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PET瓶飲料熱灌裝和無菌冷灌裝有什么區(qū)別?

來源:張家港科源機(jī)械有限公司   2021年04月17日 14:59   3823

經(jīng)過十多年的不懈努力,PET無菌冷灌裝技術(shù)已越來越完善,生產(chǎn)的飲料品種也越來越多,包括果蔬汁飲料、茶飲料、運(yùn)動(dòng)飲料、碳酸飲料、水等等。目前在北美和歐洲PET瓶裝乳飲料已非常普遍。在吹瓶過程中通過增加適當(dāng)?shù)淖韪魧樱鉀Q瓶子的透氣性,使得PET瓶在啤酒領(lǐng)域的應(yīng)用也變得更加現(xiàn)實(shí)。

PET無菌冷灌裝技術(shù)要點(diǎn) 

◆產(chǎn)品經(jīng)過UHT超高溫達(dá)到無菌狀態(tài) 
    調(diào)配完成后的初產(chǎn)品如何獲得理想的保質(zhì)期,是通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行高溫殺菌實(shí)現(xiàn)的。PET無菌冷灌裝生產(chǎn)線一般采用  UHT超高溫滅菌工藝來實(shí)現(xiàn)這一目的。目前上對(duì)超高溫殺菌還沒有明確的定義,一般認(rèn)為溫度在138—145℃,時(shí)間在1—30秒之間的殺菌方式是高溫短時(shí)滅菌,也就是大多數(shù)無菌包裝食品通常采用的工藝。 
    PET無菌灌裝生產(chǎn)線在設(shè)計(jì)UHT超高溫滅菌工藝時(shí),要選擇適當(dāng)?shù)臍⒕鷾囟群蜁r(shí)間,以盡可能提高產(chǎn)品的殺菌值(Fo值),同時(shí)還要保證產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)可以得到的保留。目前PET無菌冷灌裝生產(chǎn)線多采用列管式超高溫滅菌機(jī)。 

◆包裝材料的滅菌,是無菌冷灌裝生產(chǎn)工藝中最關(guān)鍵的一步 
    由于標(biāo)準(zhǔn)PET瓶不耐熱,只能采用化學(xué)試劑進(jìn)行滅菌,要保證瓶子和蓋子得到有效的滅菌,且不能讓化學(xué)試劑影響到產(chǎn)品,無菌灌裝采取了以下措施: 
    1.要求最初吹制的瓶子原始菌落數(shù)不超過10CFU/瓶 
    2.輸送瓶子采用無菌空氣,配有空氣輸送帶 
    3.瓶子內(nèi)部采用過乙酸類消毒劑進(jìn)行殺菌,可以達(dá)到很高的殺菌效果     
    4.同時(shí)對(duì)瓶子外部進(jìn)行消毒劑殺菌         
    5.消毒劑有自動(dòng)回收和濃度測定系統(tǒng),保證消毒劑濃度穩(wěn)定 
    6.用無菌水將瓶中殘留的消毒劑沖洗干凈,再用無菌空氣吹干,保證殘留消毒劑不會(huì)對(duì)物料產(chǎn)生影響 
    7.瓶蓋一般采用消毒劑浸泡殺菌,通過控制浸泡時(shí)間保證殺菌效果
        

◆灌裝設(shè)備達(dá)到無菌狀態(tài) 
    無菌冷灌裝的主體設(shè)備要求符合食品衛(wèi)生級(jí)設(shè)計(jì),主要在管道和閥門技術(shù)、材料表面的拋光、重要區(qū)域的表面設(shè)計(jì)、選擇抗腐蝕材料等幾方面具有優(yōu)勢,還帶有CIP系統(tǒng)、殺菌(SIP)系統(tǒng)以及設(shè)備外部泡沫清洗系統(tǒng)(COP)。另外,無菌冷灌裝機(jī)都設(shè)計(jì)有自己*的無菌灌裝閥,這些措施確保設(shè)備方面不會(huì)給物料帶來二次污染。 
    由于冷灌裝后PET瓶不會(huì)收縮,這樣物料和瓶蓋之間會(huì)有一部分空氣,其中的氧氣在存放過程中會(huì)緩慢氧化物料,從而導(dǎo)致飲料變質(zhì)。所以,無菌冷灌裝設(shè)備會(huì)添加一套氮?dú)?或其他惰性氣體)置換系統(tǒng),將頂部空氣吹走,保證產(chǎn)品盡可能不被氧化。
        

◆灌裝和封蓋在無菌環(huán)境下進(jìn)行 
    PET無菌冷灌裝線無菌環(huán)境的保持,一般采用空氣凈化間隔離措施。目前食品加工企業(yè)采用凈化間是從醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展而來的,技術(shù)等級(jí)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 
    PET無菌冷灌裝主體灌裝機(jī)區(qū)要求設(shè)計(jì)為D100級(jí)無菌間,外面還有萬級(jí)凈化間,通過凈化間的無菌風(fēng)過濾系統(tǒng)保證灌裝環(huán)境內(nèi)空氣潔凈度,使物料不會(huì)被空氣中懸浮的微生物二次污染,同時(shí)控制凈化間的溫濕度,確保無菌灌裝機(jī)始終處于良好的工作狀態(tài)。 
    在整個(gè)環(huán)境體系中,操作人員是最大的污染源,設(shè)計(jì)空氣凈化間在凈化空氣的同時(shí),還很好的降低了人員帶來的污染;操作人員在進(jìn)入萬級(jí)凈化間時(shí),要經(jīng)過噴淋殺菌;百級(jí)凈化間設(shè)計(jì)的小而實(shí)用,可以使操作人員不破壞其無菌環(huán)境進(jìn)行操作;凈化設(shè)備的內(nèi)表面可以進(jìn)行自動(dòng)清洗和消毒。        
        

◆無菌冷灌裝生產(chǎn)線關(guān)鍵控制點(diǎn)的建立、監(jiān)測、記錄和控制 
    PET無菌冷灌裝線的生產(chǎn)是一個(gè)非常負(fù)責(zé)的連續(xù)式生產(chǎn)過程,在這個(gè)過程中任何一項(xiàng)操作失誤或產(chǎn)品微生物的二次污染,都有可能造成整個(gè)無菌控制系統(tǒng)的失敗,影響整批產(chǎn)品的安全性。所以建立科學(xué)完善的監(jiān)測控制體系是無菌冷灌裝生產(chǎn)線成功運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素,目前飲料行業(yè)普遍采用的是HACCP管理體系。 
    HACCP是危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)(Hazard  analysis  and  critical  points)的縮寫,是一種能使食品生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)境下及時(shí)鑒別并控制潛在危害,從而預(yù)防不合格產(chǎn)品的具有高度邏輯性和評(píng)價(jià)系統(tǒng)的管理方法。該體系共包括7個(gè)方面的基本原理,其中確定控制危害的關(guān)鍵控制點(diǎn)(CCP)、建立各控制點(diǎn)的關(guān)鍵限值(CL)、建立監(jiān)測各控制點(diǎn)的程序等是體系的關(guān)鍵部分。 
    PET無菌冷灌裝生產(chǎn)線工藝過程復(fù)雜,無菌環(huán)境的控制要求非常嚴(yán)格。只有按照HACCP體系去管理和控制,才能真正確保產(chǎn)品安全性。
       

熱灌裝工藝 
    熱灌裝工藝一般可分為兩種:一種是高溫?zé)峁嘌b,即物料經(jīng)過UHT瞬時(shí)殺菌后,降溫到85-92℃進(jìn)行灌裝,同時(shí)需要進(jìn)行產(chǎn)品回流以保持恒定的灌裝溫度,然后保持該溫度對(duì)瓶蓋進(jìn)行殺菌;一種是物料殺菌灌裝后在65-75℃進(jìn)行巴氏殺菌并添加防腐劑。這兩種方式無需對(duì)產(chǎn)品、瓶子和蓋子進(jìn)行單獨(dú)滅菌,只需將產(chǎn)品在高溫下保持足夠長的時(shí)間即可達(dá)到殺菌效果。
        

兩種灌裝工藝技術(shù)的比較 
    兩種灌裝工藝相比,最大的區(qū)別是飲料受熱時(shí)間不同。大家知道,熱處理時(shí)間越長,對(duì)飲料品質(zhì)影響越大。無菌冷灌裝只采用UHT超高溫瞬時(shí)滅菌,物料受熱時(shí)間短,營養(yǎng)成分損失少,品質(zhì)和口感也沒有明顯變化,并且在高溫情況下*可以保證殺菌效果;而熱灌裝采用的殺菌方式使物料長時(shí)間處在高溫狀態(tài)下,嚴(yán)重影響產(chǎn)品口感、色澤以及熱敏性營養(yǎng)素含量。 
    熱灌裝工藝決定了熱灌裝方式只適宜生產(chǎn)高酸性產(chǎn)品,因高酸環(huán)境本身對(duì)微生物具有抑制作用,對(duì)低酸性飲料則不能很好保證其產(chǎn)品的安全性,產(chǎn)品不良率較高。如果用熱灌裝工藝生產(chǎn)中性茶飲料,則需添加防腐劑。對(duì)于無菌冷灌裝,由于整個(gè)過程是在無菌條件下進(jìn)行的,其工藝適應(yīng)性很強(qiáng),能夠生產(chǎn)的產(chǎn)品
類型非常廣泛,包括中性茶飲品、乳飲料以及其它各種飲料,只需對(duì)前處理設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可改變產(chǎn)品類型。  

   熱灌裝技術(shù)  無菌冷灌裝技術(shù)
 瓶及瓶蓋質(zhì)量要求  需要使用結(jié)晶耐熱PET瓶(能夠承受85℃-92℃的高溫且不變形)和的耐熱瓶蓋  可使用普通PET瓶(耐熱溫度60℃)和標(biāo)準(zhǔn)蓋
 物料要求  在高溫下保持較長的時(shí)間并且要添加防腐劑  對(duì)物料進(jìn)行UHT滅菌后冷卻至常溫
 瓶子殺菌要求  和不殺菌或用臭氧水,含氯水簡單沖洗  必須用消毒液浸泡或噴淋滅菌
 瓶蓋消毒要求  可用UV照射方式或用含氯水簡單沖洗   必須用消毒液浸泡或噴淋滅菌
 灌裝環(huán)境要求  要求沒有無菌冷灌高,十萬級(jí)凈化即可  灌裝區(qū)百級(jí)凈化;灌裝間及前期灌裝線萬級(jí)凈化,并且?guī)缀鯖]有微生物存在
 灌裝設(shè)備要求  灌裝系統(tǒng)采用外循環(huán)方式并要求有CIP  采用非接觸式灌裝方式,要求有完善的CIP和SIP系統(tǒng),對(duì)灌裝空間要求與外界的包裝物傳遞方式有嚴(yán)格要求
 灌裝后期要求  需要倒瓶殺菌鏈及噴淋冷卻設(shè)備  無需后處理
 實(shí)際操作性  工藝環(huán)境操作簡單,品控管理相對(duì)寬松  工藝環(huán)境操作極為復(fù)雜,品控管理要求極為嚴(yán)格
 操作風(fēng)險(xiǎn)性  較小  大
 對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味影響  有一定影響  影響極小

兩種PET瓶的比較 
    從灌裝工藝可以看出,兩種灌裝方式對(duì)PET瓶的要求是不同的。熱灌裝工藝要求PET瓶能承受85-92℃的高溫且不變形,這就要求增大PET材料的結(jié)晶度,同時(shí)在吹瓶時(shí)要限制誘導(dǎo)應(yīng)力的產(chǎn)生。其使用的PET瓶就有以下特點(diǎn):瓶壁厚,并需要高晶體化程度增強(qiáng)熱穩(wěn)定性;高拉伸率已達(dá)到堅(jiān)硬;有明確的瓶壁肋骨防止熱收縮;要求有結(jié)晶瓶口等,大大局限了瓶型設(shè)計(jì)的自由度。 
    無菌冷灌裝可使用標(biāo)準(zhǔn)PET輕質(zhì)瓶(耐熱溫度為60℃)和標(biāo)準(zhǔn)蓋,這樣大幅度降低了瓶子和蓋子的成本,還可根據(jù)產(chǎn)品特性自由設(shè)計(jì)*瓶型,進(jìn)行個(gè)性化包裝。

PET無菌冷灌裝與熱灌裝相比的突出優(yōu)點(diǎn)         
◆高品質(zhì) 
    產(chǎn)品受熱時(shí)間縮短、無菌環(huán)境的制造與維持以及科學(xué)的管理方式保證了無菌冷灌裝產(chǎn)品的高質(zhì)量。 
◆低成本 
    原材料的節(jié)省、能源消耗的節(jié)省以及人員的節(jié)省使得無菌冷灌裝產(chǎn)品的低成本優(yōu)勢可以在短時(shí)間內(nèi)顯現(xiàn)出來。 
◆廣泛的適用性
    無菌灌裝技術(shù)的提高,使得各種飲料、飲品灌裝工藝越來越接近,適用性越來越高。

 

 項(xiàng)目  熱灌裝PET瓶  無菌冷灌裝PET瓶
 瓶重  重  輕
 瓶頸  特殊結(jié)晶瓶頸  標(biāo)準(zhǔn)瓶頸
 原料配比率  要求高  標(biāo)準(zhǔn)
 瓶型設(shè)計(jì)  帶熱肋板的特殊瓶型  可用戶化得瓶型設(shè)計(jì)
 耐受溫度  85-92℃  60℃
 透氧性  瓶壁厚,透氧性低  瓶壁薄,透氧性高
 瓶蓋  耐高溫瓶蓋  標(biāo)準(zhǔn)蓋
 瓶和蓋成本  高  低
 
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