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防氧包装技术上

2022-04-29 来源:瑞安市机械信息网

防氧包装技术(上)

防氧包装是选择气密性好、透湿度低、透氧率低的包装材料或包装容器对产品进行密封包装的方法,其主要特点是在密封前抽真空或抽真空充惰性气体或放置适量的除氧剂与氧的指示剂,将包装内的氧气浓度降至0.1%以下,从而防止产品长霉、锈蚀或氧化老化。起初防氧包装主要应用于食品、贵重药材、橡胶制品的包装,近几年来,防氧包装又扩大应用到精加工零件、电子元器件、无线电通迅整机、精密仪器、机械设备、农副产品等方面的包装。防氧包装的方法主要有三种,即真空包装、充气包装,脱氧剂的防氧包装。

一、 真空与充气包装

真空包装是将产品装入气密性包装容器,在密封之前抽真空,使密封后的容器内达到预定真空度的一种包装方法,充气包装是在已充填内装物的气密性容器中充填惰性气体(如N2、CO2等)的一种包装方法。

真空与充气包装是为了解决一个共同的问题而采取的两种不同的方法。它们同样使用高度防透氧材料,包装线的设备大多也是相同的,并且都是通过控制包装容器内的空气不推迟产品的变质。

真空与充气包装技术用于玻璃瓶和金属罐装罐头,已有百余年的历史,但由于制罐工艺和设备的复杂,包装材料重,在储运过程中占据空间较大,玻璃瓶易破损,金属罐易锈蚀,故其发展和应用一直受到限制。直到近年来,塑料以及一些复合材料的容器的出现,真空与充气包装才得以蓬勃发展。

(一)真空包装与充气包装的特点

(1)降低容器内的氧气,对食品来讲,可减轻或避免食品氧化,并可抑制霉菌、害虫生长与生存,保持食品原有的色香味,延长保存期;对金属来讲可防止锈蚀;对膨松物品来讲用真空包装可减小体积。

(2)用真空包装,因包装容器内排除空气后可加强热传导,如再行高温长菌,则可提高杀菌效力。但是经真空包装的包装件,内外压力不平衡,被包装物口受到一定的压力,易结块的粉状食品容易粘结在一起或缩成一团;酥脆易碎的物品,如油炸土豆片、炸虾片等会被挤碎;形状不规则的物品,使包装件表面产生皱纹,影响美观;有尖角的物品会将包装袋刺破,这些物品都不能用真空包装。

(3)充气包装是在包装件抽真空后,立即充入一定量的惰性气体,或者不抽真空,而是用惰性气体置换出空气,结果使包装件内部既除去了氧气,内外的压力也趋于平衡,可以克服真空包装的不足之处。

(二)真空与充气包装的机理

真空与充气包装的功能相同,工艺过程略有差异,其机理的实质可归结为三个方面:除氧、阻气、充气。

1.除氧

食品霉腐变质的主要原因是微生物所致,其次是食品与空气中的氧气接触发生化学变化而变质。微生物有嗜氧的与厌氧的两类。霉菌和酵母菌属于嗜氧类,当包装件内的氧气浓度小于1%时,它们的生长和繁殖速度就急剧下降;当小于0.5%时,多数细菌将受以抑制而停止繁殖。当然,微生物的生长还受到温度、水分和营养物质的影响。

氧气与油脂或含油脂多的食品长时间接触,特别在阳光下,氧气与其中的不饱和脂肪酸作用使油脂或食品变味变质。

氧气与钢铁制品接触,特别在相对湿度大的情况下极易使金属锈蚀。

包装件内除氧的方法有两种:一是机械法,即用抽真空或用惰性气体置换;二是化学法,即用各种除氧剂。而真空与充气包装除氧,是采用机械法,有时也辅之以化学法。

2.阻气

就是采用具有不同阻气性的包装材料如塑料薄膜和塑料纸、箔等复合材料,阻挡包装件内外的气体互相渗透。

在真空与充气包装中使用多种塑料。气体对塑料膜的透过性各不相同。对同一种薄膜,几种常见气体的透过率比例为

N2:O2:CO2=1:3:15~30

有的薄膜,CO2的透过率是N2的30倍左右。为此,在充气包装的时候,包装件内的一部分气体会被食品所吸收,剩余的根据包装件内外气压的分压差而扩散流通,一直变化到内外气体构成平衡状态为止。

3. 充气

向包装件内充惰性气体,常用N2和CO2,此外还有充Ar及其他特殊气体。

CO2气体对阻止霉的生长繁殖极为有效,当包装件内的浓度达10%~40%时,对微生物有抑制作用,如果浓度超过40%时,则有制菌灭菌的作用;CO2气体对具有呼吸性能的果蔬等食品可以起到有效的保鲜作用,如新鲜水果贮藏环境的CO2气体浓度达到7%~10%时,能阻止水果发霉,降低呼吸作用强度,延长其保存期;CO2对水的溶解度大,且两者化合生成弱酸性,因此含水量高的食品在充CO2气体后将略有酸味;CO2对油脂、谷类等食品,有较强的吸附作用,可抑制粮食中脂肪、维生素和油脂的氧化与分解,粮食油脂即处于"冬眠"状态,从而延长保存期。

将包装内空气抽出,充入纯度为99.5%的N2,可防金属腐蚀、非金属材料老化;包装中充N2后,可保全食品的色、香、味,并可防止油脂氧化、肉类变色。N2与食品等一般不发生化学作用,也不会被吸收,对塑料薄膜的透过性比O2和CO2都低,是充气包装的一种理想气体。

惰性气体本身具有抑制微生物生长、繁殖的效能,最近茶叶及渍物常采用氩(Ar)气包装。此外还可以充入干燥空气,并保证包装内的相对湿度在产品的临界相对湿度以下,则可防止金属腐蚀。

(三)真空与充气包装的工艺过程

1.机械挤压法

如图13-1所示,袋经充填之后,从袋的两边用海绵类物品将袋内的空气排除,然后进行密封。这种方法很简单,但脱气除氧效果差,只限于要求不高的场合,如袋装的生面条加热杀菌而进行的脱气除氧,用此法已足够了。对蒸煮食品来说,当食品温度在60℃以上时,若采用这个方法,则袋内充满着水蒸气,因此可以得到接近完全真空的真空包装。

此法不能进行充气包装。

2.吸管插入法

如图13-2所示,从袋的开口插入吸管,开启阀门2,由真空泵进行抽气,然后用热封器封口。如果要进行充气,可在抽真空后关闭阀门2,开启阀门1,进行充气。还有一种类似的方法,称为呼吸式包装,其原理是将物品充填到带有特殊呼吸口的袋里,然后封袋,通过呼吸管除去包装袋内的空气,充进惰性气体,最后将呼吸管密封。

3.腔室法

如图13-3所示,有一个真空腔室,整个包装过程除充填外均在腔室内进行。开始将充填过的包装袋放入腔室内,然后关闭腔室,开始用真空泵抽气,抽气完毕用热封器封口。如果进行充气包装则在抽气后充以惰性气体再封口。为了便于开启腔室,需要向腔室内充空气,最后开启腔室取出包装件。腔室法生产率较低,为了提高生产率,可以采用双真空腔室轮流操作,或采用多工位多腔室的自动连续真空包装机。腔室法可以得到较高的真空度,适合包装高质量的产品。现代高效高速真空与充气包装机多数采用这种方法。

(四)真空与空气包装的设计要点

在真空与空气包装设计时要注意以下几点:

(1)首先要了解被包装物品的性能及主要的防护要求。根据产品的不同性能,选择适当的气体的气体,以达到充气的目的,食品包装充气的品种参见表13-1。

表13-1 各种食品充气品种和作用食品类别食品名称充气种类充气作用大豆

加工品豆豉N2声明:

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