雖然PET無菌冷灌裝發(fā)展時(shí)間不長,但世界幾大
飲料及釀造設(shè)備生產(chǎn)商已具有比較成熟的無菌冷灌裝工藝。灌裝工藝比較。傳統(tǒng)的熱灌裝可以分為兩種,一種是高溫?zé)峁嘌b,一種是中溫灌裝后再將產(chǎn)品升溫到65℃~75℃進(jìn)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(dú)滅菌,只需將產(chǎn)品在高溫下保持足夠長的時(shí)間即可對瓶子和蓋子進(jìn)行殺菌。無菌冷灌裝首先需要將產(chǎn)品、瓶子、蓋子分別進(jìn)行殺菌,然后再無菌環(huán)境下進(jìn)行灌裝,直至*密封后才能離開無菌環(huán)境。
從兩者工藝流程圖對比來看,zui大的區(qū)別就是飲料受熱時(shí)間不同。*,熱處理時(shí)間越長,對飲料的品質(zhì)和口感影響越大。無菌冷灌裝采用UHT超高溫瞬時(shí)殺菌,對物料的熱處理時(shí)間不超過30秒,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(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延長受熱時(shí)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(shí)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)。
所使用PET瓶的比較。從上面的灌裝工藝可以看出,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,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,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(zui高耐熱溫度60℃)和標(biāo)準(zhǔn)蓋,這樣大大降低了瓶子和蓋子的成本,還可以自由的選擇設(shè)計(jì)瓶型。
無菌冷灌裝工藝技術(shù)特點(diǎn)熱灌裝工藝中,飲料在高溫下保持較長時(shí)間,一般細(xì)菌和微生物都會被殺滅,并且還要添加
防腐劑,這樣飲料安全性比較高。那么,無菌冷灌裝是如何保證飲料安全性呢?zui主要是無菌環(huán)境的建立和保障。與熱灌裝相比,無菌冷灌裝對物料殺菌是采用UHT超高溫瞬時(shí)殺菌,物料受熱時(shí)間短,營養(yǎng)成分損失很少,品質(zhì)和口感也沒有明顯變化。的無菌冷灌裝工藝可以配合巴氏殺菌進(jìn)行冷鏈生產(chǎn),這樣對于物料的營養(yǎng)成分造成的損失就更低,并且在冷鏈的條件下,產(chǎn)品的安全性*可以得到保障。
包裝材料的滅菌,是無菌冷灌裝生產(chǎn)工藝中zui關(guān)鍵的一步。由于PET材料的不耐熱性,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)試劑影響到物料,無菌灌裝采取了以下措施:要求zui初吹制的瓶子原始菌落數(shù)不超過5cuf/瓶;輸送瓶子采用無菌空氣,要有空氣輸送帶;瓶子內(nèi)部采用過乙酸類消毒劑(PAA)進(jìn)行殺菌,可以達(dá)到很高的殺菌效果(zui高7log);同時(shí)對瓶子外部進(jìn)行消毒劑滅菌;消毒劑有自動回收和濃度測定系統(tǒng),保證消毒劑濃度穩(wěn)定;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對物料產(chǎn)生影響;瓶蓋一般采用消毒劑浸泡式滅菌,通過控制浸泡時(shí)間可以很好的保證滅菌效果。
無菌冷灌裝的主體設(shè)備要求符合衛(wèi)生級設(shè)計(jì),主要在管道和閥門技術(shù)、材料表面的刨光、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(jì)有自己*的無菌灌裝閥,所有這些措施保證設(shè)備方面不會給物料二次污染。
由于冷灌裝后PET瓶不會收縮,這樣物料和瓶蓋之間會有一部分空氣,其中的氧會在存放過程中緩慢氧化物料,從而導(dǎo)致飲料變質(zhì)。所以,無菌冷灌裝設(shè)備會添加一套氮?dú)猓ɑ蚱渌栊詺怏w)置換系統(tǒng),將頂部的空氣吹走,保證物料不被氧化。
無菌空間環(huán)境的保持,一般采用凈化間隔離措施。主體灌裝機(jī)設(shè)計(jì)為D100級空氣凈化間,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。
對于中性飲料無法用熱灌裝工藝進(jìn)行生產(chǎn),由于其采用倒瓶方式對瓶蓋進(jìn)行殺菌,高酸飲料還可以抑制微生物增長,而中性飲料則無法保證產(chǎn)品安全性,產(chǎn)品不良率很高。如果用熱灌裝工藝生產(chǎn)中性茶飲料,就必須添加防腐劑。對于無菌冷灌裝,由于是在無菌條件下進(jìn)行灌裝,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、乳飲料以及其他各種飲料,只需對前處理設(shè)備進(jìn)行調(diào)整既可改變產(chǎn)品類型。
操作人員因素,在整個(gè)環(huán)境體系中,操作人員是zui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)入萬級凈化間時(shí),要經(jīng)過噴淋殺菌;百級凈化間設(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)行自動清洗和消毒。管理因素。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。
原材料和生產(chǎn)線成本比較兩種灌裝方式生產(chǎn)線投入成本上有很大差別,無菌冷灌裝使用的吹瓶機(jī)吹瓶速度快,耗電少,而熱灌裝吹瓶機(jī)吹瓶速度比較慢,耗電量很大,在同樣生產(chǎn)能力的情況下,投資比冷灌裝吹瓶機(jī)高很多(不包括瓶坯設(shè)備)。無菌冷灌裝工藝過程復(fù)雜,灌裝輔助設(shè)備比較多。整體比較,一條無菌灌裝生產(chǎn)線的初期投資要高于熱灌裝生產(chǎn)線。
原材料成本方面,主要是兩種瓶的質(zhì)量差別很大,節(jié)省原材料以降低成本。由于熱灌裝PET瓶口的特殊要求,兩種瓶蓋重量也不相同。
從操作成本來講,無菌冷灌裝多一項(xiàng)殺菌液消耗,但總的成本還是低很多,而且生產(chǎn)線速度越快,產(chǎn)量越高,其生產(chǎn)成本越低。
通過比較,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(shí)間的延長,無菌冷灌裝的低成本優(yōu)勢就可以明顯表現(xiàn)出來。
結(jié)論傳統(tǒng)飲料熱灌裝技術(shù)和無菌冷灌裝技術(shù)現(xiàn)在都已被廣泛采用,技術(shù)各有優(yōu)點(diǎn),傳統(tǒng)熱灌裝工藝成熟,產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)性小,操作比較簡單,對員工的技能要求不是很高,但其在飲料保鮮方面的缺點(diǎn)則無法*解決。
無菌冷灌裝技術(shù)工藝要求復(fù)雜,產(chǎn)品也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性,但是其產(chǎn)品在飲料營養(yǎng)與保鮮方面,具有熱灌裝*的優(yōu)勢,在未來的市場發(fā)展中有著非常廣闊的前景。應(yīng)該看到,隨著現(xiàn)代灌裝技術(shù)日趨完善,無菌冷灌裝將會逐步替代熱灌裝成為飲料包裝zui主要方式