茶饮料无菌冷灌装工艺及设备

茶饮料无菌冷灌装工艺及设备

（以及果汁、茶饮料热灌装机工艺介绍）

摘要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。

关键词茶饮料无菌冷灌装成本

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。

1 工艺及设备

111 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。

112 工艺流程

原水→水处理→去离子→煮沸→冷却→(pH调整为6.0) →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

2 工艺技术及设备选配

211 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,消毒池成了一种将菌空气了非无菌空气环境分开的气锁。

212 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。

213 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。

214 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。浸提时应遵循的原则是:在保证充分萃取出茶叶中有效成分和茶汤品质的前提下,尽量降低萃取温度和减少萃取时间。常用的提取设备有:单级浸泡式提取装置、多级浇渗式提取装置和连续逆流提取装置。单级浸泡式提取装置适用于规模较小的茶饮料厂家,但在工艺上应尽可能缩短提取时间,以减少茶汁风味的损失。后两种设备更适合于规模较大的饮料生产企业。

215 化糖

白糖、CMC-Na 等配料在高速化糖锅中加热溶解后,经双联过滤器过滤后,泵入调配罐中搅拌混合均匀。

216 过滤澄清

茶饮料加工过程中中最常见的问题是出现混浊或沉淀,特别是在低温下。

浓缩茶汁中含有淀粉、果胶、蛋白质、茶多糖等大分子物质,以及小分子物质如当的方法进行澄清过滤处理,这些物质就会在低温下或在贮藏中产生混浊沉淀。澄清过滤处理一般是采用常规过滤、精密过滤和超滤相结合的方法。常规过滤主要是将茶汁中的较粗的颗粒物质除去,设备有袋式过滤器、板框式过滤器和离心分离机。精密过滤器主要是为消除茶汁中的其余细小固形物,以降低超滤的使用成本。而超滤则主要用于去除大分子物质,如蛋白质、果胶,此外,还能去除微生物,尤其是酵母菌和霉菌,达到滤液无菌的目的。经超滤后的茶饮料基本上达到滤液澄清、透明、无沉淀。

217 调配

由于茶饮料极易氧化褐变,并改变茶饮料的风味,因此调配时需要加入一些抗氧化剂。常用的抗氧化剂是维生素 C 及其钠盐,也可使用异构抗坏血酸及其钠盐。如茶饮料偏酸,则需调整pH ,一般使用碳酸氢钠调节。在茶饮料滋味允许的前提下,宜将pH 值调低一些,这样既有利于保持茶饮料中茶素等成分的稳定性,还具有防止微生物滋长的作用。

218 杀菌及冷却

茶饮料含有丰富的营养成分,微生物极易生长繁殖,因此必须进行杀菌处理。但由于茶汤体系极不稳定,对加热十分敏感,如果采用常规加热杀菌,则产品色泽会加深,而且会产生熟汤味,所以一般采用超高温瞬时灭菌机(UHT) 灭菌,灭菌温度为125 ℃,时间8～12s ,出口温度保持在30℃～35℃。如果饮料温度仍不能满足工艺上的需要,可使用板式换热器继续冷却。

219 灌装

由于采用的是无菌冷灌装工艺,所以无需耐热PET瓶,使用普通的PET瓶即可。灌装设备可采用喷瓶/ 冲瓶/ 灌装/ 封盖无菌灌装机组,但是环境的无菌要求较高,灌装净化室1 必须达到100级以上的空气净化要求。灌装阀门结构必须简单,易于清洗,阀内无夹缝等卫生死角。经过三级过滤后所得到的无菌空气进入灌装室多采用密集流线散流器,顶部送风方式,并保证灌装室内正压为115～300 mm 水柱。灌装室外的净化室2则只需达到10000 级以上的空气净化要求即可, 但必须保证工作时正压为19～115mm 水柱,而且无菌风通过扰流板后要求能平衡地保持风压均匀。

PET 瓶是通过空气输送道进入灌装机组(喷瓶机、冲瓶机、灌装机、封盖机) ,然茶多酚、