无菌灌装机原理及应用.doc

无菌灌装机原理及应用.doc

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摘要

无菌加工技术和包装使产品在常温状态下具有较长的保质期，有助于以较低的成本将高质量的液体食品运输至较远的地方。

不仅使食品的生产过程更趋合理，还缩短了存储期，为消费者提供了更多便利与选择。

中国乳品市场的特殊之处正是要把大量产于华北，例如内蒙古等地的新鲜优质奶源，运到更广阔的华南市场。

提供了适合长途运输、便于贮藏并长期保鲜的技术解决方案。

的包装深受客户和消费者的信赖，是因为它保障了食品的安全、营养和新鲜，而且给商家的储运和消费者的使用都带来了极大的方便。

优质的产品加上全方位的服务，让客户感觉物超所值，为客户产品安全和赢利能力提供了有力保障。

关键词：

；无菌；回收

目录

1原理 1

2的历史 4

3分类方法 4

4现状 5

5发展 6

6前沿性知识 7

II

1原理

无菌包装只适于非碳酸性食品的包装。

最初使用对象仅仅限于牛奶和果汁,现已用于各种不同的液态食品的包装,无菌包装是一种新颖的包装形式,其包装过程是把经超高温灭菌的物料在无菌状态下用经灭菌的包装材料包装好,使盒内的物料得于保存在无空气、光线及细菌的理想环境中,不需冷藏或加防腐剂仍可保持品质半年不变。

无菌包装系统由三部分组成。

一是包装材料的灭菌,二是产品的灭菌,三是无菌环境的包装。

包装材料的灭菌是在包装机进行的,产品的灭菌通常是在超高温瞬间灭菌机进行的,灭菌的包装材料和产品的结合是在包装机内无菌环境中进行的。

一、包装材料的灭菌

包装材料灭菌如图一所示。

方法是将包装材料从卷筒向上运行时,经浓度大约为35%（含有适当润湿剂）双氧水槽,包装材料上存在的某些细菌大部分被洗掉,而少量的细菌则被杀灭。

由于润湿剂的作用,过氧化氢薄膜覆盖整个包装材料卷筒纸,随着其经一弯曲滚筒开始向下运行的过程,也延长其露空过程,从而增加灭菌效果。

当卷筒纸继续向下运行作纵向密封后,其管内螺旋形管式加热器产生辐射热达400-600℃,将纸内的涂料加热到110-120℃高温,使纸内涂铺塑料层表面细菌数很少,与此同时,由于提高过氧化氢薄膜的温度,形成过氧化氢气体和非常活泼的原子氧,，然后采用压力滚轮或热空气将双氧水从包材上去除。

处理和密封食品的环境也不能含有潜在的污染菌。

这意味着灌装和密封设备在灌装前以及在生产过程中必须为无菌状态，这可以通过采用热空气和蒸汽或将热处理与双氧水化学无菌处理相结合来实现。

对包装材料纸进行最后的化学灭菌处理,使其全干燥进人填充器前呈无菌状态。

二、产品的灭菌,

产品泵入包装机灭菌一般是在与相配套瑞典阿法一拉伐公司出的超高温瞬间灭菌机进行的,如图二所示,以牛奶灭菌说明。

大约3-7℃生奶经平衡罐和泵流入片式加热器（Ⅲ）,与往外流的已消毒牛奶进行回热交换,生奶被加热至大约为66℃,经均质机均质后流人片式加热器（Ⅰ）,与环流的加热水进行热交换,热水靠蒸汽喷射器加热至140℃,生奶则被加热至135-140℃,再流经加热器外的持热件,保持杀菌温度4秒后,流人加热器（Ⅱ）,与热水环流冷端进行一级回热冷却,被冷却至大约70℃,再流经加热器（Ⅲ）与进人生奶进行二级回热冷却至大约20-25℃,然后流人无菌包装机进行无菌充填密封。

三、无菌环境的包装

无菌包装机内进行无菌包装如图三所示。

来自空气收集罩的空气被送回到水环或压缩机加压,经气水分离器分离水后,空气进人加热器被加热至350℃,灭菌的空气经冷却器冷却至约80℃（图略）,通过管8送至密封纸液面上空,由于螺旋管形管式加热器加热,对包装材料纸进行灭菌,同时过氧化氢继续蒸发,对密封纸管液面上空进行灭菌的结果,使液面上空皇无菌状态。

而由管3送入灭菌气流被隔板6折流向上,把汽化消毒液排掉,由于这是继续进行的,因此在密封纸管内形成无菌空气层,这样可防止密封纸管内再被厂房的细菌感染。

在这样无菌环境中,产品通过管2进入液面下进行充填、横向密封,经最后折叠机折叠,单独的包装件便离开包装机。

如果包装机在生产过程中停车较久,由于没有过氧化氢进入管子区,就会增加再感染的危险性。

因此,经过一定时间停车以后,必须对包装机再度进行灭菌处理。

1-空气收集罩

2-进料管

3-进气管

4-管式加热器

5-无菌空气流

6-隔板

7-浮子

8-液面

9-节流阀

图三包装机内无菌环境的包装

无菌包装是一种新颖的包装。

由于产品采用超高温瞬时灭菌后于无菌状态下,用已灭菌的包装材料纸包装好,免去再高温长时间灭菌工序,因而其营养成分都比传统加工法损失要少得多。

2的历史

在二次世界大战期间，有大量农村人口涌入城市，人们居住地方与食品生产距离拉远，因而对食品分销的关注程度亦相对地提高。

当时消费者需要交还装牛奶的玻璃瓶予制造厂商，以便再次使用。

鲁宾•劳辛早已洞悉这种传统食品分销方式，将影响自助商店桶装牛奶的销售量。

有鉴于此，鲁宾•劳辛于是号召了一群有活力的人士，并说服他们创造新的包装技术有其必要性，遂起而研究一种既实用且可用完即丢的牛奶包装盒，这种包装后来在乳品制造业产生重大改革，为消费者带来安全及容易携带的包装。

早在20世纪50年代，是最先为液态牛奶提供包装的公司之一。

自此以后，它就成为世界上牛奶、果汁、饮料和许多其它产品包装系统的大型供货商之一。

1991年，的生产延伸至液态食品加工设备、厂房工程及干酪生产设备。

今天，它是世界上能够提供综合加工设备、包装和分销生产线，以及为液态食品生产厂提供设计方案的国际性公司。

3分类方法

的“砖型包”和“枕型包”是大家常见的牛奶和饮料纸包装，它可是适度包装的经典之作。

2004年9月在纽约现代艺术馆的“朴素经典之作”展览上，包被誉为“充满设计灵感的、让生活变得更简单、更方便、更安全”的适度包装的杰作。

小小包，凝聚着不少科技和智慧，简约而不奢华，给我们的生活带来了不小的变化。

我国北方大草原的优质牛奶，就是依靠无菌包，才得以方便地送到千里之外的千家万户。

砖：

指经印刷后，由纸、塑、铝复合共挤而成，用于牛奶饮料等液体无菌灌装，因成型后的包装形式四四方方，形如砖块，又因瑞典公司在全球尤其是在国内占据大量市场，故得名。

是公司在1952年推出的第一种包装，1961年，出现无菌型款式，更适合易腐食品，实现非冷藏条件下的存储和分销。

公司的瑞典语名称TetraPak即来自于此，Tetra即为四面体的意思。

枕：

经印刷后，由纸、塑、铝复合共挤而成，用于牛奶饮料等液体无菌灌装，成型后的包装形式长条，形如枕头，又因瑞典公司在全球尤其是在国内占据大量市场，故被称作枕。

枕保鲜的食品通常可以存放较长时间，但比砖的时间略短。

4现状

今天，在全球共有57家销售公司，获许可经营的48家包装材料厂以及12家包装机器装配厂。

公司拥有20261名员工，而2005年度的净销售收入约为81.07亿欧元。

的产品在超过165个市场上销售。

在2005年，公司共生产了1208亿件包装，为全球消费者提供了644亿升的液态食品产品。

的创始人鲁宾•劳辛博士曾经说过一句格言:

“包装带来的节约应超过其成本。

”包装对全球食品的安全营养和人类健康有着巨大的贡献，如果没有包装，50%以上的液态食品将会因变质或被污染而无法输送到消费者手中。

自19世纪中期，巴斯特发明了巴氏灭菌消毒法以来，它一直被视为食品科学的一项重要突破。

而随着无菌加工技术和包装在20世纪40年代的出现，为食品科学带来又一次革命。

1989年，瞬间超高温无菌加工技术被美国食品工艺研究所誉为50年来食品科学中最重要的成果。

而正是无菌包装及加工技术领域的先驱。

包在保护功能和满足情感需求之间找到了很好的平衡点。

与塑料瓶、玻璃瓶相比，砖型和枕型的包，容积率相对较大，而且这种包装形状更易于装箱、运输和存储。

如果从技术角度来看，包是由纸、铝、塑组成的六层复合纸包装，能够有效阻隔空气和光线，而这些正是容易让牛奶和饮料变质的杀手。

因此，小小包，让牛奶和饮料的消费更加方便而安全、而且保质期更长，实现了较高的包装效率。

但大家需要注意的是：

包装的物品绝对不可以放在微波炉里加热，那样会带来炸弹的效果。

当然，除此之外，包完全做到了“安全可靠朴实有华”。

首先，它的形状简约而大气，外层纸片可以根据不同产品的诉求，方便地印刷不同的设计，或鲜艳、或清新、或卡通，完全可以因产品而异，因消费者而异。

还在“砖”的基础上，在尽量节约成本的前提下，进行创新地变异，推出了手感好、有金属质感、更显高档和时尚的“钻”包装，比如市场流行的“雅哈”咖啡包装，充分体现了年轻时尚的气息。

包装材质成分中，长纤维优质纸浆、铝和塑料的含量分别约为75%、5%、和20%。

包使用的纸张必须由纯净的漂白浆制成，不能采用废纸为原料，目前一般采用100%的针叶木纸浆为原料，用长网造纸机抄制，要求纸板横幅定量一致，物理强度好，纸张克重在7og/m2以上，国内大部分采用的是从瑞典、芬兰等北欧国家进口的光面涂布纸。

一般的无菌包具有六层结构:

由外至内依次是聚乙烯层，它保护包的图案、阻止纸板吸收外界水分，热封成盒。

第二层是纸板，它是包的基材，上面印刷精美的图文信息;第三层是聚乙烯层，该层是铝纸板的粘附中介;第四层是铝箔，它可以阻挡紫外线、细菌进入包内部，也是灌装过程中加热的媒介;第五层是粘性塑料，它是内层聚乙烯与铝箔的粘附介质、有效地对酸性饮品实现无菌包装；第六层又是聚乙烯层，它是通过热封成盒，形成无菌包装的必要材料。

在包装给人们带来诸多方便的同时，包也带来了污染和浪费，据显示，2004年我国总计消耗包装110亿个，约占全球总量的10%。

按照每个包装材料10克计算，这些包装总计11万吨。

包装的污染存在两个方面的问题，单纯从普通垃圾角度考虑，11万吨的垃圾需要耗费大量的人力、物力来处理。

而包装产生的更为严重的问题是，这种包装材料的内层是铝，这种金属层不易降解，目前没有更好的销毁办法，造成在某些地区废弃的包装堆积如山。

长此以往，一旦金属物质渗入地下会影响到地下水水质、渗入土壤会影响土质。

因为这类垃圾的堆放点往往是农村或城乡接合部地区，被污染的水和土壤又会污染农作物、牲畜，最终使人类健康受到危害。

事实上，使用铝纸复合包装还有另外一个弊端，那就是费用高。

一般来讲，一个250毫升装包装成本价格大约在0.3元左右。

如果减少这一部分成本无论对奶农还是对消费者来讲都将是一件好事。

5发展

作为一家执著绿色愿景的公司，一直以来都从负责任企业的长远眼光出发，以高度的社会责任感和环保意识承揽起更多的绿色责任。

在中国积极履行环保使命，并以“4R”环保原则为行为准则：

　　所谓“4R”环保原则即：

　　Renewing（可再生）

　　采用可再生资源，这是可持续发展的关键所在。

　　Reducing（减量化）

　　提高原材料和能源的使用效率，降低碳排放，减轻对环境的影响。

　　Recycling（可循环）

　　推动消费后纸包装的循环再利用，这是环保的具体表现。

　　Responsibly（负责任）

　　全方位实践企业社会责任。

　　Renewing可再生

　　无菌纸包装75%的原材料是纸板，来自于可再生资源——森林。

　　选用的纸板100%来自管理良好、符合可持续管理原则的森林。

　　近年来随着我们生活水平的提高，健康意识的不断增强，对牛奶、果汁等饮料的需求量越来越大，由此产生的废弃包也越来越多。

其实，它们完全是一种“放错了地方的资源”，通过专业厂家的处理和加工，废弃包能够生产出再生纸、地板、垃圾桶、衣架、乒乓球拍、托盘等一大批生活用品和工业用料，既有益于环保，又能产生良好的经济效益。

　　包为六层复合纸包装，其中约75%的成份为优质长纤维纸浆，这些纸浆无疑是再生纸的优质原料。

为了保护人类的生存环境，本着高度的社会责任感，积极帮助开发包的回收再利用技术。

目前