16. 레토르트 살균 중의 용기 내 압력 변동에 대해서

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16. 레토르트 살균 중의 용기 내 압력 변동에 대해서

[배경 및 목적]

통조림 제품에서는, 레토르트 살균 공정 중에 용기 내의 압력이 변동하고, 허용 한계 이상의 차압이 생기면, paneling이나 buckling이 생긴다. 또한, 저산성 통병조림 제품에서는, 레토르트 살균 후의 냉각 공정에서 내용물의 돌비(突沸)가 일어나, 뚜껑 내면에 내용물이 부착된다고 하는 사례도 있다. 이들의 용기 내 압력과 온도의 변동에 기인하는 현상에 대해서, 원인 구명 및 대책 조치를 강구하기 위해서는, 전체 레토르트 공정 중의 용기 내 압력의 거동을 파악하고, 적절하게 압력, 온도를 제어하는 것이 중요하게 된다. 그래서, 본 연구에서는 다양한 조건에 있어서 전체 레토르트 공정 중의 캔 내 압력의 변화를 측정하고, 모든 현상의 원인 구명에 기여하는 견지의 집적을 행하였다.

[실험 방법]

Steel제의 2호 캔에 내용물(5% carboxyl methyl cellulose(CMC) 용액, 8% CMC 용액, 증류수)를 내용물 head space가 30mm로 되도록 충전한 것을 측정 시료로 하였다(진공도 0kPa). 시료 용기 내에 무선식 calory logger 및 온도 logger을 설치하고, 레토르트 살균 중의 용기 head space 온도(이하, HS 온도) 및 용기 내 압력을 측정하였다. 동시에, 시료의 냉점 위치에 온도 센서를 고정하고, 냉점 온도(이하, 품온)을 측정하였다. 레토르트 살균 조건은 살균 온도 120℃의 포화 증기식 살균, 살균 시간은 30분(수 시료), 120분(5% CMC 시료), 150분(8% CMC 시료)로 하고, 레토르트 압력 100kPa의 가압 냉각을 행하였다. 추가로, 내용물 head space가 5, 10, 15mm로 되도록 증류수를 충전한 캔 시료를 이용하여, 용기 내 압력의 거동에 미치는 head space량의 영향을 조사하였다.

[결과 및 고찰]

도1은 8% CMC 시료의 전체 레토르트 공정에 있어서 용기 내 압력, HS 온도 및 품온의 이력이다. 승온기에 있어서, HS 온도는 레토르트 분위기 온도보다도 늦게 상상하고, head space의 승온에 수반하여 용기 압력도 상승하였다. 표1은 각 시료의 용기내 압력, HS 온도 및 품온이 최대치에 달하기까지의 시간이다. 용기 내의 온도 및 압력의 상승 속도는 내용물에 따라 달라지는 결과로 되고, 모두 증류수, 5% CMC, 8% CMC 순으로 빨랐다. 한편, 냉각 초기에 있어서는, 각 시료의 용기 내 압력 및 HS 온도는 냉각 개시와 동시에 하강하고, 어떤 시료라도 냉각 개시 1분 후에는 각각 95℃ 이하, 100kPa 이하로 되었다. 또한, 각 시료에 있어서 레토르트 살균 중의 용기 내의 최대 압력은 221~228kPa이고, 시료 간의 차이는 근소하였다.

도1 레토르트 공정 중의 용기 내의 압력 온도의 이력(8% CMC 통조림 시료)

표1 용기 내의 압력 및 온도의 최대치 도달시간

통조림 시료	최대치 도달시간(분)
	용기 내 압력	HS 온도	품온
증류수	16.0	16.0	15.1
5% CMC	37.5	37.3	55.2
8% CMC	95.7	93.8	116.0

이상, 레토르트 살균 중의 통조림 제품의 용기 내 압력의 거동은, 승온기에서는 내용물의 영향을 받고, 냉각 초기에서는 내용물에 관계없이 유사한 거동을 나타내었다. 또한, head space를 가진 통조림 제품에 있어서, 내용물의 종류 및 head space량은 용기 내 압력의 최대치에 영향을 주지 않는 것이 시사되었다. 앞으로는 용기 사이즈 및 용기 내 진공도의 영향에 대해서 검증을 행할 예정이다.

이상 일본 통병조림 레토르트 식품협회가 개최한 제74회 기술대회의 게재를 마칩니다. 이 자료는 2025년의 자료이고, 인터넷을 보니 이 이전의 자료도 있었습니다. 72~73회 기술대회의 내용도 그리 오래된 내용은 아니기 때문에, 계속해서 이어 가도록 하겠습니다. 

감사합니다.