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軟包裝蒸煮產品品質影響淺析
時間:2013-04-28   來源: 摘編自《廣東包裝》2012年03月第二期   閱讀:12290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、蒸煮鍋內的溫度與壓力對高溫蒸煮袋品質的影響
  
高溫蒸煮殺菌是延長食品保質期的一個有效方法,長期以來已被很多食品廠廣泛應用。 常用的蒸煮袋有以下幾種結構: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,在一些熟肉制品的包裝上,PA//RCPP結構應用得比較多。近兩年,使用PA/RCPP的食品廠對軟包裝材料生產企業的投訴較多,反映的主要問題是離層與破袋。
  通過調查,發現一些食品廠在蒸煮加工過程中存在著一些不規范的問題。一般來講,殺菌時間在121℃的溫度下應當是30~40min,但很多食品加工企業對殺菌時間的規定很隨意,甚至有的達到了90min的殺菌時間。
  一些軟包裝企業所采購的實驗用蒸煮鍋,當溫度表顯示為121℃時,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。另據某食品廠反映,當其蒸煮鍋的壓力顯示為0.2MPa時,溫度表的示值只有108℃。
  為了減少溫度、時間和壓力方面的差異性帶給高溫蒸煮產品的品質影響,必須定期對設備的溫度、壓力和時間繼電器進行校正。我們知道國家對各類儀表有年檢制度,其中壓力儀表屬強制性年檢的儀表,校正周期是每半年一次。也就是說,在正常情況下,壓力儀表應當是比較準確的。而溫度測量儀表不屬于強制性年檢的類別,所以,測溫儀表的準確度是要打折扣的。
  時間繼電器的校正也需要定期內部校正,用秒表或時間比對的方式進行校正。
  實驗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:在鍋內注入一定量的清水,以能淹沒溫度傳感器為限,將水加熱至沸騰,檢查此時溫度指示是否為100℃(處在高海拔地區的,此時的溫度可能會在98~100℃之間)?更換標準計量的溫度計進行比對。
放出部分水使溫度傳感器露出水面;把鍋蓋蓋嚴,將溫度提高到121℃,觀察此時的蒸煮鍋壓力表的示值是否為0.107Mpa(處在高海拔地區的,此時的壓力值可能會在(0.110~0.120MPa之間)。
  如果在校正過程中,上述數據能夠吻合,說明該蒸煮鍋的壓力表和溫度表都處于良好的狀態。否則,就應請專業人員對壓力表或溫度表進行調校。
  目前,絕大多數軟包裝企業所生產的所謂高溫蒸煮袋所要求的蒸煮溫度一般都是121℃,也有個別的企業要求的是115℃或125℃,幾乎沒有人要求采用135℃的殺菌溫度。下面兩張表是實驗的經驗數據,可以作為高溫蒸煮產品的工藝參考。
  二、實例案例分析
  通過我們生產高溫蒸煮產品的經驗,發現客戶反饋較多的兩方面的問題是:破袋和漲包。下面重點介紹一下:
  ?1) 在塑/塑復合的情況下可耐126℃、30min蒸煮加工,用于加工PA/RCPP結構的蒸煮袋,交貨后,食品廠反映破袋率達到20%。據了解,該客戶使用的蒸煮溫度是121℃,時間不詳。從客戶處搜集復合樣品后,在我公司實驗室中用蒸煮鍋分別用121℃和126℃殺菌40min,均未見到破袋現象;只是隨著溫度的升高,向外卷邊現象變得比較嚴重。在126℃蒸煮前后,對蒸煮袋的外形幾何尺寸進行測量檢查的結果,發現袋子的熱收縮率達到了6.37%。當把溫度升高到135℃時,部分袋子出現了破袋現象。
  從上述現象進行推論,該食品廠的實際殺菌溫度一定是高于其聲稱的121℃的。因此,作為生產蒸煮袋的復合軟包裝企業,應當對其下游客戶的要求及其實際運行情況有充分的了解,這樣,在發生質量投訴時,才能迅速地找到問題的真正原因,避免不必要地損失。
  2)? 食品廠在正常的121℃、20~30min的蒸煮條件下處理過的包裝食品在出廠后出現“漲袋”問題。
  “漲袋”問題的原因是在規定的蒸煮條件下,包裝袋內的水分及氣體受熱膨脹,而氣體是熱的不良導體,因而在規定的蒸煮條件下,包裝內容物的中心并未達到徹底殺菌所需要的溫度及時間,于是,殘存的微生物在適宜的條件下繼續繁殖而導致經過殺菌的包裝物發生“漲袋”。
  為了達到徹底殺菌的目的,于是,食品廠就提高蒸煮的溫度或延長殺菌的時間。提高蒸煮溫度的直接結果就是包裝袋內的空氣或水分受熱膨脹得更加嚴重,包裝袋內的壓力進一步提高,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破袋的原因都是包裝袋內的壓力大于蒸煮鍋內的壓力所致。因此,如何控制蒸煮鍋內的壓力以使包裝袋在蒸煮過程中不發生膨脹才是解決問題的關鍵所在。

  三、推薦軟包廠實驗選用的高溫反壓蒸煮鍋和基本資料

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  HISAKA WORKS LTD是以生產高溫高壓蒸煮鍋為主業的企業,自1975年以來,已為世界各地食品、醫藥企業提供了2000多臺殺菌裝置。該企業生產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、生產流程上看,該企業生產的熱水噴淋式的軟包裝食品殺菌裝置與世界上其他企業的產品基本上是一致的。下圖是實驗設備的生產流程。??
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表3:殺菌器中保留不同量空氣時,溫度與壓力的關系?
  注a:實際壓力 = 壓力表讀數(MPa)+ 0.1013MPa
仔細解讀表3,我們可以得出以下的幾個結論:
  1、當蒸煮鍋的壓力表讀數達到0.1035MPa時,蒸煮鍋內的實際壓力(又可稱絕對壓力)為0.2048MPa。
  2、當蒸煮鍋中未裝入任何被滅菌的包裝物,只有空氣的狀態下,將蒸煮鍋密閉起來并通入高壓蒸汽,當蒸煮鍋的壓力表顯示為0.1035MPa時,蒸煮鍋內的溫度只有92.7℃。
  3、假如蒸煮鍋內貨架及被殺菌的包裝物占有了鍋內50%的空間,另一半為空氣的狀態下,將蒸煮鍋密閉起來并通入高壓蒸汽,當蒸煮鍋的壓力表顯示為0.1035MPa時,蒸煮鍋內的溫度只有109.2℃。
  4、假如蒸煮鍋內貨架及被殺菌的包裝物占有了鍋內50%的空間,另一半為空氣的狀態下,將蒸煮鍋密閉起來并通入高壓蒸汽,在加熱的同時,開啟排氣閥緩慢地、百分之百地排出蒸煮鍋中的空氣后,當蒸煮鍋的壓力表顯示為0.1035MPa時,蒸煮鍋內的溫度可以達到121℃。
  與其他企業不同的是:該企業還會配套提供AMMU控制系統(Advanced Monitoring Management Unit)。該系統中集成了HISAKA WORKS LTD多年應用蒸煮殺菌裝置的經驗數據,可有效地解決殺菌過程中蒸煮袋的破袋問題。
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  筆者曾與國內一些生產蒸煮殺菌裝置的企業接觸,這些企業是將控制技術作為選擇件來銷售的,而國內大部分的客戶因投資額的限制,通常只選購硬件而放棄選購軟件,由此而導致的與破袋、漲包相關的質量投訴層出不窮。
  使用高溫蒸煮鍋的客戶都知道在高溫殺菌過程中需要向鍋內施加“反壓”,以防止蒸煮袋發生破袋現象。而何時開始施加“反壓”,施加多大的“反壓”為合適,則鮮見報道。
  HISAKA WORKS LTD是將蒸煮鍋的溫度與壓力作為兩個獨立的參數進行控制。他們依據傳熱理論對裝有不同種類內容物的真空袋、含水包裝袋、含氣包裝袋進行演算,計算出在達到所需的溫度時包裝袋內的氣體受熱膨脹及水分受熱蒸發后在袋內形成的壓力值,給蒸煮鍋施加相同數值的“反壓”,使得袋內外的壓力平衡,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,國內使用蒸煮袋的客戶應該對蒸煮鍋的壓力控制問題給予足夠的重視。

  四、高溫蒸煮產品蒸煮后產品局部出現“氣泡”的解決方法
  如果出現氣泡,企業在生產時應該重點控制以下幾個方面:
  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。軟包廠需要多次實驗驗證才可投入正常生產使用。)
  2)?印刷料自然固化時間需要達到24h以上,保障油墨固化的充分性和殘留溶劑的揮發;
  3)?復合高溫膠水的選擇非常重要;(固化劑的添加量在廠家標準配比基礎上增加10%添加量。要計算車間濕度高的時候,空氣中的水分對固化劑的消耗量。)
  4)?保證復合輥的上膠均勻性,并能保證干基涂膠量在3.8~4.2g/m2 ;
  5)?復合烘箱的送排風量需要保障;
  6)?復合輥的溫度在65~70℃,三段烘箱溫度是70℃,80℃,90℃,機器速度90~100 m/min;
  以上5),6)兩項指標做好后,可以確保復合成品下機器時溶劑殘留量在5.0 g/m2 以下;
  7)復合工序的控制也需要注意,例如:高溫蒸煮結構是PET12//AL9//PA15//RCPP70,那么復合先生產AL9//PA15,再熟化48h;熟化完成后再復合印刷料,再復合RCPP層,最后熟化96h以上才可出料冷卻和分切。熟化條件:50~55℃,時間是96h以上,有條件可熟化120h。
  8)對于印刷(SIO2)PET12材料,特別要注意材料供應商的選擇;(涂和蒸鍍的質量穩定性非常重要。)
  9)AL選用高溫蒸煮級別的,(針孔控制在100個/m2以內,除油級別達到A級,拉伸強度和延伸率均要加強
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