无菌灌装设备分析

无菌灌装无菌灌装设备设备 根据无菌包装对象物料的状态来分 可分为液体食品的无菌包装和固体食品的无菌包 装两类 无菌包装设备有许多种 主要区别在于操作方式 包装形式 充填系统 目前常用 的有 卷材约盒无菌包装设备 纸盒预制无菌包装设备 无菌瓶装设备 箱中衬袋无 菌大包装设备等 一 卷材纸盒包一 卷材纸盒包 一 卷材纸盒包装的特点 1961 年 Tetra Pak 首先推出卷材纸盒包装机 经过几代的改进 现在 Tetra Pak 无 菌装置有以下特点 1 包装材料以板材卷筒形式引入 2 所有与产品接触的部件及机器的无菌腔均经灭菌 3 包装的成形 充填 封口及分离在一台机器上进行 使用卷材来制作容器的好处 1 机器操作人员的工作任务简化 劳动强度降低 2 因为只是平整的无菌材料进入机器的无菌区 可保证高度无菌 3 集成形 充填 封口为一体 不需要各工序间的往返运输 4 包装材料的存贮空间小 且无需空容器的存贮空间 5 包装材料的生产效率高 该装置的包装材料 80 为纸板 纸板复合了几层塑料和一层铝箔 包装材料各层从外 到里的作用如下 1 外层的 PE 层可保护印刷的油墨并防潮 且当包装叠起时保护封口表面 2 纸板赋予包装应有的机械强度以便成形 且便于油墨印刷 3 PE 使铝箔与纸板之间能紧密相联 4 铝箔可阻气 并保护产品防止氧化和免受光照影响 5 最内层的 PE 或其他塑料 可提供液体阻隔性 二 二 L L TBA 8TBA 8 无菌包装机的无菌包装机的 无菌包装过程无菌包装过程 1 机器的灭菌 采用先喷入 35 H2O2 溶液 然后用无菌热空气使之干燥的方法 2 包装材料的灭菌 3 包装的成形 充填 封口和割离 充填 封口和割离 4 带顶隙包装的充填 5 单个包装的最后折叠 三 三 TBA 19TBA 19 利乐无菌包装机灌装利乐无菌包装机灌装 1 工作原理及结构 可安全温和地灌装产品 产品是在一封闭及预灭菌的系统中被输送至灌装机上 然后 在无菌条件下计量充填入包装盒中 包装盒也是在该器内自动成形及灭菌的 包装材料为复合层材料 三 三 TBA 19TBA 19 利乐无菌包装机灌装利乐无菌包装机灌装 1 工作原理及结构 2 优点 1 快捷可靠 2 小巧玲珑 3 灵活动作 4 操作简易 5 卫生安全 四 四 TBA 3TBA 3 利乐无菌包装机利乐无菌包装机 专门生产利乐枕的新型无菌包装机 五 五 SIGSIG CombiblocCombibloc 康美盒包装系统康美盒包装系统 1 康美盒的发展 1958 年康美包创立 现 SIG Combibloc 国际集团的总公司在德国 有两家工厂 一家 在 Neuss 制造机器 第二家在 Linnich 生产包装材料 与是公司的现代发展中心 在美国 奥地利和法国有附属公司 在英国和匈牙利有合资公司 拥有康美包许可证 的公司则在澳洲和南非 1997 年 康美包公司在中国上海设立办事处 并于 1999 年初于上海外商保税区成立 SIG 康美包包装技术服务 上海 有限公司 2 康美盒的特点 1 节省成本的包装方法 2 保证商业无菌 3 无菌包装使产品无菌性可靠 3 纸筒的预制 4 SIG Combibloc 无菌包装机 5 Combibloc 无菌包装的过程 1 机器的灭菌 2 容器的灭菌 3 充填系统 4 容器顶端的密封 6 6 用于康美盒包装纸盒的饮管敷贴机 用于康美盒包装纸盒的饮管敷贴机 六 美国国际纸业公司 六 美国国际纸业公司 长青包装设备长青包装设备 长青包装设备为屋顶型纸盒包装机的专业制造商 二 玻璃瓶和塑料瓶的无菌包装二 玻璃瓶和塑料瓶的无菌包装 一 玻璃瓶的无菌包装系统 一 玻璃瓶的无菌包装系统 1 1 玻璃瓶的灭菌 玻璃瓶的灭菌 2 瓶盖的灭菌 3 容器的充填 4 容器的密封 二 塑料瓶无菌包装系统 二 塑料瓶无菌包装系统 该无菌包装系统是以热塑性颗粒塑料为原料 采用吹膜工艺制成容器 在无菌环境下 直接在模中进行物料的充填 封口 其显著特点是容器不需要二次灭菌 因为挤压吹 模成形后模中的容器已是无菌的了 故在无菌环境下可直接进行充填 封口 优势及发展前景优势及发展前景 无菌冷灌装的优势及发展前景无菌冷灌装的优势及发展前景 自上世纪 90 年代以来 中国饮料行业进入一个高速发展的阶段 各种包装形式的饮料纷纷登台亮相 玻璃瓶 易 拉罐 纸盒包装的出现都推动了饮料行业发展 而 PET 瓶装饮料自从问世以来 由于其美观 轻便 可回收的特点 已经得到广大消费者的普遍认可 目前在世界各地的发展势头非常迅猛 在我国 热灌装和无菌冷灌装的 PET 瓶装 饮料共存于市场 并以每年超过 30 的速度增长 据专家预计 到 2015 年 我国 PET 瓶装饮料总量将会达到 5000 万吨 经过各国饮料设备供应商和技术人员长期不懈的努力 PET 无菌冷灌装技术已越来越完善 管理经验也日趋丰富 在饮料市场中所占的市场份额也逐渐增大 北京汇源果汁集团在 2001 年成功引进我国第一条 PET 无菌冷灌装生产 线 开创了中国饮料加工的新阶段 以下根据重点介绍 PET 无菌冷灌装工艺的优势和最新的加工技术 一 PET 无菌冷灌装生产线在中国的成功应用 与热灌装生产线相比 PET 无菌冷灌装生产线设备投资大 生产管理过程复杂 技术含量要求也比较高 北京汇源 果汁集团自 2001 年引进第一条 PET 无菌线以来 3 年内共计引入 11 条世界最先进的 PET 无菌线 目前已成为全球 拥有 PET 无菌线最多的饮料生产企业 这些生产线包括意大利 PROCOMAC 公司 意大利 SIG 公司 德国 KRONES 公司 法国 SIDEL 公司的设备 用来生产果汁等产品 均取得了成功 与此同时 国内其他大型饮料加工企业包括统一 康师傅 银鹭等也都开始引入 PET 无菌冷灌装生产线 设备供应 商包括意大利 德国 法国 日本等多个国家 技术水平达到世界一流 使得我国冷灌装 PET 产品进入一个高速发 展的阶段 到目前为止 中国大陆区域已有超过 20 条 PET 无菌生产线在生产或安装过程中 汇源果汁集团还大力支持国内 PET 无菌线加工制造业的发展 2003 年与广州乐惠广轻合作开发的一条小型无菌冷灌 装生产线已投入正常生产 设备性能可以达到无菌灌装无菌灌装技术要求 推动了国内饮料包装行业的整体发展 二 PET 无菌冷灌装生产线的工艺特点和技术优势 1 PET 瓶装饮料的优势 与纸包装 玻璃瓶 金属罐等其他包装形式的饮料相比 PET 瓶装饮料的增长速度是最快 2 PET 无菌冷灌装工艺技术特点 所谓无菌灌装无菌灌装就是将无菌的内容物在无菌环境下 充填灌装进入无菌包装容器内的一种饮料灌装工艺 工艺流程见 图 1 其中 建立产品无菌性的检测标准和管理体系是非常重要的 关键是保证灌装封口后的饮料内微生物控制 在允许范围内 即商业无菌 根据国内饮料厂家对 PET 无菌冷灌装技术的使用经验来看 该技术的工艺特点主要在于以下几个方面 制定合理的 PET 瓶和瓶盖杀菌 冲洗工艺 目前各家设备供应商制定的 PET 瓶和瓶盖杀菌 冲洗工艺并不相同 主要包括过氧乙酸浸泡杀菌 过氧乙酸喷冲杀 菌 过氧乙酸 雾化热风 温度低于 50 喷冲杀菌以及双氧水 雾化热风喷冲杀菌等方式 从使用效果来看 采用 雾化热风配合消毒液进行喷冲杀菌效果比较好 对瓶型的适应性较强 不会有卫生死角 还可节约消毒液的用量 两种消毒液在各国的实际使用情况并不相同 但都可以确保对瓶子的杀菌效果达到 5log 以上 核心设备的制造和加工要达到食品卫生级标准 由于包材杀菌所使用的消毒液都具有强烈的腐蚀性 这就要求无菌冷灌装机组需采用独特的无菌灌装无菌灌装阀和封盖头 另外在管道和阀门技术 材料表面刨光 重要区域表面处理等方面都需要进行独特设计 还需带有完整的全自动清 洗 CIP 系统 杀菌 SIP 系统以及设备外部泡沫清洗系统 COP 所有这些措施保证设备方面不会给物料带 来二次污染 无菌冷灌装生产线关键控制点的建立 监测 记录和控制 PET 无菌冷灌装线的生产是一个非常复杂的连续式生产过程 在这个过程中任何一项操作失误或产品微生物的二次 污染 都有可能造成整个无菌控制系统的失败 影响整批产品的安全性 所以建立科学完善的监测控制体系是无菌 冷灌装生产线成功运转的关键因素 目前饮料行业普遍采用的是 HACCP 管理体系 HACCP 是危害分析和关键控制点 Hazard analysis and Critical Points 的缩写 是一种能使食品生产企业在生 产环境下及时鉴别并控制潜在危害 从而预防不合格产品生产的具有高度逻辑性和评价系统的管理方法 只有严格 按照 HACCP 体系去管理和控制 才能真正确保产品安全性 表 1 列举了 PET 无菌线一些主要的关键控制点 整线生产效率的控制与提高 如何控制和保证 PET 无菌冷灌装生产线的生产效率是保证产品安全性 降低生产成本的关键措施 主要有三点 单 台设备的质量稳定性 整线连接的理念和设计 各设备之间的协调和平衡 突出表现在 空气输送带的长度设计 是否需要缓冲瓶仓 后段输送链的长度设计 是否需要缓冲以及各台单机生产能力的计算等 整条生产线不能出现 生产瓶颈 以确保整线效率 3 PET 无菌冷灌装技术优势 PET 无菌冷灌装技术优势主要是与热灌装工艺相比较而言的 突出优势为冷灌装工艺产品受热时间短 各种热敏型 营养成分损失比较少 产品品质更新鲜更自然 同时包材成本和生产成本也比较低 三 PET 瓶无菌冷灌装技术未来发展 由于 PET 无菌冷灌装产品品质较高 生产工艺对不同产品的通用性也较强 所以各国供应商也都在积极开发新的 PET 无菌冷灌装生产技术 主要在以下几方面 1 PET 瓶的杀菌工艺 现有的 PET 瓶杀菌工艺在前面已陈述 都是采用消毒液湿法杀菌 目前正在研究的是干法杀菌技术 在真空环境 下向瓶子内部喷洒双氧水 达到消毒效果后双氧水自动挥发 不会有残留 对于 HDPE 瓶来讲 该方法更为适用 但其杀菌效果有待进一步检验 另外还包括依靠电子辐射装置或者超高压装置进行物理方式的杀菌 其杀菌效果也 需检验 2 PET 瓶涂层工艺 对于那些对氧气敏感的饮料 富含维生素的饮料 啤酒以及纯乳制品来讲 普通标准 PET 瓶无法保证这些产品的货 架期和稳定性 为解决这一问题 国外的 PET 瓶制造商开始研制添加涂层的新瓶型 即在原有 PET 瓶基础上再增加 一层等离子涂层 不会影响 PET 瓶的透明度 对氧气 二氧化碳 湿气和化学物等的阻隔十分有效 该项技术已得 到美国 瑞士及欧盟等国卫生部门的确认 目前在啤酒领域已进行小批量生产 3 高速吹 灌 封一体机的开发研制 为简化 PET 无菌冷灌装生产工艺流程 目前世界几家大的饮料设备厂家都在开发研制一种新型的高速吹 灌 封一体 机 该机的设计原理是将吹瓶 灌装和封盖安装在同一个无菌环境内进行连线生产 即在无菌环境下吹瓶 然后直 接进入灌装间进行无菌灌装无菌灌装和封盖 由于吹瓶时温度很高 可以杀灭微生物 之后瓶子又一直在无菌环境下 因此 无需在对瓶子进行单独杀菌 节省了消毒液以及能源的消耗 目前该机型仍在进一步研制阶段 主要考虑设备的稳 定性和产品的安全性 四 讨论 目前