chapter7食品罐装技术与方法

第七章 食品灌装技术与方法内容提要o 现代社会中许多产品是以液体或半液体状态被包装、流通和销售的。习惯上把液体物料的充填称为灌装。o 需要灌装的各种液体物料有不同的物理和化学特性，如黏度、色香味、酒精含量、二氧化碳含量、挥发性物质等。o 可以盛装各种液料产品的容器也有各种不同种类，如玻璃瓶、金属罐、塑料瓶、纸袋、塑料袋，复合材料制成的杯、管、盒等。o 因此液体产品的灌装技术方法必须适合于特定类型的商品和包装容器，因物而异。 一、灌装方法o (一 )常压法灌装 (Normal Pressure)o 常压法灌装即是在大气压力下，依靠液体的自重自动流进包装容器内，其整个灌装系统处于敞开状态下工作。o 其中，利用液面控制灌装的常压灌装法，其工作过程为：进液并排气 液料灌入容器内，同时将容器内的空气自排气管排出；到达定量停止进液 容器内液料达到定量要求后，自动停止灌装；排除余液 将进排气管内的残液排除，为下一次开始灌装进液排气做好准备。o常压法主要可用于灌装那些黏度不大、不含二氧化碳、没有不良气味的液体产品，如酱油、牛奶、白酒、醋、果汁等。o 常压灌装法因定量方法和所用器具的不同又可细分为以下几种。1 液面感应式灌装（ Level Sensing）液面感应式灌装机只把产品灌装到容器控制的液面而不密封容器。当容器中升高的液面堵塞住气流向外流出时，启动一个能切断流向容器的液体的控制机构 (每一灌注头上需要此控制机构 )。可以实现高速灌装，不会产生产品溢流和上部冒泡沫。1 液面感应式灌装（ Level Sensing）o液面感应式灌装机只把产品灌装到容器控制的液面而不密封容器。o 当容器中升高的液面堵塞住气流向外流出时，启动一个能切断流向容器的液体的控制机构 (每一灌注头上需要此控制机构 )。可以实现高速灌装，不会产生产品溢流和上部冒泡沫。2溢流式灌装 (Over-flow) 2溢流式灌装 (Over-flow)某些产品可往开口容器中灌装至溢流的程度，再停止充灌，这些容器通常是经过消毒杀菌处理的卫生的食品罐或广口玻璃瓶。在较先进的溢流式灌装机中，进入开口容器的液流是由与容器同步运动的量杯供给的。容器中必需的预留空间可用置换块方法或容器倾斜法获得。 3虹吸式灌装 (Siphon) 应用虹吸原理使液体经虹吸管从贮料箱流入容器中，直至两边液位相等。此法结构简单，但速度较低。4活塞式灌装 (Piston) 这是一种最常用的容积定量式灌装法。根据活塞的方位和入口的结构可分为进口端开口立式缸、单端卧式缸、双端面卧式缸、闭端立缸四种。图 3-2所示为典型的立式缸旋转阀灌装机。4活塞式灌装 (Piston) o这是一种最常用的容积定量式灌装法。根据活塞的方位和入口的结构可分为进口端开口立式缸、单端卧式缸、双端面卧式缸、闭端立缸四种。图 3-2所示为典型的立式缸旋转阀灌装机。5定量杯式灌装 (Measuring Cup) 首先将产品从一个开口料槽输送到容量精确 (可以调节 )的定量杯中，每个量杯可被灌装到与料槽液面相平或沉入料槽液面以下，然后量杯上升到料槽液面之上。之后，每个阀底受控打开，液体流入容器中。此法精确可靠，成本低廉，此种灌装机常为回转式。 5定量杯式灌装 (Measuring Cup)首先将产品从一个开口料槽输送到容量精确 (可以调节 )的定量杯中，每个量杯可被灌装到与料槽液面相平或沉入料槽液面以下，然后量杯上升到料槽液面之上。之后，每个阀底受控打开，液体流入容器中。此法精确可靠，成本低廉，此种灌装机常为回转式。 6涡轮计式灌装 (Worm type Bottling Machine)从一个注嘴灌装的液料量，可用一个安装在注嘴输送管前的涡轮流量计来测量。这种流量计包括一个电子计量控制系统，用以开启和停止液料的流动。此涡轮计式计量精确但价格较贵，一般仅用于灌装大型容器 (如 5gal以上， l gal 3.785dm3)。7隔膜泵式灌装 (Membrane Pumping) 隔膜泵定量灌装是 1975年后的新发展。活塞泵式灌装机通常在活塞与缸壁之间装有某种密封元件，如V形垫圈或 O形垫圈，当活塞与缸壁之间滑动摩擦时会引起材料擦伤并产生微屑，这对于卫生要求严格的注射药物等是不利的，隔膜泵中因无材料摩擦故可避免以上缺陷。隔膜式容积灌装机利用一层柔性隔膜在气体压力的作用下将液体从料缸抽到灌装室，然后再注入容器中。料缸的压力一般保持在 0.11MPa以下。阀门打开时，在气压作用下，液体流入灌装室中。灌装室充满后，通向料缸的阀门就关闭，防止回流。然后，阀门启通容器方向。空气压力作用在柱塞上。柱塞将隔膜压下，迫使液体流入容器，如图 3-3所示。产品灌装完毕，加在隔膜上的气压释放。阀门换向，灌装室再次从料缸吸液。在瓶颈导向装置上装有 “ 无容器不灌装 ” 机构。该机构只有在运动时碰到容器，才能触动气源控制系统，使气流推动隔膜运动。 8称重式灌装 (Gravimetric) 在称毛重式灌装机上，每个灌装工位安装一个称重器。当达到预定质量时，秤杆动作切断液流。每个秤被调整到相当于内装液料加上容器的最大质量，若内装物量和容器质量改变，则可在每个灌装台另加上特定质量。9计时式灌装 (Timing) 本方法控制液料流出的时间来控制灌装量。如图 3-4所示。先由外部压力泵使液体流入具有沟槽的圆盘内，借转动的计量圆盘上注流孔开放时间来计量液料的流出量 (即恒容积流量 )。旋转速度决定灌装口在沟槽下停留的时间。若使用几个计量沟槽，则可在同一容器中分别灌入几种不同的液料。(二 )等压法灌装o等压法灌装是利用贮液箱上部气室的压缩空气，先给空容器充气，使两者内部压力接近相等，然后液料在此密闭系统中靠自重流进容器内。o 此法工作过程为：充气加压；进液回气；停止进液；释放压力 (释放瓶中残留气体压力，以免瓶子内突然降压而引起冒泡，影响定量精度 )。1平衡压力灌装 又称反压法 (Counter-pressure)或加压直力法，如图 3-5所示，专门用于含二氧化碳等气体的含气饮料或啤酒的灌装。含气饮料必须在加压下灌装才能保持二氧化碳气体的溶解含量。o 其灌装工序如下 : 加压充气 空瓶上升顶住灌装阀后，控制杆 8打开加压气阀 7，压力气体从上部环形气室 1通过加压气道 6进入瓶中。 进液回气 当瓶内压力与上气室 1内压力相等后，液阀 4打开开始灌装，瓶内气体被产品压出，经回气管 3进入上部环形气室 l中。当产品液面抵达回气管下端口，不再回气，灌装完成。 停止进液 控制杆 8关闭加压气阀 7和液阀 4，停止进液。 释放压力 打开压力释放阀 5瓶颈内压力气体排放到下部环行气室 9中。2纯重力灌装 o 最典型的等压灌装是纯重力灌装。产品从储液槽流经弹簧罐装阀，有容器顶着时此阀才开放，液体借重力流进容器，容器中的空气沿排气管向上流到储液槽上部。排气口末端位置决定的精确液面高度时，液体停止流下。排气管中上一循环留下的余液靠沿排气管向上的空气全部返回贮液槽中，也可在灌装开始之前用抽真空法清理排气管。此法设备简单，易于维修，既适用于含气液体