微波食品包装机技术

20世纪90年代中期以来，微波炉的零售业绩不断攀升，从1997午的160万台到2002年的250万台，微波炉的广泛应用推动了微波食品包装的发展，特别是一些需要加热的预制食品、烤著片、爆米花及比萨饼等，这也推动着食品生产商采用更多的高质微波适用包装材料和先进的微波食品包装机技术。

一、微波加热特性与包装要求

(一)微波加热的基本原理和特点所谓微波食品，是指应用现代加工技术对食品原料采用科学的配比和组合适合微波炉加热或调制、便于食用的食品。

1．微波加热的基本原理食品微波处理主要是利用微波的热效应。通常，一些介质材料出极性分子和非极性分子组成，在微波电磁场作用Tf，极性分子从原来的热运动状态转向依照电磁场的方向交变而排列取向，产生类似摩擦热，在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内的热能，使介质温度出现宏观上的升高，这就是对微波加热通俗的解释。由此可见，微波加热是介质材料料自身损耗电磁场能量而发热。对于金属材料，电磁场不能透入内部而是被反射出来，所以金属材料不能吸收微波。水是吸收微波的介质，所以凡含水的物质必定吸收微波。电介质吸收微波能使介质温度升高，这个过程称为介电加热。食品中的水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物等都属于电介质。

2．微波加热的特点

微波在食品包装—亡的大应用是加热和灭菌。与常规热力杀菌比较，微波杀菌的特点是能在较低的温度和较短的时间内获得所需的消毒杀菌效果。实践证明，一般在70℃就可全部杀死大肠杆菌，在80一90℃细菌总数大大降低，时间只需2—3min，速度快，时间短，因此对保留食品巾的营养成分、传统风味，延长保质期，提高产品质量有显著的效果。

(1)节能高效常规加热方式如火焰、热风、电热、蒸汽加热等l都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传人内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部加热。些使中心部位达到所需的批发，浴要一定的时间，导热性较差的物体所需的时间就更长。微波是直接对包装食品进行作用，使被加热物体本身成为发热体，称之为内部加热方式，不需要热传导的过程，微波从四面八方穿透物体内部，使物体在很矩时间内同时达到里外均匀加热效果。在微波加热中，微波能只能被加热物体吸收而生热，炉内的空气与相应的容器都不会发热，没有额外的热能损失，所以热效率极高，生产环境也明显改善，与远红外加热相比可节电30%。

(2)均匀加热常规加热，为提高加热速度，就将要升向加热温度，容易产生外焦内生现象。微波加热时，食品各部位通常都能均匀渗季电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。

(3)易于控制，工艺先进与常规方法比较，微波设备即开即用，热惯性极小，操作灵传输速度都可配用微机调节，特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制。

(4)低温杀菌，元污染微波能自身不会对食nhn污染，微波的热效应双望杀菌作用又能在较低的温皮下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成分的加热杀菌方法。

(5)选择性加热微波对不同性质的物料有不同的作用，这一点对干燥作业有利。因为水分子对微波的吸收，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位。这就是选择加热的特点，利用这一特点可以做到食品均匀加热和均匀干燥。值得注意的是，有些物质当温度愈高时吸收性愈好，容易造成恶性循环，出现局部温度急剧上升造成过干，甚至炭化。对含这类物质的食品进行微波加热时，要注意制定合理的加热工艺。值得注意的是，有些物质当温度愈高时吸收性愈好，容易造成恶性循环，出现局部温度急剧上升造成过干，甚至炭化。对含这类物质的食品进行微波加热时，要注意制定合理的加热工艺。

(6)安全无害在微波加热、干燥小，无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标服，是一种十分安全无害的高新技术。

此外，微波杀菌机型除热效应外，还有某些非热效应(如光化学效应)、电磁共振效应和均致力效应等，可以方便地用于食品包装的灭菌中。

(二)微波食品的包装耍求

微波食品对包装的要求包括对材料的要求和对包装形式设计的要求

1．微波包装材料的要求

在材料选择方面，凡能透过微波的包装材料都具有采用微波加热的基本条件t玻璃、陶瓷、纸张、塑料、金属及这些材料的复合物，都能用作微波食品包装材料。一般来说，选用理想的微波食品用包装材料除了要注意材料透过微波的能力之外，还要注意材料的以下特点。

(1)耐热性微波包装材料基本的要求是必须具有良好的耐热性。考虑到各种微波食品在加热过程中的升温过程不同，水性食品因水的沸点为loo℃，尹温到100℃并保持一段恒温时间，直至水分全部挥发逸尽、因此对水性食品用微波包装材料的耐热性要求较低，但也不应低于100℃。油性食品因油的沸点在200℃以上，加热过程中在达到油的沸点以前，不会出现较低温度区间的恒温阶段，因此对油性食品用微波包装材料的耐热性要求较高。一般来说．油性食品用微波包装材料至少要能够在130℃左方经受10min以上的加热处理。

(2)耐寒性微波食品为延长保质期多采用冷冻贮存，因此微波包装材料的基材除了必须耐热之外，还需考虑共耐寒性的问题。微波包装材料应能耐一20一一18℃的低温。

(3)耐油性微波包装材料常需接触食用汕类物质，因此除水性食品的一次性包装材料之外，应当具有良好的耐油性。

(4)卫生标准微波包装材料在使用过程中常立接与食品接触，因此所选用的材料必须具有可靠的卫生性能，符合有关国家卫生标准的要求。

(5)廉价性由于微波炉容器足一种普及型日常用品，微波食品包装材料一般都是一次性包装材料，因此在具有相同或相近使用性能的条件下，应当尽可能选伯价格比较低廉的材料，以提高市场竞争能力。

(6)废弃物易处理微波食品的包装容器届一次性使用的产品，因此处理废弃物是一个需要重视的问题，应当尽量选用易回收利用的材料。塑料不仅具有透过微波的性能，而且品种繁多，可以满足上述各项基本要求。此外塑料普遍具有热容量小的特点，采用塑料微波食品包装材料，使用时还具有加热升温伙、扑能的优点，因此塑料微波食品用包装材料发展很快。

2．微波包装形式设计要求

形式设计对于微波食品的包装同样重要。随着人们生活节奏的加快，时间和效率成为重要的因素，在商品包装上更加要求体现山便利性、简洁仕。尤其是食品类，大致的半成品、冷冻食品、熟食制成品、微波食品洒现出来以适应人们生活节奏的变化，包装设计也随之在结构、材料、功能上配合着这种变化。例如冷冻调理食品多采用托盘包装，但在托盘外面，一般还套有一层翅料袋或一只纸盒，这是因为考虑到包装的密封性和防止在微波加热过程小蒸汽的过度形成以及热液体的溅射。

总的说来，微波食品的包装形式设计应考虑以下几个方面。

①是否需要对金属材料加以防护。

②是否需要屏蔽，以防止食品加热不均导致食品过熟甚至焦化。

③是否需要敏片包装，对微波食品表面施以高温。

④是否需要在包装(如玻璃瓶)外采用套标，以防止容器过热而烫伤手。

⑤是否需要在容器内保持适量蒸汽，以利于食品更好地熟制。

⑥是否需要控制包验内微波加热的分布(如分部加热)，采用掩蔽或微波定向技术

二、微波食品用包装材料

微波食品用包装材料主要指便于微波炉直接加工处理的食品包装材料而连包装与食品一同放人微波炉中方便处理，然后出炉即食。

(一)微波食品包装材料的分类

微波食品包装可分为外包装和内包装。外包装通常是印刷有精美图案和使用说明的包装纸盒，以吸引消典者；而内包装是指盘式或盒式容器，便—j：微波炉直接加工处理。本节所讨论的微波食品包装主要是内包装。根据材料与微波加热作用机理的不同，微波食品包装材料可分为三大类：微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射材料。

1．微波穿透材料’

包装食品在微波炉巾加热或蒸煮时，常常要求微波大限度地为食物所吸收，从而使食物迅速加热升温，提高热效率。因此就要求包装材料或容器能透过微波能，且材料本身吸收微波能要尽可能少，这样透过包装到达食物的微波能才会更多。玻璃、翅料和纸都是优良的微波穿远材料，因此目前微波食品包装容器大多是由这些材料制成的，其中又以塑料制品轻便耐用、综合性能好而应用更加广泛。

2．微波吸收材料

或者称为微波感受材料。这类材料能吸收微波能，它们在微波场中能与食物一起被加热，甚至比食品内容物升温更快。通常用于微波敏片包装或微波炉专用器具，以使食品表面达到更高温度，产生脆性或发生褐变。常用的薄涂层材料是先把某种金属粒子(如铝)以热蒸镀或喷镀的方式沉积于塑料薄膜(如FET)表面(厚度大约为16nm)，然后再把此塑料薄膜与具有热稳定性的牛皮纸以层压的方式复合到一起。这种材料的重要性能之一是它的表面电阻性能：当金局涂层的厚度非常大时，其表面电阻为零，传到涂层表面的微波能量全部被反射回去；随着金属涂层厚度的减小，其表面电阻逐渐增加，吸收的微波量也逐渐增加。徐层厚度时，它可吸收微波能量的50％。此类薄膜在微波场中几秒钟内可达到250℃的高温，可以作为加热板使用，使食物表面产生焦黄的色泽。

3．微波反射材料众所周知，金属能反射微波，因此在微波炉巾一般不能放入金属制品或容器，否则将会引起打火。但这并不走明金属就不能用于微波食品包装，相反，经过专业人员的形状设计，金届也能近入微波炉。在微波食品包装巾，可以利用金届反射微波能这一特点，将其作为屏蔽微波能的材料，以防止食品的某部分被微波加热过度，以达到更好的加热效果。这些材料一般是铝箔或铝箔复合材料。如果需要全部屏蔽，则可以将其做成钳制容器。