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PET瓶饮料热灌装和无菌冷灌装有什么区别?

更新时间:2021-04-19  |  点击率:3362

经过十多年的不懈努力,PET无菌冷灌装技术已越来越完善,生产的饮料品种也越来越多,包括果蔬汁饮料、茶饮料、运动饮料、碳酸饮料、水等等。目前在北美和欧洲PET瓶装乳饮料已非常普遍。在吹瓶过程中通过增加适当的阻隔层,解决瓶子的透气性,使得PET瓶在啤酒领域的应用也变得更加现实。

PET无菌冷灌装技术要点 

◆产品经过UHT超高温达到无菌状态 
    调配完成后的初产品如何获得理想的保质期,是通过对产品进行高温杀菌实现的。PET无菌冷灌装生产线一般采用  UHT超高温灭菌工艺来实现这一目的。目前上对超高温杀菌还没有明确的定义,一般认为温度在138—145℃,时间在1—30秒之间的杀菌方式是高温短时灭菌,也就是大多数无菌包装食品通常采用的工艺。 
    PET无菌灌装生产线在设计UHT超高温灭菌工艺时,要选择适当的杀菌温度和时间,以尽可能提高产品的杀菌值(Fo值),同时还要保证产品的风味和营养物质可以得到的保留。目前PET无菌冷灌装生产线多采用列管式超高温灭菌机。 

◆包装材料的灭菌,是无菌冷灌装生产工艺中最关键的一步 
    由于标准PET瓶不耐热,只能采用化学试剂进行灭菌,要保证瓶子和盖子得到有效的灭菌,且不能让化学试剂影响到产品,无菌灌装采取了以下措施: 
    1.要求最初吹制的瓶子原始菌落数不超过10CFU/瓶 
    2.输送瓶子采用无菌空气,配有空气输送带 
    3.瓶子内部采用过乙酸类消毒剂进行杀菌,可以达到很高的杀菌效果     
    4.同时对瓶子外部进行消毒剂杀菌         
    5.消毒剂有自动回收和浓度测定系统,保证消毒剂浓度稳定 
    6.用无菌水将瓶中残留的消毒剂冲洗干净,再用无菌空气吹干,保证残留消毒剂不会对物料产生影响 
    7.瓶盖一般采用消毒剂浸泡杀菌,通过控制浸泡时间保证杀菌效果
        

◆灌装设备达到无菌状态 
    无菌冷灌装的主体设备要求符合食品卫生级设计,主要在管道和阀门技术、材料表面的抛光、重要区域的表面设计、选择抗腐蚀材料等几方面具有优势,还带有CIP系统、杀菌(SIP)系统以及设备外部泡沫清洗系统(COP)。另外,无菌冷灌装机都设计有自己*的无菌灌装阀,这些措施确保设备方面不会给物料带来二次污染。 
    由于冷灌装后PET瓶不会收缩,这样物料和瓶盖之间会有一部分空气,其中的氧气在存放过程中会缓慢氧化物料,从而导致饮料变质。所以,无菌冷灌装设备会添加一套氮气(或其他惰性气体)置换系统,将顶部空气吹走,保证产品尽可能不被氧化。
        

◆灌装和封盖在无菌环境下进行 
    PET无菌冷灌装线无菌环境的保持,一般采用空气净化间隔离措施。目前食品加工企业采用净化间是从医药行业发展而来的,技术等级有统一标准。 
    PET无菌冷灌装主体灌装机区要求设计为D100级无菌间,外面还有万级净化间,通过净化间的无菌风过滤系统保证灌装环境内空气洁净度,使物料不会被空气中悬浮的微生物二次污染,同时控制净化间的温湿度,确保无菌灌装机始终处于良好的工作状态。 
    在整个环境体系中,操作人员是最大的污染源,设计空气净化间在净化空气的同时,还很好的降低了人员带来的污染;操作人员在进入万级净化间时,要经过喷淋杀菌;百级净化间设计的小而实用,可以使操作人员不破坏其无菌环境进行操作;净化设备的内表面可以进行自动清洗和消毒。        
        

◆无菌冷灌装生产线关键控制点的建立、监测、记录和控制 
    PET无菌冷灌装线的生产是一个非常负责的连续式生产过程,在这个过程中任何一项操作失误或产品微生物的二次污染,都有可能造成整个无菌控制系统的失败,影响整批产品的安全性。所以建立科学完善的监测控制体系是无菌冷灌装生产线成功运转的关键因素,目前饮料行业普遍采用的是HACCP管理体系。 
    HACCP是危害分析和关键控制点(Hazard  analysis  and  critical  points)的缩写,是一种能使食品生产企业在生产环境下及时鉴别并控制潜在危害,从而预防不合格产品的具有高度逻辑性和评价系统的管理方法。该体系共包括7个方面的基本原理,其中确定控制危害的关键控制点(CCP)、建立各控制点的关键限值(CL)、建立监测各控制点的程序等是体系的关键部分。 
    PET无菌冷灌装生产线工艺过程复杂,无菌环境的控制要求非常严格。只有按照HACCP体系去管理和控制,才能真正确保产品安全性。
       

热灌装工艺 
    热灌装工艺一般可分为两种:一种是高温热灌装,即物料经过UHT瞬时杀菌后,降温到85-92℃进行灌装,同时需要进行产品回流以保持恒定的灌装温度,然后保持该温度对瓶盖进行杀菌;一种是物料杀菌灌装后在65-75℃进行巴氏杀菌并添加防腐剂。这两种方式无需对产品、瓶子和盖子进行单独灭菌,只需将产品在高温下保持足够长的时间即可达到杀菌效果。
        

两种灌装工艺技术的比较 
    两种灌装工艺相比,最大的区别是饮料受热时间不同。大家知道,热处理时间越长,对饮料品质影响越大。无菌冷灌装只采用UHT超高温瞬时灭菌,物料受热时间短,营养成分损失少,品质和口感也没有明显变化,并且在高温情况下*可以保证杀菌效果;而热灌装采用的杀菌方式使物料长时间处在高温状态下,严重影响产品口感、色泽以及热敏性营养素含量。 
    热灌装工艺决定了热灌装方式只适宜生产高酸性产品,因高酸环境本身对微生物具有抑制作用,对低酸性饮料则不能很好保证其产品的安全性,产品不良率较高。如果用热灌装工艺生产中性茶饮料,则需添加防腐剂。对于无菌冷灌装,由于整个过程是在无菌条件下进行的,其工艺适应性很强,能够生产的产品
类型非常广泛,包括中性茶饮品、乳饮料以及其它各种饮料,只需对前处理设备进行适当调整即可改变产品类型。  

   热灌装技术  无菌冷灌装技术
 瓶及瓶盖质量要求  需要使用结晶耐热PET瓶(能够承受85℃-92℃的高温且不变形)和的耐热瓶盖  可使用普通PET瓶(耐热温度60℃)和标准盖
 物料要求  在高温下保持较长的时间并且要添加防腐剂  对物料进行UHT灭菌后冷却至常温
 瓶子杀菌要求  和不杀菌或用臭氧水,含氯水简单冲洗  必须用消毒液浸泡或喷淋灭菌
 瓶盖消毒要求  可用UV照射方式或用含氯水简单冲洗   必须用消毒液浸泡或喷淋灭菌
 灌装环境要求  要求没有无菌冷灌高,十万级净化即可  灌装区百级净化;灌装间及前期灌装线万级净化,并且几乎没有微生物存在
 灌装设备要求  灌装系统采用外循环方式并要求有CIP  采用非接触式灌装方式,要求有完善的CIP和SIP系统,对灌装空间要求与外界的包装物传递方式有严格要求
 灌装后期要求  需要倒瓶杀菌链及喷淋冷却设备  无需后处理
 实际操作性  工艺环境操作简单,品控管理相对宽松  工艺环境操作极为复杂,品控管理要求极为严格
 操作风险性  较小  大
 对产品风味影响  有一定影响  影响极小

两种PET瓶的比较 
    从灌装工艺可以看出,两种灌装方式对PET瓶的要求是不同的。热灌装工艺要求PET瓶能承受85-92℃的高温且不变形,这就要求增大PET材料的结晶度,同时在吹瓶时要限制诱导应力的产生。其使用的PET瓶就有以下特点:瓶壁厚,并需要高晶体化程度增强热稳定性;高拉伸率已达到坚硬;有明确的瓶壁肋骨防止热收缩;要求有结晶瓶口等,大大局限了瓶型设计的自由度。 
    无菌冷灌装可使用标准PET轻质瓶(耐热温度为60℃)和标准盖,这样大幅度降低了瓶子和盖子的成本,还可根据产品特性自由设计*瓶型,进行个性化包装。

PET无菌冷灌装与热灌装相比的突出优点         
◆高品质 
    产品受热时间缩短、无菌环境的制造与维持以及科学的管理方式保证了无菌冷灌装产品的高质量。 
◆低成本 
    原材料的节省、能源消耗的节省以及人员的节省使得无菌冷灌装产品的低成本优势可以在短时间内显现出来。 
◆广泛的适用性
    无菌灌装技术的提高,使得各种饮料、饮品灌装工艺越来越接近,适用性越来越高。

 

 项目  热灌装PET瓶  无菌冷灌装PET瓶
 瓶重  重  轻
 瓶颈  特殊结晶瓶颈  标准瓶颈
 原料配比率  要求高  标准
 瓶型设计  带热肋板的特殊瓶型  可用户化得瓶型设计
 耐受温度  85-92℃  60℃
 透氧性  瓶壁厚,透氧性低  瓶壁薄,透氧性高
 瓶盖  耐高温瓶盖  标准盖
 瓶和盖成本  高  低