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蛋白饮料低真空原因及应对措施

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发布日期:2019-7-19点击次数:215

   蛋白类饮料按照其名称可理解为蛋白质含量较高的饮料。蛋白质含量高低的界限是以蛋白质含量4%为基准,为了达到高蛋白质的特性,原料多采用蛋白质含量高的乳及乳制品、蛋及蛋制品和植物蛋白等。蛋白饮料近十几年在我国得到迅速发展,主要原因是人们生活水平的提高和健康意识的增强,符合人体健康的植物蛋白饮料更是发展迅速。

  金属罐包装的蛋白饮料一般要经过洗罐、灌装、密封和杀菌等工序,以使实罐与外界隔绝而不再被微生物污染。由于包装具有良好的密封性,可以防止饮料腐败,从而长期保存。饮料罐内的真空度是罐内气体压力和罐外大气压力之差,一般用毫米汞柱(mmHg)或帕(Pa)来表示。低真空是指产品的真空度低于正常产品的真空度要求,低真空严重时会产生饮料变质、胀听的现象。饮料成分不同,对真空度的标准要求也不同。

  真空度的作用

  饮料实罐从内容物的表面到盖底内表面之间所留的空间叫顶隙。罐内顶隙的作用很重要,需要留得恰当合适,不能过大或者过小,否则会造成一些不良影响。装罐时必须留有适度的顶隙,对于蛋白类、茶等饮料,一般装罐时的顶隙在6~8mm,封盖后为3.2~4.7mm。通常情况下,灌装过程中料液的温度在90~95℃,在此温度下溶液上面开始形成大量的水蒸气,使得顶隙处的空气排空(主要是排掉空气中的氧气),立即封口后,经过高温杀菌冷却后,顶隙处的水蒸气凝结成液体,使得顶隙处形成一定的真空环境,产生真空度。不同饮料厂家对真空度标准的控制不同。由于饮料生产过程或空罐加工等工序的某些指标未达到标准要求,可能导致实罐真空度未能达到企业要求的真空度标准,产生了低真空,严重时还会产生饮料变质、胀听现象,导致饮料无法饮用。

  因此保证实罐的真空度对饮品质量至关重要,良好的真空度对饮料实罐可以起到以下几点作用。

  有利于增强包装容器的牢固度良好的真空度可防止因加热杀菌时空气膨胀而使容器损伤变形。实罐在高温杀菌时,由于内容物中的气体受热膨胀,加上水分汽化,罐内压力急剧增加而远高于罐外压力。当罐内外压力差大于容器所能承受的压力时,就会出现二重卷封的松弛、凸角等现象,严重时甚至产生爆裂。罐内具有一定的真空度,可大大降低加热杀菌时实罐的内压力,从而减少和防止上述问题的产生。

  阻止需氧菌及霉菌的发育生长产品经杀菌后,罐内仍残留少量的微生物或芽孢,以好氧性芽胞菌为最多,这类好氧菌必须要有足够的氧气才能生长。罐内有一定的真空度,降低了氧气的含量,因而能有效防止需氧菌特别是芽胞的发育生长,从而使食品不易腐败变质而得以较长时间贮藏。

  便于剔除泄漏、密封不良和低真空罐等不良罐质量良好的实罐具有一定的真空度,其盖面呈内凹状,如存在泄漏、密封不良、假胖和低真空等缺陷的实罐,其罐内压力增加,真空度降低,故敲击时发出的声音不同,从而易于将其检出剔除。

  真空度的检测

  真空度是衡量饮料实罐质量的一个重要指标,因此检测饮料实罐的真空度是饮料生产的重要工序,实罐低真空属于产品的质量缺陷,生产企业在产品出厂之前必须严格剔除。目前,国内实罐真空度检测方式有:真空表测量法、打检法、机械测距法和单探头(传感器)电涡流法。

  真空表测量法真空表测量法是将与真空表相连的下端钢针插入罐内,观察表指针偏转方向和数值来判断合格与否,真空表测量法是破坏性的,只适合实罐抽检,常用于检验部门进行检测。

  打检法检测打检法检测是非破坏性检测,分为手工打检和自动打检检测两种。手工打检法是用特制的木器敲击实罐,根据棒击时发出的声音来判断实罐真空度的大小,是企业常用的一种真空度检测方法,但该法劳动强度大、随意性大。

  自动打检法(TapTone检测仪)通常是用于在线实罐全数真空检测,其原理是采用超声波对盖面反射的音频进行模数转换和处理,从而准确地检测实罐的罐内真空度。检测设备直接安装在杀菌冷却后的实罐输送带上,对通过的每一实罐进行在线真空全数检测,可将所有真空范围超出设定域值的实罐在线剔除,该方法可以高速鉴别,同时不受外界因素的影响。

  机械测距法机械测距法是在罐盖上安装机械测微装置来测量罐盖弹性变形量,该方法检测精度稍差、效率低。单探头电涡流法也是无损性检测,利用电涡流测距原理测量出罐盖弹性变形量再换算出真空度,单探头电涡流法虽然测距精度较高,分辨率能达到0.5μm,但仍存在选择盖基准点不稳定、不适合振动较大时的动态测量等缺点。

  空罐与低真空

  二重卷封结构质量差实罐的低真空与空罐有一定的关系,因此从制罐环节就应该严格控制各项质量标准,监控空罐制造的各项指标,最大限度地减少低真空发生的可能性。空罐的制造工序主要有:剪板、焊接、内外补涂、缩颈翻边、封盖、检罐、烘干、集罐等流程。按目前机械制造的水平和工艺可靠性来说,与产生低真空问题有较大关系的是形成二重卷封结构的封盖工序,二重卷封结构质量问题是影响真空度的重要因素。一般在评价二重卷封结构时,需要对二重卷封结构的身钩长度、盖钩长度、卷封宽度、迭接长度、迭接率和紧密度等参数进行优化控制,将以上参数控制在合理的区间范围内,才能保证二重卷封结构的良好密封性,避免发生低真空的可能性。

  封罐机二重卷封结构主要由头道滚轮、二道滚轮、压头和托底盘组成。托底盘下有一压缩弹簧,用以调整卷封压力大小。二重卷封的工作原理是,两个具有不同沟槽形状的头道滚轮与二道滚轮,按先后顺序与罐体及底盖接合边缘重复地相对旋转,使两者边缘因弯曲变形而相互卷曲钩合与压紧,形成五层(罐盖三层,罐体二层)材料卷边结构。在底盖盖钩内有弹性密封胶,因受挤压而充塞于罐体与底盖之间的卷边全部缝隙中,从而形成良好的密封性,这种罐体与底盖之间卷合的过程就是二重卷封过程。

  二重卷封形成过程

  在封口时,二重卷封容易出现的问题有以下几种:皱纹大,卷封碎裂,假封,身钩小,盖钩小,卷封偏厚,无二道卷封等。需要反复调节头道滚轮、二道滚轮、压头滚轮和托底盘压力等参数,使二重卷封在优化参数条件下进行,保证二重卷封的质量稳定可靠。

  盖子缺陷在空罐生产中,与其配套的盖子也是影响低真空的重要因素,盖子通过与罐体形成二重卷封,从而产生密封的结构,盖子因素对低真空的影响有以下几种情况。第一,底盖冲盖裂开和缺损等问题导致封口后泄漏,达不到密封的效果。第二,盖子内壁划伤和漏涂,导致内壁与罐内液体发生腐蚀反应,生成气体胀罐。第三,密封胶注胶量不合理,过多或过少;以及密封胶分布不均匀,导致形成的二重卷封结构的密封性不良,出现低真空现象。第四,易拉盖刻线余量偏低,在实罐灌装和杀菌过程中,盖子承受较大压力,刻线余量较少的部位产生泄漏,从而产生低真空。

  实罐生产环节与低真空

  实罐顶隙小顶隙是影响实罐真空度的一个重要因素,灌装量超标不但增加成本,同时也造成顶隙较小,导致真空度不足;并且因装罐量过多,挤压过稠,降低热的穿透速率,可能引起杀菌不足。此外,杀菌期间,内容物加热膨胀,顶盖被顶松,造成暂时或永久性凸起,此现象容易与由于腐败而造成的胀罐相互混淆造成误判。

  实罐灌装温度偏低实罐封口前灌装温度偏低,影响封口时饮料的温度,从而造成低真空。真空度随密封时温度的升高而增大,密封温度越高,实罐的真空度也越高。

  通常情况下,蛋白类饮料灌装过程中料液的温度在90~95℃,设备调整期间料液温度也不得低于85℃。如果实罐中心温度偏低,在顶隙一定的情况下,由于排氧不足,造成低真空,严重时甚至会产生氧化变质的现象。

  实罐杀菌不彻底蛋白类、茶类饮料均属于低酸类饮料,通常pH>6。如果杀菌有死角或杀菌釜的温度未达到标准要求,由于蛋白类和茶饮料中的糖等成分营养非常丰富,部分耐高温的微生物未被杀死,没有形成商业无菌,极易造成饮料低真空甚至变质。如果饮料溶液、空罐或底盖与饮料的直接接触面、灌装机封口机设备、灌装洁净度、洁净灌装车间人员等被微生物污染,而且杀菌不彻底,也非常容易造成低真空和胀听。

  实罐运输环节在搬运和运输实罐时,如果发生实罐封口处被撞击变形,当长时间存放时可能会产生微漏,并造成低真空,所以在搬运和运输时要确保实罐不得被碰撞变形。

  外界环境变化当外界环境温度升高时,罐内残存气体受热膨胀,压力升高,真空度降低。外部环境海拔越高,气压越低,真空度也随着降低。

  低真空的应对措施

  空罐生产控制在空罐制造过程中,应保证空罐的密封性良好,特别是二重卷边、电阻焊缝应达到工艺标准要求。卷边部位的密封胶质量应达到优级,注胶的位置、注胶量、厚薄以及分布要准确达到标准要求。封顶盖的空罐易拉盖刻线余量要达标,防止灌装时盖子承受较大压力,刻线余量较少的部位产生泄漏而导致低真空。制罐全过程应十分注意避免擦伤、划伤板材。饮料厂封盖前应严格检查所用的空罐罐身翻边是否有损坏,即使有轻微碰伤也应剔除,以确保所用空罐达到金属包装饮料的密封要求。

  实罐生产灌装工序实罐内部的真空度与排气密切相关,我们通常所指的真空度就是指罐内气压与罐外气压之差。在实罐生产中一般采用加热排气和机械排气两种方法。加热排气是指在实罐灌装生产中,当灌装好内容物后,通过加热排除水及蒸汽而达到排气的目的。机械排气则是指采用真空封罐机来达到这一目的。

  通过排气可以让罐内产生真空度。在实罐生产环节,防止实罐在高温杀菌时发生变形。没有经过排气的实罐,在高温杀菌时,由于罐内空气、水蒸气和内容物三者的膨胀,因此在冷却后罐底、盖的膨胀现象不能消除,如同弹簧一样用过大拉伸力就不能恢复原状,这样实罐就造成突角或假胖听。

  灌装密封杀菌实罐灌装时,要严格控制装罐量的公差范围,避免顶隙过小造成假胖罐及收缩不良罐的产生。控制封口真空,并满足封口后的密封性要求,使罐内具有较高的真空度又保证形态。控制灌装封口时二重卷封三率及身钩卷入率,杜绝二重卷封薄弱点的产生。定期测定杀菌锅的热分布,保证杀菌锅热分布的均匀,避免锅内出现冷点。严格执行杀菌操作,使饮料实罐达到商业无菌的要求,防止因杀菌不完全造成的腐败。

  

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