[其他]關于塑料食品容器熱處理的方法

無效

• 申請號: 86102991
• 申請日: 1986-03-29
• 公開（公告）號: CN86102991A
• 公開（公告）日: 1987-10-14
• 發明（設計）人: 拉爾夫·W·卡克
• 申請（專利權）人: 美國制罐公司
• 主分類號: A23L3/00
• 分類號: A23L3/00;A23B4/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 任宗華,林柏楠

本發明是關于塑料容器中的食物熱處理的方法。更確切地說，本發明是關于顯著地減少塑料容器在熱處理過程中的變形，使塑料容器保持有適當型狀的一些方法。

眾所周知，在食品包裝工業中，食物是裝在密封良好的金屬或玻璃容器中，然后用熱處理滅菌消毒，再提供給人們安全食用。在這里，如已在（美國）《聯邦法規全書》（CFR）第21篇，113部分（定義，11.3節）里所規定的一樣，“熱處理”是指使包裝容器中的食物經過一定時間-溫度參數條件的處理，使食物成為“商業無菌”的食品。熱處理后的食品的“商業無菌”要達到的條件是-

“（ⅰ）通過加熱的方法使得食品中沒有

（a）在通常非冷凍條件下貯存和在銷售過程中有可能在食品中繁殖的微生物類;和

（b）對公開衛生有顯著影響的活性微生物類（包括孢子類）;或者

（ⅱ）通過控制水的作用和加熱的方法，使得食品中沒有在通常非冷凍條件下貯存和在銷售過程中有可能在食物中繁殖的微生物。”

通常，對金屬容器中的食物進行熱處理的溫度大約是在190°F到280°F左右，在不同的熱處理設備中（例如旋轉連續式連續殺菌釜，靜止式殺菌釜以及類似的設備）加熱的時間從幾分鐘一直到超過6小時不等。食品容器經過蒸煮-冷卻處理之后，就可以碼堆，打包，以便運輸和銷售了。低酸性食品通常用最高的熱處理溫度，因為低酸性食品比酸性食品更有利于微生物的生長繁殖。酸性食品只需要較低的熱處理溫度，因為某些微生物對酸相當敏感。酸對食品的保護作用，是由于酸具有一定的氫離子濃度并且使細菌的細胞不穩定。食品中的酸類可以是食品本身所含有的天然組分，由食物發酵產生，或者以化學制劑直接加入食品。因為酸的存在增強了對微生物的殺傷能力，所以酸性食物（pH值4.6或低于4.6）通常只需加熱到大約華氏205度就可以除去其中的腐敗性微生物了。這比具有較高pH值的食品所需要的加熱溫度低很多。因此，有一些食品，特別是低酸性的蔬菜類（本專利后面列舉了幾種這類蔬菜）需要在相對較高的溫度下經過長時間熱處理過程（高的時間-溫度處理參數），以便殺死在引起食品腐敗和毒性的微生物。

人們已經做出了很大的努力研究用塑料容器包裝食品以代替金屬容器和玻璃容器。塑料容器之所以吸引人是因為它們具有價格低廉，重量輕巧，沒有生銹和腐蝕的問題，以及容易處理掉等等優點。然而，通常用來包裝貯存食物的金屬容器和玻璃容器可以經受住高于190°F以上的熱處理溫度;更重要的是它們可以毫無困難地經受商業上所用的最高熱處理溫度或蒸煮溫度（通常約在275°F-280°F）而仍無永久變形，也不失去其密封性能。但在另一方面，硬質塑料容器，例如用聚烯烴類結構材料，象聚乙烯、聚丙烯或這兩種聚合物的共混材料所制造的容器，隨著熱處理溫度的升高和溫度接近于塑料的熔點時就逐漸軟化了。典型的高密度聚乙烯的熔點在275°F左右，丙烯的均聚物熔點在330°F左右。當塑料軟化時，由于內外壓力差和操作處理的原因塑料包裝容器會產生膨脹而變形。塑料包裝容器在一般的熱處理過程中，除非各個熱處理條件均嚴格控制，否則它在冷卻時將發生永久變形造成難看的外觀。軟化了的塑料容器在高的熱處理溫度下會發生形變的原因之一是因為容器內的壓力在熱處理時增大而超過了外部壓力。這外部壓力是指熱處理設備內的壓力。塑料容器內的壓力作用于容器壁上使其向外膨脹而發生形變。造成塑料容器內部壓力升高的因素首先是在密封的塑料容器的上部空間（在容器內食物的上部）存在少量空氣或其它氣體，在高的溫度下它的體積增大造成壓力升高;其次，容器內食物的受熱膨脹，食物的蒸汽壓升高，溶于食物中的氣體受熱逸出，以及食物在蒸煮過程中由于發生化學反應而產生的氣體等等因素，都能造成容器內部的壓力升高。因此，在熱處理過程中食品容器內部的總壓力是上面所述的各種壓力的總和。當容器內的總壓力超過外部壓力時，容器向外膨脹變形，從而使容器內上部空間的氣體膨脹，因此減少了內部壓力和外部壓力的差別。人們通常設法保證外部壓力總是大于包裝容器內部壓力。例如將裝有食物的容器浸沒于水中。水面上加上足夠大壓力的壓縮空氣進行處理，就可以補償容器內壓力的變化了。這就是用于熱處理大家所熟悉的軟包裝袋（例如蒸煮袋）包裝食品的方法之一。另外，可以通過在蒸汽中加入空氣的方法來提高蒸汽消毒釜內的壓力。但這種方法降低了蒸汽的熱效率，并能改變蒸汽消毒釜內的熱傳導。當食品容器冷卻后，其內部的壓力相對于外部壓力來講是變小了，因此引起塑料容器的邊壁和/或底面向里收縮以補償內部壓力的減少。冷卻也使塑料變硬。這樣就會造成塑料容器向外凸出和/或向內凹陷的永久性形變。