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飲料瓶蓋的殺菌及其應用

閱讀:3625        發布時間:2019/12/2
  中國飲料行業的發展非常迅速,飲料的品種也從過去單純的碳酸飲料逐步發展到礦泉水、果汁、果蔬汁飲料和功能性飲料等;灌裝方式也從冷灌裝發展到現在的熱灌裝、中溫灌裝、無菌冷灌裝等;包裝形式也從單一的玻璃瓶到現在的易拉罐、PET瓶等。針對不同產品和不同的包裝形式 ,對包裝物瓶蓋的殺菌處理也很關鍵,本文就目前使用的各種飲料瓶蓋殺菌方法進行討論。
 
  紫外線殺菌
 
  微生物受紫外光照射后,其蛋白質和核酸吸收了紫外光譜能量,會導致蛋白質變性,引起微生物死亡。飲料灌裝生產設備中,輸蓋機為壓蓋機或者擰蓋機輸送瓶蓋。在輸蓋機儲料倉的上部或者輸送帶的上部安裝紫外線殺菌燈管,瓶蓋在被輸送的過程中接受紫外線照射,紫外線照射到的地方可以達到較好的殺菌效果。由于瓶蓋的透光性差,紫外線無法穿透瓶蓋照射到瓶蓋的另一側。因此,瓶蓋只能達到部分殺菌,且殺菌的表面是隨機的。為了有針對性地對瓶蓋表面殺菌,在壓蓋機或擰蓋機的瓶蓋下滑道上安裝紫外線殺菌燈,通過此處的瓶蓋已經被整理成方向一致,紫外線照射的一面就是瓶蓋與飲料接觸的一面,有效提高了殺菌效果。
 
  紫外線殺菌設備簡單,無需配套設備,成本低,操作管理方便,使用比較廣泛。由于滑道的結構特點及紫外線對微生物的殺滅特性,紫外線
 
  殺菌方式一般適合在以下幾類飲料灌裝的瓶蓋中使用:
 
  1、碳酸飲料
 
  碳酸飲料中含有CO2,呈酸性,能抑制微生物的生長,因此碳酸飲料的瓶蓋采
 
  用紫外殺菌即能滿足需求。該方法在生產時,批量包裝的新瓶蓋倒入輸蓋機的儲料倉,瓶蓋在輸蓋機的儲料倉內或輸送帶上接受紫外線的照射殺菌;還可以在擰蓋機下蓋滑道上設置紫外線殺菌燈,讓瓶蓋的內表面接受紫外線的照射殺菌,殺菌后直接輸往擰蓋機。
 
  2、礦泉水飲料
 
  國家對礦泉水的生產制定了比較嚴格的規定,其中對礦泉水的菌落總數、霉菌計數和大腸桿菌都嚴格限制為零。無論是否經過過濾殺菌處理的礦泉水,其總細菌數、霉菌計數和大腸桿菌數都必須符合國家標準。由于礦泉水中只含無機鹽,不含微生物營養源,缺少供微生物生產發育的營養成分,因而對其瓶蓋也可以采用紫外線殺菌。
 
  3、高溫灌裝的茶飲料、果汁飲料
 
  茶飲料和果汁飲料中存在著各種微生物(細菌、霉菌和酵母等),飲料的殺菌就是要殺滅這些微生物。目前一般都采用高溫短時殺菌法,也稱瞬時殺菌法 。 高溫灌裝是讓經過瞬時殺菌后的飲料冷卻在85℃~92℃之間的一個溫度區間進行灌裝,飲料瓶選用結晶耐熱的熱灌裝瓶,瓶蓋選用耐85℃的耐熱瓶蓋,灌裝方式采用滿瓶灌裝,灌裝壓蓋(或擰蓋)后增加倒瓶裝置:瓶身傾倒90°~180°,利用飲料自身的高溫對瓶蓋內部進行殺菌處理。因此瓶蓋的前期處理也可以采用紫外線殺菌。
 
  熱水噴沖殺菌
 
  加熱殺菌法是食品保藏的zui傳統方法之一。微生物細胞若被加熱至一定溫度,細胞內的生理活性物質(例如酶蛋白質、核蛋白質、脫氧核糖核酸等)會發生變性和鈍化,從而失去活性死亡。把微生物殺死的加熱溫度和時間,按微生物的種類、細胞生理狀態、細胞濃度等的不同有明顯不同。對于殺滅具體一個菌種,提高殺菌溫度可以縮短加熱時間,降低溫度需要延長加熱時間,溫度太低,則對某些耐熱菌種就起不到殺菌效果。
 
  熱水噴沖殺菌就是利用噴嘴對瓶蓋多方向噴射熱水,在進行殺菌的同時也去除瓶蓋內外表面的灰塵。該方法在生產時,理蓋后的瓶蓋按一致方向在瓶蓋通道內行進,在通道的上下方設置多組噴嘴,噴嘴對前進的瓶蓋進行多方位熱水噴沖,熱水的溫度就是殺菌溫度,接受噴沖的時間就是殺菌時間。
 
  金屬蓋由于其耐高溫,噴沖的熱水溫度可以超過85℃,噴沖時間可以隨著熱水溫度提高而減少;對于塑料瓶蓋,噴沖熱水溫度一般控制在85℃。熱水殺菌后需要對瓶蓋噴無菌空氣,促使瓶蓋的干燥。
 
  熱水噴沖殺菌需要提供熱水和無菌空氣,需要相應的配套設備,生產時會消耗熱能和少量水資源,為其配套的是常用的通用設備。熱水噴沖殺菌可以用于高溫灌裝的茶飲料和果汁飲料的瓶蓋處理,也可用于礦泉水的瓶蓋殺菌。
 
  臭氧殺菌
 
  臭氧具有極強的氧化性質,它可以直接破壞病毒的核糖核酸或脫氧核酸并將其殺滅。臭氧也可以損傷細菌、霉菌類微生物的細胞膜,抑制其生長,并進一步滲透破壞膜內組織,直至細菌、霉菌類微生物死亡。臭氧溶解于水,在濕度大的環境里殺菌效果非常好,也可以利用臭氧水對瓶蓋進行殺菌。
 
  有關臭氧水殺菌將在后面討論。臭氧的濃度越大殺菌效果越好,在臭氧濃度為4.0mg/m3時,殺菌時間一般需要45分鐘到1小時。
 
  由于臭氧殺菌需要的時間很長,對于具備一定生產能力的自動化飲料生產線來說,如果既要滿足殺菌效果又要讓瓶蓋殺菌過程在殺菌設備內連續完成的話 , 殺菌設備需要做得非常龐大。實際生產過程中,瓶蓋臭氧殺菌是在具備一定生產能力的自動化飲料生產線上,在較大的密封空間里放置一定量的瓶蓋,然后對瓶蓋所在的空間充填一定濃度的臭氧并保持一段時間。放置的瓶蓋數量以維持生產所需瓶蓋數量而定。殺菌后的瓶蓋存放時間越長,受污染的危險越大,所以一般存放時間不超過一周。殺菌后的瓶蓋需要與外界隔離,待輸蓋機需要瓶蓋時送往輸蓋機。
 
  目前,直接采用臭氧殺菌的獨立設備多見于小型柜式瓶蓋殺菌柜。這種瓶蓋殺菌柜的殺菌空間小、生產能力小、間隔生產、非自動化。使用這種臭氧殺菌柜時,需要人工把殺菌的瓶蓋搬出殺菌柜放入輸蓋機,容易造成瓶蓋的二次污染。因此,臭氧殺菌只適合非自動化生產線,或對瓶蓋有一定殺菌要求的小型生產線。
 
  殺菌水殺菌
 
  殺菌水中存在不穩定元素,它們會自行分解。殺菌水殺菌就是利用這個分解過程(氧化過程)對物體表面的微生物進行氧化,從而達到殺菌目的。
 
  常見的具有強氧化性的物質有:過氧乙酸、臭氧水和氯水,臭氧的瞬時殺菌性質優于氯。
 
  目前,飲料瓶蓋殺菌的殺菌水基本采用過氧乙酸和臭氧水,其中絕大多數為過氧乙酸。殺菌水的濃度越大,需要的殺菌時間也相應縮短。對于65℃2000PPM的過氧乙酸,通過30秒~60秒時間殺菌,可以使瓶蓋達到商業無菌的要求。由于殺菌水的殺菌時間短、殺菌效果好,被廣泛應用于果蔬汁飲料的瓶和蓋殺菌。利用殺菌水對飲料瓶蓋進行殺菌的方式主要有噴沖式和浸泡式。
 
  1、噴沖式
 
  是采用多組噴嘴,對瓶蓋的多個方向噴射殺菌水進行瓶蓋表面殺菌,瓶蓋接受噴射的時間應保證微生物能被完全殺滅。
 
  具體方法為:經過理蓋后的瓶蓋方向一致地進入瓶蓋軌道,在軌道的上下方設有多組噴頭,每組噴頭可以從不同角度對瓶蓋噴射殺菌水,噴射的殺菌水既對瓶蓋進行殺菌也推動瓶蓋沿著軌道前行。
 
  利用過氧乙酸作為殺菌水時,殺菌水噴沖后的瓶蓋需要接受無菌水的沖洗,以去除瓶蓋上殘留的過氧乙酸,使之殘留量低于相關標準;無菌水沖洗后再用無菌空氣吹干瓶蓋。
 
  利用臭氧水作為殺菌水時,由于臭氧水分解后的產物是水和氧氣,不存在任何有害的殘留物質,理論上無需對瓶蓋再作處理,但實際生產過程中,由于瓶蓋殺菌機出口與旋蓋機距離很近,無法使殘留臭氧完全分解,因此,瓶蓋經過臭氧水殺菌后還需要經過無菌水沖洗和無菌空氣吹干處理。由于噴射水的直線性,無菌水噴沖殺菌可以用于礦泉水瓶蓋殺菌 , 也可以用于茶飲料和果汁飲料熱灌裝時的瓶蓋殺菌。熱灌裝采用滿瓶灌裝,灌裝旋蓋后倒瓶加熱瓶蓋,進行內部殺菌處理。
 
  2、浸泡式
 
  是把飲料瓶蓋完全浸泡在殺菌水中,使瓶蓋的所有內外表面都接受殺菌水殺菌,浸泡時間應滿足瓶蓋完全殺菌的時間要求。一種方法是:方向一致的瓶蓋固定在瓶蓋架上,瓶蓋架連接在鏈條上,鏈條的運動帶動瓶蓋架進入裝有殺菌水的殺菌池內并使瓶蓋完全浸泡在殺菌水中,浸泡的時間應滿足完全殺菌的時間要求。與噴沖殺菌方式一樣,殺菌水浸泡后的瓶蓋同樣需要無菌水的噴洗和無菌空氣的噴沖,使瓶蓋既干燥又無菌。
 
  采用無菌水殺菌方式時,為其配套的殺菌水、無菌水和無菌空氣需要制作和處理,外圍的配套設備比較多,配套成本高,消耗成本大,管理要求高,因此這種殺菌工藝一般應用于果汁飲料的無菌冷灌裝。
 
  電解液殺菌
 
  電解是利用惰性電極在液體中通電,其陽極發生氧化反應,陰極發生還原反應。目前國外有關人員已經研究利用完全除鹽的飲用水與氯化鈉稀溶液發生電化反應,在陽極區得到殺菌效果好于傳統殺菌水的殺菌液。如果把電解原理直接用于瓶蓋殺菌,就可以大大降低運輸和倉儲成本,省時省力,安全有效。

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