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  • 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    無菌灌裝的創新與飛躍

    2014-09-10 11:03:48 來源: 食品安全導刊

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      □ 克朗斯公司 供稿

      滅菌現已達到飲料瓶裝生產線的最后一個模塊:通過使用Contiform AseptBloc,克朗斯首次將拉伸吹塑機與無菌概念結合。該鏈條因此更加完整:預坯滅菌、無菌吹塑、無菌灌裝機、無菌封蓋機。Contiform AseptBloc的首位使用者是位于帕德博恩的Stute Nahrungsmittelwerke公司在其總計13條生產線中,Stute公司使用無菌工藝單獨灌裝PET容器,近年來,該公司幾乎掌握了所有無菌灌裝的進展。

      該家族企業是歐洲最大的水果和蔬菜加工商之一,也是歐洲、美洲和澳大利亞市場的供貨商。Stute公司生產果脯、蔬菜、甜品、甜醬、果醬、柑橘醬、蜂蜜及多種不同的軟飲料。該公司最初生產碳酸軟飲料、冰茶和近水飲料,隨后加工水果汽水、果汁飲料、濃縮和未發酵果汁及冷凍鮮果汁,主要銷往大型食品和飲料折扣商店。Stute公司位于帕德博恩的工廠將飲料灌裝成罐、軟包裝、玻璃瓶和PET瓶。在面積約為500000平方米的工廠內,Stute公司運行了36條軟包裝生產線、13條每小時灌裝額定速度可達40000瓶的無菌PET生產線,及一條飲料罐裝生產線和一條玻璃瓶裝生產線。

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      絕不妥協

      Stute公司多年來一直將無菌灌裝放在首位,由此無需使用防腐劑或其他添加劑,產品便可達到長效的新鮮度和超長的保鮮期。Stute公司采購設備工程總監Christoph Frankrone解釋說:“Stute公司致力于堅定不移地拒絕任何防腐劑,這意味著相關的設備必須提供可控制的潔凈室。10年前,當這一想法變得可行時,Stute公司堅定地選擇冷無菌灌裝。”Stute公司起初采用無菌灌裝工藝灌裝飲料紙盒,然后針對PET向線性無菌灌裝機邁出第一步,隨后安裝了配備旋轉式灌裝機的小型潔凈室。截至2008年,Stute公司從一家德國供應商處購買并已安裝總計9條PET生產線。

      2009年,Stute公司選擇了克朗斯,并委托克朗斯針對非碳酸飲料定制PET-Asept L濕法-無菌生產線。2010年,又安裝了兩條克朗斯碳酸飲料生產線,此次配備了Contipure模塊對預坯進行滅菌,然后于2011年新上第4條克朗斯PET生產線,再次為非碳酸和低酸飲料選用PET-Asept L濕法-無菌生產線。

      目標140小時的生產周期

      通過使用Contiform AseptBloc,Stute公司首次使用協作的吹塑機/灌裝機整機單元,該整機單元在拉伸吹塑之前即開始滅菌。迄今,在濕法-無菌操作中,Stute公司始終獨立使用吹塑機和灌裝機。“我們滿懷信心地期望Contiform AseptBloc能大幅度縮短準備時間,降低約三分之二,并能優化維護保養的理念,這首先歸功于磨損部件的減少,其次是部件更換更加智能化。我們見證了清洗周期由原來的4小時縮短至2.5小時的驚人進步,并且我們努力將生產周期延長至140小時”,Christoph Frankrone說。這會是個小小的轟動。之前安裝的4條克朗斯生產線的生產時間達到96小時,但更舊的無菌生產線的生產時間僅為72小時。

      “我們還期望新的生產線可進一步降低預坯的重量。就微生物的條件而言,我們確信將來瓶子內部的細菌降低率會達到log6,在兩條正運行的濕法-無菌生產線上為log5,而Contipure模塊特征的生產線為log4,因為相關產品中二氧化碳的濃度指標符合我們的要求。”

      無菌飲料灌裝的開創性進步

      該公司的企業理念強調持續優化生產運營,并自覺配置最新的技術。自2006年起,Stute公司已投資近1億歐元,拓展其無菌飲料的加工能力并更新當地的基礎設施,目的是將大量最優新鮮產品以較高的周轉速度投放市場。例如,Stute公司在實施克朗斯Contipure技術方面已做出創舉。

      如今,Stute公司又一次在無菌飲料灌裝開拓性進步方面受到關注。無菌專家已安裝第一臺克朗斯Contiform AseptBloc,試運行后,該設備使用氣態的過氧化氫處理預坯,然后直接進入吹塑工藝,在無菌條件下生產容器。使容器在無菌模式下灌裝,并封上經過滅菌的瓶蓋。系統內的所有機器為同步運行的整機,均在更高階的控制系統下運行。因此,通過Contiform AseptBloc,克朗斯拉伸吹塑技術和無菌灌裝專門技術實現了理想組合。作為一個全方位的滅菌鏈條,從預坯滅菌,擴展至瓶子封蓋,該系統在微生物安全方面絕未作出妥協。

      更低的總體擁有成本(TCO)

      同時,整體型生產線減少了生產員工的工作量及占地面積:一臺每小時額定灌裝24000個瓶子的Contiform AseptBloc(Stute公司正是安裝的此款設備),所占用的空間較相應的PET瓶-Asept D干法-無菌系統少40%。一臺每小時灌裝32000個瓶子的Contiform AseptBloc與一臺產量相同的PET瓶Asept L濕法-無菌生產線相比,所需的空間較后者約少1/3。不僅如此,總體擁有成本(TCO)低于相應的傳統無菌整機單元。這得益于處理和運行材料、保養和維護成本的大幅減少,成本可節約超過10%。

      Christoph Frankrone強調說:“運營成本的降低是決定此項投資的關鍵因素之一,加工和運營材料成本的降低在此表現出了特別重要的作用,如同更低的維修成本作用一樣。因為生產運行時間變長,加工和運營材料的成本也自然會有所降低。”

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      無菌吹塑單元

      新型Contiform A拉伸吹塑機的設計目的是保證模具和必要元件均安裝在無菌區內。所有其他裝配件、電纜、傳感器和氣動裝置已從該區移除。

      幾個設計構件幫助確保無菌區和機器其他區域實現分離。這些構件包括整個無菌區由中央通風系統提供的明確的超壓,和一個裝有過氧化氫溶液的液壓油封裝置。配備電磁驅動器的拉伸單元固定在無菌區內。除了拉伸桿之外,只有左右不銹鋼模具載體半膜、基座、鋁制模具本身安裝在吹瓶機無菌區內。

      降低復雜度

      使用來自中央加工單元的氣態過氧化氫對機器表面、及預坯和瓶蓋進行滅菌。

      對高壓氣道的滅菌,在旋轉總管處開始,經過熱空氣預先加熱,然后由過氧化氫和空氣混合氣體清洗。通過對吹塑通道和吹瓶圈隔離器滅菌,保證在生產之前創造一個完美的微生物環境。

      同時,清潔產品通道和隔離器,兩者通過熱堿和熱酸將任何泡沫試劑排除在外。為此,一個簡單的CIP(就地清洗系統)就足夠了,而無需安裝無菌水超熱處理(UHT)系統或衛生中心。清潔程序的復雜程度得以降低,必要的清潔程序時間減少至2.5小時以下。

      穩定、可靠的預坯殺菌

      與對成品、吹塑PET容器進行殺菌相比,預坯殺菌提供了整套優勢。預坯的形狀相對更簡單、表面積小得多。而且,與瓶子相比,對預坯除菌不會出現收縮風險。所以,首先對預坯滅菌使瓶子的重量降低,節約材料;其次淘汰了Relax型模具吹塑的工藝。而且在對預坯殺菌流程中,達到細菌減少量的工藝空間遠大于相應的瓶子殺菌,這提高了預坯滅菌工藝的可靠性和穩定性。

      預坯依據衛生設計制造:預坯漏斗和導軌均配備蓋板。而且,沖洗器吹出離子化空氣,清除預坯上的灰塵和更小顆粒。為了進一步提升其能效,可通過照相機系統檢查開口的幾何尺寸,剔除任何有缺陷的預坯。

      同樣,新的封蓋滅菌單元采用簡易而堅固的機械設計。利用蒸發的過氧化氫氣體對瓶蓋集中殺菌,將處理時間降至最短。

      對可持續性的有利影響

      就環境因素而言,令人滿意的是Contiform AseptBloc在所有滅菌和生產過程中不使用一滴水,當前僅在清潔時用水。得益于使用清潔室的設計理念,整體介質消耗量也較低。殺菌介質過氧化氫本身亦可描述為生態環保介質:其可分解成水和氧氣。

      Christoph Frankrone強調說:“涉及到技術時,我們的目標是盡可能走在最前面。我們如今已使用Contiform AseptBloc取代舊的無菌線性灌裝機。我們還想相繼取代其他的線性生產線,由此來提高產量。我們看到克朗斯的創新改革很適合我們的想法,尤其在容器的減重方面。”

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      灌裝調整階段的無菌

      克朗斯無菌灌裝技術發展工作始于1999年,當時第一臺PAA Spirasept面世。短短一年后,推出第一臺在大型潔凈室內使用過乙酸作為殺菌劑的PET-Asept L濕法-無菌系統。2003年采用隔離器技術的小型潔凈室取得了巨大成功。同時從2005年起克朗斯一直推進在PET-Asept D工藝中使用氣態過氧化氫進行干法滅菌的發展。至今一直使用化學品對吹塑容器滅菌。2008年,克朗斯向前邁出一步,通過Contipure的構想,首次創造出無需對吹塑瓶殺菌而對預坯除菌的工藝。

      同時,機械設計的工作也在進行:2012年推出PET-Asept L2和PET-Asept D Compact設備和配備Contipure單元的Contiform 3拉伸吹塑機及通過單一工藝分別無菌灌裝果汁和果肉的Modulfill VFJ-D灌裝機。

      目前,Contiform AseptBloc首次亮相,配備無菌拉伸吹瓶機并通過氣態過氧化氫對瓶坯殺菌,標志著克朗斯無菌生產線調整步驟的重要階段。但下一階段的工作已經起步:在Contiform AseptBloc中不使用化學品實現瓶坯殺菌。該項技術適用于任何想用瓶灌裝敏感產品而不使用化學品,并且期望實現最低擁有成本的客戶。這著實是另一個創新的飛躍。

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