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解析潔凈和超潔凈無菌灌裝工藝設(shè)備和灌裝流程應(yīng)用HACCP方法

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的提高，對(duì)各種飲料（水、果汁、茶、啤酒、乳品等）的健康要求越來越高，因而在飲料項(xiàng)目設(shè)備工程中應(yīng)用潔凈和超潔凈灌裝技術(shù)的方法越來越普遍。以此來達(dá)到潔凈、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的目的，滿足客戶對(duì)健康不斷需求的增長。而把性能價(jià)格佳的裝備和工藝交付給客戶，生產(chǎn)出人們滿意的產(chǎn)品，成為飲料包裝工廠和飲料裝備工廠共同關(guān)心的問題。對(duì)飲料工廠而言，設(shè)備尤其是灌裝及配套設(shè)備的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用，一直是行業(yè)追求的目標(biāo)。運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析比較、灌裝流程危害分析控制的方法，是潔凈和超潔凈無菌灌裝飲料丁程配套設(shè)備在飲料項(xiàng)目工程中應(yīng)用的較佳的途徑。 

    1、潔凈和超潔凈飲料工程配套設(shè)備的工藝要求潔凈和超潔凈無菌灌裝工藝顯著的特點(diǎn)就是選用的設(shè)備灌裝出的飲料原汁原味，符合飲品的健康屬性。 
    它對(duì)裝備從人的操作，機(jī)器的工藝價(jià)值性能，原料的潔凈衛(wèi)生無菌，以及空間、地面諸多環(huán)境的潔凈滅菌人員的HACCP管理，飲料配套設(shè)備的無縫衛(wèi)生銜接，灌裝生產(chǎn)線運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠，清洗方便徹底，衛(wèi)生安全有確定的技術(shù)規(guī)范和要求。 
    1．1潔凈和超潔凈灌裝飲料生產(chǎn)-1-藝流程原水→水處理→去離子→煮沸→冷卻→飲料原漿（60～80℃，2～4min）—過濾（200目濾布）→調(diào)和（加入各種添加劑和維生素C）→超高溫瞬時(shí)滅菌（UHT137℃，5、10、15s）→冷卻→脫氣→無菌灌裝（常溫，中溫）→封蓋→燈檢→套標(biāo)→縮膜→噴碼→成品空瓶→浸泡或噴沖消毒→無菌水沖洗或在線吹瓶（理瓶）→噴沖消毒→無菌水沖洗瓶蓋→浸泡或噴沖消毒→無菌水沖洗→無菌氣吹干 
    1．2潔凈和超潔凈灌裝工藝技術(shù)潔凈灌裝（CleanFilling）和超潔凈灌裝（Ultra-CleanFilling）的工藝技術(shù)，是依據(jù)微生物柵欄技術(shù)的原理和HACCP質(zhì)量控制理論，利用潔凈的灌裝設(shè)備，在潔凈的充填環(huán)境下，將殺菌合格的物料充填到潔凈的包材中，不添加防腐劑，密封，從而達(dá)到延長產(chǎn)品保質(zhì)期的目的。 
    1．2．1潔凈和超潔凈灌裝設(shè)備的設(shè)計(jì)要求無菌灌裝的主體設(shè)備要求符合衛(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)域的表面形狀設(shè)計(jì)、選擇抗腐蝕材料等諸多方面具有優(yōu)勢(shì)，還帶有完整的全自動(dòng)清洗（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)有自己獨(dú)特的無菌灌裝閥和無菌封蓋機(jī)，所有這些措施保證設(shè)備方面不會(huì)給物料二次污染，是潔凈和超潔凈灌裝設(shè)備選配考慮的重要方面。 
    1．2．2包材空瓶、瓶蓋消毒一次性PET空瓶和瓶蓋的消毒主要是使用注入浸泡式消毒機(jī)消毒或采用噴沖法的五合一機(jī)消毒。低速潔凈和超潔凈灌裝線瓶進(jìn)入消毒液時(shí)尚殘留有未消毒的空氣，這些空氣通過往瓶中注滿消毒液而排出，瓶的內(nèi)外表面也必須完全浸沒于消毒液中，并停留一段的時(shí)間，保證細(xì)菌被完全殺滅，然后將瓶的消毒液傾倒完后用無菌水叉寸PET瓶進(jìn)行短暫的內(nèi)、外噴身處理。高速灌裝線的PET瓶則需消毒液噴沖傾倒，無菌水噴沖傾倒。接著用與瓶內(nèi)同等壓力的無菌空氣（100級(jí)）吹淋，尤其是瓶蓋必須要求吹干，進(jìn)一步確保處理過程在無菌環(huán)境下進(jìn)行。 
    1．2．3兩種灌裝工藝所使用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瓶能夠承受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，有明確的瓶壁肋骨防止熱收縮，要求有結(jié)晶瓶口等，這就大大限制了瓶型設(shè)計(jì)的自由度。無菌冷灌裝可以使用輕質(zhì)瓶（高耐熱溫度70℃）和標(biāo)準(zhǔn)蓋，這樣大大降低了瓶子和蓋子的成本，還可以自由地選擇設(shè)計(jì)瓶型。 
    1．2．4用純凈水配料水是飲料生產(chǎn)中使用量大的原料，水中離子和溶解氧的多少、pH的大小等均可能對(duì)飲料的品質(zhì)產(chǎn)生影響。純凈水是離子少的水，但也需要采取一定的措施將溶解氧限制在一定含量以下，因?yàn)樗腥芙獾难踉诩庸み^程中可能氧化飲料中的有機(jī)物和維生素C等，從而使飲料色澤加深并改變風(fēng)味，減少溶解氧的措施可以是在灌裝前通過將純凈水脫氣去氧，也可以通過通入N2及CO2等方法除去。純凈水的制備一般需配備機(jī)械過濾器、精密過濾器、活性炭過濾器、一級(jí)或二級(jí)RO反滲透裝置，具體情況可根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)報(bào)告作相應(yīng)的調(diào)整。 
    2、潔凈和超潔凈工藝設(shè)備與目前熱灌裝工藝設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析 
    2．13工藝特點(diǎn)與設(shè)備投資的比較 
    2．1．1灌裝工藝特點(diǎn)比較傳統(tǒng)的熱灌裝可以分為兩種，一種是高溫80℃以上熱灌裝，一種是中溫灌裝后再將產(chǎn)品升溫到65～75℃行巴氏殺菌。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)間即可對(duì)瓶子和蓋子進(jìn)行殺菌。無菌灌裝首先需要將產(chǎn)品、瓶子、蓋子分別進(jìn)行殺菌，然后在無菌環(huán)境下進(jìn)行灌裝，直至完全密封后才能離開無菌環(huán)境。從兩者工藝對(duì)比來看，大的區(qū)別就是飲料受熱的時(shí)間不同。眾所周知，熱處理時(shí)間越長，對(duì)飲料的品質(zhì)和口感影響越大。無菌灌裝采用UHT超高溫瞬時(shí)殺菌，對(duì)物料的熱處理時(shí)間長不超過30s，并且在高溫情況下完全可以保證殺菌效果。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（如維生素）含量。此外，從生產(chǎn)線配置上來看，當(dāng)灌裝機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，采用熱灌裝方式處理的物料有一部分回流會(huì)延長受熱時(shí)間，這樣會(huì)嚴(yán)重影響整批產(chǎn)品的質(zhì)量，而無菌冷灌裝不會(huì)有此現(xiàn)象發(fā)生，物料經(jīng)過瞬時(shí)殺菌后已經(jīng)降到室溫，置于無菌罐內(nèi)不會(huì)影響其品質(zhì)。 
    2．1．2設(shè)備投資的比較潔凈和超潔凈無菌灌裝技術(shù)就其工藝特點(diǎn)而言，較適合于生產(chǎn)奶、茶、果汁、純生啤酒飲料，在保持色、香、滋味等方面具有熱灌裝工藝無可比擬的優(yōu)勢(shì)。其配置的設(shè)備比較如表1。 
    2.2潔凈和超潔凈無菌冷灌裝與熱灌裝各項(xiàng)費(fèi)用的比較克良斯股份有限公司漢斯?辛德爾先生列出的無菌冷灌裝與熱灌裝各項(xiàng)費(fèi)用如表2。從表2可以看出無菌冷灌裝初期投資比較大，但由于無菌冷灌裝原料成本和操作成本比較低，所以會(huì)很快收回高出部分的投資。隨著設(shè)備使用時(shí)間的延長，潔凈和超潔凈無菌冷灌裝的低成本優(yōu)勢(shì)就可以明顯表現(xiàn)出來。 
    3、潔凈和超潔凈果汁飲料灌裝流程HACCP方法應(yīng)用案例 
    3．1某果汁飲料灌裝流程圖（無菌灌裝工藝）（見圖） 
    3．2無菌常溫灌裝危害分析工作單（表3） 
    3．3灌裝時(shí)無菌空間環(huán)境的保持一般采用灌裝凈化間隔離措施。
主體灌裝機(jī)設(shè)計(jì)為D100級(jí)空氣凈化問，外面還有萬級(jí)凈化間（有些無菌灌裝設(shè)備并不需要），通過凈化間的過濾系統(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。 
    3．4飲料操作人員的管理在飲料生產(chǎn)整個(gè)環(huán)境體系中，生產(chǎn)操作人員是大的污染源，設(shè)計(jì)空氣凈化間在凈化空氣的同時(shí)，還很好地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。飲料無菌冷灌裝技術(shù)含量很高，需要有高水平的技術(shù)人員和高素質(zhì)的管理人員進(jìn)行統(tǒng)一管理，一般都應(yīng)用HACCP管理體系。所有管理都要形成文件制度，并有專人負(fù)責(zé)執(zhí)行。只有做到規(guī)范化的管理，才能真正保證無菌冷灌裝飲料的安全性。 
    4、潔凈、超潔凈無菌灌裝和熱灌裝技術(shù)的結(jié)論綜上所述潔凈和超潔凈無菌灌裝PET瓶的技術(shù)與目前常用的熱灌裝PET瓶的技術(shù)相比較，其優(yōu)勢(shì)非常明顯，如產(chǎn)品受熱時(shí)間非常短能夠大程度保持產(chǎn)品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味，特別適合對(duì)熱敏感的飲料產(chǎn)品；能降低包裝材料成本；瓶器外觀可多樣化設(shè)計(jì)；減少能耗物耗，生產(chǎn)成本低。選擇符合工藝要求。

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