第五章 罐头的压力及真空度.docx

第五章 罐头的压力及真空度第一节 影响罐内压力变化的因素1 罐头食品的性质、温度等的影响食品组织中含有气体，在加热过程中从食品组织中释放出来，使罐内压力增 高气体逸出量与食品的性质(如成熟度、新鲜度、含气量等)、预热处理温度及 杀菌温度有关例如青豌豆，不经预热处理时每百克青豌豆中逸出的气体为 17 cm3,经预热处理时每百克青豌豆中逸出的气体为2.7cm3，相差6倍多，这种不 经预热处理的青豌豆在加热杀菌时所产生的罐内压力自然就大食品中的溶解气 体因温度的升高而溶解度降低，部分气体从食品中逸出例如，空气由20°C增 至100C，其溶解度减小l倍，因而一部分空气就要释放出来，罐内压力随着这 些空气的释放而增大罐内食品在加热时膨胀，体积增大，使罐内顶隙减小而引起罐内压力增加罐内 食品体积膨胀的程度与食品的性质有关，食品中干物质含量越少，其体积增加量 越接近于水的体积增加量，压力增加不多；干物质含量高的食品其体积因加热膨 胀而引起罐内压力增大的变化较多罐内食品的体积膨胀与食品的初温和杀菌温度有关杀菌温度越高，食品的 体积膨胀越大，罐内压力的增加量也就越多当其他条件一定时、食品的体积膨 胀度和食品的初温成反比。

食品的初温和杀菌温度与食品体积膨胀度的关系见表 2 — 6 — 12 从表2—6—12 结果可以看出，食品的初温越高，膨胀度越小通过提高罐 内食品的初温就可降低罐头在杀菌过程中产生的过大的内压力食品的体积膨胀 度可按下列公式计算：Y=V〃 食/V，食=山卩，/mp 〃二 p / /p 〃 (2 — 6—1)式中Y一食品膨胀度V，食一密封温度时罐内食品的体积(cm3)V 〃食一杀菌温度时罐内食品的体积(cm3)p，—密封温度时罐内食品的密度(g/cm3)p 〃一杀菌温度时罐内食品的密度(g/cm3)m —罐内食品的质量(g)表 2 — 6 — 12 食品的初温和杀菌温度与食品体积膨胀度的关系杀菌温度/°C罐头食品的初温/C50550657075808590食品膨胀度1001.0321.0291.0271.0231.0201.0181.0141.0111.0081051.0411.0341.0301.0271.0241.0221.0181.0151.0121101.0501.0391.0341.0311.0281.0251.0221.0191.0151151.0551.0421.0381.0351.0341.0301.0271.0231.0191201.0581.0451.0481.0401.0371.0341.0311.0271.0242 罐头容器性质的影响 加热杀菌时，空罐体积由于其材料的受热膨胀而增加。

空罐体积的增加量随 材料种类的不同、温度的不同而不同对于金属罐来说，空罐体积的变化还与容 器的尺寸、罐盖的形状和厚度有关，与罐内外压力差的大小有关不同型号的罐 头在罐内外压力变化时罐内容积的变化情况见表 2—6—13 和图 2－6－3表2—6—13镀锡薄板罐体积增加量(AV)的变化 单位：mm3空罐直径/mm罐内外压力差△P(X104)a)3.927.859.8111.7713.7315.6917.519.6172.89.113.5715.4317.29119.1521.0022.8723.7674.111.515.416.9619.1421.0023.125.0026.9483.415.520.1222.8825.5628.2430.9133.6036.9099.023.137.1541.8146.4751.1355.7960.4565.00155.1161.00239.99263.92287.95311.78335.71359.64380.0215.1320.00400.00432.00464.00500.00533.00565.00598.0?0罐头体积变化曲线图2 — 6 — 3不同尺寸的罐头在压力影响下1 - m x ftizz2 - *39 433 J -拧 3 5 1" ；：-05取 k A<7表 2 一 6 一 13 中数据表明，在罐内外压力差相同时，空罐体积增加量随空 罐直径的增大而增大；当空罐直径不变时，罐内外压力差越大，空罐体积增加量 也越大。

容器的体积膨胀程度用 X 表示，可用下式计算得到：X =V〃/V'=(V +AV)/V‘ (2-6-2)式中 X—容器体积膨胀度V〃一杀菌温度时的容器体积(cm3)V'—密封温度时的容器体积(cm3)△V—杀菌温度时空耀体积的增量(cm3),△V=V〃一V'在加热杀菌时，镀锡薄板罐的X值始终大于1, X值的变化范围在1.034〜 1.127 之间玻璃罐其罐身热膨胀系数较铁罐小得多，罐盖又不允许象铁罐那样 外凸，因而在杀菌时其容积变化很小，一般视X为1由于玻璃罐的X为1,同 时玻璃罐该密封处的强度又比铁罐二重卷边的小，所以加热杀菌时就容易产生跳 盖现象，为此必须采用相应的措施，以防止跳盖或玻璃罐炸裂3 罐头顶隙的影响 加热杀菌时罐内产生的压力与罐头顶隙的大小也有—定的关系，而顶隙的 大小又与食品的装填度(f—V食V)有关食品的装填度是根据产品要求和食品 的性质预先制定的，一般产品的装填度为 0.85~0.95装填度越大，顶隙越小， 热杀菌时罐内的压力也就越大顶隙对罐内压力的影响程度还与食品的膨胀度、容器的膨胀度有关若食品 膨胀度Y值小而容器膨胀度X值大，那么顶隙对罐内压力的影响就小；反之则 大。

通常用密封时的顶隙体积V］和杀菌时的顶隙体积V2之比来表示Y值、X值 和f1值对罐内压力的影响密封时的顶隙体积V 1和杀菌时的顶隙体积V 2之比值 可用下式计算：V1/ V2=1－f1(X－Yf1)式中f］—密封时食品的装填度V］/ &值越小，加热杀菌时罐内压力增加量越小；反之，则罐内压力增加 量越大4杀菌和冷却过程的影响 罐头在热杀菌时由于受热罐内食品膨胀，食品组织中空气释放、部分水分 汽化等造成罐内压力增大，从而造成空罐容器变形，变形程度主要取决于罐内外 压力差在整个杀菌过程中的升温、恒温、降温冷却三个阶段，罐内外压力差不 同在升温阶段，尽管罐内压力由于罐内食品、气体受热膨胀，水蒸气分压提高 而迅速上升，但此阶段杀菌锅内加热蒸汽压力也在迅速上升，所以罐内外压力差 并不大，对容器的变形影响也就不大恒温阶段，杀菌锅内杀菌温度保持不变， 其压力也基本保持不变，此时罐内食品及气体稳定仍在继续上升，罐内压力也就 继续上升，罐内外压力之差随之增大到冷却阶段，杀菌锅内的温度与压力因蒸 气阀的关闭和冷却用水的通入而迅速下降，而罐内压力只是缓慢下降，因此罐内 外压力差迅速增大，最容易出现容器变形损坏及玻璃罐跳盖等现象，为减少这一 质量问题的出现采用反压冷却，由于在冷却时向杀锅内通入了一定的压缩冷空 气，维持了冷却时罐内外的压力平衡，罐内外压力差明显减少，这样就有效地避 免了罐头的变形和损坏。

第二节热杀菌时罐内压力与反压］杀菌时罐内压力计算罐头加热杀菌时，罐内压力实际为罐内蒸汽分压和空气分压之和杀菌时罐p p 〃2蒸内压力可按下式计算：2 ＋p〃2 蒸 空[(1-f]/X-Yf])xt"代]=P〃 +(P1-P,)］蒸 杀菌时罐内的绝对压力P〃蒸一杀菌时罐内饱和水蒸汽绝对压力蒸P1—密封后罐内压力P'蒸一密封后罐内水蒸汽分压蒸t、t〃一密封时罐头的温度、杀菌时罐头的温度从上计算公式可以看出，提高密封温度^可使P'蒸增大，使七〃 /值减小蒸要使(1—f]/X —Yf])值减小，对于镀锡薄板来说有两种情况：当罐中食品的膨胀 度Y小于容器的膨胀度X时，就得增加食品的装填度勺当Y>X时，则应减 小 f1 玻璃罐内压力的计算与镀锡薄板罐基本一样，但玻璃罐的体积膨胀程度很 小，故玻璃罐内压力的计算公式为：P2=P+ p〃蒸=P〃 +(P1— P‘ ) [(1—f1/X—Yf1)Xtv /tz ]蒸 1 蒸 1 1玻璃罐由于其容器的X=l,而食品的Y>1,即XVY，因而杀菌时玻璃罐 内顶隙逐渐减少，罐内压力则随之增高在这样的情况下只有降低食品的装填度， 才能不致使罐内压力上升过高2 杀菌锅的反压力罐头在加热杀菌过程中，罐内压力增大，出现罐内外压力差；当罐内外压 力差达到某一程度时，就会引起罐头容器的变形、跳盖等现象。

这一引起变形和 跳盖的罐内外压力差称之为临界压力差，用AP表示为防止罐头产生变形和临 跳盖而设置的一个小于临界压力差的罐内外压力差称之为允许压力差，用 AP 允 表示镀锡簿板罐的临界压力差和允许压力差与罐头直径、铁皮厚度、底盖形式等因素有关玻璃罐的允许压力差为零，即要求罐内压力等于罐外压力但在实 际过程中即使罐内外温度相等，由于罐内顶隙存在部分空气，而会使罐内压力大 于罐外压力为了避免容器的变形和跳盖，常在杀菌冷却时向罐内通入—定的压 缩空气来补充压力，以平衡罐内外压力，这部分补充压力称之为反压力杀菌锅内反压力的大小以使杀菌锅内总压力(蒸汽压力与补充压力之和)等于 或稍大于罐内压力与允许压力差 AP 的差为好，即：允P =P +P > P — AP锅 锅蒸 反 2 允因而杀菌锅内应补允的空气压力P为：P =P2—P ―AP反 反 2 锅蒸 允反压杀菌冷却时所补充的压缩空气应使杀菌锅内压力恒定．一直维持到 镀锡罐内压力降到 1 十 AP 大气压，玻璃罐内压力降到常压时才可停止供给压允缩空气。