第五章食品包裝新技術(shù)——無菌包裝技術(shù)

1、1 第五章第五章 無菌無菌包裝技術(shù)包裝技術(shù) 浙浙江江工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)周周緒緒霞霞25.1 無菌包裝的基本概念和基本原理無菌包裝的基本概念和基本原理5.2 無菌包裝材料及其殺菌方法無菌包裝材料及其殺菌方法5.3 無菌包裝設(shè)備與無菌包裝過程無菌包裝設(shè)備與無菌包裝過程本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容3無菌包裝無菌包裝（aseptic packaging）基本介紹基本介紹n1913年：丹麥丁尼森對(duì)牛乳進(jìn)行熱殺菌并無菌包裝，年：丹麥丁尼森對(duì)牛乳進(jìn)行熱殺菌并無菌包裝，1921年取得了無菌保藏加工方面的專利。年取得了無菌保藏加工方面的專利。n上世紀(jì)上世紀(jì)20年代：美國(guó)研究了加熱年代：美國(guó)研究了加熱-冷卻冷卻-充填（

2、充填（HCF）無菌加工，無菌加工， 主要研究罐頭的灌裝、封口設(shè)備。主要研究罐頭的灌裝、封口設(shè)備。4n40年代末：超高溫瞬時(shí)殺菌（年代末：超高溫瞬時(shí)殺菌（UHTST）技術(shù)，用于）技術(shù)，用于乳品加工。該裝置是后來乳品加工中利樂包（乳品加工。該裝置是后來乳品加工中利樂包（Tetra Pak，瑞典）無菌包裝系統(tǒng)的必要組成部分。，瑞典）無菌包裝系統(tǒng)的必要組成部分。n40年代：研制了多爾年代：研制了多爾-馬?。R丁（Dole-Martin）無菌灌裝）無菌灌裝系統(tǒng)。系統(tǒng)。19501950年市場(chǎng)上出現(xiàn)了第一臺(tái)工業(yè)無菌填充裝置，年市場(chǎng)上出現(xiàn)了第一臺(tái)工業(yè)無菌填充裝置，它采用它采用210210o oC C的蒸汽加熱

3、。的蒸汽加熱。n1979年：廣東罐頭廠首先引進(jìn)瑞典利樂公司的磚型年：廣東罐頭廠首先引進(jìn)瑞典利樂公司的磚型盒包裝機(jī)，用于生產(chǎn)甘蔗汁、番石榴汁等飲料。盒包裝機(jī)，用于生產(chǎn)甘蔗汁、番石榴汁等飲料。5n國(guó)內(nèi)自制無菌包裝設(shè)備和生產(chǎn)線的研制和生產(chǎn)尚處國(guó)內(nèi)自制無菌包裝設(shè)備和生產(chǎn)線的研制和生產(chǎn)尚處于剛起步的狀況。于剛起步的狀況。6第一節(jié)第一節(jié) 無菌包裝的基本概念和基本原理無菌包裝的基本概念和基本原理一、無菌包裝的一、無菌包裝的基本概基本概念念p在無菌條件下，把無菌的或預(yù)殺在無菌條件下，把無菌的或預(yù)殺菌的產(chǎn)品充填到無菌容器并密封菌的產(chǎn)品充填到無菌容器并密封之。之。p用于無菌包裝的食品主要分為：用于無菌包裝的食品主

4、要分為：p能常溫保存的無菌食品；能常溫保存的無菌食品；p能在低溫下保存的無菌食品。能在低溫下保存的無菌食品。7無菌包裝的特點(diǎn)：無菌包裝的特點(diǎn)：n包裝內(nèi)容物包裝內(nèi)容物：采用最適宜殺菌方法，使色澤：采用最適宜殺菌方法，使色澤、風(fēng)味風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分等食品品質(zhì)少受損失。質(zhì)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分等食品品質(zhì)少受損失。低溫殺菌法（巴氏殺菌）高溫殺菌高溫短時(shí)殺菌(HTST)和超高溫瞬時(shí)殺菌(UHTST）n包裝容器和食品分別殺菌包裝容器和食品分別殺菌：不管容器大小都能得到：不管容器大小都能得到品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。n包裝材料包裝材料：耐熱性、強(qiáng)度要求不高。：耐熱性、強(qiáng)度要求不高。n適合適合：自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，

5、省工節(jié)能。：自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，省工節(jié)能。巴氏殺菌系將混合原料加熱至巴氏殺菌系將混合原料加熱至68687070，并保持此溫度，并保持此溫度30min30min，以后急速冷卻到，以后急速冷卻到4-54-5。因?yàn)橐话慵?xì)菌的致死點(diǎn)均。因?yàn)橐话慵?xì)菌的致死點(diǎn)均為溫度為溫度6868與時(shí)間與時(shí)間30min30min以下，所以將混合原料經(jīng)此法處以下，所以將混合原料經(jīng)此法處理后，可殺滅其中的致病性細(xì)菌和絕大多數(shù)非致病性細(xì)菌；理后，可殺滅其中的致病性細(xì)菌和絕大多數(shù)非致病性細(xì)菌；混合原料加熱后突然冷卻，急劇的熱與冷變化也可以促使混合原料加熱后突然冷卻，急劇的熱與冷變化也可以促使細(xì)菌的細(xì)菌的死亡。死亡。主要適用于罐裝、瓶

6、裝及蒸煮袋食品的殺菌。將食品駐入包裝容器中完全密封，用蒸汽或熱水蒸餾殺菌。一般罐頭食品在115左右進(jìn)行60-90 min的殺菌處理，普通蒸煮袋 采用115-120殺菌20-40 min ，高溫蒸煮袋(HiBP-F)采用121-130殺菌8-20 min。高溫短時(shí)殺菌：食品高溫短時(shí)殺菌：食品經(jīng)經(jīng)100100以上以上,130,130以下的殺菌以下的殺菌處理，處理，一般幾一般幾minmin；超高溫瞬時(shí)殺菌：利用；超高溫瞬時(shí)殺菌：利用直接蒸汽或熱交換器，直接蒸汽或熱交換器，使食品在使食品在130-150130-150（一般（一般141-142141-142），），保持幾秒或者保持幾秒或者幾十幾十秒（秒

7、（2s2s）加熱）加熱殺菌后，迅速冷卻，使細(xì)菌無法存活、生長(zhǎng)。殺菌后，迅速冷卻，使細(xì)菌無法存活、生長(zhǎng)。這是兩種適合于流動(dòng)性液態(tài)或半液態(tài)食品的短時(shí)殺菌方法，這是兩種適合于流動(dòng)性液態(tài)或半液態(tài)食品的短時(shí)殺菌方法，能有效地保全食品原有的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味質(zhì)量，常用于無菌包裝能有效地保全食品原有的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味質(zhì)量，常用于無菌包裝的食品殺菌。的食品殺菌。8二、無菌包裝的基本原二、無菌包裝的基本原理理p無菌包裝基本由無菌包裝基本由三部分三部分組成：一是食品物組成：一是食品物料的預(yù)殺菌；二是包裝容器的滅菌；三是料的預(yù)殺菌；二是包裝容器的滅菌；三是充填密封環(huán)境的無菌。充填密封環(huán)境的無菌。p關(guān)鍵關(guān)鍵：保證無菌（以一定方式殺

8、死微生物，：保證無菌（以一定方式殺死微生物，并防止微生物再污染）。并防止微生物再污染）。p微生物致死機(jī)理微生物致死機(jī)理：機(jī)械破壞機(jī)制；化機(jī)械破壞機(jī)制；化學(xué)作用機(jī)制；生命力原理。學(xué)作用機(jī)制；生命力原理。食品無菌包裝的三大要素9p1、機(jī)械破壞機(jī)制、機(jī)械破壞機(jī)制p假設(shè)微生物存在一決定其存活的所謂假設(shè)微生物存在一決定其存活的所謂“控制控制中心中心”。破壞此控制中心，即可使微生物致。破壞此控制中心，即可使微生物致死。這可從致死的靶理論（死。這可從致死的靶理論（Target theory）及對(duì)數(shù)致死規(guī)律得到說明，符合實(shí)際上的統(tǒng)及對(duì)數(shù)致死規(guī)律得到說明，符合實(shí)際上的統(tǒng)計(jì)數(shù)字分析。計(jì)數(shù)字分析。10p2、化學(xué)作用

9、機(jī)制、化學(xué)作用機(jī)制p強(qiáng)調(diào)有抗代謝作用產(chǎn)生的重要物質(zhì)的量的變強(qiáng)調(diào)有抗代謝作用產(chǎn)生的重要物質(zhì)的量的變化。它要求用定量的化學(xué)分析數(shù)據(jù)來說明?；?。它要求用定量的化學(xué)分析數(shù)據(jù)來說明。p3、生命力原理、生命力原理p以代謝過程中局部干擾作為殺菌機(jī)制的基礎(chǔ)。以代謝過程中局部干擾作為殺菌機(jī)制的基礎(chǔ)。它要求用定性的生化分析論據(jù)來說明。它要求用定性的生化分析論據(jù)來說明。11第二節(jié)第二節(jié) 無菌包裝材料及其殺菌方法無菌包裝材料及其殺菌方法一、無菌包裝用的包裝材料一、無菌包裝用的包裝材料1、包裝材料性能、包裝材料性能p具備以下性能具備以下性能：熱穩(wěn)定性；抗化學(xué)性、耐：熱穩(wěn)定性；抗化學(xué)性、耐紫外性；熱成型穩(wěn)定性；阻氣性；防

10、潮性；紫外性；熱成型穩(wěn)定性；阻氣性；防潮性；韌性和剛性；避光性；衛(wèi)生性；經(jīng)濟(jì)性。韌性和剛性；避光性；衛(wèi)生性；經(jīng)濟(jì)性。12熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性在無菌熱處理期間不產(chǎn)生化學(xué)或物理變化在無菌熱處理期間不產(chǎn)生化學(xué)或物理變化抗化學(xué)性、抗化學(xué)性、耐紫外性耐紫外性在用化學(xué)劑或紫外線進(jìn)行無菌處理過程中，材料的有在用化學(xué)劑或紫外線進(jìn)行無菌處理過程中，材料的有機(jī)結(jié)構(gòu)不變化機(jī)結(jié)構(gòu)不變化熱成型熱成型穩(wěn)定性穩(wěn)定性在無菌處理或干制的熱處理過程中，容器外型不發(fā)生在無菌處理或干制的熱處理過程中，容器外型不發(fā)生改變改變阻氣性阻氣性阻隔空氣中的氧氣；保持充入容器的惰性氣體不外滲阻隔空氣中的氧氣；保持充入容器的惰性氣體不外滲防潮性防潮性

11、阻止水分的穿透阻止水分的穿透韌性和剛性韌性和剛性便于機(jī)械化充填、封口便于機(jī)械化充填、封口避光性避光性阻隔光線的穿入阻隔光線的穿入衛(wèi)生性衛(wèi)生性材料應(yīng)是無毒的、符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、且易殺菌材料應(yīng)是無毒的、符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、且易殺菌經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性來源豐富，成本低。來源豐富，成本低。132、包裝材料分類：、包裝材料分類：p一般分為四類一般分為四類：金屬、紙板、塑料和玻璃。：金屬、紙板、塑料和玻璃。金屬和玻璃：完全阻隔分子擴(kuò)散，是理想的材料。使用這些材料的其良好保藏性能取決于容器的密封性及牢固性，但包裝成本高。紙板和塑料：最常用的包裝材料。14153、材料的性能與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系、材料的性能與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系（1）

12、分子極性分子極性：極性小或分子中含極性基團(tuán)如：極性小或分子中含極性基團(tuán)如 和和 -OH少的材料，其親水傾向較小，防潮性能較高。少的材料，其親水傾向較小，防潮性能較高。（2）材料分子的）材料分子的偶極距偶極距 ：當(dāng)=o，屬于非極性分子材料，如聚乙烯（PE）、聚丁烯（PB）和聚四氟乙烯（PTEF）等。當(dāng)0.5，屬于弱極性分子，如聚苯乙烯、聚異丁烯和天然橡膠等。COO16當(dāng)0.50.7，屬于強(qiáng)極性分子，如酚醛塑料、聚酯和聚乙烯醇等。其水蒸氣透過率和透氣率較大。（3）塑料的）塑料的結(jié)晶度：結(jié)晶度：聚合物結(jié)晶度高，其氣體透過的擴(kuò)散系數(shù)小，透氣率較小。但水蒸氣的透過率未必也是小的，如尼龍和聚乙烯醇材料。1

13、7（4）材料中）材料中分子的排列規(guī)律分子的排列規(guī)律熱塑性塑料的分子排列大都屬于線型結(jié)構(gòu)的，但線型排列的規(guī)整程度可以不同，有定向的和非定向的。經(jīng)過定向處理的材料，其透氣率降低，而透明度和機(jī)械強(qiáng)度都相應(yīng)的提高。（5）聚合物）聚合物主鏈上基團(tuán)的類型主鏈上基團(tuán)的類型18C*HCHHR*19二、包裝材料（容器）的殺菌二、包裝材料（容器）的殺菌pD值值（Decimal reduction time）低低：在一定溫度下，殺滅90%微生物（或殘存率為10%）所需的滅菌時(shí)間（min）。p殺菌劑與包裝材料（容器）之間的良好的潤(rùn)濕性殺菌劑與包裝材料（容器）之間的良好的潤(rùn)濕性p殺菌劑應(yīng)殺菌劑應(yīng)易于從易于從包裝材料表面

14、除去包裝材料表面除去工業(yè)應(yīng)用的殺菌過程應(yīng)滿足以下條件工業(yè)應(yīng)用的殺菌過程應(yīng)滿足以下條件20p所用的殺菌方法對(duì)操作者、消費(fèi)者無害所用的殺菌方法對(duì)操作者、消費(fèi)者無害p對(duì)于不可避免的殘留殺菌劑要不損害產(chǎn)品品質(zhì)及消對(duì)于不可避免的殘留殺菌劑要不損害產(chǎn)品品質(zhì)及消費(fèi)者健康費(fèi)者健康p殺菌方法應(yīng)對(duì)所用的包裝材料無腐蝕性殺菌方法應(yīng)對(duì)所用的包裝材料無腐蝕性p具有與環(huán)境之間的相適應(yīng)性具有與環(huán)境之間的相適應(yīng)性p應(yīng)用上是可靠的、經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用上是可靠的、經(jīng)濟(jì)的21包裝材料（容器）的殺菌方法包裝材料（容器）的殺菌方法22常壓熱處理常壓熱處理過熱蒸汽殺菌過熱蒸汽殺菌微波殺菌微波殺菌加熱殺菌法加熱殺菌法紫外線照射法殺菌紫外線照射法殺

15、菌離子輻射法殺菌離子輻射法殺菌輻射殺菌法輻射殺菌法H2O2殺菌殺菌環(huán)氧乙烷殺菌環(huán)氧乙烷殺菌化學(xué)殺菌法化學(xué)殺菌法殺菌方法殺菌方法231、加熱殺菌法、加熱殺菌法n不同的殺菌方法適用于不同的包裝材料及容器不同的殺菌方法適用于不同的包裝材料及容器熱力方法熱力方法：不宜用于紙質(zhì)和塑料容器的加熱殺菌；金屬罐和玻璃容器金屬罐和玻璃容器：通過加熱（飽和蒸汽、過熱蒸汽或熱風(fēng)）充分殺菌；玻璃容器玻璃容器：考慮玻璃不耐熱沖擊的特性和瓶蓋的殺菌。24n常壓熱處理常壓熱處理：溫度達(dá)不到：溫度達(dá)不到200 oC以上，做不到以上，做不到秒殺微生物。秒殺微生物。芽孢：殺菌溫度為芽孢：殺菌溫度為200oC以上；低水分活度以上；

16、低水分活度或干燥狀態(tài)下，也需要或干燥狀態(tài)下，也需要100oC以上以上n過熱蒸汽過熱蒸汽：殺菌效果好，但壓力過高，僅適用：殺菌效果好，但壓力過高，僅適用于耐壓容器，如金屬罐的殺菌。于耐壓容器，如金屬罐的殺菌。n微波殺菌微波殺菌：中等水分的包裝材料。：中等水分的包裝材料。252、輻射法殺菌法、輻射法殺菌法n輻射殺菌法輻射殺菌法：適合于紙、塑料薄膜及其復(fù)合材料：適合于紙、塑料薄膜及其復(fù)合材料制成的容器的滅菌；制成的容器的滅菌；紫外線照射法：紫外線照射法：離子輻射法殺菌離子輻射法殺菌26n紫外線照射法：紫外線照射法：滅菌效果：與照射強(qiáng)度、照射時(shí)間、空氣溫度和照射距離有關(guān)，也與被照射材料的表面狀態(tài)有關(guān)；

17、壓凸鋁箔表面：殺菌時(shí)間要比光滑平面長(zhǎng)3倍；不規(guī)則形狀的包裝容器表面：滅菌照射時(shí)間比平面的要長(zhǎng)5倍；考慮材料的特性，尤其是復(fù)合材料內(nèi)層的材料；可與干熱、過氧化氫或乙醇等滅菌方法結(jié)合使用，以增強(qiáng)殺菌效力。27n離子輻射法殺菌離子輻射法殺菌多數(shù)食品包裝材料采用輻射滅菌消毒是可行的；輻射劑量為10 kGy或更低：包裝材料的機(jī)械性能和化學(xué)性能的變化甚微。輻射劑量較大：材料固有的性質(zhì)有明顯變化，尤其是塑料材料。283、化學(xué)殺菌法、化學(xué)殺菌法（1）H2O2殺菌殺菌廣譜殺菌作用，但其殺菌效果與其溫度有關(guān)；廣譜殺菌作用，但其殺菌效果與其溫度有關(guān)；同溫度下同溫度下H2O2的殺菌效果則與其溶液濃度有關(guān)；的殺菌效果則

18、與其溶液濃度有關(guān)；條件：條件：H2O2濃度達(dá)到濃度達(dá)到30%，滅菌溫度為，滅菌溫度為80 oC時(shí)，即可時(shí)，即可取得較好的滅菌效果。取得較好的滅菌效果。采用采用H2O2溶液滅菌時(shí)，須考慮其與包裝材料或容器表溶液滅菌時(shí)，須考慮其與包裝材料或容器表面的潤(rùn)濕性。面的潤(rùn)濕性。29化學(xué)殺菌法化學(xué)殺菌法n只有在只有在H2O2溶液溶液溫度溫度和和濃度濃度較高時(shí)才有可能應(yīng)用較高時(shí)才有可能應(yīng)用于無菌包裝。于無菌包裝。過氧化氫的濃度對(duì)存活率的影響過氧化氫的濃度對(duì)存活率的影響存活率存活率溫度對(duì)存活率的影響溫度對(duì)存活率的影響存活率存活率30（2）環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷殺菌殺菌主要用于包裝機(jī)有關(guān)部件、包裝容器和封口材料的主要用

19、于包裝機(jī)有關(guān)部件、包裝容器和封口材料的消毒滅菌。消毒滅菌。對(duì)乙烯基塑料有對(duì)乙烯基塑料有滲透作用，滲透作用，在用環(huán)氧乙烷殺菌時(shí)，在用環(huán)氧乙烷殺菌時(shí)，要采取升溫和減壓的方法讓環(huán)氧乙烷揮發(fā)排出要采取升溫和減壓的方法讓環(huán)氧乙烷揮發(fā)排出。31第三節(jié)第三節(jié) 無菌包裝設(shè)備與無菌包裝過程無菌包裝設(shè)備與無菌包裝過程n卷材紙盒無菌包裝設(shè)備（瑞典卷材紙盒無菌包裝設(shè)備（瑞典Tetra Brik L-TBA）n紙盒預(yù)制無菌包裝設(shè)備（德國(guó)紙盒預(yù)制無菌包裝設(shè)備（德國(guó)Combibloc FFS）n無菌瓶裝包裝無菌瓶裝包裝n箱中襯袋無菌大包裝設(shè)備箱中襯袋無菌大包裝設(shè)備根據(jù)無菌包裝對(duì)象物料狀態(tài)分根據(jù)無菌包裝對(duì)象物料狀態(tài)分液體食品

20、液體食品的無菌包裝的無菌包裝固體食品固體食品的無菌包裝的無菌包裝無菌包裝設(shè)備主要有以下幾種類型無菌包裝設(shè)備主要有以下幾種類型32一、卷材紙盒包裝一、卷材紙盒包裝n包裝材料以板材卷筒型式引入；包裝材料以板材卷筒型式引入；n所有與產(chǎn)品接觸的部件及機(jī)器的無菌腔均經(jīng)滅菌；所有與產(chǎn)品接觸的部件及機(jī)器的無菌腔均經(jīng)滅菌；n包裝的成型、充填、封口及分離在一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行。包裝的成型、充填、封口及分離在一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行。Tetra Pak 特特 點(diǎn)點(diǎn)n勞動(dòng)強(qiáng)度降低勞動(dòng)強(qiáng)度降低n僅無菌材料進(jìn)入機(jī)器的無菌區(qū)，可保證高度無菌僅無菌材料進(jìn)入機(jī)器的無菌區(qū)，可保證高度無菌n集成型、充填、封口為一體，不需工序間的往返運(yùn)輸集成型、

21、充填、封口為一體，不需工序間的往返運(yùn)輸n包裝材料存貯空間小，生產(chǎn)效率高包裝材料存貯空間小，生產(chǎn)效率高使用卷材來制作容器的好處使用卷材來制作容器的好處33用于該裝置的包裝材料，其中用于該裝置的包裝材料，其中80%為紙板，紙板復(fù)為紙板，紙板復(fù)合了幾層塑料和一層鋁箔。合了幾層塑料和一層鋁箔。n外層的外層的PE(聚乙烯聚乙烯)層層：保護(hù)印刷的油墨并防潮，且當(dāng)：保護(hù)印刷的油墨并防潮，且當(dāng)包裝疊起時(shí)保護(hù)封口表面。包裝疊起時(shí)保護(hù)封口表面。n紙板紙板：賦予包裝應(yīng)有的機(jī)械強(qiáng)度以便成型，且便于油：賦予包裝應(yīng)有的機(jī)械強(qiáng)度以便成型，且便于油墨印刷。墨印刷。nPE：使鋁箔與紙板之間能緊密相連。：使鋁箔與紙板之間能緊密相

22、連。n鋁箔鋁箔：阻氣，并保護(hù)產(chǎn)品防止氧化和免受光照影響。：阻氣，并保護(hù)產(chǎn)品防止氧化和免受光照影響。n最內(nèi)層的最內(nèi)層的PE（或其他塑料）：提供液體阻隔性。（或其他塑料）：提供液體阻隔性。包裝材料各層的作用：包裝材料各層的作用：34n1、機(jī)器的滅菌、機(jī)器的滅菌n2、包裝材料的滅菌、包裝材料的滅菌n3、包裝的成型、填充、封口和割離、包裝的成型、填充、封口和割離n4、帶頂隙包裝的充填、帶頂隙包裝的充填n5、單個(gè)包裝的最后折疊、單個(gè)包裝的最后折疊L-TBA/8無菌包裝機(jī)的無菌包裝過程無菌包裝機(jī)的無菌包裝過程1、機(jī)器的滅菌、機(jī)器的滅菌360 oC機(jī)器滅菌時(shí)間機(jī)器滅菌時(shí)間約：約：45 min35% H2O2

23、2、包裝材料的滅菌、包裝材料的滅菌包裝材料引入后即通包裝材料引入后即通過一充滿過一充滿35%H2O2溶溶液（液（75 oC）的深槽，）的深槽，其行徑時(shí)間根據(jù)滅菌其行徑時(shí)間根據(jù)滅菌要求可預(yù)先在機(jī)械上要求可預(yù)先在機(jī)械上設(shè)定。包裝材料經(jīng)由設(shè)定。包裝材料經(jīng)由滅菌槽之后，再經(jīng)擠滅菌槽之后，再經(jīng)擠壓和空氣刮水刀，除壓和空氣刮水刀，除去殘留的去殘留的H2O2，然后，然后進(jìn)入無菌腔。進(jìn)入無菌腔。373、包裝的成型、充填、封口和割離、包裝的成型、充填、封口和割離包裝材料進(jìn)入無菌腔。包裝材料進(jìn)入無菌腔。依靠成型元件形成紙筒，依靠成型元件形成紙筒，紙筒在縱向加熱元件上紙筒在縱向加熱元件上密封。密封。密封塑帶是朝向食

24、品封密封塑帶是朝向食品封在內(nèi)側(cè)包裝材料兩邊搭在內(nèi)側(cè)包裝材料兩邊搭接部位上的。接部位上的。38n無菌的制品無菌的制品：通過進(jìn)料管進(jìn)入紙筒：通過進(jìn)料管進(jìn)入紙筒n紙筒中制品紙筒中制品：液位由浮筒控制：液位由浮筒控制n橫封橫封：利用高頻感應(yīng)加熱原理，以加：利用高頻感應(yīng)加熱原理，以加熱包裝復(fù)材內(nèi)的鋁箔層，以融化內(nèi)部熱包裝復(fù)材內(nèi)的鋁箔層，以融化內(nèi)部的的PE層，在封口壓力下被粘到一起。層，在封口壓力下被粘到一起。圖圖 充填管充填管(Tetra Pak Nr. O4:15/J-09)394、帶頂隙包裝的充填、帶頂隙包裝的充填n填充填充高粘度高粘度（顆?；蚶w維）的產(chǎn)品；（顆?；蚶w維）的產(chǎn)品；n包裝內(nèi)部頂隙包裝內(nèi)

25、部頂隙：引入無菌空氣或其他：引入無菌空氣或其他惰性氣體。惰性氣體。n特點(diǎn)特點(diǎn)：只對(duì)單個(gè)包裝的頂隙充以惰性：只對(duì)單個(gè)包裝的頂隙充以惰性氣體，不會(huì)像別種設(shè)備那樣過量供應(yīng)氣體，不會(huì)像別種設(shè)備那樣過量供應(yīng)惰性氣體而造成浪費(fèi)。惰性氣體而造成浪費(fèi)。5、單個(gè)包裝的最后折疊、單個(gè)包裝的最后折疊40三九磚形無菌紙盒包裝三九磚形無菌紙盒包裝41二、紙盒預(yù)制無菌包裝（二、紙盒預(yù)制無菌包裝（Combibloc）n紙筒的預(yù)制作為獨(dú)立分開的一步先紙筒的預(yù)制作為獨(dú)立分開的一步先行完成，然后進(jìn)入成型行完成，然后進(jìn)入成型填充填充封封口裝置系統(tǒng)（口裝置系統(tǒng)（FFS）。）。n包裝材料：包裝材料：紙塑鋁復(fù)合材料；紙塑鋁復(fù)合材料；n不

26、同：不同：先由卷筒薄膜分割預(yù)制成開先由卷筒薄膜分割預(yù)制成開口的小紙筒，避免了冗長(zhǎng)連續(xù)紙帶口的小紙筒，避免了冗長(zhǎng)連續(xù)紙帶在無菌腔中的滅菌和卷制。在無菌腔中的滅菌和卷制。特特 點(diǎn)點(diǎn)4243二、紙盒預(yù)制無菌包裝（二、紙盒預(yù)制無菌包裝（Combibloc）n靈活性大，可以攝影不同大小的包裝盒，變化時(shí)間僅靈活性大，可以攝影不同大小的包裝盒，變化時(shí)間僅需需2 min；n紙盒外形較美觀，且較結(jié)實(shí)；紙盒外形較美觀，且較結(jié)實(shí)；n產(chǎn)品無菌性也很可靠；產(chǎn)品無菌性也很可靠；n生產(chǎn)速度較快，而設(shè)備外形高度低，易于實(shí)行連續(xù)化生產(chǎn)速度較快，而設(shè)備外形高度低，易于實(shí)行連續(xù)化生產(chǎn)。生產(chǎn)。Combibloc無菌包裝設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)無菌

27、包裝設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)44紙筒的預(yù)制紙筒的預(yù)制制成的紙筒是開口的，成扁平片狀裝箱制成的紙筒是開口的，成扁平片狀裝箱覆蓋層保證有良好的印刷表面，覆蓋層保證有良好的印刷表面，防潮和密封防潮和密封6.5 um厚，阻氧避光厚，阻氧避光提供粘合性提供粘合性康美盒無菌包裝系統(tǒng)工藝康美盒無菌包裝系統(tǒng)工藝過程過程康美康美盒無菌包裝機(jī)盒無菌包裝機(jī)1、盒坯輸送臺(tái)； 2、盒坯底部加熱裝置； 3、活動(dòng)吸盤； 4、定形輪； 5、頂部折紋裝置； 6、H2O2蒸氣收集罩 ；7、熱空氣干燥裝置； 8、灌裝機(jī)構(gòu)； 9、熱印裝置 ； 10、頂部壓平裝置； 11、傳送輪；12、盒頂部封口裝置4647n1、機(jī)器的滅菌、機(jī)器的滅菌n2、容器的

28、滅菌、容器的滅菌n3、充填系統(tǒng)、充填系統(tǒng)n4、容器頂端的密封、容器頂端的密封Combibloc無菌包裝的過程無菌包裝的過程481、機(jī)器的滅菌、機(jī)器的滅菌n由于由于Combibloc的的FFS機(jī)是開放系統(tǒng)，所以縮短暴機(jī)是開放系統(tǒng)，所以縮短暴露時(shí)間和減少空氣中微生物含量十分重要。露時(shí)間和減少空氣中微生物含量十分重要。n在機(jī)器開工之前，無菌區(qū)采用在機(jī)器開工之前，無菌區(qū)采用H2O2蒸汽和熱空氣蒸汽和熱空氣的混合物進(jìn)行滅菌。的混合物進(jìn)行滅菌。n無菌空氣流動(dòng)盡可能呈層流狀態(tài)，并保持該區(qū)域處無菌空氣流動(dòng)盡可能呈層流狀態(tài)，并保持該區(qū)域處于正壓，從而達(dá)到保證無菌的目的。于正壓，從而達(dá)到保證無菌的目的。492、容

29、器的滅菌、容器的滅菌n經(jīng)預(yù)熱的容器用經(jīng)預(yù)熱的容器用H2O2溶液和熱空氣的混合沖洗，溶液和熱空氣的混合沖洗，可避免可避免H2O2 滴落在容器壁面上。滴落在容器壁面上。n滅菌后用熱無菌空氣使之干燥。滅菌后用熱無菌空氣使之干燥。n容器的滅菌過程為容器的滅菌過程為自動(dòng)控制自動(dòng)控制方式。方式。503、充填、充填n填充裝置有不同形式。單管填充裝置有不同形式。單管液體液體的填充；雙管的填充；雙管帶顆粒液體的填充。帶顆粒液體的填充。n緩沖槽內(nèi)設(shè)置攪拌器。緩沖槽內(nèi)設(shè)置攪拌器。n供料使用正位移泵，強(qiáng)制產(chǎn)品注入供料使用正位移泵，強(qiáng)制產(chǎn)品注入容器。容器。n注入器出口設(shè)計(jì)取決于產(chǎn)品類型。注入器出口設(shè)計(jì)取決于產(chǎn)品類型。5

30、14、容器頂端的密封、容器頂端的密封n填充好的容器，采用超聲波進(jìn)行頂縫密封。填充好的容器，采用超聲波進(jìn)行頂縫密封。n超聲波密封法由于熱量直接發(fā)生在密封部位超聲波密封法由于熱量直接發(fā)生在密封部位上，故可保護(hù)包裝材料。上，故可保護(hù)包裝材料?？得腊鼰o菌灌裝流程及特征分段介紹康美包無菌灌裝流程及特征分段介紹5253三、玻璃瓶和塑料瓶的無菌包裝三、玻璃瓶和塑料瓶的無菌包裝n無菌包裝的玻璃或塑料容器可以是一次性的，也可以無菌包裝的玻璃或塑料容器可以是一次性的，也可以是重復(fù)使用的瓶（如用于超高溫瞬時(shí)殺菌牛乳瓶子是重復(fù)使用的瓶（如用于超高溫瞬時(shí)殺菌牛乳瓶子）；）；可以可以是廣口的，也可以是細(xì)口瓶。是廣口的，也

31、可以是細(xì)口瓶。nPET瓶具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但大多數(shù)瓶具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但大多數(shù)價(jià)格便宜的瓶種都是價(jià)格便宜的瓶種都是未經(jīng)結(jié)晶化，只能承受低于未經(jīng)結(jié)晶化，只能承受低于74 oC的溫度的溫度。無菌瓶裝的概念和特點(diǎn)無菌瓶裝的概念和特點(diǎn)54三、玻璃瓶和塑料瓶的無菌包裝三、玻璃瓶和塑料瓶的無菌包裝n節(jié)能、產(chǎn)品質(zhì)量好、節(jié)約工作人員、設(shè)備占空小、容節(jié)能、產(chǎn)品質(zhì)量好、節(jié)約工作人員、設(shè)備占空小、容器的溫度、壓力變形小器的溫度、壓力變形小無菌瓶裝的好處無菌瓶裝的好處n玻璃瓶的滅菌玻璃瓶的滅菌n瓶蓋的滅菌瓶蓋的滅菌n容器的充填容器的充填n容器的密封容器的密封1、玻璃瓶無菌包裝系統(tǒng)、玻璃瓶無菌包裝系統(tǒng)55玻璃瓶無菌包裝系統(tǒng)玻璃

32、瓶玻璃瓶的無菌包裝系統(tǒng)的無菌包裝系統(tǒng)之一之一洗瓶洗瓶機(jī)機(jī)瓶子瓶子倒立倒立瓶子殺菌瓶子殺菌機(jī)機(jī)瓶子的充填瓶子的充填和封蓋和封蓋56玻璃瓶的無菌包裝系統(tǒng)之二玻璃瓶的無菌包裝系統(tǒng)之二57（1）玻璃瓶的滅菌）玻璃瓶的滅菌n玻璃瓶經(jīng)預(yù)熱處理后，進(jìn)入滅菌工位。玻璃瓶經(jīng)預(yù)熱處理后，進(jìn)入滅菌工位。n滅菌劑管逐漸插入瓶?jī)?nèi)，吹出滅菌劑管逐漸插入瓶?jī)?nèi)，吹出H2O2蒸汽與熱空氣的蒸汽與熱空氣的混合物，對(duì)容器的內(nèi)部表面進(jìn)行滅菌?；旌衔铮瑢?duì)容器的內(nèi)部表面進(jìn)行滅菌。n待滅菌劑管完全插入后，瓶子上升，稍稍離位，留待滅菌劑管完全插入后，瓶子上升，稍稍離位，留出滅菌劑進(jìn)入環(huán)隙的通路，如此容器內(nèi)外表面經(jīng)一出滅菌劑進(jìn)入環(huán)隙的通路，如

33、此容器內(nèi)外表面經(jīng)一定時(shí)間的滅菌作用。定時(shí)間的滅菌作用。n凝結(jié)在內(nèi)外表面的凝結(jié)在內(nèi)外表面的H2O2蒸汽由熱的無菌空氣吹干。蒸汽由熱的無菌空氣吹干。5859（2）瓶蓋的滅菌）瓶蓋的滅菌n根據(jù)瓶蓋材料的特性而采用不同的方法根據(jù)瓶蓋材料的特性而采用不同的方法:瓶蓋為熱敏性的，采用H2O2溶液滅菌。瓶蓋為非熱敏性的，采用飽和蒸汽熱滅菌。n殺菌率至少要達(dá)到殺菌率至少要達(dá)到5 D，以確保無菌。，以確保無菌。60（3）容器的填充）容器的填充n低粘度液體低粘度液體：重力充填；：重力充填；n易產(chǎn)生泡沫的物料易產(chǎn)生泡沫的物料：內(nèi)插噴嘴填充。：內(nèi)插噴嘴填充。n高粘度的流體和漿體高粘度的流體和漿體：活塞式填充機(jī)。：活塞

34、式填充機(jī)。n含顆粒的流體和漿體含顆粒的流體和漿體：專門設(shè)計(jì)帶特殊充填閥的活：專門設(shè)計(jì)帶特殊充填閥的活塞式填充機(jī)。塞式填充機(jī)。6162（4）容器的密封）容器的密封n在封口之前或封口過程中必要時(shí)可采用無菌惰性氣在封口之前或封口過程中必要時(shí)可采用無菌惰性氣體或蒸汽沖刷容器的頂隙。體或蒸汽沖刷容器的頂隙。n對(duì)充填極度敏感的物料時(shí)，惰性氣體沖刷可在填充對(duì)充填極度敏感的物料時(shí)，惰性氣體沖刷可在填充過程之前就進(jìn)行。過程之前就進(jìn)行。63美國(guó)多爾公司的玻璃瓶無菌包裝裝置美國(guó)多爾公司的玻璃瓶無菌包裝裝置鍋爐蒸汽鍋爐蒸汽過熱蒸汽過熱蒸汽滅菌滅菌產(chǎn)品產(chǎn)品空瓶消空瓶消毒器毒器封瓶機(jī)封瓶機(jī)64n以熱塑性顆粒塑料為原料，采

35、用吹模工藝制成容器，以熱塑性顆粒塑料為原料，采用吹模工藝制成容器，在無菌環(huán)境下，直接在模中進(jìn)行物料的填充、封口。在無菌環(huán)境下，直接在模中進(jìn)行物料的填充、封口。n容器不需要二次滅菌容器不需要二次滅菌。n聚烯烴類，如聚乙烯、聚丙烯及其共聚物等。聚烯烴類，如聚乙烯、聚丙烯及其共聚物等。2、塑料瓶無菌包裝系統(tǒng)、塑料瓶無菌包裝系統(tǒng)65（2）吹制容）吹制容器并充填器并充填（1）型坯）型坯形成形成（4）制）制品脫模品脫模（3）容器頂部）容器頂部 密封密封66如要提高生產(chǎn)能力，則須依如要提高生產(chǎn)能力，則須依靠在一個(gè)多擠出頭上并聯(lián)數(shù)靠在一個(gè)多擠出頭上并聯(lián)數(shù)個(gè)單一型坯出口來實(shí)現(xiàn)個(gè)單一型坯出口來實(shí)現(xiàn)在集中式型坯擠壓

36、中，一塊在集中式型坯擠壓中，一塊集中的型坯占有數(shù)個(gè)模穴寬集中的型坯占有數(shù)個(gè)模穴寬度。度。（1 1）型坯形成）型坯形成67交換往復(fù)工藝過程中一具擠出器供應(yīng)兩套模具交換往復(fù)工藝過程中一具擠出器供應(yīng)兩套模具68若需進(jìn)一步提高生若需進(jìn)一步提高生產(chǎn)力，可利用由兩產(chǎn)力，可利用由兩半模的開合構(gòu)成連半模的開合構(gòu)成連續(xù)循環(huán)的模具鏈。續(xù)循環(huán)的模具鏈。69GEA GEA 無菌吹制灌裝系統(tǒng)無菌吹制灌裝系統(tǒng)GEA集團(tuán)集團(tuán)德國(guó)德國(guó)GEA Group（基伊埃（基伊埃集團(tuán)集團(tuán)），始意為），始意為“Germany Engineering Alliance”（德國(guó)工業(yè)（德國(guó)工業(yè)聯(lián)盟）。聯(lián)盟）。是是在在能源和食品領(lǐng)域內(nèi)世界領(lǐng)先的機(jī)

37、械與過程技術(shù)供應(yīng)能源和食品領(lǐng)域內(nèi)世界領(lǐng)先的機(jī)械與過程技術(shù)供應(yīng)商商之一之一。全世界幾乎。全世界幾乎1/4的的牛奶、牛奶、1/3左右的速溶咖啡是左右的速溶咖啡是由由GEA的設(shè)備加工而成，全世界的設(shè)備加工而成，全世界1/2的啤酒至少流經(jīng)過的啤酒至少流經(jīng)過GEA的零件。的零件。71四、大容量無菌包裝四、大容量無菌包裝箱中襯袋無菌包裝箱中襯袋無菌包裝n無菌大包裝袋無菌大包裝袋：將袋子裝入箱子（或桶等）的包裝：將袋子裝入箱子（或桶等）的包裝方式。方式。n特點(diǎn)特點(diǎn)：具有一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的填充噴嘴，無菌灌裝后：具有一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的填充噴嘴，無菌灌裝后的產(chǎn)品能隨用隨取，而不會(huì)造成再污染，也不需冷的產(chǎn)品能隨用隨取，而不

38、會(huì)造成再污染，也不需冷藏。藏。n基本方法基本方法：取決于充填噴嘴的結(jié)構(gòu)。：取決于充填噴嘴的結(jié)構(gòu)。無菌大包裝的概念和特?zé)o菌大包裝的概念和特點(diǎn)點(diǎn)72n填充嘴區(qū)域內(nèi)氧氣的滲透減至最小。填充嘴區(qū)域內(nèi)氧氣的滲透減至最小。n采用蒸汽殺菌是理想方法，安全可靠，可與食品接觸，采用蒸汽殺菌是理想方法，安全可靠，可與食品接觸，溫度、時(shí)間可測(cè)量記錄。溫度、時(shí)間可測(cè)量記錄。n可填充酸性和低酸性食品。可填充酸性和低酸性食品。n無菌取料。無菌取料。n由于包裝頂隙極小，故氧氣的作用及運(yùn)輸過程中包裝由于包裝頂隙極小，故氧氣的作用及運(yùn)輸過程中包裝袋撓裂的危險(xiǎn)減至最小。袋撓裂的危險(xiǎn)減至最小。n但不易于充填帶顆粒和纖維的物料。但不

39、易于充填帶顆粒和纖維的物料。STAR-ASEPT填充機(jī)填充機(jī)73STAR-ASEPT無菌包裝過程無菌包裝過程74鋁箔外層噴涂聚酯以抗撓裂鋁箔外層噴涂聚酯以抗撓裂阻光、隔絕氧氣、防潮作用主阻光、隔絕氧氣、防潮作用主要由共擠層及鋁箔承擔(dān)要由共擠層及鋁箔承擔(dān)LLDPE內(nèi)襯袋可承受內(nèi)襯袋可承受140 oC蒸汽短時(shí)殺菌蒸汽短時(shí)殺菌75有圖可知，在常溫下貯藏的產(chǎn)品品質(zhì)變化并不十分顯著，與有圖可知，在常溫下貯藏的產(chǎn)品品質(zhì)變化并不十分顯著，與冷凍保存相比，可節(jié)省大量的保藏費(fèi)用。冷凍保存相比，可節(jié)省大量的保藏費(fèi)用。按按STAR-ASEPT裝置包裝的食品，在常溫下保存半年以上，裝置包裝的食品，在常溫下保存半年以上，其產(chǎn)品品質(zhì)與冷藏相比并不遜色多少。其產(chǎn)品品質(zhì)與冷藏相比并不遜色多少。盒中袋盒中袋包裝：包裝：一一種設(shè)計(jì)完美的用于葡萄酒和果汁等產(chǎn)品的種設(shè)計(jì)完美的用于葡萄酒和果汁等產(chǎn)品的一種包裝形式，該包裝包含由多種材料復(fù)合成的易伸縮的一種包裝形式，該包裝包含由多種材料復(fù)合成的易伸縮的袋體和紙板制成的外部盒子構(gòu)成。袋體附有像水龍頭樣的袋體和紙板制成的外部盒子構(gòu)成。袋體附有像水龍頭樣的開關(guān)。獨(dú)特的設(shè)計(jì)能夠讓液體流出來，又不讓空氣進(jìn)入，開