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无菌包装在康美包无菌灌装机中的应用
发布时间:2011-03-07        浏览次数:3560        返回列表

摘要: 食品的“无菌包装”是一种防腐工艺,所谓“无菌包装”是在无菌环境下,把无菌的产品充填到无菌的容器中,并加以密封。SIG康关包(SIG Combibloc)是全球领先的为食品和饮料生产纸盒包装和提供无菌灌装系统的公司之一。无菌包装在康关包无菌灌装机中得到较完关的结合。本文主要介绍了康关包无菌灌装机的结构、组成及其工作原理,分析其工作过程。

关键词:无菌包装;康美包;无菌灌装机

0引言
食品的“无菌包装”是一种防腐工艺,所谓“无菌包装”是在无菌环境下,把无菌的产品充填到无菌的容器中,并加以密封。“无菌”一词意味着产品、包装或其他特定区域中不存在或去除任何的微生物;“包装”即有充填和密封的意思,用于表不适宜的机械特性,即不使任何细菌进入包装中,或更严格地讲,是防止微生物和气体或蒸汽进入包装容器内。包装一个最重要的作用就是保护食品,康美无菌灌装设备将纸盒的成型、封合底部和纸盒的杀菌,然后在灌装设备的无菌区把无菌产品灌装到纸盒内,最后由超声波封合纸盒的顶部,完成了无菌包装。
1康美包无菌包装设备
1.1康美盒灌装机的一般描述
康美包无菌灌装机整机由成型杆部分、套链部分、电气部分及无菌空气系统四个主要部分组成。①成型杆部分,在这一部分纸盒的底部被折叠并封口;②套链部分,在这一部分纸盒被清理干净并被消毒,然后灌装产品并完全封口;③电气部分,电气部分是机器的控制核心,包含PLC、电源供应、操作面板及其它电气控制元件;④无菌空气系统,无菌空气系统向灌装机提供无菌空气以保证机器的无菌环境。
康美包无菌灌装机进行了下列生产程序:①由纸筒形成纸盒;②产品对纸盒的无菌灌装;③灌装好的纸盒的密封。
送进灌装机的包装材料,是已经印刷好的且其中缝已经粘结好的复合材料(纸版/塑料/铝膜)纸盒筒,纸盒筒在进入机器时准确地被打开,推进到成型杆并对其底部进行封口。底部封结好的纸盒被传输进套链,对内部进行火菌,然后充入产品,进行顶部密封,最后传输到输出传送带,输出。
1.2康美盒灌装机各部分功能及流程
康美包灌装机是典型的机电一体化,高度自动化设备。在计算机可编辑程序(PLC:)控制下,通过一系列的机构运动和控制阀门的顺序动作完成成型、灭菌、灌装、封口等过程。

2康美包无菌灌装机无菌包装的实现
2.1无菌空气的产生
空气通过一个分离安装的带有过滤器的风机从外部吸进,经过一个预过滤器初步过滤除去粗颗粒。然后,气流经过管路到达灭菌过滤器(主过滤器),这是一前一后安装的两个亚微米颗粒过滤器。这此过滤器是S级过滤器,其分离能力可达到99.995%。过滤器安装在一个灭菌空气罐里在灌装机的顶部。无菌区开始于灭菌空气过滤器的下游。
无菌空气经过管路从无菌空气贮气罐到达各个无菌区内的使用区,到达底部活化及顶部成型区。
2.2机器的灭菌和无菌空间的形成
为了在无菌条件下将产品灌装进纸盒并封口,包括充填系统在内,在生产开始前无菌区必须灭菌。无菌区包括灭菌过滤器室、预热及干燥区,灌装室及顶部密封站。在操作单元开始灭菌后,无菌区的H202灭菌就自动运行。在经过H202灭菌的程序步骤后,就开始了蒸汽灭菌。
H202汽化器在规定的时间里产生H}2O2蒸汽汽化的H202经过H2O2滑阀)、H202分配器及管路系统,送进无菌区的下述各区:预热区、干燥区 ,灌装室、顶部密封、蒸汽喷射,在此过程中,全部汽化的H202根据H2O2滑阀及分配器的位置被送进到相应的地区。无菌区的某此地段直接的送进,导致部件上产生一个高浓度的H2O2强烈湿润,这就使灭菌可靠。
无菌区灭菌是将双氧水蒸汽喷入无菌区进行灭菌。在此过程中,第一轨的双氧水喷入套链,随着套链的运动,双氧水蒸汽被带到整个无菌区内,而第二轨的双氧水蒸汽被喷入机器二级过滤网的下部,然后由一个辅助风机将双氧水蒸汽沿着管道吹入无菌区。经过一段反应时间后,双氧水充分起到灭菌的作用,然后由废气机将无菌区内的双氧水废气抽出,随后无菌风机启动,将大量的无菌空气吹入无菌区,从而保证无菌环境。
2.3纸盒的H202灭菌
在对纸盒灭菌的同时,H2O2蒸汽经过汽化头直接进入纸盒里。随看反应时间的完成,在无菌区里的部件上先是H2O2蒸汽凝结,接着被灭菌空气吹干,然后,灭菌空气连续地吹进无菌区,防止带菌的空气从外而闯入无菌区。纸盒在底部封口后,在灌装产品之前要进行H2O2火菌。
(1)预热区。在进入无菌区后,纸盒在两个机器周期中被热空气预热。这可在随后的机器运转周期中防止H2O2蒸汽的高度凝集。无菌空气来自无菌空气过滤器罐并由两个电阻加热器加热,以产生所需的热量。
(2) H202汽化器。产生于汽化器的H2O2蒸汽,在机器的两个周期中被送进纸盒以排除纸盒中的未被灭菌的空气。H2O2蒸汽流过纸盒的内部并流过纸盒上部的外表面。该过程是为了杀死盒内外的微生物。
(3) H2O2的排放。多余的H2O2蒸汽用来对套链连续地灭菌,然后通过一个单独安放的排气风机经过管路抽出无菌区 ,最后排放到大气。
2.4物料的灭菌(商业无菌)
在包装之前使用一种特殊的灭菌工艺(UHT),将食品快速加热、冷却,达到商业无菌,然后进行灌装,这种工艺保持了食品中的绝大部分营养成分和保证了产品质量。
物料经过超高温瞬时杀菌(UHT)达到商业无菌,无菌空间充满了正压的无菌空气,保证了包装环境的无菌。包装纸盒经双氧水蒸汽喷雾后再烘干,该过程将杀死所有的在纸盒里的细菌。这样就保证了物料、包装材料和包装环境的无菌,从而实现无菌包装。

3 康美盒无菌包装机的特点
纸盒预制:与其它灌装系统相比包材在SIG康美包(SIG Combibloc)是在康美包总厂里预制的,其预制纸坯(也称为纸盒坯或纸筒),实际上是在出厂前进行了纸盒的中缝焊接处理。这种预制的纸盒,在使用时才被打开、灌装、封口。由于纸盒在康美包总厂里已经准确地沿着折缝的刻痕进行了折叠,所以可达到高度的生产稳定性。所有这此联合工艺步骤保持了康美盒特有的优点。
由于使用了预制纸盒体系,在同一个康美包机上可将一种产品灌装于印刷不同的纸盒而无需中断任何生产步骤。
无需纵向条:在进行灌装时无需遮盖焊缝的纵向条,这就兔除了一此多余的工艺和过程,也降低了包材的浪费。
康美盒底部内凹形状和封口时蒸汽喷射,保证了纸盒的稳定性,使纸盒更加苗条。
纸盒的规格及形状,可以在几分钟内改变,这不仅确保了机器的高效率,而且也降低了机器的停置时间。
当机器因故停机时,无菌条件仍能进入纸盒里。随看反应时间的完成,在无菌区里的部件上先是H2O2蒸汽凝结,接着被灭菌空气吹干,然后,灭菌空气连续地吹进无菌区,防止带菌的空气从外而闯入无菌区。纸盒在底部封口后,在灌装产品之前要进行H2O2火菌。
(1)预热区。在进入无菌区后,纸盒在两个机器周期中被热空气预热。这可在随后的机器运转周期中防止H2O2蒸汽的高度凝集。无菌空气来自无菌空气过滤器罐并由两个电阻加热器加热,以产生所需的热量。
(2) H202汽化器。产生于汽化器的H2O2蒸汽,在机器的两个周期中被送进纸盒以排除纸盒中的未被灭菌的空气。H2O2蒸汽流过纸盒的内部并流过纸盒上部的外表面。该过程是为了杀死盒内外的微生物。
(3) H2O2的排放。多余的H2O2蒸汽用来对套链连续地灭菌,然后通过一个单独安放的排气风机经过管路抽出无菌区 ,最后排放到大气。
2.4物料的灭菌(商业无菌)
在包装之前使用一种特殊的灭菌工艺(UHT),将食品快速加热、冷却,达到商业无菌,然后进行灌装,这种工艺保持了食品中的绝大部分营养成分和保证了产品质量。
物料经过超高温瞬时杀菌(UHT)达到商业无菌,无菌空间充满了正压的无菌空气,保证了包装环境的无菌。包装纸盒经双氧水蒸汽喷雾后再烘干,该过程将杀死所有的在纸盒里的细菌。这样就保证了物料、包装材料和包装环境的无菌,从而实现无菌包装。

3 康美盒无菌包装机的特点
纸盒预制:与其它灌装系统相比包材在SIG康美包(SIG Combibloc)是在康美包总厂里预制的,其预制纸坯(也称为纸盒坯或纸筒),实际上是在出厂前进行了纸盒的中缝焊接处理。这种预制的纸盒,在使用时才被打开、灌装、封口。由于纸盒在康美包总厂里已经准确地沿着折缝的刻痕进行了折叠,所以可达到高度的生产稳定性。所有这此联合工艺步骤保持了康美盒特有的优点。
由于使用了预制纸盒体系,在同一个康美包机上可将一种产品灌装于印刷不同的纸盒而无需中断任何生产步骤。
无需纵向条:在进行灌装时无需遮盖焊缝的纵向条,这就兔除了一此多余的工艺和过程,也降低了包材的浪费。
康美盒底部内凹形状和封口时蒸汽喷射,保证了纸盒的稳定性,使纸盒更加苗条。
纸盒的规格及形状,可以在几分钟内改变,这不仅确保了机器的高效率,而且也降低了机器的停置时间。
当机器因故停机时,无菌条件仍能保持,这就保证了能更快的恢复生产。
一台机器可用于多个不同纸盒盒型。一个灌装机可供多个不同纸盒盒型的生产,操作简单,在几分钟内,就可以改换到下一个盒型。
康美包机用于食品领域,可将具有高粘度的、带有颗粒的、膏状的等食品灌入纸盒。灌装过程是将产品灌入开大口的纸盒里,而在封口时,产品与纸盒顶部的焊缝不接触,不可能有颗粒进入焊缝,因此无菌纸盒就可以焊接得既牢固又安全。
预设的控制单元确保了康美包灌装机易于操作。所有重要的运行功能均由程序逻辑控制(PLC)自动检测控制。无菌区及所有的清洗和灭菌等周期性操作,均为自动控制。此外,屏面触摸型的监测器,使操作员能够随时在运行情况下对机器及当前的运行状况进行监控。
使用蒸汽喷射技术可获得不同的顶部空间。在康美包无菌灌装机中都可通过简单的操作获得产品所需的顶部空间,对含有果肉需要摇匀的澄汁等(这种产品要求一个较大的顶部空间,用于摇匀混合),对氧气敏感的产品(这种产品要求一个较小的顶部空间),以上两种情况都可在同一机器上得到满足。

4 总结
无菌包装是食品工业中热门的技术之一,使用无菌包装,可以使产品的保鲜、保质期得以延长,为产品的销售、贮存提供便利。SIG康美包在无菌灌装流程中,纸盒的内部使用双氧水进行消毒处理。然后已经消毒的产品在一个无菌、无微生物的环境内被灌装进纸盒里。最后纸盒顶部用超声波在液面上完成缝合。这使得缝合处完全密封。康美包无菌灌装机将无菌包装近乎完关的体现,使得产品在无需冷藏的条件下也能保持很长时间。