Переработка пищевых продуктов и напитков в металлические банки

Рассмотрим производства консервов и напитков, фасуемых в металлическую тару, общих для многих процессов технологических стадиях с особым вниманием к требованиям, предъявляемым к упаковке.

Приемка банок. Пригодность поставляемых банок и днищ для фасования конкретного продукта должна быть подтверждена фирмой-поставщиком. Каждая поставленная грузовая единица (например, паллета) должна быть соот­ветствующим образом маркирована, что позволяет отслеживать отдельные партии (для этого на корпус банок струйным принтером наносится специальный код). Ре­комендуется поочередно использовать в производстве партии поставляемых банок, так как если на стадии фасования будут выявлены какие-либо дефекты упаковки, в этом случае проще отбраковать данную партию банок. Также рекомендуется фик­сировать время поступления данной партии банок на производство, так что если дефект будет выявлен после фасования, можно будет отозвать всю данную партию продукции.

Пищевые предприятия должны вести учет бракованных банок и классифициро­вать их дефекты на важные, серьезные и незначительные, что позволит в последую­щем облегчить контроль. Для облегчения принятия решения о судьбе той или иной партии банок образцы бракованных банок обычно направляются их изготовителям для анализа.

Контроль пустых металлических банок может включать испытания, приведен­ные в табл. 1. Готовые к использованию банки должны храниться в сухом и чи­стом помещении с исключением возможности механических повреждений (осо­бенно кромок банок). Особое внимание следует уделять уже использовавшимся паллетам или контейнерам, которые должны быть надлежащим образом укрыты или обернуты.

Таблица 1. Некоторые методы испытаний металлической тары при входном контроле

Фасование и вакуумирование. Во избежание перекрестной контаминации пищевых продуктов депаллетизация ме­таллических банок должна производиться вне производственных зон. Перед фасованием (наполнением) банки необходимо перевер­нуть днищем вверх и очистить (промыть) струей воздуха, паром или водой (или при помощи их сочетания) в зависимости от природы возможных загрязнений.

Фасование следует выполнять очень аккуратно, так как консистенция продук­та в банке очень важна для поведения контейнера на последующих технологиче­ских стадиях. В ходе фасования банки не должны повреждаться. Продукт должен заполнять банку так, чтобы он не ме­шал установке верхнего днища и не загрязнял внешнюю поверхность контейнера и кромки. Остатки фасуемого продукта на загнутых кромках банки впоследствии мо­гут помешать формированию герметичного фальца при фиксации верхнего днища. На некоторых консервных производствах избежать попадания продукта на кромки довольно сложно — это относится, в частности, к консервам из мелкой рыбы (киль­ки, анчоуса, шпрот и т. п.), тертой свекле, брюссельской капусте, когда частицы мо­гут цепляться за кромки. Такие загрязнения кромок следует выявлять в ходе произ­водственного контроля (в том числе и визуального), что позволит минимизировать случаи крепления днищ к грязным кромкам.

При наполнении банки очень важно оставить над продуктом достаточно про­странства, так как это влияет на уровень окончательного вакуумирования (содер­жание остаточного кислорода сказывается на качестве продукта и может привести к коррозии внутренней поверхности банки) и позволяет минимизировать внутреннее давление на днища при нагревании и охлаждении.

Для создания в банке разрежения (вакуумирования) применяют три основных способа:

§ ее наполняют горячим продуктом и укупоривают двойным фальцевым швом (как с прямым впрыском пара в свободное пространство над продуктом, так и без него);

§ банку наполняют продуктом (горячим или комнатной температуры) и перед укупоркой двойным фальцевым швом (отведение пара может быть как за­кончено, так и продолжаться) из нее откачивают воздух (эта операция может проводиться как с насаженным верхним днищем, так и без него);

§ крепят верхнее днище в вакуумной камере.

Для удаления воздуха наполненные банки пропускают через разогретую паром примерно до 90 °С камеру (эксгаустер). Цель данной операции — удалить воздух из конкретного продукта, предварительно повысить начальную температуру продукта перед тепловой обработкой (сократив тем самым ее продолжительность и вероятность появления у продукта «вареного» привкуса) и обеспечить требуемую степень разрежения.

Степень разрежения в банке с готовыми консервами обычно составляет 250- 500 мм рт. ст. Для консервов с небольшим свободным пространством над продуктом эта степень разрежения составляет 0-125 мм рт.ст., тогда как для банок с консервиро­ванной сладкой кукурузой — до 660 мм рт. ст. Вакуум в банке служит разным целям, причем в некоторых случаях степень разрежения должна жестко контролироваться, иначе вследствие расширения газа при стерилизации банка может деформироваться. Степень риска определяется в этом случае способностью продукта к расширению, в частности, из-за присутствия в нем воздуха, а также особенностей металлических ба­нок (например, крышек с приспособлением для облегчения открывания или исполь­зования тонкостенных банок). При наличии подобного риска готовые банки после укупорки, но до этикетирования контролируются на предмет степени разрежения.

Традиционно вакуумирование консервных банок считается достаточным для гарантии отсутствия риска утечек содержимого и/или его порчи.

Карусельные установки розлива и укупорки газированных безалкогольных на­питков в цельнотянутые банки характеризуются производительностью около 2000 банок/мин. Для обеспечения необходимой степени карбонизации и во избежа­ние чрезмерного пенообразования, являющегося причиной разбрызгивания и, сле­довательно, потерь (вследствие неполного налива и высокого содержания воздуха в банке, обусловливающего риск коррозии и снижение качества продукта) очень важно осуществлять контроль давления.

Зачастую после укупорки двойным фальцевым швом требуется ополаскивание банок водой, поскольку прилипшие к их поверхности остатки фасуемых продуктов (например, кислотосодержащих сиропов или рассолов) могут позднее привести к коррозии.

Герметизация банок.Основным способом герметизации металлических банок является соединение крышки с корпусом с помощью двойного фальцевого шва, который формируется в две стадии из отогнутой наружу кромки (крючка) корпуса и загнутой кромки (крючка) крышки.

Для продуктов, фасуемых после тепловой обработки, операция герметизации очень важна, так как именно она обеспечивает последующую безопасность продукта и при НАССР-анализе ее считают критической контрольной точкой (ККТ). Управ­ление заключается, прежде всего, в правильной настройке укупорочного автомата под данный тип банок, а проверку данной ККТ осуществляют путем периодическо­го визуального контроля — например, отбор контрольных образцов каждые 30 мин с замерами сдвинутых или срезанных частей днищ (1 банка на 1 укупорочную го­ловку каждые 4 ч непрерывного производства) . Риски при розливе в банки без­алкогольных напитков не так велики, однако дефекты при укупорке могут привести к огромным финансовым потерям, в связи с чем стандарты здесь очень жесткие. До­полнительные проверки требуются в случае зажатия банки укупорочным устрой­ством. Эффективное консервное производство возможно лишь при наличии про­фессионально подготовленного персонала, обслуживающего укупорочные машины и способно оценить качество герметизации. В стандартах определятся параметры фальцевого шва и описаны важнейшие из них для обеспе­чения качественной укупорки, в частности:

· толщина шва;

· высота шва;

· перекрытие;

· свободное пространство над продуктом;

· прилегание загиба к корпусу банки;

процент морщинистости или обеспечения герметичности (этот параметр не совсем обычен, поскольку он измеряется не на укупорочной машине, а путем визуальной оценки снятого днища).

Указанные параметры определяют степень перекрытия загиба кромки корпуса банки и изгиба поверхности днища, обеспечивающего достаточный нахлест для плотного прижатия друг к другу пяти слоев металла (рис.1).

Следует отметить, что несмотря на существующую тесную связь между постав­щиками металлических банок и предприятиями, эксплуатирующими закаточное оборудование, рекомендуется при планировании любых технических инноваций учитывать возможности и характеристики последнего.

Рисунок 1 Основные измеряемые параметры двойного фальцевого шва

При контроле швов их обычно анализируют в нескольких сечениях. Обычно на­правление паяного или сварные шва принимается вертикальным («на 12 часов»), и по статистике наибольшее число дефектов встречается в области сечений «от 10 до 2 часов». При контроле цельнотянутых банок контроль осуществляется в двух про­тивоположных точках. У банок более сложной формы с более сложными системами герметизации контроль проводят по большому числу сечений (например, для банки в форме параллелепипеда – на двух длинных сторонах и во всех их четырех углах).

Результаты измерений и контроля удобно представлять в виде графиков или диаграмм, позволяющих быстро отслеживать и корректировать любые отклонения от доступных параметров.

Тепловая обработка.Температуры, которым подвергаются металлические банки с расфасованными в них пищевыми продуктами и напитками в ходе стерилизации (обычно 115-135 °С) и пастеризации (обычно 90-105 °С), сравнительно низки по сравнению с температу­рами, применяющимися в ходе производства самих банок, так что сами по себе они не являются лимитирующим фактором. Тем не менее сочетание действия давления и температуры в автоклаве может оказать на упаковку нежелательное воздействие.

При стерилизации и пастеризации нагреванием внутри контейнера образуется внутреннее давление, достаточное для деформации банки или разрыва насечек на днище с приспособлением для облегчения открывания. Эти риски максимальны при максимальном перепаде давлений между содержимым банки и окружающей средой, например, при переходе от нагрева к охлаждению. Хотя конструкция консервных ба­нок и рассчитана на давления, образующиеся в ходе обычных технологических про­цессов консервирования, важно правильно эксплуатировать соответствующее оборудование, не допуская образования слишком высокого давления. Например, в типовом паровом автоклаве периодического действия в начале охлаждения оператор обычно подает внутрь воду и сжатый воздух, так что после превращения воды в пар с объ­емным расширением создается внешнее давление, препятствующее вздутию банок. При недостаточном контроле этого давления вся партия консервных банок может быть существенно повреждена — банки вздуются или с них сорвет днища. В системах стерилизации непрерывного действия, в цилиндрических автоклавах и автоклавах со спиральным теплообменником между герметичными секциями предусмотрены пере­пускные клапаны, с помощью которых регулируется необходимое давление.

В систему тепловой обработки периодического действия партии банок поступа­ют либо уложенными друг на друга рядами в корзинах, обычно с откидным фальш-дном (так называемая система Буссе, Busse), либо в корзинах насыпью. Последний способ более рискован, чем послойный, так как неупорядоченные банки могут по­вредить друг друга (этот риск можно минимизировать, погрузив корзину с банками в емкость с водой).

В карусельных пастеризаторах периодического действия слои банок в корзинах должны прижиматься пневматическими или механическими прижимами, препятствуя смещению банок при нагревании и не допуская тем самым их истирания из-за трения. При этом необходимо выбрать такое давление прижимов, чтобы банки не сминались.

Некоторые стерилизаторы и автоклавы могут повреждать лаковое покрытие днищ банок, поскольку банки в них перекатываются на своих кромках. Вытеснен­ные на днищах заводские коды также могут стать причиной повреждений банок и нарушения антикоррозионного покрытия.

Металлические банки для напитков, требующих пастеризации, обычно подверга­ют тепловой обработке в туннельных пастеризаторах, но иногда бывает достаточно только горячего розлива.