专利名称：一种以纤维为基料的容器的灭菌方法
技术领域：
本发明涉及一种以纤维为基料的容器的灭菌方法。更具体地说，本发明涉及一种与高压蒸汽处理以纤维为基料的容器有关的方法，该方法可以缩短灭菌周期。
通过温热和干热的热处理可以达到使微生物致死和/或失活。在食品工业中，由于在高水分含量下比在低水分含量，即干热下的生物致死和失活机理有效的得多，因此优选湿热的热处理。此外，在用于热处理的设备中使用湿热时传热效率高得多。
在以纸或板为基层的包装材料中，为了使容器具有必要的三维刚度，该基层必需制得相对厚些。然而，由以纸或板为基料的这些叠层制成的容器遇到液体或水分时，其缺陷是它们的机械强度性能快速降低，使得容器变软且难使用。这样，由于具有吸附液体的纤维层的包装叠层没有希望的机械刚度，并且因此将削弱或丧失容器的尺寸稳定性，用具有吸附液体的纤维层的包装叠层制成的已知容器不能承受湿热的热处理。
为了避免这些问题，已开发出适应在水分和/或热的条件下承受剧烈条件的包装叠层。这种已知的选择性包装材料具有例如塑料和与塑料混合的填料的增强基层。已证实该材料对水的敏感性比前面使用的以纸和板为基料的材料对水的敏感性小。由这些叠层制成的容器非常适宜利用冷冻和加热的防腐处理。当使用冷冻的防腐处理时，充填有固体和/或液体材料的这些容器可以通过水冷却来冷却。
然而，纸和板是廉价的包装材料，并且因此已开发的容器包括一具有这些材料之一的基层的叠层。用这种薄片或网状的叠层型材料加工而成的容器可以在高温潮湿环境下进行热处理。
通过折叠，这些叠层可以用于加工尺寸稳定且不可渗透的包装容器，并且该容器非常适宜在超压下在包括湿热的热处理的最苛刻条件下使用。这样苛刻的环境包括在食品可以接受的温度和周期下的高压蒸汽处理。这意味着该叠层也非常适宜用于打算在无菌条件下将产品填充入内的容器的加工。在这一点上，产品经过灭菌，并且在几乎无菌条件下填充到同样经过灭菌的容器中，在这种条件下密封填充物之后，在消费产品前，填充的产品在贮藏期间不再受到微生物的感染。
使用含水传热介质来实现容器的这种热处理。通常，使用在充填有水或蒸汽的高压锅中在超压下的湿热热处理。在这一点上，高压蒸汽处理周期可以分成升温时间、保温时间和冷却时间。升温时间为从加热开始直到达到希望温度为止的时间。在0.5bar的超压下，蒸汽的温度为约110℃，在1.1bar的超压下，温度变为约121℃。在希望的恒温下达到灭菌所需的保温时间之后，将高压锅中的压力降低到正常大气压，并且在冷却时间期间，通过冷却高压锅来降低温度。
由于高压蒸汽处理为使用超压的灭菌方法，该方法主要以成批而非连续地进行。因此希望当进行高压蒸汽处理时，可以降低该周期。
然而，很清楚，当上述容器受到太广泛的热处理时，它们暴露于环境中，这样容器抗水分和液体的良好密封性能将部分丧失。由于纸或板层受到浸泡，这样就存在包装材料的机械强度性能降低并且容器变软且难使用的危险。因此尽可能最小程度地使这类容器暴露于这样的环境中是很重要的。
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有权利要求1的特征的方法。
当对含有纤维的容器进行灭菌时，为了弥补上述问题，预先用空气使容器冷却。然而，进行高压蒸汽处理时，已发现具有例如纸或板的浸泡层的这类容器很好地耐受高到临界温度的加热以及作为传热介质的液态水的冷却。
不同类型的材料需要不同处理时间和/或不同加热/杀菌/冷却的时间。首先，临界温度依赖于基层厚度和其组成中纤维含量，但是包装叠层的其它组分也是重要的。因此，临界温度在约70℃和约95℃之间，优选在约80℃和约85℃之间变化。随着由薄片或网状的叠层型材料加工成折叠容器，其材料包括基层、外涂层和内涂层，临界温度可以高到约90℃。
通过高压蒸汽处理的经填充的容器的灭菌按周期过程进行。这种周期包括上述彼此相连的阶段升温时间、保温时间和冷却时间。根据本发明，在升温时间和/或保温时间内可以改变传热介质。由于例如用空气的冷却比用水的冷却慢得多，以纤维为基料并且可以经高压蒸汽处理的容器的联合冷却步骤，其中用水冷却代替空气，从而达到更短的冷却时间。在相当程度上，在与热处理有关的常用预热方法中，用蒸汽加热比喷洒水要快。因此，传热介质的如此改变提高了灭菌周期的效率，因此节约了加工费用。
在这一点上，传热介质意思是从容器传递热能或将热能传递到容器的试剂。适宜的传热介质包括例如水(液相)、蒸汽和空气。通过高压蒸汽灭菌处理后，容器冷却过程中，根据本发明，在临界温度下改变传热介质，优选由空气变为水。也可以通过喷洒冷却水来实现临界温度以下的冷却，如果需要的话，为了快速达到足够低的温度，可以伴随着CO2和N2冷却。接着也可以使用吹干风结束冷却阶段。以相同方式，在高压蒸汽处理之前的容器加热过程中，在临界温度时可以改变传热介质。
总之，暴露于环境中且需要耐水分和液体的良好密封性能的容器的包装材料存在。在某一临界温度之上，这些材料不能完全顶住水对包装材料机械性能的副作用。因此，容器暴露于这些不好条件下的时间应尽可能短，同时保持所需灭菌效果。根据本发明，当容器通过热处理，优选高压蒸汽处理灭菌时，可以在容器加热和/或冷却期间，在容器临界温度下通过改变分别用于加热和/或冷却容器的传热介质来实现这一点。优选在高压锅中进行灭菌，允许温度升高到适宜应用的高压蒸汽处理温度，在足够保温时间内保持该温度。然后用不含水的介质冷却容器，该介质优选空气，降到临界温度，在该温度下用水替换该介质。
实际上从试验结果已显示出通过蒸汽-空气-水的这一循环可以相当大地缩短操作时间。依赖容器的型号，冷却时间例如可以从起初的约30-50分钟缩短到约10分钟。
权利要求
1．一种与高压蒸汽处理以纤维为基料的容器有关的方法，其特征在于在加热和/或冷却过程中，在容器的临界温度时改变分别用于加热和/或冷却容器的传热介质。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于在冷却过程中介质由空气变为水。
3．根据权利要求1的方法，其特征在于临界温度在约70℃和约95℃之间。
4．根据权利要求3的方法，其特征在于临界温度在约80℃和约85℃之间。
全文摘要
当对以纤维为基料的容器进行高压蒸汽处理时,在容器的临界温度时通过改变分别用于加热和/或冷却容器的传热介质,可以缩短灭菌周期。
文档编号B65B55/04GK1233220SQ9719883
公开日1999年10月27日 申请日期1997年9月18日 优先权日1996年10月16日
发明者J·拉格斯特德 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司