无菌冷灌装工艺的应用研究模板.doc

无菌冷灌装工艺应用研究一：无菌包装技术介绍：无菌包装技术诞生于二十世纪三十年代，1961年利乐企业首先将纸盒(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取无菌空间进行杀菌，确保整个灌装过程达成无菌要求。 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，这是相对于通常采取在通常条件下进行高温热灌装方法而言。在无菌条件下灌装时，设备上可能会引发饮料发生微生物污染部位均保持无菌状态，所以无须在饮料内添加防腐剂，也无须在饮料灌装封口后再进行后期杀菌，就能够满足长货架期要求，同时可保持饮料口感、色泽和风味。无菌冷灌装技术关键是确保灌装封口后饮料内微生物控制在许可范围内(即商业无菌)，为了确保无菌冷灌装成功，生产线必需满足以下基础要求：产品经过超高温瞬时杀菌达成无菌状态；包装材料和密封容器要无菌；灌装设备达成无菌状态；灌装和封盖要在无菌环境下进行；关键控制点建立、监测、统计和控制。冷热灌装全方位对比“ 即使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含有比较成熟无菌冷灌装工艺。以下是无菌冷灌装和热灌装具体比较。 热灌装通常分为两种: 一个是高温热灌装，即物料经过UHT瞬时杀菌后，降温到8592进行灌装，同时进行产品回流以保持恒定灌装温度，然后保持该温度对瓶盖进行杀菌。一个是物料杀菌灌装后在6575进行巴氏杀菌并添加防腐剂。 这两种方法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时间即可达成杀菌效果。 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全部经过消毒处理，产品安全性能够得到确保。 PET无菌冷灌装和热灌装相比突出优点在于： (一)、采取超高温瞬时杀菌技术(UHT)，对物料热处理时间不超出30秒，最大程度地确保了产品口感和色泽，并最大程度地保留了物料中维生素(热敏性营养素)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，从而确保了产品安全性。 (三)、提升了生产能力，节省了原材料，降低了能源损耗，使产品制造成本降低。 (四)、技术优异性，能够广泛适适用于灌装多种饮料。(五)、洁净概念在饮料无菌包装中应用洁净概念在无菌生产中应用已经有数十年历史。伴随科技和工艺进步，现在洁净概念已在饮料厂被广泛应用，从而使饮料产品生产卫生性及安全性在不停提升。 空气洁净室依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(BioCleanRoom)，在食品工业上应用，即预防微生物污染。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标。 无菌室洁净度，通常从100至100，000级，级数定义是以每立方英尺空气中所含微尘粒径大于05m粒子总数为基准。饮料工厂空气洁净室，通常级数设计在10，000左右，充填包装作业可能严格控制在100，而原料调配，加工及杀菌区提议在100，000级。为维持洁净室内正压，通常是排气量较外界进气量少25左右，无菌室和通常房间必需压差要求在200Pa，而洁净级数不一样无菌室相互之间要求在6666Pa。无菌风过滤器又称HEPA过滤器，它是过滤器中超高性能过滤器，对03m以上空气粒子捕集效率达99995以上，除过滤致病菌外，空气中全部微生物几乎可全部滤除而达成绝对过滤。无菌加工饮料包装技术关键应用于可连续输送流体食品，无菌过程是很复杂连续式生产过程，在这过程中任何一项失误或产品微生物再污染，全部会影响整个无菌系统失败，同时影响整批产品卫生安全。现在，洁净概念在无菌灌装机安全生产方面有着很关键应用。包装系统内必需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包装容器中，然后密封。现在康美包灌装机能建立一个稳定100级洁净环境。从而确保无菌生产。无菌风产生，使正压无菌层流空气能达成所需洁净度。康美包灌装机使用一道过滤网，两个HEPA精密过滤网，充足确保了无菌层流空气。同时在生产之前会对过滤网进行杀菌，从而确保无菌风有效。 二、技术应用：介绍了茶饮料无菌冷灌装生产工艺及设备。以此技术加工产品能最大程度地保持茶饮料原有营养成份和风味,而且极大地降低了生产成本,含有很好经济效益和发展前景。茶饮料无菌冷灌装成本Tea beverage Cold - aseptic fillingCost现在,茶饮料生产工艺以热灌装为主。不过热灌装不仅产品成本高,工艺复杂,设备投资大,很多中小企业无力负担,而且热灌装因为其本身工艺上缺点,产品口感欠佳。所以,采取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环境中,将优异行灭菌处理后饮料充填到经过灭菌处理包装容器中,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、保香等方面含有热灌装工艺无可比拟优势。(一)工艺及设备1 设备沉醉式PET瓶消毒机、无菌灌装机、沉醉式瓶盖消毒机、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 工艺步骤原水水处理去离子煮沸冷却(pH调整为6.10) 茶叶浸提(6080 ,24 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空瓶和瓶盖消毒关键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空气,这些空气需要用真空装置全部抽出,瓶内外表面也必需完全浸没于消毒液,并停留一段时间,确保细菌被完全杀灭,然后将瓶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瓶进行短暂内、外喷身处理。接着用和瓶内相同压力无菌空气(100级)吹淋,尤其是瓶盖必需要求吹干,深入确保处理过程在无菌环境下进行。所以,消毒池成了一个将无菌空气和非无菌空气环境分开气锁。2 纯净水：水是茶饮料生产中使用量最大原料,水中离子和溶解氧多少、pH 值大小等均可能对茶饮料品质产生影响。自来水因其含有较多离子和溶解氧等而不宜,而蒸馏水所生产茶饮料品质也欠佳,所以,通常使用纯净水。不过,纯净水也需要采取一定方法将溶解氧限制在一定含量以下,因为水中溶解氧在加工过程中可能氧化茶汤中茶多酚和维生素C等,从而使茶汤色泽加深并改变风味,降低溶解氧方法能够是在萃取前经过将纯净水煮沸除去,也能够经过通入N2 及CO2 除去。纯净水制备通常需配置机械过滤器、精密过滤器、活性碳过滤器、一级或二级RO反渗透装置,具体情况可依据当地水质汇报作对应调整。3 茶叶：茶叶要求选择当年茶叶,最好是新茶。假如是陈茶,或贮藏过久茶,宜经过合适烘烤以改善原料茶品质。不一样厂家可依据本身实力选择不相同级茶叶原料。水质通常选择纯净水。用纯净水萃取茶叶前最好先加热煮沸以除去水中溶解氧,预防游离氧引发茶叶内含成份氧化和汤色褐变。4 浸提影响茶叶浸提效果原因有茶水比、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,不过,在生产中茶水比假如按1(820) 百分比生产浓缩茶汁,配制时再稀释即可。浸提时应遵照标准是:在确保充足萃取出茶叶中有效成份和茶汤品质前提下,尽可能降低萃取温度和降低萃取时间。常见提取设备有: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适用于规模较小茶饮料厂家,但在工艺上应尽可能缩短提取时间,以降低茶汁风味损失。后两种设备更适合于规模较大饮料生产企业。5 、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。6 、过滤澄清：茶饮料加工过程中中最常见问题是出现混浊或沉淀,尤其是在低温下。浓缩茶汁中含有淀粉、果胶、蛋白质、茶多糖等大分子物质,和小分子物质如当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。澄清过滤处理通常是采取常规过滤、精密过滤和超滤相结合方法。常规过滤关键是将茶汁中较粗颗粒物质除去,设备有袋式过滤器、板框式过滤器和离心分离机。精密过滤器关键是为消除茶汁中其它细小固形物,以降低超滤使用成本。而超滤则关键用于去除大分子物质,如蛋白质、果胶,另外,还能去除微生物,尤其是酵母菌和霉菌,达成滤液无菌目标。经超滤后茶饮料基础上达成滤液澄清、透明、无沉淀。7 调配：因为茶饮料极易氧化褐变,并改变茶饮料风味,所以调配时需要加入部分抗氧化剂。常见抗氧化剂是维生素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 ,通常使用碳酸氢钠调整。在茶饮料滋味许可前提下,宜将pH 值调低部分,这么现有利于保持茶饮料中茶素等成份稳定性,还含有预防微生物滋长作用。8 杀菌及冷却：茶饮料含有丰富营养成份,微生物极易生长繁殖,所以必需进行杀菌处理。但因为茶汤体系极不稳定,对加热十分敏感,假如采取常规加热杀菌,则产品色泽会加深,而且会产生熟汤味,所以通常采取超高温瞬时灭菌机(UHT) 灭菌,灭菌温度为125 ,时间812s ,出口温度保持在3035。假如饮料温度仍不能满足工艺上需要,可使用板式换热器继续冷却。9 灌装：因为采取是无菌冷灌装工艺,所以无需耐热PET 瓶,使用一般PET瓶即可。灌装设备可采取喷瓶/ 冲瓶/ 灌装/ 封盖无菌灌装机组,不过环境无菌要求较高,灌装净化室1必需达成100级以上空气净化要求。灌装阀门结构必需简单,易于清洗,阀内无夹缝等卫生死角。经过三级过滤后所得到无菌空气进入灌装室多采取密集流线散流器,顶部送风方法,并确保灌装室内正压为115130 mm 水柱。灌装室外净化室2则只需达成10000 级以上空气净化要求即可, 但必需确保工作时正压为109115mm 水柱,而且无菌风经过扰流板后要求能平衡地保持风压均匀。PET瓶是经过空气输送道进入灌装机组(喷瓶机、冲瓶机、灌装机、封盖机) ,经过星轮将PET瓶送进喷瓶机。在整个组合机内, PET 瓶传送均是依靠颈夹牢靠地夹住颈环而进行。10、包装：灌装后瓶子需经喷淋风干,然后套标、缩膜(分为电热和蒸汽加热两种) 、喷码、装箱。11 净化系统：净化室任务是将整个消毒、灌装、封盖区域维持在无菌状态下,并利用微过滤和低紊流微压力无菌空气将一般空气阻隔于净化室外。首先, PET 瓶和瓶盖从浸泡式消毒机、无菌水浸泡槽出来后,利用颈夹传送系统输送,经过一个无菌空气气锁将一般空气阻隔于净化室外。然后在喷瓶机内,经过连续供给高纯度无菌空气,和利用双氧水、蒸汽等对PET 瓶进行消毒处理,从而实现绝对无菌生产环境。净化室有两个。净化室1(100级)在消毒机到灌装机和封盖机之间,和整套机械连成一体;净化室2(10000级)和气锁系统相连,其范围是从消毒机无菌水冲洗和无菌空气吹干输出口开始,延伸到灌装机和封盖机长约115m。这两个净化室均装有没有菌空气过滤器,吹风机、照明灯和净化室监测仪器。12 CIP 清洗系统：全自动就地清洗和消毒系统(CIP)包含对全部产品和介质接触设备进行内、外清洗和消毒。设备内部包含内表面进行清洗、杀菌和消毒。设备外部清洗和消毒包含对净化区进行泡沫处理、瞬时消毒和无菌水冲洗。系统包含盛装酸、碱、热水三个槽、泵、阀及加热器、温度、液位测量及电脑控制等部分组成。统相连,其范围是从消毒机无菌水冲洗和无菌空气吹干输出口开始,延伸到灌装机和封盖机长约115m。这两个净化室均装有没有菌空气过滤器,吹风机、照明灯和净化室监测仪器。13 结束语(1) 无菌冷罐装首先因为采取常规PET瓶盖替换耐热PET瓶盖,不需要恒温循环系统、倒瓶杀菌和喷淋冷却等装置,所以生产成本可大大降低,其次该工艺采取是常温灌装,不仅避免了茶饮料高温氧化所引发颜色改变和产品中有效成份损失,而且口感更宜人清爽。所以,和热灌装相比,无菌冷灌装含有较大优势。(2) 就现在中国饮料发展方一直看,绿色型、营养型、保健型饮料将是发展主流,而无菌冷灌装工艺恰好适合这种发展趋势,其推广前景十分乐观。无菌冷灌装工艺将逐步成为茶饮料及至果汁饮料关键生产方法。参考文件1 方元超,赵晋府. 茶饮料生产技术. 北京:中国轻工业出版社, ,2.2 邵长富,赵晋府. 软饮料工艺学. 北京: 中国轻工业出版社,19993 张中,食品加工技术装备. 北京:中国轻工业出版社, ,1.4 施兆鹏. 茶饮料加工工艺. 饮料工业,(6) :79.5 李远志. 热灌装技术在塑料瓶装茶饮料加工中应用. 饮料工业, (6) :1214.