Глава 7 Металлические банкидля упаковки пищевых продуктов

• Рынок металлических банок

• Требования к эксплуатационным свойствам контейнеров

• Конструкции металлических контейнеров

• Материалы для производства консервных банок

• Производство консервных банок

• Переработка пищевых продуктов и напитков в металлические банки

• Рынок металлических банок

Годовой объем производства металлических контейнеров в мире оценивается в 410 млрд шт., из которых 320 млрд — это банки под напитки, а 75 млрд —консервные банки. Остальное 15 млрд — это контейнеры для аэрозольной упаковки и т. п.

Фасуемые в металлические банки напитки делят на негазированные (кофе, чай, спортивные напитки и т. д.) и газированные (безалкогольные напитки и пиво). Мно­гие из этих напитков проходят пастеризацию.

• Требования к эксплуатационным свойствам контейнеров

Металлические контейнеры для упаковки пищевых продуктов должны характе­ризоваться следующими основными свойствами (при условии, что их содержимое должно оставаться безопасным для здоровья потребителя и не испорченным):

• сохранения и защиты пищевого продукта;

• способностью противостоять химическому воздействию со стороны продукта;

• способностью выдерживать условия обращения и переработки;

• способностью противостоять воздействию окружающей среды;

• соответствовать по типоразмерам и быть взаимозаменяемыми для упаковки аналогичных продуктов при смене поставщика (в случае необходимости);

• требуемыми характеристиками для выкладки на витрине или прилавке при реализации;

• обеспечивать простоту открывания и несложную, безопасную выемку пище­вого продукта;

• материал контейнера должен вторично перерабатываться.

Более того, эти свойства контейнеры должны сохранять достаточно долго после окончания заявленного срока годности.

Большинство фасуемых в металлические банки продуктов и напитков, хранящихся при комнатной температуре, для увели­чения срока годности подвергают той или иной тепловой обработке. Что касается консервов в металлических банках, то такая тепловая обработка обеспечивает срок годности 2-3 года и более. Для этого режимы тепловой обработки выбирают доста­точно жесткие, причем упаковка должна конструироваться с учетом применяемых при обработке паром и горячей водой температур и давления. При последующем понижении температуры до комнатной давление внутри банок снижается вплоть до условий разрежения (вакуумирования), и в этих условиях расфасованный продукт не может помочь упаковке выдерживать внешние нагрузки.

В случае розлива в металлические банки газированных напитков (они составля­ют большую долю всех напитков в банках) после герметизации днищ внутреннее давление, возникающее за счет карбонизированного напитка, обеспечивает банке достаточную прочность до момента ее вскрытия. При розливе негазированных на­питков (соков, сокосодержащих напитков, вин) для создания внутреннего давления, обеспечивающего тонкостенным цельнотянутым банкам необходимые жесткость и прочность на сжатие, используют газообразный азот.

• Конструкции металлических контейнеров

Независимо от конкретной технологии формования корпуса банки ее себестои­мость, физические свойства и совместимость с фасуемым продуктом во многом за­висят от формы контейнера.

В большинстве случаев 50-70% общей себестоимости металлического контей­нера для упаковки пищевых продуктов и напитков

приходится на стоимость ме­талла. Таким образом, количество металла, необходимого для изготовления метал­лической банки того или иного типа, является самой существенной статьей затрат и зависит от толщины металлического листа, его состава и площади поверхности. При конструировании металлических банок толщина металла определяется физи­ческими свойствами, требуемыми для безопасного обращения с заполненным кон­тейнером, его дальнейшей обработки и хранения. Площадь поверхности зависит от объема содержимого и выбранной формы банки. Для простоты производства, об­работки, фасования и герметизации большинство банок для пищевых продуктов и напитков имеют цилиндрическую форму, причем для обеспечения требуемых физи­ческих свойств банки могут быть «приплюснутыми» (высота меньше диаметра) или сравнительно «узкими» (высота больше диаметра). Типичные разновидности банок цилиндрической формы показаны на рис 7.1.

Банки другой формы используют обычно для фасования рыбных и мясных кон­сервов, подвергаемых тепловой обработке, а также для упаковки пищевых продук­тов, не требующих особой обработки, в частности, для растительных масел. Такие банки показаны на рис. 7.2.

Для хлебобулочных и кондитерских изделий используют открытые металличе­ские лотки («противни») круглой или иной формы, а для торговли готовыми блю­дами «на вынос» — судки с крышкой. Пищевые продукты в виде порошков (в част­ности, сухое молоко, растворимый кофе, детские молочные смеси) фасуют в банки преимущественно округлой формы со специальной герметизирующей прокладкой под снимаемой с помощью язычка крышкой.

Системы укупорки мясных и рыбных консервов с одной стороны, и напитков, с другой, существенно различаются. Обычная консервная банка позволяет без труда достать содержимое лишь при полностью

Рисунок 7.1 Типичные разновидности банное цилиндрической формы для пищевых продуктов и напитков

или почти полностью открытом днище, в то время как банки под напитки открываются так, чтобы содержимое можно было удобно пить

Рисунок 7.2 Типовые консервные банки нецилиндрической формы

непосредственно из банки. Раньше для удаления простого днища кон­сервной банки необходимо было воспользоваться специальным консервным ножом, однако в последние годы получили широкое распространение специальные легко от­крываемые с помощью кольца днища, изначально применявшиеся только для банок с напитками. У консервных банок днище в этом случае отделяется полностью. Неза­висимо от их вида (обычных или легко отделяемых), днища практических всех типов металлических банок для консервов и напитков укупоривают механически с фор­мированием двойного шва, способного выдержать все известные в настоящее время способы тепловой обработки. Герметизирующие прокладки из фольги, прикрепляе­мые к металлическим банкам путем термосваривания, также выдерживают полный цикл тепловой обработки при условии создания в автоклаве избыточного давления, которое позволяет снизить усилия растяжения прокладки при тепловом расширении материалов. К другим популярным системам укупорки относятся завинчивающиеся крышки с уплотнителем, обеспечивающим требуемые эксплуатационные свойства банки (их используют при фасовке «менее требовательных» пищевых продуктов).

• Материалы для производства консервных банок

Для изготовления корпусов металлических контейнеров в целях фасования в них пище­вых продуктов и напитков, а также для изготовления днищ применяют белую жесть и алюминий. Оба этих материала относительно недороги, не токсичны, достаточно прочны и при соответствующей обработке позволяют улучшить эксплуатационные свойства.

Сталь.

В консервной промышленности используют низкоуглеродистую сталь, поставляе­мую в виде черной жести, которую превращают в белую жесть. Ее и используют для изготовления консервных банок и днищ для них.

Белую жесть получают методом гальванизации черной жести тонким слоем оло­ва. Олово наносится с обеих сторон в виде покрытия,

толщина которого зависит от свойств фасуемого пищевого продукта и условий окружающей среды, причем толщина слоя олова снаружи и изнутри может различаться. Этот слой олова обе­спечивает стали достаточную защиту против коррозии и может контактировать со многими пищевыми продуктами, в том числе с фруктами (персиками, абрикосами, ананасом, грушами), некоторыми продуктами на основе томатов (например, мари­нованные томаты, фасоль и бобы в томатном соусе). Тем не менее для большин­ства пищевых продуктов и напитков на внутреннюю поверхность наносят дополни­тельное органическое покрытие, служащее своего рода барьером между собственно металлом и пищевым продуктом, который предотвращает возможное изменение свойств продукта в результате контакта с металлом (подробнее об этом см. ниже). Это покрытие характеризуется хорошей электропроводностью, облегчающей по­следующий процесс сварки. Будучи довольно мягким металлом, в процессе утоне­ния стенок банок из двух деталей жесть играет роль твердой смазки.

Применяют также стальные банки с поверхностью, хромированной гальваниче­ским способом (ECCS). Эта хромированная поверхность для обеспечения необхо­димой коррозионной стойкости должна быть покрыта специальным органическим покрытием, которое также обеспечивает прекрасные адгезионные свойства отно­сительно жидких покрытий или ламинатов. Такие банки обычно немного дешевле, чем банки с оловянным покрытием, однако из-заматовой поверхности даже после покрытия прозрачным лаком они не дают такой же «блестящий» внешний вид, как у банок с оловянным покрытием. Как правило, банки ECCS не подлежат сварке без предварительного удаления слоя хрома или оксида хрома. В Японии, тем не менее, была разработана хромированная сталь, позволяющая вести эффективную сварку.

Алюминий

А люминий для производства легких металлических контейнеров используют как в относительно чистом виде, так и с добавками марганца и магния, которые повыша­ют его прочность. Этот материал нельзя сваривать на оборудовании для сборки ба­нок и можно использоваться лишь для производства бесшовных консервных банок из двух деталей. Для защиты содержимого внутреннюю поверхность алюминиевой банки всегда покрывают лаком органического происхождения.

Вторичная переработка металлов

Как алюминиевые, так и стальные использованные контейнеры являются желан­ным вторичным сырьем для металлургических производств. Отходы, образующие­ся при производстве металлических банок, можно отправить на переработку с помо­щью сторонних фирм, занимающихся сбором вторичного сырья. Использованные консервные банки в виде бытовых отходов вывозят с бытовым мусором и после сортировки отправляют на переплавку, в ходе которой ни алюминий, ни сталь не теряют своих свойств и могут быть многократно использованы для производства высококачественных контейнеров. С помощью определенных технологий можно еще до переплавки отделить олово от стальной (жестяной) основ.

• Производство консервных банок

Металлические банки для консервов и напитков могут состоять из двух или трех деталей. В последнем случае это цилиндрический корпус, раскатанный из плоского листа металла, с продольным швом (обычно сварным) и два днища, которыми за­крывается корпус с двух сторон. Такое производство очень гибкое и позволяет про­изводить банки практически любых типоразмеров (по диаметру и высоте).

Банки из двух деталей изготавливают путем вытяжки металлического диска в бесшовный цилиндр, к которому с одной стороны крепится днище. В результате по­лучаются так называемые «цельнотянутые банки», изготовленные по методу много­этапной вытяжки (DRD, Draw and Redraw). Первый этап такой вытяжки представ­ляет собой процесс изменения формы листа металла без изменения его толщины, а последующие этапы — это операции по преобразованию полученной заготовки в банку с меньшим диаметром и, соответственно, большей высоты (также без измене­ния толщины стенок).

В процессе вытяжки с утонением стенок банки из двух деталей проходят через усиленное протяжное кольцо. Технология DWI (производства цельнотянутых банок с утонением стенок) представляет собой экономичный способ изготовления банок, высота которых больше диаметра, особенно при производстве банок постоянных типоразмеров.

Корпуса банок изготов­ляют из прямоугольных бланков, нарезанных на специальных механических ножницах строго по размеру будущей банки. На скоростных автоматических машинах из бланка образуют круг­лый корпус банки, в котором продольный шов состоит из 4 слоев металла. Все эти слои плотно спрессованы. Чтобы банка была герметичной, продольный шов автоматически на конвейере запаивается оловянным припоем. Так как в состав припоя вхо­дит некоторое количество свинца, а попадание свинца или его солей в пищу не разрешается, при запаивании банок нельзя допускать, чтобы внутрь корпуса попали частицы сплава. Сплав наносится только на наружную поверхность корпуса банки.

В запаянном корпусе отгибают (отбортовывают) края, чтобы было удобно прикрепить к нему донышко и крышку. До­нышко и крышки банок чаще всего одинаковы. Их изготовляют штам­повкой из листа или из рулона же­сти с образованием на поверхности нескольких концентрических колец (иногда выпуклых). Эти кольца на­зываются кольцами жесткости. Ког­да готовая банка с консервами пос­ле закатки попадает в автоклав для стерилизации, в ней повышается давление вследствие нагревания со­держимого. От этого банка не­сколько вспучивается, кольца жест­кости играют роль пружин, они по­зволяют банке несколько увеличить­ся в объеме, без ее повреждения. После охлаждения банки крышки и донышки принимают нормальное положение.

На специальных устройствах края отштампованных донышек и крышек несколько загибают и в образовавшийся желобок за­ливают жидкую массу (пасту), в которой растворен пищевой каучук. Затем крышки на конвейере высушивают, растворитель улетучивается, а на каждой крышке остается в виде кольца тон­кая пленка каучука. Она заполняет всевозможные неплотности при укупорке и обеспечивает герметичность банок.

Готовое донышко прикрепляют («прикатывают») к запаян­ному и отбортованному корпусу банки. После заполнения про­дуктом к ней так же прикатывают крышку. При закатывании получается сложный герметичный фальц.

Описанным способом изготовляют сборные жестяные банки, но в настоящее время много консервов, особенно рыбных, выра­батывают в цельноштампованных (или цельнотянутых) жестя­ных банках. Такие банки выштамповывают из листовой или рулонной жести, причем,образуется сразу готовый корпус бан­ки с донышком. Цельнотянутые банки не надо запаивать, тре­буется лишь прикатать сверху крышку. Таким способом изготов­ляют главным образом невысокие банки (круглые, прямоуголь­ные, овальные). Иногда жестяные банки изготовляют со специ­альными ключиками для вскрытия. У высоких цилиндрических банок ключик захватывает специальный язычок на корпусе и срезает полоски жести возле крышки при медленном поворачи­вании ключа вокруг банки, причем полоска, отделяющаяся от корпуса, навертывается на ключ. Такая полоска образуется в результате частичной надсечки слоя жести при изготовлении банки.

Обычно цилиндрические банки с язычком на корпусе приме­няют в тех случаях, когда консервы не содержат свободно отде­ляющейся жидкости (сока, бульона), а представляют собой плотную, желеобразную массу, которая не будет выливаться через отверстие, образующееся при вскрытии банки.

• Переработка пищевых продуктов и напитков в металлические банки

Рассмотрим производства консервов и напитков, фасуемых в металлическую тару, общих для многих процессов технологических стадиях с особым вниманием к требованиям, предъявляемым к упаковке.

Приемка банок.

Пригодность поставляемых банок и днищ для фасования конкретного продукта должна быть подтверждена фирмой-поставщиком. Каждая поставленная грузовая единица (например, паллета) должна быть соот­ветствующим образом маркирована, что позволяет отслеживать отдельные партии (для этого на корпус банок струйным принтером наносится специальный код). Ре­комендуется поочередно использовать в производстве партии поставляемых банок, так как если на стадии фасования будут выявлены какие-либо дефекты упаковки, в этом случае проще отбраковать данную партию банок. Также рекомендуется фик­сировать время поступления данной партии банок на производство, так что если дефект будет выявлен после фасования, можно будет отозвать всю данную партию продукции.

Пищевые предприятия должны вести учет бракованных банок и классифициро­вать их дефекты на важные, серьезные и незначительные, что позволит в последую­щем облегчить контроль. Для облегчения принятия решения о судьбе той или иной партии банок образцы бракованных банок обычно направляются их изготовителям для анализа.

Контроль пустых металлических банок может включать испытания, приведен­ные в табл. 7.1. Готовые к использованию банки должны храниться в сухом и чи­стом помещении с исключением возможности механических повреждений (осо­бенно кромок банок). Особое внимание следует уделять уже использовавшимся паллетам или контейнерам, которые должны быть надлежащим образом укрыты или обернуты.

Фасование и вакуумирование.

Во избежание перекрестной контаминации пищевых продуктов депаллетизация ме­таллических банок должна производиться вне производственных зон. Перед фасованием (наполнением) банки необходимо перевер­нуть днищем вверх и очистить (промыть) струей воздуха, паром или водой (или при помощи их сочетания) в зависимости от природы возможных загрязнений.

Таблица 7.1. Некоторые методы испытаний металлической тары при входном контроле

Контроль внешней поверхности корпусов банок	Контроль внутренней поверхности корпусов банок	Контроль днищ
На соответствие размеров На дефекты сварных (паяных) швов (у банок из трех деталей)	На чистоту На качество покрытия внутренней поверхности, его наличие, целостность и адгезию	На соответствие размеров На наличие компаунда и равномерность его нанесения
На качество швов (у не цельнотянутых банок) На наличие трещин	На отсутствие остатков смазки	На дефекты загиба кромок
На наличие проколов (особенно при тиснении)		На наличие вмятин и иных повреждений На наличие трещин
На наличие вмятин и иных по­вреждений		На деформацию
На дефекты кромок		На коррозию
На качество лакового покрытия внешней поверхности, его нали­чие, целостность и адгезию		На глубину проникновения печатной краски в насечку (для банок с приспособлениями для облегчения открывания)
На наличие ржавчины		На наличие язычка для открывания
На качество нанесенной печати

Фасование следует выполнять очень аккуратно, так как консистенция продук­та в банке очень важна для поведения контейнера на последующих технологиче­ских стадиях. В ходе фасования банки не должны повреждаться. Продукт должен заполнять банку так, чтобы он не ме­шал установке верхнего днища и не загрязнял внешнюю поверхность контейнера и кромки. Остатки фасуемого продукта на загнутых кромках банки впоследствии мо­гут помешать формированию герметичного фальца при фиксации верхнего днища. На некоторых консервных производствах избежать попадания продукта на кромки довольно сложно — это относится, в частности, к консервам из мелкой рыбы (киль­ки, анчоуса, шпрот и т. п.), тертой свекле, брюссельской капусте, когда частицы мо­гут цепляться за кромки. Такие загрязнения кромок следует выявлять в ходе произ­водственного контроля (в том числе и визуального), что позволит минимизировать случаи крепления днищ к грязным кромкам.

При наполнении банки очень важно оставить над продуктом достаточно про­странства, так как это влияет на уровень окончательного вакуумирования (содер­жание остаточного кислорода сказывается на качестве продукта и может привести к коррозии внутренней поверхности банки) и позволяет минимизировать внутреннее давление на днища при нагревании и охлаждении.

Для создания в банке разрежения (вакуумирования) применяют три основных способа:

• ее наполняют горячим продуктом и укупоривают двойным фальцевым швом (как с прямым впрыском пара в свободное пространство над продуктом, так и без него);

• банку наполняют продуктом (горячим или комнатной температуры) и перед укупоркой двойным фальцевым швом (отведение пара может быть как за­кончено, так и продолжаться) из нее откачивают воздух (эта операция может проводиться как с насаженным верхним днищем, так и без него);

• крепят верхнее днище в вакуумной камере.

Для удаления воздуха наполненные банки пропускают через разогретую паром примерно до 90 °С камеру (эксгаустер). Цель данной операции — удалить воздух из конкретного продукта, предварительно повысить начальную температуру продукта перед тепловой обработкой (сократив тем самым ее продолжительность и вероятность появления у продукта «вареного» привкуса) и обеспечить требуемую степень разрежения.

Степень разрежения в банке с готовыми консервами обычно составляет 250- 500 мм рт. ст. Для консервов с небольшим свободным пространством над продуктом эта степень разрежения составляет 0-125 мм рт.ст., тогда как для банок с консервиро­ванной сладкой кукурузой — до 660 мм рт. ст. Вакуум в банке служит разным целям, причем в некоторых случаях степень разрежения должна жестко контролироваться, иначе вследствие расширения газа при стерилизации банка может деформироваться. Степень риска определяется в этом случае способностью продукта к расширению, в частности, из-за присутствия в нем воздуха, а также особенностей металлических ба­нок (например, крышек с приспособлением для облегчения открывания или исполь­зования тонкостенных банок). При наличии подобного риска готовые банки после укупорки, но до этикетирования контролируются на предмет степени разрежения.

Традиционно вакуумирование консервных банок считается достаточным для гарантии отсутствия риска утечек содержимого и/или его порчи.

Карусельные установки розлива и укупорки газированных безалкогольных на­питков в цельнотянутые банки характеризуются производительностью около 2000 банок/мин. Для обеспечения необходимой степени карбонизации и во избежа­ние чрезмерного пенообразования, являющегося причиной разбрызгивания и, сле­довательно, потерь (вследствие неполного налива и высокого содержания воздуха в банке, обусловливающего риск коррозии и снижение качества продукта) очень важно осуществлять контроль давления. Цели такого контроля при розливе без­алкогольных напитков и пива отличаются от аналогичного контроля в консервном производстве, так как в первом случае требуется обеспечить не разрежение, а по­вышенное давление в банке, но при этом необходимо избегать и слишком высоко­го давления. Такой контроль подразумевает деаэрацию ингредиентов и розлив при низких температурах (зачастую 5 °С и ниже), что обеспечивает стабильную степень карбонизации. Следует учитывать, что низкие температуры розлива могут приве­сти к конденсации влаги на банках после укупорки.

При розливе газированных напитков наливной клапан обеспечивается баланс сил прижима банки и давления при розлива.

Зачастую после укупорки двойным фальцевым швом требуется ополаскивание банок водой, поскольку прилипшие к их поверхности остатки фасуемых продуктов (например, кислотосодержащих сиропов или рассолов) могут позднее привести к коррозии.

Герметизация банок

Основным способом герметизации металлических банок является соединение крышки с корпусом с помощью двойного фальцевого шва, который формируется в две стадии из отогнутой наружу кромки (крючка) корпуса и загнутой кромки (крючка) крышки (рис. 5.3).

Для продуктов, фасуемых после тепловой обработки, операция герметизации очень важна, так как именно она обеспечивает последующую безопасность продукта и при НЛССР-анализе ее считают критической контрольной точкой (ККТ). Управ­ление заключается, прежде всего, в правильной настройке укупорочного автомата под данный тип банок, а проверку данной ККТ осуществляют путем периодическо­го визуального контроля — например, отбор контрольных образцов каждые 30 мин с замерами сдвинутых или срезанных частей днищ (1 банка на 1 укупорочную го­ловку каждые 4 ч непрерывного производства) [4]. Риски при розливе в банки без­алкогольных напитков не так велики, однако дефекты при укупорке могут привести к огромным финансовым потерям, в связи с чем стандарты здесь очень жесткие. До­полнительные проверки требуются в случае зажатия банки укупорочным устрой­ством. Эффективное консервное производство возможно лишь при наличии про­фессионально подготовленного персонала, обслуживающего укупорочные машины и способно оценить качество герметизации. В стандартах определятся параметры фальцевого шва и описаны важнейшие из них для обеспе­чения качественной укупорки, в частности:

• толщина шва;

• высота шва;

• перекрытие;

• свободное пространство над продуктом;

• прилегание загиба к корпусу банки;

процент морщинистости или обеспечения герметичности (этот параметр не совсем обычен, поскольку он измеряется не на укупорочной машине, а путем визуальной оценки снятого днища).

Рисунок 7.3 Стадии формования двойного фальцевого шва

Указанные параметры определяют степень перекрытия загиба кромки корпуса банки и изгиба поверхности днища, обеспечивающего достаточный нахлест для плотного прижатия друг к другу пяти слоев металла (рис.7.4).

Следует отметить, что несмотря на существующую тесную связь между постав­щиками металлических банок и предприятиями, эксплуатирующими закаточное оборудование, рекомендуется при планировании любых технических инноваций учитывать возможности и характеристики последнего.

Рисунок 7.4 Основные измеряемые параметры двойного фальцевого шва

При контроле швов их обычно анализируют в нескольких сечениях. Обычно на­правление паяного или сварные шва принимается вертикальным («на 12 часов»), и по статистике наибольшее число дефектов встречается в области сечений «от 10 до 2 часов». При контроле цельнотянутых банок контроль осуществляется в двух про­тивоположных точках. У банок более сложной формы с более сложными системами герметизации контроль проводят по большому числу сечений (например, для банки в форме параллелепипеда – на двух длинных сторонах и во всех их четырех углах).

Результаты измерений и контроля удобно представлять в виде графиков или диаграмм, позволяющих быстро отслеживать и корректировать любые отклонения от доступных параметров.

Тепловая обработка

Температуры, которым подвергаются металлические банки с расфасованными в них пищевыми продуктами и напитками в ходе стерилизации (обычно 115-135 °С) и пастеризации (обычно 90-105 °С), сравнительно низки по сравнению с температу­рами, применяющимися в ходе производства самих банок, так что сами по себе они не являются лимитирующим фактором. Тем не менее сочетание действия давления и температуры в автоклаве может оказать на упаковку нежелательное воздействие.

При стерилизации и пастеризации нагреванием внутри контейнера образуется внутреннее давление, достаточное для деформации банки или разрыва насечек на днище с приспособлением для облегчения открывания. Эти риски максимальны при максимальном перепаде давлений между содержимым банки и окружающей средой, например, при переходе от нагрева к охлаждению. Хотя конструкция консервных ба­нок и рассчитана на давления, образующиеся в ходе обычных технологических про­цессов консервирования, важно правильно эксплуатировать соответствующее оборудование, не допуская образования слишком высокого давления. Например, в типовом паровом автоклаве периодического действия в начале охлаждения оператор обычно подает внутрь воду и сжатый воздух, так что после превращения воды в пар с объ­емным расширением создается внешнее давление, препятствующее вздутию банок. При недостаточном контроле этого давления вся партия консервных банок может быть существенно повреждена — банки вздуются или с них сорвет днища. В системах стерилизации непрерывного действия, в цилиндрических автоклавах и автоклавах со спиральным теплообменником между герметичными секциями предусмотрены пере­пускные клапаны, с помощью которых регулируется необходимое давление.

В систему тепловой обработки периодического действия партии банок поступа­ют либо уложенными друг на друга рядами в корзинах, обычно с откидным фальш- дном (так называемая система Буссе, Busse), либо в корзинах насыпью. Последний способ более рискован, чем послойный, так как неупорядоченные банки могут по­вредить друг друга (этот риск можно минимизировать, погрузив корзину с банками в емкость с водой).

В карусельных пастеризаторах периодического действия слои банок в корзинах должны прижиматься пневматическими или механическими прижимами, препятствуя смещению банок при нагревании и не допуская тем самым их истирания из-за трения. При этом необходимо выбрать такое давление прижимов, чтобы банки не сминались.

Дополнительные сложности возникают из-за необходимости правильного выбо­ра теплоносителя с точки зрения предотвращения коррозии внешней поверхности банок, поскольку техническая вода может служить «посредником» электрохимиче­ских реакций между поверхностями банок и оборудования.

Для удаления воздуха, способного вызвать коррозию банок внешней поверхно­сти или, что еще более серьезно, препятствующего достаточной тепловой обработке содержимого из-за слабой теплопередачи, очень важно обеспечить необходимую вентиляцию автоклавов с насыщенным паром. Кроме того, к коррозии может приве­сти и попадание в автоклав воздуха с продуктами горения. Более старые конструк­ции автоклавов изготавливали из мягких, недостаточно коррозионно-стойких ста­лей, так что на консервных банках в конце тепловой обработки оставались частицы ржавчины, от которых впоследствии развивалась коррозия консервных банок.

Некоторые стерилизаторы и автоклавы могут повреждать лаковое покрытие днищ банок, поскольку банки в них перекатываются на своих кромках. Вытеснен­ные на днищах заводские коды также могут стать причиной повреждений банок и нарушения антикоррозионного покрытия.

Металлические банки для напитков, требующих пастеризации, обычно подверга­ют тепловой обработке в туннельных пастеризаторах, но иногда бывает достаточно только горячего розлива.

Охлаждение, сушка и этикетирование металлических банок

Сушка стерилизованных консервных банок после охлаждения очень важна для ми­нимизации рисков их повторной контаминации микроорганизмами. Сушка позво­ляет предотвратить коррозию внешней поверхности банок, причем это касается как консервных банок, так и банок для напитков.

Известно, что двойной фальцевый шов между днищем и корпусом консервной банки окончательно герметизирует емкость не сразу же после тепловой обработки, так что через его микроскопические неплотности в банку может попасть небольшое количество воды. Если в этой воде присутствуют микроорганизмы, то они могут привести к порче продукта или к пищевым отравлениям. Эти риски можно прак­тически исключить, обеспечив хорошее качество швов и убедившись в отсутствии проколов, соблюдая требования к санитарно-гигиеническому состоянию производ­ства непосредственно после стерилизации, а также путем высушивания стерили­зованных банок. Одним из способов снижения рисков повторной контаминации продукта микроорганизмами может стать применение охлаждающей воды с био­цидами, например, со свободным хлором (содержание биоцидных средств следует жестко контролировать, не допуская коррозии банок). Очень важно не допускать дальнейшие операции с банки до их полного высыхания и остывания, так как при наихудшем варианте развития событий они могут быть контаминированы патоген­ными спорами Clostridiumbotulinum, способными вызывать пищевые отравления (вплоть до летального исхода).

Состав охлаждающей воды должен постоянно контролироваться, так как высокое содержание в ней солей может привести к их отложению на поверхности банок и развитию ржавчины. Небольшие затраты на приобретение несложного кондуктомера, измеряющего электропроводность воды и позволяющего контролировать общее содержание растворенных в ней солей, позволят обеспечить целостность продукта, а также предотвратить его порчу и связанные с этим экономические потери.

Зачастую для высушивания консервных банок бывает достаточно просто за­кончить процесс тепловой обработки при температуре, достаточной для удаления остаточной влаги (рекомендуемая температура банок при выгрузке из автоклава – 40 °С). Эта температура предельна, так как стерилизованные продукты не должны выдерживаться при температуре, находящейся в диапазоне, допускающем рост тер­мофильных микроорганизмов, выживших в процессе термообработки. Некоторые консервированные продукты (например, сырые грибы), характеризуютсявысоким содержанием нативных термофильных микроорганизмов. В зависимости от наибо­лее вероятных условий в ходе дистрибьюции и реализации консервированных про­дуктов может потребоваться применение более жестких режимов стерилизации.

Сушку можно проводить с использованием следующих приспособлений:

• опрокидывателей, позволяющих удалить воду из углублений в днищах банок;

• воздушных ножей (ракелей);

• специальных стеллажей с обогреваемыми направляющими, по которым про­катывают металлические банки;

• погружение в ванны с поверхностно-активным веществом.

Этикетирование влажных банок, их обертывание усадочной пленкой, а паллет – стретч-пленкой вызывает дополнительные проблемы из-за более долгого удержа­ния влаги. При этикетировании важно использовать этикеточную бумагу с требуе­мыми свойствами и рекомендуемый для нее адгезив. Например, применение клеев на основе крахмала с очень высоким или очень низким значениями pH может при­вести к коррозии внешней поверхности консервных банок.

Манипуляции с металлическими банками

Любой заметный дефект банки должен считаться существенным хотя бы потому, что он может повлиять на решение покупателя отказаться от покупки. Серьезный дефект может стать причиной порчи продукта вследствие коррозии или прокола упаковки.

Попытки усовершенствовать системы транспортировки консервных банок, в которых систематически происходят их повреждения, обычно оказываются неэф­фективными. Манипуляции с тарой непосредственно после термообработки, осо­бенно воздействия на область шва между днищем и корпусом, зачастую приводит к повторной контаминации содержимого микроорганизмами. Следует стараться так располагать направляющие конвейерных систем, чтобы они не касались этих швов (в частности, избежать этого помогает конструкция банок с сужением в области днища).

Хранение и транспортировка

Как пустые, так и наполненные консервные банки следует хранить в контролируе­мых условиях. Основной проблемой является вызывающая коррозию конденсация влаги, происходящая при неправильном выборе температурно­влажностного режима хранения. Риски конденсации влаги в тех или иных условиях хранения можно прогнозировать с помощью психрометрических таблиц. Традици­онно для минимизации рисков резких перепадов температур рекомендуется исполь­зовать промежуточные камеры. Когда эти риски очень велики, а климат-контроль за­труднен (например, при дальних морских перевозках), рекомендуется помещать во вторичную (групповую) упаковку пакетики с десикантами (поглотителями влаги). Склады должны быть защищены от сквозняков, окна закрыты, а движение воздуха сведено к минимуму (например, с помощью самозакрывающихся дверей). Оберты­вание паллет стретч-пленкой, а лотков с банками — усадочной пленкой снижает риск конденсации на них влаги, а также препятствует оседанию на банках гигроскопичной пыли, содержащей большое количество солей, что может привести к последующей коррозии. Минимизировать риск коррозии помогает контроль товарных запасов. Особенно подвержены коррозии консервные банки, произведенные на морском по­бережье, где воздух насыщен солью, и в этих случаях рекомендуется предпринимать дополнительные меры предосторожности, в частности, покрывать банки защитным лаком. Зачастую для защиты от коррозии лаком покрывают наружную поверхность днищ банок, особенно верхнюю кромку двойного фальцевого шва.

При многократном использовании картонных разделителей и прокладок на под­донах на них скапливается соль, которая приводит к коррозии, а иногда и к раз­рушению шва между верхним днищем и корпусом банки. Поэтому в этих целях необходимо использовать бумагу и картон с определенным диапазоном значений pH и содержания солей (хлоридов и сульфатов). Желательно избегать также замо­раживания банок с консервами, поскольку образование частиц льда при замерзании воды может привести к деформации банок.

Отсутствие влаги снижает риски коррозии внешних поверхностей и затрудняет проникновение в банки бактерий через неплотности шва. Именно поэтому транс­портная тара, а также помещения для хранения консервов должны быть водонепро­ницаемыми.

Во избежание повреждений при транспортировке консервов на поддонах требу­ется предотвратить возможное смещение груза. В этих целях верхние ярусы банок ограничивают специальной рамкой, оборачивают лентой, усадочную или стретч- пленкой. Сами поддоны должны быть исправными и соответствовать специфи­кации. Из них не должны торчать гвозди, которые могут проколоть банку, вблизи паллет запрещается использовать пневматические пистолеты для крепления скоб. Содержание влаги в древесине поддонов (ящиков) и ее химический состав также должны соответствовать антикоррозийным требованиям. В спецификации кон­сервных банок должна быть определена максимально допустимая осевая нагрузка, которая определяет возможную высоту штабелирования при хранении готовой про­дукции без деформации нижних ярусов банок под действием сжатия. Во избежа­ние скопления влаги банки следует хранить на некотором возвышении от пола и на удалении от стен. Улучшению вентиляции способствует также разделение крупных партий на более мелкие.

Товарные запасы консервов необходимо систематически проверять в целях изъя­тия поврежденных банок — повреждение одной консервной банки может спровоци­ровать распространение влаги и коррозии по всему складу.

Литографски декорированные банки могут поцарапаться деталями конвейеров, в связи с чем желательно использовать направляющие с полимерным покрытием.

Многие случаи пищевых отравлений консервами связаны с нарушениями герме­тичности банок (проколами и т. п.) при распаковывании транспортной (вторичной) упаковки в местах реализации.

Заключение

Последние инновации в области конструкции и производства металлических банок для пищевых продуктов заключаются в использовании приспособлений для облегчения открывания банок с напитками, виджетов для улучшения пенообразования в банках с пивом и холодным кофе, саморазогревающихся и самоохлаждающихся банок с напитками, консервных банок с легковскрываемой полностью уда­ляемой крышкой, банок прямоугольной формы, более экономичных при хранений, мембранных крышек для консервов, цельнотянутых банок из двух деталей (как с утонением корпуса, так и многоэтапной вытяжки), а также жестяных банок с экс­трузионным полимерным покрытием.