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軟包裝蒸煮產(chǎn)品品質(zhì)影響淺析
時(shí)間:2013-04-28   來(lái)源: 摘編自《廣東包裝》2012年03月第二期   閱讀:56219次

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摘編自《廣東包裝》2012年03月第二期
作者:廣州信安包裝有限公司 付志恩

一、蒸煮鍋內(nèi)的溫度與壓力對(duì)高溫蒸煮袋品質(zhì)的影響
  
高溫蒸煮殺菌是延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的一個(gè)有效方法,長(zhǎng)期以來(lái)已被很多食品廠廣泛應(yīng)用。 常用的蒸煮袋有以下幾種結(jié)構(gòu):PET//AL//PA//RCPP、PET//PA//RCPP、PET//RCPP、PA//RCPP等。目前在四川、重慶、湖南、浙江、東北地區(qū),在一些熟肉制品的包裝上,PA//RCPP結(jié)構(gòu)應(yīng)用得比較多。近兩年,使用PA/RCPP的食品廠對(duì)軟包裝材料生產(chǎn)企業(yè)的投訴較多,反映的主要問(wèn)題是離層與破袋。
  通過(guò)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)一些食品廠在蒸煮加工過(guò)程中存在著一些不規(guī)范的問(wèn)題。一般來(lái)講,殺菌時(shí)間在121℃的溫度下應(yīng)當(dāng)是30~40min,但很多食品加工企業(yè)對(duì)殺菌時(shí)間的規(guī)定很隨意,甚至有的達(dá)到了90min的殺菌時(shí)間。
  一些軟包裝企業(yè)所采購(gòu)的實(shí)驗(yàn)用蒸煮鍋,當(dāng)溫度表顯示為121℃時(shí),有的蒸煮鍋的壓力表示值為0.12~0.14MPa,有的蒸煮鍋則為0.16~0.18MPa。另?yè)?jù)某食品廠反映,當(dāng)其蒸煮鍋的壓力顯示為0.2MPa時(shí),溫度表的示值只有108℃。
  為了減少溫度、時(shí)間和壓力方面的差異性帶給高溫蒸煮產(chǎn)品的品質(zhì)影響,必須定期對(duì)設(shè)備的溫度、壓力和時(shí)間繼電器進(jìn)行校正。我們知道國(guó)家對(duì)各類(lèi)儀表有年檢制度,其中壓力儀表屬?gòu)?qiáng)制性年檢的儀表,校正周期是每半年一次。也就是說(shuō),在正常情況下,壓力儀表應(yīng)當(dāng)是比較準(zhǔn)確的。而溫度測(cè)量?jī)x表不屬于強(qiáng)制性年檢的類(lèi)別,所以,測(cè)溫儀表的準(zhǔn)確度是要打折扣的。
  時(shí)間繼電器的校正也需要定期內(nèi)部校正,用秒表或時(shí)間比對(duì)的方式進(jìn)行校正。
  實(shí)驗(yàn)用的高壓蒸煮鍋和食品廠用的高溫殺菌釜的校正方法建議如下。
  校正的方法:在鍋內(nèi)注入一定量的清水,以能淹沒(méi)溫度傳感器為限,將水加熱至沸騰,檢查此時(shí)溫度指示是否為100℃(處在高海拔地區(qū)的,此時(shí)的溫度可能會(huì)在98~100℃之間)?更換標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量的溫度計(jì)進(jìn)行比對(duì)。
放出部分水使溫度傳感器露出水面;把鍋蓋蓋嚴(yán),將溫度提高到121℃,觀察此時(shí)的蒸煮鍋壓力表的示值是否為0.107Mpa(處在高海拔地區(qū)的,此時(shí)的壓力值可能會(huì)在(0.110~0.120MPa之間)。
  如果在校正過(guò)程中,上述數(shù)據(jù)能夠吻合,說(shuō)明該蒸煮鍋的壓力表和溫度表都處于良好的狀態(tài)。否則,就應(yīng)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)壓力表或溫度表進(jìn)行調(diào)校。
  目前,絕大多數(shù)軟包裝企業(yè)所生產(chǎn)的所謂高溫蒸煮袋所要求的蒸煮溫度一般都是121℃,也有個(gè)別的企業(yè)要求的是115℃或125℃,幾乎沒(méi)有人要求采用135℃的殺菌溫度。下面兩張表是實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以作為高溫蒸煮產(chǎn)品的工藝參考。
  二、實(shí)例案例分析
  通過(guò)我們生產(chǎn)高溫蒸煮產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)客戶反饋較多的兩方面的問(wèn)題是:破袋和漲包。下面重點(diǎn)介紹一下:
  ?1) 在塑/塑復(fù)合的情況下可耐126℃、30min蒸煮加工,用于加工PA/RCPP結(jié)構(gòu)的蒸煮袋,交貨后,食品廠反映破袋率達(dá)到20%。據(jù)了解,該客戶使用的蒸煮溫度是121℃,時(shí)間不詳。從客戶處搜集復(fù)合樣品后,在我公司實(shí)驗(yàn)室中用蒸煮鍋分別用121℃和126℃殺菌40min,均未見(jiàn)到破袋現(xiàn)象;只是隨著溫度的升高,向外卷邊現(xiàn)象變得比較嚴(yán)重。在126℃蒸煮前后,對(duì)蒸煮袋的外形幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量檢查的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)袋子的熱收縮率達(dá)到了6.37%。當(dāng)把溫度升高到135℃時(shí),部分袋子出現(xiàn)了破袋現(xiàn)象。
  從上述現(xiàn)象進(jìn)行推論,該食品廠的實(shí)際殺菌溫度一定是高于其聲稱(chēng)的121℃的。因此,作為生產(chǎn)蒸煮袋的復(fù)合軟包裝企業(yè),應(yīng)當(dāng)對(duì)其下游客戶的要求及其實(shí)際運(yùn)行情況有充分的了解,這樣,在發(fā)生質(zhì)量投訴時(shí),才能迅速地找到問(wèn)題的真正原因,避免不必要地?fù)p失。
  2)? 食品廠在正常的121℃、20~30min的蒸煮條件下處理過(guò)的包裝食品在出廠后出現(xiàn)“漲袋”問(wèn)題。
  “漲袋”問(wèn)題的原因是在規(guī)定的蒸煮條件下,包裝袋內(nèi)的水分及氣體受熱膨脹,而氣體是熱的不良導(dǎo)體,因而在規(guī)定的蒸煮條件下,包裝內(nèi)容物的中心并未達(dá)到徹底殺菌所需要的溫度及時(shí)間,于是,殘存的微生物在適宜的條件下繼續(xù)繁殖而導(dǎo)致經(jīng)過(guò)殺菌的包裝物發(fā)生“漲袋”。
  為了達(dá)到徹底殺菌的目的,于是,食品廠就提高蒸煮的溫度或延長(zhǎng)殺菌的時(shí)間。提高蒸煮溫度的直接結(jié)果就是包裝袋內(nèi)的空氣或水分受熱膨脹得更加嚴(yán)重,包裝袋內(nèi)的壓力進(jìn)一步提高,使得包裝袋的破袋率明顯上升。
  從上述分析中不難看出:殺菌不徹底與蒸煮時(shí)破袋的原因都是包裝袋內(nèi)的壓力大于蒸煮鍋內(nèi)的壓力所致。因此,如何控制蒸煮鍋內(nèi)的壓力以使包裝袋在蒸煮過(guò)程中不發(fā)生膨脹才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

  三、推薦軟包廠實(shí)驗(yàn)選用的高溫反壓蒸煮鍋和基本資料

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  HISAKA WORKS LTD是以生產(chǎn)高溫高壓蒸煮鍋為主業(yè)的企業(yè),自1975年以來(lái),已為世界各地食品、醫(yī)藥企業(yè)提供了2000多臺(tái)殺菌裝置。該企業(yè)生產(chǎn)的軟包裝食品殺菌裝置,基本分為熱水噴淋式、熱水滿水式、蒸汽式3種類(lèi)型。目前主推的是熱水噴淋式的軟包裝食品殺菌裝置。
  從工作原理、生產(chǎn)流程上看,該企業(yè)生產(chǎn)的熱水噴淋式的軟包裝食品殺菌裝置與世界上其他企業(yè)的產(chǎn)品基本上是一致的。下圖是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的生產(chǎn)流程。??
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表3:殺菌器中保留不同量空氣時(shí),溫度與壓力的關(guān)系?
  注a:實(shí)際壓力 = 壓力表讀數(shù)(MPa)+ 0.1013MPa
仔細(xì)解讀表3,我們可以得出以下的幾個(gè)結(jié)論:
  1、當(dāng)蒸煮鍋的壓力表讀數(shù)達(dá)到0.1035MPa時(shí),蒸煮鍋內(nèi)的實(shí)際壓力(又可稱(chēng)絕對(duì)壓力)為0.2048MPa。
  2、當(dāng)蒸煮鍋中未裝入任何被滅菌的包裝物,只有空氣的狀態(tài)下,將蒸煮鍋密閉起來(lái)并通入高壓蒸汽,當(dāng)蒸煮鍋的壓力表顯示為0.1035MPa時(shí),蒸煮鍋內(nèi)的溫度只有92.7℃。
  3、假如蒸煮鍋內(nèi)貨架及被殺菌的包裝物占有了鍋內(nèi)50%的空間,另一半為空氣的狀態(tài)下,將蒸煮鍋密閉起來(lái)并通入高壓蒸汽,當(dāng)蒸煮鍋的壓力表顯示為0.1035MPa時(shí),蒸煮鍋內(nèi)的溫度只有109.2℃。
  4、假如蒸煮鍋內(nèi)貨架及被殺菌的包裝物占有了鍋內(nèi)50%的空間,另一半為空氣的狀態(tài)下,將蒸煮鍋密閉起來(lái)并通入高壓蒸汽,在加熱的同時(shí),開(kāi)啟排氣閥緩慢地、百分之百地排出蒸煮鍋中的空氣后,當(dāng)蒸煮鍋的壓力表顯示為0.1035MPa時(shí),蒸煮鍋內(nèi)的溫度可以達(dá)到121℃。
  與其他企業(yè)不同的是:該企業(yè)還會(huì)配套提供AMMU控制系統(tǒng)(Advanced Monitoring Management Unit)。該系統(tǒng)中集成了HISAKA WORKS LTD多年應(yīng)用蒸煮殺菌裝置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),可有效地解決殺菌過(guò)程中蒸煮袋的破袋問(wèn)題。
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  筆者曾與國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)蒸煮殺菌裝置的企業(yè)接觸,這些企業(yè)是將控制技術(shù)作為選擇件來(lái)銷(xiāo)售的,而國(guó)內(nèi)大部分的客戶因投資額的限制,通常只選購(gòu)硬件而放棄選購(gòu)軟件,由此而導(dǎo)致的與破袋、漲包相關(guān)的質(zhì)量投訴層出不窮。
  使用高溫蒸煮鍋的客戶都知道在高溫殺菌過(guò)程中需要向鍋內(nèi)施加“反壓”,以防止蒸煮袋發(fā)生破袋現(xiàn)象。而何時(shí)開(kāi)始施加“反壓”,施加多大的“反壓”為合適,則鮮見(jiàn)報(bào)道。
  HISAKA WORKS LTD是將蒸煮鍋的溫度與壓力作為兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)進(jìn)行控制。他們依據(jù)傳熱理論對(duì)裝有不同種類(lèi)內(nèi)容物的真空袋、含水包裝袋、含氣包裝袋進(jìn)行演算,計(jì)算出在達(dá)到所需的溫度時(shí)包裝袋內(nèi)的氣體受熱膨脹及水分受熱蒸發(fā)后在袋內(nèi)形成的壓力值,給蒸煮鍋施加相同數(shù)值的“反壓”,使得袋內(nèi)外的壓力平衡,從而徹底消除了蒸煮袋受壓變形、變皺及破袋的可能性。

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  由此可知,國(guó)內(nèi)使用蒸煮袋的客戶應(yīng)該對(duì)蒸煮鍋的壓力控制問(wèn)題給予足夠的重視。

  四、高溫蒸煮產(chǎn)品蒸煮后產(chǎn)品局部出現(xiàn)“氣泡”的解決方法
  如果出現(xiàn)氣泡,企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)控制以下幾個(gè)方面:
  1)?油墨的耐溫性是否符合高溫蒸煮殺菌條件要求;(白墨和固化劑的選擇很重要。軟包廠需要多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才可投入正常生產(chǎn)使用。)
  2)?印刷料自然固化時(shí)間需要達(dá)到24h以上,保障油墨固化的充分性和殘留溶劑的揮發(fā);
  3)?復(fù)合高溫膠水的選擇非常重要;(固化劑的添加量在廠家標(biāo)準(zhǔn)配比基礎(chǔ)上增加10%添加量。要計(jì)算車(chē)間濕度高的時(shí)候,空氣中的水分對(duì)固化劑的消耗量。)
  4)?保證復(fù)合輥的上膠均勻性,并能保證干基涂膠量在3.8~4.2g/m2 ;
  5)?復(fù)合烘箱的送排風(fēng)量需要保障;
  6)?復(fù)合輥的溫度在65~70℃,三段烘箱溫度是70℃,80℃,90℃,機(jī)器速度90~100 m/min;
  以上5),6)兩項(xiàng)指標(biāo)做好后,可以確保復(fù)合成品下機(jī)器時(shí)溶劑殘留量在5.0 g/m2 以下;
  7)復(fù)合工序的控制也需要注意,例如:高溫蒸煮結(jié)構(gòu)是PET12//AL9//PA15//RCPP70,那么復(fù)合先生產(chǎn)AL9//PA15,再熟化48h;熟化完成后再?gòu)?fù)合印刷料,再?gòu)?fù)合RCPP層,最后熟化96h以上才可出料冷卻和分切。熟化條件:50~55℃,時(shí)間是96h以上,有條件可熟化120h。
  8)對(duì)于印刷(SIO2)PET12材料,特別要注意材料供應(yīng)商的選擇;(涂和蒸鍍的質(zhì)量穩(wěn)定性非常重要。)
  9)AL選用高溫蒸煮級(jí)別的,(針孔控制在100個(gè)/m2以?xún)?nèi),除油級(jí)別達(dá)到A級(jí),拉伸強(qiáng)度和延伸率均要加強(qiáng)
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