定義
罐內壓力低於1個大氣壓的真空程度。
其形成過程稱為排氣,即通過加熱、真空或蒸汽噴射等方法,在密封前排除罐頭頂隙及內容物中的空氣,從而在密封冷卻後形成部分真空。適當的真空度有助於抑制好氧微生物生長,防止罐頭在高溫殺菌過程中因空氣膨脹導致漲罐以及在儲存運輸過程中的物理性膨脹(胖聽)。
其數值通常以大氣壓力與罐內殘留氣體壓力之差表示,計算公式為:罐內真空度 = 大氣壓力 - 罐內殘留氣體壓力,常用單位是毫米汞柱(mmHg)或千帕(kPa)。
對於商業罐頭,正常的真空度範圍通常在180~380 mmHg之間,而封罐操作時的真空度可達到350~450 mmHg。
影響因素
影響罐頭真空度的因素主要包括排氣封溫度、罐內頂隙大小、食品原料種類、新鮮度和酸度以及氣溫、氣壓與海拔高度。真空密封室內的真空度和食品溫度是控制罐內真空度的主要因素,兩者越高則封罐後罐頭的真空度越高。
檢測方法
罐頭真空度的檢測方法主要分為破壞性直接測量法和無損檢測法兩大類。檢測方法的選擇關係到產品質量控制、生產效率以及包裝完整性。
真空表直接測定法
真空表直接測定法是主流的定量測定方法,使用罐頭真空表(真空度測試儀)直接測量。該方法屬於破壞性檢測,通過穿刺罐蓋讀取壓力值。儀器分為手持式和台式,其中台式儀器(如SYL-03A型)通過鋼針穿刺蓋體並利用矽膠墊密封后讀數,精度高於手持式。操作時需將罐頭垂直放置,對準針頭後扳動手柄刺穿瓶蓋讀取數值。
無損檢測法
無損檢測法無需破壞罐頭包裝即可評估真空度。曾研究過多種方法,概括起來可分為音響法和光學法兩大類。電渦流法利用雙感測器測量罐蓋的微小變形,通過數學模型計算內部壓力或真空度。擊振法/音響法通過測量罐頭端蓋的自由振動頻率來判斷真空度,可與單片機系統結合提高分選精確度。超聲技術通過檢測湯汁內微小氣泡對超音波的反射信號來評估真空度,該方法在1986年已有研究,對含湯汁罐頭可靠性高。
感官鑑定
感官鑑定是一種傳統的初步、定性判斷方法。通過敲擊罐蓋聽其發出的聲音進行判斷,正常真空度的產品通常會發出清脆堅實的響聲。
新型智慧型檢測技術
隨著感測技術與人工智慧的發展,出現了更先進的檢測方法。例如,基於雷射位移感測器獲取罐頭頂部輪廓曲線數據,並利用1D-DenseRNet模型對數據進行分類,從而實現高精度、無損的真空度檢測。該方法特別適用於小樣本數據場景,展現出較高的檢測精度。
套用與意義
維持罐頭食品適宜的真空度,在食品安全、質量保障、包裝保護及用戶體驗等方面具有關鍵作用。
罐內真空造成的缺氧環境,能有效抑制大部分好氧微生物的生長繁殖,是防止食品腐敗變質、實現商業無菌和長期保存的首要屏障。
適宜的真空度可平衡罐頭在儲存、運輸及海拔、氣溫變化時產生的內外壓力差,防止罐蓋發生永久性膨脹或罐體變形,確保產品外觀正常。
對於馬口鐵罐等金屬包裝,維持一定的真空度有助於減少罐內壁的腐蝕,從而延長產品的保質期。
罐內真空度是檢驗罐頭質量好壞的關鍵指標之一。正常產品具有一定的真空度,可通過敲擊罐蓋聽聲進行初步感官鑑定,若真空度不足或喪失,通常意味著產品可能存在密封不良或已變質等質量問題。
罐頭因內部低壓而不易徒手開啟。用戶可通過將罐頭整體加熱使罐內空氣受熱膨脹,從而減小內外壓差,以便輕鬆開啟。
研究進展
1986年,
超聲技術被研究用於檢測罐頭真空度,證實其可行性且可靠性優於人工打檢。1989年,
四川農業大學研製了基於電渦流原理的罐頭真空度非破壞性檢測儀。1990年,出現了電磁感應非接觸式無損檢測方法及裝置。1993年,
合肥工業大學研究了電渦流檢測法並設計了微機化檢測裝置。1998年,
單片微機被套用於擊振法檢測系統,提高了分選精度和可靠性。2004年至2005年,電渦流法檢測儀器得到進一步改進。2024年,提出了基於
雷射位移感測器和1D-DenseRNet神經網路模型的智慧型化檢測方法,實現了高精度、快速的無損檢測。
出處
《水產名詞》。