無菌奶包裝技術(shù)——紙包裝和軟包裝
時間:2006-11-17 09:53:00來源:wangsl
導(dǎo)語:?隨著人們生活水平的不斷提高,人們消費習(xí)慣的改變和食物結(jié)構(gòu)的改善
隨著人們生活水平的不斷提高,人們消費習(xí)慣的改變和食物結(jié)構(gòu)的改善,人們健康意識越來越強,乳品對人的益處已被廣大消費者越來越認(rèn)可。中國乳品行業(yè)的高速發(fā)展,為乳品包裝行業(yè)帶來了機遇。由于我國幅員遼闊、地域差異大,對保鮮要求比較嚴(yán)格的牛奶來說,長距離分銷就是一個必須解決的障礙。無菌保鮮包裝就是解決這個問題的一種有效方法。無菌包裝最大的優(yōu)點是:在無菌條件下,最大限度地保留原有食品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味。因此,無菌包裝形式目前在牛奶包裝中得到了廣泛的應(yīng)用。
無菌奶包裝的常見形式
在乳制品中,主要采用的無菌保鮮包裝形式有以下兩種:
一、無菌紙包裝
用于無菌紙包裝的材料實質(zhì)上是一種復(fù)合材料,是紙、聚乙烯、鋁箔、沙林樹脂多層復(fù)合的紙板,其中紙為結(jié)構(gòu)材料,而鋁箔則為高阻隔性材料。無菌紙包裝主要有屋頂包、磚形包、枕形包。
二、無菌軟包裝
無菌軟包裝使用的材料為鋁/塑復(fù)合膜,包裝形式是袋裝,有百利包Prepack和芬包Finpack。主要生產(chǎn)廠商有德國的KF公司、芬蘭的ELECSTER公司。
無菌奶包裝的優(yōu)勢
無菌包裝被定義為一個過程,該過程包括包裝材料或容器的滅菌,在無菌環(huán)境下灌入商業(yè)無菌產(chǎn)品,并形成足夠緊密防止再污染的包裝容器,比如密封封口。由于產(chǎn)品要求在非冷藏條件下具有長貨架期,所以包裝也必須提供完全防光和防氧氣的保護(hù)?!盁o菌”即意味著產(chǎn)品、包裝或其他特定區(qū)域中不存在或去除任何的微生物;“密封”用于表示適宜的機械特性,即不使任何細(xì)菌進(jìn)入包裝中或更嚴(yán)格地講,防止微生物和氣體或蒸汽進(jìn)入包裝。
一、無菌紙包裝的優(yōu)點:
牛奶的無菌包裝是一種技術(shù)含量高的灌裝形式,不僅可以提高乳品的安全性,還可以擴(kuò)大產(chǎn)品的銷售范圍。其優(yōu)點有:
(1)產(chǎn)品無須任何添加劑,確保對身體無害;
?。?)產(chǎn)品能保持原有風(fēng)味;
(3)產(chǎn)品無須冷藏,即可達(dá)到理想貨架期。
二、無菌軟包裝的優(yōu)點:
(1)包裝薄膜成本低廉,只為無菌磚包材成本的五分之一;
?。?)可從國內(nèi)供貨商購買包材,較為方便;
(3)污染量少,塑料袋易壓平,燃燒后只有水和無毒氣體,符合環(huán)保包裝要求;
(4)包材較輕,減少運輸成本;
?。?)軟包裝可用熱水浸泡加溫,方便飲用。
無菌奶包裝設(shè)備
一、無菌紙包裝系統(tǒng)
紙卷成形包裝系統(tǒng)是目前使用最廣泛的包裝系統(tǒng),包裝材料由紙卷連續(xù)供給包裝機,經(jīng)過一系列成形過程進(jìn)行灌裝,封合和切割。
?。?)無菌紙包裝系統(tǒng)的縱封/橫封結(jié)構(gòu)
包裝材料從紙卷進(jìn)入包裝機后上升到包裝機的背后,縱封貼條經(jīng)熱合粘到包裝機的一側(cè)??v封貼條粘合主要有以下兩個功能:加強縱封的接合和防止產(chǎn)品外漏。粘合縱封貼條之后,包裝紙經(jīng)滾輪涂上一層雙氧水膜,隨后由一雙壓力滾輪將多余的雙氧水除去。這時包裝紙已經(jīng)達(dá)到最高位置,隨后向下移動,經(jīng)縱封加熱器和導(dǎo)輪而形成紙筒,殘余的雙氧水經(jīng)加熱器蒸發(fā)然后產(chǎn)品開始灌入。產(chǎn)品的液面始終控制在橫封液面之下,兩對橫封壓力器連續(xù)不斷地將包裝紙拉過包裝機,同時產(chǎn)品也連續(xù)不斷地進(jìn)入包裝機。
橫封是通過兩步來完成的,既粘合和切割。有效的粘合需要兩大因素,即溫度和壓力。封合時的溫度是電感加熱產(chǎn)生的,既通過夾爪夾住圓柱形的紙筒,這樣紙筒就變成了長方形。產(chǎn)品在封合區(qū)通過夾爪的壓力將其擠出,夾爪內(nèi)的U形金屬圈通入高頻電流,高頻電流在包裝紙的鋁箔層形成反向電感電流,從而使鋁箔受熱并將熱量傳遞到內(nèi)層聚乙烯使其融化。在夾爪壓力的作用下聚乙烯同時迅速冷卻,使融化的聚乙烯固化,完成了封合。封合后夾爪內(nèi)的切刀在封合區(qū)內(nèi)將包裝切割開。
產(chǎn)品通過灌注管注入紙筒,其下端位于產(chǎn)品液面之下,這樣能有效防止泡沫的形成。灌注、封合后的包裝經(jīng)過終端成形器,將頂部和底部的邊角分別彎曲、折疊、粘合而成形。
?。?)無菌紙包裝環(huán)境的形成
紙包裝系統(tǒng)的雙氧水滅菌通常分為以下兩個步驟:
第一,雙氧水膜的形成。在包裝紙滅菌前均勻地在與產(chǎn)品接觸的表面涂上一層雙氧水膜是保證其滅菌的前提條件,敞開式無菌包裝系統(tǒng)的這一過程是由雙氧水槽實現(xiàn)的。敞開式無菌包裝系統(tǒng)工作時,包裝紙先經(jīng)過貼條,在進(jìn)入雙氧水槽,通過一套滾輪系統(tǒng)將一層雙氧水膜附在包裝紙的產(chǎn)品接觸表面上,同時帶走部分包裝紙表面所附著的微生物。這里所使用的雙氧水必須含有潤濕劑(PSM)以降低雙氧水的表面張力,否則由于產(chǎn)品接觸表面(聚乙烯)具有疏水性,不可能被均勻地涂上雙氧水膜。潤濕劑等添加量為0.3%左右。
雙氧水槽并不對包裝紙進(jìn)行滅菌,因為這里溫度較低,達(dá)不到所需的滅菌效率,它只是將一層雙氧水薄膜附在包裝紙上以進(jìn)行后序的滅菌。
值得注意的是,涂布雙氧水膜之后,整個包裝紙是暴露于空氣中向前移動的,因此包裝間具有穩(wěn)定的溫度和濕度是十分重要的,否則將影響雙氧水的蒸發(fā)量,最終影響到對包裝紙的滅菌效果。
第二,包裝紙的滅菌。涂上雙氧水膜的包裝紙經(jīng)擠壓滾輪除去多余的雙氧水,向下經(jīng)導(dǎo)輪,成形環(huán)等形成紙筒,一直到達(dá)管加熱器和橫封區(qū)域。包裝紙的滅菌是通過管加熱器對雙氧水加熱器而實現(xiàn)的,管加熱器是纏繞在產(chǎn)品灌注管外的電子元件,它一直延伸至紙筒的中部。根據(jù)包裝容積的大小不同,管加熱器的溫度范圍也不同,一般來說在450~650℃范圍內(nèi)。管加熱器通過傳導(dǎo)和輻射加熱將包裝紙內(nèi)表面溫度加熱至110~115℃,被蒸發(fā)為氣體的雙氧水大大提高了滅菌效率,因此,包裝紙的滅菌是在這一過程中完成的。在實際生產(chǎn)過程中,為防止微生物污染,一方面通過管加熱器區(qū)域蒸發(fā)的雙氧水氣體上升,另一方面通過向紙筒內(nèi)不斷通入無菌空氣,這樣兩者在包裝紙間形成了一道無菌空氣屏障。
二、無菌軟包裝設(shè)備
無菌軟包裝生產(chǎn)線形式有多種,其主要原理是:被加工的液體原料經(jīng)過超高溫滅菌設(shè)備后,在無菌狀態(tài)下進(jìn)行包裝,各加工環(huán)節(jié)具有較高的自動化程度和完善安全的無菌保障,各個程序經(jīng)過科學(xué)編排設(shè)定后,由各種不同配件組合成聯(lián)合體,步調(diào)和諧地工作。
下面簡單介紹一下某型無菌包裝機的工作原理:
首先通過蒸汽對設(shè)備管路進(jìn)行殺菌,蒸汽壓力3.5bar(140℃),保持30min。生產(chǎn)時蒸汽則處于設(shè)備管路外圍,壓力穩(wěn)定在1.2bar,對設(shè)備形成無菌屏障。整個設(shè)備滅菌的時間約為35min。灌裝室設(shè)備腔體噴H2O2水霧并保持25min,灌注頭用H2O2溶液浸泡10min,通過水的氧化作用實現(xiàn)無菌。并用45℃正壓無菌熱空氣保持無菌狀態(tài)。包裝用塑膜通過H2O2水池,由35%濃度的H2O2進(jìn)行18~45S的浸泡消毒。H2O2因其有強氧化性,故對微生物具有廣泛的殺菌作用。其殺菌效果與溫度、濃度有關(guān)。
紫外線輔助殺菌(紫外線波長為2 500A~2600A,30W紫外線燈管發(fā)出的光波長2537A),并由無菌空氣干燥。經(jīng)超高溫設(shè)備(UHT)殺菌后的產(chǎn)品進(jìn)入灌裝機后保持無菌密封,在上述無菌艙、無菌塑膜下灌裝的產(chǎn)品,室溫保存,牛奶貨架期可達(dá)45天,甚至更長。
無菌奶包裝的現(xiàn)狀和發(fā)展
無菌包裝技術(shù)早在半個世紀(jì)前就已問世,20世紀(jì)60年代初開始應(yīng)用于歐洲市場,目前主要包裝鮮奶和飲料等液態(tài)食品。目前,無菌包裝在我國乳制品中僅占10%,而發(fā)達(dá)國家占65%。另外,牛奶在我國人均占有量為5.1kg,而世界人均38kg?,F(xiàn)在,國家已將液態(tài)奶無菌包裝列為優(yōu)先開發(fā)項目,并斥資20億元扶持液態(tài)奶工業(yè)的發(fā)展。由此可見,我國液態(tài)奶無菌包裝具有極大的發(fā)展空間,市場前景光明,同時也為塑料生產(chǎn)的科研單位帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。
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