亚高温PET瓶的制造以及在茶饮料热灌装生产工艺中的使用.pdf

亚高温 P E T瓶 的制造以及在茶饮料热灌装生产工艺 中的使用 王长军 林泽梅 亚高温 P E T瓶的制造以及在茶饮料热灌装 生产工艺中的使用 王长军 ，林泽梅 ( 1 安徽 省 淮化集 团有 限公 司 ，安 徽 淮南2 3 2 0 3 8 2 合肥通用机械研 究院，合肥2 3 0 0 3 1 ) 摘要 ：以普通 高粘 P E T管坯为原料 ，采 用改进的两步法吹瓶工艺生产 出的塑胶瓶在茶 饮料 ( 果汁饮料 )生产使用时应注意的事项及经济性分析。 关键词：亚高温 P E T瓶 ；茶饮料；经济效益 中图分类号：T S 2 6 1 3 文献标识码：B 文章编号 ：1 0 0 5 1 2 9 5 ( 2 0 0 6 ) 0 4 0 0 4 3 0 3 P r o d u c t i o n o f S u p - h i g h Te mp e r a t u r e P ET Bo t t l e a n d I t s Ap p l i c a t i o n i n Te a Be v e r a g e Ho t Fi l l i n g Te c h n o l o g y WA N G C h a n g - j u n e t ( A N H U I Hu a i n a n C h e mi c a l G r o u p ， H u a i n a n 2 3 2 0 3 8 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：No t i c e a n d e c n o mi c al a n a l y s i s o f p l a s t i c b o t t l e s u s e d i n t e a b e v e r a g e p r o d u c t i o n P l a s t i c b o t t h u s e h i g h v i s c i d PE T p e r f o r m a s r a w ma t e r i a1a d o p t i n g t wo - s t e p b o t t l e b l o w i n g t e c h n i c Ke y wo r d s ：S u b h i g h t e mp e r a t u r e P E T b o t de s ； t e a be v e r a g e ；e c n o mi c e ff e c t 日 IJ 百 茶饮料 最早 出现在 2 0世纪 7 0年代的美 国 市场 ，它起初是以玻璃瓶或 P E T瓶装含气的软 饮料面向消费者 的。8 0年代初在 日本便携式不 含气 的 P E T瓶装茶饮料的开发成功使之得 以进 一 步推广 ，并在我 国台湾及欧美等地逐渐流行 。 茶饮料作 为世界上三大无醇饮料 含有丰富的 保健 和营养成分 ，如茶多酚 、儿茶素 、多种氨 基酸、微量元素 、维生素和碳水化合物等 。它 具有低热值 、低钠 、刺激 、爽 口、清淡 、甘醇 的品质风格 。符合现 代人对健 康理念 的追求 。 它 的提神利尿 、帮助消化等有益作用早 已被广 大消费者所认知 而且现代 医学更证实 了它的 降压 、降脂 、降糖及抗 粥状动 脉硬化 、防癌 、 延缓衰老等多种保健作用 。 鉴 于茶饮料的上述功能和市场 的巨大需求 ， 因此大力开发和推广茶饮料产 品是饮料行业 的 当务之急 ，但作为茶饮料包装容器 的塑胶瓶市 场售价太高( 由于工艺要求生产灌装时温度要超 过 9 0 c I = ) ，因此对瓶子 的质量 ( 主要是耐热性能 有较高的要求 ) 是 目前 困扰茶饮料生产的瓶颈 所在 。如何突破这一障碍 ，以满足 中小企业对 茶饮料生产时的要求 降低生产成本 并最大 程 度让 利消 费者 以便 于 茶饮 料 的全 面 推广 ( 同时对果汁及乳制品的热灌装具有同样的指导 作用 ) ，本文将着重从以下几个方面加以论述 。 1 亚高温 P E T瓶 P E T化 学名 为 ：聚 对 苯 二 甲酸 乙二 醇 酯 ( P o l y e t h y l e n e ) 种热 塑性材料 。一般是 由对 苯二 甲酸乙二醇经过酯化作用形成单体 然后 经过聚合作用形成聚合物 。所谓 的亚高温 P E T =Ic收稿 日期 ：2 0 0 6 0 6 1 9 作者简介：王长军 ( 1 9 6 3 ) ，男，安徽 淮南人 ，工程师 ，主要从事化工设备设计及 管理 工作 。 4 3 维普资讯 包装与食品机械2 0 0 6年第 2 4卷第 4期 瓶 是指 满 足亚 高温 生产 工 艺灌 装 时所 用 的 P E T瓶( 灌装温度在 8 0 8 5 o C ) 它是相对于高温灌 装 ( 灌装温度要求在 9 0 c c以上 ) 时使用的包装容 器而言 的。 目前 国内市场上的一些 知名品牌 的 茶饮料 ，大都采用高温灌装工艺 ，其 P E T瓶的 耐热值一般都超过 9 5 c c，有的甚至超过 1 0 0 C。 这样 以来对茶饮料灌装的工艺设备和员工的生产 操作都有较高的要求 同时茶饮料内容物较长时 间处于高温状态 ，必定会对茶饮料的品质和营养 成分造成一定的不利影响而采用亚高温塑胶瓶 灌装时，可以有效克服这一缺陷。 2 亚高温 P E T瓶的制造 2 1 生产设备 H一 6 s型 船用 活 塞式 空气 压 缩机 ( 天津 ) 、 Q C S 一 1 8型多功 能远红外线塑料管坯加热器( 浙 江 ) 、S A D 一 1 HF型冷冻空气干燥器( 浙江 ) 、多功 能高压吹塑机( 浙江) 。 空气压缩机一空气干燥器 P E T管坯一管坯加热一两步法吹瓶一 检验一 包装一成品入库 2 2 生产工艺 2 3 操作规程 2 3 1 管坯挑选瓶 口无缺陷、厚薄适 中、 瓶体无瑕疵 、色母分布均匀的合格管坯待用 。 生产热灌装所用 的瓶子一般要对 瓶 口进行 特殊处理 否则在灌装过程 中瓶 l Z l 会 因为受热 而产生变形 ，导致产 品密封失效 出现质量问 题。两步法 吹瓶一般通过对管坯瓶 口部位结晶 的方式来解决 。P E T材 料在结晶的状 态下 ，其 耐热性 能大大提高 ，可 以抵抗热灌装的温度而 不产生形 变。瓶 口结 晶的方式是将瓶 口部分单 独加热并保温足够的时间使其结晶。 2 3 2 管坯加 热器 由于管坯 的高度 和吹 制瓶形 的不 同 ：管坯在被加热时各加热段的温 度应 能够调 整 以适应管坯不 同高度所需要的 不 同温度值 。加 热器的热源是 红外线发 热管 ， 在加热炉旋转通道 的外侧与水平垂直的方 向按 一 定 的间隔平行排列若干数量 的加热管 每组 的发热功率 可调节 瓶坯在加热炉 内被输送加 热时不断旋转 这样瓶坯 的温度就可 以根据吹 瓶的实际需要沿着高度 的方 向分段控制 。在加 热的过程 中瓶 口如果受热会产生不期望有的变 形 ，所 以瓶 口部分 ( 即使做过结 晶预处理 的) 一 定要避免受 到较 高温度 的辐射 。瓶坯经过加热 处理后 ，已经分段达到预期 的温度 ，这样 吹制 的瓶子分子结构就能够按照设计要求 分布 ，具 有比较理想的均匀厚度和机械性能。 2 3 3 空气压缩 机 额定 压力 3 0 MP a ，造 气量 1 1 ms ，额定功率 1 l k W。吹瓶 时工作 压力 的大小直接影响吹瓶的效果。 2 3 4 吹瓶机 吹瓶过程分为合模 、拉伸 、 延吹 、吹气 、冷却等五个 阶段 。当管坯完成调 温过程后 ，迅速将 管坯从旋转加热炉的 出l Z l 处 送至吹瓶模具 中。模具合模 ，拉伸杆在汽缸的 作 用下 向下运 动 带动管 坯沿轴线 方 向拉伸 。 拉伸的速度对吹出来 的瓶子质量有很大的影响。 速度太快 则瓶子底部的材料分布过多 ，最终 导致瓶身部分材料分布不足 ，整体机械性能有 严重缺 陷。当然如果速度过慢 ，则瓶子底部 的 材料过少 ，会导致瓶坯穿孔 ，吹不 出理想 的瓶 子 。以吹制 5 0 0 ml 的瓶子为例 ，吹瓶 的工作参 数如下 ：合模 时间 5 6 s 、合模 延时 1 5 s 、左拉 伸( 右拉伸 ) 4 5 s 、左延吹( 右延吹) 0 2 5 s 、左吹气 ( 右 吹 气 ) 2 5 s 。 加 热 管 温 度 设 置 (自下 到 上 1 3 0 c c、7 3 o C、 ， 6 0 o C、8 0 o C) 。旋转烘箱整体温度 设置 1 3 0 c c、实际温度 1 2 9 c c 。转速 2 3 r ra i n 。 亚高 温 P E T瓶 的制造 过 程 中 吹瓶 是在 P E T材料完 成高度方 向的合 理分布 的情况下 ， 在管坯 内迅速通人 高压压缩空气 ，使 P E T材料 同模 具 内壁充 分接 触 。吹瓶 压力 控制 在 2 5 3 0 MP a 。吹出的瓶子是否 能够满足亚高 温灌装 工艺的需要 ，则要求瓶子要有一定的耐热性能 ， 这就要通过采用提高瓶壁 P E T材料 的结晶度的 方式来完成 。一般情况下 P E T材料的结晶度要 达到 2 0 3 5 才能具备较高的耐热值 。提高结晶 度本文介绍的是热模吹瓶 它是亚高温 P E T瓶 的制造的关键所在 。具体办法是利用油域加热 的方式来 控制模具 的温度 。模具的温度被控制 在大约 1 4 0 C 左右。当 P E T材料接触模具内壁时 被模具迅速加热到 1 3 5 1 4 0 C的结晶温域 加上 P E T材料 在拉伸 的过程 中分 子链 已经有序化 ， 在这种温度条件下 张力诱导 的结晶将 很快形 维普资讯 亚高温 P E T瓶的制造以及在茶饮料热灌装生产工艺中的使用王长军 林泽梅 成 ，结 晶度迅速提高 。吹瓶机的拉伸杆兼具有 冷却 的功效 ，瓶子达到结 晶的效果后通 过拉伸 杆向已经初步成型的瓶子的内部快速吹人大量的 冷却空气 ，使瓶子的温度迅速降低到定型的温度 以下 ，即可脱模 ，完成亚高温 P E T瓶的制造。 2 3 5 空气干燥器 工作压 力 3 0 MP a 。进 气 温度 8 0 ，冷煤 R1 2 ，成 品气 露 点一 2 3 。 由于压缩空气 中含有油份和大量的水分等杂质 ， 因此 必须对压缩空气进行干燥过滤 ，否则将 影 响吹瓶的效果和质量。 2 3 6 检验、包装 、入库。剔 除厚薄不均 、 异 型、残次品 的瓶子 ，把合格的瓶子放 置于有 内膜的包装箱内密封包装成品入库。 3 亚高温 P E T瓶在茶饮料热灌装 生产工艺 中的使 用 亚高温 P E T瓶 的耐热性能会随着时间的推 移而逐渐降低 。生产 出的瓶子存放十 日后 其 耐热值可下降 3 5 ，因此应 当现吹现用 。尽量 减少库存 ，这样不仅可 以大大减少瓶子二次 污 染 的机会 ，还可 以有利于车间的生产管理 。由 于亚高温 P E T瓶装茶饮料 的生产工艺在灌装后 不再进行二次杀菌 ，这就要求 在灌装前首先对 瓶子进行消毒灭菌工作 。具体措施是将亚高温 P E T瓶灌满消毒溶液 ( O X O N I A过氧棕榈酸一 过氧 化氢溶液或二氧化氯溶液 ) ，并浸泡 1 2 mi n取 出后倒置将瓶子内的消毒液排 除 。通过输送带 进入洗瓶 、灌装 、封 口机 。当然瓶子 的预处理 有很多种 ，通过紫外 N L C消毒系统处理后 ，在 辅 以臭氧消毒效果也 很好 。各生产灌装厂家可 视其具体情况作适宜的选择。 灌装时灌装机 的选型最好全部采用卡瓶颈 技术。卡瓶颈结构简单 ，在瓶子 的清洗 、灌装 和封 口的输送过程 中不接触瓶 口螺纹部位 避 免了瓶 口的二次污染 。 灌装环境配备 1 0 0级 空气净 化系统及 隔离 密封窗 ，并在进瓶 口和出瓶 口设有净化风幕或 风帘 ，防止不清 洁空气 的侵入 。操作人员应着 防护服装进 出。 4 不同的经济效益 目前高温 P E T瓶的市场售价为 0 9元左右 ， 亚高温 P E T瓶的制造成本为 0 5元左右 。这样仅 就灌装容器而言其生产成本就可以节省 0 4元左 右，因此具有 良好的经济效益和市场前景。 5 结 论 通过以上所述可 以看 出，茶饮料 ( 包括果汁 饮 料 ) 生产 厂家如果采用 亚高温 P E T瓶生产饮 料 ，不仅能简化一部分生产 工艺 。而且能大大 降低生产成本 ，有利于 中小型食 品饮料企业 的 发展 ，很值得加以推广应用。 参考文献 ： 1 白垄元 ，罗龙新 ，凌关庭 茶叶加 工 M 北京 ：化 学 工业 出版社 2 0 0 1 2 赵 志 恒 P E T瓶 生 产 技 术 J 包 装 与食 品 机 械 ， 2 0 o 4 ，2 2 ( 4 ) ( 上接 第 2 8页 ) 在实践 中摸索出一套 简单可行 、科学合理 的检 测方法 。如称重法 ，做好 容积与重量 的转换 ， 如物质密度 、温 度等参数 的影 响，保证净含量 达到要求 ，同时对环境条件也应进行有效的控 制，如确保液体包装商品在 2 0 条件下包装。 5 )正确使用法定计量单位 ，做好产 品的标 识标注。外包装应按相应规范 。按商品的性质 需标注条形码的必须标注条形码。 6 )做好企业 内部的计量监督 ，注意收集处 理 外部的信 息反馈 。将计量管理工作与企业经 济责任制挂钩 ，并 与其它工作检查相联 系 ，落 实计量体系文件 的贯彻实施 ，