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各種飲料瓶蓋的殺菌方法及其應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-09-20  來源:藥食探索
核心提示:針對(duì)不同產(chǎn)品和不同的包裝形式,對(duì)包裝物瓶蓋的殺菌處理也很關(guān)鍵,本文就目前使用的各種飲料瓶蓋殺菌方法進(jìn)行討論。
  中國(guó)飲料行業(yè)的發(fā)展非常迅速,飲料的品種也從過去單純的碳酸飲料逐步發(fā)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(fā)展到現(xiàn)在的熱灌裝、中溫灌裝、無(wú)菌冷灌裝等;包裝形式也從單一的玻璃瓶到現(xiàn)在的易拉罐、PET瓶等。
 
  針對(duì)不同產(chǎn)品和不同的包裝形式,對(duì)包裝物瓶蓋的殺菌處理也很關(guān)鍵,本文就目前使用的各種飲料瓶蓋殺菌方法進(jìn)行討論。
 
一、紫外線殺菌
 
  微生物受紫外光照射后,其蛋白質(zhì)和核酸吸收了紫外光譜能量,會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,引起微生物死亡。
 
  飲料灌裝生產(chǎn)設(shè)備中,輸蓋機(jī)為壓蓋機(jī)或者擰蓋機(jī)輸送瓶蓋。在輸蓋機(jī)儲(chǔ)料倉(cāng)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(dá)到較好的殺菌效果。由于瓶蓋的透光性差,紫外線無(wú)法穿透瓶蓋照射到瓶蓋的另一側(cè)。
 
  因此,瓶蓋只能達(dá)到部分殺菌,且殺菌的表面是隨機(jī)的。為了有針對(duì)性地對(duì)瓶蓋表面殺菌,在壓蓋機(jī)或擰蓋機(jī)的瓶蓋下滑道上安裝紫外線殺菌燈,通過此處的瓶蓋已經(jīng)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(shè)備簡(jiǎn)單,無(wú)需配套設(shè)備,成本低,操作管理方便,使用比較廣泛。由于滑道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及紫外線對(duì)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(zhǎng),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(chǎn)時(shí),批量包裝的新瓶蓋倒入輸蓋機(jī)的儲(chǔ)料倉(cāng),瓶蓋在輸蓋機(jī)的儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)或輸送帶上接受紫外線的照射殺菌;
 
  還可以在擰蓋機(jī)下蓋滑道上設(shè)置紫外線殺菌燈,讓瓶蓋的內(nèi)表面接受紫外線的照射殺菌,殺菌后直接輸往擰蓋機(jī)。
 
  2.礦泉水飲料
 
  國(guó)家對(duì)礦泉水的生產(chǎn)制定了比較嚴(yán)格的規(guī)定,其中對(duì)礦泉水的菌落總數(shù)、霉菌計(jì)數(shù)和大腸桿菌都嚴(yán)格限制為零。無(wú)論是否經(jīng)過過濾殺菌處理的礦泉水,其總細(xì)菌數(shù)、霉菌計(jì)數(shù)和大腸桿菌數(shù)都必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
 
  由于礦泉水中只含無(wú)機(jī)鹽,不含微生物營(yíng)養(yǎng)源,缺少供微生物生產(chǎn)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)成分,因而對(duì)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(xì)菌、霉菌和酵母等),飲料的殺菌就是要?dú)邕@些微生物。
 
  目前一般都采用高溫短時(shí)殺菌法,也稱瞬時(shí)殺菌法 。
 
  高溫灌裝是讓經(jīng)過瞬時(shí)殺菌后的飲料冷卻在85℃~92℃之間的一個(gè)溫度區(qū)間進(jìn)行灌裝,飲料瓶選用結(jié)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(duì)瓶蓋內(nèi)部進(jìn)行殺菌處理。因此瓶蓋的前期處理也可以采用紫外線殺菌。
 
二、熱水噴沖殺菌
 
  加熱殺菌法是食品保藏的最傳統(tǒng)方法之一。微生物細(xì)胞若被加熱至一定溫度,細(xì)胞內(nèi)的生理活性物質(zhì)(例如酶蛋白質(zhì)、核蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸等)會(huì)發(fā)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(shí)間,按微生物的種類、細(xì)胞生理狀態(tài)、細(xì)胞濃度等的不同有明顯不同。對(duì)于殺滅具體一個(gè)菌種,提高殺菌溫度可以縮短加熱時(shí)間,降低溫度需要延長(zhǎng)加熱時(shí)間,溫度太低,則對(duì)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(duì)瓶蓋多方向噴射熱水,在進(jìn)行殺菌的同時(shí)也去除瓶蓋內(nèi)外表面的灰塵。該方法在生產(chǎn)時(shí),理蓋后的瓶蓋按一致方向在瓶蓋通道內(nèi)行進(jìn),在通道的上下方設(shè)置多組噴嘴,噴嘴對(duì)前進(jìn)的瓶蓋進(jìn)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(shí)間就是殺菌時(shí)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(shí)間可以隨著熱水溫度提高而減少;對(duì)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(duì)瓶蓋噴無(wú)菌空氣,促使瓶蓋的干燥。
 
  熱水噴沖殺菌需要提供熱水和無(wú)菌空氣,需要相應(yīng)的配套設(shè)備,生產(chǎn)時(shí)會(huì)消耗熱能和少量水資源,為其配套的是常用的通用設(shè)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。
 
三、臭氧殺菌
 
  臭氧具有極強(qiáng)的氧化性質(zhì),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(xì)菌、霉菌類微生物的細(xì)胞膜,抑制其生長(zhǎng),并進(jìn)一步滲透破壞膜內(nèi)組織,直至細(xì)菌、霉菌類微生物死亡。臭氧溶解于水,在濕度大的環(huán)境里殺菌效果非常好,也可以利用臭氧水對(duì)瓶蓋進(jìn)行殺菌。
 
  有關(guān)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(shí),殺菌時(shí)間一般需要45分鐘到1小時(shí)。
 
  由于臭氧殺菌需要的時(shí)間很長(zhǎng),對(duì)于具備一定生產(chǎn)能力的自動(dòng)化飲料生產(chǎn)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(shè)備內(nèi)連續(xù)完成的話 , 殺菌設(shè)備需要做得非常龐大。
 
  實(shí)際生產(chǎn)過程中,瓶蓋臭氧殺菌是在具備一定生產(chǎn)能力的自動(dòng)化飲料生產(chǎn)線上,在較大的密封空間里放置一定量的瓶蓋,然后對(duì)瓶蓋所在的空間充填一定濃度的臭氧并保持一段時(shí)間。放置的瓶蓋數(shù)量以維持生產(chǎn)所需瓶蓋數(shù)量而定。殺菌后的瓶蓋存放時(shí)間越長(zhǎng),受污染的危險(xiǎn)越大,所以一般存放時(shí)間不超過一周。殺菌后的瓶蓋需要與外界隔離,待輸蓋機(jī)需要瓶蓋時(shí)送往輸蓋機(jī)。
 
  目前,直接采用臭氧殺菌的獨(dú)立設(shè)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(chǎn)能力小、間隔生產(chǎn)、非自動(dòng)化。使用這種臭氧殺菌柜時(shí),需要人工把殺菌的瓶蓋搬出殺菌柜放入輸蓋機(jī),容易造成瓶蓋的二次污染。因此,臭氧殺菌只適合非自動(dòng)化生產(chǎn)線,或?qū)ζ可w有一定殺菌要求的小型生產(chǎn)線。
 
四、殺菌水殺菌
 
  殺菌水中存在不穩(wěn)定元素,它們會(huì)自行分解。殺菌水殺菌就是利用這個(gè)分解過程(氧化過程)對(duì)物體表面的微生物進(jìn)行氧化,從而達(dá)到殺菌目的。
 
  常見的具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)有:過氧乙酸、臭氧水和氯水,臭氧的瞬時(shí)殺菌性質(zhì)優(yōu)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(shù)為過氧乙酸。殺菌水的濃度越大,需要的殺菌時(shí)間也相應(yīng)縮短。對(duì)于65℃2000PPM的過氧乙酸,通過30秒~60秒時(shí)間殺菌,可以使瓶蓋達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求。由于殺菌水的殺菌時(shí)間短、殺菌效果好,被廣泛應(yīng)用于果蔬汁飲料的瓶和蓋殺菌。利用殺菌水對(duì)飲料瓶蓋進(jìn)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(duì)瓶蓋的多個(gè)方向噴射殺菌水進(jìn)行瓶蓋表面殺菌,瓶蓋接受噴射的時(shí)間應(yīng)保證微生物能被完全殺滅。
 
  具體方法為:經(jīng)過理蓋后的瓶蓋方向一致地進(jìn)入瓶蓋軌道,在軌道的上下方設(shè)有多組噴頭,每組噴頭可以從不同角度對(duì)瓶蓋噴射殺菌水,噴射的殺菌水既對(duì)瓶蓋進(jìn)行殺菌也推動(dòng)瓶蓋沿著軌道前行。
 
  利用過氧乙酸作為殺菌水時(shí),殺菌水噴沖后的瓶蓋需要接受無(wú)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(guān)標(biāo)準(zhǔn);無(wú)菌水沖洗后再用無(wú)菌空氣吹干瓶蓋。
 
  利用臭氧水作為殺菌水時(shí),由于臭氧水分解后的產(chǎn)物是水和氧氣,不存在任何有害的殘留物質(zhì),理論上無(wú)需對(duì)瓶蓋再作處理,但實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于瓶蓋殺菌機(jī)出口與旋蓋機(jī)距離很近,無(wú)法使殘留臭氧完全分解,因此,瓶蓋經(jīng)過臭氧水殺菌后還需要經(jīng)過無(wú)菌水沖洗和無(wú)菌空氣吹干處理。
 
  由于噴射水的直線性,無(wú)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(shí)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(jìn)行內(nèi)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(nèi)外表面都接受殺菌水殺菌,浸泡時(shí)間應(yīng)滿足瓶蓋完全殺菌的時(shí)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(yùn)動(dòng)帶動(dòng)瓶蓋架進(jìn)入裝有殺菌水的殺菌池內(nèi)并使瓶蓋完全浸泡在殺菌水中,浸泡的時(shí)間應(yīng)滿足完全殺菌的時(shí)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(wú)菌水的噴洗和無(wú)菌空氣的噴沖,使瓶蓋既干燥又無(wú)菌。
 
  采用無(wú)菌水殺菌方式時(shí),為其配套的殺菌水、無(wú)菌水和無(wú)菌空氣需要制作和處理,外圍的配套設(shè)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(yīng)用于果汁飲料的無(wú)菌冷灌裝。
 
五、電解液殺菌
 
  電解是利用惰性電極在液體中通電,其陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。目前國(guó)外有關(guān)人員已經(jīng)研究利用完全除鹽的飲用水與氯化鈉稀溶液發(fā)生電化反應(yīng),在陽(yáng)極區(qū)得到殺菌效果好于傳統(tǒng)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(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)成本,省時(shí)省力,安全有效。
編輯:foodqm

 
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