1、第第6章章第一节第一节 无菌包装系统无菌包装系统（无菌包装机械（无菌包装机械是指为实现无菌包装目的而采用的是指为实现无菌包装目的而采用的能完成全部或部分包装过程的机械，能完成全部或部分包装过程的机械，无菌包装技术无菌包装技术是指将产品、包装容器、材料或包装是指将产品、包装容器、材料或包装辅助器材经高温短时杀菌或超高温短时杀菌，再迅辅助器材经高温短时杀菌或超高温短时杀菌，再迅速冷却至速冷却至30304040，然后在无菌环境下进行充填和，然后在无菌环境下进行充填和封合的一种包装方法。封合的一种包装方法。灭菌方法灭菌方法加热灭菌、辐射灭菌和环氧乙烷气体等。加热灭菌、辐射灭菌和环氧乙烷气体等。无菌环境
2、无菌环境包括包装机械设备无菌和操作现场无菌。包括包装机械设备无菌和操作现场无菌。无菌包装技术的无菌包装技术的关键关键是产品的超高温瞬时杀菌、高是产品的超高温瞬时杀菌、高阻隔性包装材料灭菌及充填密封环境的无菌。阻隔性包装材料灭菌及充填密封环境的无菌。无菌包装机械无菌包装机械组成组成：杀菌和包装两大系统。）：杀菌和包装两大系统。）（无菌包装的优点：（无菌包装的优点：（1 1）无需冷藏或添加任何化学防腐剂就可进行半年以上的）无需冷藏或添加任何化学防腐剂就可进行半年以上的货架寿命；货架寿命；（2 2）在保证无菌的前提下，食品原有的营养、口味、色泽）在保证无菌的前提下，食品原有的营养、口味、色泽等品质能
3、得到最大程度的保留；等品质能得到最大程度的保留；（3 3）无菌包装生产的自动化程度高，单位成品能耗低，简）无菌包装生产的自动化程度高，单位成品能耗低，简化包装工艺，降低了工艺成本；化包装工艺，降低了工艺成本；（4 4）无菌包装材料主要为纸、塑料、铝箔等，故具有质轻、）无菌包装材料主要为纸、塑料、铝箔等，故具有质轻、价廉、便于运输等优点。价廉、便于运输等优点。应用应用:无菌包装主要应用于食品、饮料的包装以及对热敏感无菌包装主要应用于食品、饮料的包装以及对热敏感的某些产品（如医药等），不仅包括牛奶、豆乳、果汁等低的某些产品（如医药等），不仅包括牛奶、豆乳、果汁等低黏度液态物料外，还扩展到番茄汁、苹
4、果酱等粘稠状食品，黏度液态物料外，还扩展到番茄汁、苹果酱等粘稠状食品，以及调味乳、肉酱、汤类等低酸食品，甚至固态食品也有采以及调味乳、肉酱、汤类等低酸食品，甚至固态食品也有采用无菌包装的。）用无菌包装的。）一、无菌包装工艺流程一、无菌包装工艺流程 下图无菌包装的工艺流程，包括下图无菌包装的工艺流程，包括包装材料的灭菌包装材料的灭菌、产产品的灭菌品的灭菌、无菌输送无菌输送、以及在、以及在无菌环境下充填无菌环境下充填，然后，然后进行进行完整封合完整封合以防止再污染，从而生产出无菌产品。以防止再污染，从而生产出无菌产品。“无菌无菌”这一词表明了产品中不含任何影响产品质量这一词表明了产品中不含任何影响
5、产品质量的微生物。的微生物。“完整封合完整封合”表明经过适当的机械手段将产品封合表明经过适当的机械手段将产品封合到包装内，以防止微生物和气体或水蒸汽进入包装。到包装内，以防止微生物和气体或水蒸汽进入包装。无菌包装生产线无菌包装生产线包括物料杀菌系统、无菌包装机、包装材包括物料杀菌系统、无菌包装机、包装材料或包装物的供应及杀菌系统、自动清洗系统、设备预杀料或包装物的供应及杀菌系统、自动清洗系统、设备预杀菌系统、无菌环境保护系统及自动控制系统等。菌系统、无菌环境保护系统及自动控制系统等。无菌包装生产线按其所起的作用不同可分为无菌包装生产线按其所起的作用不同可分为物料杀菌、灌物料杀菌、灌装环境杀菌、
6、包装材料杀菌三大部分。装环境杀菌、包装材料杀菌三大部分。二、无菌包装系统二、无菌包装系统 分类：分类：根据包装材料的不同，分为两大类，即复合纸无菌根据包装材料的不同，分为两大类，即复合纸无菌包装系统和复合塑料膜无菌包装系统。包装系统和复合塑料膜无菌包装系统。无菌部位包括：无菌部位包括：包装容器输入部位、包装容器的灭菌部位、包装容器输入部位、包装容器的灭菌部位、无菌充填部位、无菌封口部位、包装件的输出部位。无菌充填部位、无菌封口部位、包装件的输出部位。封闭式无菌包装系统封闭式无菌包装系统比比敞开式无菌包装系统敞开式无菌包装系统多了无菌室，多了无菌室，包装材料要在无菌室内杀菌、成形、灌装。由于无菌
7、室一包装材料要在无菌室内杀菌、成形、灌装。由于无菌室一直通有无菌气体保持其正压，所以无菌室能有效防止微生直通有无菌气体保持其正压，所以无菌室能有效防止微生物的污染，因此在生产中应用广泛。物的污染，因此在生产中应用广泛。除印刷层外，从外向内共有除印刷层外，从外向内共有6 6层，层，第一层是聚乙烯第一层是聚乙烯:防水并能阻止部分微生物的透过；防水并能阻止部分微生物的透过；第二层是纸层第二层是纸层:赋予包装盒良好的形状和强度；赋予包装盒良好的形状和强度；第三层是聚乙烯第三层是聚乙烯:黏合纸层与铝箔；黏合纸层与铝箔；第四层是铝箔第四层是铝箔:阻止氧气、风味物和光线的透过，同时铝箔在横封过程中经阻止氧气
8、、风味物和光线的透过，同时铝箔在横封过程中经“电感电感加热加热”，融化内层聚乙烯，在一定压力的作用下完成横封；，融化内层聚乙烯，在一定压力的作用下完成横封；第五层是高密聚乙烯第五层是高密聚乙烯:防止印刷层油墨分子向内迁徙，同时防止产品内风味物质向防止印刷层油墨分子向内迁徙，同时防止产品内风味物质向外渗透，尤其对于高酸性食品能有效地防止酸性物质的腐蚀；外渗透，尤其对于高酸性食品能有效地防止酸性物质的腐蚀；第六层是聚乙烯第六层是聚乙烯:防止液体的透过。防止液体的透过。（一）包装纸的灭菌（一）包装纸的灭菌（一）包装纸的灭菌（一）包装纸的灭菌 包装纸灭菌过程包装纸灭菌过程分为：包装纸分为：包装纸表面微
9、生物的吸附；使用双氧表面微生物的吸附；使用双氧水对包装纸进行灭菌。水对包装纸进行灭菌。1 1包装纸表面微生物的吸附包装纸表面微生物的吸附 包装纸产品接触面的聚乙烯通包装纸产品接触面的聚乙烯通常载有一定静电荷。包装机操常载有一定静电荷。包装机操作的周围环境通常含一定数量作的周围环境通常含一定数量的微生物，其数量与种类决定的微生物，其数量与种类决定于环境的卫生状况。微生物也于环境的卫生状况。微生物也带有一定静电荷，由于静电的带有一定静电荷，由于静电的吸引作用，包装纸的物料接触吸引作用，包装纸的物料接触表面或多或少都受到微生物的表面或多或少都受到微生物的污染（见图）。污染（见图）。2 2双氧水对包装
10、纸的灭菌双氧水对包装纸的灭菌（1 1）敞开式无菌包装系统对包装纸）敞开式无菌包装系统对包装纸的灭菌的灭菌过程过程：敞开式对包装纸的灭菌完全是在管：敞开式对包装纸的灭菌完全是在管加热器区域内，包装纸经过纵封贴条之后，加热器区域内，包装纸经过纵封贴条之后，进入双氧水槽（右图），通过一套辊轮系进入双氧水槽（右图），通过一套辊轮系统将一层双氧水膜附在包装纸的产品接触统将一层双氧水膜附在包装纸的产品接触表面，同时能带走纸面所附着的一些微生表面，同时能带走纸面所附着的一些微生物。物。原理：原理：所用的双氧水必须含有润湿剂以降所用的双氧水必须含有润湿剂以降低双氧水表面张力。因为聚乙烯具有疏水低双氧水表面张力
11、。因为聚乙烯具有疏水性，只有在双氧水表面张力较低的情况下，性，只有在双氧水表面张力较低的情况下，才能被均匀地涂上一层薄膜。双氧水槽并才能被均匀地涂上一层薄膜。双氧水槽并不对包装纸进行灭菌，因为这里的温度较不对包装纸进行灭菌，因为这里的温度较低，达不到灭菌效果，它只是将一层双氧低，达不到灭菌效果，它只是将一层双氧水薄膜附在包装纸的产品接触面以进行后水薄膜附在包装纸的产品接触面以进行后序的灭菌。为保证灭菌效果，防止双氧水序的灭菌。为保证灭菌效果，防止双氧水的蒸发，必须保持敞开式无菌包装机包装的蒸发，必须保持敞开式无菌包装机包装间内具有稳定的温度和湿度。间内具有稳定的温度和湿度。涂上双氧水膜的包装纸
12、上升到涂上双氧水膜的包装纸上升到包装机的顶部，然后向下经过包装机的顶部，然后向下经过导轮、成形环等形成纸筒，一导轮、成形环等形成纸筒，一直到达管加热器和横封区域。直到达管加热器和横封区域。管加热器缠绕在产品灌注管外，管加热器缠绕在产品灌注管外，一直延伸至纸筒的中部（见一直延伸至纸筒的中部（见图）。包装纸通过管式加热器图）。包装纸通过管式加热器之后，纸表面已干燥，不含有之后，纸表面已干燥，不含有双氧水和活体微生物。在生产双氧水和活体微生物。在生产过程中为尽量减少微生物的污过程中为尽量减少微生物的污染，一方面通过管加热器区域染，一方面通过管加热器区域蒸发的双氧水气体上升以防止蒸发的双氧水气体上升以
13、防止污染，另一方面通过向纸筒中污染，另一方面通过向纸筒中不断通入无菌空气以在包装的不断通入无菌空气以在包装的产品接触表面前形成一道无菌产品接触表面前形成一道无菌空气屏障，这样能有效地防止空气屏障，这样能有效地防止微生物的再污染。微生物的再污染。（2 2）封闭式无菌包装系统对包装纸的灭菌）封闭式无菌包装系统对包装纸的灭菌 过程：封闭式无菌包装系过程：封闭式无菌包装系统对包装纸的灭菌是在双统对包装纸的灭菌是在双氧水槽内进行的，包装纸氧水槽内进行的，包装纸经纵封贴条器之后，进入经纵封贴条器之后，进入双氧水槽（见图）。双氧双氧水槽（见图）。双氧水在槽内具有一定的液位，水在槽内具有一定的液位，保证包装纸
14、与双氧水接触保证包装纸与双氧水接触一定的时间，因此其液位一定的时间，因此其液位的高低取决于包装纸运行的高低取决于包装纸运行的速度。为达到一定的灭的速度。为达到一定的灭菌效率，双氧水应保持一菌效率，双氧水应保持一定的温度。包装纸经过双定的温度。包装纸经过双氧水槽之后就完成了灭菌，氧水槽之后就完成了灭菌，然后进入无菌室，然后进入无菌室，表面残留的双氧水被一对压力辊轮除表面残留的双氧水被一对压力辊轮除去，然后包装纸通过去，然后包装纸通过“风力风力”（即无（即无菌空气通过不锈钢狭缝）吹到包装纸菌空气通过不锈钢狭缝）吹到包装纸表面，使其干燥，去除残留双氧水，表面，使其干燥，去除残留双氧水，同时，用紫外线
15、照射，增强表面杀菌同时，用紫外线照射，增强表面杀菌效果。而后是成型、灌装、横封等操效果。而后是成型、灌装、横封等操作。作。（二）包装机的灭菌（二）包装机的灭菌 1 1包装机内与产品接触表面的包装机内与产品接触表面的灭菌灭菌 在无菌充填之前，包装机内与产在无菌充填之前，包装机内与产品接触的表面必须经过灭菌，其品接触的表面必须经过灭菌，其灭菌是通过包装机自身产生的无灭菌是通过包装机自身产生的无菌热空气来实现的。菌热空气来实现的。在灭菌过程中，在灭菌过程中，无菌热空气直接无菌热空气直接接触包装机内与产品接触的表面，接触包装机内与产品接触的表面，在一定时间内对所有与产品接触在一定时间内对所有与产品接触
16、的表面进行灭菌的表面进行灭菌。之后，水冷却器启动，冷却无菌之后，水冷却器启动，冷却无菌空气，进而冷却产品接触表面。空气，进而冷却产品接触表面。这时对这时对敞开式无菌包装机敞开式无菌包装机而言，而言，包装机的灭菌已完成，进入准备包装机的灭菌已完成，进入准备生产状态。生产状态。2 2封闭式无菌包装机无菌室的灭菌封闭式无菌包装机无菌室的灭菌 无菌室：无菌室：封闭式无菌包装机的灭菌仅通过无菌热空气是不封闭式无菌包装机的灭菌仅通过无菌热空气是不够的。由于包装纸经灭菌后，还要经过导向轮、压力辊等够的。由于包装纸经灭菌后，还要经过导向轮、压力辊等进行横封与纵封，因此这段空间必须是无菌的。在封闭式进行横封与纵
17、封，因此这段空间必须是无菌的。在封闭式无菌包装机上，将这段空间用不锈钢密闭无菌包装机上，将这段空间用不锈钢密闭无菌室。无菌室。生产前，生产前，无菌室的灭菌是通过双氧水喷雾和无菌空气的干无菌室的灭菌是通过双氧水喷雾和无菌空气的干燥所实现的，无菌空气是通过包装机内无菌空气加热器将燥所实现的，无菌空气是通过包装机内无菌空气加热器将其加热至一定温度所获得的。其加热至一定温度所获得的。灭菌时，液态双氧水喷射至灭菌时，液态双氧水喷射至无菌热空气中并瞬间蒸发。无菌热空气中并瞬间蒸发。这样无菌空气和双氧水气体的这样无菌空气和双氧水气体的混合物进入无菌室进行灭菌，冷凝在内表面的双氧水通过混合物进入无菌室进行灭菌
18、，冷凝在内表面的双氧水通过无菌热空气进行干燥，从而完成了无菌室的灭菌。无菌热空气进行干燥，从而完成了无菌室的灭菌。在生产过程中，在生产过程中，无菌室是通过吹入无菌空气保证其过压而无菌室是通过吹入无菌空气保证其过压而实现无菌状态的。实现无菌状态的。（三）包装封口（三）包装封口包装封口直接影响产品的包装品质和储存期。包装封口直接影响产品的包装品质和储存期。要求要求一方面能防止微生物一方面能防止微生物和气体或水蒸汽浸入，另一方面不能让产品自身的气味和原液溢出。和气体或水蒸汽浸入，另一方面不能让产品自身的气味和原液溢出。（1）封口时压力）封口时压力应均匀分布于密封表面；应均匀分布于密封表面；（2）封口
19、过程的条件）封口过程的条件如封口温度、时间、压力必须有安全界限，并能如封口温度、时间、压力必须有安全界限，并能控制；控制；（3）封口表面）封口表面应避免产品或其它污物污染；应避免产品或其它污物污染；（4）封口位置）封口位置必须准确，特别是热成型必须准确，特别是热成型灌装灌装封口同机进行情况下，封口同机进行情况下，更应防止封口位置发生偏差。更应防止封口位置发生偏差。无菌包装封口无菌包装封口常采用热封、超声波封或胶封、气封，有些用折叠、咬合常采用热封、超声波封或胶封、气封，有些用折叠、咬合封口。封口。1.纵封贴条2.包材4.对压滚轮5.压力滚轮横封纵封三、无菌包装存在的主要问题三、无菌包装存在的主
20、要问题（1 1）无菌包装由于技术原因，含固体颗粒的）无菌包装由于技术原因，含固体颗粒的流体、半流流体、半流体食品、含汽饮料及固体食品体食品、含汽饮料及固体食品目前还无法包装；目前还无法包装；（2 2）目前国内只是研制开发出了大袋食品的无菌包装设）目前国内只是研制开发出了大袋食品的无菌包装设备，备，对小包装的无菌灌装设备还处在研发阶段对小包装的无菌灌装设备还处在研发阶段；设备主要；设备主要依赖进口，价格昂贵。依赖进口，价格昂贵。（3 3）无菌包装工艺和设备的）无菌包装工艺和设备的一次性投资较大一次性投资较大，且盈亏平，且盈亏平衡点高，使许多中小企业力不能及；衡点高，使许多中小企业力不能及；（4
21、4）由于无菌操作中的无菌包装容器这一环节最易产生）由于无菌操作中的无菌包装容器这一环节最易产生故障，且维修复杂，所以故障，且维修复杂，所以对工人的素质要求较高对工人的素质要求较高；（5 5）无菌包装的一些原料需）无菌包装的一些原料需进口进口，而且无菌包装常用的，而且无菌包装常用的塑料容器和纸质复合容器的塑料容器和纸质复合容器的机械强度较低机械强度较低，对机械损伤敏，对机械损伤敏感。感。第二节第二节 杀菌技术及设备杀菌技术及设备 一、超高温瞬时灭菌机械一、超高温瞬时灭菌机械 无菌包装的杀菌机械：无菌包装的杀菌机械：热杀菌机械（较成熟），微波杀菌，热杀菌机械（较成熟），微波杀菌，辐射杀菌，电场、电
22、磁杀菌等。辐射杀菌，电场、电磁杀菌等。超高温瞬时灭菌机械工作原理超高温瞬时灭菌机械工作原理是通过送料泵将被杀菌的物是通过送料泵将被杀菌的物料送往高温或超高温的装置，灭菌后进入储料罐供包装用。料送往高温或超高温的装置，灭菌后进入储料罐供包装用。1.1.刮板式物料杀菌系统刮板式物料杀菌系统 组成：组成：刮板式换热器、输送泵、保持器、密闭水桶、无菌刮板式换热器、输送泵、保持器、密闭水桶、无菌水超滤装置、控制柜等。水超滤装置、控制柜等。适用于适用于对各种浓度的水果，蔬菜的汁、浆、酱的杀菌和冷对各种浓度的水果，蔬菜的汁、浆、酱的杀菌和冷却。却。特点：特点：热交换效率高，具有升温时间短等特点，是液体食热交
23、换效率高，具有升温时间短等特点，是液体食品加工理想的杀菌和冷却设备。品加工理想的杀菌和冷却设备。如图示在轴圆周方向上布置两排活动刮板如图示在轴圆周方向上布置两排活动刮板5 5，每排每排3 35 5块刮板，材料为聚四氟乙烯板。块刮板，材料为聚四氟乙烯板。搅拌轴的刮板由于轴旋转离心力和液体阻搅拌轴的刮板由于轴旋转离心力和液体阻力使其与筒壁传热面紧密接触，连续刮掉力使其与筒壁传热面紧密接触，连续刮掉与传热面接触物料覆盖面而产生清洁的传与传热面接触物料覆盖面而产生清洁的传热面，刮下的物料沿刮板卷向搅拌轴附近，热面，刮下的物料沿刮板卷向搅拌轴附近，而轴附近物料被引向清洁的传热面，由于而轴附近物料被引向清
24、洁的传热面，由于物料在筒内轴向和径向混流而产生强烈的物料在筒内轴向和径向混流而产生强烈的传热效果。工作时加热介质（蒸汽）或冷传热效果。工作时加热介质（蒸汽）或冷却介质（水）在夹套内流动，物料由定量却介质（水）在夹套内流动，物料由定量泵压送并通过物料筒与搅拌轴之间的环形泵压送并通过物料筒与搅拌轴之间的环形通道，通过筒壁进行热交换。物料的流动通道，通过筒壁进行热交换。物料的流动通道约占物料筒面积通道约占物料筒面积20204040。1.1.刮板式物料杀菌系统刮板式物料杀菌系统 组成：组成：刮板式换热器、输送泵、保持器、密闭水桶、无菌水超滤装置、控刮板式换热器、输送泵、保持器、密闭水桶、无菌水超滤装置
25、、控制柜等。制柜等。适用于适用于对各种浓度的水果，蔬菜的汁、浆、酱的杀菌和冷却。对各种浓度的水果，蔬菜的汁、浆、酱的杀菌和冷却。特点：特点：热交换效率高，具有升温时间短等特点，是液体食品加工理想的杀热交换效率高，具有升温时间短等特点，是液体食品加工理想的杀菌和冷却设备。菌和冷却设备。番茄酱无菌罐装的刮板式高温杀菌系统流程图番茄酱无菌罐装的刮板式高温杀菌系统流程图2.套管式杀菌机系统套管式杀菌机系统 右图为右图为RSCG014C型环形型环形套管式超高温杀菌设备的工套管式超高温杀菌设备的工艺流程图。艺流程图。组成组成:套管式（多层）换热套管式（多层）换热器、无级变速输送泵、保持器、无级变速输送泵、
26、保持器、密闭水桶、汽水混合式器、密闭水桶、汽水混合式换热器、控制柜等。换热器、控制柜等。原理：原理：利用多层套管间的环利用多层套管间的环形间隙进行热交换。形间隙进行热交换。适用适用于各种果汁，蔬菜汁、于各种果汁，蔬菜汁、原浆的杀菌和冷却。原浆的杀菌和冷却。特点特点是换热面积大、能耗小、是换热面积大、能耗小、不需要专门的冷却机组。不需要专门的冷却机组。二、食品物料杀菌技术二、食品物料杀菌技术 食品物料的杀菌分为热力杀菌和冷杀菌。食品物料的杀菌分为热力杀菌和冷杀菌。冷杀菌主要指冷杀菌主要指紫外线和微波杀菌紫外线和微波杀菌。食品无菌包装的物料杀菌主要是热力杀菌，其又分超高温杀食品无菌包装的物料杀菌主
27、要是热力杀菌，其又分超高温杀菌和高温短时杀菌两种。菌和高温短时杀菌两种。超高温杀菌是指将食品在瞬间加热到高温（超高温杀菌是指将食品在瞬间加热到高温（135135150150；2 28s8s）而达到杀菌目的。）而达到杀菌目的。超高温短时杀菌有直接加热杀菌法和间接加热杀菌法两种。超高温短时杀菌有直接加热杀菌法和间接加热杀菌法两种。直接加热法是用蒸汽或电阻管直接加热物料，传热效率高，直接加热法是用蒸汽或电阻管直接加热物料，传热效率高，但不易控制；间接加热法是加热介质通过热交换器进行加热，但不易控制；间接加热法是加热介质通过热交换器进行加热，热交换器型式有片式、环形套管式和刮板式等。无论何种方热交换器
28、型式有片式、环形套管式和刮板式等。无论何种方式的超高温短时杀菌设备均必须保证物料瞬时超高温杀菌和式的超高温短时杀菌设备均必须保证物料瞬时超高温杀菌和加热后迅速冷却，以保证食品的色泽、风味、质地和营养价加热后迅速冷却，以保证食品的色泽、风味、质地和营养价值。值。1 1紫外线杀菌紫外线杀菌 紫外线具有的最有效杀菌能力的紫外线具有的最有效杀菌能力的波长波长区为区为250250270m270m。紫外线的照度一般以每平方厘。紫外线的照度一般以每平方厘米的微瓦数表示（米的微瓦数表示（WWcmcm2 2），乘以照射时间），乘以照射时间（minmin）即为）即为照射剂量照射剂量（WWcmcm2 2 minmi
29、n）。）。普通紫外灯照射灭菌时间较长，尤其对霉菌普通紫外灯照射灭菌时间较长，尤其对霉菌达到灭菌效果的照射时间更长。达到灭菌效果的照射时间更长。故实际杀菌过程常采用故实际杀菌过程常采用紫外线与紫外线与H H2 2O O2 2杀菌配合杀菌配合使用使用的方法，达到令人满意的杀菌效果。的方法，达到令人满意的杀菌效果。2 2紫外线与化学杀菌剂并用紫外线与化学杀菌剂并用（1 1）紫外线与）紫外线与H H2 2O O2 2结合使用结合使用 :两者结合使用将产生惊人的杀菌效果。两者结合使用将产生惊人的杀菌效果。图图8-108-10是双氧水加紫外线与单独紫外线或是双氧水加紫外线与单独紫外线或单独双氧水杀菌效果的
30、比较。低浓度单独双氧水杀菌效果的比较。低浓度H H2 2O O2 2液（液（1 1）加上高强度的紫外线，只须）加上高强度的紫外线，只须在常温下就会产生立即生效的强杀菌效力，在常温下就会产生立即生效的强杀菌效力，比两者单独使用（即使在高温下用高浓度比两者单独使用（即使在高温下用高浓度的双氧水液）也要强百倍。紫外线和即使的双氧水液）也要强百倍。紫外线和即使浓度低到浓度低到0.10.1的的H H2 2O O2 2液结合使用，也有相液结合使用，也有相当大的杀菌效果。在此浓度下使用，当大的杀菌效果。在此浓度下使用，1L1L容容量的纸盒包装材料仅用量的纸盒包装材料仅用0.1mL H0.1mL H2 2O
31、O2 2 。这是。这是一种十分经济的高效杀菌方法，且对于法一种十分经济的高效杀菌方法，且对于法定残留定残留H H2 2O O2 2的最低限量也无须采用什么措的最低限量也无须采用什么措施。施。（2 2）紫外线与乙醇或柠檬酸等并用）紫外线与乙醇或柠檬酸等并用 下图为紫外线下图为紫外线与乙醇和柠檬酸并用的杀菌效果图。与乙醇和柠檬酸并用的杀菌效果图。7070的乙醇、的乙醇、柠檬酸液单独使用时无杀菌效果，但与紫外线并用柠檬酸液单独使用时无杀菌效果，但与紫外线并用后均可在后均可在3 35s5s内达到杀菌要求，其中最引人注目的内达到杀菌要求，其中最引人注目的是紫外线与柠檬酸并用的杀菌效果，当枯草杆菌孢是紫外
32、线与柠檬酸并用的杀菌效果，当枯草杆菌孢子污染程度达子污染程度达106106个个cmcm2 2时，可在时，可在3s3s内达到无菌状内达到无菌状态。态。3 3其他化学杀菌剂杀菌其他化学杀菌剂杀菌:有次亚氯酸钠和环氧乙烷等。有次亚氯酸钠和环氧乙烷等。次亚氯酸钠次亚氯酸钠产生的氯离子一般对营养型细胞的杀菌力较强，产生的氯离子一般对营养型细胞的杀菌力较强，如要在如要在1min1min内达到杀菌目的，氯离子浓度约需内达到杀菌目的，氯离子浓度约需10mg10mgkgkg，但，但对细菌孢子的杀菌效果较弱，如要在对细菌孢子的杀菌效果较弱，如要在1min1min内达到杀菌要求，内达到杀菌要求，氯离子浓度需在氯离子
33、浓度需在1000mg1000mgkgkg以上，但对霉菌分生孢子则仅需以上，但对霉菌分生孢子则仅需20mg20mgkgkg。含氯杀菌剂的最大缺点含氯杀菌剂的最大缺点是残存氯很难消除，并对食品风味有是残存氯很难消除，并对食品风味有影响，故尚少见用于无菌包装。影响，故尚少见用于无菌包装。环氧乙烷环氧乙烷在常温时为气体、沸点在常温时为气体、沸点10.410.4，对细胞具有广泛的，对细胞具有广泛的杀菌效果，其杀菌效果一般随温度和浓度的增高而增强，即杀菌效果，其杀菌效果一般随温度和浓度的增高而增强，即使在相对温度较低的条件下，也具有较强的杀菌能力，使用使在相对温度较低的条件下，也具有较强的杀菌能力，使用时
34、可与氟利昂气体或时可与氟利昂气体或COCO2 2气体等混合使用。气体等混合使用。环氧乙烷的特点环氧乙烷的特点是可以低温杀菌，对非阻气性材料亦可杀菌。是可以低温杀菌，对非阻气性材料亦可杀菌。缺点是杀菌时间长，因此除一般用于干酪包装纸等食品包装缺点是杀菌时间长，因此除一般用于干酪包装纸等食品包装材料杀菌外，在其他食品的无菌包装中，一般将环氧乙烷与材料杀菌外，在其他食品的无菌包装中，一般将环氧乙烷与CO2CO2等气体混合后作为成型纸盒或塑料杯杀菌用。等气体混合后作为成型纸盒或塑料杯杀菌用。第三节第三节 无菌包装过程举例无菌包装过程举例一、一、砖形无菌包装机砖形无菌包装机作用：作用：将预先印制好的复合
35、纸，经整理、打印日期将预先印制好的复合纸，经整理、打印日期（批号）、灭菌处理，制成筒状纸容器或纸盒，在（批号）、灭菌处理，制成筒状纸容器或纸盒，在无菌状态下进行定量充填和封合、切断、成型、送无菌状态下进行定量充填和封合、切断、成型、送出；或送盒再次灭菌、定量充填、封合送出和折角出；或送盒再次灭菌、定量充填、封合送出和折角成型。成型。结构与工作原理结构与工作原理（1 1）结构）结构：机体、传动、放卷、整理、打印、贴条、灭：机体、传动、放卷、整理、打印、贴条、灭菌、卷接、热封、充填、封切、折角等机构组成。菌、卷接、热封、充填、封切、折角等机构组成。（2 2）工作过程）工作过程 如图所示，卷筒复合纸
36、由放卷机构按控如图所示，卷筒复合纸由放卷机构按控制系统恒定的张力和指令间歇放卷，经整理去除可能存在制系统恒定的张力和指令间歇放卷，经整理去除可能存在的绉折，经打印机构印好日期批号，经的绉折，经打印机构印好日期批号，经横折机构横折机构完成复合完成复合纸的横折痕，由传动系统牵引上机器的中部，经纸的横折痕，由传动系统牵引上机器的中部，经贴条机构贴条机构完成预贴密封条，经双氧水槽浸洗完成复合纸的完成预贴密封条，经双氧水槽浸洗完成复合纸的灭菌灭菌，经，经滚压机构把多余的双氧水挤压回双氧水槽，继续往上移动，滚压机构把多余的双氧水挤压回双氧水槽，继续往上移动，到达机器顶部到达机器顶部转折向下转折向下，由卷搭
37、预成筒机构逐步卷成筒状，由卷搭预成筒机构逐步卷成筒状，经经纵封成形纵封成形机构完成中缝搭接黏合成筒状，继续往下移动，机构完成中缝搭接黏合成筒状，继续往下移动，达到下止点时停止，让横封剪切机构的下半部达到下止点时停止，让横封剪切机构的下半部进行横封进行横封，成为圆筒袋，随即由充填器在控制系统的监控指令下按设成为圆筒袋，随即由充填器在控制系统的监控指令下按设定的量同时向纸筒里充填饮料，横封剪切机构根据控制系定的量同时向纸筒里充填饮料，横封剪切机构根据控制系统的指令实施横封切断，送至统的指令实施横封切断，送至整形粘角机构整形粘角机构，周而复始。，周而复始。无菌包装机工艺过程示意图利乐包利乐包二、塑料
38、杯无菌包装机二、塑料杯无菌包装机 1 1ErcaErca（埃卡杯）埃卡杯）无菌包装机无菌包装机 塑料杯无菌包装型式和包装机械有塑料杯无菌包装型式和包装机械有塑料片卷塑料片卷材热成型杯或预制杯材热成型杯或预制杯两种。两种。热成型杯热成型杯有法国的有法国的ErcaErca、美国的、美国的TherformTherform和和BoshBosh等公司生产的无菌包装系统。等公司生产的无菌包装系统。ErcaErca公司公司有有NASNAS（Neutral Aseptic SystemNeutral Aseptic System）和和FASFAS（Fresh Aseptic SystemFresh Asept
39、ic System）两种塑料杯）两种塑料杯无菌包装系统，前者用于中性或低酸性食品，无菌包装系统，前者用于中性或低酸性食品，国内称为国内称为;后者用于高酸性食品。后者用于高酸性食品。预制杯预制杯有有Metal BoxMetal Box公司的公司的Fresh FillFresh Fill无菌包无菌包装系统。装系统。2 2ErcaErca杯无菌包装机结构杯无菌包装机结构下图是下图是NASNAS无菌包装机工作原理图：无菌包装机工作原理图：3 3ErcaErca杯无菌包装机特点杯无菌包装机特点 ErcaErca无菌包装机还配备无菌包装机还配备充氮系统充氮系统防止物料氧化变质。制氮防止物料氧化变质。制氮机
40、通过吸附方式将空气中的氧等气体分离，可得到压力机通过吸附方式将空气中的氧等气体分离，可得到压力0.5MPa0.5MPa、纯度、纯度99.999.9的氮气，氮气经减压充入灌装通道中。的氮气，氮气经减压充入灌装通道中。在灌装饮料时，杯体上部充满氮气，然后加盖膜封口。充在灌装饮料时，杯体上部充满氮气，然后加盖膜封口。充氮包装比未充氮包装的贮存期延长一倍以上，贮存期可达氮包装比未充氮包装的贮存期延长一倍以上，贮存期可达一年以上。一年以上。无菌杯式小包装生产线的关键部分是建立无菌通道无菌杯式小包装生产线的关键部分是建立无菌通道。系统。系统开始灌装前，先对无菌通道的内部进行加热，杀灭停机时开始灌装前，先对
41、无菌通道的内部进行加热，杀灭停机时侵入通道内的细菌，经过一段时间达到无菌包装所需状态。侵入通道内的细菌，经过一段时间达到无菌包装所需状态。工作开始后，不断向通道内送入净化的无菌空气，并使通工作开始后，不断向通道内送入净化的无菌空气，并使通道中的气压比外界的大气压强高出道中的气压比外界的大气压强高出0.150.150.2MPa0.2MPa，使通道，使通道内的无菌空气只能通过开口和缝隙向外界排出，而周围的内的无菌空气只能通过开口和缝隙向外界排出，而周围的带菌空气却不能进入无菌通道内，以便能始终保持通道内带菌空气却不能进入无菌通道内，以便能始终保持通道内的无菌状态。的无菌状态。三、塑料袋无菌包装设备
42、三、塑料袋无菌包装设备塑料袋无菌包装设备以加拿大塑料袋无菌包装设备以加拿大Du PotnDu Potn公司的公司的百利包百利包和芬兰和芬兰ElecsterElecster公公司的司的芬包芬包为代表，两者都为立式制袋充填包装机。为代表，两者都为立式制袋充填包装机。百利包采用线性低密度聚乙烯为主，芬包采用外层白色、内层黑色的百利包采用线性低密度聚乙烯为主，芬包采用外层白色、内层黑色的低密度聚乙烯共挤黑白膜，亦可用铝箔复合膜。膜厚低密度聚乙烯共挤黑白膜，亦可用铝箔复合膜。膜厚0.09mm0.09mm，在常温，在常温下无菌奶可保持三个月。如果用塑下无菌奶可保持三个月。如果用塑铝铝塑复合包装材料，其常温
43、保塑复合包装材料，其常温保质期亦可达六个月。质期亦可达六个月。采用黑白塑膜包装的理由采用黑白塑膜包装的理由是牛奶所含的是牛奶所含的VitBVitB、VitCVitC在自然光照射下在自然光照射下2 2个个小时即受破坏达到小时即受破坏达到80%80%，黑膜可起到遮光作用。这种黑白聚乙烯塑料膜，黑膜可起到遮光作用。这种黑白聚乙烯塑料膜的包装成本低于利乐包装材料，每只袋成本仅的包装成本低于利乐包装材料，每只袋成本仅0.040.040.060.06元。元。由于塑料耐热性较差由于塑料耐热性较差，因此目前对塑料包装材料的灭菌方法常用双氧，因此目前对塑料包装材料的灭菌方法常用双氧水杀菌，而现在更多的是用水杀菌
44、，而现在更多的是用双氧水低浓度溶液与紫外线、无菌热空气双氧水低浓度溶液与紫外线、无菌热空气相结合的技术相结合的技术，一方面使得无菌效果得到较大的提高，另一方面又克，一方面使得无菌效果得到较大的提高，另一方面又克服了双氧水浓度过高对人体有害的问题。服了双氧水浓度过高对人体有害的问题。百利包百利包四、塑料瓶无菌包装设备四、塑料瓶无菌包装设备 塑料瓶无菌包装与纸盒、塑料杯或塑料袋无塑料瓶无菌包装与纸盒、塑料杯或塑料袋无菌包装不同，菌包装不同，通常采用吹塑工艺制成瓶后无通常采用吹塑工艺制成瓶后无菌充填并封口菌充填并封口，由于容器形状复杂，表面积，由于容器形状复杂，表面积大，因而其无菌包装设备更复杂。大
45、，因而其无菌包装设备更复杂。目前有目前有两种塑料瓶无菌包装设备两种塑料瓶无菌包装设备，一种是吹，一种是吹塑制瓶时构成无菌状态并充填和封口，另一塑制瓶时构成无菌状态并充填和封口，另一种是制瓶后在无菌包装设备内再消毒灭菌并种是制瓶后在无菌包装设备内再消毒灭菌并无菌充填和封口。无菌充填和封口。RommlayRommlay公司采用一种称为吹制公司采用一种称为吹制充填充填封盖包装技术，即封盖包装技术，即在塑料瓶成型的同时将食品充入瓶内并封盖。在塑料瓶成型的同时将食品充入瓶内并封盖。成型与充填工艺为成型与充填工艺为：先将塑料厚料加工成雏形管状，然后将：先将塑料厚料加工成雏形管状，然后将底部封口，底部封口，
46、接着向管内吹无菌空气接着向管内吹无菌空气，将雏形管吹成所需要的，将雏形管吹成所需要的成形容器，成形容器，同时将食品充填进去同时将食品充填进去，并将瓶口密封。整个工序，并将瓶口密封。整个工序为连续进行，工作周期根据充填量不同为为连续进行，工作周期根据充填量不同为101015s15s，最大充，最大充填量为填量为200ml200ml。这种无菌包装塑料瓶可广泛用于牛奶和饮料。这种无菌包装塑料瓶可广泛用于牛奶和饮料的包装，成本较低。的包装，成本较低。五、玻璃瓶的杀菌五、玻璃瓶的杀菌玻璃瓶无菌包装设备的组成玻璃瓶无菌包装设备的组成：空瓶消毒器、无菌环缝灌装器、瓶盖贮盖消毒器及压盖式无：空瓶消毒器、无菌环缝
47、灌装器、瓶盖贮盖消毒器及压盖式无菌封瓶机。菌封瓶机。整个系统采用整个系统采用过热蒸汽过热蒸汽对瓶和瓶盖进行消毒和保持灌装和封盖时的无菌状态，空瓶送入消对瓶和瓶盖进行消毒和保持灌装和封盖时的无菌状态，空瓶送入消毒器内气阱，毒器内气阱，先抽成高真空先抽成高真空以使气阱和瓶内空气净化，随后受到以使气阱和瓶内空气净化，随后受到0.4MPa0.4MPa，154154的湿蒸汽的湿蒸汽消毒消毒1.51.52s2s。由于瓶子。由于瓶子仅表面受瞬时高热仅表面受瞬时高热，因而瓶子进入灌装器前很快冷却到，因而瓶子进入灌装器前很快冷却到4949左右。左右。灌装器事先杀菌消毒，并通入灌装器事先杀菌消毒，并通入26226
48、2过热蒸汽保持无菌，直注式环缝灌装器将等速流动的过热蒸汽保持无菌，直注式环缝灌装器将等速流动的无菌产品注如瓶内。无菌压盖机类似普通的自动蒸汽喷射真空封瓶机。但用过热蒸汽保持无菌产品注如瓶内。无菌压盖机类似普通的自动蒸汽喷射真空封瓶机。但用过热蒸汽保持无菌，可用于回旋盖和压旋盖封口。瓶盖从贮盖器自动定向排列送至瓶盖消毒器，用无菌，可用于回旋盖和压旋盖封口。瓶盖从贮盖器自动定向排列送至瓶盖消毒器，用过热过热蒸气蒸气消毒后自动放置在进入压盖机且已灌装的瓶口上，随后自动压盖、包装成品送出机外。消毒后自动放置在进入压盖机且已灌装的瓶口上，随后自动压盖、包装成品送出机外。六、金属罐的杀菌六、金属罐的杀菌金
49、属罐是无菌包装使用最早的包装材料之金属罐是无菌包装使用最早的包装材料之一，主要有马口铁罐和铝罐两种。一，主要有马口铁罐和铝罐两种。金属罐、盖一般采用高温过热蒸气杀菌。金属罐、盖一般采用高温过热蒸气杀菌。当空罐在输送链上通过杀菌室时，过热蒸当空罐在输送链上通过杀菌室时，过热蒸汽从上下喷射汽从上下喷射4545秒钟，这时罐温上升到秒钟，这时罐温上升到221221224224，罐盖也采用，罐盖也采用287287316316的过热蒸的过热蒸汽杀菌汽杀菌757590s90s，这些温度足以杀灭全部的，这些温度足以杀灭全部的耐热细菌。由于所有容器和设备均采用过耐热细菌。由于所有容器和设备均采用过热蒸汽杀菌，热
50、蒸汽杀菌，因此无菌程度高，罐内顶隙因此无菌程度高，罐内顶隙残留空气极少，且处于高真空状态残留空气极少，且处于高真空状态，产品，产品的质量安全可靠，可达到完全灭菌之目的。的质量安全可靠，可达到完全灭菌之目的。如图所示，空罐消毒器如图所示，空罐消毒器是个是个绝热绝热的隧道，隧道的隧道，隧道的下部为煤气燃烧器和的下部为煤气燃烧器和过热蒸汽发生器，能产过热蒸汽发生器，能产生生262262过热蒸汽为空过热蒸汽为空罐消毒；隧道上部为空罐消毒；隧道上部为空罐消毒通道，过热蒸汽罐消毒通道，过热蒸汽从顶部和底部的蒸汽分从顶部和底部的蒸汽分配管送入，空罐消毒时配管送入，空罐消毒时间由输送带的速度来调间由输送带的速
