飲料瓶蓋的殺菌及其應(yīng)用

　　飲料瓶蓋的殺菌及其應(yīng)用
 

　　中國飲料行業(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。針對不同產(chǎn)品和不同的包裝形式 ，對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。
 

　　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)儲料倉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。為了有針對性地對瓶蓋表面殺菌，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)備簡單，無需配套設(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，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)的儲料倉，瓶蓋在輸蓋機(jī)的儲料倉內(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
 

　　國家對礦泉水的生產(chǎn)制定了比較嚴(yán)格的規(guī)定，其中對礦泉水的菌落總數(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)都必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)。由于礦泉水中只含無機(jī)鹽，不含微生物營養(yǎng)源，缺少供微生物生產(chǎn)發(fā)育的營養(yǎng)成分，因而對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。
 

　　熱水噴沖殺菌
 

　　加熱殺菌法是食品保藏的zui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，降低溫度需要延長加熱時(shí)間，溫度太低，則對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℃。熱水殺菌后需要對瓶蓋噴無菌空氣，促使瓶蓋的干燥。
 

　　熱水噴沖殺菌需要提供熱水和無菌空氣，需要相應(yīng)的配套設(shè)備，生產(chǎn)時(shí)會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。
 

　　臭氧殺菌
 

　　臭氧具有*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，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，對于具備一定生產(chǎn)能力的自動化飲料生產(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，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化生產(chǎn)線，或?qū)ζ可w有一定殺菌要求的小型生產(chǎn)線。
 

　　殺菌水殺菌
 

　　殺菌水中存在不穩(wěn)定元素，它們會自行分解。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*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瓶蓋噴射殺菌水，噴射的殺菌水既對瓶蓋進(jìn)行殺菌也推動瓶蓋沿著軌道前行。
 

　　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)；無菌水沖洗后再用無菌空氣吹干瓶蓋。
 

　　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)，理論上無需對瓶蓋再作處理，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，無法使殘留臭氧*分解，因此，瓶蓋經(jīng)過臭氧水殺菌后還需要經(jīng)過無菌水沖洗和無菌空氣吹干處理。由于噴射水的直線性，無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*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*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)動帶動瓶蓋架進(jìn)入裝有殺菌水的殺菌池內(nèi)并使瓶蓋*浸泡在殺菌水中，浸泡的時(shí)間應(yīng)滿足*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菌水的噴洗和無菌空氣的噴沖，使瓶蓋既干燥又無菌。
 

　　采用無菌水殺菌方式時(shí)，為其配套的殺菌水、無菌水和無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)用于果汁飲料的無菌冷灌裝。
 

　　電解液殺菌
 

　　電解是利用惰性電極在液體中通電，其陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。目前國外有關(guān)人員已經(jīng)研究利用*除鹽的飲用水與氯化鈉稀溶液發(fā)生電化反應(yīng)，在陽極區(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)輸和倉儲成本，省時(shí)省力，安全有效。