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饮料无菌灌装技术

液体食品的无菌包装已成为最有发展前景的包装技术领域，新的无菌包装产品，新的无菌包装机，以及使其应用範围日趋扩大的新包装材料层出不穷。2002年中国汇源果汁集团和顶新集团引进了PET瓶无菌灌装技术之後，国内饮料制造企业对此项技术给予了极大的关注。据了解，今年於国内运转的此类生产线至少将达到16条。

Procomac灌装系统在完全密封的环境下进行

随着国内饮料行业迅速发展，饮料产品已由单一的玻璃瓶－皇冠盖包装发展到易拉盖金属罐、纸塑复合材料和现时最为流行的PET瓶包装。PET瓶因其透明、质轻、化学稳定性好、便於携带和方便饮用，以及制造成本较低而得到广泛应用。但是PET材料本身的温度特性影响了其使用範围。耐热PET瓶的出现虽然提高了产品的灌装温度并使产品的巴氏杀菌成为可能，但制造成本却因而大为提高。同时，热灌装後产品的冷却收缩也限制了PET容器的设计。无菌灌装技术的开发弥补了这一缺陷，并使产品的色、香、味及营养成分的损失程度降至最低，满足了消费者所追求的口感、营养、安全和方便饮用的要求。

PET无菌装置

经调配的饮料输入超高温瞬时杀菌系统(U下面大家先了解下吧HT)，均质的浊汁或带果肉饮料(NECTAR)必须预热到℃後再进入带芳香回收的真空脱气罐和均质机，在脱气罐中由於真空的作用充分地排除了夹带在产品中的空气，而低沸点的芳香物则由脱气罐顶部的冷凝器捕集返回产品本身，保持了产品原有的风味。产品经均质提高了其细腻和滑爽的口感，防止产品的分层和沉淀。产品在UHT系统的最後加热阶段过桥贷款使温度在瞬间提高到设定的杀菌温度，然後保持一定杀菌时间。产品的杀菌温度和维持时间取决於产品的酸供电器度、营养组分、原有的细菌数和产品的货架期等因素，对於PH 4.5的低酸食品，其杀菌温度为℃，维持s；对於PH 4.5的酸性食品，杀菌温度为℃， 维持s。杀菌条件是依据产品商业无菌的要求来制定的，产品最终被冷却到30℃左右进入灌装机。SIG集团设计制造的UHT系统采用PLC控制，实现温度、液位、真空度的自动调节，系统在生产前的消毒和生产後的清洗为自动程序操作。

无菌灌装系统

无菌灌装系统由瓶器杀菌、喷淋冲洗、灌注封盖、瓶盖杀菌和无菌室等部分组成。

瓶器由无菌风送通道送入系统，安装於通道两侧的喷头将消毒液强力冲刷瓶颈和瓶身，对瓶器外部充分杀菌。然後将瓶器翻转，使瓶口朝下，带压的消毒液经实心锥形喷头喷射到瓶器的全部内表面，根据瓶器的规格可调节喷淋时间。采用过氧乙酸作杀菌剂，在适当的温度下使其激活以达到最佳的杀菌效果，杀菌剂可以全部回收。然後用无菌水冲洗瓶器的内、外表面，再将水完全排空，已杀菌和清洗的空瓶被传送到灌装机，进行灌注和封盖。

瓶器进入无菌灌装系统後，即由一组特殊设计的卡瓶颈装置传输。灌装机采用容积式电子阀，其灌注量由流量计精确控制，瓶子与灌装阀不接触，避免了交叉污染的可能性。

灌注完毕的瓶子被送入旋盖机，送到旋盖机的瓶盖是经过预先杀菌的。瓶盖由盖仓经机械提升机送到浸泡式杀菌机，采用过氧乙酸溶液杀菌，经理盖器瓶盖呈单列排列，沿封闭通道向旋盖机输送，并用无菌水冲洗以除去残存於盖上的杀菌剂，最後用无菌空气吹干。

PET 瓶器的供给

供给无菌灌装系统的PET瓶器可以通过制瓶和托盘供瓶两种方呼和浩特式。当采用制瓶与无菌灌装机直连时，由於吹瓶过程是在高温、高压下进行的，细菌已不复存在，为防止容器的二次污染，风送通道的洁净度应为100级、正压，作为风送的空气是经过滤效率为99.999%的高效过滤器处理的。瓶器的细菌总数应达到?0CFU/瓶。当采用托盘供瓶时，经卸垛的瓶先送入一组预杀菌装置，使瓶器的细菌总数减少到规定指标後再由顶板输瓶链送入无菌灌装系统。

无菌室

按照不同的功能将无菌室分为百级和万级两个不同的洁净度等级。冲洗/灌装/旋盖作业在空气洁净度为100级净化区进行，空气呈层流方式自上而下通过工作面。瓶和盖杀菌、操作人员更衣、操作人员工作和控制室为10000级净化区。百级净化区的压力为25- 30Pa，万级净化区的压力比无菌室外的环境高10 - 15Pa。 无菌室始终保持正压，

以防不洁空气渗入。

无菌灌装系统采用人机界面操作，红外线传输系统实现智能化无瓶、无喷淋和喷淋杀菌的自动控制，并配备实时监控整个生产线的生产过程。一套完整的无菌灌装系统的附属装置还应包含无菌罐、杀菌液制备系统、无菌空气制备系统、无菌水制备和无菌氮气制备系统等。

直线式无菌灌装系统

直线式无菌灌装系统用於较低的生产能力，其工作方式是瓶器由气动夹持器输送到隧道式杀菌区，一套真空系统使杀菌区处於真空状态，一个过氧化氢的蒸发器向瓶器内注入过氧化氢蒸汽，并使其分解成初生态氧而实现瓶器的充分杀菌；然後对杀菌区第二次抽空除去瓶中的残馀水分，此水分是过氧化氢分解时产生的，最後注入无菌空气使杀菌区恢复到常压。瓶器继续行进到无菌区，此无菌区与通常的洁净室一样，空气关注中共政情的视察人士分析经高效过滤且始终保持正压，洁净度为100级，产品灌注和封口在无菌室进行。此系统适用於以聚酯、聚乙烯和聚丙烯等材料制作的瓶器，采用重力式灌装原理，用电磁流量计计量，用铝箔或传统塑料瓶盖密封，可灌装茶饮料、果汁、牛奶和含乳饮料。

整合的无菌装置

Procomac公司最新的无菌装置是将无菌加工线与生产线的其它部分整合，这可大幅度减少边角料，优化终端生产运行。这套新的概念名为SafeAseptic，将结构性部件和服务整合，从而保证产品高度乾净，以及无菌填充线的多用途性。

SafeAseptic采用微生物隔离，无需清洁室也可确保无菌状态，能提供安全保障。采用该系统，即使生产线操作员出现操作错误，亦可避免产品污染。

SafeAseptic系统的另一优点是其灌装灵活性。目前，Pr从而保证精度不超差ocomac机械均具有极高的灵活性，单一生产线适合生产各种产品：不含气及碳酸饮料、低酸及高酸饮料。

SafeAseptic内具有重复控制，杀菌时的喷射压力在每一个杀菌旋转式传送带转换时检查一次，传感器自动为每个不同的注嘴设立工作参数，补偿注嘴的差异。瓶子和注嘴不会接触，全过程以蒸气杀菌。每一个工作站都设有一对乾预手套及乾预套装，在不影响无菌环境的前题下控制隔离室的工作，减低操作员污染环境的机会。

整机安装完成之後，即可开始试运行。试运行分两步进行，即：微生物试验和机械试验。

第一种试验的目的是确保生产线的微生物安全性。对於高酸饮料，会对10万个包装瓶进行样品试验，Procomac保证次品率不超过1/100,000。至於低酸饮料，则对装满培养基的3万个包装瓶进行样品试验，Procomac保证次品率不超过1/10,000。

通过微生物试验之後，即可开始商业性生产。机械试验的目的是证明生产线在8小时/班运作中的生产能力。除了生产能力之外，机械试验还验证生产线的质量参数。这是指杀菌及冲洗後瓶内灌装量的稠度、过氧化物的最大浓度以及瓶盖缺陷率、开关扭矩的可重复性等。

中国汇源集团在2001年及2002年就分别购置了两套Procomac的无菌填充线。为配合扩充产能，该公司打算引入Procomac另两条生产线，其中一条生产0.5升PET瓶，生产速度为40,000bph，用於盛载高酸性产品；另一条生产1.5升PET瓶，生产速度为16,000bph。

封盖的无菌处理

随着微生物敏感性饮料生产商越来越多地要求在其瓶装过程中采用无菌工艺，他们对封盖装置配备也进行无菌生产的诉求也日增，特别关注的是在封盖过程中避免细菌产生、粘胶夹入及产品污染等。

其关键在於瓶子和瓶盖的传送过程。尤其是未封口瓶在灌装机卸料星形轮和封盖机之间输送时，产品易在途中受污染。从洗涤槽到瓶盖溜槽，以至拣选台及瓶口的途中，瓶盖易受污染。同时，水在拣选台或封盖器转臺上积聚亦会造成污染。

灌瓶机尤其是封盖机应执行严格的规範，以保证在清洁室环境中实现无菌封装。

在封盖机优化设计中，位於瓶口上方的部件极少，从而减少或避免细菌从上方机械部件中入侵的可能性。Krones公司推出了新型解决方案，采用冷无菌封盖法，凸轮支承和封盖均位於转而生产高端高塔硝基复合肥替换传统肥料瓶颈导轨之下。封盖件及封盖锥由一横向装置连接。封盖件整合於瓶颈导轨下面的内环中。位於瓶颈导轨以上的唯一装置是可洗式锥件，包括弹簧件和顶出弹簧。拣选台固定於圆柱上，形成开放、可洗式结构，可防止上部滴入。各部件均不需要润滑和维护。

这一新方案计划生产成三种机型：在纯机械式机型中，滞後联轴器通过位於中摄影周边心的滚珠轴承圈推动，采用简易传动，可处理螺纹数相同的瓶盖。采用从动滚珠轴承圈时，可运行多螺纹瓶盖。在采用伺服电机控制封盖装置的第三种方案中，可通过控制盘设置和更改扭紧力矩、封盖速度和封盖特性。

无菌灌装技术是液体食品包装的发展趋势。无菌灌装技术必须严格监控每一个有影响的参数值，这就对管理提出了更高的要求。虽然无菌灌装的初期投入很大，但这些投资可以从所节约的包

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