微波食品包裝機(jī)技術(shù)

行為的改變是無(wú)可避免的，無(wú)論我們是否愿意，每天繁忙的工作和生活節(jié)奏的加快迫使人們放棄了過(guò)去傳統(tǒng)的烹調(diào)力法，消費(fèi)者總是永無(wú)止境地要求著食品的便利，他們希望食品的準(zhǔn)備時(shí)間能夠更短，用后餐具無(wú)需清洗，如此等等。而這些，都必須依靠包進(jìn)來(lái)提供解決方案。

20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，微波爐的零售業(yè)績(jī)不斷攀升，從1997午的160萬(wàn)臺(tái)到2002年的250萬(wàn)臺(tái)，微波爐的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了微波食品包裝的發(fā)展，特別是一些需要加熱的預(yù)制食品、烤著片、爆米花及比薩餅等，這也推動(dòng)著食品生產(chǎn)商采用更多的高質(zhì)微波適用包裝材料和先進(jìn)的微波食品包裝機(jī)技術(shù)。   

一、微波加熱特性與包裝要求

  (一)微波加熱的基本原理和特點(diǎn)  所謂微波食品，是指應(yīng)用現(xiàn)代加工技術(shù)對(duì)食品原料采用科學(xué)的配比和組合適合微波爐加熱或調(diào)制、便于食用的食品。 

1．微波加熱的基本原理   食品微波處理主要是利用微波的熱效應(yīng)。通常，一些介質(zhì)材料出極性分子和非極性分子組成，在微波電磁場(chǎng)作用Tf，極性分子從原來(lái)的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)向依照電磁場(chǎng)的方向交變而排列取向，產(chǎn)生類(lèi)似摩擦熱，在這一微觀過(guò)程中交變電磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能，使介質(zhì)溫度出現(xiàn)宏觀上的升高，這就是對(duì)微波加熱通俗的解釋。由此可見(jiàn)，微波加熱是介質(zhì)材料料自身?yè)p耗電磁場(chǎng)能量而發(fā)熱。對(duì)于金屬材料，電磁場(chǎng)不能透入內(nèi)部而是被反射出來(lái)，所以金屬材料不能吸收微波。水是吸收微波的介質(zhì)，所以凡含水的物質(zhì)必定吸收微波。電介質(zhì)吸收微波能使介質(zhì)溫度升高，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為介電加熱。食品中的水分、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都屬于電介質(zhì)。

    2．微波加熱的特點(diǎn)

    微波在食品包裝—亡的大應(yīng)用是加熱和滅菌。與常規(guī)熱力殺菌比較，微波殺菌的特點(diǎn)是能在較低的溫度和較短的時(shí)間內(nèi)獲得所需的消毒殺菌效果。實(shí)踐證明，一般在70℃就可全部殺死大腸桿菌，在80一90℃細(xì)菌總數(shù)大大降低，時(shí)間只需2—3min，速度快，時(shí)間短，因此對(duì)保留食品巾的營(yíng)養(yǎng)成分、傳統(tǒng)風(fēng)味，延長(zhǎng)保質(zhì)期，提高產(chǎn)品質(zhì)量有顯著的效果。

(1)節(jié)能高效  常規(guī)加熱方式如火焰、熱風(fēng)、電熱、蒸汽加熱等l都是利用熱傳導(dǎo)的原理將熱量從被加熱物外部傳人內(nèi)部，逐步使物體中心溫度升高，稱(chēng)之為外部加熱。些使中心部位達(dá)到所需的批發(fā)，浴要一定的時(shí)間，導(dǎo)熱性較差的物體所需的時(shí)間就更長(zhǎng)。微波是直接對(duì)包裝食品進(jìn)行作用，使被加熱物體本身成為發(fā)熱體，稱(chēng)之為內(nèi)部加熱方式，不需要熱傳導(dǎo)的過(guò)程，微波從四面八方穿透物體內(nèi)部，使物體在很矩時(shí)間內(nèi)同時(shí)達(dá)到里外均勻加熱效果。在微波加熱中，微波能只能被加熱物體吸收而生熱，爐內(nèi)的空氣與相應(yīng)的容器都不會(huì)發(fā)熱，沒(méi)有額外的熱能損失，所以熱效率極高，生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善，與遠(yuǎn)紅外加熱相比可節(jié)電30%。

(2)均勻加熱  常規(guī)加熱，為提高加熱速度，就將要升向加熱溫度，容易產(chǎn)生外焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時(shí)，食品各部位通常都能均勻滲季電磁波，產(chǎn)生熱量，因此均勻性大大改善。

(3)易于控制，工藝先進(jìn)  與常規(guī)方法比較，微波設(shè)備即開(kāi)即用，熱慣性極小，操作靈傳輸速度都可配用微機(jī)調(diào)節(jié)，特別適宜于加熱過(guò)程加熱工藝的自動(dòng)化控制。

(4)低溫殺菌，元污染  微波能自身不會(huì)對(duì)食nhn污染，微波的熱效應(yīng)雙望殺菌作用又能在較低的溫皮下殺死細(xì)菌，這就提供了一種能夠較多保持食品營(yíng)養(yǎng)成分的加熱殺菌方法。

(5)選擇性加熱  微波對(duì)不同性質(zhì)的物料有不同的作用，這一點(diǎn)對(duì)干燥作業(yè)有利。因?yàn)樗肿訉?duì)微波的吸收，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量較低的部位。這就是選擇加熱的特點(diǎn)，利用這一特點(diǎn)可以做到食品均勻加熱和均勻干燥。值得注意的是，有些物質(zhì)當(dāng)溫度愈高時(shí)吸收性愈好，容易造成惡性循環(huán)，出現(xiàn)局部溫度急劇上升造成過(guò)干，甚至炭化。對(duì)含這類(lèi)物質(zhì)的食品進(jìn)行微波加熱時(shí)，要注意制定合理的加熱工藝。值得注意的是，有些物質(zhì)當(dāng)溫度愈高時(shí)吸收性愈好，容易造成惡性循環(huán)，出現(xiàn)局部溫度急劇上升造成過(guò)干，甚至炭化。對(duì)含這類(lèi)物質(zhì)的食品進(jìn)行微波加熱時(shí)，要注意制定合理的加熱工藝。

    (6)安全無(wú)害  在微波加熱、干燥小，無(wú)廢水、廢氣、廢物產(chǎn)生，也無(wú)輻射遺留物存在，其微波泄漏也確保大大低于國(guó)家制定的安全標(biāo)服，是一種十分安全無(wú)害的高新技術(shù)。

    此外，微波殺菌機(jī)型除熱效應(yīng)外，還有某些非熱效應(yīng)(如光化學(xué)效應(yīng))、電磁共振效應(yīng)和均致力效應(yīng)等，可以方便地用于食品包裝的滅菌中。

(二)微波食品的包裝耍求

微波食品對(duì)包裝的要求包括對(duì)材料的要求和對(duì)包裝形式設(shè)計(jì)的要求

1．微波包裝材料的要求

    在材料選擇方面，凡能透過(guò)微波的包裝材料都具有采用微波加熱的基本條件t玻璃、陶瓷、紙張、塑料、金屬及這些材料的復(fù)合物，都能用作微波食品包裝材料。一般來(lái)說(shuō)，選用理想的微波食品用包裝材料除了要注意材料透過(guò)微波的能力之外，還要注意材料的以下特點(diǎn)。

    (1)耐熱性  微波包裝材料基本的要求是必須具有良好的耐熱性?？紤]到各種微波食品在加熱過(guò)程中的升溫過(guò)程不同，水性食品因水的沸點(diǎn)為loo℃，尹溫到100℃并保持一段恒溫時(shí)間，直至水分全部揮發(fā)逸盡、因此對(duì)水性食品用微波包裝材料的耐熱性要求較低，但也不應(yīng)低于100℃。油性食品因油的沸點(diǎn)在200℃以上，加熱過(guò)程中在達(dá)到油的沸點(diǎn)以前，不會(huì)出現(xiàn)較低溫度區(qū)間的恒溫階段，因此對(duì)油性食品用微波包裝材料的耐熱性要求較高。一般來(lái)說(shuō)．油性食品用微波包裝材料至少要能夠在130℃左方經(jīng)受10min以上的加熱處理。

    (2)耐寒性  微波食品為延長(zhǎng)保質(zhì)期多采用冷凍貯存，因此微波包裝材料的基材除了必須耐熱之外，還需考慮共耐寒性的問(wèn)題。微波包裝材料應(yīng)能耐一20一一18℃的低溫。

    (3)耐油性  微波包裝材料常需接觸食用汕類(lèi)物質(zhì)，因此除水性食品的一次性包裝材料之外，應(yīng)當(dāng)具有良好的耐油性。

    (4)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)  微波包裝材料在使用過(guò)程中常立接與食品接觸，因此所選用的材料必須具有可靠的衛(wèi)生性能，符合有關(guān)國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

    (5)廉價(jià)性  由于微波爐容器足一種普及型日常用品，微波食品包裝材料一般都是一次性包裝材料，因此在具有相同或相近使用性能的條件下，應(yīng)當(dāng)盡可能選伯價(jià)格比較低廉的材料，以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

    (6)廢棄物易處理  微波食品的包裝容器屆一次性使用的產(chǎn)品，因此處理廢棄物是一個(gè)需要重視的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)盡量選用易回收利用的材料。塑料不僅具有透過(guò)微波的性能，而且品種繁多，可以滿足上述各項(xiàng)基本要求。此外塑料普遍具有熱容量小的特點(diǎn)，采用塑料微波食品包裝材料，使用時(shí)還具有加熱升溫伙、撲能的優(yōu)點(diǎn)，因此塑料微波食品用包裝材料發(fā)展很快。

    2．微波包裝形式設(shè)計(jì)要求

    形式設(shè)計(jì)對(duì)于微波食品的包裝同樣重要。隨著人們生活節(jié)奏的加快，時(shí)間和效率成為重要的因素，在商品包裝上更加要求體現(xiàn)山便利性、簡(jiǎn)潔仕。尤其是食品類(lèi)，大致的半成品、冷凍食品、熟食制成品、微波食品灑現(xiàn)出來(lái)以適應(yīng)人們生活節(jié)奏的變化，包裝設(shè)計(jì)也隨之在結(jié)構(gòu)、材料、功能上配合著這種變化。例如冷凍調(diào)理食品多采用托盤(pán)包裝，但在托盤(pán)外面，一般還套有一層翅料袋或一只紙盒，這是因?yàn)榭紤]到包裝的密封性和防止在微波加熱過(guò)程小蒸汽的過(guò)度形成以及熱液體的濺射。

 總的說(shuō)來(lái)，微波食品的包裝形式設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。

①是否需要對(duì)金屬材料加以防護(hù)。

②是否需要屏蔽，以防止食品加熱不均導(dǎo)致食品過(guò)熟甚至焦化。

③是否需要敏片包裝，對(duì)微波食品表面施以高溫。

④是否需要在包裝(如玻璃瓶)外采用套標(biāo)，以防止容器過(guò)熱而燙傷手。

⑤是否需要在容器內(nèi)保持適量蒸汽，以利于食品更好地熟制。

⑥是否需要控制包驗(yàn)內(nèi)微波加熱的分布(如分部加熱)，采用掩蔽或微波定向技術(shù)

    二、微波食品用包裝材料

    微波食品用包裝材料主要指便于微波爐直接加工處理的食品包裝材料而連包裝與食品一同放人微波爐中方便處理，然后出爐即食。

    (一)微波食品包裝材料的分類(lèi)

    微波食品包裝可分為外包裝和內(nèi)包裝。外包裝通常是印刷有精美圖案和使用說(shuō)明的包裝紙盒，以吸引消典者；而內(nèi)包裝是指盤(pán)式或盒式容器，便—j：微波爐直接加工處理。本節(jié)所討論的微波食品包裝主要是內(nèi)包裝。根據(jù)材料與微波加熱作用機(jī)理的不同，微波食品包裝材料可分為三大類(lèi)：微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射材料。

    1．微波穿透材料    ’

    包裝食品在微波爐巾加熱或蒸煮時(shí)，常常要求微波大限度地為食物所吸收，從而使食物迅速加熱升溫，提高熱效率。因此就要求包裝材料或容器能透過(guò)微波能，且材料本身吸收微波能要盡可能少，這樣透過(guò)包裝到達(dá)食物的微波能才會(huì)更多。玻璃、翅料和紙都是優(yōu)良的微波穿遠(yuǎn)材料，因此目前微波食品包裝容器大多是由這些材料制成的，其中又以塑料制品輕便耐用、綜合性能好而應(yīng)用更加廣泛。

 2．微波吸收材料

或者稱(chēng)為微波感受材料。這類(lèi)材料能吸收微波能，它們?cè)谖⒉▓?chǎng)中能與食物一起被加熱，甚至比食品內(nèi)容物升溫更快。通常用于微波敏片包裝或微波爐專(zhuān)用器具，以使食品表面達(dá)到更高溫度，產(chǎn)生脆性或發(fā)生褐變。常用的薄涂層材料是先把某種金屬粒子(如鋁)以熱蒸鍍或噴鍍的方式沉積于塑料薄膜(如FET)表面(厚度大約為16nm)，然后再把此塑料薄膜與具有熱穩(wěn)定性的牛皮紙以層壓的方式復(fù)合到一起。這種材料的重要性能之一是它的表面電阻性能：當(dāng)金局涂層的厚度非常大時(shí)，其表面電阻為零，傳到涂層表面的微波能量全部被反射回去；隨著金屬涂層厚度的減小，其表面電阻逐漸增加，吸收的微波量也逐漸增加。徐層厚度時(shí)，它可吸收微波能量的50％。此類(lèi)薄膜在微波場(chǎng)中幾秒鐘內(nèi)可達(dá)到250℃的高溫，可以作為加熱板使用，使食物表面產(chǎn)生焦黃的色澤。

3．微波反射材料 眾所周知，金屬能反射微波，因此在微波爐巾一般不能放入金屬制品或容器，否則將會(huì)引起打火。但這并不走明金屬就不能用于微波食品包裝，相反，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員的形狀設(shè)計(jì)，金屆也能近入微波爐。在微波食品包裝巾，可以利用金屆反射微波能這一特點(diǎn)，將其作為屏蔽微波能的材料，以防止食品的某部分被微波加熱過(guò)度，以達(dá)到更好的加熱效果。這些材料一般是鋁箔或鋁箔復(fù)合材料。如果需要全部屏蔽，則可以將其做成鉗制容器。