罐头在加工的整个过程中,由于工艺要求,罐内温度变化以及生产实施中的具体操作条件还有偶然因素等都会引起罐内压力正常的及可能的非正常变化,出现生产现场的真空度不够,胀灌等质量问题.分析其原因,必须了解有关食品罐真空获取相关知识和影响压力变化的诸多因素,根据现场工艺状况,寻找根结.

一.食品罐真空获取的原因
 
食品罐装过程需要排气密封,已获得一定的真空度,更好地保护内装物,其原因归纳如下:
 
1.去氧防菌.微生物的生存.生长需要氧,虽然各种需氧菌的需氧量不同,但在低氧环境下,它们的生长会有效得到控制,即使是厌氧微生物或兼性厌氧微生物,生命活动也需要氧.且排气获取真空,也是减少菌种的有效措施.

2.去氧保鲜.食品暴露在空气中,本身就极易产生氧化反应,破坏食物品味.排气去氧显然就有效地营造一个缺氧环境而保证食物的原有美味.

3.去氧保维.维生素的保存对食品罐装来说是艰巨的任务.为此尽一切环节减轻维生素的破坏程度.实验表明,有氧气存在时,加热到1000C以上,维生素就逐渐被分解,但无氧环境下则维生素比较稳定.最容易破坏的维生素C,在密封真空下,即使加热杀菌也几乎不受损失.

4.去氧保罐.罐头内壁的腐蚀若有氧存在,会加剧产生电化学腐蚀.镀锡板罐的这种电化学反应是一种阴极反应,能生成水而不产生氢气,从而促进阳极反应促进锡的腐蚀.若无氧存在时,阴极反应非常缓慢,阳极反应随之缓慢,锡的腐蚀也缓慢.显然无氧环境,罐壁腐蚀缓慢下来,保护了罐体寿命.

5.防止罐凸.罐头密封后经高温杀菌时有可能因罐内存在的食品.水蒸气,空气受热膨胀而产生罐凸现象.严重时二重卷封结构松驰或漏气.日本川口做过比较实验,高温低温封口两种罐头,在同一杀菌温度下前者所产生的压力要低些,
这实际说明,通过排气获取真空的罐头,在加热杀菌时罐内超压会小些,可能避免出现吸盖.吸角.脱盖.变形.裂漏等不良现象.相对来说,排气良好的罐头,有利于选用较高杀菌温度,以提高杀菌率或提高生产率.

二.食品罐头真空获取方法.

从以上分析可知,食品罐头真空获取的实质是排气去氧,而不是以达真空度为目的.目前罐头排气去氧的方法主要有四种：
 
1.加热排气法.趁热将食品装入罐内,或通过排气箱加热罐头,利用罐内食品水蒸气及空气的膨胀排挤空气.加上气体中水蒸气比例增多,氧气相对减少,趁热立即封罐,其冷却后形成一定真空度.
这里要注意食品温度,罐内温度以及排气时间的控制,要根据食品品种,罐型大小,罐容量材料等实际情况确定,温度要以罐头中心为准,排气时间以排气效果和保持食品质量综合照顾为原则.

2.真空封罐排气法.在封罐过程中,利用真空泵将密封内的气体抽出,形成一定的真空度,当罐头进入封罐机密封真空室,罐内气体立即外逸,随之迅速封口,而使罐内获得一定真空度.对于不宜加热的食品常采用. 
这里要注意密封真空度,以及罐头进入密封室至封罐的时间控制,避免罐装物暴溢和排气不够问题.

3.蒸汽喷射排气法.罐头在预封后,通过向罐头顶隙喷射蒸汽,置换顶隙内的空气,并立即封口,依*顶隙内主要是蒸汽充满,在冷凝后而获取真空.因此喷射的蒸汽要具有一定压力和温度,整个喷射要延续到卷封完毕.这种方法要注意罐头有适当顶隙,一般在8～10mm,罐装食物温度提高,有利于获得较高真空度.

4.气体置换排气法

将合适的保护性气体充入罐头顶隙而置换出原空气的方法,其原理类似蒸汽喷射排气,只是喷射的不是蒸汽而是保护性气体,如CO2.N2等.

三.关于食品罐低真空或胀罐问题的分析

食品罐发生低真空或胀罐,说明罐头内压力不在正常需要范围这种现象多数是质量问题,在加热杀菌过程的适度胀罐则在正常范围.出现质量问题,原因很多,因此要细心分析罐内压力形成和产生变化的诸多因素.

1.内装物对压力变化的影响

内装物对压力的影响因素有三种:
第一.内装物的热胀性质,由于食品等不同内装物的膨胀系数不同,因而随温度升高其体积的增量就不同,在空罐容积一定的条件下,顶隙体积的缩小也就不同,反映着压力的变化不同.
第二.食品组织中往往含有不凝缩的气体,加热时便逸出来因而可以影响罐内压力,其逸出量也与食品性质有关.
第三.内装物往往是多配料混和食品,灌装过程往往夹带有汽泡,在加热过程也可能逸出而影响罐内压力,其夹带量又与具体的工艺过程有关.
由此可见,内装物本身是影响罐内压力变化的重要因素,第一.二项因素是客观的物理因素,应通过测试实验将其性能和规律掌握,第三项因素则要把握好稳定的工艺过程,使内装物均匀,灌装稳定.

2.罐头容器对压力变化的影响

罐头容器对压力变化的影响因素有三,第一是容器的材质,决定了它的膨胀系数.第二是罐体的几何参数,包括空罐直径,高度,罐材厚度,直接决定空罐体积,而且这些参数的不同其加热中体积变化速率不相同,反映对压力的变化也不相同.第三是空罐结构,包括罐形罐身和罐盖的加强筋等,它们增强罐体的强度和弹性,保证容积与压力的稳定关系.

3.温度对压力变化的影响

上述内装物.空罐容器对压力的影响,都建立在温度变化的基础上,温度条件的变化,从罐装工艺看表现在三个不同时期. 
首先是密封温度,如上述高温密封的罐头比低温密封的罐头,在同一杀菌温度下罐内产生的压力要低些,因为高温密封的排气效果好.第二是加热杀菌温度,这时不但伴随着内装物和容器体积的膨胀,往往是内装物体积变化大于容器容积的变化,形成压力增高,而且顶隙气体的膨胀和内装物气体的逸出和水份的汽化都使罐内压力增大,密封和杀菌时空气温度 公式表明,密封温度Tso高可降低过剩压力,而杀菌温度高会增大过剩压力.第三是冷却温度,杀菌后的冷却温度过快,由于罐外压力迅速降低,而罐内压力降低缓慢,压差迅速增大,这时最容易造成罐变形.因此常采用反压力冷却法,即停止加热蒸汽后即向杀菌锅内打入高压空气或水,通过控制压力或水与罐内压力相适应,以避免罐头变形.
 
4.内装物装填度对压力变化的影响,内装物装填度即内装物体积与空罐容积之比；

它直接决定了罐头顶隙的大小,并在加热中影响其体积的变化,为了控制顶隙变化,由式可知,对于马口铁罐而言,当食物膨胀度y小于罐头容器膨胀度x时,就得增加f1,当y;x时,则应当减小f1.通过上述分析,我们可以就罐内压力的变化总结如下几个要点： 
1.提高罐头食品的密封温度,可降低加热杀菌时食品的膨胀度,即可降低罐内压力. 
2.为了控制马口铁罐自身在罐装过程的体积变化,可采取反压力杀菌方法. 
3.对于容器和食物膨胀度x,y一定情况下,要注意内装物装填度f1的适当,即x,y时,f1可增大点,x时,f1应减小. 
4.改善罐头容器结构,提高其承压强度,获得弹性适应性,从而获得杀菌时罐内顶隙体积的V2有效适应空间. 
5.提高排气效率,改善排气方法,充分降低空气气压.