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隨著消費(fèi)需求者愈加著重飲料的安全可靠與膳食，飲料消費(fèi)市場漸漸從細(xì)菌不脆弱商品比如氫氟酸飲料，向細(xì)菌脆弱型商品比如豆則飲料結(jié)構(gòu)調(diào)整；漸漸從包裝袋主流化向包裝袋個人化結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)而增添了整座飲料工藝技術(shù)技術(shù)的發(fā)生改變。那個變動過程中的推動力主要包括：北歐國家食品產(chǎn)品質(zhì)量可靠各方面法律法規(guī)的硬性要求；所含純天然原材料飲料的消費(fèi)需求消費(fèi)市場需求；不含添加劑飲料的消費(fèi)需求消費(fèi)市場需求；色澤外形更快的消費(fèi)需求消費(fèi)市場需求；須要長效期存儲自然環(huán)境前提的原產(chǎn)政治經(jīng)濟(jì)學(xué)；罐子高性能提高效率的消費(fèi)市場需求；稀疏的消費(fèi)市場推廣驅(qū)動力Paulhaguet的計(jì)劃和取悅大容量PET瓶的態(tài)勢之類。

在這種的前提下，消費(fèi)市場上迎了捷伊飲料工藝技術(shù)技術(shù)——無菌冷灌裝。對照以后的飲料工藝技術(shù)技術(shù)，無菌冷灌裝選用了一流全盤的沖洗滅菌工藝技術(shù)，半自動的制造工藝技術(shù)的掌控，健全的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)視管理體系，嚴(yán)苛的無菌性能校正流程，能最小某種程度地減少細(xì)菌的信用風(fēng)險(xiǎn)，確保制造出的飲料的安全可靠。

無菌冷灌裝果汁飲料灌裝機(jī)^[1]（Aseptic Cold-filling）是指將經(jīng)過滅菌的液體食品在常溫?zé)o菌前提下灌裝、密封在經(jīng)過滅菌的容器中，使食品在效期內(nèi)能在常溫下運(yùn)輸和貯存。無菌冷灌裝的冷是相對于熱灌裝來說的，熱灌裝工藝技術(shù)是在85～95℃下進(jìn)行灌裝，而其是在常溫前提下灌裝料液。由于包裝袋內(nèi)最初已達(dá)到商業(yè)無菌，所以包裝袋后的食品可在不加添加劑、不經(jīng)冷藏前提下得到較長的貨架壽命^[2]。無菌冷灌裝技術(shù)是一項(xiàng)對食品及藥品的安全可靠性實(shí)現(xiàn)綜合技術(shù)保障的系統(tǒng)工程，集光機(jī)電一體化技術(shù)、現(xiàn)代化學(xué)、物理學(xué)、細(xì)菌學(xué)、自動掌控、計(jì)算機(jī)通訊等多項(xiàng)高新技術(shù)為一體^[3]。無菌冷灌裝制造線不僅須要滿足額定的產(chǎn)能，還必須通過無菌確保水平測試來校正整條制造線是否滿足商業(yè)無菌的要求。無菌工藝技術(shù)，全面反映了整座制造過程選用無菌工藝技術(shù)制造無菌商品的能力，須要從以下各方面進(jìn)行校正：塵埃粒子數(shù)檢測，灌裝自然環(huán)境的染色測試，沉降菌、浮游菌檢測，涂抹檢測，灌裝自然環(huán)境的滅菌強(qiáng)度測試，包材的滅菌強(qiáng)度測試，水包測試，LG培養(yǎng)基測試^[4]，低酸性商品的批量制造測試等各方面校正^[5]。無菌工藝技術(shù)技術(shù)引入的變量很多，諸如制造區(qū)的設(shè)計(jì)及其設(shè)備布局、制造時的自然環(huán)境狀況、所有與制造相關(guān)的設(shè)備及物料的污染狀況、人員操作和衛(wèi)生狀況等，每一個環(huán)節(jié)對最終商品的產(chǎn)品質(zhì)量都至關(guān)重要。一旦發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的污染問題，可通過多種細(xì)菌的限量檢測方法來進(jìn)行菌群分析最終找到制造線的問題點(diǎn)^[6]。

1 無菌冷灌裝技術(shù)的現(xiàn)狀

PET無菌制造線的國外制造商有克朗斯、西得樂、基伊埃博高瑪、日本Shibuya果汁飲料灌裝機(jī)等，國內(nèi)制造商有樂惠、新美星、廊坊百冠、達(dá)意隆、普華盛等。國外制造商的無菌線的產(chǎn)能一般能達(dá)到48000BPH，Shibuya可達(dá)到72000BPH，機(jī)械效率在90%以上；能源利用率較高；設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定；無菌校正一次通過率高；無菌確保水平較高；低酸性商品的無菌周期可達(dá)72h，高酸性商品的無菌周期可達(dá)120h。國產(chǎn)無菌線發(fā)展水平參差不齊，目前只有樂惠和新美星的無菌線產(chǎn)能達(dá)到30000BPH并且能通過無菌校正，其他廠家的產(chǎn)能一般在18000-24000BPH，且很多不能通過無菌校正，同類商品的無菌周期也比國外的短，能源及化學(xué)品消耗很多。國產(chǎn)無菌線還普遍存在機(jī)械故障率高等問題。但國外制造線設(shè)備一次性投資高，維護(hù)成本高昂，售后服務(wù)周期長。

國產(chǎn)PET無菌冷灌裝制造線獲得無菌物料是通過UHT果汁飲料灌裝機(jī)滅菌；獲得無菌的灌裝空間一般先通過COP/SOP沖洗滅菌，再通過HEPA過濾器、風(fēng)機(jī)達(dá)到灌裝自然環(huán)境的百級要求，還要再通過廢氣塔形成區(qū)域壓差，使得無菌區(qū)的壓力最高來隔絕外界污染；獲得無菌的管路系統(tǒng)先通過CIP沖洗，滅菌則根絕管道的實(shí)際情況來定，常壓的使用PAA消毒液法，密閉管路使用蒸汽法和過熱水閥；獲得無菌的包裝袋容器通過PAA溶液對PET空瓶噴沖，對瓶蓋浸泡或沖洗進(jìn)行滅菌。

2 無菌冷灌裝的先行技術(shù)

2.1瓶坯干式滅菌技術(shù)

西得樂將果汁飲料灌裝機(jī)PredisTM解決計(jì)劃和其最捷伊Sensofill Fma無菌灌裝技術(shù)整合在一臺集吹瓶、灌裝和封蓋為一體的設(shè)備內(nèi)，制造出Combi PredisTM Fma無菌灌裝機(jī)^[7]。在克朗斯的Contiform AseptBloc中，瓶坯在紅外烘箱中經(jīng)過加熱，然后在滅菌單元中經(jīng)過氣態(tài)過氧化氫處理，此后直接進(jìn)入無菌設(shè)計(jì)的吹塑單元^[8]。容器在無菌前提下進(jìn)行吹塑。罐子進(jìn)入無菌灌裝機(jī)灌裝，并封上瓶蓋。西得樂和克朗斯使用的瓶坯干式滅菌技術(shù)的原理是用過氧化氫蒸汽在吹瓶機(jī)加熱爐入口處對瓶坯進(jìn)行干式滅菌。滅菌內(nèi)壁光滑的小型瓶坯比不規(guī)則瓶型的罐子更加有效和簡單，殘留物極少，一般罐子中的殘留物都低于0.5mg/kg，此外，使用該技術(shù)的無菌灌裝系統(tǒng)還具有節(jié)能、占地面積更小、可用于輕量瓶灌裝等優(yōu)點(diǎn)。由于使用過氧化氫蒸汽對瓶坯進(jìn)行干式滅菌，不須要使用化學(xué)品和水，因此，極大的減少了化學(xué)品和水的使用，在設(shè)備正常使用前提下，每天可節(jié)約用水200－300立方米和減少150－200升化學(xué)品的使用，并且沒有污水產(chǎn)生。

2.2低速直線型灌裝技術(shù)

在西得樂的Combi PredisTM/CapdisTM FMa低速解決計(jì)劃的設(shè)計(jì)過程中，使用直線型設(shè)計(jì)，以成熟的干式瓶坯和瓶蓋滅菌技術(shù)為基礎(chǔ)，集吹瓶、灌裝和旋蓋于一體，適用于各種類型的瓶坯和瓶蓋滅菌，減少設(shè)備的占地面積，能憑借超小的占地面積輕松嵌入到新建或現(xiàn)有工廠中。新型飲料商品在大規(guī)模上市前，飲料制造商通常一流行小批量制造，以便對這些商品進(jìn)行消費(fèi)市場測試并觀察消費(fèi)需求者的反應(yīng)，然后再進(jìn)行大規(guī)模制造。這些定位于細(xì)分消費(fèi)市場的高端商品必須在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的制造線上制造。同時，在商品消費(fèi)市場需求量較小的區(qū)域性消費(fèi)市場，低速制造也不失為一種實(shí)用的解決計(jì)劃^[9]。

3 無菌冷灌裝的現(xiàn)行研究

3.1組合式滅菌

多種滅菌方式的組合能起到良好的滅菌效果。比如單獨(dú)選用紫外線對果汁飲料灌裝機(jī)PET瓶蓋滅菌，由于PET瓶蓋內(nèi)外表面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，滅菌效果一般，有研究成果表明，低濃度過氧化氫溶液 高強(qiáng)度紫外線照射結(jié)合使用會產(chǎn)生驚人的滅菌效果^[10-11]。劉鳳臣等研究的低濃度過氧化氫噴霧 無菌熱空氣 高強(qiáng)度紫外線的PET瓶蓋滅菌系統(tǒng)，與原有的過氧化氫溶液 熱空氣滅菌和過氧化氫溶液 高強(qiáng)度紫外線滅菌計(jì)劃相比，在滅菌機(jī)理上有所改進(jìn)，滅菌強(qiáng)度明顯增加，同時，熱空氣蒸發(fā)和紫外線輻射能增強(qiáng)滅菌效果，有效促進(jìn)過氧化氫分解，使得瓶蓋表面無過氧化氫殘留的作用，避免了對飲料口味和飲用者身體的影響，是一種滅菌全盤、耗時少、無殘留的新型滅菌系統(tǒng)^[12]。

3.2電子束輻照滅菌

相比于傳統(tǒng)的食品保鮮方法，電子束輻照不存在放射性污染及農(nóng)、獸藥物殘留等問題，且節(jié)省能源，具有特別顯著的優(yōu)勢^[13]。電子束輻照技術(shù)是利用電子加速器產(chǎn)生的低能或高能電子束射線（10MeV以下的電子束），利用高能脈沖直接作用破壞活體生物細(xì)胞內(nèi)DNA或通過間接作用使小分子和水物質(zhì)發(fā)生輻解，形成-OH、-H等活性自由基，與核內(nèi)物質(zhì)作用，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。目前，已有多家國外廠家使用電子束輻照技術(shù)對PET空瓶進(jìn)行滅菌并取得了良好效果。國內(nèi)的新美星也已制造出一臺樣機(jī)，具體使用情況不詳。電子束輻照技術(shù)的難道是電子束的穿透能力較弱，對PET空瓶較厚的瓶口處滅菌存在問題。

4 小結(jié)

近年來，世界性的自然環(huán)境素質(zhì)的下降和人群生活壓力的增加，使得處于亞健康狀態(tài)的人群日漸增多，而同時隨著生活水平的不斷提高，人們也越來越著重個人健康問題，受益于中國龐大的人口基數(shù)，功能飲料和植物蛋白飲料的快速增長會值得期待。中國功能飲料消費(fèi)市場最近幾年發(fā)展迅速，在2014年取得了17.4%果汁飲料灌裝機(jī)的增長，消費(fèi)市場容量達(dá)到109.1億升。在2010年到2014年的5年時間里，行業(yè)平均增長率達(dá)到28.9%。預(yù)計(jì)到2019年行業(yè)將達(dá)到254.57億升的規(guī)模。植物蛋白飲品正成為飲料消費(fèi)市場的亮點(diǎn)，以純天然及健康的概念吸引消費(fèi)需求者。飲料消費(fèi)需求量的提升將直接導(dǎo)致飲料制造線的銷售量提升。而無菌冷灌裝制造線適用范圍廣，尤其是熱敏性的中性商品，將會成為最佳的選擇。

PET瓶無菌冷灌裝的客戶普遍追求設(shè)備好用、安全可靠可靠、空間節(jié)約、節(jié)能減排、高性能、低成本。這些要求將引領(lǐng)PET瓶無菌線向以下幾個各方面發(fā)展：

1、向高新技術(shù)集成性和高可靠度的方向發(fā)展。為滿足商品的安全可靠性要求，系統(tǒng)本身的每一個子系統(tǒng)無不包含著新技術(shù)、新材料、新工藝技術(shù)的成果。為了滿足高可靠性的要求，每一個子系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到制造，從運(yùn)行實(shí)驗(yàn)到運(yùn)行監(jiān)視，和信息反饋與補(bǔ)償修正都要融入現(xiàn)代產(chǎn)品質(zhì)量的理念，達(dá)到設(shè)備固有可靠性與運(yùn)行可靠性相統(tǒng)一。

2、向多個產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展和延伸無菌的概念和要求是醫(yī)學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物。隨著現(xiàn)代細(xì)菌學(xué)和應(yīng)用滅菌技術(shù)的發(fā)展，人類對殺滅主要包括細(xì)菌芽孢在內(nèi)的全部病原細(xì)菌和非病原細(xì)菌有了更捷伊認(rèn)識和掌控手段。商業(yè)無菌作為評價食品產(chǎn)品質(zhì)量可靠性的技術(shù)指標(biāo)為相關(guān)行業(yè)和消費(fèi)市場認(rèn)同。果汁飲料灌裝機(jī)

3、無菌包裝袋設(shè)備向單一高速型發(fā)展。發(fā)展無菌包裝袋設(shè)備無論從技術(shù)含量和技術(shù)指標(biāo)要求上都屬于包裝袋機(jī)械中的高端商品。對于使用廠家而言，這種技術(shù)和資本雙重稀疏性的設(shè)備定位必須以提高制造效率為方向，而不同于現(xiàn)代包裝袋機(jī)械向多功能和單一高速型兩極化發(fā)展。從技術(shù)層面上講，高可靠度的裝備向多功能型發(fā)展，將意味著諸多工程技術(shù)中有待解決的問題出現(xiàn)，將加大技術(shù)上的難度。

4、向以技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化性價比的方向發(fā)展。雖然無菌包裝袋有很多優(yōu)點(diǎn)，但是其設(shè)備昂貴令許多企業(yè)望而卻步。國內(nèi)企業(yè)要推動無菌包裝袋行業(yè)的健康發(fā)展，為消費(fèi)市場提供價格適中，性價比優(yōu)良的設(shè)備以推動消費(fèi)需求消費(fèi)市場，須要優(yōu)化性價比來減少投入。因此應(yīng)選用技術(shù)創(chuàng)新，采取集成性與突破性相融合的技術(shù)策略。

王鵬/南京保利隆包裝袋機(jī)械有限公司

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