Способ стерилизации пищевого контейнера, технологическая линия для его осуществления и пищевой контейнер, стерилизованный указанным способом
METHOD FOR STERILIZATION OF FOOD CONTAINER, PROCESSING LINE FOR IMPLEMENTATION THEREOF AND FOOD CONTAINER STERILIZED BY SAID METHOD

Область применения
Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к способу стерилизации пищевого контейнера c использованием магнитного поля.
Уровень техники
JPH 0984856 A
Известно техническое решение, описанное в заявке на патент на изобретение (МПК A23L 3/015, A61L 2/02, C02F1/00; опубликован 31.03.1997) «Способстерилизации и устройство», которое представляет собой устройство для стерилизации,содержащее пористый канал, разделенный на 2 части, снаружи канала располагаютсямагниты, выполненные с возможностью создания импульсного магнитного поля синдукцией 0.1-0.6 Тл. Пористый канал разделен на 2 части с помощью узкой зоны, внутри
которого располагается магнитная заглушка. Пористый канал заполнен стерилизуемой жидкостью. При включении электромагнитов магнитная заглушка перекрывает пористый канал, и жидкость стерилизуют за счет возрастания давления в порах пористого канала. Также жидкость подвергается стерилизации с помощью магнитного поля.
Данное техническое решение имеет серьезный недостаток, а именно тот факт, что с его помощью возможна стерилизация только жидкой среды. Данное техническое решение не подходит для стерилизации пищевых контейнеров.
JP 3017515 B2
Известно техническое решение, описанное в патенте на изобретение (МПК A23L 3/26, A61L 2/02; опубликован 13.03.2000) «Стерилизационное устройство»,которое представляет собой устройство для стерилизации, содержащее внешнийцилиндрический канал, выполненный из немагнитного материала, на внешней сторонекоторого расположена пара магнитов, расположенных друг напротив друга, внутривнешнего цилиндрического канала, соосно располагается внутренний канал, выполненныйиз немагнитного материала и предназначенный для размещения в нем среды, подвергаемойобработке. Внешний цилиндрический канал, и расположенные на нем магниты, соответственно, выполнены с возможностью вращения. Магниты предназначены для генерации импульсного магнитного поля с индукцией 0.6 Тл.
Данное техническое решение имеет ряд недостатков, а именно тот факт, что с его помощью невозможно осуществлять обработку крупных твердых тел, таких как пищевой контейнер, поскольку данное устройство предполагает обработку среды, обладающей электропроводностью, то есть, в качестве примера, различные жидкости. Кроме того, наличие цилиндров приводит к тому, что в рамках данного устройства возможна обработка только цилиндрических тел.
CN 105725122 A
Известно техническое решение, описанное в заявке на патент на изобретение (МПК A23C 9/133, A23L 11/00, A23L 19/00, A23L 21/25, A23L 25/00, A23L29/30; опубликован 06.07.2016) «Консервированные красный финик, черная фасоль игрецкий орех и способ их приготовления», представляющее собой способ стерилизациипищевого контейнера, заключающийся в том, что в стерилизованный в автоклаве контейнерпомещают черную фасоль, красные финики и грецкие орехи, добавляют изоаскорбиат D- натрия, йогурт и мед и запечатывают его; после чего запечатанный контейнер обрабатывают с помощью магнитного поля с индукцией 18-22 Тл и получают готовый продукт.
Данное техническое решение имеет ряд недостатков, а именно тот факт, что контейнер не обрабатывают электролитом, а обработку контейнера магнитным полем проводят только после запечатывания контейнера, что приводит к стерилизации контейнера вместе с пищевым продуктом внутри него. Таким образом, отсутствует возможность размещения продукта в контейнере после обработки его магнитным полем. Кроме того, в рамках данного способа используют обработку магнитным полем с индукцией 18-22 Тл, что не подходит для обработки пищевых контейнеров, изготовленных на основе пластика, поскольку при воздействии магнитного поля с такой величиной индукции в присутствии раствора электролита на поверхности пищевого контейнера, увеличивается риск разогрева пищевого контейнера и последующей его деформации.
CN 104187452 A
Известно техническое решение, описанное в заявке на патент на изобретение (МПК A23L 19/00; опубликован 10.12.2014) «Способ приготовления консервированного киви», который представляет собой способ стерилизации пищевогоконтейнера, заключающийся в том, что сначала обрабатывают киви, с добавлением эритробата натрия, затем проводят стерилизацию контейнера в автоклаве, после чегопомещают обработанный киви в пищевой контейнер и запечатывают его; после этогозапечатанный пищевой контейнер обрабатывают с помощью магнитного поля с индукцией8-9 Тл и получают готовый продукт.
Данное техническое решение имеет ряд недостатков, а именно тот факт, что пищевой контейнер не обрабатывают электролитом, а обработку пищевого контейнера магнитным полем проводят только после запечатывания пищевого контейнера, что приводит к стерилизации пищевого контейнера вместе с пищевым продуктом внутри него. Таким образом, отсутствует возможность размещения продукта в пищевом контейнере после обработки его магнитным полем. Кроме того, в рамках данного способа используют обработку магнитным полем с индукцией 8-9 Тл, что не подходит для обработки пищевых контейнеров, изготовленных на основе пластика, поскольку при воздействии магнитного поля с такой величиной индукции увеличивается риск разогрева пищевого контейнера и последующей его деформации.
CN 101292769 B
В качестве прототипа выбрано известное техническое решение, описанное в патенте на изобретение (МПК A23C 3/07, A23L 2/50, A23L 3/26, A23L 3/32; опубликован 09.02.2011) «Способ и устройство для синергетической стерилизации и пассивации ферментов с помощью импульсного электрического поля и магнитного поля», который представляет собой технологическую линию, содержащую канал, выполненный из непроводящего материала, вокруг которого последовательно располагаются 2 секции, содержащие катушки индуктивности, создающие импульсное электрическое и магнитное поле.
С помощью данной технологической линии реализуют способ стерилизации жидкого пищевого продукта, включающий этап обработки жидкого пищевого продукта импульсным электрическим полем и этап обработки жидкого пищевого продукта импульсным магнитным полем.
Стерилизованный пищевой продукт согласно данному способу получают следующим образом. Поток жидкого пищевого продукта стерилизуют с помощью импульсного электрического поля с напряженностью поля 5-100 кВ/см, частотой 0.5-10 кГц, шириной импульса 1-50 микросекунд и количеством импульсов 10-1000 и импульсного магнитного поля с индукцией 0.1-50 Тл, частотой 1-100 Гц, и количеством импульсов магнитного поля 5-500. Стерилизацию потока жидкого пищевого продукта производят в аппарате, снабженном каналом для жидкого пищевого продукта, двумя электродными пластинами и соленоидами, окружающими канал.
Таким образом, известное техническое решение имеет серьезный недостаток. Данный способ применим только к жидким средам, содержащим электролиты, к которым относятся жидкие пищевые продукты, например, соки. В случае с обработкой твердых тел, таких как пищевые контейнеры, стерилизация их будет невозможна из-за отсутствия на поверхности раствора электролита, а значит, не будет достигаться эффект активации точек с повышенной поверхностной энергией, который обеспечивает стерилизацию поверхности пищевого контейнера.
Раскрытие изобретения
На сегодняшний день существующие способы стерилизации пищевого контейнера являются технически сложными, поскольку требуют особых условий при стерилизации. В качестве примера, известными способами являются широко известный способ обработки паром, а также с использованием озона или излучения в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. При этом в случае обработки пищевого контейнера паром сохраняется риск деформации пищевого контейнера в результате его разогрева. В случае с использованием известных способов обработки с использованием озона или излучения в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, что материал пищевого контейнера в результате воздействия на него ультрафиолетового излучения или же озона становится очень хрупким, что повышает риск его повреждения, вплоть до разрушения материала пищевого контейнера, в ходе его эксплуатации. Это связано с тем, что пищевые контейнеры, выполненные из полимерных материалов, не устойчивы к воздействию на них сильных окислителей (например, озона) или ультрафиолетового излучения. В связи с чем, важным аспектом является необходимость разработки способа стерилизации пищевого контейнера, исключающего риск деформации пищевого контейнера в процессе его стерилизации, при сохранении возможности размещения пищевого продукта в стерилизованном контейнере, в первую очередь, мясных продуктов.
Задачей заявляемого изобретения является улучшение гигиенических характеристик пищевого контейнера.
Техническим результатом заявляемого изобретения в отношении способа является получение пищевого контейнера, обеспечивающего увеличение срока хранения упакованных в него пищевых продуктов за счет создания слабого долгоживущего магнитного поля путем активации точек с повышенной поверхностной энергией на поверхности пищевого контейнера, а также простота реализации при снижении рисков причинения вреда здоровью пользователя за счет отсутствия токсичности и снижении временных затрат на процесс получения пищевого контейнера.
-1
-1
В отношении способа стерилизации пищевого контейнера заявляемый технический результат достигается тем, что способ стерилизации пищевого контейнера включает в себя этапы нанесения водного раствора электролита на поверхность пищевого контейнера, обработки пищевого контейнера магнитным полем и сушки пищевого контейнера, причем нанесение раствора электролита на поверхность пищевого контейнера проводят с использованием раствора электролита с удельной электропроводностью в интервале значений 90 – 190 мОм⋅см. Данный способ обеспечивает увеличение срока хранения продуктов, упакованных в стерилизованный пищевой контейнер, за счет эффекта активации точек с повышенной поверхностной энергией. Это достигается за счет комбинации нанесения раствора электролита на поверхность пищевого контейнера и последующего воздействия на него магнитного поля. В то же время, диапазон значений удельной электропроводности раствора электролита является оптимальным для достижения эффекта активации точек с повышенной поверхностной энергией при отсутствии эффекта концентрационного расслоения раствора электролита. С другой стороны, диапазон значений удельной электропроводности обеспечивает отсутствие эффекта быстрого осаждения электролита в зоне нанесения водного раствора электролита, например, на форсунке. При этом способ стерилизации пищевого контейнера может включать в себя этап размещения салфетки в пищевом контейнере, который проводят не позднее этапа нанесения раствора электролита на поверхность пищевого контейнера. Это позволяет увеличить срок хранения пищевого продукта, особенно мясных продуктов, поскольку салфетка обеспечивает впитывание мясного сока, а, следовательно, и удаления среды, в которой могут размножаться бактерии. Кроме того, это позволяет увеличить количество впитываемого водного раствора электролита на этапе его нанесения на поверхность пищевого контейнера, поскольку это увеличивает потенциальное количество точек с повышенной поверхностной энергией. Соответственно, при активации этих точек магнитным полем скорость стерилизации пищевого контейнера увеличивается, а значит снижаются временные затраты на стерилизацию пищевого контейнера. Диапазон величин индукции магнитного поля обработки пищевого контейнера равен 0.1-1.5 Тл. Такой диапазон величины индукции магнитного поля обусловлен, с одной стороны, эффективностью обработки поверхности пищевого контейнера магнитным полем после нанесения раствора электролита на поверхность, а с другой, – обеспечивает допустимое нагревание материала пищевого контейнера, не приводящее к его деформации. Это объясняется тем, что при воздействии магнитного поля на раствор электролита происходит его нагревание, и как следствие, нагревание поверхности пищевого контейнера. Кроме того, в качестве водного раствора электролита применяют водный раствор соли щелочных или щелочноземельных металлов и неорганических кислот. Также в качестве водного раствора электролита применяют водный раствор соли щелочных или щелочноземельных металлов и органических кислот.
Контейнер, применяемый для стерилизации, применяют с возможностью его последующего герметичного запечатывания. После сушки пищевого контейнера в него помещают пищевой продукт и проводят запечатывание пищевого контейнера. Это обеспечивает увеличение срока хранения пищевого продукта.
В отношении устройства заявляемый технический результат достигается тем, что технологическая линия включает в себя ленту транспортера, механизм подачи пищевых контейнеров, зону нанесения раствора электролита, зону обработки магнитным полем, сушильную камеру и штабелер. Кроме того, технологическая линия может дополнительно включать в себя зону размещения салфетки. Такая технологическая линия позволяет упростить способ стерилизации пищевого контейнера и снизить временные затраты на его осуществление.
Согласно заявляемому способу стерилизации пищевого контейнера получают стерилизованный пищевой контейнер. Пищевой контейнер, применяемый для стерилизации, выбирают с возможностью его последующего герметичного запечатывания.
Краткое описание чертежей
Заявленное изобретение поясняется следующими рисунками.
Фиг. 1. Принципиальная схема технологической линии для реализации способа стерилизации пищевого контейнера 19, выполненной снабженной внешним источником давления 11.
Фиг. 2. Принципиальная схема зоны 3 размещения салфетки 20.
Фиг. 3. Динамика изменения показателя количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) в образцах. Ромбы и соединяющая их кривая – серия 1, квадраты и соединяющая их кривая – серия 2, треугольники и соединяющая их кривая – серия 3, а кружки и соединяющая их кривая – предельно допустимые значения показателя количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ).
Подробное описание заявленного решения
Технологическая линия для реализации способа стерилизации пищевого контейнера включает в себя ленту транспортера 1, механизм подачи 2 пищевых контейнеров 19, зону 3 размещения салфетки, зону 4 нанесения водного раствора электролита, зону 5 обработки магнитным полем, сушильную камеру 6 и штабелер 7.
В соответствии с Фиг. 1, технологическая линия представляет собой ленту транспортера 1, с одной стороны которой располагается механизм подачи 2 пищевых контейнеров 19, предназначенный для выемки пищевого контейнера 19 из стопки пищевых контейнеров (не показана на чертеже). Далее над лентой транспортера 1 последовательно расположены зона 3 размещения салфетки, зона 4 нанесения водного раствора электролита, зона 5 обработки магнитным полем и сушильная камера 6. На противоположном конце ленты транспортера 1 располагается штабелер 7, который предназначен для помещения пищевого контейнера 19 в стопку пищевых контейнеров 19.
В качестве примера механизма подачи 2 пищевых контейнеров 19 может быть использован денестер или любой другой известный механизм подачи. В контексте данной заявки термин «денестер» означает устройство, обеспечивающее извлечение пищевого контейнера из стопки.
В качестве другого примера реализации технологической линии в качестве механизма подачи 2 пищевых контейнеров 19 может быть использовано ручное выкладывание пищевых контейнеров 19 на ленту транспортера 1.
Зона 3 размещения салфетки 20 включает в себя размотчик 8 с рулоном материала салфеток 20, тянущее устройство 12, стол 13, барабан 14, снабженный ножами 15, направляющие ремни 16 и дорн 17. Все элементы зоны 3 размещения салфетки 20 расположены над лентой транспортера 1.
Лента 21 материала салфеток 20 в рулоне заданной ширины располагается на размотчике 8. С помощью тянущего устройства 12 лента 21 материала салфеток 20 соединена со столом 13, как показано на Фиг. 2. Данный стол 13 предназначен для разрезания ленты 21 материала салфеток 20 на отдельные салфетки заданной длины с помощью ножей 15, закрепленных на барабане 14, выполненном с возможностью вращения с регулируемой скоростью. Далее стол 13 соединен с пяткой 18 дорна 17 с помощью направляющих ремней 16, предназначенных для перемещения отрезанных салфеток 20 со стола на пятку 18 дорна 17. В контексте данной заявки термин «дорн» означает крестовину с 4-мя Т-образными и расположенными под 90º друг к другу «пятками». В контексте данной заявки термин «пятка дорна» означает держатель для салфеток, расположенный на свободном конце крестовины.
Принцип работы дорна 17 заключается в следующем. Крестовина дорна 17 расположена на вращающемся валу, и таким образом, каждая пятка 18 на свободных концах крестовины совершает круговое движение, поочередно вставая под салфетку 20. Каждая пятка 18 снабжена каналом, предназначенной для подведения вакуума в момент нахождения пятки 18 под подаваемой с помощью направляющих ремней 16 салфеткой 20. Салфетку 20 подают на пятку 18 дорна 17, после чего салфетка автоматически закрепляется на пятке 18 дорна 17 путем подачи в крестовину вакуума. Дорн 17 перемещает салфетку на180º, из верхнего положения пятки 18 в нижнее положение, и помещает салфетку 20 в пищевой контейнер 19, одновременно отсоединяясь от вакуума.
Далее по ходу движения над лентой транспортера 1 располагается зона 4 нанесения водного раствора электролита, которая представляет собой участок ленты транспортера 1, над которым расположена, по крайней мере, одна форсунка (не показана на чертеже), осуществляющая распыление раствора электролита. Количество одновременно работающих форсунок определяется размерами пищевого контейнера 19: для пищевых контейнеров 19 с длиной до 260 мм используют одну форсунку, более 260 мм – по крайней мере 2 одновременно работающих форсунки.
Форсунки соединены с расходной емкостью 9 с помощью подводящей трубки 10. Расходная емкость 9 – емкость, предназначенная для хранения водного раствора электролита. Перемещение водного раствора электролита от расходной емкости 9 к форсунке по подводящей трубке 10 может быть реализовано любым известным способом.
В качестве одного из вариантов реализации подводящая трубка 10 может быть дополнительно снабжена устройством для продвижения водного раствора электролита (не показано на чертеже). В качестве примера такого устройства может быть использован насос.
Другим вариантом реализации перемещения водного раствора электролита от расходной емкости 9 к форсунке по подводящей трубке 10 является снабжение расходной емкости 9 внешним источником давления 11, как показано на Фиг. 1. В этом случае внешний источник давления 11 обеспечивает создание области повышенного давления в расходной емкости 9 и, как следствие, перемещение водного раствора электролита в область низкого давления, то есть через подводящую трубку 10 к форсунке. Внешний источник давления 11 может быть выполнен в виде любой известной конструкции, например, в виде газового баллона со сжатым воздухом или сжатым азотом.
Работа форсунок согласована с подачей пищевых контейнеров 19 по ленте транспортера 1 в зону 4 нанесения водного раствора электролита. Согласование работы форсунок может быть осуществлено любым известным способом, например, посредством датчика наличия пищевого контейнера 19 и контроллера, передающего сигнал на клапан управления впрыском (не показаны на чертеже).
Далее по ходу движения ленты транспортера 1 располагается зона 5 обработки магнитным полем. Зона 5 обработки магнитным полем представляет собой участок ленты транспортера 1 в форме прямоугольного канала, стенки которого выполнены из немагнитного материала. В качестве примера такого материала могут выступать оргстекло, поликарбонат или любой другой известный немагнитный материал. Стенки канала снабжены, по крайней мере, двумя электромагнитами, выполненными с возможностью генерации магнитного поля. Электромагниты расположены друг напротив друга, что позволяет создать симметричное магнитное поле. Таким образом, повышается эффективность обработки пищевого контейнера 19 магнитным полем за счет более равномерного распределения линий индукции магнитного поля.
Далее по ходу движения ленты транспортера 1 располагается сушильная камера 6, снабженная тепло-электронагревателями любой известной конструкции, работающими в инфракрасном диапазоне длин волн и размещенными над лентой транспортера 1. Длина сушильной камеры 6 определяется интенсивностью сушки. В качестве примера, длина сушильной камеры 6 может составлять 0.5 – 2 м.
Конец ленты транспортера 1, противоположный механизму подачи 2 пищевых контейнеров 19, снабжен штабелером 7, который предназначен для укладки стерилизованных пищевых контейнеров 19 в стопки и может быть выполнен любой известной конструкции. В контексте данной заявки термин «штабелер» означает устройство, оборудованное механизмом для подъёма, хранения и перевозки пищевых контейнеров 19, выполненное с возможностью установки их друг на друга.
В качестве одного из примеров реализации технологической линии, в качестве штабелера 7 может быть использовано ручное складывание стерилизованных пищевых контейнеров 19 в стопку.
Способ стерилизации пищевого контейнера 19 включает в себя следующие этапы: размещение салфетки 20 в пищевом контейнере 19, нанесение водного раствора электролита на поверхность пищевого контейнера 19, обработку пищевого контейнера 19 магнитным полем и сушку пищевого контейнера 19.
Пищевой контейнер 19, который подвергают стерилизации согласно заявляемому способу, может быть изготовлен любым известным способом. В качестве примера пищевой контейнер 19 может быть изготовлен путем формования из полимерного листа, литьем под давлением, прессованием, либо путем печати на 3D-принтере.
Пищевой контейнер 19 может быть выполнен из любого известного материала, имеющего разрешение на контакт с пищевыми продуктами. В качестве примера таких материалов могут быть использованы полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, а также сополимеры, композиционные материалы или слоистые пластики.
В качестве примера композиционного материала при изготовлении пищевого контейнера 19 может быть использован полипропилен, снабженный минеральным наполнителем. Примерами минерального наполнителя могут быть карбонат кальция (мел) или силикат магния (тальк). Другими примерами являются композиционные материалы, изготовленные на основе поливинилхлорида с добавлением полиакриламида (композит АБС/ПВХ), полиакриламида с добавлением поликарбоната (композит АБС/ПК) или полистирола с добавлением полифениленоксида.
В качестве примера слоистого пластика могут быть использованы слоистые пластики, содержащие слои полипропилена и полиэтилена, либо слои полипропилена, адгезива, сополимера этилена с поливиниловым спиртом (EVOH) или полиамида и полиэтилена. Еще одним вариантом является использование слоистого пластика, содержащего слои полиэтилентерефталата, адгезива и полиэтилена.
В контексте данной заявки термин «адгезив» означает вещество, способное соединять материалы путём поверхностного сцепления за счет создания молекулярных связей между ним и поверхностями соединяемых материалов.
Пищевой контейнер 19 имеет форму емкости с открытым верхом, например, прямоугольного лотка или круглой миски. Также пищевой контейнер 19 может иметь одну или несколько секций. Кроме того, пищевой контейнер 19 может быть дополнительно снабжен съемной крышкой.
Поскольку пищевой контейнер 19 выполнен в форме емкости с открытым верхом, конструкция пищевого контейнера 19 имеет фланцы. Фланцы пищевого контейнера 19 выполнены с возможностью припаивания к ним полимерной пленки, изготовленной из полимера, имеющего разрешение на контакт с пищевыми продуктами. Также фланцы пищевого контейнера 19 выполнены с возможностью размещения на них съемной крышки.
Таким образом, обеспечивается возможность герметичного запечатывания пищевого контейнера 19.
Стерилизацию пищевого контейнера 19 с использованием магнитного поля проводят следующим образом.
Пищевой контейнер 19 вынимают из стопки пищевых контейнеров и помещают на ленту транспортера 1.
-1
-1
Затем пищевой контейнер 19 с помощью ленты транспортера 1 перемещают в зону 4 нанесения водного раствора электролита, использующегося для активации точек с повышенной поверхностной энергией при последующей обработке пищевого контейнера 19 магнитным полем. Этап нанесения водного раствора электролита на поверхность пищевого контейнера 19 осуществляется путем распыления на внутреннюю поверхность пищевого контейнера 19 водного раствора электролита под давлением через форсунку, в которую водный раствор электролита поступает по подводящей трубке 10 из расходной емкости 9. Диапазон концентраций электролита в водном растворе подбирают таким образом, чтобы обеспечить значение удельной электропроводности водного раствора электролита в интервале 90 – 190 мОм⋅см. Диапазон концентраций электролита в водном растворе, обеспечивающий указанный интервал значений удельной электропроводности водного раствора электролита, обусловлен, с одной стороны, обеспечением эффекта активации точек с повышенной поверхностной энергией при воздействии на поверхность пищевого контейнера 19 с нанесенным на нее водным раствором электролита магнитного поля. Это объясняется тем, что при более низких концентрациях электролита в водном растворе увеличивается вклад эффекта концентрационного расслаивания, что приводит к ухудшению качества водного раствора электролита. С другой стороны, при более высокой концентрации электролита в водном растворе, увеличивается скорость осаждения электролита на форсунке, в связи с чем, возникает необходимость сокращать интервал между остановками на обслуживание оборудования (чистку и мойку).
В качестве электролита может быть использован водный раствор соли щелочных металлов, например, калия, или натрия или щелочноземельных металлов, например, кальция или магния и неорганических кислот, например, соляной кислоты или углекислоты. Также в качестве электролита может быть использован водный раствор соли щелочных металлов, например, калия, или натрия или щелочноземельных металлов, например, кальция или магния с органическими кислотами, например, уксусной или глюконовой кислотами, или любой другой слабо концентрированный раствор электролита, не наносящий вред здоровью человека. Тем самым достигается отсутствие токсичности и снижение риска причинения вреда здоровью пользователя, соответственно. Работу форсунок синхронизируют с перемещением пищевых контейнеров 19 по ленте транспортера 1.
Непосредственно после нанесения водного раствора электролита на поверхность пищевого контейнера 19 его подвергают обработке магнитным полем. С помощью ленты транспортера 1 пищевой контейнер 19 перемещают в зону 5 обработки магнитным полем, в которой размещены встроенные магниты, создающие в указанной зоне магнитное поле с индукцией в интервале значений 0.1 – 1.5 Тл. При проведении обработки пищевого контейнера 19 магнитным полем происходит активация точек с повышенной поверхностной энергией. Это обеспечивает необходимый эффект стерилизации поверхности пищевого контейнера 19, за счет создания долгоживущего слабого магнитного поля, источником которого являются активированные точки на поверхности пищевого контейнера 19 (и поверхности салфетки 20, в случае снабжения пищевого контейнера 19 салфеткой 20), в результате чего существование микроорганизмов на поверхности пищевого контейнера 19 становится несовместимым с долгоживущим слабым магнитным полем. При этом максимальный эффект достигается при значениях индукции магнитного поля равной 0.7 – 1.5 Тл. Выбранный диапазон величины индукции магнитного поля обусловлен, с одной стороны, эффективностью обработки поверхности пищевого контейнера 19 магнитным полем после нанесения водного раствора электролита на поверхность, а с другой, – обеспечивает допустимое нагревание материала пищевого контейнера 19, не приводящее к его деформации. Это объясняется тем, что при воздействии магнитного поля на водный раствор электролита происходит его нагревание, и как следствие, нагревание поверхности пищевого контейнера 19.
Обработанный таким образом пищевой контейнер 19 с помощью ленты транспортера 1 перемещают в сушильную камеру 6 и проводят сушку пищевого контейнера 19. Температура, при которой проводят сушку пищевого контейнера 19, составляет 100ºС – 140ºС. Сушку пищевого контейнера 19 проводят до состояния, когда при изменении положения пищевого контейнера 19 влага не скатывается с поверхностей и не образует капель. Это позволяет сократить время, затрачиваемое на сушку пищевого контейнера 19 и упростить процесс его стерилизации.
После сушки пищевые контейнеры 19 автоматически складываются в стопку с помощью штабелера 7.
Отличительной особенностью заявляемого способа стерилизации пищевого контейнера 19 является тот факт, что полученный согласно заявляемому способу стерилизованный пищевой контейнер выполнен с возможностью размещения в нем пищевого продукта с последующим запечатыванием стерилизованного пищевого контейнера 19. При этом отсутствует необходимость последующей стерилизации запечатанного стерилизованного контейнера с размещенным в нем пищевым продуктом. Это особенно важно в том случае, если в качестве пищевого продукта используют мясной продукт, поскольку в этом случае термическая обработка или же обработка магнитным полем пищевого контейнера 19 с размещенным в нем мясным продуктом, являются нежелательными. В свою очередь, это обусловлено риском потери мясным продуктом потребительских свойств.
В качестве одного из вариантов реализации заявляемого способа стерилизации пищевого контейнера 19 перед этапом нанесения водного раствора электролита на поверхность пищевого контейнера 19 проводят размещение салфетки 20 в пищевом контейнере 19.
Пищевой контейнер 19 вынимают из стопки пищевых контейнеров 19 и помещают на ленту транспортера 1, после чего перемещают в зону 3 размещения салфетки 20.
Ленту 21 материала салфеток 20 в рулоне заданной ширины, расположенном на размотчике 8, подают с помощью тянущего устройства 12 на стол 13. На этом столе 13 ленту 21 материала салфеток 20 разрезают на отдельные салфетки 20 заданной длины с помощью ножей 15, закрепленных на вращающемся с регулируемой скоростью барабане 14. Отрезанная салфетка 20 направляющими ремнями 16 подается на пятку 18 дорна 17. По пути из верхнего положения в нижнее на салфетку 20, прикрепленную к пятке 18 дорна 17 с помощью вакуума, может быть нанесен клей. В качестве клея может быть использован любой известный клей-расплав, имеющий разрешение на контакт с пищевыми продуктами, например, клей-расплав «Technomelt Supra 130 Cool» компании Henkel. Дорн 17 прижимает пятку 18 дорна 17 с салфеткой 20, прикрепленной к пятке 18 дорна 17 с помощью вакуума, в момент расположения пятки 18 дорна 17 в нижнем положении, к днищу пищевого контейнера 19. Одновременно с этим проводят снятие вакуума, и таким образом достигается размещение салфетки 20 в пищевом контейнере 19. После этого салфетку 20 закрепляют на днище пищевого контейнера 19. В качестве примера салфетка 20 может быть закреплена на днище пищевого контейнера 19 с помощью ультразвука или термическим способом. Такой механизм размещения и закрепления салфетки 20 в пищевом контейнере 19 позволяет существенно упростить процесс стерилизации пищевого контейнера 19 в случае выполнения стерилизованного пищевого контейнера, снабженного салфеткой 20. Наличие салфетки 20 позволяет впитывать излишки жидкости, содержащейся в продукте, подлежащему упаковке в пищевой контейнер 19. Это приводит к увеличению срока хранения пищевого продукта, упакованного в указанный стерилизованный пищевой контейнер, снабженный салфеткой 20. Кроме того, это позволяет увеличить количество водного раствора электролита на поверхности пищевого контейнера 19, за счет впитывания его салфеткой 20. При этом, стерилизация пищевого контейнера 19 проходит быстрее, поскольку увеличивается количество точек с повышенной поверхностной энергией на поверхности пищевого контейнера 19 с нанесенным на нее водным раствором электролита, а значит и интенсивность долгоживущего слабого магнитного поля, источником которого являются активированные точки на поверхности пищевого контейнера 19, возникающего при последующей обработке пищевого контейнера 19 в зоне 5 обработки магнитным полем. Салфетка 20 может быть выполнена из любого известного материала, обладающего способностью к поглощению жидкостей и имеющего разрешение на контакт с пищевыми продуктами. В качестве примера салфетка 20 может быть изготовлена из обработанной особым образом целлюлозы, имеющей сильно разветвленную пористую структуру, способную к поглощению жидкостей, например, из материала Airlaids фирмы McAirlaids, Германия. Салфетка 20 также может быть изготовлена из указанного материала с добавлением полиакриламида натрия для увеличения количества потенциально впитываемой жидкости и может быть также заключена в полиэтиленовую оболочку с микроперфорацией.
В данном варианте реализации способа стерилизации пищевого контейнера 19 после этапа размещения салфетки 20 пищевой контейнер 19 перемещают в зону 4 нанесения водного раствора электролита и проводят его нанесение на поверхность пищевого контейнера 19 согласно заявляемому способу.
После проведения стерилизации пищевого контейнера 19 согласно любому из вариантов заявляемого способа стерилизации пищевого контейнера 19 в пищевой контейнер 19 помещают пищевой продукт, например, мясо, такое как свинина, говядина или любой другой вид мяса, и запечатывают его. В качестве примера этап запечатывания может быть осуществлен с помощью съемной крышки или путем припаивания к фланцам пищевого контейнера 19 полимерной пленки, изготовленной из полимера, имеющего разрешение на контакт с пищевыми продуктами.
В качестве примера такого полимера может быть использован слоистый полимер, содержащий слои полиэтилена, адгезива, полиамида и сополимера этилена с поливиниловым спиртом (EVOH) или слоистый полимер, содержащий слои полиэтилена, адгезива и полиэтилентерефталата.
Таким образом, этап запечатывания пищевого контейнера 19 обеспечивает увеличение срока хранения пищевого продукта.
В пищевые контейнеры, стерилизованные согласно заявляемому способу стерилизации пищевого контейнера, марки МАР 260х177х13 Skin PPCO(CH30)/PE коричневый (не содержащие барьерного слоя, серия 3) и в пищевые контейнеры той же марки, не подвергавшиеся стерилизации согласно заявляемому способу (контрольный опыт, серия 1), а также в пищевые контейнеры марки LONG 260х177х13 Skin PPCO(CH30)/EVOH/PE коричневый (с барьерным слоем сополимера EVOH, контрольный опыт, серия 2) поместили образцы мясных крупнокусковых бескостных полуфабрикатов из свинины, изготовленных из длиннейшей мышцы спины и поясницы. Пищевые контейнеры, стерилизованные согласно заявляемому способу стерилизации пищевого контейнера, с размещенным в них продуктом запаивали с применением пленки, состоящей из слоистого пластика с запаечным слоем из полиэтилена и внутренним барьерным слоем.
Упакованные таким образом пищевые продукты были затем проанализированы на предмет определения их микробиологического состояния при хранении в условиях температур 0 – 2°С в течение 31 суток.
Исследования микробиологических показателей проводили в объеме согласно требованиям Приложения 1 ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции» по следующим методам:
-органолептические показатели - по ГОСТ 7269-79;
-количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов
(КМАФАнМ) – по ГОСТ 10444.15-94;
-бактерии группы кишечных палочек (колиформы) (БГКП) – по ГОСТ 31747-2012;
-Proteus – по ГОСТ 28560-90;
-Listeria monocytogenes – по ГОСТ 32031-2012;
-патогенные, в том числе сальмонеллы – по ГОСТ 31659-2012.
Анализ проводили на 3, 8, 11, 15, 18, 22, 24 и 31 день.
Результаты определения состояния упакованного продукта представлены в табл. 1-5 и на Фиг. 3.
Таблица 1. Динамика изменения показателя КМАФАнМ в образцах.
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более 1х10<sup>3</sup>
Сутки
Серия 1
Серия 2
Серия 3
0
0,90
0,91
0,88
3
1,27
0,92
0,91
8
2,25
1,01
0,90
11
3,15
1,07
0,95
15
1,58
0,98
18
2,13
1,10
22
2,56
1,33
24
3,17
1,54
31
2,58
Таблица 2. Динамика изменения показателя БГКП (колиформы).
БГКП (колиформы), г/см<sup>3</sup>, не допускается в 0,1 г
Сутки
Серия 1
Серия 2
Серия 3
0
не обн.
не обн.
не обн.
3
не обн.
не обн.
не обн.
8
не обн.
не обн.
не обн.
11
не обн.
не обн.
не обн.
15
обн.
не обн.
не обн.
18
не обн.
не обн.
22
не обн.
не обн.
24
обн.
не обн.
31
не обн.
Таблица 3. Динамика изменения показателя Listeria monocytogenes.
Listeria monocytogenes, г/см<sup>3</sup>, не допускается в 25,0 г
Сутки
Серия 1
Серия 2
Серия 3
0
не обн.
не обн.
не обн.
3
не обн.
не обн.
не обн.
8
не обн.
не обн.
не обн.
11
не обн.
не обн.
не обн.
15
не обн.
не обн.
не обн.
18
не обн.
не обн.
не обн.
22
не обн.
не обн.
не обн.
24
не обн.
не обн.
не обн.
31
не обн.
не обн.
не обн.
Таблица 4. Динамика изменения показателя Proteus.
Proteus, г/см<sup>3</sup>, не допускается в 0,1 г
Сутки
Серия 1
Серия 2
Серия 3
0
не обн.
не обн.
не обн.
3
не обн.
не обн.
не обн.
8
не обн.
не обн.
не обн.
11
обн.
не обн.
не обн.
15
не обн.
не обн.
18
не обн.
не обн.
22
обн.
не обн.
24
не обн.
31
не обн.
Таблица 5. Динамика изменения показателя Proteus.
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, г/см<sup>3</sup>, не допускается в 25,0 г
Сутки
Серия 1
Серия 2
Серия 3
0
не обн.
не обн.
не обн.
3
не обн.
не обн.
не обн.
8
не обн.
не обн.
не обн.
11
обн.
не обн.
не обн.
15
не обн.
не обн.
18
не обн.
не обн.
22
не обн.
не обн.
24
обн.
не обн.
31
не обн.
Данные органолептического анализа:
- серия 1: внешний вид, консистенция и запах мясного продукта сохранялись вплоть до 8 суток хранения; количество отделившейся влаги постепенно увеличивалось, цвет мяса оставался бледно-розовым, жир - мягким и светлым, без признаков прогоркания; консистенция - упругой и плотной; запах мяса – специфическим, характерным для свиного мяса. На 11-е сутки обнаружены признаки порчи;
- серия 2: внешний вид, консистенция и запах мясного продукта сохранялись вплоть до 22 суток хранения. Признаки порчи отмечены на 22-е сутки;
- серия 3: внешний вид, консистенция и запах мясного продукта сохранялись вплоть до 31 суток хранения; признаков порчи не обнаружено.
Данные органолептического и биологического анализа показывают, что пищевые контейнеры, стерилизованные согласно заявляемому способу стерилизации пищевого контейнера, позволяют существенно увеличить сроки хранения пищевых продуктов, сохранив их свежесть и безопасность.
Заявляемый способ стерилизации пищевого контейнера является простым и технологичным и может быть применен в промышленном производстве.