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无菌奶包装技术——纸包装和软包装

时间:2011-08-26 10:39:51   来源:通辽日报   作者:佚名    点击:1829次

包装

   随着人们生活水平的不断提高,人们消费习惯的改变和食物结构的改善,人们健康意识越来越强,乳品对人的益处已被广大消费者越来越认可。中国乳品行业的高速发展,为乳品包装行业带来了机遇。由于我国幅员辽阔、地域差异大,对保鲜要求比较严格的牛奶来说,长距离分销就是一个必须解决的障碍。无菌保鲜包装就是解决这个问题的一种有效方法。无菌包装最大的优点是:在无菌条件下,最大限度地保留原有食品的无菌奶包装的常见形式
    在乳制品中,主要采用的无菌保鲜包装形式有以下两种:
    一、无菌纸包装
    用于无菌纸包装的材料实质上是一种复合材料,是纸、聚乙烯、铝箔、沙林树脂多层复合的纸板,其中纸为结构材料,而铝箔则为高阻隔性材料。无菌纸包装主要有屋顶包、砖形包、枕形包。
    二、无菌软包装
    无菌软包装使用的材料为铝/塑复合膜,包装形式是袋装,有百利包Prepack和芬包Finpack。主要生产厂商有德国的KF公司、芬兰的ELECSTER公司。
无菌奶包装的优势
    无菌包装被定义为一个过程,该过程包括包装材料或容器的灭菌,在无菌环境下灌入商业无菌产品,并形成足够紧密防止再污染的包装容器,比如密封封口。由于产品要求在非冷藏条件下具有长货架期,所以包装也必须提供完全防光和防氧气的保护。“无菌”即意味着产品、包装或其他特定区域中不存在或去除任何的微生物;“密封”用于表示适宜的机械特性,即不使任何细菌进入包装中或更严格地讲,防止微生物和气体或蒸汽进入包装。
    一、无菌纸包装的优点:
    牛奶的无菌包装是一种技术含量高的灌装形式,不仅可以提高乳品的安全性,还可以扩大产品的销售范围。其优点有:
    (1)产品无须任何添加剂,确保对身体无害;
    (2)产品能保持原有风味;
    (3)产品无须冷藏,即可达到理想货架期。
    二、无菌软包装的优点:
    (1)包装薄膜成本低廉,只为无菌砖包材成本的五分之一;
    (2)可从国内供货商购买包材,较为方便;
    (3)污染量少,塑料袋易压平,燃烧后只有水和无毒气体,符合环保包装要求;
    (4)包材较轻,减少运输成本;
    (5)软包装可用热水浸泡加温,方便饮用。
无菌奶包装设备
一、无菌纸包装系统
    纸卷成形包装系统是目前使用最广泛的包装系统,包装材料由纸卷连续供给包装机,经过一系列成形过程进行灌装,封合和切割。
    (1)无菌纸包装系统的纵封/横封结构
    包装材料从纸卷进入包装机后上升到包装机的背后,纵封贴条经热合粘到包装机的一侧。纵封贴条粘合主要有以下两个功能:加强纵封的接合和防止产品外漏。粘合纵封贴条之后,包装纸经滚轮涂上一层双氧水膜,随后由一双压力滚轮将多余的双氧水除去。这时包装纸已经达到最高位置,随后向下移动,经纵封加热器和导轮而形成纸筒,残余的双氧水经加热器蒸发然后产品开始灌入。产品的液面始终控制在横封液面之下,两对横封压力器连续不断地将包装纸拉过包装机,同时产品也连续不断地进入包装机。
    横封是通过两步来完成的,既粘合和切割。有效的粘合需要两大因素,即温度和压力。封合时的温度是电感加热产生的,既通过夹爪夹住圆柱形的纸筒,这样纸筒就变成了长方形。产品在封合区通过夹爪的压力将其挤出,夹爪内的U形金属圈通入高频电流,高频电流在包装纸的铝箔层形成反向电感电流,从而使铝箔受热并将热量传递到内层聚乙烯使其融化。在夹爪压力的作用下聚乙烯同时迅速冷却,使融化的聚乙烯固化,完成了封合。封合后夹爪内的切刀在封合区内将包装切割开。
    产品通过灌注管注入纸筒,其下端位于产品液面之下,这样能有效防止泡沫的形成。灌注、封合后的包装经过终端成形器,将顶部和底部的边角分别弯曲、折叠、粘合而成形。
    (2)无菌纸包装环境的形成
    纸包装系统的双氧水灭菌通常分为以下两个步骤:
    第一,双氧水膜的形成。在包装纸灭菌前均匀地在与产品接触的表面涂上一层双氧水膜是保证其灭菌的前提条件,敞开式无菌包装系统的这一过程是由双氧水槽实现的。敞开式无菌包装系统工作时,包装纸先经过贴条,在进入双氧水槽,通过一套滚轮系统将一层双氧水膜附在包装纸的产品接触表面上,同时带走部分包装纸表面所附着的微生物。这里所使用的双氧水必须含有润湿剂(PSM)以降低双氧水的表面张力,否则由于产品接触表面(聚乙烯)具有疏水性,不可能被均匀地涂上双氧水膜。润湿剂等添加量为0.3%左右。
    双氧水槽并不对包装纸进行灭菌,因为这里温度较低,达不到所需的灭菌效率,它只是将一层双氧水薄膜附在包装纸上以进行后序的灭菌。
    值得注意的是,涂布双氧水膜之后,整个包装纸是暴露于空气中向前移动的,因此包装间具有稳定的温度和湿度是十分重要的,否则将影响双氧水的蒸发量,最终影响到对包装纸的灭菌效果。
    第二,包装纸的灭菌。涂上双氧水膜的包装纸经挤压滚轮除去多余的双氧水,向下经导轮,成形环等形成纸筒,一直到达管加热器和横封区域。包装纸的灭菌是通过管加热器对双氧水加热器而实现的,管加热器是缠绕在产品灌注管外的电子元件,它一直延伸至纸筒的中部。根据包装容积的大小不同,管加热器的温度范围也不同,一般来说在450~650℃范围内。管加热器通过传导和辐射加热将包装纸内表面温度加热至110~115℃,被蒸发为气体的双氧水大大提高了灭菌效率,因此,包装纸的灭菌是在这一过程中完成的。在实际生产过程中,为防止微生物污染,一方面通过管加热器区域蒸发的双氧水气体上升,另一方面通过向纸筒内不断通入无菌空气,这样两者在包装纸间形成了一道无菌空气屏障。
二、无菌软包装设备
    无菌软包装生产线形式有多种,其主要原理是:被加工的液体原料经过超高温灭菌设备后,在无菌状态下进行包装,各加工环节具有较高的自动化程度和完善安全的无菌保障,各个程序经过科学编排设定后,由各种不同配件组合成联合体,步调和谐地工作。
    下面简单介绍一下某型无菌包装机的工作原理:
    首先通过蒸汽对设备管路进行杀菌,蒸汽压力3.5bar(140℃),保持30min。生产时蒸汽则处于设备管路外围,压力稳定在1.2bar,对设备形成无菌屏障。整个设备灭菌的时间约为35min。灌装室设备腔体喷H2O2水雾并保持25min,灌注头用H2O2溶液浸泡10min,通过水的氧化作用实现无菌。并用45℃正压无菌热空气保持无菌状态。包装用塑膜通过H2O2水池,由35%浓度的H2O2进行18~45S的浸泡消毒。H2O2因其有强氧化性,故对微生物具有广泛的杀菌作用。其杀菌效果与温度、浓度有关。
    紫外线辅助杀菌(紫外线波长为2 500A~2 600A,30W紫外线灯管发出的光波长2537A),并由无菌空气干燥。经超高温设备(UHT)杀菌后的产品进入灌装机后保持无菌密封,在上述无菌舱、无菌塑膜下灌装的产品,室温保存,牛奶货架期可达45天,甚至更长。
 无菌奶包装的现状和发展
    无菌包装技术早在半个世纪前就已问世,20世纪60年代初开始应用于欧洲市场,目前主要包装鲜奶和饮料等液态食品。目前,无菌包装在我国乳制品中仅占10%,而发达国家占65%。另外,牛奶在我国人均占有量为5.1kg,而世界人均38kg。现在,国家已将液态奶无菌包装列为优先开发项目,并斥资20亿元扶持液态奶工业的发展。由此可见,我国液态奶无菌包装具有极大的发展空间,市场前景光明,同时也为塑料生产的科研单位带来新的机遇和挑战。

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