1961年,利樂公司(全球最大的液態食品加工及包裝生產企業)首先將紙盒(tetrapak)無菌包裝技術應用于商業化生產。直至今日,無菌灌裝技術的發展日臻完善,并且已經成為化學、物理學、微生物學、自動控制等多項高新技術綜合集成的高端技術。
1976年,國內廣東罐頭廠引進第一臺利樂公司的無菌灌裝機,至今,全國已有超過400臺紙塑復合材料包裝的無菌灌裝機在運轉。2001年,自北京匯源果汁和天津頂新集團率先引進了5條pet瓶無菌灌裝生產線以來,全國共引進了17該類生產線。這些無菌灌裝生產技術裝備的引進對推動和發展我國的飲料工業起到了促進作用,使我國飲料行業的生產技術裝備進入了國際先進行列。
液態食品無菌灌裝屬于最具發展前景的包裝技術領域,新型無菌包裝產品,新型無菌灌裝機,以及使其應用范圍不斷擴大的新型包裝材料層出不窮,國內外眾多的廠商也都在為此領域的發展開展研究。
1990年,航空部工藝研究所研制成功的大袋無菌灌裝系統,標志我國無菌包裝技術自主設計的開端。此后,廣東遠東食品包裝機械公司推出2500cph的磚型紙塑無菌包裝機。杭州中亞和航空集團工藝研究所相繼研制出uht殺菌奶的塑料薄膜包裝的無菌灌裝裝置。自2001年江蘇美星順峰與廣東樂百氏集團共同研制的36000bphpet瓶無菌灌裝機投入試運行以來,合肥中辰、南京輕機、廊房包裝設備制造和樂惠集團也加快了研制步伐。
從實現無菌灌裝關鍵技術的角度而言,包裝材料決定了無菌灌裝設備的形式。作為性能完備的無菌灌裝設備,需要包含對包裝材料滅菌、無菌液體食品輸送、在無菌環境中灌注和密封等裝置,具有機械、微生物柵欄和質量監控保障系統,此外,還應具備cip和sip等裝備條件。難以循環利用是紙塑包材的致命弱點,如果不加以專門回收,對環境的污染不言而喻。因而,pet瓶在飲料工業中的應用得到了迅速發展,其不僅具有消費便利性,同時還可以實現制瓶和灌裝的高效生產,并且材料循環利用。實現pet瓶無菌灌裝的關鍵技術主要是瓶和蓋的殺菌、灌裝密封區無菌環境的保持,以及灌裝機本身應滿足無菌灌裝的要求。目前,較為具有創新性的pet瓶灌裝技術是將意大利sipa公司的樹脂一體化瓶制造系統與無菌灌裝壓蓋系統相結合(簡稱asis)。asis無菌灌裝一體化概念是基于將專門設計的sipa的ecs一體化瓶制造系統與promomac的無菌灌裝設備直接連接,pet瓶在無菌狀態下從ecs一體化設備上生產出來后,立刻被送到控制室內的無菌灌裝設備,簡便成為這一概念的主要特點。
目前,國內的無菌灌裝設備多為歐美國家所產。該類設備本身技術密集性和高價位以及未來市場的高成長性,吸引著國內具備一定實力的包裝機械制造商紛紛介入。然而,國內行業無論對于無菌灌裝技術的應用或是進一步自主創新,都需要注意一些不容忽視的問題。
在技術應用方面,一是需要逐步建立無菌包裝設備的認證制度。目前,一些國家對食品無菌包裝已經頒布了相應的法規要求。如美國有三個法規適用于無菌包裝。無菌包裝系統需要同時滿足fda和美國農業部的法規要求。我國目前還未建立無菌包裝的相關法規,工廠在使用無菌處理和包裝技術時也沒有注意有關法規的要求。為使我國無菌包裝行業走上健康發展道路,相關行業有必要熟悉和理解無菌包裝的國際法規,應用時需盡力滿足法規要求。同時,加強無菌處理以及包裝關鍵技術的研究開發,特別是無菌檢測技術,實施對無菌處理和包裝設備的檢測和認證制度。應當充分發揮行業引導和監督作用,為無菌包裝設備實現國產化和盡快接近國際先進水平,為企業營造更加科學合理、公正的市場環境。
二是需要避免設備選型和工藝規程制定的盲目性。國內外無菌包裝設備種類很多,但在無菌性能上存在很大差別,每種類型均有相應的適用范圍。如果盲目進行設備選型,則將導致部分進口設備長期閑置,無法發揮應有的作用。因而在選取采用無菌處理和包裝技術時,一定要根據產品要求對設備進行周密的選型比較,以選用最合適的設備。同時需要對連續殺菌的工藝規程進行科學合理制定。無菌灌裝通常采用的管道連續殺菌與傳統食品殺菌規程制定間的差別較大。部分企業使用的連續殺菌工藝規程的殺菌值很低,單憑設備廠家推薦的殺菌工藝規程,產品質量得不到充分保證。
在技術創新方面,對于無菌灌裝設備的開發和研制,應當首先立足于提高灌裝機本身各部件的設計和制造精度,提高機器運轉的穩定性和可靠性,使機械結構設計滿足無菌灌裝的要求,并非依靠單純建立一個無菌區來適應機器的需要。同時注意外圍裝置的配套設置,如殺菌劑、無菌水、無菌空氣的制備和無菌室的清洗和消毒等,都需要進行實時監控檢測驗證,以實現整體體系的無菌操作。
可以說,無菌灌裝技術集現代制造和控制技術之精華,已經成為企業整體科技水平的綜合體現。先進的無菌灌裝技術在液態食品領域的迅速應用和推廣,如能良好把握該技術的應用研制及創新,必將使國產液態食品的裝備制造技術水平提升到新的高度!
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