Konserwy sterylizowane należą do wyrobów apertyzowanych obrabianych obróbką sterylizacyjną, która jest jednym z bardziej złożonych procesów technologicznych stosowanych w przemyśle mięsnym. Stosowanie temperatury przekraczającej 100°C (najczęściej 121,1°C) i hermetyzacja opakowań (puszki, słoje, pudełka Al i opakowania polimerowe) zapewnia konserwom długi okres trwałości. Utrwalanie temperaturą sterylizacji musi maksymalnie ograniczyć obniżenie wartości odżywczej zawartości zamkniętych hermetycznie opakowań, a także chronić producenta przed stratami ekonomicznymi. Z powyższych względów produkowane konserwy sterylizowane powinny spełniać wysokie wymagania organoleptyczne, fizykochemiczne i mikrobiologiczne.
Techniczno-technologiczne podstawy sterylizacji
Warunkiem uzyskania wysokiej jakości konserw sterylizowanych niezbędne jest prowadzenie procesu obróbki w odpowiednim środowisku do ogrzewania i chłodzenia. Odbywa się to w urządzeniach do sterylizacji, zwanych autoklawami i z tego względu proces ten często określa się terminem autoklawowania. W urządzeniach tych następuje wymiana energii cieplnej z napełnionym opakowaniem konserwy przez przewodzenie, a niekiedy również z wykorzystaniem ruchów konwekcyjnych. Ten drugi proces występuje głównie wźprzypadku obróbki konserw zawierających pewną ilość cieczy, szczególnie o niewielkiej lepkości. Ruchy konwekcyjne można zdynamizować przez prowadzenie obróbki z wykorzystaniem autoklawów obrotowych, czyli rotoklawów. Wykorzystując technologicznie zjawisko konwekcji trzeba jednak pamiętać, że ruchy konwekcyjne mają kierunek pionowy. Należy to brać pod uwagę przy załadunku napełnionych opakowań do zbiorników autoklawów obrotowych. W niektórych zamkniętych opakowaniach dla ich efektywności sterylizacji i skuteczności hermetycznego zamknięcia powinna być zachowana wolna przestrzeń, nie wypełniona wsadem, która nazywana jest przestrzenią dylatacyjną. Komora ta wpływa na wielkość ciśnienia wewnątrz opakowań w czasie sterylizacji oraz warunkuje możliwość mieszania się zawartości przy rotacji napełnionych opakowań (obróbka w rotoklawach). Przestrzeń ta nabiera szczególnego znaczenia przy wykorzystywaniu do produkcji konserw słoi typu twist-off.
Mechanizm procesu sterylizacji przebiega w warunkach determinowanych konstrukcją i zasadą działania urządzeń sterylizacyjnych. W przemysłowej produkcji konserw zastosowanie mają autoklawy z grzejnym środowiskiem wodnym. Ze względu na zasadę działania i budowę tego typu autoklawy można je podzielić w zależności od rodzaju stosowanej techniki ogrzewania. W oparciu o to kryterium wyróżnia się następujące typy urządzeń, które w procesie obróbki sterylizacyjnej wykorzystują:
– parę wodną i powietrze z obiegiem wymuszonym przez wentylator,
– natrysk wodą,
– skrapianie wodą,
– parę wodną z natryskiem wodą,
– zanurzanie w wodzie.
Ze wszystkich mediów stosowanych w autoklawach optymalne właściwości grzejne ma para nasycona, będąca dobrym termodynamicznym środowiskiem przekazywania ciepła. Skraplając się na opakowaniach oddaje swoje ciepło utajone, a powstałe skropliny ściekając z opakowania umożliwiają ponownie wykorzystania przez opakowania pełnego efektu grzejnego pary. Aby w pełni optymalnie wykorzystywać ten mechanizm w autoklawach parowych nie należy nigdy dopuszczać do powstawania pary przegrzanej, ponieważ jej zdolności grzewcze są dużo słabsze niż pary nasyconej. Para przegrzana nie ma bowiem zdolności do skraplania się i dlatego nie uwalnia utajonego ciepła kondensacji. Sterylizacja w autoklawie zasilanym bezpośrednio parą wodną przebiega zawsze w środowisku przy pewnej ilości powietrza, ponieważ całkowite jego usuniecie nie jest w praktyce możliwe (pozostaje powietrze resztkowe na stałym poziomie). Występujące ciśnienie wewnątrz autoklawu jest więc wtedy sumą ciśnień cząstkowych poszczególnych składowych powstałej mieszaniny (para wodna, powietrze). W praktyce im mniej powietrza, tym wyższe ciśnienie pary i wyższa temperatura mieszaniny tworzącej medium grzejne. Obecność powietrza, będąca efektem niedostatecznego odpowietrzenia, wewnątrz autoklawu w czasie sterylizacji może powodować nierównomierne ogrzewanie sterylizowanych konserw, ponieważ powietrze jest gorszym przewodnikiem ciepła od pary i dlatego jego maksymalne usunięcie jest tak istotne. Wyjątek stanowią autoklawy parowe z wymuszonym obiegiem powietrza, które nie muszą być odpowietrzane, a cyrkulację mieszaniny pary wodnej i powietrza (medium grzejne) wymusza wentylator. W autoklawach tego typu istnieje możliwość sterowania temperaturą sterylizacji niezależnie od ciśnienia. Przy ogrzewaniu w wodzie, mimo, że nie następuje przekazywanie energii ciepła utajonego to szybkość ogrzewania nie jest mniejsza, a to dzięki bardzo dużemu stężeniu cząsteczek w porównaniu ze stężeniem cząsteczek w parze lub w powietrzu. Sterylizację w wodzie prowadzi się z wykorzystaniem medium grzejnego w postaci nasyconej pary wodnej lub przegrzanej wody. Tymi nośnikami reguluje się parametry procesu, tj. ciśnienie i temperaturę. Samo jednak przeprowadzenie procesu sterylizacji w wodzie zźbezpośrednim wykorzystaniem pary nasyconej trwa dłużej niż w samej parze, ponieważ wymaga on dłuższego ogrzewania się wody parą wodną. Zbyt gwałtowne bezpośrednie wprowadzenie do autoklawu pary wywołuje wibrację opakowań, która może spowodować ich uszkodzenie. Sterylizacja w autoklawach wodnych (natryskowych, ze skrapianiem i zanurzeniowych) jest przydatna głównie w produkcji konserw w opakowaniach szklanych oraz w puszkach. Autoklawy wykorzystujące parę wodną i powietrze w obiegu wymuszonym wentylatorem mają największą przydatność w produkcji konserw w opakowaniach polimerowych oraz pudełkach Al, a parowe z natryskiem wodą w fazie chłodzenia mają natomiast szeroką wszechstronną przydatność.
Zasadniczą rolę w procesie sterylizacji zawsze odgrywają podstawowe parametry procesu, takie jak: ciśnienie, temperatura i czas. Wyróżniki te muszą być odpowiednio ze sobą wzajemnie skorelowane, co prowadzi do uzyskania dobrego efektu końcowego sterylizacji (jałowość handlowa, hermetyczność, retencja składników). W czasie ogrzewania wewnątrz obrabianych zamkniętych opakowań wzrasta ciśnienie, by w temperaturze sterylizacji przekroczyć poziom ciśnienia środowiska grzejnego. W rezultacie dochodzi do powstania określonej różnicy ciśnień (Δp), którą najbezpieczniej wytrzymują, dzięki swojej elastyczności, cylindryczne i okrągłe puszki metalowe. Przyrostowi tej różnicy ciśnień należy w miarę możliwości technologicznych przeciwstawić się wytwarzając w autoklawie tzw. przeciwciśnienie. W przypadku stosowania w produkcji opakowań w postaci pudełek Al, pudełek z polipropylenu oraz opakowań polimerowych miękkich (tworzywa sztuczne giętkie) istnieje wręcz konieczność zrównoważenia powstającej różnicy ciśnień (Δp) w czasie sterylizacji. W praktyce wymagane przeciwciśnienie uzyskuje się za pomocą sprężonej wody (pompy wodne), nasyconej pary wodnej (kotły wysokociśnieniowe) lub sprężonego powietrza (sprężarki). Wielkość przeciwciśnienia należy zawsze odpowiednio dostosować do rodzaju obrabianych opakowań, co zabezpiecza je przed ewentualnym rozhermetyzowaniem (uszkodzenie podwójnej zakładki), wystąpieniem braku hermetycznego zamknięcia (słoje typu twist-off po zakończonym procesie), deformacją opakowań, samoodkręcaniem się wieczek, pękaniem opakowań (tworzywa polimerowe miękkie) i odrywaniem się wieczek (opakowania Al, pudełka polimerowe). Nieodpowiednie przeciwciśnienie w przypadku słoi typu twist-off może również prowadzić do ubytku rozpłynnionej zawartości z występującego naturalnie rozhermetyzowania w fazie sterylizacji tych opakowań.
Dla uzyskania wysokiej jakości konserw duże znaczenie ma chłodzenie po zakończonej obróbce sterylizacyjnej. Zaleca się prowadzenie tego procesu w taki sposób, aby końcowa temperatura schłodzonych konserw mieściła się w przedziale 32-40°C. Dolna wartość tego zakresu wyznacza granicę ekonomicznego aspektu chłodzenia, a zarazem zdolność opakowań do wysychania, co jest ważne ze względu na możliwość występowania korozji (puszki) i eliminację zakażenia wtórnego. Natomiast górny poziom wyklucza wzrost często przeżywającej sterylizację mikroflory termofilnej. Najlepszym dla bezpieczeństwa mikrobiologicznego rozwiązaniem jest schłodzenie konserw w autoklawie do temperatury poniżej 40°C, a najlepiej nawet poniżej 30°C i z tego względu należy odpowiednio dostosować parametry wody chłodzącej. Tak wychłodzone w autoklawie konserwy muszą następnie możliwie szybko dojść do równowagi temperaturowej z otoczeniem (magazyny chłodzone), co pozwala na ich zapakowanie. Zbyt długo trwający całkowity proces chłodzenia jest niekorzystny, ponieważ może być przyczyną niepożądanych zmian jakościowych. Chłodzenie konserw sterylizowanych po zakończonym procesie obróbki cieplnej powinno odbywać się w przeciwciśnieniu, co jest najbardziej krytycznym etapem całego procesu cieplnego. Przy wprowadzaniu do autoklawów wody chłodzącej, po początkowym wzroście ciśnienia w wewnątrz opakowań, następuje skraplanie pary wodnej, co grozi gwałtownym spadkiem ciśnienia. Te przeciwstawne zjawiska mogą prowadzić do różnego rodzaju deformacji opakowań (wgniecenia puszek, wgniecenia wieczek na słojach, odrywanie i odkręcanie wieczek, pękanie opakowań). Zmiany te w przypadku opakowań metalowych mogą również osłabić podwójną zakładkę. W praktyce dobrym rozwiązaniem jest utrzymywanie wielkości przeciwciśnienia w fazie chłodzenia na poziomie 13,7-20,6 kPa powyżej ciśnienia panującego w autoklawie podczas sterylizacji.
Jakość i trwałość mikrobiologiczna konserw
Dla pożądanej jakości i trwałości mikrobiologicznej konserw podstawowe znaczenie mają bakterie przetrwalnikujące, tworzące endospory o bardzo dużej w stosunku do swoich form wegetatywnych oporności cieplnej. Wśród tych bakterii największe zagrożenie stwarzają bezwzględne beztlenowce należące do rodzaju Clostridium. Sterylizowane konserwy mięsne, należące w sposób naturalny do grupy żywności mało kwaśnej lub niekwaśnej (pH > 4,6), narażone są w dużym stopniu na rozwój tych niebezpiecznych dla człowieka bakterii chorobotwórczych. Największym zagrożeniem z rodzaju Clostridium jest gatunek wytwarzający toksynę botulinową (Clostridium botulinum). Zdecydowanie mniejszym zagrożeniem dla jakości konserw sterylizowanych są natomiast względnie termofilne przetrwalnikujące beztlenowce Clostridium perfringens, które w warunkach powszechnie stosowanych w czasie przechowywania konserw nie zagrażają jednak swoim rozwojem.
Z powyższych względów bakterie Clostridium botulinum stały się drobnoustrojami, według których w praktyce opracowano warunki prowadzenia ogrzewania w produkcji konserw sterylizowanych. Biorąc pod uwagę właściwości i cechy tych bakterii konserwy sterylizowane pełne wymagają poddawania ich procesowi sterylizacji w temperaturach powyżej tzw. minimum botulinowego (sterylizacja w temperaturze minimum 110°C). W celu uzyskania jałowości handlowej w praktyce proces sterylizacji cieplnej konserw pełnych prowadzi się najczęściej w temperaturze 117-130°C), co zabezpiecza je również przed rozwojem przetrwalnikujących bakterii saprofitycznych oraz gatunków nieprzetrwalnikujących oraz niektórych drożdży i pleśni. Wyjątek stanowią konserwy „trzy- czwarte” ogrzewane najczęściej w temperaturze 105-115°C. Do tej grupy konserw należą asortymenty wrażliwe na obróbkę termiczną oraz produkowane z surowców poddawanych wstępnej obróbce cieplnej.
Poza omówionym czynnikiem termicznym, bakterie Clostridium botulinum, są inaktywowane przez:
– obecność azotynu w zawartości konserwy,
– aktywność wody wsadu konserwy na poziomie aw ≤ 0,85.
Unieszkodliwianie przetrwalników szczepów bakterii Clostridium botulinum stanowi więc główną przesłankę do wyprodukowania konserw sterylizowanych o poprawnej jałowości handlowej. Wymagany stopień wyjałowienia musi zapewnić prowadzenie obróbki sterylizacyjnej w oparciu o ustaloną zależność mówiącą, że odpowiedni czas w określonej temperaturze musi zapewnić wymaganą jałowość. Jednocześnie wytworzone konserwy muszą mieć zagwarantowaną jakość sensoryczną i zachowaną wysoką wartość odżywczą. Z tego względu konieczna jest optymalizacja procesu sterylizacji, oparta na miernikach pozwalających na skuteczne określenie wymaganego stopnia wyjałowienia. Praktyczne zastosowanie w tym zakresie znalazły testy polegające na określeniu tzw. wartości sterylizacyjnej F0, która jest mierzona w minutach. Technicznym warunkiem stosowania tej metody jest możliwość pomiaru temperatury procesu rejestrowanej co 1 minutę we wnętrzu obrabianej konserwy (centrum geometryczne) podczas obróbki sterylizacyjnej z dokładnością do ±0,5°C. Wartość sterylizacyjna F0 jest w praktyce sumą umownych (metoda sumowania) efektów letalnych działających przez określony czas w temperaturze powyżej 90°C na obrabiane konserwy. Za jednostkę wartości F0 przyjmuje się 1 minutę, określającą ogrzewanie przez ten czas w temperaturze wynoszącej 121,1°C (250°F). W praktyce oznacza to ilość energii cieplnej, jaką otrzyma konserwa ogrzewana w tej temperaturze przez okres działania medium grzejnego wynoszącym 1 minutę. Temperatura 121,1°C (250°F) dla procesu sterylizacji jest tzw. temperaturą odniesienia, która stanowi zarazem temperaturę porównywalną. Teoretycznie osiągnięcie wartości sterylizacyjnej na poziomie F0 ≥3,0 minut gwarantuje trwałość mikrobiologiczną pełnych konserw sterylizacyjnych. W praktyce autoklawowanie należy prowadzić do osiągnięcia wartości F0 na poziomie 4-5,5 minut, a w przypadku konserw z dodatkiem warzyw do wartości F0=7,5. Gwarancję i pewność bezpieczeństwa mikrobiologicznego daje jednak dopiero osiągnięcie przez obrabiane konserwy mięsne wartości F0 na poziomie 5-6 minut. Taka nadwyżka nie stanowi niekorzystnego przesterylizowania konserw, a w dużym stopniu eliminuje ryzyko wpływu pewnych zagrożeń natury technicznej, braku wyniku walidacji oraz niedokładności pomiarowej. Zakłada się, że osiągnięcie wartości F0 na zalecanym poziomie niszczy skutecznie formy wegetatywne bakterii oraz spory przetrwalnikujących bakterii mezofilnych z rodzaju Bacillus i Clostridium. W wyrobach skutecznie autoklawowanych mogą jedynie przetrwać bakterie termofilne, których wzrost obserwuje się już w temperaturze 40-70°C i z tego względu pełne konserwy sterylizowane nie należy przechowywać w temperaturze przekraczającej 40°C. Warunkiem niezbędnym dla utrzymania wysokiej jakości i jałowości mikrobiologicznej pełnych konserw sterylizowanych, poza odpowiednim sterowaniem obróbką sterylizacyjna, jest również sterowanie procesem chłodzenia po jej zakończeniu. Najlepszym rozwiązaniem na tym etapie jest szybkie schłodzenie konserw po obróbce do temperatury poniżej 30°C, co umożliwia zachowanie dużej trwałości w czasie późniejszego przechowywania konserw w temperaturze sięgającej nawet 25°C przez okres do 4 lat. Wyjątkiem są konserwy „trzy-czwarte”, które najczęściej sterylizuje się w temperaturze poniżej minimum botulinowego (temperatura autoklawowania nie przekracza 110°C) do uzyskania wartości F0=0,6-1,5 minut. Odrębną grupę konserw sterylizowanych stanowią tzw. konserwy tropikalne, poddawane obróbce do osiągnięcia wartości sterylizacyjnej na poziomie F0=12-13 minut. Warunki takie inaktywują przetrwalniki bakterii termofilnych, co daje możliwość przechowywania tych konserw bez zmian jakościowych nawet przez 1 rok w temperaturze sięgającej 40°C. Ograniczenie temperaturowe wynika tylko z faktu, że w wyższych temperaturach przechowywania następuje fizykochemiczna, abiotyczna degradacja wsadu tych konserw.
Sterowanie procesem sterylizacji
Analiza czasu ogrzewania sterylizacyjnego w różnych konstrukcyjnie autoklawach wykazuje, że różnice w zakresie przenikania ciepła zależą od dynamiki przewodzenia oraz konwekcji i w praktyce decydują o szybkości dogrzania konserw (osiągnięcie zakładanej wartości sterylizacyjnej F0). Elementem determinującym skuteczność sterylizacji jest format zastosowanego do produkcji opakowania. Przeprowadzone badania wykazały również, że efektywność sterylizacji jest najlepsza w przypadku opakowań płaskich lub wysokich i zarazem wąskich. Efektywność sterylizacji uzależniona jest także od przewodności cieplnej materiałów opakowaniowych (metale, tworzywa sztuczne, szkło). Na skuteczność dogrzania wpływają w dużym stopniu wyróżniki fizykochemiczne wsadu konserw, które w przypadku farszów wątrobianych oraz farszów do wytwarzania krwistych konserw kaszanych są niekorzystne, co powoduje konieczność dłuższego ogrzewania sterylizacyjnego konserw o takich składach, aby osiągnąć w takim samym czasie analogiczną wartość F0 jak przypadku konserw mięsnych. Z powodu wrażliwości farszów wątrobianych na działanie wysokich temperatur, powodujących pogorszenie cech sensorycznych, należy je sterylizować w temperaturze nie przekraczającej 117°C. Zakładaną wartość F0 powinno się jednak wtedy uzyskać w ciągu maksymalnie 50 minut. Programując proces sterylizacji bierze się pod uwagę w zasadzie tylko osiągnięcie wartości F0 na poziomie gwarantującym wyprodukowanie pełnych konserw sterylizacyjnych o wymaganej jałowości handlowej. Efekt ten nie zapewnia zawsze jednak dostatecznego ugotowania wsadu konserw. W takiej sytuacji należy odpowiednio sterować temperaturą procesu w taki sposób, aby wydłużyć czas trwania sterylizacji do uzyskania wymaganego efektu ugotowania wsadu konserwy. W praktyce wyroby są wtedy sterylizowane do osiągnięcia wartości F0 przekraczającej nawet poziom 20 minut. Relatywnie wysoką wartość F0 osiąga się również w procesie sterylizowania konserw, których zawartość ma z założenia uzyskać określoną konsystencję i teksturę. Przykładem takich wyrobów są konserwy tłuszczowe, w których zależy na wytopie tłuszczu stanowiącego podstawowy skład receptury surowcowej.
Istotną rolę w procesie sterylizacji odgrywa ciśnienie panujące w autoklawie, które określane jest jako tzw. przeciwciśnienie. Wielkość ta niweluje wzrost ciśnienia w obrabianych opakowaniach. Występująca zbyt duża różnica ciśnień (Δp) oddziałuje niekorzystnie na efekt całego procesu, co prowadzi do wymogu minimalizowania zakresu tego zjawiska. Stosowanie właściwie dobranego przeciwciśnienia eliminuje ewentualne bombaże techniczne oraz deformację opakowań, uszkodzenie podwójnej zakładki, zrywanie wieczek, pękanie słoi, samoodkręcanie się wieczek, pękanie opakowań polimerowych, wgniecenia płaszcza i wtłoczenia wieczek. Jako krytyczną różnicę ciśnień gwarantującą skuteczność zamknięcia i jakość zamkniętych opakowań metalowych przyjmuje się wartość tej różnicy na poziomie 158-275 kPa. Dla opakowań Al wartość krytyczna różnicy ciśnienia wynosi około 95 kPa. W przypadku niektórych opakowań, głównie takich jak słoje typu twist- off, różnica ciśnień powinna być znacznie zmniejszona do poziomu, umożliwiającego samoodpowietrzanie się tych opakowań w trakcie trwającej sterylizacji. Prowadzi to w efekcie do hermetycznego zamknięcia słoi zachodzącego w fazie późniejszego chłodzenia. Poprawny dobór przeciwciśnienia w przypadku opakowań miękkich z tworzyw sztucznych eliminuje ryzyko rozhermetyzowania się opakowania na zgrzewie lub w zamknięciu klipsowym. Dobór wielkości stosowanego przeciwciśnienia w autoklawie jest uzależnione od następujących czynników, takich jak:
– rodzaj opakowania,
– stan fizykochemiczny wsadu konserwy,
– konsystencja wsadu,
– stopień odpowietrzenia.
Parametr ten kształtuje się na poziomie 160-350 kPa, a stosowany jest w różnym zakresie w zależności od rodzaju stosowanego opakowania i wynosi odpowiednio dla poszczególnych opakowań:
– opakowania metalowe (puszki) 180-250 kPa,
– pudełka Al i opakowania twarde polimerowe z polipropylenu- powyżej 240 kPa,
– opakowania z miękkich tworzyw sztucznych 200-350 kPa,
– słoje typu twist- off 160-180 kPa.
Na wielkość ciśnienia tworzącego się wewnątrz obrabianych opakowań, któremu przeciwstawia się przeciwciśnienie panujące w autoklawie wpływa w dużym stopniu przestrzeń dylatacyjna. Umożliwia ona łatwiejszą rozszerzalność cieplną zawartości opakowań, co chroni je przed ewentualnym bombażem technicznym, ubytkiem masy i uszkodzeniem wieczek oraz warunkuje możliwość mieszania się płynnej zawartości opakowań. Pożądanym dla skutecznego efektu sterylizacji i dobrej jakości sterylizowanych konserw jest odpowietrzenie napełnionych opakowań przed ich zamknięciem. Wyeliminowanie powietrza bezpośrednio przed zamknięciem opakowań wpływa na trwałość konserw i zabezpiecza je przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w opakowaniach w trakcie sterylizacji. W przypadku słoi twist-off odpowietrzenie napełnionych słoi wpływa na hermetyczne ich zamknięcie w trakcie procesu chłodzenia. Usunięcie powietrza z zamykanych opakowań chroni również wsad konserwy przed procesami utleniania i rozwojem drobnoustrojów tlenowych. Odpowietrzone i zamknięte opakowania łatwiej nagrzewają się, ponieważ obecne powietrze, które naturalnie cechujące się bardzo niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła hamuje tempo dogrzewania konserw w procesie sterylizacji. Odpowietrzać zamykane opakowania można stosując różne techniki, a mianowicie:
– zamykanie opakowań w warunkach próżni,
– napełnianie opakowań gorącym wsadem (konserwy w zalewach i w sosach),
– wtrysk gorącej pary do napełnionych opakowań przed ich zamknięciem (praktykowane w słojach typu twist- off),
– sterowanie parametrami obróbki sterylizacyjnej (wielkością przeciwciśnienia) w taki sposób, aby doszło w czasie obróbki do samoodpowietrzenia się napełnionych opakowań (dotyczy to słoi).
Zamykanie w warunkach wytworzonej próżni (minimum 90%) prowadzi się w zamykarkach próżniowych. O napełnieniu opakowań gorącym wsadem mówimy w przypadku, gdy wsad ten ma temperaturę, co najmniej 55°C, a najlepiej 65-80°C. Technikę odpowietrzania przy zastosowaniu bezpośredniego wtrysku pary wodnej, poprzedzającego zamykanie opakowań, stosuje się w przypadku słoi typu twist-off. W trakcie tego zabiegu para z przestrzeni dylatacyjnej wypiera obecne tam powietrze, a następnie skraplając się powoduje wytworzenie się podciśnienia rzędu 0,04-0,07MPa, co prowadzi do hermetycznego zamknięcia opakowań. Tak zamknięte słoje w trakcie sterylizacji, kiedy dochodzi do chwilowego ich rozhermetyzowania oraz późniejszego chłodzenia nie wymagają już odpowietrzania i są trwale zamknięte hermetycznie po zakończonym pełnym cyklu obróbki w autoklawie. Nie mając odpowiednich urządzeń do zamykania słoi należy uzyskać ich trwałe hermetyczne zamknięcie w wyniku odpowietrzenia prowadząc odpowiednio proces obróbki w autoklawie. Do momentu uzyskania przez wsad konserw temperatury 70°C, sterylizację powinno się wtedy prowadzić przy przeciwciśnieniu wynoszącym 0,1 MPa i dopiero po uzyskaniu wymaganej temperatury obróbki można zwiększać ciśnienie do poziomu maksymalnie zaprogramowanego. Taka technika prowadzenia obróbki sterylizacyjnej sprzyja odpowietrzeniu opakowań i daje duże przesłanki do hermetycznego ich zamknięcia w fazie chłodzenia posterylizacyjnego. Zbyt szybkie zwiększenie przeciwciśnienia w autoklawie jest niekorzystne, ponieważ może uniemożliwić samoodpowietrzenie słoi, a z kolei zbyt długo utrzymujące się niskie przeciwciśnienie w autoklawie może być przyczyną ubytków zawartości wsadu opakowań, szczególnie jego płynnych składników.
Niezbędnym warunkiem uzyskania dobrej jakości konserw, ich jałowości handlowej oraz skutecznego hermetycznego zamknięcia jest sterowanie procesem chłodzenia w autoklawie w warunkach przeciwciśnienia. Proces ten należy prowadzić tak, aby zniwelować wielkość ciśnienia panującego w opakowaniach po zakończonej obróbce sterylizacyjnej. Eliminuje to ryzyko odkształcenia opakowań, deformacji, pęknięć i innych uszkodzeń. Cały proces schładzania należy więc właściwie zaprogramować w zakresie zmienności parametrów i tempa jego przebiegu. Warunkiem skutecznego chłodzenia w przeciwciśnieniu jest utrzymywanie różnicy ciśnień między środowiskiem autoklawu a wnętrzem opakowań kształtującej się w początkowej fazie procesu na poziomie maksymalnym wynoszącym 0,04MPa. Redukcja tej różnicy ciśnień do poziomu zrównoważonego powinna następować dopiero po uzyskaniu przez zawartość konserwy temperatury poniżej 100°C. W przypadku produkcji konserw w opakowaniach szklanych schładzania powinno być regulowane dodatkowo tak, aby spadek temperatury następował z szybkością wynoszącą maksymalnie 4°C na minutę, co eliminuje niekorzystne naprężenia w szkle.
Programując proces sterylizacji konserw w oparciu o osiągnięcie wartości sterylizacyjnej F0 na zakładanym poziomie należy uwzględnić fakt, że w fazie schładzania konserw i to niezależnie od rodzaju opakowań oraz metod i techniki ogrzewania w autoklawie następuje pewien wzrost wartości tego wyróżnika. Przyrost ten stanowi składową końcowej wartości F0 i może sięgać nawet 1/3 zakładanej i zdefiniowanej wartości uzyskanej w momencie zakończenia właściwej obróbki sterylizacyjnej.
dr inż. Jerzy Wajdzik