有关PET瓶中温热灌装生产线更换消毒剂品种的交流资料
上一篇 / 下一篇 2009-03-30 10:21:17 / 个人分类:食品技术
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- fpexcellent 发布于2009-03-30 10:18:35
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PET瓶装饮料中温热灌装技术在高速生产线上的应用
自PET瓶装饮料中温热灌装技术在中国诞生以来,采用该技术的灌装生产线经过短短几年时间的发展已日臻成熟,并形成了一定的市场规模。该技术是以普通PET瓶的耐温极限为出发点,通过与之配套的灌装生产线、灌装环境以及后续工艺,在不添加任何防腐剂的前提下来达到产品保鲜的目的。通过生产实践,现已表明采用非耐热PET瓶生产的饮料,产品卫生指标达到了耐热PET瓶装饮料的卫生技术指标及国家有关标准要求,产品的保质期已达到一年以上。该技术依托于合理的灌装系统设计、完善的包装物消毒系统和空气净化系统的建立、全面周到的SIP系统和CIP系统以及完善的生产品质控制管理。
随着中国饮料工业的快速发展,PET瓶装饮料中温热灌装生产线向高速化发展成为必然。实现PET瓶装饮料中温热灌装生产线的高速化,并非简单的设备放大。与以往的中低速生产线相比,需在灌装前的空瓶杀菌及灌装后的倒瓶杀菌工艺和设备上有所创新和突破。经过几年坚持不懈的研究与探索,PET瓶装饮料中温热灌装生产线在实现高速化方面取得了突破性的飞跃,整线装备水平接近了目前世界先进水平。
1、中低速生产线的空瓶杀菌采用了保守的消毒液灌注、维持、倾倒方式,该方式设备环节多、占地面积大,不适于生产线的高速化。必须优化空瓶的杀菌工艺、简化杀菌设备才能满足生产线实现高速化的要求。为此江苏新美星与国际知名消毒液生产企业合作,以更安全、高效的消毒液取代了早期使用的消毒液,改变了原来包材(瓶子和瓶盖)的杀菌工艺。即由原来的消毒液灌注、维持、倾倒方式改为消毒液喷冲方式,空瓶杀菌采用喷头插入瓶口移动喷冲消毒液方式,并配备美国进口的高效喷雾喷头,灭菌彻底、安全。同时,该设备消毒液的消耗量大大降低,仅为原工艺消耗量的1/3,具有很大的节省运行成本的优势。简化了包材杀菌设备,减小了设备占地面积,最重要的是更适合高速中温热灌装生产线。另外,瓶子杀菌在密闭环境中进行,微生物易于控制,操作环境得到充分改善。更易于废气的集中回收与处理,利于环保,可最大程度保护操作人员免于消毒液的侵害。
2、中低速生产线的倒瓶杀菌采用了倒瓶时间较长的网链输送带方式,该方式占地面积大、需辅以人工扶正瓶子,不适于生产线的自动化和高速化。为满足生产线高速化的要求,我公司借鉴并采用了高温灌装生产线的倒瓶杀菌链模式。同时为满足瓶盖的杀菌时间要求,将喷淋冷却机设计成喷淋杀菌机,以弥补倒瓶杀菌时间的不足,使产品在冷却前得以充分灭菌。
此外,整条生产线关键设备(空瓶两次杀菌、冲洗、灌装、封盖五合一机)具有如下特点:
1、采用风送道与进瓶拨轮直连技术,进瓶拨轮采用创新设计的具分瓶功能的瓶口夹持机构,省掉了进瓶螺杆及输送链,更换瓶形无须更换及调整任何零件。
2、瓶子传输全部采用卡瓶颈技术,并采用卡瓶口瓶夹代替传统的拨轮,变换瓶形无须调整设备高低,也无须更换及调整任何零件。
3、特殊设计的全不锈钢冲瓶夹结实耐用,不接触瓶口螺纹部位,避免瓶口二次污染。消毒液及无菌水冲洗管路均配备压力检测开关,具有低压保护功能。
4、采用UHT与灌装机直连方式,减少污染环节。进料方式为主液管通过动静密封与分配器相连,采用了无缸结构。灌装机设有CIP清洗杯,可以使灌装阀与物料接触的内、外壁均能进行有效CIP清洗和SIP杀菌。
5、消毒液冲瓶机、无菌水冲瓶机、灌装机、旋盖机、过渡拨轮等转动件与非转动件之间均采用液槽密封隔离,有效保护轴承等碳钢零件免受消毒液的腐蚀。同时隔绝外界不洁空气侵入,保持洁净的灌装环境。
6、配备百级空气净化系统及隔离封窗,并在进瓶口及出瓶口设有净化风帘,防止不洁空气侵入洁净室。封窗上设有多副隔离手套,便于进行简单维护。配备设备表面喷雾杀菌及洁净室熏蒸系统。
茶饮料、果汁饮料以及功能性饮料经过几年的苦心经营,已经成为饮料市场上稳定、成熟的产品,虽然无菌冷灌装技术可以在茶饮料、果汁饮料市场展现其降低成本的巨大优势,但其高昂的设备投资及设备维护费用使很多企业望而却步。而现在高速中温热灌装技术为众多饮料企业提供了最佳的解决方案,既满足了产品的增长率和安全性,又降低了饮料企业的包材成本和运行成本。随着高速中温热灌装技术的日臻成熟,将为更多的国内大、中型饮料生产企业提供先进、稳定、可靠的饮料灌装设备,带来更为直接的成本效益。
[ 本帖最后由 fpexcellent 于 2009-4-18 13:24 编辑 ]
- fpexcellent 发布于2009-03-30 10:19:41
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PET瓶装饮料中温热灌装技术的包材消毒方法
采用中温热灌装技术的PET瓶装饮料灌装生产线,经过短短几年时间的发展已形成了一定的市场规模,目前已有50余条生产线在国内外运转。随着中国饮料工业的快速发展,PET瓶装饮料中温热灌装技术将为更多的国内外饮料生产企业提供最佳的解决方案。
一、定义
PET瓶装饮料热灌装技术是将经过灭菌的液体食品降温到83℃-95℃ 灌装、密封到容器中,经一定保持时间,以期杀灭容器中及顶盖上的微生物,使食品在保质期内能在常温下运输和存放。
PET是半结晶的热塑性塑料,在76℃的时候软化(被称为“玻璃化转变”),普通的PET瓶不能用于热灌装生产中 。
PET瓶装饮料中温热灌装技术又称为超洁净灌装技术,它是将微生物栅栏技术应用于将热灌装工艺中,将充填温度由83℃~95℃降低至65~70℃;通过合理的生产线硬件配置和品控管理,在不添加防腐剂的前提下,使得采用非耐热PET瓶生产的饮料,产品卫生指标达到了耐热PET瓶装饮料的卫生技术指标及国家有关标准要求。
二、费用比较
表-1
PET瓶中温热灌装技术与热灌装技术的费用比较
PET瓶中温热灌装技术同83℃~95℃热灌装技术相比较,其优势在于:正面作用
负面作用
空瓶重量
耐热PET瓶的瓶重为30~32g,满足中温热灌装工艺要求的普通PET瓶的瓶重为24~28g。
-
吹瓶费用
耐热PET瓶的生产效率仅为普通PET瓶的50%。
-
设备投资费用
-
PET中温热灌装生产线较热灌装生产线需要增加包材杀菌设备、灌装区域微生物隔离系统。
运行
费用
包材消毒费用
-
约增加0.002~0.004元/瓶
设备运行费用
-
略有增加
管理费用
-
略有增加
1、能大幅度地降低包材成本,这在当前因石油涨价而造成PET切片大幅提价的情况下更为重要。
2、可明显地降低吹瓶费用,降低吹瓶设备的投资费用(耐热聚酯瓶的生产效率仅为普通聚酯瓶的50%,相同产能的情况下耐热聚酯瓶的吹瓶机数量则需要普通聚酯瓶的2倍);
三、中温热灌装技术的包材消毒方法
1、空瓶的消毒方法有消毒液灌注法和消毒液的喷冲法。
2、空盖的消毒方法为消毒液喷冲法。
表-2
消毒液灌注法和消毒液喷冲法的比较比较项目
消毒液灌注法
消毒液的喷冲法
工艺过程描述
将消毒液灌注到PET空瓶中,维持相应的工艺时间后,将消毒液倾倒出来,空瓶进入无菌水冲洗工序。
利用高效雾化喷嘴将消毒液均匀喷涂到PET空瓶的内壁,喷冲、保持相应的工艺时间后,空瓶进入无菌水冲洗工序。
消毒液的循环利用方式
循环使用
循环使用
消毒液的洒溅、遗失损失
较大
基本没有
设备的运行稳定性
设备环节多、占地面积大,设备联机运行稳定性较差
简化了包材杀菌设备,减小了设备占地面积,适合中高速中温热灌装生产线对设备联机运行高稳定性的要求
品控难度
在生产过程中,可通过人员目视方式观察消毒液的灌注效果,工艺品控较简单。
在生产过程中,无法人工判定空瓶的消毒效果,需要通过合理的机械设计和自动检测装置来保证消毒液的喷冲效果。
机械制造难度和自控水平
制造难度小,自控水平低
制造难度大,自控水平高
3、结论
在低速中温热灌装生产线中,空瓶消毒以选择消毒液灌装法为宜,灌注消毒法一般可维持较长的消毒液作用时间,可选用杀菌能力偏弱的消毒剂。在中高速中温热灌装生产线中,为了保证设备运行的可靠性,空瓶消毒以选择消毒液喷冲法为宜;同时,为了减少设备投资成本,工艺上要求消毒液的喷冲、作用时间要越短越好,因此要选用杀菌能力强的消毒剂。
四、消毒剂的选择
表-3
经中试试验及实际生产筛选出可供生产使用的消毒剂消毒剂编号
NAS-800
NAS-801
NAS-802
主要成分
二氧化氯
过氧乙酸+双氧水
复合醛类+复合季铵盐类
杀菌强度
3
1
2
1、NAS-800消毒剂
主要成分为稳定性二氧化氯,是中温热灌装工艺中最早在生产线中使用的消毒剂。在实际使用过程中,发现NAS-800型消毒剂有许多不足之处:
(1)从饮料产品的安全性角度看,目前学术届对于市场上的稳定性二氧化氯产品是二氧化氯还是亚氯酸钠溶液尚存有很大的争议。
(2)从灌装设备的使用角度看,稳定型二氧化氯对碳钢、铝、不锈钢等有一定的腐蚀性,在使用过程中会造成灌装设备的瓶夹、拨盘、封窗等部位出现生锈的现象。在使用二氧化氯对UHT系统进SIP消毒时,由于稳定性二氧化氯消毒液的腐蚀性,会造成换热板片的穿孔,有可能导致杀菌后的无菌物料被二次污染,进而导致产品出现质量问题。
(3)从工人操作环境的刺激性角度看,二氧化氯具有强烈刺激性,接触后主要引起眼和呼吸道刺激,引起咳嗽、喷嚏、气急、胸闷以及流涕、流泪等眼、鼻、咽喉部刺激症状及体征,吸入高浓度可发生肺水肿。
2、NAS-801消毒剂
主要成分为过氧乙酸+双氧水,过氧乙酸是一种杀菌能力较强的高效消毒剂,它是目前PET瓶无菌冷灌装工艺中首选的消毒剂之一。由于过氧乙酸的杀菌能力强,作用时间短,因此它比较适用于采用喷冲消毒方式的中温热灌装生产线中。在中温热灌装生产线中选用NAS-801消毒剂需要注意的事项:
(1)长期暴露于含有过氧乙酸的空气中,容易引发肝、肾以及心脏疾病。为防止过氧乙酸气味的外溢,要求空瓶杀菌机、空盖杀菌机及其灌装机要具有非常良好的密封性能。
(2)由于过氧乙酸具有极强的氧化性,因此在设备制造成中,需要重点考虑有可能与过氧乙酸接触的有关尼龙部件和橡胶部件的材质的选择。
(3)由于过氧乙酸对碳钢等金属具有腐蚀型,因此,在中温热灌装生产线中,如采用过氧乙酸消毒剂,为了防止过氧乙酸对封盖机升降凸轮及其轴承的腐蚀问题,应重点加强有关封盖机密封性设计。
(4)过氧乙酸的稳定性较差。在中温热灌装生产线中,过氧乙酸采用循环使用方式,在使用过程中的过氧乙酸浓度的稳定性对杀菌强度的影响非常重要。
3、NAS-802消毒剂
是一种复合消毒剂,其主要成分为复合醛类+复合季铵盐类,无色、无刺激性气味,是目前中温热灌装工艺中优选的消毒剂之一。
(1)在使用时不会刺激人们的视角膜及呼吸系统,这是传统消毒剂所不能具备的优点,可降低设备密封设计难度。
(2)无氧化性,对不锈钢、碳钢、铜无腐蚀,降低了设备的选材难度。
(3)PH值为中性,残留的消毒液不会像过氧乙酸那样改变饮料产品的酸碱性。
(4)广谱、高效杀菌,可杀灭所有的细菌繁殖体及芽胞,且不受蛋白质干扰。
(5)稳定性好,衰减周期长,可循环使用。
- fpexcellent 发布于2009-03-30 10:20:33
-
续
表-4
消毒剂在中温热灌装生产线应用中消毒效果的比较比较项目
吹制出的新瓶
储存一周的空瓶
储存一个月的空瓶
细菌总数
CFU/瓶
霉菌、酵母菌CFU/瓶
细菌总数CFU/瓶
霉菌、酵母菌CFU/瓶
细菌总数CFU/瓶
霉菌、酵母菌CFU/瓶
原始空瓶
N×100~1
N×100~1
N×103
N×102~3
N×103~4
N×103~4
低速生产线的消毒液灌注法
NAS-800
<1
<1
<1
<1
<1
<1
NAS-801
<1
<1
<1
<1
<1
<1
NAS-802
<1
<1
<1
<1
<1
<1
中高速生产线的消毒液喷冲法
NAS-800
3
<1
15
7
-
-
NAS-801
<1
<1
<1
<1
-
-
NAS-802
<1
<1
<1
<1
-
-
通过以上试验结果得知:NAS-800、NAS-802消毒剂可应用在低速中温热灌装生产线中;在中高速中温热灌装生产线中,以选用NAS-801、 NAS-802消毒剂为宜。
- fpexcellent 发布于2009-03-30 10:21:09
-
续
五、消毒剂使用成本比较
表-5
在低速中温热灌装生产线上消毒剂使用成本的比较对比项目
NAS-802消毒剂
NAS-800消毒剂
工作液成本
280元/1000kg
64元/1000kg
10000BPH PET中温热灌装生产线消毒液消耗成本
SIP消耗的消毒液
(200kg/班次)×(280元/1000kg)=56元/班次
(200kg/班次)×(64元/1000kg)=12.8元/班次
瓶子带走的消毒液
(10000瓶/小时)×(0.002kg/瓶)×(7小时/班)×(280元/1000kg)=39元/班
(10000瓶/小时)×(0.002kg/瓶)×(7小时/班)×(64元/1000kg)=9元/班
消毒液的挥发
无
(8包/班)×(16元/包)=128元/班
消毒液的洒溅
(500kg/班)×(280元/1000kg)=140元/班
(500kg/班)×(64元/1000kg)=32元/班
生产结束后的排放的消毒液
无
(1200kg/班)×(64元/1000kg)=76.8元/班
合计
235元/班
258.6元/班
折算成每瓶
的消毒成本
约0.003元/瓶
约0.004元/瓶
表-6
在中高速中温热灌装生产线上消毒剂使用成本的比较
说明:*在20000BPH中温热灌装生产线中NAS-802消毒液的使用浓度为在10000BPH中温热灌装生产线中的两倍。对比项目
NAS-802消毒剂
NAS-801消毒剂
工作液成本
560元/1000kg*
253.3元/1000kg
20000BPH PET中温热灌装生产线消毒液消耗成本
SIP消耗的消毒液
(200kg/班次)×(560元/1000kg)=112元/班次
(200kg/班次)×(253.3元/1000kg)=50.66元/班次
瓶子带走的消毒液
(20000瓶/小时)×(0.002kg/瓶)×(7小时/班)×(560元/1000kg)=156元/班
(20000瓶/小时)×(0.002kg/瓶)×(7小时/班)×(253.3元/1000kg)=70.9元/班
消毒液的挥发
无
(16kg/班)×(19元/kg)=304元/班
消毒液的洒溅
无
无
生产结束后的排放的消毒液
无
无
合计
268元/班
425.56元/班
折算成每瓶
的消毒成本
约0.002元/瓶
约0.003元/瓶
- 白云爱上糖 发布于2009-03-30 10:23:12
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言败兄继续,我们一直在关注学习,也希望你以后多支持参与
- 查无此人 发布于2009-03-30 12:39:38
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谢谢楼主!认真拜读,受益菲浅!个人观点,与楼主交流。由于从来没有从事过设备制造,中温设备甚至没有见过,有些观点可能很幼稚,望勿见笑。
个人感觉中温灌装是高温灌装与低温灌装之间的一个过度期,应该肯定它是符合国情的。
首先它比低温灌装的设备投资有很多幅度的减少,对于很多企业有操作性。
其次,与高温灌装相比,由于灌装温度降低,能更好地保护饮料中热敏性物质,有利于提升产品档次,不可否认,对瓶子的耐温性要求降低不仅瓶子选择的范围扩大,成本也能降低很多(不仅是制造成本,还包括储存的时间、环境要求降低)。当然,还有其它优越性,既然大家选择,肯定有自己的出发点。
楼主所服务企业对设备做了大量改进(还包括灌装环境以及消毒药剂),极大地提高了产品的安全性。但我个人最想了解的设备远程控制以及运转稳定性说明不多。因为灌装环境是无菌环境(甚至伴随挥发性杀菌液有效杀菌成分)远程控制可以减少对操作人员的危害,运转稳定性更重要,如果需要人员频繁调整,无菌环境很难保证。
另外,倒瓶时间长本来就是中温灌装的一个缺陷,不仅是场地、设备的问题,长时间的中温对产品的品质也有破坏。你们改为缩短了时间但喷淋杀菌同样对品质有影响呀?
- fpexcellent 发布于2009-03-31 09:43:49
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回复 7# 查无此人 的帖子
中温灌装是我们公司在结合国情的基础上独立开发的一个新的产品,喷淋杀菌是目前国内厂家生产饮料的一致做法,我公司也是在根据国情的基础上制造的具有中国国情特色的适合中国的产品。
至于以后我们会在工艺上做出更进一步的改进和提升。
- zj19781114发布于2009-03-31 11:25:30
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非常感谢,受益匪浅,谢谢1
- 布咚 发布于2009-04-16 08:38:27
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公司计划做中温灌装了 这个帖子很受用 非常感谢
- fpexcellent 发布于2009-04-17 08:49:33
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回复 10# 布咚 的帖子
该专利是我公司的,发明专利人现在任我公司生产工艺总监,欢迎来我公司交流
- seanyan发布于2009-05-30 09:07:46
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楼主很辛苦,使我对新美星的设备了解不少,有两个问题,希望楼主给与答复:
1、中温罐装的温度能达到倒瓶杀菌的温度吗?
2、NAS-801使用时的PAA浓度是多少?
谢谢
- 宜昌小大哥发布于2009-06-01 20:33:51
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非常 好 ,谢谢!!问一下,复合醛类+复合季铵盐类,可以在什么地方买到
- bkgshao发布于2009-06-24 15:06:07
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广告
科学,真实性如何
- xingfushiguang 发布于2009-06-25 10:23:49
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楼主辛苦了,学习了
- tdbjhn发布于2009-06-25 10:46:32
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好创意,向这位总监学习!
- weiquan 发布于2009-06-25 12:12:09
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有些用季胺盐类消毒剂,如优洁V80效果很好,食品级的,呵呵,适用冷热灌装产品
- jinwei720 发布于2009-08-11 17:15:08
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今天厂长刚刚给我说,要我找一种消毒灌装车间的消毒剂和方法,就看到这里了,太感谢楼主了1
- chensh发布于2010-03-04 21:59:43
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这个东西学习了。。之前还真不了解。。
- lov_new 发布于2010-04-22 14:55:38
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为什么文中二氧化氯的杀菌效果这么差呢