无菌冷灌装工艺的应用研究

无菌冷灌装工艺的应用研究

一：无菌包装技术简介：

无菌包装技术诞生于二十世纪三十年代，1961年利乐公司首先将纸盒(Tetra Pak)无菌包装技术用于商业生产，现在PET无菌冷灌装生产线采用无菌空间进行杀菌，确保整个灌装过程达到无菌要求。

无菌冷灌装是指在无菌条件下对饮料产品进行冷(常温)灌装，这是相对于通常采用在一般条件下进行的高温热灌装方式而言的。在无菌条件下灌装时，设备上可能会引起饮料发生微生物污染的部位均保持无菌状态，所以不必在饮料内添加防腐剂，也不必在饮料灌装封口后再进行后期杀菌，就可以满足长货架期的要求，同时可保持饮料的口感、色泽和风味。

无菌冷灌装技术的关键是保证灌装封口后的饮料内微生物控制在允许X围内(即商业无菌)，为了保证无菌冷灌装的成功，生产线必须满足以下基本要求：产品经过超高温瞬时杀菌达到无菌状态；包装材料和密封容器要无菌；灌装设备达到无菌状态；灌装和封盖要在无菌环境下进行；关键控制点的建立、监测、记录和控制。

冷热灌装全方位对比“

虽然PET无菌冷灌装发展时间不长，但世界几大著名饮料设备生产商已具有比较成熟的无菌冷灌装工艺。以下是无菌冷灌装和热灌装的详细比较。

热灌装一般分为两种:

一种是高温热灌装，即物料经过UHT瞬时杀菌后，降温到85～92℃进行灌装，同时进行产品回流以保持恒定的灌装温度，然后保持该温度对瓶盖进行杀菌。

一种是物料杀菌灌装后在65～75℃进行巴氏杀菌并添加防腐剂。这两种方式无需对瓶子和盖子进行单独灭菌，只需将产品在高温下保持足够长的时间即可达到杀菌效果。

PET无菌冷灌装首先对物料进行UHT瞬时杀菌，然后快速降温至常温(25℃)，进入无菌罐中暂存。其次用化学消毒剂将瓶子、盖子进行杀菌，然后在无菌环境下进行灌装，直至完全密封后才离开无菌环境。整个过程物料受热时

间短，灌装操作均在无菌环境下进行，灌装设备和灌装区也都经过消毒处理，产品的安全性可以得到保证。

PET无菌冷灌装与热灌装相比的突出优点在于：

(一)、采用超高温瞬时杀菌技术(UHT)，对物料的热处理时间不超过30秒，最大程度地保证了产品的口感和色泽，并最大限度地保存了物料中维生素(热敏性营养素)的含量。

(二)、灌装操作均在无菌、常温环境下进行，产品中不添加防腐剂，从而保证了产品的安全性。

(三)、提高了生产能力，节约了原材料，降低了能源损耗，使产品制造成本降低。

(四)、技术的先进性，可以广泛适用于灌装各种饮料。

(五)、洁净概念在饮料无菌包装中的应用

洁净概念在无菌生产中的应用已有数十年的历史。随着科技和工艺的进步，目前洁净概念已在饮料厂被广泛应用，从而使饮料产品生产的卫生性及安全性在不断提高。

空气洁净室根据空气中控制对象分为两类：控制尘埃者称为无尘室(IndustrialClean?Room)，通常工业用。控制微生物者称为无菌室(Bio－CleanRoom)，在食品工业上应用，即防止微生物污染。在无菌状态下加工及包装，不用防腐剂，以求维持一定时间内食品不会腐败变质，保持新鲜度及原有风味并延长风味时间为目的。

无菌室的洁净度，一般从100至100，000级，级数的定义是以每立方英尺空气中所含微尘粒径大于0．5μm的粒子总数为基准。饮料工厂的空气洁净室，一般级数设计在10，000左右，充填包装作业可能严格控制在100，而原料调配，加工及杀菌区建议在100，000级。为维持洁净室内正压，一般是排气量较外界进气量少25％左右，无菌室与一般房间的必要压差要求在200Pa，而洁净级数不同的无菌室互相之间要求在66．66Pa。无菌风过滤器又称HEPA过滤器，它是过滤器中的超高性能过滤器，对0．3μm以上空气粒子的捕集效率达99．995％以上，除过滤致病菌外，空气中所有微生物几乎可全部滤除而达到绝对过滤。无菌

加工的饮料包装技术主要应用于可连续输送的流体食品，无菌过程是非常复杂的连续式生产过程，在这过程中任何一项失误或产品的微生物再污染，都会影响整个无菌系统的失败，同时影响整批产品的卫生安全。目前，洁净概念在无菌灌装机安全生产方面有着非常重要的应用。包装系统内必须建立并产生一个无菌洁净环境，使已杀菌产品能在此区域内灌装到无菌的包装容器中，然后密封。目前康美包灌装机能建立一个稳定的100级的洁净环境。从而保证无菌生产。无菌风的产生，使正压的无菌层流空气能达到所需的洁净度。康美包灌装机使用一道过滤网，两个HEPA精密过滤网，充分保证了无菌层流空气。同时在生产之前会对过滤网进行杀菌，从而保证无菌风的有效。

二、技术应用：介绍了茶饮料无菌冷灌装生产工艺及设备。以此技术加工的产品能最大限度地保持茶饮料原有的营养成分和风味,而且极大地降低了生产成本,具有较好的经济效益和发展前景。

茶饮料无菌冷灌装成本

Tea beverage Cold - aseptic filling Cost

目前,茶饮料生产工艺以热灌装为主。但是热灌装不仅产品成本高,工艺复杂,设备投资大,许多中小企业无力承担,而且热灌装由于其本身工艺上的缺陷,产品口感欠佳。因此,采用无菌冷灌装技术生产茶饮料成为发展趋势。所谓无菌冷灌装是指在无菌的环境中,将先进行灭菌处理后的饮料充填到经过灭菌处理的包装容器中,并进行无菌密封。茶饮料无菌冷灌装技术就其工艺特点而言,较适合于生产纯茶饮料,在保色、保香等方面具有热灌装工艺无可比拟的优势。

(一)工艺及设备

1 设备

沉浸式PET瓶消毒机、无菌灌装机、沉浸式瓶盖消毒机、净化室1 (100级) 、净化室2 (10000 级) 、调配罐、脱气机、纯净水制备系统、多级浇渗式提取装置、远红外线超高温瞬时灭菌机(UHT) 、CIP就地清洗系统、生产线监控系统、双联过滤器、离心过滤器、精密过滤器、超滤器。

2 工艺流程

原水→水处理→去离子→煮沸→冷却→(pH调整为6.10) →茶叶浸提(60～

80 ℃,2～4 min) →过滤(200 目尼龙滤布) →调和(加入维生素C) →远红外线超高温瞬时灭菌(UHT) →冷却→无菌灌装→充氮→密封→灯检→套标→缩膜→喷码→成品

↑空瓶→浸泡消毒→无菌水冲洗瓶盖→浸泡消毒→无菌水冲洗→吹干

(二)工艺技术及设备选配

1 空瓶、瓶盖消毒：一次性PET空瓶和瓶盖的消毒主要是使用浸泡式消毒机消毒。空瓶和瓶盖进入消毒液时尚残留有未消毒的空气,这些空气需要用真空装置全部抽出,瓶的内外表面也必须完全浸没于消毒液,并停留一段时间,保证细菌被完全杀灭,然后将瓶的消毒液倾倒完后引进无菌水浸泡槽内浸泡,在输出前用无菌水对PET瓶进行短暂的内、外喷身处理。接着用与瓶内同等压力的无菌空气(100级)吹淋,尤其是瓶盖必须要求吹干,进一步确保处理过程在无菌环境下进行。因此,消毒池成了一种将无菌空气与非无菌空气环境分开的气锁。

2 纯净水：水是茶饮料生产中使用量最大的原料,水中离子和溶解氧的多少、pH 值的大小等均可能对茶饮料的品质产生影响。自来水因其含有较多的离子和溶解氧等而不适宜,而蒸馏水所生产的茶饮料品质也欠佳,因此,一般使用纯净水。但是,纯净水也需要采取一定的措施将溶解氧限制在一定含量以下,因为水中溶解的氧在加工过程中可能氧化茶汤中的茶多酚和维生素C等,从而使茶汤色泽加深并改变风味,减少溶解氧的措施可以是在萃取前通过将纯净水煮沸除去,也可以通过通入N2 及CO2 除去。纯净水的制备一般需配备机械过滤器、精密过滤器、活性碳过滤器、一级或二级RO反渗透装置,具体情况可根据当地的水质报告作相应的调整。

3 茶叶：茶叶要求选择当年的茶叶,最好是新茶。如果是陈茶,或贮藏过久的茶,宜通过适当烘烤以改善原料茶的品质。不同厂家可根据自身的实力选择不同等级的茶叶原料。水质一般选用纯净水。用纯净水萃取茶叶前最好先加热煮沸以除去水中的溶解氧,防止游离氧引起茶叶内含成分的氧化和汤色的褐变。

4 浸提影响茶叶浸提效果的因素有茶水比、浸提温度、浸提时间、茶叶颗粒大小等。茶饮料中茶叶浓度以1 %左右较适合消费者口味,但是,在生产中茶水比如果按1∶(8～20) 的比例生产浓缩茶汁,配制时再稀释即可。浸提时应遵循的原