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淺談無菌包裝技術及無菌充填包裝機

發布時間:2020-07-22 17:27:41 |來源:網絡轉載

保存食品的方法是多種多樣時,例如低溫冷凍,加熱進行巴氏滅菌,高溫殺菌,去掉水分或氧氣(如濃縮或幹燥),以及通過鹽漬或酸化醃製等。

19世紀初尼古拉斯。阿伯特發明了罐頭。這是食品保存方麵的重要突破.自從阿伯特最先發明建頭以來,盡管罐其工藝方麵有了許多改進,但是沒有一個發明比無菌包裝更重大的了.雖然傳統的罐頭便食品無屆,但一般來說食品的營養成分和味道在加工過程中受到了損害。全部食品必須在最短的安全時間內達到最低安全溫度,由於通常在容器外加熱緊靠容器部分的食品達到指定溫度的時間較短,中心部分達到指建溫度時間較長,存在過量加熱問題。對於大容器裏的食品采用此法滅歯質量更差些,有些食品不能裝在包裝容器裏加工,少數熱斂感食品,如香薫泥和乳製品,就屬這類食品。它們不能裝在罐內煮熟或蒸煮。無歯加工和包裝技術的出現,使熱敏感食品和乳製品的冋題得到了解決。過去用傳統蒸煮法加工的其它許多食品,現在采用毛園處理,營養更加豐富,味道更加鮮美,在常點下可貯存九至十二個月不變質,風味可保存六至八個月,並無需冷藏儲存,冷藏運輸櫃銷售等,受到廠家和消費者歡迎。

食品的無園包裝是指被包裝的食品物料在包裝前經過瞬時殺園,在無菌條件下,將其密封於具有保鮮作用的無菌容器中。無菌包裝係統要求:產品必須無菌;

無菌包裝渣裡圖

S1OHMIC無菌包裝渣裡圖

1—食品入口2一電流加熱管3—食品停留管

4—冷卻曾5—筮充填機盛裝產品的包裝或容器必須無菌

最近CMB社開發了OHMIC無菌包裝係統,係統是對含固形物的食品流過管道時,對其加電壓,於是食品內流過電流,瞬間發熱完成滅歯,然後經冷卻後充壊包裝,其特點是瞬間加熱中無過量加熱問題。圖1是OHMIC的瘋程商圖。

目前,國際上抽無園包裝按用途及用量分為兩大類,一類稱為無菌袋式大包裝。這類機多用於包裝水果和蔬菜的激縮汁或醬類,其包裝容量一般從幾千克到二百千克,大容量的可達一千千克。有的為了便於擺放、貯存、裝卸及運輸,把曜裝的無園大包裝袋裝在紙箱、木箱或桶裏,這種包裝設備主要是安裝在水果或蔬菜產地,便於就地加工.。

第二類無菌包裝主要供市場零售用,通常稱為無菌小包裝.目前主要有杯式與盒式兩種.每杯或每盒容量一般為50g至250g,大者可到1000go放在商店零售貨架上銷售十分方便.

1無菌包裝技術及特點

1-1灌裝前食品物料瞬時條菌工藝及設備

包裝前食品物料的瞬時殺菌工藝,關鍵是提高殺菌溫度,縮短殺菌時間,實現無菌和少破壞營養的目標。主要方式有過熱蒸汽殺菌、幹熱空氣殺菌、化學溶劑殺習、紫外線殺菌、放射線殺菌及微波殺菌等等.每種方式都有自已的優點、不足和適用範圍。在選擇時,應該全麵地分析殺菌效果,分析對所包食品物料品質的影響,對所采用的容器的影響及經濟性等等,以便做岀正確合理的選擇.,

美國CHERRY—BURRELL公司的無菌袋式大包裝生產線采用的條菌方式是刮板間接蒸汽式如熱殺菌。這種房式的殺菌機,管芯內充滿食品物料,刮極在其中攪拌,蒸汽在夾層中通過,通過蒸汽的高溫使物料中的細菌死亡•技術關鍵是使處在管芯內的食品物料均勻受熱,實現完全的殺菌作用。

法國ERCA公司無菌杯式小包裝生產線采用的殺菌方式是直接注入式殺菌(指果汁型飲料為主K將一定量的過熱水與一定的食品物料進行混合,使混合後的食品物料瞬間達到殺菌溫度,這種物料在熱交換器中保持極頰時間,在盤管式熱交換器中冷卻到需要的溫度後送入包裝機進行灌裝’

瑞典LEALER公司的無菌盒式小包裝生產線釆用的殺菌方式是雙氧水(HQQ殺菌•

K2無菌包裝設備及環境無菌

不同的無菌窿裝設備,其結構的關鍵部分也不相同。

(1)無菌袋式大包裝灌裝生產綫的關槌部分是無菌室。無菌室是個圓柱形結構的空間,裏諛有機械手和化學藥劑殺菌噴淋口.工作時,經過消毒封好蓋的無菌袋由機械手將袋蓋部分抓進無菌室,經化學藥荊噴琳希菌後,機械手拔開蓋子,將袋口對準灌裝口,食品物料則自動流入,灌滿後移離灌裝口,機械手將葢自動封上,送出無菌室。

蓬)無菌杯式小包裝生產線的關健部分是建立無菌通道。這條通道是長約2m,寬和高各約40〜50cm左右的矩形空間。空間的底是包裝材料,側麵、頂部及兩頭由生產線各機械部件的麵組成.si裝前,係統開始工作,先對無菌通道內部進行加熱,殺死停機侵入通道內的細菌,經過一段時間,達到工作時需要的無菌狀態,工作開始後,不斷向通道內送入淨化過的無菌空氣,並使通道中的氣壓稍高於外界的大氣壓力,使通道內的無菌空氣隻能通過開口和縫隙向外界排向大氣,而周圍大氣中的帶醫空氣卻不能進入無菌通道,所以工作時,能始終保持通道內的無菌狀態。這種生產線是一種多頭同時潭裝係藐,可以同時實現8個甚至24個杯子的灌裝.而且可以分別濯裝幾種不同的食品物料,例如可以分別灌裝山楂汁、蘋果汁、粒粒橙汁等等.不僅生產效率高而且十分靈活方便.在這條生產線中,包裝容器的加熱成型、灌裝、封蓋貼標工序全部在無菌通道內気成.

(3)無菌食式小包裝生產埃的關雄部分是建立無菌室,這是個不太大的柱狀空間,在這裏用雙巍水對包裝材料進行殺前,經過殺菌的材料和食品物料,在這裏通過釆用液麵下封口技術完成曜裝密封工序,然後送出無菌室。

無菌包裝食品必須在無菌加工車間,利用無菌包裝機和無菌包裝材料對符合無菌械準的食品進符包裝。上述無菌條件缺一,則無法實現無菌包裝.

'為使作業過程中的充填、密封等工序始終保將無菌狀態,必須*先對與食品相接觸的包裝機械、作業台、器具等裝置以及其周囲空間徹底清洗和殺菌,達到要求的條菌水平。此外,在以啟的整個生產過程中還要始終保持殺菌後達到無菌狀窓.作為環境的殺菌一般采用洗滌、加熱、藥物和紫外線照射等措施,對與食品相接觸的裝置和整個容器表麵進行殺爾處理I空間環境則多采用藥物殺菌;整個包裝係統無菌狀態的維持則靠進入無菌空氣並使整個係統保持一定的正壓,以阻止外部空氣中微生物侵入。

1.3無菌包裝殘材料

隨著人們消費冰平的提高,要求食品不破壞營養成份,保持團有香味、鮮味,不加昉腐劑添加劑、色素等為目標,所以要求無菌包裝材料有阻隔氧氣、阻臨氣散失和水份蒸發方麵具有較高性能。因此,無菌包裝材料多為多層複合或共擠材料/目前一般認為PVDC和EVOH屬阻隔號能好的材料,也有的用鋁箱作阻隔層。

無菌袋式大包裝采用的是鋁塑複合材料,無菌盒式小包裝采用的是紙塑複合材料。而無菌杯式小包裝采用的材料最聶雜,分杯體材料、杯蓋材料和商標材料。

1.4無菌包裝技術的特點

無菌包裝的特點主要有以下幾方麵。

(1) 對內容食品的殺菌是根據食品的特性與要求來選擇最適宜的方法進行(如HTST法,UHT法等).其目的是使食品的色澤、風味、組織和營養成份得到最好的保護.並盡可能延長其貨架期以及便於運輸貯藏.

(2) 與普通雄裝食品不同,用於無菌包裝的食品與容器是分別進行殺菌處理的.不存在裝蟠後再進行殺菌的那種傳熱障礙。不管容器大小如何,都可得到穩定的產品,特別是還能生產普通繕裝法根本無法做到的大型包裝食品.

(3) 在食品與容器間沒有普通雄裝食品殺菌時的那種共熱過程,彼此間也就不易發生反應,因而容器成分向食品中洛滲也少。

(4) 由於容器的表麵殺菌可采用先進的冷殺菌技術或其他有效的表麵殺菌技術,因而使得那些耐熱性不強的包裝材料能夠應用於無菌包裝。並且對包裝材料的踢度要求也沒有普通曜那麽嚴格,故有利於降低成本。2.5適於自動化連續生產,節能省工。

2無菌充填包裝機

隨著無菌包裝的迅速崛起,無菌充填包裝向著應用領域近出了可喜的一步。下麵介紹無菌充填包裝機的種類及充填方式。

2.1吹製瓶無菌充頃

(l)Rommelag公司的充填方式

這個方式也被稱為吹製/充填/封蓋,即是在製塑料瓶成型的同時將食品充入瓶內並封蓋.塑料原料采用聚乙婦或聚丙烯。成適充填的順序為:首先將塑料原料加工成籀形管狀.然.後將底部封口,接著向管內吹無菌空氣,將雛形管吹成所需要的成形容器,同時將食品充填進去,並將瓶口密封.整個工序為連續進行的,每個周期根據充攜量不同為10-15秒,最大充填量為200ml,開封釆用和殼體連為一體的螺紋方式,確保安全。總體成本很低,可廣泛用於牛奶、飲料、鳥龍茶等食品及醫藥品注射劑的無菌充填。

<2)Stork公司的充填方式

這種方式為|用成型線將瓶成型後,與充填繩裝線連接進行無菌充填。下麵是荷蘭乳製品廠家使用的工作狀況成型的容器由聚乙烯製成。此容器是由滅菌空氣吹製而得到的無菌容器」樹脂的擠出溫度為200〜220。)吹製成形機本身也置於無菌箱內,滅菌空氣以層流狀態向下方瓶入.吹製容器生產能力為4000個/h.這種連續無菌充填機為法國的Serac公司製造。該機被置於非常清沽的車間內進行充填灌裝。內部為無菌密封的瓶,其瓶口部用HQ,滅菌後,向充填口方向移動,充填後的口部,用AL/PE封口,再在其口上配上瓶蓋。整個充填過程結束,其製品檢驗後入庫保管,這期間每批取一定敷量的樣品在恒溫器內保藏7〜lOmin,檢驗其pH值,如發現pH下降還要進行追蹤檢査。無菌充填的乳製品可保存3個月以上。

2.2袋式無菌充填

目前,盒式的袋裝和鼓式袋裝的充填方式常被采用.被充填的食品,如:作為貯數用和大容量精送用蓄茄醬、濃縮果汁,,味料和葡萄酒,以及零售用的酒類等為眾多.向袋內充物料,釆用半自動式,隻需將袋插入潮裝頭剩下的工作即可自動化。ALFa—Laval公司采用新的機械設備,在灌裝部不釆用無菌室.而是在盡量減少權裝口空氣混入上下功夫。在使用時即能保證內部為無菌狀態又能取出自由

2.3固形物的滅菌

(1)惠阻加熱法

人們希望裝入固形物的食品,在無菌裝後可永遠保存,為實現這一願望人們在努力探索。•最近APV公司開發了高粘度或固形物食品的電阻加熱滅菌裝置。它是利用食品的電阻抗,將電能轉變成熱能而加熱,從而實現了均勻加熱。固形物顆粒的大小可達25mm\這種方式的模式圖(見圖2)。這種裝置的加熱部分從電極套。

電阻加熱法模式圖

圖2APV公司電阻加熱法模式圖

(2)ALFa—•Laval係統

這個係統是將食品的液體和固形物分別滅菌處理,然後再合起來濯裝.在加熱容器內加入食品使容器邊振動邊攪拌,並向其中吹入蒸氣加熱。滅菌溫度保持一定時間後使其冷卻。然後將已經滅菌過的液體用泵逬行輸送到盛有固形物的容器內,整個充填包裝工序可以做到固體和液體成為一體進行計量港裝。例如用此係統可以製做放入肉的湯類食品和Zinn左右塊形蔬菜。

<3)Stork公司的Steripart係統

Stork公司Steripart的係統.,是對固形食品的無處理係統。這個係統的關韓是有一個獨特的機械保持容器’或者說有了選擇的保持容器目前,該公司開發二種具有選擇的保持容器。

第1種類型:稱為Rota—Ho—La。其中央軸上裝有幾個耙狀刀刃的圓筒形容器,此軸轉速可調,含有固形物食品被耙住,並使其在圓筒中邊旋轉、邊被送到末端排出。因為液體和小的顆粒可在耙狀刀刃間自由流動,比大顆粒機可和與它相聯的管開始(見圖3)食品從下麵的泵注入,流至最初的電極周圏,經過聯接管,向第二個電板套移動,被流過這個電極間的電流加熱。在本係統各種食品的滅菌試驗結果中,含有巳切片的胡羅I、、蘋果、草莓等食品,均可以做。

縱型的管狀容器滅菌發

圖3

電阻加熱法的加熱部分提早被排出,而大塊物體可以較長時間地滯留且加熱時間較長.

第2種類型;稱為Spiral—Hold。它是縱型的管狀容器,采用食品從上部裝入從下部排出的方式。管狀容器中間部為螺旋狀.這個螺旋是裝在中心軸上,螺旋的外圓到達容器的內璧,轉速可調,裝有螺旋的軸如果轉動,食品的粒子便形成了移動料飾。由於其轉速可調從而食品在容器內滯留時間也可調整以上兩種滅菌方式稱為Steripart無菌處理係統。'

總之,無菌包裝是食品包裝利食品儲藏技術領域中的重要分支,食品的無菌包裝技術和設備又是一個新興的技術領域,世界上經濟比較發達的國家已經得到廣泛的推廣,在我國尚屬剛刖起步階段。

我國水果資源豐富,有關資料表明,1985年水果產量為985萬噸,1990年水果產量為2000萬噸,由於儲存、運輸及銷售等原因,爛損率超過10%。所以在我國這樣一個幅員遼聘的無菌包裝對水果和蘊菜資源的有效利用有顯著的經濟效益”同時,也是解決我國果汁型(包括蔬菜汁)伏料普及化的有效途徑.

我國已經從法圄ERCA公司引進了五條無菌杯式包裝生產線,分布在承德、揚州、潮州、番禺及皖縣.無菌食式包裝生產線,我國已經引進T70多條,全國主要大城市都有。

目前這兩種生產線包裝的伏料有杏仁露、桃汁、粒粒橙、仙桃汁、摩奇飲料等.

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,消費者對食品的要求不斷提高.要求食品營養更加豐富、食品少含或不含防腐劑、食品味道更加鮮美及食品在常溫下貨架期長等.無菌包裝能滿足這些要求,因而無菌包裝技術得到了廣泛的重視,無菌包裝技術將會同世界的發展步伐一樣,迅速得到應用和發展。

 

X(Zjt+aha*)5= 2

m^iX(Z斛/cosB+ahQr,時= g

山、以一相嚙合兩齒輪的基圓半徑*

r-i.r.—相齧合兩齒輪的齒頂圓半徑I

a一齒輪壓力角;電一斜齒輪的端麵壓力角;h/一直齒輪齒頂高係數:,

瓦了一斜齒輪的法麵齒頂高係數,其值等於

考慮到式(7)中法定的量有5個,我們可設目標函數為:

心)=畿-號; (比

然後用優選法中的變量輪換的計算方法.確定毎一個變量的值,即當“X)為足夠小時Xi、X,、Xa、X,、Xs的值,由式(8)我們也可以列出目標函數:

f(Y)=Q-m(%+Y,)(18)cosBO

因為此時齒輪鏈中的基本參數叫i—M,,m.2—M2,p—B0巳經確定,且一對同軸的直斜齒輪的齒數乙、Z,已經求出,得求的隻是另一對同軸的直斜齒輪的齒數Y、、Yu它們的可選範圍有限,因此隻須兩循環就可求出,方法依舊。當丫八丫2求出後,再以它們作為已知的乙、Z”又可繼續求出新的一對Y」、Y»如此求下.去,就可以將整個齒輪鏈上所有齒輪的齒數都確定.需要說明的是,無疑式(18)中目標函數f(X)為最小值時所確定的齒數丫\、七就是我們要求的結果但虯炊話)—M,(Zi+Yi)的值可正可負,我們取哪一個值作為我們設計的中心距值呢?顯然,為了避免出現擠齒幹涉,我們隻能取中心距虯炊飛")和MJZ,+YD中較大的一個。即當峑蜂p—Mi(Z』+YD為正時,取斜齒輪的中心距作為設計值,反之取直齒輪的,由於中心距的増大,此時兩齒輪的分度圓就不再相切,其節圓與分度圓就不重合,兩輪的節圓半徑將大於分度圓半徑,其齧合角也將大於分度圓的壓力角。其關係為:

arxcosa,=axcosa (19)

 

文章來源於網絡轉載,侵刪

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