无菌灌装系统.pdf

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OOD&MACHINEY食品与机械作者简介:

曾劲松（1971-）,女,西安交通大学机械学院高级工程师。

E2mail:

blueway2003收稿日期:

2004-03-11第20卷第2期2004年4月Vol.20No.2April2004无菌罐系统Thesystemofaseptictank曾劲松ZENGJin2song（西安交通大学机械学院,陕西西安710086）（CollegeofMechanicsScience,XianJiaotongUniversity,Xian,Shaanxi710086,China）摘要:

详细介绍了无菌罐系统的功能、结构、工艺过程及控制原理,有利于无菌罐国产化。

关键词:

无菌罐;阀组;CIPAbstract:

Itintroducestheusageofthesystemofaseptictankandanalyzesthetechnologyandtheprincipal,constructionofitscompositionsindetail.Soonthebasisofthisresearch,thissystemcanbeavailableinchina.Keywords:

Aseptictank;Valveunite;CIP目前,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,各种饮料、乳品的消费日益增大,自然对食品包装提出更高要求:

保质期长,口味不变。

于是各种无菌饮料、无菌奶、无菌食品等无菌产品不断涌现,且市场前景看好。

这使得许多食品企业积极引进国外先进的无菌生产线。

但为了节省外汇,都尽量引进最先进的设备和国内没有的设备,如果能自行开发制造,就不必进口。

我们开发研制无菌罐系统正是出于这一目的。

本系统是我们课题组结合瑞典利乐、日本精研舍的设备优化设计而成的。

1无菌罐系统的作用无菌罐系统是无菌生产线中的关键设备之一,是接收经过超高温杀菌的物料的缓冲罐和贮存罐。

近年来国外先进的无菌罐系统不断被进口,刺激着我国国内企业对此类设备的开发生产。

近两年来在上海、浙江、广东等地有小型的无菌罐生产,对我国无菌包装技术的发展起到了良好的促进作用。

但国产的此类设备普遍存在无菌时间短,无菌化性能不稳定,自动化程度不高、产量低等问题。

作者根据长期研发实践,借鉴国外同类先进设备的原理,拟就此设备的无菌化在理论上作以深入探讨,以便有利于国产化。

2无菌罐系统的结构此系统是作为接收无菌物料的缓冲罐和贮罐,它主要由罐体、阀组和控制三部分组成。

罐体材质为SUS304不锈钢,结构为夹套式。

罐体的最大工作压力为0.3MPa,同时也可以耐真空。

罐体支腿高度可调节。

罐内顶部装有旋转清洁球,可切换接入CIP,对罐体进行清洗。

夹套上部有布水器,以利于灭菌后罐体冷却。

阀组选用世界著名的流体设备生产厂阿法拉伐公司的无菌阀、英国斯派莎克公司的蒸汽阀门。

阀组将蒸汽管路、CIP管路、无菌空气管路、物料管路有机的连接起来。

3工艺过程3.1罐体和阀组的蒸汽灭菌所有与无菌产品接触的罐体和管路都应用蒸汽灭菌,蒸汽温度为140,压力为0.27MPa,通过两个25m蒸汽级过滤器。

当罐体温度升高到115,罐内温度为140,灭菌才能开始,持续2400s。

3.2罐体和阀组的冷却罐体经过蒸汽灭菌后,冷却水自动在夹套中由喷淋管喷出,罐体温度随之下降,同时罐内压力下降。

为防止压力下降太快,罐底的压力传感器打开电磁阀、调节阀,向罐内通入无菌空气,维持罐体的压力平衡。

冷却时间为900s。

3.3灌装在灌装及排放物料的过程中,除油无菌空气经过两个0.22m机的空气过滤器及压力调节阀进入罐体上部,使罐体底部的压力始终保持恒定,从而保证给灌装机稳定供料。

同时与物料管及无菌阀相连的蒸汽管路中通有0.1MPa的蒸汽,形成一道无菌屏障,保证灌装过程的无菌。

3.4CIP清洗CIP清洗管路设有两路:

停止生产后,操作人员发出清洗命令,管路接入CIP清洗液,一路通过管内顶部的旋转清洗球,对罐体及管路进行清洗;另一路通过几个有机连接的无菌阀对灌装机及管路进行清洗。

由于罐体及管路的内壁均光洁度很高,且无死角,细菌无法停留,从而也保证管路的无菌。

首先通入浓度为1%,温度为70的碱液,冲刷罐内壁5min;接着罐体接入冷水冲洗10min。

如果罐体内壁结有水341995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.垢,则需用1%的酸液清洗20min,再用清水清洗后排出所有液体。

4工艺控制整个生产过程根据工艺要求,由PLC自动控制。

工艺简图如图1。

图1无菌罐控制工艺简图5总结此系统为罐及阀组的有机结合,属于工艺设备。

虽然机加工量不大,但涉及机械、食品、化工、微生物等多个学科,只有的综合运用它们,才能实现系统预设技术指标。

当前无菌罐设备运行不好,作为国内无菌罐设备企业,他们往往首先关注硬件,即配件及其加工、控制元件等问题。

作为设计及研究者,我觉的这些不是根本问题,关键是软件,即工艺过程是否合理,控制是否恰当等问题。

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