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文檔簡介
第二章食品罐藏工藝
Chapter2CanningtechnologyMaincontent
第一節(jié)概述第二節(jié)罐藏容器及其制造第三節(jié)裝罐、排氣、密封第四節(jié)殺菌與冷卻第五節(jié)罐頭容器腐蝕第六節(jié)罐頭各論
第一節(jié)概述
罐頭食品的定義、特點及分類罐頭食品工業(yè)的發(fā)展罐頭食品的發(fā)展方向1.罐頭食品的定義、特點及分類1.1罐頭食品的定義
罐頭食品(CannedFood/TinnedFood):是指將符合標準要求的原料經(jīng)處理、調(diào)味后裝入金屬罐、玻璃罐、軟包裝材料等容器,再經(jīng)排氣密封、高溫殺菌、冷卻等過程制成的一類食品。罐頭食品制造應符合的兩個條件:食物必須要在一定的溫度下加熱一段時間,使產(chǎn)品達到商業(yè)無菌要求。食物必須在不漏氣的容器中密封,以防止產(chǎn)品殺菌后再受污染。商業(yè)無菌?
根據(jù)我國國家標準,以及美國聯(lián)邦發(fā)布的“保證良好生產(chǎn)法規(guī)”中21CFR部分128b條中的“熱殺菌低酸性封口罐頭食品”管理法,將商業(yè)無菌定義為:GB中國國家標準GMP良好生產(chǎn)規(guī)范商業(yè)無菌:罐頭食品經(jīng)過適度的熱殺菌后,不含有對人體健康有害的致病性微生物(包括休眠體),也不含有在通常溫度條件下能在罐頭中繁殖的非致病性微生物。1.2罐頭食品的特點罐頭食品是一種方便食品。基本上保持食品原有的品質(zhì)、部分罐頭的風味卻能勝過新鮮食品(或食物)。罐頭食品便于攜帶、運輸和貯存。不易破損并耐久藏。罐頭食品能周年供應市場,是一種很好的戰(zhàn)備物資。SomeofthegoodthingsthatcomeincansProtein:Thenutritionalvalueofproteinisnotaffectedbyheattreatment
Calcium:Foundincannedmilkofcourseandinsomecannedfish,wherethesmallbonesarecookedenoughtosoftenthemsothattheyareeatenwiththefish.Oftencannedfishprovidesmorecalciumthanfreshcookedfish.
Carbohydrate:
presentinrice,pasta,andfruitsfoundinawiderangeofcannedfoods.
Fibre:Fruit,vegetables,legumes(beansandpulses),andcerealsareallgoodsourcesofthefibreessentialtoourhealthandwellbeing.Thedietaryfibreintheseproductsisnotaffectedbytheheatprocessofcanning.Vitamins:
Cannedfruits,vegetablesandlegumesareexcellentsourcesofVitamins.
Fatsandoils:
Fishpackedinvegetableoilarecriticalforgrowthanddevelopmentofhealthychildren.Folate:Cannedandfreshfruitandjuices,legumesandgreenvegetablescontainfolicacidknowntoplayanessentialroleinprenatalcareandpregnancy.Folatealsohelpsregulatebloodpressureandkidneyfunction.Minerals:Vitalmineralsareretainedduringthecanningprocess
Antioxidantsarefoundincannedfruitsandvegetables.
HowcannedfoodscomparewithfreshfoodsThecanningprocessitselfpreservesthefood,sealinginthefreshness,flavouraswellasthenutrients.Nopreservativesareneeded.Anythingaddedtocannedfoodissimplythereasaflavourenhancertosuitsomepeople'staste.Therearenopracticaldifferencesbetweenthenutritionalvalueoffreshandcannedfoods.Inadditiontobeingnutritionallycomparabletotheirfreshandfrozencounterparts,cannedfoodsprovidethevitamins,mineralsandothernutrientsweneedataverycompetitivecost.1.3罐頭食品的分類
我國現(xiàn)有罐頭食品400多個品種世界罐頭2500余種罐藏食品的分類(GB10784—89):罐藏食品
肉類禽類水產(chǎn)類水果類蔬菜類其他類肉類罐藏清蒸類肉罐藏、調(diào)味類肉罐藏、腌制類肉罐藏、煙熏類肉罐藏、香腸類肉罐藏、內(nèi)臟類肉罐藏禽類白燒類禽罐藏、去骨類禽罐藏、調(diào)味類禽罐藏水果類
糖水類水果罐藏、糖漿類水果罐藏、果醬類水果罐藏、果汁類罐藏蔬菜類
清漬類蔬菜罐藏、醋漬類蔬菜罐藏、調(diào)味類蔬菜罐藏、鹽漬(醬漬)類蔬菜罐藏其他類
堅干果類罐藏、湯類罐藏2.罐頭食品工業(yè)發(fā)展概況1790s–
FrenchmanNicolasAppertpioneered
theprocessoffoodcanning
Theprocessofcanningwaspioneeredinthe1790swhenaFrench
confectioner,NicolasAppert,discoveredthattheapplicationofheatto
foodinsealedglassbottlespreservedthefoodfromdeterioration.
Inabout1806Appert'sprinciplesweresuccessfullytrialedbytheFrenchNavy
onawiderangeoffoodsincludingmeat,vegetables,fruitandevenmilk.1810–
EnglishmanPeterDurandpatents
thefoodcanningprocessBasedonAppert'smethodsoffoodpreservationthepackagingoffoodinsealedairtighttin-platedwrought-ironcanswasfirstpatentedbyanEnglishman,PeterDurand,in1810.Parry'stinofroastedvealcontainedinstructionstoopenthecan-“Cutroundonthetopneartotheouteredgewithachiselandhammer”.*Itwassaidagoodworkercouldproducefourcansinoneday.Cansarenowmanufacturedataround400perminute.1815–CannedfoodreachesAustraliaCannedfoodsweregreatlyfavouredbyearlyexplorers.Beginningin1814cannedfoodsweresenttodistantBritishcolonies.2.2罐頭食品的發(fā)展殺菌理論的發(fā)展罐藏加工設備的開發(fā)軟罐頭食品的開發(fā)殺菌理論的發(fā)展1862年巴斯德(LouisPasteur)
揭示食品腐敗變質(zhì)的原因1873年巴斯德(LouisPasteur)加熱殺菌理論1895年拉薩爾(H.L.Russel)發(fā)現(xiàn)青豆關頭爆裂的原因及解決方法殺菌理論的發(fā)展1862年,法國的生物學家巴斯德(LouisPasteur)首先揭示了食品腐敗的原因是微生物的作用,并闡明了防止腐敗的方法;1873年LouisPasteur又提出了加熱殺菌的理論。1895年拉薩爾(H.L.Russel)首先發(fā)現(xiàn)青豆罐頭的爆裂是殺菌后殘存的產(chǎn)氣菌活動的結果,提高殺菌強度,則可以降低罐損耗率;20世紀初美國人Bigelow和Esty確立了食品pH與細菌芽孢耐熱性之間的關系,建立了低酸性罐頭食品殺菌方法;殺菌理論的發(fā)展1920年~1923年,比奇洛和鮑爾提出用數(shù)學方法確定食品合理殺菌溫度和時間的關系。1948年,斯塔博和??怂惯M一步提出罐藏食品殺菌的理論基礎F值,使罐藏技術趨于完善。1948以來,無菌罐裝工藝的出現(xiàn),是罐藏工業(yè)歷史的一個重要里程碑。殺菌理論的發(fā)展罐藏加工設備1810年英國的彼得.格蘭德(PeterDurand)發(fā)明了鍍錫薄鋼板罐,當時靠剪刀,鉻鐵進行制作,效率很低,每人每天僅能加工60-80個空罐。1823年開始馬口鐵罐頭食品的手工業(yè)生產(chǎn)。1849年,美國的亨利.依凡斯(HerryEvans)在紐約建立罐頭廠,并開始采用沖床制造空罐,使制罐技術向前邁出了一大步。1851年薛瓦利埃(Chevalier)和阿培爾發(fā)明了高壓滅菌鍋。1874年施賴弗(Shriver)發(fā)明了從外界通入加熱蒸汽并配有控制設施的高壓滅菌鍋。1876年制成封罐機。1880年,制成自動封罐機。1896年,開始使用液體膠作金屬罐的密封填料,于次年制成涂膠機。罐藏加工設備1903年開發(fā)成功以罐身的疊縫焊接和罐身罐蓋相互卷合的二重卷邊的主要結構,并在罐蓋鉤內(nèi)襯墊膠圈以保證卷邊密封性的衛(wèi)生罐,改革了制罐工藝,提高了效率。1917年,德國開發(fā)了加壓熱水循環(huán)回轉(zhuǎn)式全自動高溫高壓殺菌裝置。罐藏加工設備軟罐頭食品的發(fā)展1940年美國最先開始軟罐頭食品的研究;1956年伊利諾伊大學的Nelson和Seinberg對包括聚酯薄膜在內(nèi)的幾種薄膜進行了試驗;1958年美國陸軍的Natick研究所和Swift研究所開始從事供軍隊用的軟罐頭食品的研究,進行了一系列試制和性能試驗;1977年部分蒸煮袋得到食品和藥物管理局(FDA)和美國農(nóng)業(yè)部(USDA)的批準,并正式投產(chǎn)和銷售。2.3罐頭工業(yè)的現(xiàn)代化產(chǎn)品品種達到2500余種,總產(chǎn)量超過4000萬噸。國際罐頭食品貿(mào)易量1000萬噸以上,交易額120億美元。主要生產(chǎn)國:美國、俄羅斯、意大利、西班牙、法國、日本、英國等,其中美國占一半。中國是世界上最早使用陶器封藏食品的國家。但直到1906年開始建罐頭食品廠,最早成立的是上海的泰豐罐頭食品廠,以后建立的由廈門的大同淘化罐頭廠、上海的梅林、泰康罐頭食品廠等。2.4我國罐頭食品工業(yè)的發(fā)展我國罐藏發(fā)展現(xiàn)狀
從2000年開始,我國罐藏產(chǎn)量和出口量每年都以兩位數(shù)的增長速度發(fā)展。2002年,我國出口罐藏140萬噸,同比增長17%,出口額10.4億美元,同比增長24.5%。2003年,我國罐藏出口量接近160萬噸,出口額約12億美元,超過食品行業(yè)中其他行業(yè)的出口值。中國產(chǎn)的一些罐藏品種已經(jīng)在國際市場占據(jù)絕對優(yōu)勢我國罐藏行業(yè)的十強企業(yè)
上海梅林、廈門古龍、黃巖罐藏、寧波五州星、廣州鷹金錢、山東九發(fā)、福建紫山、廈門銀鷺、新疆屯河、河北理想朝著營養(yǎng)、實用、新奇的發(fā)展。3.罐頭食品的發(fā)展方向什么是罐頭食品?判斷產(chǎn)品是不是罐頭食品的原則是什么?商業(yè)無菌的定義?罐頭食品有哪些特點?根據(jù)原料性質(zhì)可將罐頭食品分為哪幾類?誰被稱為“罐頭工業(yè)之父”?思考題:第二節(jié)罐藏容器及其制造1.罐藏容器的概述1.1罐藏容器的性能要求1.2罐藏容器的種類1.3罐藏容器的特點1.1罐藏容器的性能要求對人體無毒害;良好的密封性能;良好的耐腐蝕性能;適合工業(yè)化生產(chǎn)。
1.2罐藏容器的種類罐藏容器金屬容器非金屬罐鍍錫板罐白罐彩印罐鍍鉻板罐玻璃罐鋁罐蒸煮袋按材料分1.3罐藏容器的特點金屬罐、玻璃罐、蒸煮袋
阻隔性好耐熱、傳熱性好機械強度大可視性差素鐵罐不耐腐蝕成本較高金屬罐玻璃罐優(yōu)點:安全衛(wèi)生;化學性質(zhì)穩(wěn)定;透明可見。原料充足,可回收利用,成本低。缺點:導熱差,重量大,易破碎蒸煮袋優(yōu)點:傳熱快;化學性質(zhì)穩(wěn)定;能做高壓高溫處理;開啟與使用方便;空袋貯藏體積小,節(jié)省85%的倉儲空間。缺點:易劃傷劃破;生產(chǎn)成本高;生產(chǎn)效率低2.1金屬罐的分類2.2常用制罐材料2.3空罐的制造2.金屬罐藏容器2.1金屬罐的分類按所用材料分:鍍錫鐵罐、涂料鐵罐、鍍鉻鐵罐、鋁質(zhì)罐等;按制造方法分:接縫焊接罐(焊錫,電阻焊),沖底罐;按罐型分:圓罐、異型罐(方罐、橢圓形罐和馬蹄形罐)等。鍍錫鐵罐涂料鐵罐鋁質(zhì)罐按所用材料分鍍鉻罐按制造方法分接縫焊接罐沖底罐按罐型分:圓罐異型罐按結構構成分:
金屬罐三片罐二片罐沖拔罐(又稱變薄拉伸罐)深沖罐三片罐二片罐(沖拔罐)深沖罐深沖罐沖拔罐金屬罐的規(guī)格標準《QB221-76罐頭規(guī)格系列》給出了我國空罐罐型分類、編號方法以及各種罐型規(guī)格。罐型分類:圓罐、沖底圓罐、方罐、沖底方罐、橢圓罐、沖底橢圓罐、梯形罐、馬蹄形罐8種罐型金屬罐的分類與規(guī)格標準罐型分類編號方法罐型分類編號方法圓罐按內(nèi)徑、外高排列橢圓罐500沖底圓罐200沖底橢圓罐600方罐300梯形罐700沖底方罐400馬蹄形罐800接縫焊接的方罐、梯形罐等常用于裝午餐肉、咸牛肉、咸羊肉等罐頭。接縫焊接的馬蹄形罐常用于裝火腿等罐頭,罐頭罐身劃線,開罐時用鑰匙卷開食用。沖底的圓罐、方罐及橢圓形罐常用于裝水產(chǎn)罐頭(2)金屬罐的使用制罐材料罐體材料涂料密封膠鍍錫薄鋼板鍍鉻薄鋼板鋁合金薄板罐頭內(nèi)壁涂料罐頭外壁涂料2.2常用制罐材料
簡稱鍍錫板,俗稱馬口鐵,是一種具有一定金屬延展性,表面經(jīng)過鍍錫處理的低碳薄鋼板。2.2.1鍍錫薄鋼板據(jù)鍍錫方法不同,可分為:熱浸鍍錫板(HDH)電鍍錫板(ET)(2)分類(3)鍍錫薄鋼板(Tinplate)的結構油膜鋼基錫鐵合金層氧化膜錫層鍍錫薄鋼板斷面結構示意圖共五層電鍍錫板各層的厚度、成分和性能特點
結構組成厚度成分性能特點鋼基0.2-0.3mm低碳鋼機械加工性能良好制罐后具有必要的強度錫鐵合金層<1g/m2,
1.3×10-4mm錫鐵合金結晶耐腐蝕,過厚影響加工性能和可焊性錫層5.36-22.4g/m2,0.4~1.5×10-3mm純錫美觀、無毒、耐腐蝕且易焊接氧化層1-3mg/m2(單面),氧化亞錫氧化錫氧化鉻、金屬鉻經(jīng)化學處理后生成的鈍化膜能防銹、防變色和抗硫化斑油膜2-5mg/m2,棉籽油癸二酸二辛酯潤滑、防銹,隔絕空氣,耐腐蝕(3)鍍錫板的技術和性能指標鍍錫量鍍錫板的規(guī)格尺寸表面精整鍍錫板的調(diào)質(zhì)度抗腐蝕性能表面缺陷
鍍錫量:
表示單位或特定面積的鍍錫原板上的鍍錫重量。鍍錫量的標號:
以每一基箱鍍錫板兩面所鍍的錫重量(磅)×100所得數(shù)字表示;可以用g/m2表示鍍錫量;A鍍錫量
板厚度為保證罐有一定的強度,加工中能承受內(nèi)外壓力不變形,保持良好的密封性能,鍍錫必須要有一定的厚度.在保證強度的條件下板應盡量薄。B.規(guī)格尺寸
寬度和長度通用的尺寸是20×28英寸,現(xiàn)在一般在允許范圍內(nèi)根據(jù)需要而定,但必須以最經(jīng)濟節(jié)省的使用鍍錫板為原則。尺寸規(guī)格一般按用戶根據(jù)各種罐形分別確定必要的最小限度的鍍錫尺寸供貨。名稱公稱尺寸厚度0.15~0.190.20~0.50寬度520~900520~1050長度鋼板400~1200鋼帶卷內(nèi)徑450鍍錫板(帶)的公稱尺寸(GB2520--88)
單位:mm厚度大于0.5mm時按雙方協(xié)議國外:按鍍錫后有無經(jīng)過軟熔處理將板分為:光亮精整外觀:鍍錫后經(jīng)過軟熔處理表面有光澤。無光精整外觀:鍍錫后未經(jīng)過軟熔處理表面無光澤。根據(jù)鍍錫前鋼基在調(diào)質(zhì)平整時輥軋?zhí)幚矸椒ú煌?又可分為5A,5B,5C,7A,7B,7C7B:用于制罐身及18升罐7C:適于制作罐頭蓋5C:多用于裝啤酒軟飲料的罐蓋C.表面精整
鍍錫板的機械性能:包括硬度、抗拉強度、屈服強度、伸長率和杯突值等。調(diào)質(zhì)度(T):是指鍍錫薄板經(jīng)過機械性能加工或熱處理后表示其硬度、延伸性和加工性等相關的機械性能的一種綜合指標。通常用洛氏表面硬度表示,洛氏表面硬度是最有代表性的機械性能指標之一。D.鍍錫板的調(diào)質(zhì)度
以鐵溶出值,酸浸時滯值,合金-錫電偶值,錫層晶粒度,錫層厚度統(tǒng)稱為鍍錫板五項耐蝕性指標.E.抗腐蝕性能鐵溶出值(ISV):是指一定面積的鍍錫薄板在一定溫度的酸液中保持一定時間浸出的鐵的數(shù)量.酸浸時滯值(PLV):指鍍錫薄板鋼基在保持一定溫度的酸液中酸蝕開始的時間。合金-錫電偶值(ATC):是將除去錫層后的薄板合金層作為陰極、純錫為陽極,在排氣的葡萄柚汁中做成短路,于26℃條件下反應20h后測定的電流強度.錫層晶粒度:表示鍍錫薄板經(jīng)稀酸侵蝕一定時間后表面錫晶的結構參數(shù)(錫結晶晶粒大小)。對罐頭用的鍍錫板,外觀要求光亮平整,無輥軋痕跡及雜物;不允許有裂縫、折邊、銹斑、凹坑、孔洞及夾層等缺陷。F.表面缺陷低錫薄鋼板
一種輕度摻鎳的鍍錫薄鋼板,其結構是
鋼基表面退火適宜的摻鎳層鐵、鎳、錫合金層薄鍍錫層特殊的鈍化層防銹油層
(5)鍍錫薄板的選用a.
罐型較大的罐頭應選用較厚的鍍錫板;罐型較小的罐頭應選用較薄的鍍錫板。b.大多數(shù)罐頭選用調(diào)質(zhì)度T-2.5、T-3、T-4的鍍錫板;沖撥加工的罐頭采用調(diào)質(zhì)度T-1、T-2的鍍錫板。2.2.2鍍鉻薄鋼板鍍鉻薄鋼板:商品名稱為鉻型無錫鋼板(TFS-CT),簡稱鍍鉻板,是一種表面鍍鉻和鉻的氧化物的低碳薄鋼板。(2)鍍鉻薄鋼板(Tinplate)的結構油膜鋼基金屬鉻層水合氧化鉻層鍍錫薄鋼板斷面結構示意圖共四層各層名稱成分性能特點油膜葵二酸二辛脂防銹、潤滑水合氧化鉻層水合氧化鉻保護金屬鉻層,便于涂料和印鐵,并防止產(chǎn)生孔眼金屬鉻層金屬鉻有一定耐蝕性,但比純錫差鋼基板低碳鋼提供板材必須的強度,加工性良好鍍鉻板各層成分及性能特點優(yōu)點:節(jié)省用錫;經(jīng)涂料涂布后的涂膜附著力好;適宜制造底蓋和沖拔罐。缺點:鍍鉻板的耐腐蝕性較鍍錫板差;用焊錫法焊接加工困難,必采用熔接法和粘合法。尚未廣泛代替Tinplate,主要用于腐蝕性較弱的啤酒罐飲料罐與食品罐的罐蓋等。2.2.3鋁鋁合金薄板鋁箔(1)鋁合金薄板鋁合金薄板:系由鋁鎂、鋁錳等合金經(jīng)鑄造、熱軋、冷軋、退火、冷軋、熱處理和矯平等工序制成。優(yōu)點:輕便美觀、不生銹、延伸性能優(yōu)異、無硫化鐵和硫化斑等特點。缺點:焊接困難,對酸和鹽的耐腐蝕性較差,須經(jīng)涂料后方可使用。主要用于制造小型的沖底罐及易拉罐等的生產(chǎn)。2.2.4食品罐頭容器內(nèi)壁涂料涂料的目的與要求涂料的組成常用罐頭內(nèi)壁涂料種類及使用涂料的目的食品與鍍錫板發(fā)生電化學腐蝕與化學性腐蝕,其表面需要保護膜;食品與鍍錫板反應,影響食品風味與品質(zhì);減少錫用量,解決魚、肉制品易粘罐;碳酸飲料罐抗酸;啤酒罐要抗鐵溶出成膜后無毒;有效防止罐壁腐蝕;附著力強,均勻,加工性能好;耐高溫殺菌;操作方便;成本低;
對內(nèi)壁涂料要求(3)涂料的組成油料樹脂顏料增塑劑稀釋劑其他輔助材料涂料主要成膜物質(zhì)次要成膜物質(zhì)油料常用的油料:亞麻仁油、桐油、棉籽油、蓖麻油等作用:主要的成膜物質(zhì)涂料的組成:樹脂樹脂是一種高分子有機化合物,可呈固態(tài),也可呈高粘度膠體狀態(tài),大多數(shù)樹脂能溶于有機溶劑中成為液體。當涂料涂于Timplate表面上,溶劑揮發(fā)后,涂料中的樹脂及其他成分就會干結成膜,即涂膜。樹脂在涂膜形成過程中起著基本成膜作用天然樹脂:曾在涂料工業(yè)中發(fā)揮過重要作用,如蟲膠樹脂、松香樹脂,但因質(zhì)量不穩(wěn)定、使用不方便而受到限制。合成樹脂:產(chǎn)量多,質(zhì)量有保證,廣泛用作罐內(nèi)壁涂料.在選做罐頭涂料時,應根據(jù)食品的類型加以選擇。樹脂的分類常用的罐頭內(nèi)壁涂料樹脂有酚醛樹脂環(huán)氧樹脂醇酸類樹脂環(huán)氧胺基樹脂溶劑是一種揮發(fā)性液體,在涂料干燥過程中全部揮發(fā),涂膜中不應殘留不揮發(fā)的殘余物。溶劑的作用:溶解和稀釋樹脂和涂料,改善粘度,便于涂布。涂料的組成:溶劑溶劑應根據(jù)涂料品種、加工的具體條件選擇溶劑。常用有:石油溶劑:煤焦油溶劑:甲苯、二甲苯沸點較高,毒性較小。酯類:溶解能力強,能溶解環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂等,常用的有乙酸乙酯、乙酸戊酯等。涂料的組成:溶劑顏料作用:改善涂膜的性能增加涂料品種增加防腐蝕性能降低紫外線作用。常見種類:二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵紅、鋁粉、錫粉等
其他輔助材料增塑劑(多元醇及酯類與油脂等)流平劑(松香、石蠟油、硅酮)
(4)常用罐頭內(nèi)壁涂料種類抗硫涂料:如214涂料和環(huán)氧酯化氧化鋅涂料??顾嵬苛希喝?214環(huán)氧酚醛樹脂涂料(酸硫兩用涂料)防粘涂料:加有合成蠟沖拔罐涂料:如具有抗硫性能的環(huán)氧酚醛樹脂。2.2.5罐頭外壁涂料(即彩印涂料)作用:以印鐵商標代替紙商標,省去貼標,美觀;避免紙標簽破損、脫落等缺點;防止罐外生銹。提高包裝裝潢質(zhì)量,如三縮頸的飲料罐,八寶粥罐頭等。常用外壁涂料有環(huán)氧胺基醇酸樹脂涂料#C05-3胺基醇酸樹脂涂料環(huán)氧脲醛樹脂涂料#M81丙烯酸樹脂涂料環(huán)氧酯涂料等5種2.2.6罐頭密封膠
罐頭密封膠固化成膜作為罐藏容器的密封墊料,填充于罐底蓋和罐身卷邊接縫中間,當經(jīng)過卷邊封口作業(yè)后,由于其膠膜和二重卷邊的壓緊作用將罐底蓋和罐身緊密結合起來。作用:
保證罐頭密封性能,防止外界微生物和空氣進入。密封膠要求
無毒無害不含雜質(zhì),可塑性良好附著力及耐磨性能良好抗熱、抗水、抗油及抗氧化等耐腐蝕性能罐頭密封膠種類罐藏容器的密封墊料,除部分玻璃罐的金屬蓋上使用塑料溶膠制品外,基本上都是橡膠制品我國幾乎全面采用天然橡膠,國際上多采用合成橡膠;2.3金屬圓罐的制造
罐身罐蓋空罐卷封空罐補涂金屬圓罐罐型:539#
罐型:552#
罐型:5104#
罐型:588#
罐型:5133#
2.3.1罐身制造焊錫焊接法高頻電阻焊接法(1)焊錫焊接法生產(chǎn)過程
鍍錫板→切板→切角切缺→端折→成圓→涂焊錫箔水→鉤合→踏平→涂焊錫藥水→焊錫→揩錫→翻邊
經(jīng)過切角切缺后,罐身板的兩端分別壓折成方向相反的彎鉤,便于罐身接縫溝合和防過多焊錫滲入罐內(nèi)。
端折:
助焊劑種類:氯化鋅水溶液、松香酒精液、氫化松香乙醇胺鹽酸液涂焊錫藥水(助焊劑)
踏平前,在切角端兩頭和鉤縫內(nèi)均勻涂布助焊劑,保證罐身接縫的焊接強度翻邊要求:均勻平齊,無斷口。無單面闊狹或起皺,疊縫部位沒有脫角及明顯錯角現(xiàn)象。
兩種方式:旋壓翻邊與模壓翻邊(撞擊翻邊)
應用撞擊法翻邊較普遍,翻邊型式為圓弧狀,頭道卷邊作業(yè)較容易,封口操作質(zhì)量較高。翻邊:(2)高頻電阻焊接法生產(chǎn)工藝特點:生產(chǎn)效率高;節(jié)約材料;衛(wèi)生安全;適用性廣;生產(chǎn)環(huán)節(jié)少。
電焊罐除切板、翻邊外,僅為五道工序;錫焊罐十余道工序電焊罐、錫焊罐比較:工藝流程:罐身:切板→彎曲(取片)→成圓→搭接定位→焊接→接縫涂布及固化→翻邊→壓筋彎曲成圓罐身板送入Z型導軌,到達出口端時達到規(guī)定的搭接寬度,罐身推入電極滾輪進行焊接。搭接:
接縫的補涂與固化:焊接后接縫處內(nèi)外壁上存在無涂料與錫層的鐵帶,不耐腐蝕,要進行補涂與固化翻邊與壓筋工藝同前影響電阻焊接質(zhì)量因素焊接電流:(頻率、電壓、波形)焊接速度:取決于電源頻率、焊接間距、罐身高度、罐與罐的間隔焊接壓力:焊接滾輪對罐坯施加的壓力,影響身板之間的熔接牢固程度及界面電阻大小。電極銅絲:作為中間電極保證電導率,防止電極污染影響電導率熱傳導:焊點部位熱傳導速度差異,影響焊接質(zhì)量2.3.2圓罐罐蓋(底)的制造蓋鉤密封膠膨脹圈斜坡罐蓋中心肩胛鍍錫板切板涂油沖蓋圓邊注膠烘干圓罐罐蓋生產(chǎn)工藝流程
添加潤滑劑,防止鐵皮在沖蓋過程中發(fā)生損傷;經(jīng)裝有特制模具的沖床沖裁成有凹凸形膨脹圈、埋頭度及蓋邊形狀的罐蓋(底),通過圓邊,形成一定的蓋溝2.3.3空罐卷封卷封是在封罐機的作用下,罐身翻邊(身溝)和罐蓋的鉤邊(蓋溝)進行緊密的卷合,形成二重卷邊。二重卷邊:用二個具有不同形狀的槽溝的卷邊滾輪依次將罐身翻邊和罐蓋鉤邊同時彎曲,相互卷合,最后構成兩者相互緊密重疊的卷邊。封罐機主要結構
壓頭滾輪托底板固定罐身與罐蓋的位置提升罐頭,是罐頭嵌入壓頭,并穩(wěn)住罐頭形成二重卷邊托底板疊接長度(a):卷邊內(nèi)罐身鉤與蓋鉤相互疊接的長度;疊接率(卷邊重合率):卷邊內(nèi)身鉤與蓋鉤重疊程度的百分數(shù)式中:BH–
身鉤長度CH–蓋鉤長度
T蓋
–罐蓋鐵皮厚度W–卷邊寬度2.3.4空罐補涂(料)why?涂料鐵經(jīng)過一系列工序加工成空罐,涂膜極易受損;涂料鐵搬運過程中涂膜易受損傷;腐蝕性強的食品易在受損部位腐蝕補涂方法:筆涂法、流涂法和噴涂法3.玻璃罐玻璃罐的制造玻璃罐類型及封口形式玻璃罐的制造原料組成:玻璃罐是由石英砂、純堿以及石灰石等原料按一定比例配合后在1000℃以上的高溫下熔融,成型冷卻而制成:石英砂:55~70%;純堿:5~25%;石灰石:15~25%工藝流程:原料磨細→過篩→配料→混合→加熱燥融→成型冷卻→退火→檢查→成品。玻璃罐類型及封口形式根據(jù)玻璃罐的封口型式及其相應的罐蓋結構可將常用的玻璃罐大致分為:卷封式玻璃罐螺旋式玻璃罐壓入式玻璃罐墊塑螺紋式玻璃罐
4.軟罐容器外層薄膜:尼龍、聚酯中層薄膜:隔絕層,聚偏二氯乙烯、鋁箔、乙烯、乙烯、醇共聚物內(nèi)層薄膜:密封層,聚丙烯,特殊聚乙烯內(nèi)層粘結劑:改性聚丙烯粘結劑外層粘結劑:聚氨酯袋狀或盤狀軟罐容器:由三層膜復合而成其結構如下:目前常用軟罐容器:蒸煮袋:透明普通型:尼龍或聚酯/聚丙烯或聚乙烯<120℃透明隔絕型:聚酯/隔絕聚偏二氯乙烯/未拉伸聚丙烯120℃鋁箔隔絕型:聚酯/鋁箔/高密度聚丙烯135℃
聚酯/鋁箔/高密度聚乙烯120℃高溫短時殺菌用:聚酯/鋁箔/特殊層/聚烯烴、O2、H2O透過度均為0135℃深拉伸容器:普通:底材:聚丙烯/尼龍。蓋:聚酯/聚丙烯/未拉伸聚丙烯;隔絕型:底材:聚丙烯/聚偏二氯乙烯/聚丙烯。蓋材:聚酯/聚偏二氯乙烯/聚丙烯盤狀容器:未拉伸聚丙烯(300μm)/高隔絕聚偏二氯乙烯(20μm)/未拉伸聚丙烯(50μm)。蒸煮容器思考題1、對罐頭食品容器有哪些要求,為什么?2、簡述鍍錫薄鋼板的結構,各層主要成分及性能特點?3、鍍錫板的技術指標包括哪幾方面?4、鍍錫板的抗腐蝕性能有哪幾項指標?5、罐頭內(nèi)壁涂料要求、主要組成及各組分的作用?6、焊錫罐的罐制造過程?7、高頻電阻焊的原理及影響焊接質(zhì)量的主要因素?8、罐蓋生產(chǎn)中膨脹圈與埋頭度作用?9、何謂二重卷邊,封罐機有那些主要部件,相應的作用如何?10、玻璃罐有何特點,封口形式有幾種?11、常見的軟罐容器材料的構成如何?罐藏食品的加工工藝以蔬菜罐藏為例采收浸泡、洗滌接收原料封罐排氣裝罐去皮、去心預煮分類、分級殺菌冷卻貼標包裝原料選擇及處理裝罐與注液排氣與密封殺菌與冷卻保溫檢查包裝貯藏operationsperformedinsequence
工藝流程第三節(jié)裝罐、排氣與密封裝罐前空罐及原料的預處理裝罐罐頭的預封與排氣罐頭的密封罐頭食品代號的標注1.裝罐前空罐及原料的預處理1.1.空罐處理
清洗、消毒、鈍化處理等。
罐頭容器的清洗
(1).罐頭容器在使用前必須用不低于82℃的流動熱水或蒸汽進行清洗消毒12s以上,充分瀝干;容器在清洗消毒時必須倒置;清洗消毒容器用的熱水或者蒸汽冷凝水不得循環(huán)使用;容器的清洗消毒應當在與清潔區(qū)相連但又相隔的專用場地進行,不對環(huán)境或者其他加工工序構成污染;
(2).無菌包裝的容器或者容器材料在裝罐前必須進行有效的消毒。消毒劑必須在工藝規(guī)定的時間內(nèi)完全揮發(fā),不得因殘留構成污染;
使用熱水或者蒸汽進行容器清洗消毒的,在清洗消毒裝置上安裝精度為1℃的玻璃溫度計,指示清洗消毒的水溫;
(3).車間內(nèi)罐頭容器不得改作他用;
(4).采用軟質(zhì)復合材料制作的容器,在使用前未受污染的,可免于6.4.1的要求
。金屬罐的清洗熱水中刷洗沸水或蒸汽消毒瀝水使用玻璃瓶的清洗與消毒瀝水
熱水浸泡刷洗內(nèi)外壁清水沖凈蒸汽或熱水消毒回收瓶子的消毒:
先用NaOH溶液浸泡5~10分鐘,然后的洗滌程序與上面相似
常用的化學鈍化液配比是:重鉻酸鉀0.8kg,氫氧化鈉2.0kg,土耳其紅油(黃化蓖麻油)300ml,磷酸三鈉0.9kg,自來水100kg??展薜拟g化處理目的:提高素鐵罐的耐腐蝕性。1.2原料的預處理
挑選清洗熱燙殺酶切塊、分瓣等。
切丁切絲機和切片機2.裝罐(loading/charging/filling)裝罐工藝要求裝罐的方法注液2.1
裝罐的要求.裝罐要迅速:.食品質(zhì)量要求一致:.保證一定的重量:.必須保持適當?shù)捻斚叮?重視清潔衛(wèi)生頂隙(headspace)的作用使罐頭呈正常的凹陷狀態(tài)。防止罐頭在殺菌過程中的爆罐或爆節(jié)??梢员3止揞^卷邊的密封性。保證罐頭內(nèi)部一定的真空度。內(nèi)容物罐體h2.2裝罐的方法
人工裝罐適用于家禽、水產(chǎn)、水果、蔬菜等產(chǎn)品(形態(tài)不一、大小、色澤、成熟度常不同,排列方式各異。)機械裝罐適用于蘋果醬類、粘稠食品及部分蔬菜(如豆類)、肉制品、流狀食品等。機械裝罐
優(yōu)點:勞動生產(chǎn)率高;勞動強度低,能保證食品衛(wèi)生;適宜于連續(xù)化生產(chǎn)。缺點:不能滿足式樣裝罐的要求,適應性小。2.3注液加注罐液的種類:清水、鹽水、糖水、調(diào)味液。注液的作用:
增進食品風味;提高殺菌效果;降低加熱殺菌時罐內(nèi)壓力;減少罐內(nèi)壁的腐蝕;減少內(nèi)容物的氧化變色和變質(zhì)。罐液的配制(1)糖液的配制(糖液濃度的確定)
(W3Z—W1X)
Y=*100%W2Y---需要配制的糖液濃度W1----每罐裝入果肉重X----裝罐時果肉可溶性固形物含量W2----每罐注入糖液重Z------要求開罐時的糖液濃度W3----每罐凈重手持測糖儀(2)鹽液配制
食鹽加水煮沸,棄去泡沫,過濾,即可使用。濃度一般為1~4%罐液的加注方法人工注液機械注液真空罐藏自動加湯機3.罐頭的預封與排氣3.1罐頭的預封定義作用3.2罐頭的排氣排氣的目的罐內(nèi)真空度及其影響因素排氣方法與原理3.1罐頭的預封
預封:是罐蓋與罐身經(jīng)封罐機輥輪作用將罐蓋的蓋鉤卷入到罐子身鉤的下面,使兩者相互鉤連,其松緊程度以能讓罐蓋沿罐身自由回轉(zhuǎn)而不脫落為限。這一過程稱為預封。便于排氣時罐內(nèi)空氣、水蒸氣及其它氣體自由溢出;防止排氣時排氣箱頂上蒸汽冷凝落入罐內(nèi)污染食品;避免表面食品直接受高溫蒸汽的損傷。防止排氣后冷空氣的侵入,保持頂隙內(nèi)的溫度。處于較高溫度下封罐,提高罐頭的真空度??煞乐构揞^在排氣過程中食品過度膨脹和汁液外溢??梢苑乐挂蚬奚砗凸奚w吻合不良而造成次品。預封的作用預封時預封機的轉(zhuǎn)速應慢一些。排氣:是指將罐頭頂隙間、裝罐時帶入的空氣以及原料組織細胞內(nèi)空氣盡量從罐內(nèi)排除,從而使密封后罐頭頂隙內(nèi)形成部分真空的過程。3.2罐頭的排氣防止和減輕罐藏在高溫殺菌時發(fā)生容器的變形和損壞。阻止好氣性微生物的生長繁殖。減少罐內(nèi)食品色香味的不良變化和營養(yǎng)成分的損失。減輕馬口鐵罐內(nèi)壁的腐蝕。使罐藏形成一定的真空度,形成罐藏特有的內(nèi)凹狀態(tài),有助于成品檢驗。3.2.1排氣的目的3.2.2罐內(nèi)真空度及其影響因素罐內(nèi)真空度=大氣壓PB―罐內(nèi)殘余氣體的壓力PW通常以mmHg柱表示。正常罐頭真空度為180~380mmHg;封罐時真空度:350~450mmHg。罐頭真空度的測定一般都使用真空表直接測定,為破壞性檢測打檢罐頭真空度自動檢測儀(光電原理)Toptone真空檢測器(聲學原理)非破壞性檢測排氣的溫度和時間食品的密封溫度罐內(nèi)頂隙的大小食品原料(種類、新鮮度、酸度)氣溫、氣壓與海拔影響罐內(nèi)真空度的因素排氣溫度和時間排氣溫度(℃)真空度(冷卻至20℃,mmHg)93.3419.187.8391.182.2330.271.1215.965.6203.254.4117.021.125.4理論密封溫度與真空度的關系冷卻后罐頭溫度:0℃;2.10℃;3.20℃;4.30℃;5.40℃食品密封溫度罐內(nèi)頂隙大小若采用真空密封罐或蒸汽噴射封罐,則頂隙愈大,真空度也大,若不留頂隙,則不存在真空度。若采用熱力封罐,則二者關系比較復雜罐內(nèi)頂隙大小食品原料食品原料的種類食品原料的新鮮度食品原料的酸度氣溫、氣壓與海拔高度
氣溫上升,罐外大氣壓變化甚微,但罐內(nèi)水蒸氣壓和殘存空氣的壓力將隨之增強,真空度也相應降低。氣壓、海拔高度:海拔越高,大氣壓越低,罐內(nèi)真空度就越小。目前常用的排氣方法:熱力排氣法真空封罐法蒸汽噴射排氣法3.2.4.排氣方法與原理熱力排氣熱罐裝法加熱排氣法熱力排氣法是利用食品和氣體受熱膨脹的原理,通過對裝罐后罐頭的加熱,使罐內(nèi)食品和氣體膨脹,罐內(nèi)部分水分汽化,水蒸氣分壓提高來驅(qū)趕罐內(nèi)氣體。(1)熱力排氣將預封或不經(jīng)預封的罐頭送入以蒸汽或熱水加熱的排氣箱內(nèi),在預定的排氣溫度(通常82~96℃,有的達100℃)下經(jīng)一定時間的熱處理,使罐內(nèi)中心溫度達到70~90℃,導致食品內(nèi)空氣充分外逸,并即刻封罐,這種就是加熱排氣法。加熱排氣法:夾層鍋作用配制、煎煮、濃縮蒸汽加熱排氣TZP型連續(xù)式排氣箱本機適合罐藏封口前的脫氣處理(即熱力排氣)?;蜍浱艺羝ㄈテぬ幚怼?/p>
熱力排氣的特點優(yōu)點:能使食品組織內(nèi)部的空氣得到較好地排除;能利用熱脹冷縮來獲得一定的真空度;能起到一定的殺菌作用可以起到某種程度的脫臭作用,尤其是對于水產(chǎn)品罐頭,如鯖魚罐頭。勞動強度大,生產(chǎn)效率低;對食品色香味有不良影響,對某些水果罐頭有不利的軟化作用(如糖水桃)或造成破裂(如整裝番茄)。排氣設備占地面積大耗能高,水蒸汽利用率僅10%。缺點:(2)真空排氣
裝有食品的罐藏容器在真空環(huán)境中排氣密封的方法。
特點:排氣時間短效率高,能較好的保持產(chǎn)品的品質(zhì)。但排氣不徹底,不適用于組織內(nèi)部含氣量高的食品。真空封罐法
----幾個概念真空膨脹:食品放在真空環(huán)境中,食品組織間隙內(nèi)的空氣膨脹,導致食品體積的擴張。真空膨脹系數(shù)高的食品在真空封罐時應補充加熱。真空密封好的罐頭靜置20-30min后,其真空度下降(比剛封好時的真空度低)的現(xiàn)象。有真空吸收現(xiàn)象的食品也需補充加熱。牛肉、鳳尾魚、油浸魚等采用真空密封法排氣的效果比加熱排氣法好真空吸收:采用高速真空封罐機密封鹽水或糖水食品(如糖水桃子)時,容易產(chǎn)生暴溢現(xiàn)象。暴溢是采用高速真空封罐機進行罐頭食品的排氣密封時,因罐內(nèi)頂隙的空氣壓力瞬間降低,罐內(nèi)湯汁突然沸騰,汁液外溢的現(xiàn)象。暴溢(3)蒸汽噴射排氣法蒸汽噴封排氣法:
是向罐頭頂隙噴射蒸汽,趕走頂隙內(nèi)的空氣后立即封罐,依靠頂隙內(nèi)蒸汽的冷凝而獲取罐頭的真空度的一種排氣方法。注意:噴射出的蒸汽應有效的將頂隙內(nèi)的空氣排出,并在罐體和罐蓋接合處周圍維持一個大氣壓的蒸汽,以防空氣竄入罐內(nèi),并要留有適宜的頂隙,方能獲得封罐后合理的真空度;
只能有效排除頂隙中的空氣,不能將食品組織中的空氣排凈。蒸汽噴射排氣法的應用
適用于罐內(nèi)頂隙能加以調(diào)整的罐頭食品;不適用于空氣含量較多的食品;不適合于干裝食品;對于真空度要求并不很高的產(chǎn)品如大多數(shù)加糖水或鹽水的罐頭食品和大多數(shù)固態(tài)食品或半流體食品,都可以得到適當?shù)恼婵斩?。適用于果醬、果汁和其它果蔬類罐頭。含氣多的食品如:半塊裝桃或梨、片裝桃、什錦水果、去核櫻桃等一類水果,即使進行了頂隙調(diào)整處理,保證了適當?shù)捻斚兜婵斩鹊牟町惾匀缓艽?,而且比較低。此外,頂隙調(diào)整處理時罐內(nèi)表面層上的水果還常會受到損傷。通常干裝食品對真空度要求很高,而蒸汽封罐不能獲得很高的真空度;同時干裝食品也不宜直接噴射蒸汽;蒸汽噴射排氣法特點
優(yōu)點:
蒸汽使用比較經(jīng)濟節(jié)約;適用范圍廣;缺點:結構復雜單獨使用時,對某些食品難以獲得較高的真空度。幾種排氣方法的比較評價指標熱力排氣真空排氣蒸汽噴射排氣占地面積大小無
應用范圍局限廣泛局限蒸汽耗用量多無少對高速生產(chǎn)的適應性較好好好其他對食品有熱損傷難排除組織內(nèi)部的氣體難排除組織內(nèi)部的氣體,對頂隙要求嚴格4.罐頭的密封封罐機的類型二重卷邊的技術標準卷邊外部技術標準卷邊內(nèi)部技術標準罐頭密封常見缺陷及原因4.1封罐機的類型
罐頭的密封是借助于封罐機進行的,封罐機的性能和操作的準確性決定了罐頭容器的密封性。封罐機的類型:按機械化程度:手扳封罐機、半自動封罐機、自動封罐機。按滾輪數(shù)目分:雙滾輪封罐機、四滾輪封罐機按機頭數(shù)量:單機頭、雙機頭、四機頭、六機頭等。根據(jù)罐型:圓罐封罐機、異型罐封罐機等。根據(jù)壓力:常壓封罐機、真空封罐機。汕頭輕工機械廠有限公司
---汕頭新益機械廠有限公司C4A自動假封罐機、C93H自動真空封罐機
4.2二重卷邊的技術標準罐頭二重卷邊質(zhì)量對罐頭密封性有重要影響,因此依據(jù)正確的技術進行認真檢查是罐頭生產(chǎn)中必不可少的。卷邊技術標準有:
卷邊外部技術標準卷邊內(nèi)部技術標準卷邊外部技術標準卷邊頂部:平滑,頂部內(nèi)側不能有缺口、起筋、快口或軋裂。卷邊下緣:不能有被輥輪軋成的雙邊、邊唇(牙齒)、舌頭、皺紋和被輥輪軋傷的痕跡等。卷邊輪廓:卷曲適當,不能被卷成半圓形。整個卷邊的寬度、厚度、埋頭度等均應符合規(guī)定要求。二重卷邊外部和內(nèi)部規(guī)格標準名稱頭道卷邊(mm)二道卷邊(mm)卷邊外部的技術標準卷邊寬度2.54~2.772.80~
3.50卷邊厚度1.82~2.361.30~
1.75埋頭(深)度3.00~3.183.10~
3.25卷邊內(nèi)部的技術標準罐身身鉤1.83~1.961.90~2.16蓋鉤1.65~1.781.90~2.16身鉤空隙(間隙)<0.25蓋鉤空隙(間隙)<0.40頂部空隙(間隙)無3.2二重卷邊的技術標準卷邊外部技術標準卷邊頂部:平滑,頂部內(nèi)側不能有缺口、起筋、快口或軋裂。卷邊下緣:不能有被輥輪軋成的雙邊、邊唇(牙齒)、舌頭、皺紋和被輥輪軋傷的痕跡等。卷邊輪廓:卷曲適當,不能被卷成半圓形。整個卷邊的寬度、厚度、埋頭度等均應符合規(guī)定要求。罐頭卷邊內(nèi)部技術標準(三率)卷邊疊接率或重合率(OL)卷邊的緊密度TR%接縫蓋鉤完整率(JR)均需大于50%卷邊內(nèi)部技術標準卷邊疊接率或重合率(OL):卷邊內(nèi)身鉤和蓋鉤重疊的程度,以%表示,可按下式推算:BH:身鉤長度CH:蓋鉤長度t蓋:蓋板厚度;t身:身板厚度;W:卷邊厚度也可用卷邊儀(顯微儀)直接測定卷邊疊接率。W卷邊內(nèi)部技術標準卷邊的緊密度TR%:指卷邊內(nèi)部蓋鉤上平服部分占整個蓋鉤寬度的百分比,是表示卷邊內(nèi)部身鉤和蓋鉤的緊密接合程度的指標。緊密度一般是以蓋鉤皺紋度來衡量。所謂皺紋是指卷邊內(nèi)部解體后,蓋鉤邊緣上肉眼可見的凹凸不平的皺曲現(xiàn)象。卷邊內(nèi)部技術標準接縫蓋鉤完整率(JR):是指卷邊解體后觀察蓋鉤發(fā)生內(nèi)垂唇后的有效蓋鉤占整個蓋鉤寬度的比例。接縫蓋鉤完整率=100%-內(nèi)垂唇%內(nèi)垂唇%=內(nèi)垂唇寬度/蓋鉤寬度×100%罐頭密封常見缺陷及原因罐頭密封常見缺陷:1.卷邊過寬2.卷邊過窄3.卷邊松弛4.卷邊部均勻5.蓋鉤過長或過短6.身鉤過長或過短7.假卷、假封8.快口9.牙齒10.鐵舌11.跳封12.垂邊(droop或垂唇)13.大塌邊罐頭密封常見缺陷及原因W1.
卷邊過寬
2.
卷邊過窄
3.
卷邊松弛
4.卷邊不均勻:蓋鉤過長蓋鉤過短邊唇5.蓋鉤過長或過短:
7.
假卷、假封:是指蓋鉤自行折疊并緊壓在折疊的身鉤上,但兩者并沒有相互鉤合起來形成二重卷邊。原因:①主要是罐蓋圓邊損壞或彎下;②罐子翻邊彎下;③罐子、罐蓋不吻合等。假卷、假封思考題罐頭食品的凈重、固形物含量?罐頭的頂隙?罐頭食品的頂隙一般在什么范圍?午餐肉的頂隙為多少?罐頭食品裝罐時有什么工藝要求?什么叫預封?預封有什么作用?排氣及其作用?排氣方法原理及特點?思考題影響罐頭食品真空度的主要因素有那些?什么叫真空膨脹、真空吸收、暴溢?二重卷邊外部技術標準怎樣?二重卷邊的“三率”是指那些指標(卷邊迭接率、卷邊的緊密度、接縫蓋鉤完整率)。假封、快口、鐵舌?罐頭食品的代號及其標注(打印)方法?第四節(jié)罐頭食品的殺菌與冷卻
概述罐頭食品的微生物學罐頭食品的傳熱學罐頭食品的殺菌工藝條件的確定罐頭食品的殺菌技術與設備
達到商業(yè)無菌破壞食品中的酶,盡可能保持食品原有色澤、風味和營養(yǎng)1.概述1.1罐頭食品殺菌的目的商業(yè)無菌
罐頭食品經(jīng)過適度的熱殺菌后,不含有對人體健康有害的致病性微生物(包括休眠體),也不含有在通常溫度條件下能在罐頭中繁殖的非致病性微生物。1.2.罐藏食品中的微生物罐頭食品的殺菌對象罐頭中常見的腐敗菌罐頭食品的殺菌對象致病菌腐敗菌食品腐敗(FoodSpoilage):是指食品在微生物作用下,食品的感官品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)甚至衛(wèi)生安全品質(zhì)等發(fā)生不良變化,而喪失其可食性的現(xiàn)象。腐敗菌(Spoilagebacteria):導致食品腐敗變質(zhì)的各種微生物。1.3罐頭常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及其原因脹罐平蓋酸敗黒變或硫臭腐敗發(fā)霉引起食物中毒的產(chǎn)毒菌1.3.1脹罐
又稱胖聽(swell)是指罐頭底蓋不像正常情況下呈平坦或內(nèi)凹狀,而出現(xiàn)外凸的現(xiàn)象。是罐頭食品最常見的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。
隱脹罐:外觀正常,若用硬棒扣擊底蓋的一端,則它的另一端底蓋就會外凸,如用力將凸端慢慢地向罐內(nèi)掀壓,罐頭則又重新恢復原狀。輕脹罐:底或蓋呈外凸狀,若用力將凸端掀回原裝,則另一端隨之外凸。硬脹罐:罐頭底、蓋同時堅實的或永久性的外凸。根據(jù)底蓋外凸程度,可以分為:
假脹罐氫脹罐細菌性脹罐脹罐發(fā)生的原因:因食品裝量過多或罐內(nèi)真空度過低所造成;一般殺菌后就會出現(xiàn),如午餐肉罐頭就極易出現(xiàn)假脹罐現(xiàn)象。假脹罐(或物理性脹罐):因罐內(nèi)食品酸度太高,內(nèi)壁迅速腐蝕,錫、鐵溶解產(chǎn)生氫氣,大量氫氣聚集頂隙中而出現(xiàn)脹罐,一般經(jīng)一段時間貯藏后才會出現(xiàn).氫脹罐(或化學性脹罐):因微生物在罐頭中生長繁殖而出現(xiàn)的食品腐敗變質(zhì)所引起的脹罐現(xiàn)象。產(chǎn)生原因:①殺菌不足;②罐頭裂漏細菌性脹罐:(2)平蓋酸敗(Flatsours)
是指罐頭外觀正常,而內(nèi)容物卻已在細菌活動下發(fā)生腐敗,呈輕微或嚴重酸味的變質(zhì)現(xiàn)象。導致罐頭食品產(chǎn)生平蓋酸壞變質(zhì)的微生物,被稱為平酸菌;平酸菌大多數(shù)為兼性厭氧的嗜熱性腐敗菌;平酸菌能將碳水化合物分解產(chǎn)生乳酸、甲酸、乙酸等有機酸類,使食品酸敗,但不產(chǎn)生氣體;罐頭外觀正常,必須開罐檢驗方能區(qū)別。平酸菌:平蓋酸敗(Flatsours)低酸性食品中常見的平酸菌:嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillusstearothermophilus),其耐熱性很強(高于肉毒桿菌),能在49~55℃下生長,最高生長溫度65℃。酸性食品中常見的平酸菌:嗜熱酸芽孢桿菌(Bacillusthermoacidurans)能在pH4或略低的介質(zhì)中生長,最適生長溫度45℃,最高生長溫度54~60℃,是番茄制品中常見的重要腐敗菌。在中酸性食品中也能生長。pH低于4.0不再產(chǎn)生芽孢,并迅速自行消失。黒變或硫臭腐敗(Sulphidespoilage)硫臭腐敗:是由致黒梭狀芽孢桿菌(Clostridiumnigrificans)分解含硫蛋白質(zhì)并產(chǎn)生唯一的H2S氣體,H2S與罐內(nèi)壁鐵質(zhì)反應生成黑色的FeS,沉積于罐內(nèi)壁或食品上,使食品發(fā)黑并呈有臭味,此現(xiàn)象稱黒變或硫臭腐敗。致黒梭狀芽孢桿菌(Clostridiumnigrificans)
能在35-70℃范圍內(nèi)生長,適宜生長溫度55℃,其芽孢的耐熱性比平酸菌和嗜熱厭氧腐敗菌(e.g內(nèi)毒桿菌,Clostridiumbotulinum)的低,這類腐敗罐頭在正常殺菌條件下并不常見,只有殺菌嚴重不足時才會出現(xiàn)。發(fā)霉罐頭內(nèi)食品上出現(xiàn)霉菌生長的現(xiàn)象,稱發(fā)霉引起食物中毒的產(chǎn)毒菌可在罐頭食品中生長的產(chǎn)毒菌種類不多,主要為:肉毒桿菌金黃色葡萄球菌
1.4熱殺菌的影響因素兩大方面:微生物的耐熱性罐頭的傳熱
連續(xù)回轉(zhuǎn)式高壓殺菌法火焰殺菌法微波加熱殺菌(軟包裝)預殺菌和無菌裝罐技術高(靜)壓殺菌技術1.5現(xiàn)代殺菌技術的發(fā)展新技術的應用為提高罐頭食品品質(zhì)創(chuàng)造了條件。2.微生物的耐熱性影響微生物耐熱性的因素微生物耐熱性的表示方法2.1影響微生物耐熱性的因素微生物的種類數(shù)量熱處理前細胞生長(或芽孢形成)環(huán)境食品的酸度(pH)食品的化學成分熱處理溫度和時間
生育階段不同,微生物的耐熱性也不同。在同樣條件下,對數(shù)生長期的菌體抗熱性比穩(wěn)定期的差;老齡細菌芽孢的耐熱性就比幼齡細菌的芽孢抗熱性強;孢子或芽孢的抗熱性比營養(yǎng)體強。耐熱性:嗜熱菌芽孢>厭氧菌芽孢>需氧菌芽孢細菌芽孢為什么耐熱?微生物數(shù)量熱力致死時間與原始活菌數(shù)有關,原始活菌數(shù)越多,所需的熱力致死時間越長。2.1.2熱處理前細胞生長(或芽孢形成)環(huán)境熱處理前細胞生長的環(huán)境(營養(yǎng)條件、培養(yǎng)溫度)對微生物抗熱性的影響是很明顯的。例如:枯草桿菌:在含P或Fe的培養(yǎng)基中培養(yǎng),產(chǎn)生的芽孢的抗熱性就強;在碳水化合物、氨基酸等含量豐富的培養(yǎng)基上,形成的芽孢耐熱性強;在高溫下培養(yǎng)時形成的芽孢比低溫下形成就更耐熱。(3)基質(zhì)的成分:水分
加熱殺菌時,微生物的耐熱性與介質(zhì)或罐頭食品的化學成分有很大關系。
水分:微生物的抗熱性隨基質(zhì)含水量減少而增強。同種微生物在干熱條件下的耐熱性遠遠高于濕熱條件下的。2.1.3食品酸度(pH值)pH值:是對微生物耐熱性影響最大的因素之一微生物的耐熱性隨基質(zhì)pH值偏離其最適pH而下降;在近中性pH值微生物的耐熱性最強;當pH<4.5后,細菌芽孢就不再耐熱;在酸性pH范圍偏離最適pH越遠,其抗熱性下降越明顯。Bigelow等人1920年研究了好氣菌的芽孢在不同pH中,采用不同溫度殺菌的致死情況:耐熱性最強的pH:肉毒梭菌:6.3-6.9
枯草桿菌:6.8-7.6
酵母:6.80.111010098.9110121殺菌時間(分)殺菌溫度(℃)pH5--7pH4.5pH3.5介質(zhì)pH值對細菌芽孢耐熱性的影響常見食品的pH值食品種類pH值食品種類pH值平均最低最高平均最低最高蘋果3.43.23.7番茄汁4.34.04.4蘋果沙司3.63.24.2番茄醬4.44.24.6杏3.93.44.4蘆筍(綠)5.55.45.6葡萄汁3.22.93.7青刀豆5.45.25.7檸檬汁2.42.32.8胡蘿卜5.25.05.4桃3.83.64.0蘑菇5.85.85.9酸漬黃瓜3.93.54.3青豆6.26.06.3甜酸漬品2.72.53.0甘薯5.25.15.4草莓3.43.03.9馬鈴薯5.55.45.6番茄4.34.14.6菠菜5.45.15.9根據(jù)腐敗菌對不同pH值的適應情況及其耐熱性,可按照pH值將罐頭食品分為4類:低酸性食品:pH>5.0中酸性食品:pH4.6~5.0酸性食品:pH3.7~4.6高酸性食品:pH3.7以下
低酸性食品:pH>5.0食品品種:蝦、貝類、禽、牛肉、豬肉、蘑菇、青豆、蘆筍等常見腐敗菌:嗜熱嗜溫厭氧菌,嗜溫兼性厭氧菌殺菌方式:高溫殺菌:105~121℃。
中酸性食品:pH4.6~5.0食品品種:湯類、面條、蔬菜肉混合物等常見腐敗菌:嗜熱嗜溫厭氧菌,嗜溫兼性厭氧菌殺菌方式:高溫殺菌:105~121℃
酸性食品:pH3.7~4.6食品品種:水果及果汁等常見腐敗菌:非芽孢耐酸菌,耐酸芽孢菌殺菌方式:沸水或100℃以下介質(zhì)殺菌
高酸性食品:pH3.7以下食品品種:水果、果汁、酸漬蔬菜等常見腐敗菌:耐熱性低的耐酸微生物及酶、酵母、霉菌以及部分導致食品風味變壞的酶;殺菌方式:沸水或100℃以下介質(zhì)殺菌在加工某些低酸性食品如蔬菜、湯類罐頭食品時,常添加酸,以適當提高內(nèi)容物的酸度,降低殺菌溫度和時間,以便保存食品的應有品質(zhì)和風味。這些食品也稱為酸化食品。2.1.4食品的成分:脂肪脂肪能增強微生物的耐熱性。原因:脂肪與微生物細胞的蛋白質(zhì)膠體接觸,形成的凝結薄膜層妨礙了水分的滲入,使蛋白質(zhì)凝固困難;脂肪是熱的不良導體,阻礙了熱的傳入。如大腸桿菌和沙門氏菌,在水中加熱到60-65℃時即可死亡了,而在油中加熱到100℃,需經(jīng)30min才能死亡。例如:大腸桿菌、沙門氏菌:在水中加熱到60~65℃可死亡,而在油中加熱到100℃需30min才死亡,在109℃下也需10min才能死亡。鏈球菌:在含水的牛油中加熱到100℃,1min即可死亡,而在干牛油中加熱到115℃需50min才能死亡。糖類糖類:對微生物的芽孢有保護作用,糖濃度越高,殺菌所需時間越長;低濃度糖對芽孢耐熱性的影響較小,高濃度糖對芽孢有保護作用;糖濃度高到一定程度(60%左右)時,高滲透壓環(huán)境能抑制微生物生長。
酵母菌:在100℃蒸餾水中比在糖液中容易殺死;在43.8﹪的糖液中,致死時間為6min;在66.9﹪的糖液中,致死時間為28min。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì):對微生物有保護作用,提高微生物的耐熱性。食品中含5%蛋白質(zhì)時對微生物有保護作用。蛋白質(zhì)含量17~18﹪或更高時,則對微生物的耐熱性影響不在進一步增加。蛋白質(zhì)如明膠、血清等能增強芽孢的耐熱性。加明膠后,細菌耐熱性提高2倍。天然抗菌物質(zhì)或化學抑菌物質(zhì)微生物的耐熱性會明顯下降,并可降低原始菌量。
某些蔬菜和香辛料,如洋蔥、辣椒、胡椒、芹菜、蒜頭、芥末、胡蘿卜等的汁液揮發(fā)出來的物質(zhì)有抑制或殺死微生物的作用。這些物質(zhì)稱植物殺菌素。2.1.5熱處理溫度和時間微生物的致死主要由熱處理溫度和時間決定;從60℃開始的各點溫度對微生物都有致死作用;不同溫度下,微生物致死時間有很大差異;溫度越低,致死時間就越長,反之則隨著熱處理溫度升高,熱力致死時間會迅速縮短。2.2微生物耐熱性的表示方法熱力致死溫度熱力致死速率曲線熱力致死時間(TDT)F值與Z值、D值的關系2.2.1熱力致死溫度表示將某特定容器內(nèi)一定量食品中的微生物全部殺死所需要的最低溫度。最古老的概念,現(xiàn)在僅在一般性場合使用,在作定量處理時已不使用。2.2.2
熱力致死速率曲線1954年日本的谷川等人以鮭魚罐頭中分離出的巨大芽孢桿菌為對象菌進行108℃的熱殺菌試驗,發(fā)現(xiàn)殘存的芽孢數(shù)與熱處理時間之間存在下面的關系:
殺菌時間(min)殘存芽孢數(shù)(個/ml) 1100000000 1.550000000 2.510000000 41000000 6100000 810000101000
對數(shù)化處理后殺菌時間與殘存芽孢數(shù)之關系如以單位樣品內(nèi)活菌殘存數(shù)的對數(shù)值為縱坐標,以加熱時間為橫坐標,作圖,則可得一直線圖。該曲線即為熱力致死速率曲線(在一定溫度下加熱時間與微生物殘存數(shù)之間關系曲線)。熱力致死速率曲線設原始菌數(shù)為a,經(jīng)過一段熱處理時間t后,殘存菌數(shù)為b,直線的斜率為k,則:lgb–lga=k(t–0)t=-1/k(lga–lgb)令–1/k=D,則:t=D(lga-lgb)熱力致死速率曲線與菌種有關,與環(huán)境條件有關,與殺菌溫度有關。D值D值:指數(shù)遞減時間(Decimalreductiontime)定義:在一定的環(huán)境和一定的熱力致死溫度條件下,每殺死某細菌數(shù)群中90﹪原有活菌數(shù)時所需要的時間。D值受處理溫度、菌種、細菌或芽孢所處懸浮液性質(zhì)等的影響;與原始菌數(shù)無關;從圖上可知,D值是指熱力致死速率曲線經(jīng)過一個對數(shù)周期時所需得時間(min),它是該直線斜率的倒數(shù);D值與微生物的死亡速率成反比。D值愈大,則細菌死亡速度愈慢,該菌的耐熱性愈強,反之,則愈弱。所以,D值大小與細菌耐熱性的強度呈正比。例如:某菌原始數(shù)1×104,110℃熱處理3min后,菌數(shù)降為1×10,則:D值的計算與表示:表示為:
D110℃=1.002.2.4熱力致死時間(TDT)曲線熱力致死時間(ThermalDeathTime,TDT):
是指熱力致死溫度保持不變,將處于一定條件下的食品(或基質(zhì))中的某一對象菌(或芽孢)全部殺死所必須的最短的熱處理時間。lgt2-lgt1=k(T2-T1)lgt1-lgt2=-k(T2-T1)令Z=-1/k則得到熱力致死時間曲線方程:TDT曲線與環(huán)境條件有關,與微生物數(shù)量有關,與微生物的種類有關。該曲線可用以比較不同的溫度-時間組合的殺菌強度:Z值:Z值是熱力致死時間變化10倍所需要相應改變的溫度數(shù),單位為℃。Z值與微生物的種類有關、與環(huán)境因素有關。Z值越大,一般說明微生物的耐熱性越強F0值:單位為min,是采用121.1℃殺菌溫度時的熱力致死時間。因此,利用熱力致死時間曲線,可將各種的殺菌溫度-時間組合換算成121.1℃時的殺菌時間,從而可以方便地加以比較:[例3.1]在某殺菌條件下,在121.1℃用1min恰好將菌全部殺滅;現(xiàn)改用110℃、10min處理,問能否達到原定的殺菌目標?設Z=10℃。[例3.1解]已知:T1=110℃,t1=10min,T2=121.1℃,t2=1min,Z=10℃。利用TDT曲線方程,將110℃、10min轉(zhuǎn)化成121.1℃下的時間t2’,則t2’=0.78min<t2說明未能全部殺滅細菌。那么在110℃下需要多長時間才夠呢?仍利用上式,得t1’=12.88min2.2.4熱力指數(shù)遞減時間(TRT)熱力指數(shù)遞減時間(ThermalReductionTime,TRT):在任何熱力致死溫度條件下將細菌或芽孢數(shù)減少到某一程度(如10-n)時所需的熱處理時間(min)。Ball將-n指數(shù)稱為遞減指數(shù),并用TRTn表示。根據(jù)t=D(lga-lgb),將原始菌數(shù)減少到10-n時,所需熱處理時間。TRTn=t=D(lgn–lg0)=nDn=n,TRTn=nD10n個/ml100個/ml即:總菌數(shù)TRT1為熱力致死速率曲線橫過一個對數(shù)循環(huán)時所需的熱力處理時間。TRTn為曲線橫過n個對數(shù)循環(huán)時所需的熱力處理時間。TRTn是D的擴大值。TRTn同D值一樣不受原始菌數(shù)的影響,同樣受對D值有影響的因素支配。
如減菌指數(shù)n=1,TRT1=D,以加熱溫度為橫坐標,D值的對數(shù)
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