CN1665716A - 提供热处理的填充和密闭金属罐的方法 - Google Patents

Abstract

一种提供热处理的填充和密闭罐的方法，方法包含以下连续步骤：填充金属杯，用可气密密封可热处理罐的盖子密闭该金属杯，热处理该罐，其中在密闭该罐后，进行测量以在罐中获得欠压，其特征在于：选择罐一方面为柔性类型，或者另一方面为设有封上型盖的具有增加强度的刚性类型。所述测量步骤包含属于由下列步骤构成的组中的步骤：使用部分冰冻的填充物；使得该填充物包含在密闭后相互作用以便降低罐中填充物的特定体积的成分；在填充之后密闭之前向该杯中加入蒸汽；在次大气压下密闭该杯；在密闭后部分排空该罐。

Description

提供热处理的填充和密闭金属罐的方法

本发明涉及一种提供热处理的填充和密闭金属罐的方法。

热处理的填充和密闭金属罐通常将包含人类或动物的食品。其中食品在填充后，在密闭的金属封装中被热处理或将被热处理。食品经历的热处理大体上涉及食品的种类，并且根据配方和生产厂家热处理还会有所不同。

制作罐的金属通常为钢或者铝。在钢铁和铝工业中，以及包装行业和食品行业中，一直都在努力提高包装，如关于在制造罐时消耗的材料数量，再利用材料的数量，或者罐呈现给消费者的外观。

不断创新成果的例子是根据Le Carr é概念的罐，其是具有平坦外壳部件的多面板类型，如在EP 1005428公开的名称为“用于包装目的的金属体，如包装食品罐”所公开的。

根据EP 1005428，通过提供一柔性的罐，有可能产生用于热处理的方法，如在高压灭菌器中将填充后的罐消毒，其中需要控制罐远没有控制压力那么重要。实际上，这种意味着高压灭菌器的压力控制装置很容易获得。只要高压灭菌器中的压力高于罐中的压力，就不会出现问题。

尽管如上展示的Le Carr é概念过去非常有前途，但是存在一个问题，即虽然在柔性的情况下，在高压灭菌器中执行热处理一直在经济方面不具有吸引力。商用消毒的高压灭菌器进行批处理(batch-wise)，并且批处理工艺对于研究中的食品包装中的所有食品原料在经济上不具有吸引力。

此外，需要发现更好的解决方法以用于通过提供更容易开启的封闭容器来接近罐装食品原料，并且大家都知道由于封闭容器容易开启的特性，这些封闭容器将更易受损伤，即使在非常低的内部过压的情况下，尤其是当这样的过压与高温，如摄氏120度或者更高的消毒温度，以及如半小时或更久的消毒时间结合时。在本申请文件中，术语“过压”表示密闭罐中的压力高于密闭罐外的压力。同样术语“欠压”表示密闭罐中的压力低于密闭罐外的压力。

通过本发明第一实施例，现在可以克服或者充分减小上述问题，第一实施例限定为一种提供热处理的填充和密闭罐的方法，方法包含下述连续的步骤：

填充金属杯，

用可气密密封可热处理罐的盖子密闭该金属杯，

热处理该罐，

其中在密闭该杯后，进行测量以获得罐内的欠压，其特征在于：所述罐为柔性类型。

测量步骤包含由下列步骤构成的组中的步骤：

使用部分冰冻的填充物；

使得该填充物包含密闭后相互作用以便降低罐中填充物的特定体积的成分；

在填充之后密闭之前向该杯中加入蒸汽；

在低于大气压下密闭该杯；

在密闭后部分排空该罐；

术语“柔性”表示如果在罐中有微小的过压，密闭和填充罐占用的体积就会显著地增加，并且如果在罐中有微小的欠压，密闭和填充罐占用的体积就会显著地减少。

在该方法中选择具有柔性特征的罐，通过从压力取向方式向体积取向方式的转变，可以获得以下进一步说明的优点。

在本文中，填充物包含在密闭后相互作用以便降低罐中填充物的特定体积的成分，这意味着具有这样一种填充物，其包含这样的成分，即其在密闭罐子后起反应以形成比原始成分所占体积小的反应物，这与温度无关地对体积产生了影响。

在根据本发明方法的实施例中，选择柔性类型的罐，以易拉-封上型的盖密闭该罐，盖通过密封剂粘贴到金属杯。根据本发明，现在有可能使用这样一种非常容易开启但对过压敏感的盖，尽管行业偏见认为热处理将不可避免地生成过压，过压将导致过压敏感的封上型盖的失效。

在优选实施例中，选择罐为具有柔度大于或等于25，优选地为35的柔性类型。柔度在下面将详细以数量限定。通过选择柔度较传统可热处理罐大很多的罐，会大大降低太高过压和太高欠压的风险。

在优选实施例中，选择的罐为能够具有超过7.5％体积减少的柔性类型，优选地，选择超过10％或甚至是15％而不会压扁的柔性类型。通过选择这样的罐，可以将在极度欠压情况下被压扁的风险减小到最低。

本发明也可以根据权利要求1的方法实施，其中选择的杯包含基本平坦的板。由于形成主体，这里为杯体的基本平坦的板的固有的机械属性，杯是具有柔性的。

通过本发明第二实施例限定的提供热处理的填充和密闭罐的方法，可以克服和充分减小前述的问题，该方法包含下述连续的步骤；

填充金属杯，

用可气密密封可热处理罐的盖子密闭该金属杯，

热处理该罐，

其中在密闭杯后进行测量以获得罐中的欠压，其特征在于该罐为刚性类型，并且该罐包含易拉型的盖，盖粘附到金属杯，测量是上述类型的测量。

术语“刚性”表示如果即使在罐中有很大的过压，密闭和填充罐占用的体积基本不会发生变化，反之亦然。

通过在该方法中选择具有该刚性特征的罐，以压力取向方式将内部欠压转变为较高的绝对值，从而降低最大的内部过压。现在，如果刚性罐足够强以至能承受增加的内部欠压时，也可使用“封上”型罐子盖，这将在下面说明。

具体实施方式

图1为使用均一温度T的ΔP-ΔV图，并且表示装配有易拉型盖(EPOL)的Le Carr é的性能以及在密闭之前在消毒期间通过加入蒸汽到罐的杯中而获得具有不同等级真空填充的参照罐。标有“1”的曲线表示Le Carr é，标有“2”的曲线表示参照罐，标有“3”的曲线表示上端边界线，标有“4”的曲线表示下端边界线，下面予以说明。

纵轴表示以毫升为单位的罐内体积变化ΔV，横轴表示以巴为单位的罐内的压力差ΔP。通过泵入液体(在这里是水)到已填充的罐(过压情形)或从已填充的罐泵出水(欠压情形)来执行ΔP-ΔV测量。当水被泵入或排出时测量压力和体积变化。

在图1中，表示Le Carré的柔度曲线(壁为0.13毫米，底为0.17毫米，EPOL为0.17毫米)从左下角延伸入右上角，并且该曲线的斜率表示Le Carré罐的柔度，其中罐为图2的照片表示。标有“参照罐”的柔度曲线可从左下角延伸到右上角，并且该曲线的斜率表示圆形参照罐的柔度(直径73mm，具有传统0.196mm毫米末端的0.14毫米三片钢罐，在常温环境下最大容积为414ml)。将柔度定义为在ΔV＝-10ml和ΔV＝10ml之间间隔的柔度曲线的斜率ΔV/ΔP，Le Carré罐具有大约154的柔度，其是柔度大约为17的参照罐的大约9倍。

为了完善，如果不得不检测具有不同容积的容器，能够比较具有不同容积的容器的柔度，例如在周围环境下具有最大容积500ml的容器，用于计算柔度的间隔将为500/414*10，其大约为12ml。

上和下边界线表示罐在消毒期间可经历的极限工艺情形。上边界线是基于具有121摄氏温度和2巴的负压的消毒工艺，下边界线是基于具有20摄氏温度和负压也为2巴的情形。

图1所示的特定边界线适用于在摄氏60度将填充物放入具有容积也为414ml的圆柱型测试器皿中，在填充物上方留有5％的顶部空间，并且通过活塞将压力施加到测试器皿的容器上(即，到填充物和顶部空间中)。施加到测试器皿的外部压力为2巴。系统在20摄氏度的下端温度和121摄氏度的上端温度测量测试器皿的压力和体积变化。

“常态”边界线表示在密闭之前没有蒸汽施加到罐杯的情形。然而，当填充物的温度为60摄氏度时，顶部空间的大约20％的空气将被替换。通过百分比标识剩余的上和下边界条件，该百分比表示通过向顶部空间加入蒸汽被有意替换的空气的百分比。这样部分或整个真空填充物就使得罐在消毒期间必须承受的较小的过压。

根据本发明，在填充之后或在密闭之前通过加入蒸汽到杯中可以减少过压，而通过使用部分冰冻的填充物，该填充物包含在密闭后相互反应以便减少罐中填充物的特定体积的成分，在低于大气压下密闭罐并且在密闭之后部分排空罐也可以获得根据本发明的同样的效果。

从图1中，可以清楚地看到使用蒸汽替换顶部空间的如50％的空气，将减少在热状态下的过压以及增加在冷状态下的欠压。

减少，或者甚至完全消除在消毒工艺中罐中的过压使得罐可用封上型盖，如易拉型盖(EPOL)密闭，例如由极薄的聚合物涂覆的包装用钢制成的EPOL密闭，而没有盖失效的风险。例如EPOL盖可对过压尤其敏感，并且这样在传统消毒过程中会带来失效的风险。提高配备有EPOL的罐的存活率的一个方法是在消毒过程中运用谨密控制的充足的外部负压，以减少或补偿罐所经历的过压。

在不需要运用上述负压时本发明可获得相同的效果。在传统的连续消毒过程中，如流体静力学过程中，提供额外的负压的方法是通过在安装中包括多个阶段，其是复杂和昂贵的。这样本发明的第一实施例的方法有可能为大量在连续流体静力学消毒过程中超过如25的柔度的柔性类型的罐消毒，无需在安装中所涉及到的昂贵的额外阶段。本发明的第二实施例的方法使得可能为大量在连续流体静力学消毒过程中具有增加的强度和例如小于20的柔度以及装配有易拉型盖的刚性罐消毒，而无需在安装中所涉及到的昂贵的额外阶段。

然而，从下工艺边界线可以看出，降低罐中的过压也增加了罐中的欠压。“常态”边界线表示相比当顶部空间的50％-100％的空气被替换时获得的欠压情形更不产生的欠压情形。为了克服该缺点，使用柔性罐的本发明的第一实施例可以承受增加的欠压。

第二实施例的方法使用具有增加的强度并配备有EPOL盖的刚性类型的罐。

值得注意的是，配备有传统封接全孔易拉型盖的蒸汽填充的刚性圆罐(直径约为85mm，高度约为85mm，由厚度为0.24mm的铝制成)是公知的。在市场上，这种罐用于如甜玉米的包装。然而，根据本发明第二实施例的方法的热处理的填充和密闭罐是配备有易拉封上型盖的刚性罐，而不是传统的全孔易拉型盖。这样，与当前行业展望不同，通过使用本发明的方法，现在有可能在这种罐中使用EPOL并且以直接的方式和大规模热处理工艺来处理这种罐，而不增加失效的风险。

从图1中可以看出Le Carr é罐的柔度曲线通过并延伸超过工艺条件的下边界线。这样即使在最可能想象的极度条件下使用本发明方法的Le Carr é罐也不会失效。然而参照罐柔度曲线没有延伸到或通过所有下边界线。参照罐的强度和刚度或柔度不够强以承受极度欠压并失效。

当配备有过压敏感盖如EPOL时，这样使用柔性罐的本发明的一实施例的方法可以使得这些罐在没有负压时被消毒。

试验表明，如果顶部空间相对小，比如小于8％，柔性Le Carré罐最能够承受欠压。

应当说明如果顶部空间相对大，例如大于5％时，刚性罐最能够承受欠压。

尽管本方法参照Le Carr é罐详细描述，但应当理解该方法对于其他配备有易受过压而破裂的盖的热处理填充和密闭柔性罐或热处理填充和密闭刚性罐同样有用。

Claims (7)

1.用于提供热处理填充和密闭罐的方法，方法包含以下连续的步骤：

填充金属杯，

用可气密密封可热处理罐的盖子密闭该金属杯，

热处理该罐，

其中在密闭该杯后，进行测量以在罐中获得欠压，其特征在于：所述罐为柔性类型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述罐利用易拉封上型的盖密闭，所述盖通过密封剂粘附到所述金属杯。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，选择具有大于或等于25的柔度的罐。

4.根据权利要求1-3的方法，其特征在于，选择具有大于或等于35的柔度的罐。

5、根据权利要求1-4的任何一项所述的方法，其特征在于，选择能够经受住超过7.5％，更优选是超过10％或甚至是15％的体积减少而不被压扁的柔性罐。

6.根据权利要求1-5的任何一项所述的方法，其特征在于，选择包含基本平坦壁板的杯。

7.用于提供热处理的填充和密闭罐的方法，方法包含以下连续的步骤：

填充金属杯，

用可气密密封可热处理罐的盖子密闭该金属杯，

热处理该罐，

其中在密闭该杯后，进行测量以获得在罐中的欠压，其特征在于：所述罐为刚性类型，并且所述罐包含易拉型的盖，所述盖粘附到所述金属杯上。