隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的提高，對各種飲料(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， 滿足客戶對健康不斷需求的增長。而把性能價格最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最顯著的特點就是選用的設(shè)備灌裝出的飲料原汁原味， 符合飲品的健康屬性。它對裝備從人的操作，機(jī)器的工藝價值性能，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(Clean Filling)和超潔凈灌裝(Ultra-Clean Filling)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)計要求無菌灌裝的主體設(shè)備要求符合衛(wèi)生級設(shè)計，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、選擇抗腐蝕材料等諸多方面具有優(yōu)勢，還帶有完整的全自動清洗(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)計有自己獨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)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，同時在吹瓶時要限制誘導(dǎo)應(yīng)力的產(chǎn)生。其使用的PET瓶就有以下特點：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)計的自由度。無菌冷灌裝可以使用輕質(zhì)瓶(最高耐熱溫度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)計瓶型。
 

　　1.2.4 用純凈水配料水是飲料生產(chǎn)中使用量最大的原料，水中離子和溶解氧的多少、pH 的大小等均可能對飲料的品質(zhì)產(chǎn)生影響。純凈水是離子最少的水，但也需要采取一定的措施將溶解氧限制在一定含量以下，因為水中溶解的氧在加工過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、一級或二級RO 反滲透裝置，具體情況可根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)報告作相應(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)價值分析
 

　　2.1 3工藝特點與設(shè)備投資的比較
 

　　2.1.1 灌裝工藝特點比較傳統(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。這兩種方式無需對產(chǎn)品、瓶子和蓋子進(jìn)行單獨滅菌， 只需將產(chǎn)品在高溫下保持足夠長的時間即可對瓶子和蓋子進(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。從兩者工藝對比來看，最大的區(qū)別就是飲料受熱的時間不同。眾所周知， 熱處理時間越長，對飲料的品質(zhì)和口感影響越大。無菌灌裝采用UHT超高溫瞬時殺菌， 對物料的熱處理時間最長不超過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，采用熱灌裝方式處理的物料有一部分回流會延長受熱時間，這樣會嚴(yán)重影響整批產(chǎn)品的質(zhì)量，而無菌冷灌裝不會有此現(xiàn)象發(fā)生，物料經(jīng)過瞬時殺菌后已經(jīng)降到室溫，置于無菌罐內(nèi)不會影響其品質(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。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，所以會很快收回高出部分的投資。隨著設(shè)備使用時間的延長，潔凈和超潔凈無菌冷灌裝的低成本優(yōu)勢就可以明顯表現(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)計為D100級空氣凈化問，外面還有萬級凈化間(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)整個環(huán)境體系中，生產(chǎn)操作人員是最大的污染源，設(shè)計空氣凈化間在凈化空氣的同時，還很好地降低了人員帶來的污染 操作人員在進(jìn)入萬級凈化間時 要經(jīng)過噴淋殺菌； 百級凈化間設(shè)計的小而實用， 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)勢非常明顯，如產(chǎn)品受熱時間非常短 能夠最大程度保持產(chǎn)品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味，特別適合對熱敏感的飲料產(chǎn)品；能降低包裝材料成本；瓶器外觀可多樣化設(shè)計； 減少能耗物耗，生產(chǎn)成本低。選擇符合工藝要求.