胶原蛋白包装膜的生产工艺及封口方法
阅读说明：本技术 胶原蛋白包装膜的生产工艺及封口方法 (Production process and sealing method of collagen packaging film ) 是由 赵换英 马龙 宋立国 崔浩冉 李智超 于 2021-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及胶原蛋白膜生产技术领域,具体涉及一种胶原蛋白包装膜的生产工艺及封口方法。本发明所述的生产工艺,包括：(1)将牛二层皮进行切丁,酸化,清洗；(2)经脱纤机碾压成薄片,得到胶原纤维；(3)将胶原纤维与辅料混揉得到胶原团,冷却；(4)胶原通过挤出机机头,将胶原团吹制成管状薄膜,然后管状薄膜由滚轮拖动往前运行,依次经过干燥区1、淋液区、风环区、干燥区2,再缠绕上轮,得到管状薄膜；(5)放轮,将管状薄膜沿一折边方向切割成层状薄膜,再缠绕上轮。本发明制备的包装膜解决了封口难的问题,扩大了胶原蛋白包装膜的应用领域；同时本发明还提供了一种简单易操作的胶原蛋白包装膜的封口方法。(The invention relates to the technical field of collagen film production, in particular to a production process and a sealing method of a collagen packaging film. The production process comprises the following steps: (1) dicing, acidifying and cleaning the ox second-layer skin; (2) rolling into sheets by a defibrator to obtain collagen fibers; (3) mixing collagen fibers with auxiliary materials, kneading to obtain a collagen cluster, and cooling; (4) blowing collagen clusters into a tubular film by an extruder head, dragging the tubular film to move forwards by a roller, sequentially passing through a drying area 1, a liquid spraying area, an air ring area and a drying area 2, and winding an upper wheel to obtain the tubular film; (5) and (4) placing a wheel, cutting the tubular film into a layered film along a folding direction, and winding the layered film on the wheel. The packaging film prepared by the invention solves the problem of difficult sealing, and expands the application field of the collagen packaging film; meanwhile, the invention also provides a simple and easy-to-operate method for sealing the collagen packaging film.)
技术领域
本发明涉及胶原蛋白膜生产技术领域，具体涉及一种胶原蛋白包装膜的生产工艺及封口方法。
背景技术
关于制备胶原蛋白包装膜或胶原蛋白肠衣的文献资料有很多，胶原蛋白膜作为一种包材，除了胶原蛋白肠衣形成大规模生产外，其他的在市场上均很少见。主要原因是胶原蛋白膜不像PE膜，包装封口特别困难，几乎封不上。目前在国外偶尔能看到成卷的胶原蛋白膜，用来包裹肉制品，然后再用线网固定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种胶原蛋白包装膜的生产工艺，其设计科学合理，制备的包装膜解决了封口难的问题，扩大了胶原蛋白包装膜的应用领域；同时本发明还提供了一种简单易操作的胶原蛋白包装膜的封口方法。
本发明所述的胶原蛋白包装膜的生产工艺，包括以下步骤：
(1)牛二层皮，切丁(大小约2cm)，酸化，酸液pH值为1.0-3.0，酸化温度为15-20℃，酸化1-3天，进行清洗，洗去纤维间质。
(2)酸化皮料经脱纤机碾压成薄片，得到胶原纤维。
(3)胶原纤维与辅料混揉，辅料为植物多糖、纤维素、甘油等，混揉获得的胶原团冷却至0-10℃。
(4)胶原通过挤出机机头，经过内部旋转套将胶原纤维进行交叉编织成两层，脱离旋转套后在中心轴处复合运行，中间通入空气，将胶原团吹制成管状膜。吹制原理为机头旋转交叉编织成两层，中间通入空气以维持口径的稳定。管状薄膜由滚轮拖动往前运行，依次经过干燥区1(薄膜进行预干燥)，淋液区(薄膜交联增加强度)，风环区(管状薄膜穿过风环，吹走薄膜表面的淋液)，干燥区2 (进一步热风干燥，干燥至薄膜水分含量为18-25wt％)。再缠绕上轮，此时为管状薄膜。
(5)放轮，将管状薄膜沿一折边方向切割成层状薄膜，再缠绕上轮。
步骤(1)中，酸化所用的酸为柠檬酸、盐酸或乳酸。
本发明中关键的工艺为：
①吹制机头：双向编织，在这样的机头编织下，编织出的膜为双层；
②淋液浓度：戊二醛浓度0.1-0.2wt％，选此浓度的交联剂淋于管状薄膜上，薄膜表面能快速进行交联，这样表面交联过度，淋液对薄膜内层渗入量小；
③吹膜速度：将胶原团吹制成管状薄膜时，吹膜速度为50-100m/min，吹膜速度决定了淋液在管状薄膜上停留的时间；
④风环离淋液区的距离：风环是用来吹走淋液的，减少薄膜对淋液的再吸收，避免淋液进一步交联和渗入；风环离淋液的距离为1-5m。
本发明所使用的吹制机头，为本领域技术人员公知结构，常用的型号有26# 由沧州庆辉五金制品有限公司加工。
将所述的胶原蛋白包装膜内面(管状膜的内层)相对，经包装机压边，加热温度为120-180℃，压边时间为2-20s。
胶原蛋白包装膜封口的原理如下：
利用上述工艺制备的薄膜，进行撕开两层测试，内层和外层泡热水检测拉力，外层拉力值大，内层发粘，拉力值较小(由于内层交联得不好，所以摸起来有点发粘)，且外层比内层明显偏薄，外层淋液吸收多、交联较好。
本发明所述的胶原蛋白包装膜的外层交联好，有很好的阻隔空气、阻油特性。 (对该管状结构进行灌油测试，放置过夜，发现未有油渗出，完全可以用来包装油包、调料包等)。
由于所述的胶原蛋白包装膜的内层交联性差，利用胶原蛋白遇热变性的原理，将胶原蛋白薄膜内面相对，经包装机压边，参数设置为：加热温度120-180℃，压边时间10s，薄膜很容易粘结在一起。
对粘结力进行撕裂测试，约需3N的力量，约可承重300g，根据这个承受力可以选择包装适宜的产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的胶原蛋白包装膜的生产工艺，设计科学合理，制备的包装膜解决了封口难的问题，扩大了胶原蛋白包装膜的应用领域；
(2)将制备的包装膜应用于在某些领域时，比如方便面调料包和油包，倒出调料后胶原蛋白包装袋也可以放在水中煮，其中的部分胶原蛋白会溶出和胶化，含有丙氨酸、甘氨酸、羟脯氨酸等人体所需的18中氨基酸，具有较高的营养价值，可以做浓汤，也可以对形成肉冻等这类产品起到辅助作用；
(3)本发明还提供了一种简单易操作的胶原蛋白包装膜的封口方法。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明所使用的吹制机头为26#，由沧州庆辉五金制品有限公司加工。
实施例1
一种胶原蛋白包装膜的生产工艺，包括以下步骤：
(1)牛二层皮，切丁(大小2cm)，柠檬酸酸化，酸液pH为1.0，酸化温度为18℃，酸化48小时，进行清洗，洗去纤维间质。
(2)酸化皮料经脱纤机碾压成薄片，得到胶原纤维。
(3)胶原纤维与植物多糖混揉，辅料为植物多糖，混揉获得的胶原团冷却至8±2℃。
(4)胶原通过挤出机机头，经过内部旋转套将胶原纤维进行交叉编织成两层，脱离旋转套后在中心轴处复合运行，中间通入空气以维持口径的稳定，胶原团吹制成管状膜，吹膜速度为50m/min。管状薄膜由滚轮拖动往前运行，依次经过干燥区1(薄膜进行预干燥)，淋液区(薄膜交联增加强度，所用淋液戊二醛浓度为0.1wt％)，风环区(管状薄膜穿过风环，吹走薄膜表面的淋液，风环离淋液的距离为1m)，干燥区2(进一步热风干燥，干燥至薄膜水分含量20wt％)。再缠绕上轮，此时为管状薄膜。
(5)放轮，将管状薄膜沿一折边方向切割成层状薄膜，再缠绕上轮。
实施例2
一种胶原蛋白包装膜的生产工艺，包括以下步骤：
(1)牛二层皮，切丁(大小2cm)，盐酸酸化，酸液pH为3.0，酸化温度为15℃，酸化24小时，进行清洗，洗去纤维间质。
(2)酸化皮料经脱纤机碾压成薄片，得到胶原纤维。
(3)胶原纤维与纤维素混揉，辅料为纤维素，混揉获得的胶原团冷却至 5±1℃。
(4)胶原通过挤出机机头，经过内部旋转套将胶原纤维进行交叉编织成两层，脱离旋转套后在中心轴处复合运行，中间通入空气以维持口径的稳定，胶原团吹制成管状膜，吹膜速度为65m/min。管状薄膜由滚轮拖动往前运行，依次经过干燥区1(薄膜进行预干燥)，淋液区(薄膜交联增加强度，所用淋液戊二醛浓度为0.2wt％)，风环区(管状薄膜穿过风环，吹走薄膜表面的淋液，风环离淋液的距离为5m)，干燥区2(进一步热风干燥，干燥至薄膜水分含量20wt％)。再缠绕上轮，此时为管状薄膜。
(5)放轮，将管状薄膜沿一折边方向切割成层状薄膜，再缠绕上轮。
实施例3
一种胶原蛋白包装膜的生产工艺，包括以下步骤：
(1)牛二层皮，切丁(大小2cm)，乳酸酸化，酸液pH为2.0，酸化温度 20℃，酸化72小时，进行清洗，洗去纤维间质。
(2)酸化皮料经脱纤机碾压成薄片，得到胶原纤维。
(3)胶原纤维与甘油混揉，辅料为甘油，混揉获得的胶原团冷却至3±1℃。
(4)胶原通过挤出机机头，经过内部旋转套将胶原纤维进行交叉编织成两层，脱离旋转套后在中心轴处复合运行，中间通入空气以维持口径的稳定，胶原团吹制成管状膜，吹膜速度为100m/min。管状薄膜由滚轮拖动往前运行，依次经过干燥区1(薄膜进行预干燥)，淋液区(薄膜交联增加强度，所用淋液戊二醛浓度为0.15wt％)，风环区(管状薄膜穿过风环，吹走薄膜表面的淋液，风环离淋液的距离为3m)，干燥区2(进一步热风干燥，干燥至薄膜水分含量20wt％)。再缠绕上轮，此时为管状薄膜。
(5)放轮，将管状薄膜沿一折边方向切割成层状薄膜，再缠绕上轮。
对比例1
其他工艺参数与步骤与实施例3中的均相同，不同之处在于：
淋液区所用淋液戊二醛浓度为0.5wt％。
对比例2
其他工艺参数与步骤与实施例3中的均相同，不同之处在于：
将胶原团吹制成管状膜时，吹膜速度为30m/min。
对比例3
其他工艺参数与步骤与实施例3中的均相同，不同之处在于：
风环离淋液的距离为6m。
将经过本发明所述工艺和对比例得到的胶原蛋白包装膜进行撕开两层测试，分别对内层和外层泡热水检测拉力，结果见表1。
检测过程：将胶原膜撕开为两层(即从管状薄膜切割好的单层膜，可以再继续撕开两层)，分别沿纵向截取(长×宽)120mm×15mm的小条作为一个样品，置于80℃热水中浸泡5分钟，取出擦干表面水分待测。
调整拉力测试机的夹距为100mm，将准备好的浸泡过热水的胶原膜样品在夹头内夹好，夹头以100mm/min的速度做拉力测试，检测10个数据，取其算术平均数。
该检测过程依据的是SB/T10373胶原蛋白肠衣标准，但又区别于SB/T10373 的标准，该标准中膜是在常温水中浸泡的。我们经过改进，认为在热水中浸泡更能体现出胶原膜的交联性能。因为胶原遇热分解，交联好的胶原膜体现出更好的耐热性。
表1
从表1中可以看出，胶原膜外层拉力明显比对比例高，说明交联度更好，膜外面更结实，而内层拉力明显低于外层，且低于对比例中膜的内层拉力，这样在内层相对进行密封包装时，胶原更易受热变性粘合在一起。
将经过本发明所述工艺和对比例得到的胶原蛋白包装膜分别进行封口并进行粘结力测试，结果见表2。
按照QB/T2358塑料薄膜包装热合强度试验方法检测封口的粘结力，与热合部位成垂直方向上任取试样。试样宽度15mm，展开长度100mm，把试样的两端夹在拉力机的两个夹具上，夹具间距离为50mm，试样速度为300mm/min，读取试样从粘合处断裂时的最大力值。
表2
对胶原膜进行戊二醛残留检测，均未检出，可以放心用于包装食品，根据此承重力，可以包装小于300g的物品，由于胶原膜具有一定的吸湿性，所以不建议直接作为外包装袋，可以用来包装开袋即食的，比如方便面和粉丝等的调料包、蔬菜包、油包等，而且小包不用扔掉也可以放在水里煮。
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