淺談適合食品無菌包裝的制造材料
2006-09-09 17:31 來源:中國調味品網 責編:中華印刷包裝網
根據無菌包裝食品的特性,可將選用的材料制成適于該產品包裝的形式,主要有:
。1)無菌紙包裝:用于無菌包裝的紙包裝材料實際上是一種復合材料,是由紙/聚乙烯/鋁箔/沙林樹脂等多層復合的紙板。其中紙為結構材料,聚乙烯為粘結材料,沙林樹脂為熱封材料,而鋁箔則為高阻隔材料。無菌紙包裝有兩種形式:屋頂包和磚形包。
。2)無菌杯式包裝:無菌杯式包裝使用的材料為多層共擠無菌包裝片材,其結構為 PP/PE/ADH/PVDC 或EVOII/ADH/PS。其中 PP 為可剝離的無菌包裝保護膜,PVDC、EVOH 為高阻隔材料,PS為結構材料。成卷的無菌包裝片材在進入無菌室前剝開 PP 膜,在無菌室內露出無菌的 PE表面并在無菌室中成型-灌裝-封蓋,然后貼標。無菌包裝用的蓋材是 Al/PE/PET的多層復合材料,其中 PET 為可剝離層。
(3)無菌鋁/塑袋包裝:這種包裝方法類似無菌紙包裝,只不過所用材料是鋁/塑復合膜,包裝形式是袋裝。
。4)箱中袋:對于大容量的包裝可以采用箱中袋的形式。將已經滅菌的食品灌入經過預滅菌的密封的多層塑料袋中,灌裝后的袋子裝在木質或紙板制成的外包裝箱中或鋼桶中,主要包裝濃漿或基料。目前這種包裝形式已基本取代了鐵桶或塑料桶作包裝,食品內加防腐劑的保存食品的方法。
。5)瓶裝:主要有玻璃瓶和塑料瓶等。玻璃瓶的無菌包裝早在 1942年就得到了開發,但是一直未形成大規模工業化生產。近年來隨著玻璃瓶制造技術的發展,出現了輕量強化玻璃瓶,玻璃瓶的耐熱、耐沖擊性大為提高,即使內外溫差在800攝氏度以上也不致產生破裂,從而增進了其在食品無菌包裝上的應用,擴展了無菌包裝技術的應用領域。塑料瓶可以在成型時滅菌并立即灌裝,也可以在灌裝前滅菌。滅菌的瓶子在無菌室中灌裝和壓蓋。一般的瓶子不能重復使用,用高級的聚碳酸醋制成的瓶子可以重復使用。但這種瓶子的市場占有率還比較低。
。6)金屬罐:金屬罐是無菌包裝使用最早的包裝形式之一,主要分馬口鐵罐和鋁罐兩種,目前世界上金屬罐無菌包裝的最先進的典型代表是美國的多爾無菌裝罐系統。多爾系統所采用的金屬罐滅菌方法是干熱滅菌,即采用高溫過熱蒸汽來滅菌。當空罐在輸送鏈上通過滅菌室時,過熱蒸汽從上下噴射45 秒,這時罐溫上升到 221 攝氏度~224 攝氏度,罐蓋也采用 287 攝氏度~316攝氏度的過熱蒸汽滅菌 75 秒~90秒,這樣的高溫足以殺滅全部的耐熱細菌。由于所有容器和設備均采用過熱蒸汽滅菌,因此無菌程度高,罐頭內部頂隙殘留空氣極少,且處于高真空狀態,產品的質量安全可靠。
(7)復合罐:復合罐是由兩種以上材料組成的三片罐,即底和蓋用金屬,罐身用鋁箔、紙板或聚丙烯等材料制成。復合罐的印刷裝潢效果好,成本低,質量輕,處理方便而不造成公害。但復合罐的氣密性比金屬罐差,耐熱性也較差,因此歐美和日本各國都用它作為冷凍濃縮果汁的無菌包裝容器。由于復合罐的耐熱性較差,因此一般采用 127 攝氏度左右的熱空氣滅菌,果汁在93 攝氏度以上滅菌后冷卻到 80攝氏度進行熱灌裝。灌裝和密封區都采用無菌空氣來保持正壓,以防細菌污染。盡管如此還難以殺滅耐熱的細菌芽孢,因此復合罐僅限于灌裝高酸性的果汁。在低溫和高酸性的條件下這些殘存的細菌芽孢不會繁殖生長,因此可保證食品的衛生指標。
(8)紙基復合材料容器:紙基復合材料容器是由紙、聚乙烯、鋁箔等多種材料組成,西歐各國的無菌包裝較多采用這類容器,尤以瑞典的利樂包裝公司生產的無菌磚形盒、菱形袋為典型。
這種厚約 0.35mm 的復合材料由 8層材料構成,對氧氣和水蒸氣的阻隔性極佳,而且印刷裝演效果也很好,飲用方便,產品的貨架期長,也是飲料無菌包裝的理想材料之一。紙容器的滅菌是采用過氧化氫(雙氧水)與加熱相結合的方法。先將包裝材料經過過氧化氫水浴,然后在灌裝時在進料管部位采用管形加熱元件使其間空氣溫度很高,促使紙內表面過氧化氫液膜迅速分解成水和新生態氧,這種氧具有極強的滅菌能力,使容器達到無菌的要求。也有采用高濃度的過氧化氫溶液在80 攝氏度左右溫度下對包裝材料進行 8 秒~9 秒的滅菌工藝。
。9)塑料容器:塑料是無菌包裝中發展最快、應用最廣泛的材料,它的成本較低,形狀多樣化,機械適應性強,特別是近年來塑料薄膜的共擠復合以及容器成型技術的不斷發展,推動了塑料在無菌包裝材料領域的發展。對于塑料包裝材料的要求主要是具有對食品的保護保存性、適應流通的機械強度、包裝機的適應性以及商品性等,尤其要求對氧氣和水蒸氣有較高的阻隔性,因此當前世界各國所采用的無菌塑料主要是復合薄膜。目前,我國的塑料薄膜生產企業絕大多數尚沒有生產這類無菌包裝材料,也缺乏聚偏二氯乙烯類阻隔性良好的國產材料;在制造無菌包裝容器方面,缺乏嚴格的潔凈室條件以及各種滅菌措施。因此,要發展我國的無菌包裝,包裝材料制造是極重要的一個環節。由于塑料耐熱性較差,因此目前對塑料包裝材料的滅菌方法常用過氧化氫滅菌,也有用過氧化氫低濃度溶液與紫外線、無菌熱空氣相結合的技術,據報道這些方法均有良好的滅菌效果。為了防止過氧化氫在操作環境內擴散,采用低濃度過氧化氫是比較有利的。
除了以上所列的包裝容器和材料外,在無菌包裝中還會涉及一些特殊的材料,如金屬復合材料及容器、紙質與金屬復合的容器等。而且,隨著人們對食品質量要求的提高和人類生存環境的可持續發展需要,包裝材料和容器逐漸走向環保和綠色,特別是在人們日常消費的食品包裝方面,更加需要注意健康和綠色。因此,無菌包裝容器的發展將是無菌包裝技術廣泛應用需要解決的一個重要課題,而它的發展將以健康無毒、綠色環保、經濟實用為主要的目標和方向。 (peter)
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