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無菌灌裝設備的開發

日期:2017/04/06  點擊:1728 次

隨著人們生活品質的提高以及崇尚健康的意識增強,各類飲料品種所占市場份額正發生 巨變。以往占據消費市場半壁河山的碳酸飲料,其產銷量將有所下降,而茶飲料、果汁飲料 、蔬菜汁飲料、奶制品、含礦物質飲用水和運動功能飲料等非碳酸飲料的產銷量將激增。據 報道,目前茶飲料在美國和西歐發展很快,在日本和我國臺灣,茶飲料已成為飲料的第一主 導產品。

    正是鑒于非碳酸飲料有很大的發展前景,目前飲料無菌包裝技術已經在我國應運而生, 并將得到快速推廣應用。采用無菌包裝技術,可以在室溫狀態下進行飲料的生產灌裝,從而 保留了產品的營養成分和風味特征,并可在不加食品防腐劑,不經冷藏的條件下,延長產品 的保質期,非常符合人們崇尚安全、健康飲用的心態。采用無菌包裝技術,還可以降低產品 包裝成本。由于殺菌、灌裝等生產程序均在常溫狀態下進行,廠商可選用價格低廉的不耐熱 PET包裝瓶,并可根據產品特性設計使用各種形狀獨特的包裝瓶,以滿足人們的時尚需要。     無菌灌裝由啤酒發展到飲料

    在國內啤酒行業首先興起無菌灌裝之勢,國內的廣輕、南輕等企業已相繼投產,老牌制 造企業對飲料的高速增長虎視眈眈,紛紛研制飲料無菌灌裝技術和設備。

    為在無菌條件下灌裝飲料,德國克朗斯股份有限公司(Krones)以其Petasept系統推 出一種新的先進工藝。該工藝使容器得以有效滅菌。用特殊的噴射系統將消毒劑和蒸汽對瓶 子進行噴射。應用這一工藝可使消毒劑的用量達到最低。這種工藝透明度高,靈活性好,占 用面積少。這個新開發的方案使無菌室出入方便,同時又能絕對保證不再重新染菌。該系統 用于不含二氧化碳和含二氧化碳的飲料。

    PetasePt系統適用于灌裝對微生物敏感的飲料,如不含二氧化碳的純凈水、礦泉水、 果汁、冰茶、菜汁、含奶、含茶及含咖啡混合飲料,以及要求不太高的飲料,諸如含二氧化 碳的無酒精飲料(軟飲料),可用耐熱性差、易變形的普通PET瓶子。該系統包括:有效處理 灌裝器和加蓋器內的瓶子和瓶蓋、無菌室系統、中央無菌水處理設備、非中央無菌過濾空氣 ,無菌室范圍內外表面的自動清洗及滅菌、消毒劑和無菌水的準備系統,另外還有一個產品 混合系統。無菌區內的所有附件都配備成無菌附件。為記錄一切有關運行數據、生產和清洗 過程,以及對無菌灌裝至關重要的參數,如無菌室狀態等等,采用一個線性記錄存檔系統。 瓶子經氣導輸送裝置到噴射器/噴淋頭/灌裝器/裝蓋單元。星形組合輸送器將瓶子直接送 到噴射機的星形入口。通過HEPA過濾器為氣導裝置提供過濾無菌空氣。瓶間內的輸送空氣被 導出該單元,以防止雜氣流進人無菌室。在內部瓶子處理過程中,將高濃度的過乙酸和蒸氣 分別直接導入霧化噴嘴(瓶壁處理部位前),就避免了由于溫度作用而影響消毒作用。這樣 使全部反應能量在瓶消毒部位釋放出來。

    近幾年來,冷無菌灌裝被認為是一種可行的替代熱灌裝的方法,這種方法使用的是標準 的輕質瓶,不是較重的熱成型瓶。與熱灌裝不同,不必要求用熱的灌裝物來保證容器的衛生 ,而是通過控制灌裝環境的衛生條件來保證。但是,這些無菌措施雖然能保持飲料或食品的 營養,但仍需要對容器本身進行滅菌,因此需要較高的投資和運行成本,典型的無菌灌裝線 需要洗瓶、連接通道、無菌水沖洗機、無菌水發生器以及去除清洗劑和滅菌劑的設備,同時 需要費用較高的潔凈室將這些設備包含在里面,這會給操作者帶來不便。

    目前最具創新性的PET瓶灌裝技術是直接將意大利西帕(SIPA)公司的樹脂一體化瓶制造 系統與無菌灌裝壓蓋系統結合起來。該公司北京代表處中國市場及銷售經理賈子幽介紹說, 這種一體化的設備(簡稱ASIS)已由SIPAProcomac共同開發成功,意大利的 DeIMonte廠是 首批安裝此設備的工廠之一。

    ASIS無菌灌裝一體化概念是基干將專門設計的SIPAECS一體化瓶制造系統與Promomac的 無菌灌裝設備直接連接起來,簡便是這一概念的主要特點。PET瓶在無菌狀態下從ECS一體化 設備上生產出來后,立刻被送到控制室內的無菌灌裝設備。ASIS系統工作分三個基本步驟: 在精密的一體化設備上生產容器,直接用樹脂顆粒生產;將吹制好的容器在無菌環境下送到 灌裝設備;無菌灌裝。

    無菌灌裝一體化設備冷灌裝產品完全去除了瓶的滅菌工序,從而縮短了冷灌裝生產線, 降低了成本。在傳統的工廠,容器的生產是在潔凈區外完成的,因此在灌裝前必須對容器進 行清洗滅菌,這需要安裝和保養滅菌機、無菌水發生機及沖洗機,費用很大。同時還將使用 大量的滅菌劑。滅菌的效果依賴于容器最初的污染程度,而容器最初的污染程度會隨貯藏條 件的變化而變化。

    ASIS系統減少了設備使用空間的占用、能源的消耗,且不使用滅菌劑,因而也大大地減 少了廢物的產生。系統從瓶的生產到最后的壓蓋都在一個控制的環境中,而不是昂貴的無菌 室中進行,因而降低了成本,也增加了操作者的舒適度。

    目前國內市場上無菌包裝設備的市場前景廣闊,除應用于非碳酸飲料生產領域外,將延 伸至食用油以及其他高濃度液體生產領域中。一般地講,無菌灌裝優于熱灌裝,因為無菌灌 裝大大地減少了產品在高溫下的時間,從而更好地保持了產品的營養和口味。在使用這套無 菌灌裝設備之前,DelMonte購買了熱成型容器進行熱灌裝。用了ASIS之后,只需買進樹脂顆 粒PET。

    作為食品的包裝物,其主要要求是,便于儲存及運輸,減少原有性能損失,不帶來額外 的傷害,增加感官享受,價格合理。當前,液體食品包裝的方式主要有:普通包裝、二次滅 菌包裝(包括罐裝、瓶裝和袋裝等)、熱灌裝、真空包裝、充氣包裝、輻射殺菌包裝和無菌 包裝。液體食品的無菌包裝是近年來發展的新技術,由于其有明顯的優點,發展速度很快。國內企業已投資生產例如廣州弗魯克化妝品設備有限公司。

    一條完整的無菌包裝生產線包括物料(食品)殺菌系統,無菌包裝機,包裝材料與包裝 物的供應及殺菌系統,自動清洗系統,設備預殺菌系統,無菌環境保持系統及自動控制系統 等。物料殺菌到目前為止主要采用熱力殺菌,根據物料的黏度、熱敏性能及生產規??煞謩e 采用板式、管式(盤管式或列管式)、刮板式或混合式換熱器,為了進一步縮短物料的升溫 及降溫時間,江蘇美星順峰機械有限公司開發生產了蒸汽注入式、蒸汽混合式、過熱水混合 式等直接加熱方式,近期又開發生產了歐姆法加熱器。包裝材料或包裝容器的殺菌目前主要 采用化學藥物殺菌,但殺菌后要徹底清洗及干燥,把化學殘留物減至最低限度;無菌包裝的 系統大多采用過熱蒸汽或干空氣進行預殺菌,也可用藥物進行殺菌。

    據專家介紹,無菌包裝技術誕生于40年代后期,從60年代開始,由于包裝用塑料的迅速 發展,給無菌包裝提供了廣闊的發展天地,截至90年代,國外共有30多家公司生產各種無菌 包裝設備。另有許多生產殺菌系統。包裝材料、元器件配套廠家,國內研制生產無菌包裝設 備及配套殺菌系統、包裝材料的單位也在逐漸增加。江蘇美星順峰機械有限公司從1998年開 始就和用戶緊密合作,開展了PET瓶無菌灌裝生產工藝和設備的研制開發工作。于2000年底研 制成功36000 /小時的PET瓶裝飲料無菌灌裝生產線,并已投人大批量工業化生產。

    目前廣弗魯克化妝品設備有限公司還有幾家企業正處干開發研制階段。相信在今后兩三年內,就像現在純生啤酒普 遍采用無菌灌裝一樣,飲料無菌灌裝技術將會被廣泛推廣使用,國內設備需求量將會激增。 預計可灌裝0.52升規格、500025000瓶/時的無菌灌裝生產線,將成為未來無菌包裝設備 中的主導產品。

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