无菌包装技术PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
15.6 39.0 97.5
食品有效成分残留率 0.7％ 33％ 73％ 92％ 98％ 99％
7
2）间接加热杀菌法
采用换热器，根据食品的黏度和颗粒大小可选用 片式换热器：果肉含量不超过1-3 %的液体食品； 管式换热器：适应范围较广； 刮板式换热器：高粘度食品。
8
2.高温短时杀菌HTST（high temperature short time）
上世纪20年代，美国研究了加热-冷却-充填(HCF)无菌加工，主要 研究罐头的灌装、封口设备。罐头和盖子以饱和蒸汽杀菌，以蒸汽 或蒸汽与空气混合气体保持封口空间的正压。
40年代末，瑞典乳品业和机械制造业合作研究开发出超高温瞬时杀 菌技术，用于乳品加工，同时还成功地开发了生产上可行的装置。 该装置是后来乳品加工中利乐包(Tetra Pak)无菌包装系统的必要组 成部分。
1.包装系统设备的杀菌 食品经杀菌到无菌充填、密封的连续作业生产线上，要防止食品
受到来自系统外部的微生物污染，因此在输送过程中，要保 持接管处，要保持接管处、阀门、热交换器、均质机、泵等 的密封性和系统内部保持正压状态，以保证外部空气不进入。 同时要求输送线路尽可能简单，以利于清洗。CIP 2.操作环境的杀菌 定期进行紫外线照射、空气过滤
无菌包装技术
1
无菌包装技术发明于20世纪40年代，最初是为了生 产不能用传统的高压釜灭菌、但要求有较长货架 寿命的产品（如乳制品及香蕉泥之类的热敏性食 品）而开发的。
2
无菌包装技术的发展历史
1913年，丹麦丁·尼森就曾对牛乳进行热杀菌并实施无菌包装，于 1921年取得无菌保藏加工方面的专利。
16
三、食品无菌包装系统
1.利乐包纸盒无菌包装系统 菱形袋与砖形盒
1961年，利乐与Alpure公司合作，成功研发出无菌包装系统， 解决了灭菌与包装一体化的难题，堪称液态食品包装发展的 里程碑。
Tetra Pak无菌装置的特点 （1）包装材料以板材卷筒形式引入； （2）所有与产品接触的部件及机器的无菌腔均经灭菌； （3）包装的成型、充填、封口及分离在一台机器上进行。
11
图8-1 H2O2的温度对细菌存活率的影响
12
图8-2 H2O2的浓度对细菌成活率的影响
13
• 采用溶槽浸渍或喷雾方法，使包装材料表面有一层均匀的 H2O2液，然后对其进行热辐射，减少H2O2在包装材料表 面的残留量，使H2O2完全蒸发分解成无害的水蒸气和氧， 同时增强灭菌效果。
H2O2灭菌工艺只有在H2O2溶液温度和浓度较高时才有可 能应用于无菌包装。一般当H2O2浓度达到30％，灭菌温 度为80℃时，即可取得较好的杀菌效果。
杀菌方法视材质而不同
玻璃、金属可采用加热杀菌法：过热蒸汽杀菌
纸塑类：物理方法：紫外线辐射杀菌——波长250-270nm，杀 菌效果与照射强度、时间、距离和空气温度、材料表面状 态；
化学方法：H2O2杀菌或环氧乙烷等进行杀菌
H2O2
H2O + [O]
杀菌效果与H2O2的温度和浓度有关
10
灭菌方法： 1、高压蒸汽直接喷射（用于食品和玻璃容器杀 菌） 2、紫外光照射+H2O2喷雾处理（用于纸塑容器 杀菌）
冷却（15-20s）至室温
6
表 牛奶的加热温度与孢子死灭时间、褐变以及成分变化关系
加热温度（℃） 相对孢子破坏度
100
1
110
10
120
100
130
1，000
140
10，000
1百度文库0
100，000
孢子死亡时间 400min 36min 4min 30s 4.8s 0.6s
相对褐变度 1 2.5 6.2
17
使用卷材来制作容器的优势
（1）机器操作人员的工作任务比较简化，只需安装包装材料， 劳动强度低；
（2）因为只是平整的无菌材料进入机器的无菌区，可保证高 度无菌；
• 尽管无菌包装有如此多的优点，但仍存在一些缺点：
•
（1）很难用于流动性差的高粘度包装物品；
•
（2）设备复杂，规模较大，造价高，因此起始成本高；
•
（3）对操作管理要求十分严格，一旦发生污染，整批产品就要全
部报废。
4
5
二、无菌包装的包装体系杀菌方法
（一）无菌包装食品的杀菌方法
1.超高温瞬时杀菌UHT（ultra high temperature instantaneous time）
3
特点：被包装食品和包装材料容器单独杀菌
1.食品的杀菌时间短，使产品的色、香、味和营养素损失小；
2.比普通罐头制品的杀菌耗能量少，且不需大型的杀菌装置，可 实现连续杀菌灌装密封，生产效率高；
3.包装材料、容器表面杀菌技术较易，对耐热性要求不高；
4.与包装后杀菌相比，食品与容器之间不易发生反应，包装材料 向食品中迁移减少。
40年代，美国开始了多尔-马丁(Dole-Martin)无菌罐装系统的研制， 1950年市场上出现了第一台工业无菌充填装置。
在近20～30年期间，无菌包装技术的研究取得了很大的进展，它不 仅应用于乳品工业，而且广泛应用于其他食品工业。尤其是果汁、 蔬菜汁、豆奶、酱类食品、营养保健食品类的无菌包装，其应用更 为面广量大。
1)直接加热杀菌法：用高压蒸汽直接向食品喷射，使食品以最快速 度升温，在几秒钟内达到140-160℃高温并维持几秒钟，再在真 空室内除去多余水分，然后用无菌冷却机冷却到室温。
如：对牛奶的UHT杀菌工艺采用：
原料（5℃）预热（15-20s）到75-80℃ 迅速加热到140-150 ℃保持（2-4s）
迅速降温至80 ℃
主要用于低温流通的无菌奶和低酸性果汁饮料的杀菌，可采 用换热器在瞬间把液料加热到100 ℃以上，然后速冷至室温， 可完全杀灭液料中的酵母和细菌，并能保全产品的营养和 风味。
3.欧姆杀菌（ohm sterilizing） 对于带颗粒的液态食品 如牛肉丁和胡萝卜丁的汤汁类液态食品。
9
（二）无菌包装材料和容器杀菌方法
采用H2O2溶液灭菌时，须考虑其与包装材料或容器表面 的润湿性，只有良好的润湿性，才能实现更好的杀菌效果。 因而有时需要结合使用有效的润湿剂。
配备热空气喷射（90～100℃的热空气），以增强H2O2的 灭菌效能。
14
图8-3 紫外线和双氧水相结合杀菌方法的杀菌效果
15
（三）包装系统设备及操作环境的杀菌方法
食品有效成分残留率 0.7％ 33％ 73％ 92％ 98％ 99％
7
2）间接加热杀菌法
采用换热器，根据食品的黏度和颗粒大小可选用 片式换热器：果肉含量不超过1-3 %的液体食品； 管式换热器：适应范围较广； 刮板式换热器：高粘度食品。
8
2.高温短时杀菌HTST（high temperature short time）
上世纪20年代，美国研究了加热-冷却-充填(HCF)无菌加工，主要 研究罐头的灌装、封口设备。罐头和盖子以饱和蒸汽杀菌，以蒸汽 或蒸汽与空气混合气体保持封口空间的正压。
40年代末，瑞典乳品业和机械制造业合作研究开发出超高温瞬时杀 菌技术，用于乳品加工，同时还成功地开发了生产上可行的装置。 该装置是后来乳品加工中利乐包(Tetra Pak)无菌包装系统的必要组 成部分。
1.包装系统设备的杀菌 食品经杀菌到无菌充填、密封的连续作业生产线上，要防止食品
受到来自系统外部的微生物污染，因此在输送过程中，要保 持接管处，要保持接管处、阀门、热交换器、均质机、泵等 的密封性和系统内部保持正压状态，以保证外部空气不进入。 同时要求输送线路尽可能简单，以利于清洗。CIP 2.操作环境的杀菌 定期进行紫外线照射、空气过滤
无菌包装技术
1
无菌包装技术发明于20世纪40年代，最初是为了生 产不能用传统的高压釜灭菌、但要求有较长货架 寿命的产品（如乳制品及香蕉泥之类的热敏性食 品）而开发的。
2
无菌包装技术的发展历史
1913年，丹麦丁·尼森就曾对牛乳进行热杀菌并实施无菌包装，于 1921年取得无菌保藏加工方面的专利。
16
三、食品无菌包装系统
1.利乐包纸盒无菌包装系统 菱形袋与砖形盒
1961年，利乐与Alpure公司合作，成功研发出无菌包装系统， 解决了灭菌与包装一体化的难题，堪称液态食品包装发展的 里程碑。
Tetra Pak无菌装置的特点 （1）包装材料以板材卷筒形式引入； （2）所有与产品接触的部件及机器的无菌腔均经灭菌； （3）包装的成型、充填、封口及分离在一台机器上进行。
11
图8-1 H2O2的温度对细菌存活率的影响
12
图8-2 H2O2的浓度对细菌成活率的影响
13
• 采用溶槽浸渍或喷雾方法，使包装材料表面有一层均匀的 H2O2液，然后对其进行热辐射，减少H2O2在包装材料表 面的残留量，使H2O2完全蒸发分解成无害的水蒸气和氧， 同时增强灭菌效果。
H2O2灭菌工艺只有在H2O2溶液温度和浓度较高时才有可 能应用于无菌包装。一般当H2O2浓度达到30％，灭菌温 度为80℃时，即可取得较好的杀菌效果。
杀菌方法视材质而不同
玻璃、金属可采用加热杀菌法：过热蒸汽杀菌
纸塑类：物理方法：紫外线辐射杀菌——波长250-270nm，杀 菌效果与照射强度、时间、距离和空气温度、材料表面状 态；
化学方法：H2O2杀菌或环氧乙烷等进行杀菌
H2O2
H2O + [O]
杀菌效果与H2O2的温度和浓度有关
10
灭菌方法： 1、高压蒸汽直接喷射（用于食品和玻璃容器杀 菌） 2、紫外光照射+H2O2喷雾处理（用于纸塑容器 杀菌）
冷却（15-20s）至室温
6
表 牛奶的加热温度与孢子死灭时间、褐变以及成分变化关系
加热温度（℃） 相对孢子破坏度
100
1
110
10
120
100
130
1，000
140
10，000
1百度文库0
100，000
孢子死亡时间 400min 36min 4min 30s 4.8s 0.6s
相对褐变度 1 2.5 6.2
17
使用卷材来制作容器的优势
（1）机器操作人员的工作任务比较简化，只需安装包装材料， 劳动强度低；
（2）因为只是平整的无菌材料进入机器的无菌区，可保证高 度无菌；
• 尽管无菌包装有如此多的优点，但仍存在一些缺点：
•
（1）很难用于流动性差的高粘度包装物品；
•
（2）设备复杂，规模较大，造价高，因此起始成本高；
•
（3）对操作管理要求十分严格，一旦发生污染，整批产品就要全
部报废。
4
5
二、无菌包装的包装体系杀菌方法
（一）无菌包装食品的杀菌方法
1.超高温瞬时杀菌UHT（ultra high temperature instantaneous time）
3
特点：被包装食品和包装材料容器单独杀菌
1.食品的杀菌时间短，使产品的色、香、味和营养素损失小；
2.比普通罐头制品的杀菌耗能量少，且不需大型的杀菌装置，可 实现连续杀菌灌装密封，生产效率高；
3.包装材料、容器表面杀菌技术较易，对耐热性要求不高；
4.与包装后杀菌相比，食品与容器之间不易发生反应，包装材料 向食品中迁移减少。
40年代，美国开始了多尔-马丁(Dole-Martin)无菌罐装系统的研制， 1950年市场上出现了第一台工业无菌充填装置。
在近20～30年期间，无菌包装技术的研究取得了很大的进展，它不 仅应用于乳品工业，而且广泛应用于其他食品工业。尤其是果汁、 蔬菜汁、豆奶、酱类食品、营养保健食品类的无菌包装，其应用更 为面广量大。
1)直接加热杀菌法：用高压蒸汽直接向食品喷射，使食品以最快速 度升温，在几秒钟内达到140-160℃高温并维持几秒钟，再在真 空室内除去多余水分，然后用无菌冷却机冷却到室温。
如：对牛奶的UHT杀菌工艺采用：
原料（5℃）预热（15-20s）到75-80℃ 迅速加热到140-150 ℃保持（2-4s）
迅速降温至80 ℃
主要用于低温流通的无菌奶和低酸性果汁饮料的杀菌，可采 用换热器在瞬间把液料加热到100 ℃以上，然后速冷至室温， 可完全杀灭液料中的酵母和细菌，并能保全产品的营养和 风味。
3.欧姆杀菌（ohm sterilizing） 对于带颗粒的液态食品 如牛肉丁和胡萝卜丁的汤汁类液态食品。
9
（二）无菌包装材料和容器杀菌方法
采用H2O2溶液灭菌时，须考虑其与包装材料或容器表面 的润湿性，只有良好的润湿性，才能实现更好的杀菌效果。 因而有时需要结合使用有效的润湿剂。
配备热空气喷射（90～100℃的热空气），以增强H2O2的 灭菌效能。
14
图8-3 紫外线和双氧水相结合杀菌方法的杀菌效果
15
（三）包装系统设备及操作环境的杀菌方法