塑料在无菌包装领域中的应用

塑料在无菌包装领域中的应用

一、无菌包装技术概况

无菌包装技术诞生于40年代后期，从00年代开始，包装用塑料迅速发展，给无菌包装技术发展提供了广阔天地。由于无菌包装的优越性，无菌包装技术很快被消费者所认识，无菌包装市场迅速扩大，无菌包装技术、设备、材料得到迅速发展。90年代初，发达国家的无菌包装在液体食品包装中所占的比例已超过65％。

无菌包装的定义是：将经过杀菌的食品（饮料，奶制品，调味品等）在无菌环境中包装，封闭在经过杀菌的容器中，以期在不加防腐剂，不经冷藏的条件下取得较长的货架寿命。简单他说，无菌包装是将包装材料、包装容器和内容物先杀菌，在无菌环境下包装，非无菌包装是先包装，然后将包装容器和内容物一起杀菌，或不杀菌。无菌包装一般采用超高温瞬时杀菌或微波杀菌等手段，使食品在高温下只经受很短的时间（几秒，十几秒）迅速杀菌，然后很快降温，同传统的蒸煮杀菌相比，大大缩短了食品经受高温的时间，避免了营养成分、风味的过度损失。图1、图2、图3和表1、表2、表3分别说明了传统蒸煮杀菌工艺和无菌包装的工艺流程及对营养成分的保留情况。

由于无菌包装的工艺特点及对食品营养成分、风味的破坏较小，加上无菌包装成本比较低，储存运输方便、外形美观，因此受到了商家及消费者的极大欢迎。

无菌包装的形式有无菌纸板包装、无菌杯式包装、无菌大袋包装，无菌铝／塑袋包装和无菌塑料瓶包装。本文重点介绍无菌纸板包装、杯式包装和大袋包装三种形式。

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样 品

Mg/100g

Vc保留值（%）

灭菌前

27.8

100

无菌包装

25.3

91

传统包装

16.3

59

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样 品

Mg/100g

Vc保留值（%）

灭菌前

0.11

100

无菌包装

0.09

82

传统包装

0.03

27

表1　Vc在番茄汤里的保留值

表2　在鸡汤中Vb1的保留值

表3　不同杀菌方法对牛奶中营养成分造成损失对比（%）

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Vb1

Vb6

Vb12

VC

叶酸

杀菌前

0

0

0

0

0

巴氏杀菌后

10

5

10

5

15

超高温瞬时灭菌后

15

10

20

20

20

传统杀菌后

40

20

95

50

50

二、无菌纸板包装

无菌纸板包装其材料是铝箔／纸／塑复合的材料，市场上主要有瑞典的利乐公司（Tetropark公司）、德国的PKL公司和美国纸业公司，其结果如下：

（聚乙烯/ 印刷层／纸板／聚乙烯／沙林／铝箔／沙林／聚乙烯）人层结构

无菌纸板包装的材料是纸板／铝／塑复合材料，其中纸板是结构材料，其纸浆的成分配比和性能为专有技术，且和其独特的包装机相配套，铝箔则是阻隔材料，一般厚度为9μ，且必须保证无气孔和受损。聚乙烯则是与食品接触的内层材料，并且是热封材料。沙林树脂可防止高酸性饮料对铝箔浸蚀。

利乐包装是在包装机上将包装材料用过氧化氢杀菌，在无菌区内成型并将已经灭菌的内容物灌装，并封口，而PKL的包装是将纸板先制成纸盒，然后用H2O2灭菌，接着在无菌区灌装并封口，也就是说利乐是将包装材料灭菌，而PKL是将包装容器灭菌。

无菌纸板包装的容量一般在200－l000ml，包装物为奶制品、果汁、饮料等，利乐公司的灌装生产线在国内有200多条。纸板的生产在北京、佛山、昆山各有一条生产线，均由瑞典利乐提供，每条生产线的年生产能力为10亿个包装。PKL公司也已打开了中国市场，但包装材料尚需进口。美国纸业也已进入中国市场，无菌纸板包装的形式为砖形包和屋顶包。

目前，广东远东包装机械有限公司也生产类似的灌装设备和纸板生产设备，并在国内有数十条生产线在运转。

三、无菌杯式包装

无菌杯式包装使用的杯体材料为多层共挤的中性无菌包装片材（Neutrel Aseptic System）简称NAS片材，其结构为下：

PP：聚丙烯（共聚型）PE：聚乙烯（低密度）

ADH：粘结层（改性的乙烯/酯酸乙烯共聚物）PVDC：聚偏二氯乙烯

EVOH：乙烯/乙烯醇共聚物PS：聚苯乙烯（高抗冲型）

NAS片材的特点在于有一层可剥离的PP层，共挤时，利用PP和PE的化学不相容性，采用流动稳定性相匹配的PP、PE材料，在共挤过程中，形成光滑的、无菌的、可剥离的界面，在无菌包装机上，NAS片材在进入无菌区前揭开PP保护膜，露出PE无菌表面，在无功区内完成乱型一灌装一封盖的全过程。图7为NAs片材共挤进料器的结构，图8为无菌杯式包装的工艺流程。NAS片材的另一个特点是有一层高阻隔材料PVDC或EVOH，由于PVDC和EVOH对氧气的阻隔极好，所以用NAs片材包装的食品，其保鲜期可与玻璃瓶，马口铁罐相媲美。

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