【食品生产加工技术】果汁无菌包装工艺

【食品生产加工技术】果汁无菌包装工艺

无菌包装技术是在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术。无菌包装技术使包装的产品不添加防腐剂，在常温条件下无需冷藏也能保鲜半年或1年以上而不变质，还具有耗能低，耗用包材少，制造成本低，包装效率高，经济效益好和质量轻便，以及废弃包装可回收再利用等优点，适于长途运输。无菌包装的应用越来越广泛，由包装液体到流体、半流体和膏体；由一般果汁到牛奶、茶类、蔬菜汁、汤料、酒类、水类、药液等。这里主要介绍果汁无菌包装应用。果汁无菌包装是将无菌的果汁、包装容器和包装辅助材料，置于无菌环境中，用无菌灌装机进行充填和封合的一种包装系统。果汁类食品经过高温瞬间灭菌，再将温度降至20℃~30℃，即达到无菌要求。果汁无菌包装工艺过程大致上可分为前期工作、灭菌处理和包装三部分。1果汁无菌包装前期工作果汁无菌包装的前期工作包括选择复合材料，设计砖形纸盒和盒坯结构图，并进行装潢设计，然后交付包装材料专业工厂按照装潢设计的图案、文字、色彩进行印刷，按照结构设计进行压痕裁切，最后以卷筒纸料运入包装厂。1）选择材料果汁无菌包装采用的包装容器有杯、盒、袋、桶等，这里主要介绍砖型盒类包装容器。果汁无菌包装材料主要采用复合薄膜，复合薄膜由六层材料组成，即聚乙烯/纸/聚乙烯/铝箔/聚乙烯/聚乙烯复合材料。用复合薄膜制成的包装纸盒重量仅为同容积玻璃瓶的8%,不仅成本较低，而且产生的废物较少，有利于环境保护。2）设计砖形纸盒市场上常见的砖形无菌包装纸盒容量为250ml,其结构设计图中实线表示轮廓裁切线，虚线表示内折叠压痕线，点划线表示外折叠压痕线。运到包装工厂的包装材料卷筒直径为0.8m,可制250ml的砖形无菌包装纸盒约5000个。3）装潢设计装潢设计时首先要考虑商品包装的要求，选择合适的式样；其次要考虑图案、文字和色彩的正确、适当运用，遵循“科学、美观、适用、经济、促销”的原则，力争设计美观、具有时代感、装饰性和民族性。同时，为了达到以上设计目标，必须采用先进的工艺技术，例如CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造），专业软件如包装纸盒结构设计专业软件--Flunder-Pack.4）印刷纸容器的印刷可采用传统的模拟印刷和新型的数字印刷两大类。目前大多数仍采用模拟印刷。在常因为PS版制版简单、快捷、版材轻而价廉，并随着新光源、新感光材料、新型设备的应用，制版质量不断提高。其中柔性版印刷也已广泛用于包装印刷。5）复合复合过程在整个工序是最为重要的，因为它对整个容器的包装功能起着决定作用。例如纸容器利乐包印刷后的半成品重新放在复合过的退卷架上，经过四次淋膜，一次铝箔（铝箔可防紫外光，确保内装物的质量）的粘合作用，最后在收卷部绕成卷筒状。利乐包的四层塑料从外层、复合层、内层1、内层2分别用不同厚度的聚乙烯或改性聚乙烯树脂为原料，经过四台挤出机挤出成型后约1300mm宽的薄膜，与纸张、铝箔粘合在一起。再由专业厂家经过裁切压痕完成，最终以卷筒状运送到包装工厂。2果汁无菌包装的灭菌处理果汁是由不同水果制成的，它们的成分和特性各不相同。与包装相关的主要因素是果汁的酸性、酶、维生素C、色泽和香味，果汁变质主要是由酵母和霉菌引起的。杀菌过程通过高温控制产品中微生物的含量。目前常用的杀菌方式有高温短时（HTST）和超高温瞬时（UHT）杀菌。选择时应根据产品特性而定?处理不当会造成微生物杀灭不彻底或产品失色、失香，并破坏其中的营养成分。同时包装前后要对操作车间的环境进行灭菌处理，并保持车间环境内的气压略高于外界大气压，以阻止外界空气进入车间，减少细菌和污物的侵袭。生产车间的地面、墙壁、操作台、工具等也应定期进行杀菌消毒。同时，应适时对物料流通管道及贮存器进行全自动循环清洗。3果汁无菌包装工艺果汁无菌包装工艺主要包括以下流程。1）灌装灌装是整个包装工艺过程中最重要的工序，它由一系列工序组成，并在一台灌装机上完成，无菌灌装机的工作过程。①纸卷上料。使用一辆特制手推车，把纸卷推送到机器旁，并可使用自动驳纸器，当旧纸卷快用完时，在不停机的状态下，把新旧纸卷接驳起来。纸卷1由马达驱动的进料滚筒3送进，惰轮2可以启动或停止进料滚筒3.纸带走行至4处打印生产日期，并压横折痕。②封合。为了使无菌纸盒背面热封后不会发生渗漏现象，要用胶带对热封部分进一步密封。具体方法是用封条粘贴器将宽8mm的PP胶带的一半贴在包装纸里面一侧的边缘上，另一半在纵封时与包装纸的另一侧边缘粘合，得到紧密结实的封口。③灭菌。包装纸在灌装之前先通过H2O2（过氧化氢）槽6浸渍，进行灭菌处理。H2O2的浓度一般为25%~30%:提高灭菌温度，可加速初生态氧的灭菌作用，以80℃为宜。④干燥。使用一对滚筒7挤压掉包装纸上的过氧化氢。同时，使用气帘8喷出140℃~150℃的高温无菌空气以吹干经挤压后仍然残留在包装纸表面上的H2O2,使之分解成为无害的水蒸气和氧气，这时高温空气还能增强新生态氧的灭菌效能，杀掉一部分残存的细菌。规四大印刷方法中，平版印刷最常用，而平版中主要采用PS版。⑤热封与灌装。包装纸通过4个导辊和成型器形成管状，这时包装纸两侧边缘搭接约8mm,由纵封装置10将包装纸里外面的PE膜在搭接处连续热封，并且将预先贴在内边缘的PP胶带牢固粘接。与此同时，经过杀菌处理并从无菌管道输送来的果汁通过灌装管9注入纸筒，为了达到无菌包装的要求，灌装管端部一直淹没在果汁内。⑥定容、压棱、横封。装置由两对连续上下运动的夹爪构成，一对夹爪扣合时，将250ml果汁封闭在压棱成型的纸筒体腔内，并将底部横封，横封利用包装纸内表面的两层PE薄膜进行热封，热封宽度约16mm,在此宽度上用裁切刀切为上下两部分，上一半作为前一个纸盒的底封口，另一半作为后一个纸盒的顶封口。夹爪与纸筒同步运行到最下位置时，另一对夹爪张开运行上来，在前一对夹爪的顶面重复以上工作。两夹爪的底面与顶面相距约0.7mm的间隙。如此循环，使纵封成圆筒灌装、定容、压棱成型-横封切断在纸筒连续不断运行的情况下一直循环下去，大大提高了生产率，每分钟可包装100盒~120盒。⑦折角。小包装顶部及底部的侧角在砖形折叠器14内分别被折向侧面和底面，并利用160℃高温蒸气喷在底面和侧面的四个位置，使其顶面两侧角与侧面粘贴，底面两侧角与底面粘贴。在折叠器内纸盒底部朝上，从折叠器卸放到传送带15上时，成品顶部朝上。2）果汁无菌包装件检验严格的检验措施也是确保无菌冷灌装工艺顺利实施的重要保证。无菌灌装间的操作要求极为严格，必须按照操作规程进行。在灌装过程中，化验人员必须使果汁无菌包装件实行在线检验。灌装机刚调整后，在贴管之前，每10min抽检两盒，检查成型、封合粘贴质量及灌装容量；在运行正常后，每30min抽检两盒，检查内容相同。3）贴吸管吸管是为便于消费者饮用而设，它由专业工厂制造，材质为聚乙烯塑料，长度为115mm,直径4mm;预先装在与其长短相适应的两层聚乙烯塑料薄膜中并排分别封合，以备使用。吸管贴在无菌包装纸盒背面的对角线上，由专用的贴管机完成。4）中包装瓦楞纸托盘用E型瓦楞纸板制成，根据纸盒排列的形式，其尺寸为395mm×193mm×110mm.先在托盘机上排列产品，共装有3×9=27个无菌纸盒。接着在热收缩包装机上利用PVC薄膜对托盘与产