最火浅谈无菌包装技术及发展

浅谈无菌包装技术及发展

摘要：本文介绍了无菌包装的一些技术特点，其中包括无菌灌装包装的过程，包装材料，机械结构中横封，纵封，无茵环境的形成，无茵包装技术的发展趋势。

关键词：无菌包装；纵封；横封；双氧水灭茵

前言

现代生活方式越来越影响着人们的饮食习惯。人们对所有的包装软饮料都大感兴趣，因为它们更适应现代忙碌的生活方式。生产商也不断创新。为市场带来新的产品。而这些新产品对于可能出现的微生物非常敏感，容易引起污染问题，以及带来颜色和味道上的转变。传统上，这些问题的解决一直是利用热灌装工艺，以热力来进行产品和包装的消毒，但耐热的瓶子成本昂贵，高温也使得产品损失了风味和颜色。

无菌灌装的出现带来了一种新的解决方案，产品先经瞬间巴氏杀菌，在利用化学法消毒瓶子，并一直保持在无菌的状态下，直至封装完毕为止。

无菌包装过程如图1所示：

无菌包装系统形式多样，但究其本质不外乎包装容器形式的不同，包装材料的不同和灌装前是否预成形。本文主要介绍无菌纸包装系统。

1、无菌纸包装系统的包装材料

无菌纸包装广泛应用于液态乳制品。植物蛋白饮料，果汁饮料，酒类产品以及饮用水等的加工。

包装所用的材料通常为内外覆以聚乙烯纸板，这种包装材料能有效地阻挡液体渗透，并能良好地进行内，外表面的封合，为了延3、 螺母拉伸实验应配备：配备M32通用丝母1件长产品的保质期，包装材料中要增加一层氧气屏障，通常要复合一层很薄的铝箔。

2、无菌包装系统的特点

纸卷成形包装系统是目前使用最广泛的包装系统，包装材料由纸卷连续供给包装机，经过一系列成形过程进行灌装，封合和切割。

如图2所示

2.1无菌包装系统的纵封，横封结构

包装材料从纸卷1进入包装机后上升到包装机的背后。纵封贴条经热合粘到包装机的一侧2。纵封贴条粘合主要有以下两个功能：加强纵封的接合和防止产品外漏。粘合纵封贴条之后，包装纸经滚轮3涂上一层双氧水膜，随后由一双压力滚轮4将多余的双氧水除去。这时包装纸已经达到最高位置，随后向下移动，经纵封加热器5和导轮6而形成纸筒，残余的双氧水经加热器7蒸发然后产品开始灌人。产品的液面8始终控制在横封液面之下，两对横封压力器连续不断地将包装纸拉过包装机，同时产品也连续不断地进入包装机。

横封是通过两步来完成的，既粘合和切割。有效的粘合需要两大因素，即温度和压力。封合时的温度是电感加热产生的，既通过夹爪夹住圆柱形的纸筒。这样纸筒就变成了长方形。产品在封合区通过夹爪的压力将其挤出，夹爪内的U形金属圈通人高频电流，高频电流在包装纸的铝箔层形成反向电感电流，从而使铝箔受热并将热量传递到内层聚乙烯使其融化。在夹爪压力的作用下聚乙烯同时迅速冷却，使融化的聚乙烯固化，完成了封合。封合后夹爪内的切刀在封合区内将包装切割开9。

产品通过灌注管注入纸筒，其下端10位于产品液面之下，这样能有效防止泡沫的形成。灌注，封合后的包装经过终端成形器，将顶部和底部的边角分别弯曲，折叠，粘合而成形11。

2.2无菌包装环境的形成

纸包装系统的舣氧水灭菌通常分为以下两个步骤：

第一，双氧水膜的形成。在包装纸灭菌前均匀地在与产品接触的表面涂上一层双氧水膜是保证其灭菌的前提条件，敞开式无菌包装系统的这一过程是由双氧水槽实现见图3。敞开式无菌包装系统工作时，包装纸先经过贴条，在进入双氧水槽，通过一套滚轮系统将一层双氧水膜附在包装纸的产品接触表面上，同时带走部分包装纸表面所附着的微生物。这里所使用的双氧水必须含有润湿剂(PSM)以降低双氧水的表面张力，否则由于产品接触表面(聚乙烯)具有疏水性，不可能被均匀地涂上双氧水膜。润湿剂等添加量为0.3％左右。

双氧水槽并不对包装纸进行灭菌，因为这里温度较低，达不到所需的灭菌效率。它只是将一层双氧水薄膜附在包装纸上以进行后序的灭菌。

值得注意的是，涂布双氧水膜之后整个包装纸是暴露于空气中向前移动的，因此包装间具有稳定的温度和湿度是十分重要的，否则将影响双氧水的蒸发量，最终影响到对包装纸的灭菌效果。

第二，包装纸的灭菌。涂上双氧水膜的包装纸经挤压滚轮除去多余的双氧水，向下经导轮，成形环等形成纸筒，一直到达管加热器和横封区域。包装纸的灭菌是通过管加热器对双氧水加热器而实现的，管加热器是缠绕在产品灌注管外的电子元件，它一直延伸至纸筒的中部。根据包装容积的大小不同，管加热器的温度范围也不同，一般来说在450～650℃范围内。管加热器通过传导和辐射加热将包装纸内表面温度加热至110～115℃，被蒸发为气体的双氧水大大提高了灭菌效率，因此，包装纸的灭菌是在这一过程中完成的。在实际生产过程中，为防止微生物污染，一方面通过管加热器区域蒸发的双氧水气体上升，另一方面通过向纸筒内不断通入无菌空气。这样两者在包装纸形成了一道无菌空气屏障。

3、无菌包装技术的发展趋势

无菌包装技术早在半个世纪前就已问世，20世纪60年代初开始应用于欧洲市场，目前主要包装鲜奶和饮料等液态食品。以液态常温牛奶为例，1974～2000年间，通过瞬时超高温灭菌技术并以无菌包装保存的常温奶在西欧国家的市场分额从16％上升到54％。在有传统乳业文化的荷兰断裂伸长率小；，德国，比利时等国家同样表现不俗，深受消费者的喜爱。

而与标准的灌装生产线相比，无菌灌装的安装与使用成本要高出30％。这项额外的成本包括所有使生产线符合无菌要求的附属设备(专用阀和封闭盖板等)。成本的提高对于无菌包装技术的实际应用是个挑战。许多世界顶级的设备供应商都纷纷研究新的无菌灌装技术并推出了不同的产品以应对这个挑战。克朗斯KRONES公司不断扩大灌装范围，已开始向市场推出无菌冷灌装的茶饮料生产设备。萨西布(SASIB)公司在其无菌生产设备中采用了非接触式灌装系统，它为其标准型设备特别研制的中等速度的部件Saremi Linea，据说可用于各种非碳酸饮料，包括茶、果汁、运动饮料、乳和乳饮料、水以及食用油。而意大利西帕(SIPA)公司倡导一步法无菌灌装工艺，这种工艺的优点是将制瓶与灌装有机地结合起来，不必再进行灌装前的空瓶灭菌，所以不必担心灭菌药剂在饮料产品中的残留。意大利设备供货商Procomae公司也推出了一种袋装无菌灌装系统。该机用过氧化氢溶液喷射到铝箔材料上进行灭菌，然后用无菌水进行冲洗，再用无菌空气将其吹干，最今年国储和打黑力度加大后通过感应式加热组件将铝箔材料热封成袋。

4、结束语

随着企业品牌意识的增强。企业对产品质量的要求会越来越高。对许多产品来说，因采用无菌灌装而额外增加的成本可能尚未明晰地确定，使用无菌灌装会存在一些质量上的潜在风险，所以许多已采用无菌灌装的饮料加工企从而增进大家之间的友谊业也在重新审视其付出的高成本是否划算。随着设备制造商对无菌灌装机的不断改进，成本会持续不降，质量隐患也在逐渐消除，这样会有更多有能力的企业购买无菌灌装设备。