المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : تعبئة الألبان السائلة والمركزة والمجففة



yasser4h
2010-07-12, 06:43 PM
تعبئة الألبان السائلة والمركزة والمجففة

الألبان السائلة والمركزة والمجففة
أولاً: اللبن السائل المبستر والمعقم:
يعتبر اللبن من المواد الغذائية الأساسية والذي يصنع منه العديد من المنتجات التي تعرف بالمنتجات اللبنية.
فاللبن نظام طبيعي كيميائي معقد.. يتكون من الماء بنسبة كبيرة تصل في لبن الأبقار إلى 87% وتقل إلى 82% في لبن الجاموس والماء هو الوسط الذي ينتشر فيه على حالة ذائبة الأملاح واللاكتوز والبروتينات التي يطلق عليها بروتينات الشرش أو السيرم.. كما أنه الوسط الذي ينتشر فيه بروتينات أخرى غروية تسمى كازينات اللبن وهي مجموعة من البروتينات الغنية في الفوسفور والتي ترسب عند رقم Ph=4.6.. كما أن اللبن هو الوسط الذي يوجد فيه دهن اللبن في صورة مستحلب معلق.. كما أن اللبن يحتوي على العديد من الفيتامينات والأنزيمات والعديد من المواد الأخرى، وتصل نسبة اللاكتوز في اللبن البقري إلى 4.9% والكازين إلى 2.5% وبروتين السيرم إلى 0.7% أما الدهن فيكون بمتوسط 3.5% في لبن الأبقار.
الجدير بالذكر أن اللبن بيئة مناسبة جداً لنمو العديد من أنواع البكتريا ولهذا فمن الضروري أن يتم الإنتاج تحت ظروف صحية وكذلك النقل والتوزيع.. فقبل إصدار القوانين والتشريعات الملزمة في هذا الخصوص كانت هناك العديد من الأمراض تنقل عن طريق تداول اللبن مثل التيفود والسل.. ولهذا فمن الضروري لعبوة اللبن أن توفر له الحماية ضد التلوث بالأتربة أو القاذورات أو البكتريا وأيضاً الحماية من الضوء والأكسجين.
مواد التعبئة الرئيسية لعبوات اللبن:
1 - الورق المقوي:
استخدمت العبوات الورقية المبطنة بالشمع في تعبئة اللبن منذ أواخر أربعينيات القرن العشرين. وجذبت هذه العبوات التي يسهل التخلص منها مستهلكي الألبان بصورة كبيرة. إلا أن هناك بعض العيوب مثل تلوث اللبن بالشمع، كما أن مظهر العبوة الخارجي لم يكن شفافاً ومن هذه العبوات العبوات الورقية المغطاة بغشاء PE, PVC، ومعظم أحجام هذه العبوات 0.9 لتر، ونصف الجالون 1.9 لتر.
وأن من عيوب العبوات الورقية هي ميلها لتسرب اللبن منها.
2 - الزجاج:
قديماً كان كل اللبن تقريباً يعبأ في عبوات زجاجية وكانت زجاجات اللبن توزع على منازل المستهلكين أو يتم شرائها من محلات السوبر ماركت بحجم (0.9 لتر).. ومع التوسع في الشراء من محلات السوبر ماركت ونفس خدمة التوصيل للمنازل قلل كثيراً من الطلب على زجاجات اللبن.
وبصفة عامة فإن مستهلكي الألبان أصبحوا يفضلون العبوة الأخف وزناً من محلات السوبر ماركت.
إن زجاجات اللبن كانت عادة مستديرة الشكل ذات فوهة مستديرة واسعة ولها شفة سميكة ومع تحول جسم الزجاجة إلى الشكل المربع أصبح الحيز المطلوب في ثلاجات المنازل لهذه الزجاجات أقل كثيراً.
وحجم هذه العبوات يصل إلى 1.9 لتر كما أن زجاجات اللبن يعاد ا ستعمالها عدة مرات بعد الاستخدام.
إن أغطية زجاجات اللبن عادة ما تصنع من رقائق الألمنيوم PP, HDPE، ورق ومعظم الأغطية يتم استخدامها بواسطة ماكينات خاصة لقفل الزجاجات هذا ويتم الطباعة على الغطاء قبل الاستخدام.
3 - العبوات الكرتونية:
من أمثلة هذه العبوات عبوات كرتون برجا والتي صممت في ألمانيا، وعادة تكون عبوة كرتون برجا من قطعتين وتصل إلى مصنع الألبان في صورة جاهزة، حيث تستخدم بعض ماكينات التعبئة الخاصة هذه العبوات في تعبئة اللبن ويتم قفل العبوة في نفس الماكينة. ويمكن لهذه الماكينة تعبئة وقفل 2400 عبوة كل ساعة. والأحجام المتاحة من هذه العبوات 0.16، 0.24، 0.47 لتر وينتشر استخدام عبوات البرجا في أستراليا. أما في الولايات المتحدة الأمريكية فينتشر استخدام العبوات الورقية Pur-Pak حيث يتم مد مصانع تعبئة الألبان بالورق السابق التقطيع حيث يشكل ويتم تعبئته وقفله في نفس الماكينة. وقد تكون أحجام هذا النوع (1.9 لتر، 0.24 لتر، 0.47 لتر) وأن العبوات الورقية قد تكون ما يلي:
‌أ - عبوات سابقة التجهيز: يتم تزويد مصنع التعبئة بعبوات ورقية كاملة ومن أمثلتها عبوات برجا وأن الورق المستخدم في تجهيز هذه العبوات قد يبطن بالشمع أو البولي اثيلين ويكون سمك الورق 0.023 سم للعبوة وسعة 0.16، 0.24 لتر.
‌ب - عبوات سابقة التقطيع: يتم تزويد مصنع التعبئة برول الورق السابق تقطيعها لأحجام معينة وتكون هذه الرولات الورقية مبطنة بالداخل ومطبوعة من الخارج، وفي ماكينة التعبئة يتم تشكيل العبوة وتعبئتها باللبن وقفلها أيضاً في نفس الماكينة. ومن أمثلة هذا النوع عبوات Pure-pak, Seal-Right, Tetra-Rex وقد تكون مستطيلة الشكل أو تكون على هيئة جمالون.
‌ج - عبوات لاحقة التشكيل: يتم تزويد ماكينة التعبئة برول الورق حيث يتم في الماكينة الواحدة تشكيل وتعبئة وقفل العبوة. وقد يكون الورق المستخدم مبطناً برقائق الألمنيوم أو عديد الاثيلين ومن أمثلة عبوات هذا النوع عبوات Zupak وهي مستطيلة الشكل وعبوات Tetra pak هرمية الشكل.
4 - البلاستيك:
إن صناعة زجاجات اللبن من البلاستيك قدم العديد من المزايا والتي من أهمها خفة الوزن مقارنة بالعبوات الورقية أو الزجاجية.. كما أن سهولة إعادة القفل وفر الكثير من المواصفات الصحية لذلك مقارنة بالعبوة الورقية التي تتمزق عند الفتح.. ولقد أمكن استخدام بعض الصبغات كوسيلة لحجب الضوء، أما عيوب زجاجات البلاستيك فكانت صعوبة الطباعة على الزجاجة وصعوبة وضع البطاقات ووسائل التزيين المختلفة.. هذا وهناك العديد من المواد التي تستخدم في تصنيع هذه الزجاجات منها البولي اثيلين، البولي ستيرن ثم تلى ذلك استخدام البولي كربونيت.

وتوجد أشكال مختلفة من عبوات البلاستيك منها:
‌أ - عبوات البلاستيك الصلب:
عادة ما تصنع هذه العبوات من عديد الاثيلين عالي الكثافة وتوجد هذه العبوات بأحجام مختلفة، 2 لتر – 4 لتر مما أدى ذلك للطلب المتزايد على شراء اللبن بهذه الأحجام خاصة وأن تعبئة اللبن في عبوات بلاستيك ذات سعة منخفضة يكون غير عملي وذلك للتكلفة المالية لإنتاج مثل هذا الحجم من عبوات البلاستيك مقارنة بالعبوات الورقية أو الزجاجية. ويمكن القول أن عبوات البلاستيك بحجم 4 لتر هي السائدة والقادرة على منافسة الأنواع الأخرى من العبوات بنفس الحجم.
هناك صعوبات قد واكبت إدخال هذه العبوات إلى الأسواق العالمية منها عدم إحكام قفل غطاء العبوة، وكما أن يد العبوة صغيرة وضيقة بدرجة يصعب معها الاستعمال، ولقد أمكن التغلب على مثل هذه الصعوبات بإدخال التقنيات الحديثة في تحسين مقبض العبوة، واستخدام أغطية من البلاستيك مصنعة من البولي اثيلين مبطنة بغشاء محكم لمنع تسرب اللبن، ومن مزايا هذه العبوات إمكانية الشراء من مصانع تشكيل هذه العبوات عن طريق النفخ وليس هناك حاجة لمصنع الألبان لحجز مبالغ مالية للاستثمار في هذا المجال، إلا أن بعض مصانع الألبان الكبيرة قد تلجأ إلى إنتاج مثل هذه العبوات في مصانعها بالرغم من التكلفة المالية لشراء هذه المعدات وصيانتها.
‌ب - زجاجات البلاستيك متعددة الاستعمال:
أدت الأسعار التنافسية الأقل للعبوات الورقية والزجاجية عن زجاجات البلاستيك إلى تطوير هذه الزجاجات لكي تصبح صالحة للاستعمال لعدة مرات وأصبح هناك اهتمام كبير بتصنيع العبوات من البولي كربونيت، وأصبح لها نصيب كبير كعبوات يعاد استعمالها عدة مرات مقارنة بزجاجة البلاستيك. ولقد ساهم إعادة استخدام عبوات البلاستيك في تقليل تكلفة الإنتاج.
‌ج - أكياس البلاستيك المرنة:
تصنع معظم أكياس اللبن المرنة من طبقتين، حيث تصنع الطبقة الداخلية من عديد الاثيلين وتكون سوداء اللون، أما الطبقة الخارجية فتكون بيضاء اللون وعادة ما يتم تشكيل الكيس الداخلي من 2 فيلم بولي اثيلين، أما ماكينات التعبئة، فيتم تعقيم أنبوبة الكيس المتكون عن طريق المعاملة بالأشعة فوق البنفسجية، ثم يقطع الأنبوب المعقم إلى الطول المطلوب للكيس، وبعد ذلك يلحم قاع الكيس، ثم تتم تعبئته بالحليب، ثم قفله من قمته عن طريق اللحام الحراري. وهناك عدة أنظمة للتعبئة منها أنظمة Polyamide, Polipak, Prepak, Pitcher-pack ومن مميزات هذا النوع انخفاض التكلفة، والقوة، والمتانة، والاستخدام لمرة واحدة أما من عيوب الكيس المرن فهو يحتاج إلى دعامة، بجانب المظهر غير المألوف.
5 - عبوات الكرتون المبطن بالبلاستيك:
هذه العبوات من الاتجاهات الحديثة في تعبئة الألبان وتسمى أيضاً "Bag-in-box" والفكرة في ذلك هو استخدام كيس من البولي اثيلين داخل عبوة كرتون مصنعة من الورق المموج.. وكلا الكيس والعبوة يستخدما لمرة واحدة فقط.. والحجم العادي لهذه العبوة هو الحجم الكبير سعة 5 جالون (20 لتر).. هذا والكيس الداخلي قد يصنع من طبقة واحدة أو طبقتين معاً من البولي ايثلين.. ويتم تزويد العبوة بصمام بلاستيك لتسهيل الحصول على اللبن.. كما تسهل العبوة الورقية عمليات الطباعة والكتابة..

العوامل المؤثرة في تصميم وتركيب عبوة اللبن السائل:
العبوات البلاستيك:
إن المنتجات اللبنية السائلة التي يتم تعبئتها في عبوات بلاستيك تشمل اللبن كامل الدسم، اللبن منخفض الدسم، اللبن الخالي من الدسم وأيضاً اللبن المطعم واللبن الخض والقشدة ومع كل هذه المنتجات فإن العبوة يجب أن توفر:
1 - عدم تسرب المادة المعبأة السائلة وذلك عن طريق الإحكام التام للحامات العبوة.
2 - حماية محتوى العبوة من التلوث بالبكتريا والقاذورات وغيرها من المواد الغير مرغوبة.
3 - التأثير الجيد على المستهلك.
4 - التعريف الجيد بتركيب وطبيعة المادة المعبأة.
إن الطعم المميز لمعظم منتجات الألبان والمحافظة عليه من قبل العبوة يرجع بصفة أساسية إلى عدم تفاعل العبوة مع المادة المعبأة.. فلابد أن تكون مادة العبوة خاملة وهذا ما توفره عبوة البولي اثيلين حيث توفر المزايا الآتية:
1 - مانعة للماء.
2 - سهلة التشكيل إلى العبوات المختلفة بطرق متعددة.
3 - تستعمل كأغلفة للعديد من مواد العبوات الأخرى كالورق مثلاً.
4 - تقبل بسهولة اللحام الحراري.
5 - خاملة مع منتجات الألبان المختلفة.. ولهذا فلا توجد طعوماً غريبة عند استخدامها في تجهيز عبوات للبن ومنتجاته.
6 - ثابتة مع الأصناف الغذائية الآمنة.
7 - متعددة الاستعمالات والخواص مثلاً HDPE يمكن أن تكون صلبة، LDPE يمكن أن تكون مرنة، LLDPE يمكن أن تكون مرنة أو صلبة.
8 - رخيصة الثمن.
العبوات الكرتونية ذات الجمالون:
يتم إنتاج هذه العبوات بواسطة بثق فيلم LDPE ذو سمك واحد مل على جانبي ورق الكرافت المبيض والمقوي.. فالورق يتيح الصلابة والتماسك للعبوة في حين أن طبقة البولي اثيلين تحتوي السائل وتحمي الورق من الرطوبة الداخلية من المادة المعبأة ومن الرطوبة الخارجية من الجو المحيط كما أن الفيلم المذكور يوفر اللحام الحراري والقفل الجيد للعبوة ويحمي المنتج الغذائي من التعرض للهواء وللبكتريا والمكونات الأخرى. هذا ويراعي في فيلم الريزن المستخدم أن يكون له درجة انصهار كافية لكي يتم تغ طية الورق بطبقة رقيقة متجانسة من البلاستيك وهذا لمنع تسرب السائل إلى الورق.. كما يراعي ضرورة أن يكون فيلم الريزن من النوع القابل للحام حرارياً على حرارة منخفضة وذلك لتجنب الحرارة الزائدة المرتفعة على اللبن.. ويجب أن يوفر اللحام الحراري التوازن بين متانة اللحام ليفي بأغراض الشحن والنقل ولمنع التسرب وبين أن يكون اللحام سهل الفتح بواسطة المستهلك.
التعبئة المعقمة:
تعرف التعبئة المعقمة بأنها طرق التعبئة التي تضمن أقل قدر ممكن من إعادة التلوث للمنتج المعقم بالمعاملة الحرارية العالية وذلك إلى الحد المطلوب تجارياً واقتصادياً لتداول المنتج.. هذا وتعتبر الطرق المختلفة للتعبئة المعقمة وسيلة لحفظ المنتجات الغذائية وهي أيضاً تقلل من التغيرات التي تحدث في القيمة الغذائية وفي جودة المنتج والتي تصاحب عادة طرق التعقيم التقليدية.
إن الطرق التقليدية لتعقيم اللبن تتم بالتسخين لدرجات حرارة أعلى من 110م لمدة 15ق أو حوالي 106م لمدة 20ق.. أما الطرق الحديثة للتعقيم فإن أشهرها التعقيم بطريقة مستمرة ويتعرض فيها اللبن إلى درجات حرارة عالية لا تقل عن 130م وتصل إلى 140-150م لمدة تتراوح ما بين ثانية إلى خمس ثوان وذلك حسب نظام التعقيم المستعمل ويعرف هذا النوع من التعقيم تجارياً بالـ UHT ويطرح اللبن المعقم تجارياً في الأسواق في عبوات مختلفة منها أكياس البولي اثيلين أو عبوات الكرتون من نوع Titra Pak أو PKL أو عبوات من البلاستيك ويمكن بتعقيم اللبن بهذه الطريقة أن يحفظ في الجو العادي دون فساد لمدة تصل إلى عدة شهور.
كما كان لشركة تترا باك السويدية الفضل في إنتاج أول ماكينة تعبئة معقمة وذلك في أوائل 1960 وأصبح النظام معروفاً بنظام التترا باك وفي مثل هذا النظام يتم معاملة اللبن حرارياً على حرارة 73.8-85م ثم ترفع الحرارة بسرعة إلى 140.5-148.8م.. ويبقى اللبن على هذه الحرارة لمدة 2-4 ثواني ثم يبرد اللبن فجائياً.. ويتبع ذلك ضرورة تعبئة اللبن تحت ظروف معقمة بالكامل.. وفي هذه الحالة يمكن حفظ اللبن لمدة لا تقل عن ثلاثة شهور على حرارة الغرفة دون الحاجة إلى ثلاجة حفظ وإذا تم حفظ اللبن في الثلاجة يبقى اللبن صالحاً للاستهلاك لمدة تصل إلى سنة كاملة.
العبوات المستخدمة في التعبئة المعقمة:
أن هناك العديد من العبوات المستخدمة لذلك.. منها العبوات الزجاجية أو عبوات البلاستيك أو العبوات الورقية..
‌أ - العبوات الزجاجية:
يمكن القول أنه بالنسبة للعبوات الزجاجية كانت هناك العديد من الدراسات لعمل نماذج لأجهزة التعبئة المناسبة والتي تضمن سلامة التعبئة المعقمة في زجاجات.. إلا أن أي من هذه الأجهزة لم يطور إلى الاستخدام على المستوى الصناعي وللتعبئة في زجاجات مميزة ضمان عدم تسرب الأكسجين إلى اللبن من خلال العبوة كما يمكن حماية اللبن من الضوء باستخدام زجاج مناسب.
‌ب - العبوات البلاستيكية:
أما عن استخدام البلاستيك في هذا المجال فعادة ما يستخدم البولي اثيلين والبولي بروبلين والبولي ستيرين لإنتاج عبوات التعبئة المعقمة للبن وتستخدم هذه اللدائن أما منفردة وعلى صورة طبقة واحدة أو على صورة طبقات متعددة (2 أو أكثر) وفي كثير من الأحيان على هيئة طبقات مختلفة ومركبة مع الورق ورقائق الألمنيوم.
هذا ويمكن زيادة مقاومة البولي ايثيلين والبولي بروبلين للأكسجين.. وللأشعة فوق البنفسجية وأيضاً المرئية بتشكيل هذه اللدائن على هيئة طبقات متعددة مع رقائق الألمنيوم وإضافة بعض الصبغات لإكسابها خاصية عدم نفاذية الضوء. إن عبوة اللبن المعقم متعددة الطبقات عادة ما تتكون من طبقة خارجية من البولي اثيلين (10جم/م2) ثم طبقة الورق ثم بولي اثيلين ثم رقيقة الألمنيوم ثم طبقة داخلية من البولي اثيلين (46جم/م2).
طرق تعقيم العبوات:
(1) التعقيم بالطرق الكيماوية ويتم ذلك باستخدام:
‌أ - أكسيد الاثيلين:
هذا الغاز له تأثير قاتل على الجراثيم ويلزمه 3 ساعات لضمان قتل الجراثيم كما يتطلب التخلص من بقايا الغاز عدة أيام وعلى ذلك يفضل استخدامه لتقليل الحمل الميكروبي في مواد التعبئة قبل استخدامها بحيث يمكن تعقيمها فيما بعد في أقل وقت ممكن وبأقل معاملة.
‌ب - فوق أكسيد الأيدروجين:
لفوق أكسيد الأيدروجين تأثيراً ضعيفاً على الجراثيم على درجة الحرارة العادية وتأثيراً قوياً على درجات الحرارة المرتفعة مثل 80م.. ومما يعوق تطبيق ذلك هو تحلل فوق أكسيد الأيدروجين على الحرارة المرتفعة وقد أمكمن التغلب على تلك الصعوبات بإمرار مادة التعبئة في حمام من هذه المادة أو رش العبوة برذاذ من محلول فوق أكسيد الأيدروجين على درجة الحرارة العادية ثم تبخيره بعد ذلك على درجة حرارة أعلى قليلاً من 100م حيث يتم تعقيم العبوة وتستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في التعبئة المعقمة للبن ومنتجاته.. ولفوق أكسيد الأيدروجين بعض العيوب منها ضرورة إضافة بعض المواد ذات النشاط السطحي لضمان توزيعه الجيد على سطح العبوة.. وهذه المواد لا تتبخر مع فوق أكسيد الأيدروجين وبالتالي تبقى آثارها في اللبن.. أيضاً مهم جداً التأكد من كفاءة التبخير ويتم ذلك بتقدير المتبقى من فوق أكسيد الأيدروجين في اللبن.. كما يلاحظ ضرورة التخلص من أبخرة فوق أكسيد الأيدروجين ذاتها وإلا أصابت العاملين في مصنع التعبئة بأضرار صحية.
‌ج - مواد تعقيم أخرى:
وهذه تشمل هيبوكلوريت الصوديوم وأحماض Peracetic وهذه المواد فعالة بدرجة عالية على حرارة الغرفة ولكن من أهم عيوبها عدم إمكانية تبخيرها على درجات الحرارة العالية تظهر آثارها في اللبن إذا ما استخدمت في التعقيم.. وعلى ذلك لا تستخدم هذه المواد إلا في تعقيم ماء الغسيل.. أيضاً من المواد الفعالة كمطهرات الكحولات ولا تعمل كمواد تعقيم إلا على درجات الحرارة المرتفعة مثل الجليكول على 100م وهناك معقمات أخرى لا تناسب اللبن والتعبئة المعقمة له مثل الفورمالدهيد والجلوترالدهيد.
(2) التعقيم بالطرق الطبيعية ويتم ذلك باستخدام:
‌أ - الحرارة الرطبة (البخار المشبع أو الماء الساخن): وهي من أبسط وأكثر طرق التعقيم أمناً في التعبئة المعقمة ويقتصر استخدامها على أنابيب اللبن والصمامات.
‌ب - الحرارة الجافة: وتستخدم لتعقيم الهواء في منطقة التعبئة.. وتستخدم المعاملة الحرارية إما منفردة أو بالإضافة إلى ترشيح الهواء قبل تسخينه.. هذا ويستخدم الهواء الساخن في تعقيم أنابيب اللبن على 330-350م لمدة 30 ق.
‌ج - الأشعة فوق البنفسجية: يمكن استخدام هذه الأشعة في التعقيم إذا ما وفيت عدة شروط بدقة منها:
1 - سقوط الأشعة عمودياً على الأسطح المراد تعقيمها.
2 - جو جاف.
3 - أسطح ملساء خالية من الأتربة.
4 - قلة الحمل الميكروبي لتجنب تكون الظلال.
5 - عدم وجود أشعة مرئية تنشط الميكروبات مرة أخرى.
6 - أن يعطي مصدر الأشعة أشعة ذات طول موجة 200-280 ملليميكرون
7 - وجود عازل لحماية جلد وأعين العاملين.
وهذه الاشتراطات من الصعب توفيرها في كثير من الحالات وعلى ذلك لا ينصح باستخدامها منفردة ولكن تستخدم كطريقة إضافية مكملة.
‌د - التشعيع: يمكن استخدام الأشعة ذات الطاقة العالية (أشعة جاما) كمعقم مبدئ لمواد التعبئة قبل استخدامها في مصانع اللبان.
‌ه - الترشيح: هناك نوعان من المرشحات:
1 - مرشحات تعتمد على أغشية ذات أقطار لا تسمح بنفاذ الميكروبات وهي لا تصلح لترشيح الهواء نظراً لحدوث انخفاض كبير في ضغط الهواء على جانبي المرشح.
2 - مرشحات Depth filter والتي يتوقف مقدار ارتجاعها للميكروبات على مدى سمكها وتصنع من مواد مختلفة مثل الصوف الزجاجي أو الاسبستس وقد تصنع على صورة شبكة مجهزة من المعادن أو السيراميك.. ويمكن تعقيم هذه المرشحات بالهواء الساخن أو المعقمات الغازية وتتوقف كفاءة هذه المرشحات على مدى جفافها وسرعة الهواء فيها.
تعبئة اللبن تحت ظروف معقمة:
توجد عدة نظم لتعبئة اللبن ومنتجاته تحت ظروف معقمة وهي:
1 - نظام ATP.
2 - نظام ATB
3 - نظام APP
4 - نظام DAC
النظام الأول: مثله مثل ذلك النظام المستخدم في تعبئة اللبن المبستر مع اختلاف أن الظروف هنا كلها معقمة.. وفي هذا النظام يعرض ورق Tetra pak المبطن بالبولي اثيلين إلى وسائل تعقيم خاصة قد تكون طبيعية مثل التعرض للمعاملات الحرارية أو الأشعة فوق البنفسجية وقد تكون كيماوية وهي الأكثر نجاحاً، وفيها يعرض الورق لأكسيد الاثيلين أو الكلور أو فوق أكسيد الأيدروجين.
النظام الثاني: وهو مصمم خصيصاً لتعبئة الأغذية المعقمة وفي هذا النظام تتم كل خطوات التشكيل والتعبئة والقفل تحت ظروف معقمة.. والعبوات في هذا النظام مستطيلة الشكل.. ويختلف هذا النظام أيضاً عن السابق في أن المعاملة بفوق أكسيد الأيدروجين تتم على 80م.
ويتم في النظام الأول والثاني استخدام رول الورق واللدائن الأخرى في صورة متعددة الطبقات لتشكيل العبوة ثم تعبئتها ثم قفلها في نفس الماكينة.
النظام الثالث: وهذا النظام يختلف عن النظامين السابقين في أنه يعتمد على التعقيم الكيماوي للعبوة سابقة التجهيز وخطوات هذا النظام تتم في ظروف أكثر وأدق تعقيماً حيث بعد معاملة العبوة بالكيماويات تجفف عبوات الكرتون بالهواء الساخن المترشح النقي.. كما أن غرفة التعبئة تكون معزولة تماماً عن باقي المصنع.
النظام الرابع: ونعني به تعليب اللبن وبعض منتجاته تحت ظروف معقمة وهذا النظام يستخدم بنجاح أيضاً في تعبئة المواد الغذائية الحساسة للحرارة مثل أغذية الأطفال والفواكه والصلصة.. وبالنسبة للألبان فإن اللبن يعقم بطريقة UHT ا لسابق ذكرها ويكون جاهزاً لعملية التعليب.. ويلاحظ قبل إجراء عملية التعبئة ضرورة تعقيم ماكينات القف ببخار عالي الحرارة تحت الضغط الجوي العادي.
هذا ويستخدم هذا النظام على نطاق تجاري لتعبئة اللبن الكامل، اللبن الفرز، ولبن الشيكولاتة، القهوة بالقشدة، مخاليط الآيس كريم... وغير ذلك.

أجهزة التعبئة المعقمة التجارية:
تقسم هذه الأجهزة إلى عدة نظم على النحو التالي:
1 - أجهزة تعتمد على عبوات سابقة التجهيز:
‌أ - أجهزة تستخدم مواد تعبئة متعددة الطبقات مثل البولي اثيلين – ورق – ألمنيوم.. وفي مثل هذه الحالة فإن العبوة سابقة التجهيز يتم تعقيمها بعد قفل الجزء السفلي منها.
‌ب - أجهزة تستخدم العبوات الورقية المشكلة من الورق المغطي بالبولي اثيلين في صورة متعددة الطبقات وتعقم العبوة عن طريق دفع رزاز من يد2أ2 ثم تيار من الهواء الساخن للتبخير.
‌ج - أجهزة تستخدم أكواب بلاستيك وغطاء من الألمنيوم أو الألمنيوم والبولي اثيلين.. ويتم تعقيم هذه العبوة سابقة التجهيز وكذلك الغطاء بالأشعة فوق البنفسجية أما منطقة التعبئة فيتم تعقيمها أيضاً بالأشعة فوق البنفسجية..
2 - أجهزة تعتمد على تشكيل العبوات من رول اللدائن متعددة الطبقات ومعلوم السمك:
‌أ - أجهزة سويدية المنشأ حيث تشكل العبوة من لدائن متعددة الطبقات ويتم تعقيم الورق متعدد الطبقات بإمراره في حمام من يد2أ2 ويتم التخلص منه بعد التعقيم بإمرار الورق على اسطوانة ساخنة لتبخير يد2أ2 .. أما منطقة التعبئة فتعقم بأبخرة يد2أ2 وقد تكون العبوة إما هرمية الشكل أو قالب مستطيل الشكل.
‌ب - أجهزة فرنسية المنشأ وتشكل العبوة إما من بولي اثيلين حيث تمرر الرقائق في حمام من يد2أ2 ثم أشعة فوق بنفسجية للتعقيم.
‌ج - أجهزة ألمانية المنشأ تشكل الجزء السفلي من العبوة قبل القفل من بلاستيك سميك قابل للتشكيل الحراري أما غطاء العبوة فيكون من الألمنيوم أو الألمنيوم ورقائق البولي اثيلين وقد يتم تعقيم العبوة إما عن طريق رذاذ أو حمام من فوق أكسيد الأيدروجين.
3 - أجهزة تعتمد على تشكيل العبوة من حبيبات البلاستيك الخام:
‌أ - أجهزة سويسرية المنشأ تعتمد على تشكيل العبوة من حبيبات البولي اثيلين حيث تشكل العبوة في القوالب بواسطة الهواء الساخن المعقم وتتم التعبئة في منطقة خاصة يتم تعقيمها بالهواء الساخن المعقم ثم تقفل العبوة حرارياً لتكوين عنق الزجاجة.
‌ب - أجهزة فرنسية المنشأ تشكل العبوة من حبيبات البولي اثيلين مع رقائق الألمنيوم المغطاة بالبولي اثيلين حيث يتم تشكيل العبوة بواسطة تيار من الهواء الساخن وفي منطقة التعبئة يتم فتح العبوة الفارغة وملئها وإعادة قفلها في غرفة سبق تعقيمها بأحد الكحولات العالية وبمحلول الهيبوكلوريت.. ويكون قفل العبوة بغ طاء دائري من البولي اثيلين المشكل بالضغط الحراري.. والشكل العام للعبوة يكون مستطيلاً.
‌ج - أجهزة فرنسية المنشأ ويتم تشكيل العبوة من نفس المواد السابق ذكرها في (ب) وبنفس الطريقة المذكورة ولكن الاختلاف أن منطقة التعبئة يتم تعقيمها بالهواء المرشح النقي الخالي من الكائنات الدقيقة.. ويكون شكل غطاء العبوة مربعاً.
ثانياً: اللبن المركز
إن عملية تركيز اللبن تعني التخلص من كمية كبيرة من الماء ويتم ذلك تقليدياً عن طريق التبخير حرارياً. وهناك طرقاً أخرى حديثة تستخدم لتركيز اللبن كالتركيز بالأغشية منفذة سواء عن طريق الترشيح الغشائي الفائق أو عن طريق الاسموزية العكسية.
إن اللبن المبخر هو اللبن المركز نتيجة التخلص من نسبة معينة من الماء أما اللبن المكثف فهو اللبن المركز بنفس الطريقة المذكورة ولكن يضاف له السكر بنسبة معينة بعد عملية التركيز.. وفي كل الأحوال تتم عملية تبخير الماء عند درجة حرارة منخفضة حوالي 15.5م ولكن مع التفريغ.. وتصل الكمية المفقودة من الماء حوالي 40-50% وأهم ما يلاحظ في مثل هذه اللبان أنها تتعرض لعملية تسخين أولي ثم عملية تكثيف بعد ذلك وهذا يخلص اللبن من معظم أن لم يكن كل البكتريا المتوقع وجودها في اللبن الخام.. وبالتالي يمكن القول أن عملية التعبئة مهمة جداً للمحافظة على درجة نظافة اللبن المركز.
(1) اللبن المبخر:
إن اللبن المبخر (المكثف) مثله مثل اللبن المكثف المحلي ظهر تجارياً منذ أوائل القرن التاسع عشر في عبوات معدنية.. وعادة ما يصنع اللبن المبخر وفقاً للمواصفات القياسية الآتية: الدهن من 7.9-9% والجوامد اللبنية اللادهنية من 18-22% والجوامد الكلية من 25.9-31%، نسبة الدهن للمادة الجافة من 29-30.5%.
إن اللبن المبخر تتم تعبئته في علب معدنية مطلية من الداخل وذلك لمنع التفاعل الكيميائي بين الأملاح في اللبن ومعدن العلبة.. وفي العادة يتم طلاء وورنشة العلب المعدنية بمواد وذلك لمنع التآكل.. والجدير بالذكر ضرورة عدم ملء العلب المعدنية بالكامل ويجب ترك فراغ علوي حوالي 10 مم لإتاحة الفرصة لمزج وخلط محتويات العبوة خلال عملية التعقيم التالية حيث يجري بعد قفل العبوة معاملتها بتيار من البخار يحيط بأسطحها الخارجية حيث عند تكثف هذا البخار يحدث تفريغ جزئي للعلبة.
والجدير بالذكر أن قوة حفظ اللبن المبخر المعبأ بطريقة التعقيم يصل إلى عام كامل عند الحفظ على درجة حرارة الغرفة.
هذا ومن المؤكد أن ظهور بعض العيوب في اللبن المبخر يكون عادة راجعاً إلى التخزين على درجات حرارة مرتفعة.. ومن أهم هذه العيوب هو ظهور البروتين الريشي والبروتين المتجبن والمترسب.. وأحياناً انفصال الدهن وقد تظهر أيضاً بعض العيوب الميكروبيولوجية في العلب مثل اندفاع العلب سبب وجود البكتريا التابعة للجنس والجنس.
هذا ويجب ملاحظة ضرورة أن يكون معدن العبوة من النوع الذي يتحمل درجة حرارة التعقيم حيث تصل رجة حرارة التعقيم إلى 115-118م ويتم ذلك برفع الحرارة في مدى 25ق مع استمرار التعقيم لمدة 15ق.. وبعد انتهاء عملية التعقيم تخفض الحرارة تدريجياً حتى 25م خلال 25ق أخرى.. كما يجب ملاحظة أن العبوة المبردة يتم فحصها بوضعها على حرارة 30-37م لمدة 10-20 يوماً ثم توضع البطاقات الخاصة على العلب تمهيداً لتسويقها ويتم ذلك بتعبئتها في صناديق من الكرتون.. وعادة ما يتم الحفظ في المخزن على صفر-12م ورطوبة نسبية أقل من 85% تمهيداً لعملية التسويق.


(2) اللبن المكثف المحلي:
حيث يضاف السكروز إلى اللبن لإنتاج اللبن المكثف المحلي بحيث تكون نسبة السكروز إلى الماء 62.5% وذلك لإنتاج لبن مركز ذو قوة حفظ عالية وذو ضغط أسموزي مرتفع لمنع الفساد الميكروبي والتسمم الغذائي.
واللبن المكثف المحلي يتم إنتاجه تبعاً للمواصفات القياسية الآتية:
الدهن يتراوح من 8.5-9% والجوامد اللبنية اللادهنية من 19.2-22%، والجوامد اللبنية الكلية من 28-31%، والسكروز من 43.5-45.5%، والجوامد الكلية من 73.5-74.5%.
هذا وعادة ما يعبأ اللبن المكثف المحلي للتوزيع القطاعي في علب معدنية ولا يلزم معاملة المنتج حرارياً قبل أو بعد عملية التعليب بفرض زيادة قوة الحفظ.. وعلى الرغم من ذلك فقد تعقم العلب بعد التعبئة بغرض ضمان الخلو من جراثيم الفطريات والخمائر.. ويجب ملاحظة أخذ الحيطة أثناء تعليب هذا المنتج لضمان عدم تكثيف الماء على أسطح المنتج ولعدم زيادة النشاط المائي والذي يؤدي إلى نمو الفطريات والخمائر والمعروف أن التخمر الغازي الناتج عن نشاط الخمائر هو العيب الميكروبي الشائع حدوثه في اللبن المكثف المحلي هذا وقد تستخدم الصفائح الكبيرة أو البراميل الخشبية المبطنة بشمع البارافين لتعبئة اللبن المكثف المحلي للأغراض الصناعية حيث إن هذا المنتج يستخدم على نطاق كبير في العديد من الصناعات الغذائية الأخرى.
ثالثاً: اللبن المجفف:
تعبئة اللبن المجفف:
تختلف طرق تعبئة اللبن المجفف من دولة لأخرى. إلا أن الاتجاه السائد يعتمد على استخدام ثلاثة مقاييس مختلفة للتعبئة:
1 - التعبئة في عبوات كبيرة، وذلك للأغراض الصناعية.
2 - التعبئة في عبوات صغيرة، وذلك للأغراض العامة والبيع بالتجزئة.
3 - التعبئة في عبوات معدنية.
أولاً: تعبئة اللبن المجفف في أكياس:
تصنع الأكياس الورقية المستخدمة في تعبئة اللبن المجفف من الورق المبطن بطبقة من البولي اثيلين ويوجد بداخل هذا الكيس المبطن كيس آخر من البولي اثيلين، وهذا الكيس الداخلي عادة ما يقفل حرارياً، ثم يقف الكيس الورقي المبطن بالبلاستيك حرارياً ثم يحاط بإتقان. وتتراوح سعة الأكياس بين 20-50 كجم. وهناك نوع آخر من الأكياس سعة 25 كجم تتكون من خمسة طبقات أو أكثر كل منها بسمك 0.13-0.25 جم. ويبلغ عرض الكيس 540 سم ويتفاوت طول الكيس تبعاً لكثافة المسحوق النوعية، وعادة ما تستخدم العبوات الكبيرة في تعبئة اللبن الفرز المجفف.
كما يمكن أن تصنع عبوات التجزئة الصغيرة الحجم من الورق المقوي، أو البلاستيك أو من الاثنين معاً.
الشروط الواجب توافرها في الأكياس المستخدمة في تعبئة اللبن المجفف:
1 - أن يتحمل الكيس التداول ويكون مثبتاً حرارياً.
2 - أن يكون مقاوماً للتآكل.
3 - أن يكون محكم القفل ويحمي محتويات العبوة من التأثيرات الخارجية.
4 - يجب أن يكتب على العبوة اسم المنتج ونوعه ويذكر فيه نسب المكونات.
5 - يجب أن يوضع على العبوة التعليمات الخاصة بكيفية استرجاع الحليب المجفف ليعود الحليب إلى ما كان عليه.
6 - يجب توضيح اسم وعنوان المنتج، أو المستورد وتاريخ الإنتاج وفترة الصلاحية.
7 - يجب أن توضع الظروف المثلى لتخزين العبوة.
مراحل التعبئة في أكياس:
1 - إعداد الأكياس للتعبئة:
يتم بإحضار الأكياس الفارغة من مخزن الأكياس ثم تفتح و توضع في وضع قائم لتكون جاهزة للتعبئة.
2 - جهاز تعبئة الأكياس آلياً:
تتم عملية التعبئة على مرحلتين لضبط وزن المسحوق الموجود في الكيس ويستبعد وزن العبوة الفارغة آلياً عند البدء بالتعبئة.. هذا وفي المرحلة الأولى من التعبئة تعبأ الكمية التقريبية من المسحوق (حوالي 98% من وزن محتوى الكيس) وفي المرحلة الثانية بعد التخلص من الغبار تضاف الكمية المتبقية بدقة وهي 2%.
وفي كل الأحوال يجب أن تستوفي أجهزة التعبئة الشروط الصحية حيث يجب أن تكون جميع الأسطح الملامسة للمسحوق من المعدن غير قابل للصدأ.
3 - تفريغ الهواء:
هناك عدة أسباب لتفريغ الهواء داخل الأكياس هي:
‌أ - الحد من تزنخ مسحوق اللبن أثناء التخزين كما سبق القول.
‌ب - تسهيل تكويم الأكياس إذ أن وجود الجيوب الهوائية بداخلها يعيق عملية التكويم.
هذا ويتم نزع الهواء من المسحوق عن طريق خوابير أو مجسات مسامية تغرز في الكيس أثناء التعبئة حيث يزال الهواء من داخل الكيس لأعلى دون سحب الكيس معها.
4 - شد الكيس وثنيه:
تشد قمة الكيس في اتجاهها الطولي لأعلى لتهيئتها لعملية القفل الحراري.. ويتم الشد بشد طرف الكيس ثم ثنيه بحيث لا يترك أي حيز أو فراغ داخل الكيس لضمان طرد الهواء بقدر المستطاع ثم يقفل حرارياً.. ونظراً لأن هذه العملية مستمرة فإنه يلزم استعمال الهواء البارد أو تمرير حافة الأكياس العلوية بين قضبان مبردة لتبريد مناطق القفل الحراري.
5 - الدرز (الخياطة) والقفل الحراري:
فتح الكيس لأي سبب فإنه يستحيل قفله مرة ثانية.. ويجب أن تشمل عملية الدرز (الخياطة) على الخطوات التالية:
‌ب - تنظيف طرف الكيس اللازم لحامه.
‌ج - قص الزائد لقمة الكيس بشكل مواز لخط الخياطة.
‌د - ثني طرف الكيس ووضع الشريط اللاصق فوق قمة الكيس.
‌ه - خياطة حافة الكيس.
‌و - القفل الحراري.
6 - تكويم الأكياس أو رصها:
يطرح الكيس على جانبه بعد تمام قفله بإحكام ويمرر بين بساطين لضغط ثم يوضع إما يدوياً أو آلياً على السير الناقل.
7 - كتابة البيانات أو لصقها:
توضع آلة كتابة البيانات في أي مكان من خط الإنتاج بعد التعبئة وتتم كتابة البيانات والتي تشتمل على اسم المنتج وتركيبه ونوعه وتاريخ الإنتاج وتاريخ انتهاء الصلاحية ورقم الدفعة والبلد المصنع والعلامة التجارية وخلاف ذلك.
8 - التخزين:
يجب التحكم في رطوبة الهواء النسبية ودرجة حرارة الجو المحيط وفي حالة اللبن الكامل الدسم يجب أن تضاف له مضادات الأكسدة المسموح بها، أو أن تتم التعبئة في عبوات معدنية في وجود الغاز الخامل، ويجب أن يخزن في مخازن درجة حرارتها معتدلة وأن يكون بعيداً من الرطوبة.
ثانياً: تعبئة اللبن المجفف في العلب المعدنية:
يتم اختيار ماكينة التعبئة نظراً لنوعية اللبن المجفف المراد تعبئته من حيث محتواه من الدهن، وما إذا كان سريع الذوبان، أو بطيء الذوبان وحجم العبوة المستخدمة. وعادة ما يخزن مسحوق اللبن قبل التعبئة في صناديق معدنية سعتها حوالي لتر مكعب أو في صهاريج خاصة ومنها ينقل المسحوق إلى قمع آلة التعبئة إما يدوياً أو آلياً ثم يعبأ الحليب في العلب المعدنية. وعادة ما يتم نقل العلب المعدنية الفارغة إلى آلة

التعبئة عن طريق سير متحرك وذلك بعد تنظيفها بالتفريغ من أي بقايا أو ذرات الغبار، وهناك عدة أنواع من آلات التعبئة:
1 - التعبئة بالتفريغ.
2 - التعبئة بالبرمجة.
3 - التعبئة الحجمية.
بعد اكتمال التعبئة والتفريغ وحقن الغاز الخامل توضع الأغطية مباشرة على العلب التي تنقل بسرعة إلى آلة القفل، ويجب أن تكون الفترة اللازمة لإنجاز هذه العمليات قصيرة جداً لمنع اختلاط الهواء الجوي بالغاز الخامل ويفضل ألا تزيد الفترة عن 90 ثانية وإذا ما استخدمت العلب الكرتونية يفضل أن تبطن من الداخل بطبقة PE أو رقائق الألمنيوم .
كتابة أو لصق البيانات:
توضع آلة الكتابة أو لصق البيانات في مكان مناسب من خط الإنتاج، ويجب أن تشتمل البيانات على المعلومات الهامة عن المنتج، من حيث الاسم والنوع والتركيب وتاريخ الإنتاج وتاريخ انتهاء الصلاحية، ورقم الدفعة، واسم المصنع، وعنوانه وغيرها.
الشروط الواجب توافرها في العبوات المعدنية المستخدمة في تعبئة اللبن المجفف:
2 - أن تكون غير منفذة للرطوبة والضوء والغازات.
3 - أن تكون سهلة التداول.
4 - أن تكون مقاومة للتآكل.
5 - أن تكون رخيصة الشحن.
6 - أن تكون سهلة التعبئة والقفل والتفريغ.
7 - أن تكون سهلة القفل والفتح.
طرق خفض كمية الأكسجين داخل العلب:
1 - التفريغ:
تؤدي التعبئة تحت ضغط منخفض إلى خفض نسبة الأكسجين داخل العلب إلى أقل من 2% وهي نسبة كافية للحفاظ على جودة اللبن المجفف الكامل لمدة 6 شهور.
2 - التفريغ مع حقن الغاز الخامل:
إن التعبئة تحت ضغط منخفض، ثم الحقن بالغاز الخامل لاسترجاع الضغط المنخفض إلى مستوى الضغط الجوي العادي تحسن من جودة اللبن المجفف الكامل ويجب حقن الغاز في فترة أسبوع من تاريخ إنتاج المسحوق.

3 - التخلص من الأكسجين عن طريق التفاعل:
عندما يحتوي الغاز الخامل المستخدم في حقن العلب لاسترجاع مستوى التفريغ داخل العلب إلى مستوى الضغط الجوي العادي على غاز الهيدروجين فإنه سيتفاعل مع الأكسجين المتبقي في وجود عامل مساعد ليعطي ماء:
O2 + 2H2  2CH2O

مهندس علاء عنبر
2010-07-12, 11:09 PM
الاخ الفاضل المهندس ياسر/مشكور على الموضوع القيم ودائما فى تالق

دراسينا
2010-07-13, 03:25 AM
شكرا لك وبارك الله في جهودك