无菌冷灌装

   2011-05-24 92

    无菌冷灌装工艺正在中国饮料行业兴起,比之热灌装工艺,它适用的产品更为广泛,产品的综合成本更低,饮料的口感也更好。不过由于一次性投资较大,目前无菌冷灌装技术在中国的应用还没有大面积普及。

  据悉,中国目前已有超过20条无菌冷灌装生产线,与日本不同,中国最初引进的无菌冷灌装线均是最先进的小瓶高速生产线。

  日本三菱重工株式会社(Mitsubishi Heavy Industries,Ltd)有完整的饮料生产设备研发和生产部门,除传统方式的热灌装线外,三菱还推出了PET瓶无菌冷灌装生产线,并希望能尽快进入快速增长的中国饮料市场。
  有关资料表明,2003年日本已有PET瓶无菌冷灌装线47条。预计2004年日本PET瓶灌装饮料中,无菌灌装的比例将超过40%。
  在初始阶段,日本无菌冷灌装以大瓶包装线为主,2002年后小瓶灌装线快速增长,表明高速线的应用逐渐增多。在2003年日本的47条无菌冷灌装生产线中,小瓶线28条,总生产能力为104万kl/年, 平均每条线的生产能力为589瓶/分,合35,000瓶/小时左右;大瓶线19条,总生产能力151万kl/年,平均每条线的生产能力为215瓶/分,合13,000瓶/小时左右。

  无菌冷灌装线的技术特点

  无菌冷灌装线的主要设备包括:PET瓶杀菌机、冲瓶机、无菌灌装机、瓶盖机、瓶盖杀菌机、CIP/SIP装置、过醋酸循环/供给装置、无菌水制造装置等。

     无菌冷灌装机采用非接触式灌装,可防止灌装喷嘴周边泄漏

  无菌冷灌装线的关键是对瓶子、瓶盖进行杀菌,保持灌装区域的无菌以及在无菌状态下封盖。
  以灌装茶等中性饮料为例,PET瓶无菌冷灌装系统一般由瓶子和瓶盖进入的前室,产品液的调和、杀菌室,进行容器、瓶盖杀菌而后灌装的无菌舱及产品输出的后室等部分组成。


    采用瓶颈卡持输送方式,可减少瓶子输送故障

  容器的杀菌是非常关键的工艺。考虑到其安全性及降低杀菌成本,针对不同的灌装产品,容器的杀菌方法也不尽相同。酸性饮料如果汁、运动型饮料和咖啡等pH值不满4.6的产品和低酸性饮料如茶、乳饮料、咖啡等pH值在4.6以上的产品,可以广泛地采用过酸醋喷射和双氧水喷雾的方法;而矿泉水类产品因为可以控制有害微生物,则适宜采用热水、苛性钠、臭氧水等多种方法。
  不同的杀菌方法在成本和技术难度上都有差异。双氧水喷雾可短时杀菌,但药剂残余量不稳定(瓶上会附有双氧水),容器遇热还会收缩。
  在生产实践中,企业应根据不同的产品和制造环境选择合适的杀菌方法。
  除选择合适的杀菌方式外,还要选择适宜杀菌的时间及其他相关的操作方式。PAA杀菌方式,它的浓度、温度以及喷射压力的管理十分重要。PET瓶的杀菌时间约为10秒,而瓶盖因为造型复杂污染物较多,所以需要较之瓶子3倍以上的时间。无菌室内瓶子的杀菌采用两次洗瓶机杀菌和一次冲瓶机洗瓶的方式,使用杀菌剂同时进行杀菌和瓶子内部洗净。
  同时瓶子采用倒立式运输,以扩大杀菌范围、实现装置的小型化。
  三菱的无菌灌装系统为了实现高生产率、长时间无菌灌装操作,采用了以下先进技术:
  ◇  把持瓶颈输送方式,不需要更换瓶型,降低瓶子输送故障;
  ◇  非螺旋式供给瓶盖,防止瓶子卡壳现象;
  ◇  非接触式灌装,防止灌装喷嘴周边泄漏;
  ◇  采用超伺服封盖机,确保其密封性,并且可以自动调节。
  为了确保无菌和防止二次污染,无菌灌装系统的各工位要保持相应的压力,其压力顺序为:灌装>封盖>冲瓶机>杀菌机>前室后室。
  无菌冷灌装线的优点
  PET瓶无菌冷灌装工艺有三大优点:
  一是由于采用了较低的灌装温度,对瓶子的要求比较低,所以可以采用普通的非耐热、非耐压PET瓶,因为PET瓶的原料树脂十分廉价,而且PET瓶的可轻量化使之很容易在线注塑成型,从而降低了生产成本;


    超伺服封盖机有寻找盖子、临时上盖和正式封盖几道工序,可减少瓶盖斜封或破损现象的发生

  二是无菌冷灌装可生产热灌装杀菌不充分的饮料品种,如混合茶、咖啡牛奶、奶茶和健康性饮料等;可以灌装几乎所有的饮料。特别是对于果汁饮料、茶、含奶等饮料来讲,因为不存在热处理带来的影响,所以不会损害其营养成分,可以生产出色香味俱佳的高质量产品;
  三是它可以长时间连续运转,并且拥有高生产率、水的消费量少、成品率高等特点,从而降低了生产成本。
  PET瓶饮料产品的制造成本中包装一般要占总成本的一半以上。在无菌冷灌装产品的制造成本中,PET瓶的成本占64%。与热灌装的PET瓶相比,无菌冷灌装的瓶子因为分量轻、造价低廉,在制造成本上占有明显优势。假设一年生产1.2亿只饮料瓶,耐热瓶需要26克PET树脂,瓶子成本0.5元人民币;无菌灌装所使用的非耐热瓶需要21克PET树脂,瓶子成本0.25元人民币,其差额为一年3,000万元人民币。
  除成本优势外,无菌冷灌装技术拓宽了产品的适用范围,有利于饮料企业开发新产品,增加企业的产品竞争力。而且可以根据消费者的喜好,进行新产品的生产。可以预见,PET瓶无菌灌装系统在中国未来几年将会不断得到普及和发展。

 
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