ผลของความร้อนในหม้อฆ่าเชื้อต่อความแข็งแรงของบรรจุภัณฑ์อ่อนตัวชนิดถุงตั้งได้
.... Effect of Thermal
Processing on the Strength of Standing Retortable
Pouch อนุกูล วัฒนสุข
(fagiakw@ku.ac.th)
และ ทวิพัฒน์ วิจิตรปัญญารักษ์ (tawipatku@yahoo.com)
คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
|
บทนำ
โรงงานอาหารกระป๋องของประเทศไทย นิยมใช้ถุงอ่อนตัวทน
ความร้อนและความดันสูงมาใช้ทดแทนการทำอาหารบรรจุกระป๋อง
ความแข็งแรงของถุงเป็นสิ่งที่โรงงานผลิตอาหารต้อง
การทราบ
ความร้อนสูงระดับนี้อาจมีผลต่อค่าความแข็งแรงของ รอยผนึกได้
|
| งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาความแข็งแรงของถุงทนความร้อน
และความดันสูงนี้ใน 3 ประเด็น
การหาค่าความแข็งแรงของวัสดุที่ใช้ทำถุงโดยหาได้จากการใช้แรงดึงแผ่นวัสดุจนขาด
(Tensile Strength)
การหาค่าความแข็งแรงของรอยผนึก หาได้จากการใช้แรงดึงให้รอยผนึกฉีกแยกออกจากกัน
(Seal Strength)
การทดสอบหาความสามารถต้าน แรงกดทับ ใช้วิธีกดทับถุงอาหารด้วยโลหะแผ่นเรียบ
(Compressive Burst Test)
|
 |
อุปกรณ์และวิธีการ
|
|
วัสดุและอุปกรณ์
บรรจุภัณฑ์อ่อนตัวทนความร้อนสูงชนิดถุงตั้งได้
กว้าง 130 มม. x สูง 200 มม. x ก้นหนา 35
มม.
PolyesterAluminium
FoilBiaxially
Oriented NylonCast
Polypropylene
ของ บริษัท TPN FlexPak จำกัด
- หม้อฆ่าเชื้อชนิดใช้น้ำร้อนพ่นเป็นละออง (Hot
water spay retort)
- เครื่องวัดอุณหภูมิพร้อมสายวัดอุณหภูมิภายในถุง
Presica 2002
- เครื่องวัดค่าแรงดึงแผ่นฟิล์ม Testo metric
Micro 350
- เครื่องวัดค่าแรงดันกดทับถุง The Mullen Tester,
USA.
- เครื่องซีลปิดผนึกปากถุงพลาสติก รุ่น RP-BS.2/P
(แนวตั้ง)
|
วิธีการ
นำถุงตัวอย่างบรรจุน้ำ 200 กรัม
ปิดผนึก
ให้ความร้อนด้วยหม้อฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิน้ำร้อน
ที่อุณหภูมิ 116 ํซ 30 นาที ค่า F0 10.1 นาที, ที่อุณหภูมิ
121 ํซ 21 นาที ค่า Fo 12.5 นาที, อุณหภูมิ 125
ํซ,18 นาที , ค่า F0 17.0 นาที
|
วิธีการ (ต่อ)
- นำถุงทั้งก่อนและหลังผ่านความร้อนในหม้อฆ่าเชื้อมาหา
- ค่าความแข็งแรงของวัสดุ (Tensile strength)
- ค่าความแข็งแรงของรอยผนึก (Seal strength)
- หาความสามารถต้านแรงกดทับถุง (Compression Burst
Test)
|
ผลการทดลองและวิจารณ์
|
|
|
การหาค่าความแข็งแรงของวัสดุที่ใช้ทำถุง
รายละเอียด |
ค่าการต้านแรงดึง
(Tensile Strength) kgf/15 mm.
|
ก่อนเข้าหม้อ
นึ่งความร้อน
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 116 ํC |
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 121 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 125 ํC |
ขอบถุงด้านซ้าย
|
21.57
|
21.27 |
20.70
|
20.24 |
| ขอบถุงด้านขวา |
22.81 |
21.74 |
21.70 |
20.83 |
| ก้นถุง |
22.96 |
22.29 |
21.70 |
20.49 |
| เฉลี่ย |
22.45a |
21.77ab |
21.37b |
20.52c |
หมายเหตุ a,b,c
ตัวเลขที่มีตัวอักษรกำกับต่างกันในแนวนอนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ
95
. |
ตารางที่
2 ค่าความแข็งแรงของแผ่นวัสดุใช้ทำถุงชนิดถุงโปร่งแสง
รายละเอียด |
ค่าการต้านแรงดึง
(Tensile Strength) kgf/15 mm.
|
ก่อนเข้าหม้อ
นึ่งความร้อน
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 116 ํC |
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 121 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 125 ํC |
| ด้านข้างที่ 1 |
16.36
|
15.43
|
14.65
|
14.49 |
| ด้านข้างที่ 2 |
16.23 |
15.70 |
15.41 |
14.13 |
| ก้นถุง |
18.39 |
16.45 |
15.91 |
14.99 |
| เฉลี่ย |
16.99a |
15.86b |
15.32b |
14.54c |
หมายเหตุ a,b,c
ตัวเลขที่มีตัวอักษรกำกับต่างกันในแนวนอนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ
95
.
|
เห็นได้ว่าความร้อนที่ระดับอุณหภูมิสูงขึ้นทำให้ความแข็งแรงของวัสดุที่ใช้ทำถุงมีค่าลดลง
แต่ลดลงไม่มากนัก
นอกจากนี้ยังพบว่า ความแข็งแรงของวัสดุที่ใช้ทำถุงทึบแสงมีค่ามากกว่าถุงชนิดโปร่งแสง
|
การหาค่าความแข็งแรงของรอยผนึก
|
|
|
ตารางที่ 3 ค่าความแข็งแรงของรอยผนึกของถุงทึบแสง
รายละเอียด |
ค่าการต้านแรงดึง
(Tensile Strength) kgf/15 mm.
|
ก่อนเข้าหม้อ
นึ่งความร้อน
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 116 ํC |
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 121 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 125 ํC |
| ด้านข้างที่ 1 |
11.82a
|
9.31b
|
9.01b
|
8.56b |
| ด้านข้างที่ 2 |
11.54a |
8.82b |
8.40b |
8.10b |
| ก้นถุง |
11.65a |
9.44b |
8.71b |
8.26c |
| ปากถุง |
9.54a |
8.55b |
8.17b |
8.07b |
หมายเหตุ
a,b,c ตัวเลขที่มีตัวอักษรกำกับต่างกันในแนวนอนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ
95
.
|
ตารางที่
4 ค่าความแข็งแรงของรอยผนึกของถุงโปร่งแสง
รายละเอียด |
ค่าการต้านแรงดึง
(Tensile Strength) kgf/15 mm.
|
ก่อนเข้าหม้อ
นึ่งความร้อน
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 116 ํC |
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 121 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่ง
ความร้อน 125 ํC |
| ด้านข้างที่ 1 |
7.21a
7.32a
9.08a
6.99a |
5.16b
5.28b
6.88b
5.44b |
5.14b
5.00b
6.48b
5.66b |
4.85b
4.96b
5.54c
5.38b |
| ด้านข้างที่ 2 |
|
|
|
|
| ก้นถุง |
|
|
|
|
| ปากถุง |
|
|
|
|
หมายเหตุ a,b,c
ตัวเลขที่มีตัวอักษรกำกับต่างกันในแนวนอนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ
95
.
|
 ความร้อนทุกระดับอุณหภูมิมีผลทำให้ค่าความแข็งแรงของรอยผนึกลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติพบว่าค่าความแข็งแรง
ของรอยผนึกปากถุง ซึ่งใช้เครื่องปิดผนึกของผู้วิจัย
มีค่าต่ำกว่ารอยปิดผนึกที่ทำมาจากโรงงานผู้ผลิตถุง
แต่หลังผ่านความร้อน ในหม้อฆ่าเชื้อแล้ว ค่าความแข็งแรงของรอยปิดผนึกทุกด้านของถุงมีค่าลดลงและมีค่าใกล้เคียงกัน
เห็นได้ว่าความแข็งแรง ของรอยผนึกถุงทึบแสงมีค่าสูงกว่าถุงโปร่งแสง
|
การหาค่าความสามารถต้านแรงกดทับ
|
|
|
ตารางที่ 5 ค่าแรงกดทับที่ทำให้ถุงชนิดทึบแสงแตกเสียหาย
ค่าความสามารถต้านแรงกดทับ
(Compressive Burst Test) kgf/cm2
|
ก่อนเข้าหม้อนึ่งความร้อน
|
หลังเข้าหม้อนึ่งความร้อน 116 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่งความร้อน 121 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่งความร้อน 125 ํC
|
| 13.73a |
12.40b |
11.93b |
11.20c |
หมายเหตุ
a,b,c ตัวเลขที่มีตัวอักษรกำกับต่างกันในแนวนอนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ
95
.
|
ตารางที่
6 ค่าแรงกดทับที่ทำให้ถุงชนิดโปร่งแสงแตกเสียหาย
ค่าความสามารถต้านแรงกดทับ (Compressive
Burst Test) kgf/cm2
|
ก่อนเข้าหม้อนึ่งความร้อน
|
หลังเข้าหม้อนึ่งความร้อน 116 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่งความร้อน 121 ํC
|
หลังเข้าหม้อนึ่งความร้อน 125 ํC
|
| 12.40a |
11.07b |
10.87bc |
10.40c |
หมายเหตุ a,b,c
ตัวเลขที่มีตัวอักษรกำกับต่างกันในแนวนอนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ
95
.
|
จากผลการทดลองเห็นได้ว่าความร้อนมีผลทำให้ค่าความสามารถต้านแรงกดทับของถุงทั้งสองชนิดมีค่าลดลง
โดยการเพิ่มอุณหภูมิในหม้อฆ่าเชื้อทำให้ค่าความสามารถต้านแรงกดทับของถุงลดลง
|
สรุป
การให้ความร้อนที่ระดับอุณหภูมิแตกต่างกันระหว่าง
116 125 ํซ มีผลต่อความแข็งแรงของวัสดุที่ใช้ในถุงแต่ไม่มากนัก
แต่มีผลต่อค่าความแข็งแรงของรอยผนึกถุงมาก โดยค่าความร้อนที่ระดับอุณหภูมิสูง
ทำให้รอยผนึกมีความแข็งแรงลดลงและ รอยปิดผนึกปากถุงที่ทำในห้องทดลองมีค่าความแข็งแรงต่ำกว่ารอยปิดผนึกที่ทำมาจากโรงงานผู้ผลิตถุง
|
สรุป (ต่อ)
การใช้ความร้อนที่ระดับอุณหภูมิสูงมีผลทำให้ค่าความสามารถต้านแรงกดทับลดลง
มากกว่าการใช้ความร้อนที่ระดับอุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตามสามารถใช้ความร้อนที่ระดับอุณหภูมิ
125 ํซ กับถุงทนความร้อนและความดันสูงชนิดนี้ได้
โดยไม่ทำให้ถุงชำรุดเสียหาย
|
สรุป (ต่อ)
ความร้อนทำให้น้ำในถุงเปลี่ยนสถานะเป็นไอ เช่นที่อุณหภูมิ
250 ํฟ ไอน้ำจะมีความดัน 1.05 kgf / cm2 (gage
pressure) โดยปกติกำหนดให้ใช้ความดันในหม้อฆ่าเชื้อมีค่าสูงกว่าความดันที่น้ำเดือด
1 2 kgf / cm2 เพื่อปรับสมดุลความดัน ภายในถุงอาหาร
ไม่ให้ความดันภายในจนถุงสูงกว่าภายนอกมิเช่นนั้นถุงจะแตกชำรุดเสียหาย
ในการทดลองครั้งนี้ใช้ความดัน 2.5 kgf / cm2 (gage
pressure) ไปกดทับถุงและเป็นค่าที่ต่ำกว่าค่าความสามารถต้านแรงกดทับ
(Compressive Burst Strength ) ของถุงมาก จึงเชื่อได้ว่าถุงจะสามารถใช้งานได้ในหม้อนึ่งฆ่าเชื้อประเภทนี้ได้อย่างปลอดภัย
|
การถ่ายทอดเทคโนโลยี
