专利名称:有关包装的改进方法
本发明涉及一种包装食品的方法，其中对要包装的食品进行杀菌或巴氏灭菌处理，甚至烹调处理。
用蒸汽在压力容器中进行热处理，对食品包装件进行消毒杀菌，这种简单的食品包装件，即所谓“可蒸馏的包装件”，迄今一直是固有的一成不变的刚性包装件，如具有刚性盖的罐或玻璃容器。这些包装件或者是用热食品进行填充，或者在封闭的同时用蒸汽进行处理。蒸汽处理涉及到在15p.s.i(1.05kgf/cm2)范围内使用超大气压力，并且当施加进行处理的蒸汽压力和/或进行冷却时，包装件要经受热冲击。热冲击通过罐的端部或瓶盖的弯曲变形被吸收，或者在这种情况下，对包装件进行真空包装，通过真空包装方法产生的效果抵消热冲击。
复杂的可蒸馏的包装件是另一种情况，其在蒸汽处理期间需要附加超高压力，以防止包装件破裂，这种超高压力由压缩空气提供。当施加压力和/或冷却包装件时，还存在着包装件频繁遭受热冲击的问题。
除上述以外，简单封闭烘烤食品，例如蛋糕和面包的包装件，可以进行巴氏灭菌，但需要有未密封的通道，以便当包装件被加压进行巴氏灭菌时，允许压力和蒸汽释放。冷却之后，为了避免包装件的内装物被再污染，必须密封这些通道，因此，非常清楚，这存在着空气又进入包装件，污染包装件所装物品的相当大的危险，想使包装件中的蒸汽压力达到足够高，温度接近沸点，而不使密封处或包装件断裂也是非常困难的。
对于含有湿气的烘烤食品，象那些有高水分含量的食品，例如面包和松饼，为其提供包装件的方法必须是可以避免对热敏感的、具有植物般生长形式的微生物和特别的霉菌出现。
本发明的一个目的是提供一种包装件，它可以减轻或解决上述问题，并且提供的是可蒸馏或简单密封的包装件，对包装件中的内装物可以进行热处理。
按照本发明，提供一种包装食品的方法，其包括如下步骤，将食品放入容器中，容器由模压的纤维质材料制成，并衬以热塑性塑料薄膜，或者由耐热的塑料材料制成，将容器边缘与可以阻止细菌透过，但可以让水和气体透过的覆盖薄膜材料热密封，热密封是在下述状态下进行的，使热塑性塑料薄膜材料完全沿覆盖材料延伸，以便提供不透气的密封，热处理包装件，使内装物杀菌或巴氏灭菌，冷却和干燥包装件，将覆盖材料和隔离薄膜热密封，隔离薄膜可以阻止湿气透过或允许受控制的湿气透过。可选择地，将完成的包装件进行辐射灭菌。辐射灭菌特别需要对位于覆盖薄膜和隔离薄膜之间的包装件顶部空间消毒杀菌，尤其是对于那些非常潮湿和活化水含量高的食品更需要这样做。可是，在许多烘烤食品中，最终水的活性(湿度相对平衡百分比)很低，足以防止霉菌在覆盖薄膜和隔离薄膜之间的空间繁殖生长。
热处理可以采用使用蒸汽在高压灭菌器或类似容器中进行处理的形式，以便达到将包装件中的内容装物用蒸气消毒灭菌的目的。另外，可以优先选择电介质加热器加热包装件，在包装件中产生蒸汽，对内装物进行巴氏灭菌或杀菌。
用于本发明的方法中的容器最好由多孔性纤维材料制成，例如使用纸加工技术模压加工纤维材料的常规方法制造的纤维浆料的成型物，纸张、纸板或纤维板。也可以选择，采用结合木片或结合纤维材料提供的复合材料制造容器，复合材料有能力经受消毒杀菌或巴氏灭菌条件下的热处理。容器也可以由泡沫塑料或有纤维构造的塑料制成，这种塑料可以包含填料，并且能够经受消毒杀菌或巴氏灭菌的热处理条件，或者用能够经受消毒杀菌或巴氏灭菌热处理条件的塑料，经过注塑或模压制成容器如尼龙(nylon)、聚对苯二甲酸乙酯(polyethylene terephthalate)、或聚甲基戊烯(polymethylpentene)，如果包装件需要输送，后者是专门使用的材料。
那些用多孔性纤维材料制造的容器衬以热塑性塑料材料，这种热塑性材料在加热和施加压力条件下能够熔融，与覆盖材料相结合，而且能够经受热处理条件。能够适合衬垫的材料包括尼龙(nylon)、聚酯(polyesters)、聚丙烯(polypropylene)和包含其它聚烯烃(polyolefins)和其它聚合材料。优选的衬垫材料是离子聚合物。在这种离子聚合物中，电离的羧基团在分子结构中产生离子交键，这些离子交键在熔融温度被可逆地破坏。在下文中为了方便起见，这种聚合物称为“离子聚合物”，并且最好的离子聚合物是以注册商标“SURLYN”销售的。
覆盖材料是一种可以使气体和湿气渗透，但是能够防止微生物通过的材料。优选的这种材料是所谓“医用纸”，其用商标“STERI-SHEET”销售，其中设置纤维，以便阻止细菌和其他微生物通过。可以用多微孔的聚丙烯薄膜代替医用纸，如使用注册商标“VALMIC”销售的这种薄膜。
食品被包装之后，放入容器。用成型支撑架和加热器热密封包装件。在这种状态下，使热塑性塑料衬垫熔融，并且在容器的整个边缘沿覆盖材料流动，以致提供不透气的密封，而且不能有吸湿的情况发生。适于热密封的温度，对离子聚合物和聚丙烯衬垫是170℃，对尼龙和聚酯衬垫是220～230℃。
然后，对包装件进行热处理。在本发明方法中的一个实施例中，将包装件放入高压灭菌器或压力容器中，结合适当的时间、温度进行蒸汽消毒杀菌。根据包装件中内装物的需要，或者内装物的微生物状态，按照食品加工规则，这种灭菌处理可以从条件F1，即蒸汽压力15p.s.i(1.05kgf/cm2)、时间15分钟，到条件F4，即蒸汽压力15p.s.i(1.05kgf/cm2)、时间45分钟，在各种场合下的温度是121.5℃。在包装件消毒期间，可以出现变形，覆盖材料在包装件上形成凸出的圆顶。
在本发明方法的另一个实施例中，用电介质能量在微波炉或者在微波或射频隧洞中加热包装件，使包装件中产生蒸汽，以致使包装件中的大气温度上升到希望的值65～100℃。覆盖材料的等级、厚度、物质、物理特性以及其特殊地允许气体和蒸汽透过的渗透性，使得在加热周期结束，食品中将保存恰当和希望的含湿量。此外，在加热工序期间形成的蒸汽，在包装件中产生压力，压力值可以导致覆盖材料弯曲变形，形成凸出的圆顶，而且可以适当选择温度。在覆盖材料和盘子或盘子的聚合物衬垫层之间的密封强度，以及盘子和湿覆盖纸的弹性允许在包装件中由内部产生的蒸汽形成超大气压力，而不使包装件断裂或破坏。例如，在700瓦微波炉中，一小片湿面包在30～40秒钟内就可以产生“超大气压力”。在70℃以上温度的短时间内，足以杀死霉菌和它们的孢子。对含湿量进行一定的调整是有必要的，以便当蒸汽穿过覆盖材料时，使水分降低。
在消毒杀菌或巴氏灭菌热处理后，包装件被冷却，在包装件中出现的蒸汽可以通过覆盖材料流出，同时容器和它的衬垫层的弹性和柔韧性自然地使压力消灭，并且不再向外弯曲变形，在热处理期间发生的变形被改正，恢复到原来自身的状态。然后，用空气对包装件进行自然干燥，或者进行强制干燥，最好在无菌条件下进行。覆盖材料防止微生物侵入。而且，在干燥状态下，包装件用合适的防潮隔离薄膜热密封，隔离薄膜可以是复合聚酯/聚偏二氯乙烯(polyvinglidene chloride)/聚丙烯薄膜。再一点，在包装件的边缘提供不透气的密封，以便防止在隔离薄膜和覆盖材料之间吸入湿气是非常重要的。
毫无疑问，菌丝能够通过纤维素的纤维材料生长，而且能够穿过覆盖材料，为了防止霉菌的生长，最后包装件要进行辐射杀菌。最好采用合适波长的紫外光，以便杀死微生物和霉菌的孢子，它们可以在包装件顶部的覆盖材料和隔离薄膜之间的空间出现。对于有高水分内装物，存在着霉菌生长问题，因而对包装件进行上述辐射杀菌是特别重要的。
在环境温度下，经过巴氏灭菌的包装件，其结果能够延长贮存期，并且能够获得稳定的微生物学性质。其贮存寿命依赖于容器的衬垫层和隔离薄膜的透气性。
为了进一步理解本发明，现在参照附图，通过图示说明一个实施例。图1是包装食品的部分过程的示意图;
图1是包装食品的部分过程的示意图;
图2是接着图1所示包装过程，包括杀菌工序的部分包装过程示意图;
图3是另一种可选择的、包括巴氏灭菌工序的部分包装过程示意图;
图4是通过图1和2或者图1和3所示包装过程生产的包装件的部分分解剖视图;
图5是连续顶部密封器的示意图;
图6是经过包裹的包装件的立体图;
现在参照图1，其表示的是用于进行食品包装件的设备及过程，包装的食品将被杀菌或巴氏灭菌。预成型容器由多孔性纤维材料的凸缘盘1构成，例如模压的纤维质盘子1。通过用箭头3表示的拆垛装置从盘子的堆垛2取下盘子1，将其整齐地排列在一旁的输送机4上，以便在输送机上形成具有小间距的一串盘子。盘子1被送入热成型工位5。离子聚合物的薄膜6中夹有一层聚偏二氯乙烯的隔离层(图1中未表示)，薄膜厚度为100微米。薄膜6的辊7安装在输送机4的上方，薄膜在热成型工位5与盘子结合，以便给盘子衬以薄膜，并使薄膜粘合在盘子上。由加热器8产生的热将薄膜与盘子粘合，并由真空通路9产生的真空将薄膜向下拉。
离开热成型工位后，盘子到达装料工位10，在此把要包装的食品11填入盘子。以商标“STERISHEET”A5/43，单位重量59g/m2出售的卷状医用纸构成片状覆盖材料12，将其从辊15上展开，设置到盘子的流动线上，并且将盘子覆盖。然后，在热密封机16中，用按形状接受盘子的成型支撑架17和顶部密封板18将两片状物结合起来。热密封在温度170℃条件下加压进行，经过足够时间，保证盘子的离子聚合物衬垫层充分熔化，流过医用纸，在盘子凸缘部分提供一个不透气的密封。
经过填充的盘子串离开热密封机后，由刀具19分割成单个包装件20，它将被送到图2所示部分包装过程中的消毒杀菌工位。
现在参照图2，由刀具19分割开的包装件20在输送机21上被送到高压灭菌器22，在此，包装件放在支撑架23上堆成垛，并且在温度121.5℃，压力15p.s.i(1.05kgf/cm2)，时间15分钟条件下进行蒸汽灭菌处理。在这个期间的终点，通过管24注入冷却水，使高温灭菌器冷却。冷却之后，包装件被放在干燥塔25中的支撑架26上堆成垛，用鼓风机27吹动空气，使包装件干燥。
当包装件被干燥后，由输送机28将包装件送到第二热密封机29。由43微米厚的片状复合材料构成的隔离薄膜30从辊31上展开，将其设置在包装件的流动线上，并且将包装件覆盖。隔离薄膜包括离子聚合物的内层，聚偏二氯乙烯的中层和聚丙烯的外层。然后，在热密封机中用成型的支撑架32和顶部的密封板33将隔离薄膜的离子聚合物层与包装件的边缘加热密封。热密封在温度为170℃条件下加压进行，经过足够的时间，保证在包装件的边缘提供不透气的密封，以便在医用纸和隔离薄膜之间的区域不会有吸入湿气的情况发生。
经过连接的一串包装件34被另一刀具35分割开，并且由输送机36传送到下面的紫外线辐射器37。然后经过杀菌的包装件被送去贮存或者销售。如果愿意或者更加便利，成串的包装件在其被分割开之前可以进行紫外线辐射。
在另一个可供选择的实例中，经过填充的盘子串离开热密封机，并且由刀具19分割成单个包装件20后，从图1所示的部分包装设备送到图3所示部分包装设备的巴氏灭菌工位。
现在参照图3，包装件20在输送机21上被送到微波或射频隧洞40，在电极41和电极43之间的电介质场中将包装件加热，电极41与微波或射频源42相连，电极43接地。由于在隧洞40中进行加热，在包装件20中产生蒸汽，并且蒸汽压力可以使医用纸的盖在每个包装件上形成凸出的圆顶。如上所述，蒸汽向圆顶移动，可以选择覆盖材料和加热温度，以便保证产生的蒸汽不破坏包装件或包装件的密封，并且使包装件的内装物的温度达到65～100℃，以确保对包装件的内装物严格地进行巴氏灭菌消毒。
离开隧洞40之后，包装件即被送到冷却工位44，如附图所示，将冷却空气45，最好是无菌空气吹向包装件，使其冷却，并且让覆盖材料的圆顶恢复到正常的平直状态。
当包装件被冷却后，由输送机21将包装件送到第二热密封机29。在此，使用如图2所述相同的方法，将隔离薄膜30覆盖到包装件上。
图4更详细地表示已完成的包装件，其内衬有衬垫薄膜6的模压纤维质盘子1，衬垫薄膜6包括离子聚合物的内层46，离子聚合物的外层47和夹在两离子聚合物层之间的不透气的聚偏二氯乙烯层48。图4也表明包装件被医用纸的盖12覆盖，盖12又被隔离薄膜30覆盖，薄膜30包括在包装件边缘与医用纸热密封的离子聚合物的内层49，在中间不透气的聚偏二氯乙烯层50和在外面的聚酯防护层51。
在扩展的本发明的方法中，包装件20可以容纳一种糊状混合物。包装件在热处理后，而在覆盖隔离薄膜之前，在炉中进行烘烤加工，届时内装物的通常的外壳将被形成，并且获得希望的颜色和构造。此外，如果纤维质盘子还含有湿气，在这里非常合适的是，也有干燥纤维质盘子的效果。这个扩展的方法将产生无菌糊状物，并通过选用隔离薄膜使湿蒸汽以受控制的速率散失，以保持希望的外壳构造。用于隔离薄膜的合适材料包括聚乙烯醇和聚合物，可塑性聚氯乙烯和各种有附加层的再生纤维素薄膜。包装件最后被用紫外线辐射进行消毒。
在这种扩展的方法中或在任何情况中，必须用一般的烘炉加热产品，使温度达到所述240℃，盘子或盘子的衬垫材料必须是可以经受烘炉加热的聚合物或聚合体系，而且也有能力与覆盖的纤维结构相结合。同样，隔离层50可以是耐高温的乙烯基乙醇共聚物(ethy-lene-vinyl alcohol copolymer)，而内层49应当是耐温度的材料。
在鲜肉馅和类似产品与凝胶物结合的情况下，凝胶物在肉馅被烘烤之后和在隔离层被覆盖之前，以无菌和液体形式穿过覆盖材料注入肉馅。
在可以控制湿气散失(有透气性)的包装件中提供一种经过包装的肉馅，而且在这种包装件中阻止霉菌生长的能力是一个重要的商业优点。
许多其他改变的方法和制造的包装件应当引起重视。例如，要包装的食品在装料工位10被放入预先制成一串的容器中，成串的容器在别处制造，并且由拆垛机械送入装料工位。
当然，对包装本身和包装元件的选择，要适合于各种加工方法，例如，杀菌、巴氏灭菌、烘烤等等这些包装件所经过的加工工序。并且，选择的各种材料最好是彼此相适合的。即，如果覆盖材料属于多微孔聚丙烯而不是医用纸，衬垫薄膜6的外层也应当是聚丙烯。
应当意识到可对上述的包装方法作出许多变换和改进。在一种变换方式中，例如，将被包装的食品在其被烹调完毕离开烘烤炉以后，趁热直接放入盘子。然后，立即用医用纸的盖子将盘子覆盖。在这种情况下，由于产品中保存着热量，以致仅仅从电介质加热中取得最低限度的热量，就能在所需的时间内获得需要的巴氏灭菌的70℃以上的温度。
在进一步扩展的本发明的方法中，已经热处理、冷却和干燥了的包装件，如果需要的话，在烘烤内装物以后，将包装件连续裹封，用管状隔离材料包裹包装件，形成所谓枕形包装件，密封管状物的端部，然后密封隔离层和容器的边缘。最终包装件成为包裹容器的袋子形状，把容器的边缘与袋子热密封。
现在参照图5说明这个扩展的包装方法。其中包装件20离开图2所示的干燥塔25或者图3所示的辐射加热器40。可以选择在内装物被烘烤之后，送到包裹机(未图示)，在这里，各内装物被包入隔离薄膜材料的袋子中，或者用这种材料包裹，然后沿着它的三条边热密封，形成一个封闭的袋子53，或者将内装物放入管状材料中，管状材料的端部被密封，形成封闭的袋子53。
包含包装件20的袋子53在输送机54上被送到连续顶部加压密封器中。密封器包括设置在端部辊轮56上的循环皮带55，辊轮56安装在支架57上，支架57由驱动装置(未图示)沿上下移动。在循环皮带55的内侧有加热箱58和冷却箱59。被包裹的包装件在输送机54上移动，以便各自依次位于加热箱58和冷却箱59的下面。当包装件位于加热箱下面时，密封器下降与包装件接触，以便与包装件20的边缘接触的隔离薄膜被热密封。此外，在足够的压力和温度条件下，保证在包装件的边缘提供不透气的密封，以便在医用纸和隔离薄膜之间的范围内没有吸入湿气的情况发生。然后，密封器升起，包装件到达冷却箱的下面，冷却密封处。在这以后包装件被送到紫外线辐射器。
图6表示经过包裹的包装件具有呈管形的隔离薄膜60，该管形薄膜60的端部61被热密封，而且与包装件20的边缘相接触的部分62也被热密封。
权利要求
1.一种包装食品的方法，其包括将食品放入容器，把覆盖层密封到容器上，对所得包装件进行热处理，接着冷却包装件这些工序，其特征在于容器(1)由模压的纤维质材料制成，并且衬耐热的热塑性塑料薄膜(6)或者由耐热的热塑性塑料材料制成，片状覆盖材料(12)属于防止细菌渗透但是可以允许水和气体透过的材料，这种材料在这样的状态下与容器的边缘热密封，使热塑性薄膜(6)或盘子完全沿覆盖材料延伸，以便提供不透气的密封，然后进行热处理和冷却，把可以阻止湿气渗透或可以控制湿气渗透的隔离薄膜(30)热密封到容器边缘的覆盖材料上。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于将包装件置于辐射灭菌器中，对覆盖薄膜和隔离薄膜之间的顶部空间进行消毒杀菌。
3.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于覆盖薄膜是医用纸，其内置入纤维组织，以便阻碍细菌和其他微生物由此通过。
4.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于覆盖薄膜是多微孔的聚丙烯薄膜，容器(1)或其衬垫薄膜(6)也属于聚丙烯。
5.根据权利要求
1至4之一所述的方法，其特征在于热处理包括在高压灭菌器(22)或同类容器中用蒸汽消毒灭菌，最好在蒸汽压力1.05kgf/cm2条件下，处理15～45分钟。
6.根据权利要求
1至4之一所述的方法，其特征在于热处理包括在微波炉或微波、射频隧洞中用电介质能量加热包装件，以使包装件中的空气温度达到65～100℃。
7.根据权利要求
1至6之一所述的方法，其特征在于包装容器用尼龙(nylon)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)或聚甲基戊烯(polymethyl pentene)制造，或者用衬有尼龙、聚酯(polyester)、聚丙烯(polypropylene)或离子聚合物(ionomeric polymer)薄膜的多孔性纤维材料制造。
8.根据权利要求
1至7之一所述的方法，其特征在于隔离薄膜包括聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚乙烯醇的聚合物(polyvinyl alcohol polymer)、乙撑-乙烯醋酸纤维素共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer)、可聚性聚氯乙烯(plasticised polyvinyl chloride)或再生纤维素薄膜(regenerated cellulose film)
9.根据权利要求
1至8之一所述的方法，其特征在于在热处理和冷却之后，将包装件放入封闭的隔离薄膜材料的袋子中，然后将隔离薄膜材料与覆盖材料热密封。
10.根据权利要求
1至9之一所述的方法，其特征在于热处理之后，将包装件放入烘炉中进行烘烤加工，以便由此烹调内装物。
11.一种由前面所述任意一个权利要求
所限定的方法制备的包括食品的包装件。
专利摘要
本发明公开了一种在容器中包装食品的方法，上述容器用耐热的热塑性塑料制成，或者衬有耐热的热塑性塑料。将容器与容器的覆盖材料密封，覆盖材料是可以使水和气体渗透，但是阻止细菌透过的材料，如所谓“医用纸”。然后，通过热处理将食品杀菌或巴氏灭菌，并且用隔离薄膜罩住覆盖材料，隔离薄膜可以阻止湿气渗透或者控制湿气透过。用热密封技术将覆盖材料和隔离材料安置到容器上，对最终包装件进行辐射，以便使包装件顶部位于覆盖薄膜和隔离薄膜之间的空间消毒灭菌。
文档编号B65B55/02GK87107584SQ87107584
公开日1988年4月20日 申请日期1987年9月23日
发明者阿瑟·内维尔·琼斯 申请人:凯斯(英国)有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan