15. 레토르트 파우치 포장 [HACCP]의 보증 방법의 개혁

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15. 레토르트 파우치 포장 [HACCP]의 보증 방법의 개혁

1. 머리말

레토르트 파우치 포장의 [HA]는 2년간, 상온 보존에서 충전품의 변패의 제어를 규정하고, [CCP]에서, 《23N/15mm》의 접착강도(접착상태는 미상)의 확보를 증명하는 가열 모니터(기록)을 요구하고 있다.

도1에 나타난 사례와 같이 파우치의 top seal의 용착면 온도를 [145~150℃]로 조절하는 것을 요구하고 있다.

이 규정에 대한 실제의 부적합 발생 사례로서,

① Edge 잘림(pin hole) 발생, ② 제대 시의 top seal의 양단의 열접착 불완전으로 새는 구체적인 발생 사례를 필자는 체험하고 있다.

본 보에서는, 레토르트 파우치 포장의 [HACCP]의 달성에 필요한 열접착(heat seal) 방법의 신뢰성 확보, 달성의 개혁(평면 압착부터 「mold 접착」으로 변경)에 대해서 논한다.

도1 대표적인 레토르트 파우치의 heat seal 특성(사례)

2. 레토르트 파우치 포장 [HACCP] 개혁의 신 논의

2.1 종래의 [CCP] 설정의 과제

레토르트 파우치 포장의 [HACCP] 달성의 현재의 규정에서는, ① 《23N/15mm》의 확보, ② 운전 중의 가열 온도의 모니터(기록), ③ 제품의 접착 강도의 추출 시험으로 되어 있다. 이 규정에서는, 실제로 일어나고 있는 부적합의 원인 대처와의 링크는 모호하다.

2.2 부적합의 「발생원 해석」

① Edge 잘림의 발생 원인의 해석; 응집 첩착대 가열, 고압착, 평면압착 → poly 옥(玉) 생성(도2 참조)

도2 평면 압착의 응집 상태에서 발생한 폴리옥 기인의 pin hole; 파단(사례)

② 제대 시의 세로 seal의 예열에 의한 top seal의 열접착 불원전의 발생 원인의 검증

제대 시의 세로 seal의 서열이 파우치의 내측을 예열하는 모습을 설명(도3 참조). 이 부위의 횡 seal(top seal)의 완성에는 [154℃](응집 접착 온도대) 이상을 필요로 하게 된다(도4 참조).

★ 제대 공정의 가열 관리를 최종 user에 보증시키는 것이 가능할까?

필자가 발생의 실태를 파악하고 있는 상기 2가지의 부적합의 발생 확률의 추정은, ①은 《3σ》≒《0.3%》정도, ②는 제대 공정의 온도관리(종, 횡)와 충전 시의 top seal의 온도 설정과의 조합으로, 크게 변동하고, 《2.5σ》≒0.5%에 미치는 것으로 추정된다. ②는 간과할 수 없다.

2.3 부적합 발생 확률의 《3σ 이하》로 발생원 제어

부적합의 발생 요소를 개별로 제어하여, 중첩 발생을 조절하면, 종합 발생 확률의 제어가 가능하기 때문에 [HACCP]의 기대 신뢰성 《3.5~4.9σ》의 보증 체제를 구축한다.

2.4 제어 항목의 적격한 취급방법의 개혁

현재 상태의 제어 대책 ①은 “Poly 옥” 생성이 없는 계면 접착대의 가열 조작을 요구하고 있다. 하지만 ②에서는 《154℃》 이상의 응집 접착 온도대를 필요로 하고 있다.

현재 상태의 2가지의 요청은 《배반》하고 있기 때문에, 공통하고 있는 《응집 접착//poly 옥》의 poly 옥을 제어할 필요가 있다. Poly 옥의 형성의 메커니즘을 보면 평면 압착의 메커니즘이 관여하고 있는 것을 알 수 있다. 최신 개발된 “Mold 접착”에 주목한다.

도3 세로 seal의 예약에서 발생하는 가로 seal의 부위의 seal 불완전 현상

X: 접착 안됨, △: 접착력: 2N/15mm 정도, seal 조건: CUT≒0.89s, 커버; 0.1mm Teflon Edge 잘림을 일으키는 156℃ 이상의 가열을 요구 도4 예열에 의한 가열 불완전의 상세한 검증

3. 고찰

상기의 검토로부터,

(1) ① edge 잘림(pin hole)의 회피책의 검토: 평면 압착의 회피, 응집 접착 가열의 회피

(2) ② 서열에 의한 열접착 불량 발생의 회피책: 응집 접착 가열의 적용으로 가열 부족을 회피

(3) ①, ②의 부적합을 평이하게 보면 배반성이 있다. 새로운 전개의 신기술이 필요

(4) 필자는, 평면 압착의 (응집 접착) ≒ (Tear seal) ≠ (파단강도)에 착안하여, 이 발생이 평면 압착의 poly 옥에 원인이 있는 것을 검증하고 있다(도5 참조)

응집 접착 가열에 있어서, 재료의 측단부를 접착부위로 하여, poly 옥 생성 없는 “mold 접착”을 적용하였다. “Mold 접착”에 의한 응집 접착의 edge 파단을 해소하였다(도6 참조). “Mold 접착”에 의한 edge 잘림을 해소하여, 재료의 파단을 확인하였다(도7 참조).

도5 Mold 접착과 평면 압착의 heat seal edge의 차이

160℃ 이상의 가열에서 현저한 차이를 나타내었다(Mold 접착의 우위성이 현저). 도6 Mold 접착과 평면 압착의 인장시험의 비교 그래프

Mold 접착의 가열 완성은 접착선은 상처 없고, 미가열 부위가 파단 하였다. 응집 접착부의 파단이 해소 가능하였다. 도7 레토르트 파우치의 mold 접착의 인장 시험의 파단 사진

4. 정리

“Mold” 접착을 패용하는 것으로, 응집 접착대에서 edge 잘림을 일으키지 않는 레토르트 파우치 포장의 “밀봉 불량”의 근본적 배제책을 획득하는 것이 가능하고, 고 신뢰 환경 하에서 레토르트 파우치 포장의 [HACCP]를 구현화 가능하였다.