PET瓶无菌冷灌装技术分析

饮料冷灌装

《PET瓶无菌冷灌装技术分析》

随着PET瓶包装在世界范围的蓬勃发展，果汁和软饮料的灌装正在由热灌装向无菌冷灌装进发。根据市场及消费者对饮料品质的不断追求，热灌装市场的份额将会逐步减少，取而代之的将是前景看好的无菌冷灌装。 无菌冷灌装的技术优势

1、在常温状态下进行灌装，最大限度减少饮料的受热时间，产品维生素损失很少，营养更丰富，保持了饮料产品的原汁原味。

2、在不使用防腐剂和其他任何添加剂的情况下，能够让产品有更好的保鲜度，最大程度还原水果天然美味及色泽，为消费者提供最天然的绿色食品。

3、相较于热灌装，包装材料成本可以减少1/2～1/3，有利于在市场上的竞争。

4、由于是常温灌装，瓶型不象热灌装瓶那样须防止瓶子受热变形而单调，企业可自由设计瓶型，提升企业的品牌形象，增强市场竞争力。

5、无菌冷灌装对产品的适应范围更广，如混合茶、奶茶、纯奶和含蛋白的饮料都能采用生产，而热灌装却不能。

PET瓶无菌冷灌装设备简介

1、PET无菌冷灌装线工艺流程。

正确实现产品的灭菌及灌装设备、灌装环境、空瓶、瓶盖等的无菌处理，是PET瓶无菌冷灌装的关键。整个灌装过程在隔离装置内操作，其无菌技术达到D6级(几乎没有微生物存在)。所有接触产品的设备、物品甚至空间都经过严格灭菌。

2、瓶子的消毒。

可根据瓶子的容积或来源采用：用蒸汽雾化消毒剂均匀喷射到瓶子内壁实现瓶子内壁的消毒作用，或采用了浸泡灭菌的方法，即先将空瓶灌满消毒液，经过设定的浸泡时间实现彻底的灭菌。瓶外部采用消毒剂多次喷淋，对瓶子外部的彻底消毒灭菌。

3、通过水、蒸汽、消毒液的优化组合，保证最大限度的节约能源。

4、进口的优质不锈钢管道、管件和卫生泵，美国PALL的过滤器等组成消毒液回收过滤循环利用系统。 瓶盖输送、消毒装置

瓶盖灭菌在无菌灌装中非常重要，采用浸泡方式进行彻底灭菌，通过温度、浓度、时间、液位的合理设定保证盖子的彻底灭菌。瓶盖采用网链式全密封式提升输送，经理盖机把盖定向排列，通过螺旋滑道，采用浸泡和喷淋相结合的方式灭菌，然后用无菌水冲洗，再用无菌空气吹干，经全封闭的输送滑道送到旋盖机，该通道内保持100级洁净度的正压。

消毒、冲瓶、灌装、旋盖三合一机组

采用模块化设计，将消毒机、冲瓶机、灌装机和旋盖机组合成四合一机组，采用隔离罩将台面以上部分全密封，采用符合卫生标准的平台结构。

冲瓶机采用插入式喷嘴，可进行多次无菌水冲洗、沥干，使得残留浓度小于0.1ppm。灌装阀采用非接触式流量计式定量灌装，有效防止二次污染。采用进口灌装阀专用电磁流量计，计量精度高；设置有自动假瓶机构，在CIP清洗和SIP灭菌时自动装上。

旋盖机采用磁悬浮式拧盖头，采用抓盖、上盖方式。封盖前用无菌水冲洗瓶螺口，封盖后用无菌水对瓶外表进行冲洗。

采用持瓶口输送方式，其特点在于灌装两种不同的瓶子时，若瓶径相同，便毋须更换输送的格式，从而减少停机时间。

无菌隔离技术

饮料冷灌装

无菌隔离装置是灌装环境无菌的保证，特别的密封技术保证隔离装置内具有100级的洁净度。其特点是：

1、该装置直接安装于设备上，其围板上直接安装多付隔离手套和隔离传递装置等，可在不破坏无菌环境的情况下，调整生产步骤或排除故障。

2、无菌隔离装置使气动、电动和驱动装置有效的与无菌环境隔离，易于保养而又不影响无菌环境的运作。

3、省却了传统的“洁净室”，操作人员不必穿特殊的工作服。

4、是最小尺寸的无菌室，由于表面积减少，过滤空气量减少，故运行成本减少。

5、隔离装置内为正压，与室外的差压为10～20Pa，以保证周围的空气不能进入隔离室。隔离室内各角边设计有利于进行清洗，不留死角。

6、可连续运行48～72小时而无须进行环境的消毒灭菌。

灌装设备的外部灭菌(COP)

灌装设备的外部灭菌是保证灌装过程中不会有外部细菌带入产品中。采用进口的以泡沫发生器为主的外部泡沫清洗系统(COP)，按相应程序，如“无菌水-泡沫消毒-无菌水-碱性消毒-无菌水-碱性消毒-无菌水-酸性消毒-无菌水”程序，依一定的时间对灌装阀、拧盖头、星轮组件、设备表面、隔离罩内表面等进行灭菌。

灭菌间隔时间在隔离罩不打开的条件下连续工作48～72小时进行一次。灌装设备的内部与物料接触部分的清洗(CIP)和灭菌(SIP）。

灌装设备配置独立CIP就地清洗系统，如果在停止生产数小时后再生产，则必须在停止生产后马上对物料管路、料缸、灌装阀等物料通道进行酸、碱和无菌水清洗(CIP)，保证物料通道的洁净。在恢复生产时，首先要对物料通道进行消毒，用无菌水冲洗，然后进行蒸汽杀菌，保证物料通道的无菌环境。

其他辅助系统的灭菌

为了保证产品是在无菌条件下生产，各辅助系统的灭菌也非常重要，防止由于这些系统将细菌带入产品中，如：无菌水管道、无菌空气管道等。

饮料冷灌装

《聚酯瓶无菌冷罐装与热罐装成本比较》

对于一些敏感类饮料的聚酯瓶灌装，从微生物方面来看有两种安全工艺，即加热灌装和无菌冷灌装。两者各有利弊，企业除考虑技术方面外，成本问题在投资决策中也起到重要的作用。

无菌冷灌装中的产品、装瓶容器以及瓶盖均单独进行灭菌，并且在无菌条件下进行灌装，在其生产过程中或者生产过程之后不添加防腐剂或者进行热处理；热灌装中则需对产品、装瓶容器以及瓶盖进行加热，并以此来达到灭菌的效果。无菌冷灌装需要在设备上作较大的投入，这样它的投资成本也就高一些；而聚酯瓶热灌装中费用最高的部分则是热灌装专用瓶。

无菌冷灌装与热灌装成本参数成本比较中，将两种系统进行比照，一条无菌冷灌装生产线与一条热灌装生产线都需要灌装pH值在4．5以下的无汽饮料，例如：果汁、冰茶等。出发点是两种设备灌装0．5升瓶的产能均为40，000瓶／时，设备效率假定为80％，折旧期限为6年，利率假定为6％。能源、化工用品以及用工成本按以下价格核算：电费0．07欧元／千瓦小时；柴油0．33欧元／升；过氧乙酸1．50欧元／升；洗涤剂（酸、碱）35．00欧元／立方米；外部洗涤剂（泡沫）2．00欧元／千克；水以及废水4．50欧元／立方米；人工成本每人每月3．070欧元。维护费用在投资成本中所占比例定为3％。

连续生产时间比较克朗斯公司的产品成本比较是从整段生产着手，清洗和灭菌忽略不计，进行72小时的批处理生产。

这都是克朗斯公司以及用户的经验值，其中也包含无菌冷灌装以及热灌装各两种产品的变换以及用户具体的停机时间，累计3．2小时。无菌冷灌装每4小时还增加约8分钟过氧乙酸外部冲洗。这就得出热灌装每个批次的净生产用时为68．8小时，而无菌冷灌装则为67．9小时。清洗、灭菌以及用户批次之间机器更换模具的平均用时无菌冷灌装是7小时，高于热灌装6小时的平均值。如此按每年计算则无菌冷灌装为72．5个批次，而热灌装达到73．8个批次。综合上述各参数，无菌冷灌装年产157，502，000瓶，热灌装则为162，658，000瓶。 关键是聚酯材料成本由投资成本和有效的生产用时得出的每瓶投资成本，对于无菌冷灌装来说相加后占到每瓶总成本的20％，相比之下热灌装只占大约12％。不过这种乍一看的印象具有欺骗性，无菌冷灌装在其他方面成本如电费、热能、维护保养以及耗材和人员费用所占比例约13％，而热灌仅为9．4％。特别值得注意的是，工时的相对成本很小可忽略不计。尽管无菌冷灌装更需要劳力，但三班制作业的人员开支也仅占4％，热灌装为

2．6％。

起决定性的因素还是聚酯瓶坯的成本。对于市场上的瓶坯，无菌冷灌装没有任何附加要求，价格按每1000只40欧元计算。适用于热灌装的耐热瓶瓶坯价格高出60％，价格要以每1000只64欧元来计算。这项成本与两种工艺方案的成本相加等于瓶盖和标签的成本，也就得出每只瓶的绝对成本及其在灌装总成本中所占的百分比。无菌冷灌装的单瓶绝对成本为0．058欧元，占灌装总成本的67％，但是热灌装单瓶为0．082欧元，单瓶绝对成本在灌装总成本中所占比例高达79％。

成本低、引人注目的工艺变革在现有的生产条件下，无菌冷灌装工艺所产生的单瓶灌装总成本为0．0871欧元，而热灌装达到0．1040欧元。所以如果综合考虑所有因素，那么热灌装成本要比具有未来前景的聚酯瓶无菌冷灌装高出20％。另外常规聚酯瓶在瓶形设计上及市场营销方面几乎没有限制。如考虑到年灌装成本并且按1．57亿次来计算，那么两种工艺之间的这种差异就会更加明显。这里无菌冷灌装每年节约的成本就能达到260万欧元。

饮料冷灌装

PET瓶无菌冷灌装设备简介

1）PET无菌冷灌装线工艺流程：

灭菌饮料 PET瓶

无菌罐 进瓶 消毒剂

消毒液杀菌 消毒液制备

盖 无菌水冲洗 无菌水制备

盖子输送 无菌灌装 外部清洗系统

盖子灭菌 无菌封盖 CIP、SIP系统

出瓶隧道 流体过滤系统

贴标

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喷码

包装

成品

A无菌冷灌装的技术优势

5、无菌冷灌装对产品的适应范围更广 而热灌装却不能。

补充： 6）设备本身具备严格的消毒、灭菌程序及隔离的无菌灌装封盖环境，确保产品包装的无菌条件。

B、PET无菌冷灌装线工艺流程^^ 物品甚至空间都经过严格灭菌。

补充：

1）产品：能依产品的特性正确分析，制定准确的设备要求。

2）灌装设备：能做到易CIP清洗、SIP灭菌，保证对包装容器进行有效的灭菌处理，根据不同的产品特性制定不同的灭菌工艺。

3）灌装环境：为了保证灌装过程中由于空气流动将细菌等微生物带入产品包装中，采用独特的密封技术保证隔离罩内的无菌环境。

4）包装容器：为了尽量减少污染可能性，包装容器尽量不暴露于空气中，其输送过程在无菌环境下输送，在完成灭菌处理后迅速进入灌装过程。

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