无菌灌装系统
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velopment . J Food Protect ,1980 ,43 (6) :450～455 9 凌代文. 乳酸菌分离鉴定实验方法 [ M] . 北京 : 中国轻工业出版
社 ,1998. 10 马汉军. 乳酸菌发酵中式香肠的菌种及工艺研究[J ] . 食品科学 ,
1997 ,18 (8) :35～38. 11 张红诚 ,闵连吉 ,倪晨. 发酵肠生产中乳酸菌的选择 [J ] . 食品科
[M] . 北京 :化学工业出版社 ,1996. 2 高福成. 现代食品工程高新技术 [ M] . 北京 : 中国轻工业出版社 ,
1997. 3 许仲麟. 空气洁净技术[M] . 上海 :同济大学出版社 ,1996. 4 陆元章. 现代机械设备设计手册 (第 2 卷) [ M] . 北京 :机械工业出
垢 ,则需用 1 %的酸液清洗 20 min ,再用清水清洗后排出所有 液体 。
4 工艺控制
整个生产过程根据工艺要求 ,由 PLC 自动控制 。工艺简 图如图 1 。
5 总结
此系统为罐及阀组的有机结合 ,属于工艺设备 。虽然机 加工量不大 ,但涉及机械 、食品 、化工 、微生物等多个学科 ,只 有的综合运用它们 ,才能实现系统预设技术指标 。
1 无菌罐系统的作用
无菌罐系统是无菌生产线中的关键设备之一 ,是接收经 过超高温杀菌的物料的缓冲罐和贮存罐 。近年来国外先进 的无菌罐系统不断被进口 ,刺激着我国国内企业对此类设备 的开发生产 。近两年来在上海 、浙江 、广东等地有小型的无 菌罐生产 ,对我国无菌包装技术的发展起到了良好的促进作 用 。但国产的此类设备普遍存在无菌时间短 ,无菌化性能不 稳定 ,自动化程度不高 、产量低等问题 。作者根据长期研发 实践 ,借鉴国外同类先进设备的原理 ,拟就此设备的无菌化 在理论上作以深入探讨 ,以便有利于国产化 。
大工作压力为0Fra Baidu bibliotek 3 MPa ,同时也可以耐真空 。罐体支腿高度 可调节 。罐内顶部装有旋转清洁球 ,可切换接入 CIP ,对罐体 进行清洗 。夹套上部有布水器 ,以利于灭菌后罐体冷却 。
阀组选用世界著名的流体设备生产厂 ———阿法拉伐公 司的无菌阀 、英国斯派莎克公司的蒸汽阀门 。阀组将蒸汽管 路 、CIP 管路 、无菌空气管路 、物料管路有机的连接起来 。
nol ,1981 (1) :74～78 ,83. 7 Sen et al. Effect of NaNO2 concentration on the formation of nitrosopyrodicline
and dimethylnitrosamine in fried bacon. Food Eng ,1979 ,51(5) :24～28. 8 Tanaka et al . lnhibition of botulinum toxin formation in bacon by acid de2
罐体经过蒸汽灭菌后 ,冷却水自动在夹套中由喷淋管喷 出 ,罐体温度随之下降 ,同时罐内压力下降 。为防止压力下 降太快 ,罐底的压力传感器打开电磁阀 、调节阀 ,向罐内通入 无菌空气 ,维持罐体的压力平衡 。冷却时间为 900 s。 3. 3 灌装
在灌装及排放物料的过程中 ,除油无菌空气经过两个 0. 22μm机的空气过滤器及压力调节阀进入罐体上部 ,使罐 体底部的压力始终保持恒定 ,从而保证给灌装机稳定供料 。 同时与物料管及无菌阀相连的蒸汽管路中通有 0. 1 MPa 的 蒸汽 ,形成一道无菌屏障 ,保证灌装过程的无菌 。 3. 4 CIP 清洗
2000. 15 [ 美 ]S. R. 马洛伊 ,V. J . 斯图特 ,R. K. 泰勒. 医用细菌遗传学实验
指南[M] . 北京 :科学出版社 ,1998. 16 东秀珠 ,蔡妙英. 常见细菌系统鉴定手册 [ M] . 北京 : 科学出版
社 ,1999.
44
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
3 工艺过程
3. 1 罐体和阀组的蒸汽灭菌 所有与无菌产品接触的罐体和管路都应用蒸汽灭菌 ,蒸
汽温度为 140 ℃,压力为0. 27 MPa ,通过两个 25μm 蒸汽级过 滤器 。当罐体温度升高到 115 ℃,罐内温度为 140 ℃,灭菌才 能开始 ,持续 2400 s。 3. 2 罐体和阀组的冷却
2 无菌罐系统的结构
此系统是作为接收无菌物料的缓冲罐和贮罐 ,它主要由
作者简介 :曾劲松 (1971 - ) ,女 ,西安交通大学机械学院高级工程 师 。E2mail :blueway2003 @hotmail . com
收稿日期 :2004 - 03 - 11
罐体 、阀组和控制三部分组成 。 罐体材质为 SUS304 不锈钢 ,结构为夹套式 。罐体的最
CIP 清洗管路设有两路 :停止生产后 ,操作人员发出清洗 命令 ,管路接入 CIP 清洗液 ,一路通过管内顶部的旋转清洗 球 ,对罐体及管路进行清洗 ;另一路通过几个有机连接的无菌 阀对灌装机及管路进行清洗 。由于罐体及管路的内壁均光洁 度很高 ,且无死角 ,细菌无法停留 ,从而也保证管路的无菌 。
第 20 卷第 2 期 2004年4月
OOD &MACHINEY 食品与机械
Vol . 2 0 No . 2 April 2 0 0 4
无菌罐系统
The syste m of a septic tank
曾劲松
ZENG Jin2song
(西安交通大学机械学院 ,陕西 西安 710086) ( College of Mechanics Science , Xi’an Jiaotong University , Xi’an , Shaanxi 710086 , China)
首先通入浓度为 1 % ,温度为 70 ℃的碱液 ,冲刷罐内壁 5 min ;接着罐体接入冷水冲洗 10 min。如果罐体内壁结有水
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© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
机械与设计
2004 年第 2 期
学 ,1996 ,17 (8) :25～28. 12 张勤 ,贺稚非. 微生物在发酵肉制品中的应用[J ] . 肉类研究 ,1999
(4) :30～33. 13 刘玺. 乳酸菌发酵中式香肠发色效果研究 [J ] . 肉类工业 ,2000
(9) :16～19. 14 陈丙莺 ,陈子兴. 分子生物学与临床[M] . 南京 :东南大学出版社 ,
目前 ,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高 ,各 种饮料 、乳品的消费日益增大 ,自然对食品包装提出更高要 求 :保质期长 ,口味不变 。于是各种无菌饮料 、无菌奶 、无菌 食品等无菌产品不断涌现 ,且市场前景看好 。这使得许多食 品企业积极引进国外先进的无菌生产线 。但为了节省外汇 , 都尽量引进最先进的设备和国内没有的设备 ,如果能自行开 发制造 ,就不必进口 。我们开发研制无菌罐系统正是出于这 一目的 。本系统是我们课题组结合瑞典利乐 、日本精研舍的 设备优化设计而成的 。
摘要 :详细介绍了无菌罐系统的功能 、结构 、工艺过程及控制 原理 ,有利于无菌罐国产化 。 关键词 :无菌罐 ;阀组 ;CIP
Abstract :It introduces the usage of the system of aseptic tank and analyzes the technology and the principal , construction of its compositions in detail . So on the basis of this research , this system can be available in china. Keywords :Aseptic tank ;Valve unite ;CIP
当前无菌罐设备运行不好 ,作为国内无菌罐设备企业 , 他们往往首先关注硬件 ,即配件及其加工 、控制元件等问题 。 作为设计及研究者 ,我觉的这些不是根本问题 ,关键是软件 , 即工艺过程是否合理 ,控制是否恰当等问题 。
图 1 无菌罐控制工艺简图
参考文献 1 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册 ( 第二版)
业出版社 ,1996. 4 黄伟坤等编著. 食品检验与分析[M]. 北京 :中国轻工业出版社 ,1996. 5 张红诚 ,等. 发酵肠生产中乳酸菌的选择 [J ] . 食品科学 ,1996 (8) :
21～22. 6 Baccus and Brown. Use of Microbial Culture : meat products. Food. Tech2
版社 ,1996.
(上接第 37 页)
参考文献 1 张元生 ,等编译. 微生物在肉类加工中的应用 [ M] . 北京 : 中国商
业出版社 ,1991. 2 张庆芳 ,等. 乳酸菌降解亚硝酸盐机理的研究 [J ] . 食品与发酵工
业 ,2002 (8) :27～31. 3 杨洁彬等编著. 乳酸菌 —生物学基础及应用[ M] . 北京 :中国轻工
社 ,1998. 10 马汉军. 乳酸菌发酵中式香肠的菌种及工艺研究[J ] . 食品科学 ,
1997 ,18 (8) :35～38. 11 张红诚 ,闵连吉 ,倪晨. 发酵肠生产中乳酸菌的选择 [J ] . 食品科
[M] . 北京 :化学工业出版社 ,1996. 2 高福成. 现代食品工程高新技术 [ M] . 北京 : 中国轻工业出版社 ,
1997. 3 许仲麟. 空气洁净技术[M] . 上海 :同济大学出版社 ,1996. 4 陆元章. 现代机械设备设计手册 (第 2 卷) [ M] . 北京 :机械工业出
垢 ,则需用 1 %的酸液清洗 20 min ,再用清水清洗后排出所有 液体 。
4 工艺控制
整个生产过程根据工艺要求 ,由 PLC 自动控制 。工艺简 图如图 1 。
5 总结
此系统为罐及阀组的有机结合 ,属于工艺设备 。虽然机 加工量不大 ,但涉及机械 、食品 、化工 、微生物等多个学科 ,只 有的综合运用它们 ,才能实现系统预设技术指标 。
1 无菌罐系统的作用
无菌罐系统是无菌生产线中的关键设备之一 ,是接收经 过超高温杀菌的物料的缓冲罐和贮存罐 。近年来国外先进 的无菌罐系统不断被进口 ,刺激着我国国内企业对此类设备 的开发生产 。近两年来在上海 、浙江 、广东等地有小型的无 菌罐生产 ,对我国无菌包装技术的发展起到了良好的促进作 用 。但国产的此类设备普遍存在无菌时间短 ,无菌化性能不 稳定 ,自动化程度不高 、产量低等问题 。作者根据长期研发 实践 ,借鉴国外同类先进设备的原理 ,拟就此设备的无菌化 在理论上作以深入探讨 ,以便有利于国产化 。
大工作压力为0Fra Baidu bibliotek 3 MPa ,同时也可以耐真空 。罐体支腿高度 可调节 。罐内顶部装有旋转清洁球 ,可切换接入 CIP ,对罐体 进行清洗 。夹套上部有布水器 ,以利于灭菌后罐体冷却 。
阀组选用世界著名的流体设备生产厂 ———阿法拉伐公 司的无菌阀 、英国斯派莎克公司的蒸汽阀门 。阀组将蒸汽管 路 、CIP 管路 、无菌空气管路 、物料管路有机的连接起来 。
nol ,1981 (1) :74～78 ,83. 7 Sen et al. Effect of NaNO2 concentration on the formation of nitrosopyrodicline
and dimethylnitrosamine in fried bacon. Food Eng ,1979 ,51(5) :24～28. 8 Tanaka et al . lnhibition of botulinum toxin formation in bacon by acid de2
罐体经过蒸汽灭菌后 ,冷却水自动在夹套中由喷淋管喷 出 ,罐体温度随之下降 ,同时罐内压力下降 。为防止压力下 降太快 ,罐底的压力传感器打开电磁阀 、调节阀 ,向罐内通入 无菌空气 ,维持罐体的压力平衡 。冷却时间为 900 s。 3. 3 灌装
在灌装及排放物料的过程中 ,除油无菌空气经过两个 0. 22μm机的空气过滤器及压力调节阀进入罐体上部 ,使罐 体底部的压力始终保持恒定 ,从而保证给灌装机稳定供料 。 同时与物料管及无菌阀相连的蒸汽管路中通有 0. 1 MPa 的 蒸汽 ,形成一道无菌屏障 ,保证灌装过程的无菌 。 3. 4 CIP 清洗
2000. 15 [ 美 ]S. R. 马洛伊 ,V. J . 斯图特 ,R. K. 泰勒. 医用细菌遗传学实验
指南[M] . 北京 :科学出版社 ,1998. 16 东秀珠 ,蔡妙英. 常见细菌系统鉴定手册 [ M] . 北京 : 科学出版
社 ,1999.
44
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
3 工艺过程
3. 1 罐体和阀组的蒸汽灭菌 所有与无菌产品接触的罐体和管路都应用蒸汽灭菌 ,蒸
汽温度为 140 ℃,压力为0. 27 MPa ,通过两个 25μm 蒸汽级过 滤器 。当罐体温度升高到 115 ℃,罐内温度为 140 ℃,灭菌才 能开始 ,持续 2400 s。 3. 2 罐体和阀组的冷却
2 无菌罐系统的结构
此系统是作为接收无菌物料的缓冲罐和贮罐 ,它主要由
作者简介 :曾劲松 (1971 - ) ,女 ,西安交通大学机械学院高级工程 师 。E2mail :blueway2003 @hotmail . com
收稿日期 :2004 - 03 - 11
罐体 、阀组和控制三部分组成 。 罐体材质为 SUS304 不锈钢 ,结构为夹套式 。罐体的最
CIP 清洗管路设有两路 :停止生产后 ,操作人员发出清洗 命令 ,管路接入 CIP 清洗液 ,一路通过管内顶部的旋转清洗 球 ,对罐体及管路进行清洗 ;另一路通过几个有机连接的无菌 阀对灌装机及管路进行清洗 。由于罐体及管路的内壁均光洁 度很高 ,且无死角 ,细菌无法停留 ,从而也保证管路的无菌 。
第 20 卷第 2 期 2004年4月
OOD &MACHINEY 食品与机械
Vol . 2 0 No . 2 April 2 0 0 4
无菌罐系统
The syste m of a septic tank
曾劲松
ZENG Jin2song
(西安交通大学机械学院 ,陕西 西安 710086) ( College of Mechanics Science , Xi’an Jiaotong University , Xi’an , Shaanxi 710086 , China)
首先通入浓度为 1 % ,温度为 70 ℃的碱液 ,冲刷罐内壁 5 min ;接着罐体接入冷水冲洗 10 min。如果罐体内壁结有水
43
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
机械与设计
2004 年第 2 期
学 ,1996 ,17 (8) :25～28. 12 张勤 ,贺稚非. 微生物在发酵肉制品中的应用[J ] . 肉类研究 ,1999
(4) :30～33. 13 刘玺. 乳酸菌发酵中式香肠发色效果研究 [J ] . 肉类工业 ,2000
(9) :16～19. 14 陈丙莺 ,陈子兴. 分子生物学与临床[M] . 南京 :东南大学出版社 ,
目前 ,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高 ,各 种饮料 、乳品的消费日益增大 ,自然对食品包装提出更高要 求 :保质期长 ,口味不变 。于是各种无菌饮料 、无菌奶 、无菌 食品等无菌产品不断涌现 ,且市场前景看好 。这使得许多食 品企业积极引进国外先进的无菌生产线 。但为了节省外汇 , 都尽量引进最先进的设备和国内没有的设备 ,如果能自行开 发制造 ,就不必进口 。我们开发研制无菌罐系统正是出于这 一目的 。本系统是我们课题组结合瑞典利乐 、日本精研舍的 设备优化设计而成的 。
摘要 :详细介绍了无菌罐系统的功能 、结构 、工艺过程及控制 原理 ,有利于无菌罐国产化 。 关键词 :无菌罐 ;阀组 ;CIP
Abstract :It introduces the usage of the system of aseptic tank and analyzes the technology and the principal , construction of its compositions in detail . So on the basis of this research , this system can be available in china. Keywords :Aseptic tank ;Valve unite ;CIP
当前无菌罐设备运行不好 ,作为国内无菌罐设备企业 , 他们往往首先关注硬件 ,即配件及其加工 、控制元件等问题 。 作为设计及研究者 ,我觉的这些不是根本问题 ,关键是软件 , 即工艺过程是否合理 ,控制是否恰当等问题 。
图 1 无菌罐控制工艺简图
参考文献 1 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册 ( 第二版)
业出版社 ,1996. 4 黄伟坤等编著. 食品检验与分析[M]. 北京 :中国轻工业出版社 ,1996. 5 张红诚 ,等. 发酵肠生产中乳酸菌的选择 [J ] . 食品科学 ,1996 (8) :
21～22. 6 Baccus and Brown. Use of Microbial Culture : meat products. Food. Tech2
版社 ,1996.
(上接第 37 页)
参考文献 1 张元生 ,等编译. 微生物在肉类加工中的应用 [ M] . 北京 : 中国商
业出版社 ,1991. 2 张庆芳 ,等. 乳酸菌降解亚硝酸盐机理的研究 [J ] . 食品与发酵工
业 ,2002 (8) :27～31. 3 杨洁彬等编著. 乳酸菌 —生物学基础及应用[ M] . 北京 :中国轻工