品的安全、延长食品的保质期,所选用的包装材料阻隔氧气性能的优劣,对于许多包装食品的安全、卫生和储存期的长短影响极大。

    当然,包装材料阻湿性能的优劣,也会对许多食品的质量产生重大的影响。阻隔水蒸气性能好的包装材料能将食品中的水分控制在一定的范围内,可以在较长时间内保持食品的原有风味,同时又能有效地阻挡包装材料外面的水气进入包装袋内。因为水气的进入,有助于细菌的繁殖而加速食品的变质(许多食品需要在干燥的状态下保存),这在许多地方又要求包装材料同时也要具有良好的阻隔水蒸气的性能,能够有效地防止空气中的水蒸气进入食品中。

    多年来,我国用于乳制品包装的塑料复合膜、袋的阻氧性能一直无统一的标准,执行极其混乱,问题很多。为了降低包装成本、追求利润,不少小企业将阻氧性能极差的三层共挤薄膜用于百利无菌包装,结果自然会不断发生乳制品变质、变味的质量事故。为满足乳品、饮料等商品的市场准入,保障消费者的安全和健康;给相关企业、检验、监督和认证部门提供科学、可靠的技术依据;给生产企业在包装乳品和饮料中有章可循,同时也为促进我国国民经济的不断发展,国家发布的液体食品包装用塑料复合膜、袋的国家标准,规定于2005年12月1日起正式实施。该标准明确规定了液体食品用塑料复合膜、袋的透氧率指标和卫生指标,同时列为强制性标准。其中对透氧率的要求必须低于20cm3/(m2·24h·0.1MPa)。伊利集团率先于2005年6月份将超高温灭菌百利包由普通三层共挤聚乙烯薄膜换成EVOH五层共挤高阻隔薄膜,并於最近将氧气阻隔率的企业标准提高到10cm3/(m2·24h·0.1MPa)。

    2006年4月21日《中国包装报》在行业声音一栏中刊登了《我国乳制品包装呼唤新型材料》一文中指出:“我国的乳品企业一再呼吁:中国的包装企业能否迅速开发一种新款的高性价比、高阻隔包装材料,取代价格昂贵的EVOH甚至铝箔,来帮助乳品液体生产企业降低成本,消除我国乳品企业发展的瓶颈。”真是道出了我国广大乳品包装工作者的一致要求。

    为了开发出我们中国人自己的高阻隔材料,我国许多科研机构、许多有志人士为之奋斗了十余年。河北百瑞尔包装材料有限公司的科技人员同样为了这个梦想艰苦奋斗了近十年,终于在一、二年前,成功开发了用于牛奶包装的PVA高阻隔水性涂布液,并获得了国家专利产品证书。近一年多来又经过不断的改进和完善,该公司生产的多种PVA高阻隔水性涂布液已推向市场。无须新增设备,利用国内各软包装企业现有的涂布机、干式复合机等设备,在表面张力合格的薄膜上(如PET、BOPP、CPP、PE、NY等薄膜)涂布仅为0.6~0.8g/m2(干基)的2805型改性PVA涂布液后,该薄膜的透氧率小于5cm3/(m2·24h·0.1MPa),若涂布1901型改性PVA涂布液0.7g/m2左右(干基)后,该薄膜的透氧率小于1cm3/(m2·24h·0.1MPa),甚至小于0.5cm3/(m2·24h·0.1MPa)。显然,该产品的阻氧性能已经明显胜过用EVOH作阻隔层的五层共挤薄膜和PVDC高阻隔涂布膜,已接近于铝箔的阻氧性能。

    该产品的优异特性还表现在:涂布性能佳、高透明、耐水煮(1901型)、耐内容物、无毒、无污染、可降解、性价比优良等方面,是一种新型的、十分理想的环保材料。

    一年多来,河北百力包装有限公司已将河北百瑞尔包装材料有限公司生产的PVA高阻隔水性涂布液成功地大量应用于鲜奶包装的百利无菌黑白包装膜上(在石家庄三鹿集团、天津海河乳业、洛阳巨尔乳业、北京三元乳业、天津中芬乳业、内蒙古奈伦乳业等企业上得到广泛的应用),取代了这些乳品企业原来一直使用的价格昂贵的用EVOH作阻隔层的五层共挤黑白包装薄膜。新产品的透氧率远低于国家标准、也低于用EVOH作阻隔层的五层共挤黑白薄膜,并且该涂布液涂布成膜后的阻氧性能不会受环境湿度变化的影响(EVOH在潮湿的环境中阻氧性能会迅速变差)。包装膜的成本也比原来使用的EVOH五层共挤黑白薄膜的成本下降了25%以上。

       

  河北百力包装有限公司用于鲜奶的百利无菌包装薄膜产品的结构为:黑白PE75μ/ PVA /油墨/胶粘剂/透明PE23μ。
   


  加工工艺流程为:

  1、利用涂布机(最好采用吻涂的方法)或干式复合机(采用120线/in、约40μ左右深的网线辊,)在PE黑白膜的电晕处理面均匀涂布一层薄薄的2805型(或1901型)PVA水性涂布液(0.7g/m2左右,干基)。利用干复机涂布时要使用展平辊,使涂布更均匀。将涂布好的卷材放在40~50℃的熟化室里约5~6个h,可有效提高PVA涂布层的附着力。
  2、在涂有PVA涂布液的表面印刷(可用BOPP复合油墨)。
  3、在干复机上(也可用挤出复合机)将印刷好的PE黑白膜与透明PE膜复合。复合好后,将复合膜放入熟化室熟化(熟化时间由所用粘合剂的熟化时间决定)。
  4、分切、包装。


    该结构产品的优点还有:由于油墨在复合膜的中间,不直接裸露在表面,不易出现掉墨现象,对油墨的要求和成本都大大降低了(与EVOH五层共挤黑白膜印刷时所使用的油墨相比)。同时,油墨和粘合剂均在PVA涂布液的外层,故油墨和粘合剂中的残留溶剂无法进入包装袋内污染液体鲜奶。

  综上所述,用PVA高阻隔复合薄膜取代EVOH五层共挤薄膜用于百利液体奶的无菌包装大有可为,这将为我国乳制品企业液体奶产品质量的提升、包装成本的大幅下降和推动我国乳制品企业的健康发展必将起着不可估量的影响。

  随着中国经济持续稳定的发展和人民生活水平的日益提高,带动了中国乳制品行业进入了一个高速发展期,并迅速成长为我国食品中前景最好的产业之一。乳制品的包装也正进一步向着使用方便,安全、卫生,延长食品保质期以及降低成本的方向发展。深信在不久的将来,中国一定会有更多的、更好的、成本更低的并拥有中国人自己知识产权的高阻隔材料屹立在世界包装之林。

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