氣調(diào)包裝-改良包裝內(nèi)氣體構(gòu)成的工藝技術(shù)

什么是頂空和氣調(diào)包裝

當(dāng)產(chǎn)品在密封包裝中銷(xiāo)售時(shí)，包裝通常包含一定量的剩余空間，即沒(méi)有被產(chǎn)品占據(jù)的空間，這就被稱(chēng)為頂部空間，也就是常說(shuō)的頂空。而氣調(diào)包裝(MAP)是一種將氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)和氮?dú)?N2)的特定混合物充入頂空以幫助產(chǎn)品保鮮保質(zhì)的技術(shù)工藝。

在包裝過(guò)程中，用科學(xué)配比的氣體混合物“沖洗”產(chǎn)品，以有效地保存產(chǎn)品。一旦產(chǎn)品被放入包裝中，指ding的氣體混合物被吹掃進(jìn)包裝中以替換常規(guī)空氣，然后密封即可完成一件合格的氣調(diào)包裝產(chǎn)品。

氣調(diào)包裝用于乳制品、果蔬、新鮮和腌制肉類(lèi)、海鮮、烘焙類(lèi)、預(yù)制食品、咖啡等食品。它還用于醫(yī)療保健產(chǎn)品，如外科植入物和藥物泡罩包裝。

企業(yè)與消費(fèi)者雙贏

使用氣調(diào)包裝的好處

延長(zhǎng)保質(zhì)期

通過(guò)只使用大氣氣體，氣調(diào)包裝是保存食品最自然的方法，它為消費(fèi)者和生產(chǎn)者都創(chuàng)造了巨大的利益。通過(guò)使天然和未加工的包裝食品更長(zhǎng)時(shí)間保持新鮮，氣調(diào)包裝延長(zhǎng)了產(chǎn)品的保質(zhì)期，減少食品浪費(fèi)。例如，腌肉的保質(zhì)期可以從 3 天延長(zhǎng)到 21 天，奶酪從 7 天延長(zhǎng)到 180 天，新鮮意大利面從 3 天延長(zhǎng)到 60 天。這種延長(zhǎng)的保質(zhì)期是在不需要添加人工防腐劑的情況下實(shí)現(xiàn)的，這一事實(shí)對(duì)今天的消費(fèi)者是非常具有吸引力的。

提高品味吸引力

氣調(diào)包裝工藝還能夠保留產(chǎn)品的視覺(jué)外觀，并有助于確保始終如一的良好味覺(jué)體驗(yàn)，提高產(chǎn)品及其生產(chǎn)商的聲譽(yù)，且有助于建立和保持消費(fèi)者的忠誠(chéng)度。

物流和成本優(yōu)勢(shì)

對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，氣調(diào)包裝的使用為他們的供應(yīng)鏈帶來(lái)了巨大的好處。食品可以更久儲(chǔ)存，運(yùn)輸可以更遠(yuǎn)距離，同時(shí)保持新鮮。氣調(diào)包裝還有助于制造商降低成本，因?yàn)槔洳禺a(chǎn)品比冷凍產(chǎn)品更便宜。超市也受益于延長(zhǎng)保質(zhì)期的產(chǎn)品的可用性，這些產(chǎn)品只需要一個(gè)冷卻器而不是冰箱。

不同食品使用不同氣體比例

確保正確氣體組合

出于各種原因，氣調(diào)包裝頂空所需的 O2、CO2 和 N2 的比例將根據(jù)所包裝產(chǎn)品的類(lèi)型而變化。例如，N2 是一種惰性氣體，用于替換和排除包裝中的氧氣，或者作為填充氣體，換句話(huà)說(shuō)，用于“填充”氣體混合物。與 N2 不同，CO2 是可溶的，其主要功能是抑制需氧細(xì)菌的生長(zhǎng)。CO2 既溶于水又溶于脂，就會(huì)導(dǎo)致某些產(chǎn)品的包裝因氣體溶解時(shí)內(nèi)部壓力降低而塌陷。這種氣體會(huì)對(duì)產(chǎn)品的感官體驗(yàn)造成輕微污染。

排除(大部分)氧氣的藝術(shù)

O2 大多被排除在氣調(diào)包裝之外，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致食品氧化變質(zhì)。但如果把控 O2 的含量，它亦能抑制厭氧生物的生長(zhǎng)；它能保持紅肉的新鮮度和自然色澤(目標(biāo)氣體成分為 80%  O2 和 20% CO2 )；它還允許呼吸作用的發(fā)生，這對(duì)于新鮮果蔬非常重要，因?yàn)楦鶕?jù)產(chǎn)品的不同，新鮮水果和蔬菜中的氧氣濃度可以從 3% 到 18% 不等。

至關(guān)重要

氣調(diào)包裝頂空氣體分析

為了提供zui大程度的保護(hù)并確保最佳的新鮮度，頂空包含 O2、CO2 和 N2 的正確混合是至關(guān)重要的。不正確的氣體混合會(huì)導(dǎo)致各種不利影響，比如細(xì)菌生長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致食物變壞、發(fā)臭、變色而無(wú)法食用；還會(huì)導(dǎo)致氧化，從而與氧氣反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量顯著下降，包括風(fēng)味和香味損失、變色和質(zhì)地變化。此外，不正確的氣體混合會(huì)導(dǎo)致包裝塌陷或膨脹，這兩種情況都會(huì)被消費(fèi)者拒之門(mén)外。事實(shí)上，如果這些影響中的任何一個(gè)發(fā)生，并且受影響的批次已經(jīng)在商店上架，它可能會(huì)在品牌聲譽(yù)和消費(fèi)者忠誠(chéng)度方面產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果。

質(zhì)量取決于測(cè)試

氣體混合器用于確保將正確數(shù)量和比例的氣體注入每個(gè)包裝。然而，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差，要么是因?yàn)樵诜庋b密封之前 O2 沒(méi)有被che底沖洗掉，要么就是因?yàn)榱魉俨蛔?。因此，有必要進(jìn)行頂空氣體成分測(cè)試，以確保保存適當(dāng)?shù)幕旌衔?，并防止上述不利影響的發(fā)生。

***不正確的氣體混合會(huì)導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)，這是烘焙產(chǎn)品保質(zhì)期的最大限制因素。

***細(xì)菌通過(guò)降低肉類(lèi)表面的氧氣張力，導(dǎo)致高鐵肌紅蛋白的形成，從而導(dǎo)致肉類(lèi)變色。

***不正確的氣體混合會(huì)影響新鮮咖啡的香氣和味道。

準(zhǔn)確性、可靠性

頂空分析的關(guān)鍵要求

頂空氣體分析儀應(yīng)盡可能準(zhǔn)確可靠，這一點(diǎn)至關(guān)重要。它們還應(yīng)該能夠確保結(jié)果的可重復(fù)性，并且它們生成的數(shù)據(jù)需要是可追溯的。

對(duì)于某些食品類(lèi)型，高度精確地分析頂空氣體成分尤為重要，例如奶粉，如果包裝中不僅僅含有非常少量的氧氣，那么它就有很高的氧化酸敗風(fēng)險(xiǎn)。甚至 0.1% 的頂空氣體分析誤差都會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的味道，并顯著降低其保質(zhì)期。因此選擇能夠保證精確度在非常小的百分比范圍內(nèi)的分析儀至關(guān)重要。

可靠性的重要性

頂空氣體分析儀還必須在較長(zhǎng)的生命周期內(nèi)提供非常高的可靠性，且維護(hù)要求低。如果分析儀經(jīng)常發(fā)生故障，將會(huì)影響生產(chǎn)量和盈利能力。另外分析儀必須能夠?qū)崿F(xiàn)高水平的可重復(fù)性和精確度，以確保測(cè)試的一致性。一些器件可能會(huì)相對(duì)快速地降級(jí)，導(dǎo)致其精度隨著時(shí)間推移而漂移，達(dá)到分析沒(méi)有價(jià)值的程度。選擇具有高重復(fù)性的分析儀對(duì)于讓您gao枕無(wú)憂(yōu)和維護(hù)品牌聲譽(yù)至關(guān)重要。

數(shù)據(jù)可追蹤性和審計(jì)

作為一項(xiàng)重要的安全措施，制造商必須能夠在需要時(shí)跟蹤產(chǎn)品數(shù)據(jù)，以用于審計(jì)、驗(yàn)證和記錄目的。因此，頂空氣體分析儀能夠存儲(chǔ)其產(chǎn)生的結(jié)果非常重要，有助于確保數(shù)據(jù)的可追溯性。

方法 A：隨機(jī)抽樣

最直接的方法是以預(yù)定的時(shí)間間隔從包裝線上隨機(jī)抽取樣品，并對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行分析。

方法B：連續(xù)在線氣體分析

通過(guò)連續(xù)在線氣體分析技術(shù)，集成到包裝系統(tǒng)中的設(shè)備能夠分析每個(gè)包裝中的氣體成分。

隨機(jī)抽樣、連續(xù)分析

它們是如何工作的

【隨機(jī)抽樣】

在這種分析方法中，便攜式或臺(tái)式頂空氣體分析儀用于評(píng)估隨機(jī)選擇的代表性樣品中的氣體混合物，分析在包裝線或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行。操作者將針插入包裝，直接測(cè)量頂空氣體組成。因?yàn)獒槙?huì)穿透包裝，所以這些樣品上使用的包裝必須隨后被破壞，這就是為什么這種方法被稱(chēng)為破壞性測(cè)試。然而，產(chǎn)品本身可以重新包裝。

速度和靈活性的重要性

使用這種方法分析的生產(chǎn)百分比取決于包裝機(jī)的速度和每小時(shí)進(jìn)行的測(cè)試次數(shù)。為了最大限度地提高人員效率，選擇能夠盡快執(zhí)行準(zhǔn)確測(cè)試的分析儀非常重要。操作人員可能需要每 15 或 30 分鐘測(cè)試多個(gè)隨機(jī)樣本，等待分析結(jié)果的時(shí)間會(huì)妨礙他們?cè)诎b線上執(zhí)行其他重要任務(wù)。

這種測(cè)試方法降低了復(fù)雜性，因?yàn)楸銛y式分析儀易于使用，單個(gè)分析儀應(yīng)該能夠靈活地服務(wù)于多條包裝生產(chǎn)線，并處理同一條生產(chǎn)線上的不同產(chǎn)品。但缺點(diǎn)是這種類(lèi)型的測(cè)試是勞動(dòng)密集型的，需要操作員手動(dòng)收集數(shù)據(jù)，并且它不提供對(duì)每個(gè)包裝的連續(xù)監(jiān)控，并且因?yàn)闇y(cè)試是破壞性的，所以導(dǎo)致昂貴的包裝浪費(fèi)。

對(duì)于尚未準(zhǔn)備好投資連續(xù)在線氣體分析儀但仍希望改進(jìn)其氣調(diào)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量控制的生產(chǎn)商而言，使用便攜式分析儀進(jìn)行隨機(jī)取樣是一種合適的頂空氣體分析方法。

【連續(xù)頂空分析】

在連續(xù)分析方法中，氣體混合物的評(píng)估在包裝封閉時(shí)進(jìn)行，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)值超出規(guī)定的限值，可以調(diào)整劑量。如果數(shù)值超出上限，分析儀將通知操作員并停止生產(chǎn)線，以防止?jié)撛诘睦速M(fèi)和重新包裝。

連續(xù)分析是高速包裝生產(chǎn)線的理想選擇

這種分析方法無(wú)需穿透和破壞包裝，因此被稱(chēng)為無(wú)損檢測(cè)。測(cè)試必須足夠快地進(jìn)行，以應(yīng)對(duì)垂直和水平流動(dòng)包裝機(jī)上的高包裝速度。每分鐘可能有數(shù)千個(gè)包裝沿著生產(chǎn)線移動(dòng)，因此確保氣體分析足夠快以防止生產(chǎn)瓶頸至關(guān)重要。僅使用少量氣體即可進(jìn)行連續(xù)分析，這使其成為測(cè)試頂空最小的包裝的合適方法。

簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理是必須的

連續(xù)在線氣體分析儀在無(wú)縫過(guò)程中自動(dòng)測(cè)量和記錄，提供統(tǒng)一、可追溯的數(shù)據(jù)報(bào)告。分析結(jié)果顯示在屏幕上，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果需要紙質(zhì)記錄，可以同時(shí)發(fā)送到打印機(jī)。在操作過(guò)程中，有時(shí)可能需要在幾個(gè)預(yù)先配置的產(chǎn)品配置文件之間快速切換，分析儀必須能夠處理這種情況。

連續(xù)在線分析適用于希望wan全控制氣調(diào)過(guò)程并準(zhǔn)備在生產(chǎn)質(zhì)量保證方面進(jìn)行長(zhǎng)期投資的生產(chǎn)商。

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