有关PET瓶中温热灌装生产线更换消毒剂品种的交流

PAGEPAGE5有关PET瓶中温热灌装生产线更换消毒剂品种的交流一、为什么PET瓶中温热灌装生产线不再推荐客户使用二氧化氯1、从饮料产品的安全性角度看二氧化氯是目前医疗卫生、食品加工、保鲜、饮水和工业循环水等方面消毒杀菌、除臭的理想药剂，也是世界卫生组织（WHO）所确认的一种安全高效杀菌剂，是氯系列消毒剂的最理想的替代产品，世界卫生组织将其列为A1级安全杀菌剂。目前，国内许多企业都在开发二氧化氯消毒剂，同时许多领域也开始推广使用稳定性二氧化氯消毒剂。但专家认为，由于二氧化氯的不稳定性，所有的二氧化氯产品必须现场发生，现场使用。国产稳定性二氧化氯消毒剂由于生产原料、生产工艺的不同，其产品质量有很大的差异。目前，市场上的稳定性二氧化氯产品其实不是二氧化氯，而可能是亚氯酸钠溶液（详见第二届二氧化氯和水处理技术国际研讨会文集）。

用氯及含氯消毒剂处理水时常产生三卤甲烷（THM)和氯代有机物（TOX)等致癌性物质，危害人体健康这已经是公认的事实，同时，二氧化氯在碱性条件下，会发生歧化反应：上述反应所产生的氯酸盐(ClO3-)和亚氯酸盐(ClO2-)都会产生某些毒性问题。有文献报道，许多的动物实验结果表明了，长期使用二氧化氯会致癌、致畸形，例如二氧化氯进入小白鼠胃中，二氧化氯以氯离子和二氧化氯形式被吸收，二氧化氯能氧化血红蛋白，使之转化为无色素功能的高铁血红蛋白，使动物发生高铁血红蛋白症，此外还有口服二氧化氯后出现溶血性贫血的记录，而且发现产生溶血性贫血所需要的二氧化氯计量比产生高铁血红蛋白血症所需的二氧化氯剂量要少得多，实验证明饮水中含二氧化氯100mg/L时，小白鼠体内可观察到明显的溶血性贫血现象，而饮水中含二氧化氯50mg/L时，甚至低于10mg/L时，虽然不出现明显的临床症状，但体内谷光甘肽会明显降低。从前一段时间的“巨能钙的双氧水残留”事件，到目前市场上沸沸扬扬的“苏丹红”事件，直至近期媒体上探讨的高露洁中的“三氯生”是牙膏业“苏丹红”，种种迹象都说明了公众对于食品的安全性日益重视。

在PET瓶中温热灌装生产工艺中，我们需要使用消毒剂对PET空瓶和瓶盖进行消毒，以求保证最终产品的微生物能达到国家或企业的产品标准要求。在采用消毒液对包装容器进行消毒时，目前选用并向用户推荐的消毒剂是稳定性二氧化氯溶液，由于设备制造水平所限，包材中的消毒液的残留是不可避免的问题，考虑国内稳定性二氧化氯质量参差不齐的现状，寻找并向用户推荐一种杀菌强度高且安全可靠的消毒剂是我们的当务之急。

2、从灌装设备的使用角度看

对碳钢、铝、不锈钢等有一定的腐蚀性。我公司的中温生产线在投入使用不久，就经常会出现瓶夹、拨盘、封窗生锈的现象，从而导致客户投诉，影响了我公司的设备的美誉度。此外，在使用二氧化氯对UHT系统进SIP消毒时，由于稳定性二氧化氯消毒液的腐蚀性，会造成换热板片的穿孔，有可能导致杀菌后的无菌物料被二次污染，进而导致产品出现质量问题，使得用户蒙受经济损失。为此，我们需要寻找对一种灌装设备腐蚀性小的消毒剂产品。3、从工人操作环境的刺激性角度看二氧化氯具有强烈刺激性，接触后主要引起眼和呼吸道刺激,引起咳嗽、喷嚏、气急、胸闷以及流涕、流泪等眼、鼻、咽喉部刺激症状及体征，吸入高浓度还可发生肺水肿。我国尚未订出空气中ClO2的排放标准。从国外空气中二氧化氯的排放限值可见，除苏联标准较严外，其他国家多数采用阈限值(TLV)为0.3mg/m3（阈限值指在工作一班内平均浓度的允许值）。据文献报道，当空气中的二氧化氯的含量超过3mg/m3时对人体是有害，达到14mg/m3时就能被人察觉，若空气中的浓度大于10%（约146.6g/m3）还有爆炸的危险。在中温热灌装生产线中，如利用二氧化氯对包材进行消毒时，不可避免的会因二氧化氯的泄漏而导致生产车间空气中含有一定量的二氧化氯，因此其一在设备的设计中，要提高空瓶消毒区的设备密封性，尽量减少二氧化氯的外泄；其二需要增设操作工人的呼吸系统的保护装置；其三要监测车间空气中二氧化氯的浓度，排除泄漏就十分必要。目前，PET瓶中温热灌装主机已采用全封闭封窗，改善了上一代半封闭封窗所造成的灌装净化间二氧化氯刺激性气味大、工人工作环境不好的工况。但是，由于用户投资所限，目前，空瓶消毒工段的设备配置仍为开放式结构，工人操作环境的二氧化氯的刺激性气味较大，工人需要增设呼吸系统的保护装置，部分工厂的操作工人对此抱怨意见非常之大。寻求一种对人体刺激性小的环保消毒剂产品，对于推广PET瓶中温热灌装生产线是非常有必要的。

4、从使用成本角度看市售稳定性二氧化氯产品虽然单价比较便宜，由于二氧化氯性质活泼，在受热、受光照或遇到有机物等能促进氧化作用发生的物质时，将促进其分解或发生反应，在实际使用过程中，工作液中的二氧化氯浓度会逐渐降低，因此，在使用中为了保持有效的二氧化氯浓度，必须采用如下措施：1）在生产过程中需要根据二氧化氯的分解程度，定期地向使用液中添加二氧化氯母液，以保证使用液中的二氧化氯浓度的稳定在工艺要求浓度范围之内。2）二氧化氯稀释液不建议隔夜使用，因此，每班生产结束后的二氧化氯溶液需要排放掉，造成了消毒液的浪费。以上两种工况，增加了二氧化氯在实际使用过程中的消耗成本。5、从消毒剂的抗药性角度看在长时间使用一种消毒剂时，微生物会对该消毒剂产生一定的抗药性，从而会降低消毒效果。为了保证产品质量，避免因消毒剂的原因出现产品质量问题，我们建议用户每2～3年左右更换一次消毒液品种。PET瓶装饮料中温热灌装技术在高速生产线上的应用自PET瓶装饮料中温热灌装技术在中国诞生以来，采用该技术的灌装生产线经过短短几年时间的发展已日臻成熟，并形成了一定的市场规模。该技术是以普通PET瓶的耐温极限为出发点，通过与之配套的灌装生产线、灌装环境以及后续工艺，在不添加任何防腐剂的前提下来达到产品保鲜的目的。通过生产实践，现已表明采用非耐热PET瓶生产的饮料，产品卫生指标达到了耐热PET瓶装饮料的卫生技术指标及国家有关标准要求，产品的保质期已达到一年以上。该技术依托于合理的灌装系统设计、完善的包装物消毒系统和空气净化系统的建立、全面周到的SIP系统和CIP系统以及完善的生产品质控制管理。随着中国饮料工业的快速发展，PET瓶装饮料中温热灌装生产线向高速化发展成为必然。实现PET瓶装饮料中温热灌装生产线的高速化，并非简单的设备放大。与以往的中低速生产线相比，需在灌装前的空瓶杀菌及灌装后的倒瓶杀菌工艺和设备上有所创新和突破。经过几年坚持不懈的研究与探索，PET瓶装饮料中温热灌装生产线在实现高速化方面取得了突破性的飞跃，整线装备水平接近了目前世界先进水平。1、中低速生产线的空瓶杀菌采用了保守的消毒液灌注、维持、倾倒方式，该方式设备环节多、占地面积大，不适于生产线的高速化。必须优化空瓶的杀菌工艺、简化杀菌设备才能满足生产线实现高速化的要求。为此江苏新美星与国际知名消毒液生产企业合作，以更安全、高效的消毒液取代了早期使用的消毒液，改变了原来包材（瓶子和瓶盖）的杀菌工艺。即由原来的消毒液灌注、维持、倾倒方式改为消毒液喷冲方式，空瓶杀菌采用喷头插入瓶口移动喷冲消毒液方式，并配备美国进口的高效喷雾喷头，灭菌彻底、安全。同时，该设备消毒液的消耗量大大降低，仅为原工艺消耗量的1/3，具有很大的节省运行成本的优势。简化了包材杀菌设备，减小了设备占地面积，最重要的是更适合高速中温热灌装生产线。另外，瓶子杀菌在密闭环境中进行，微生物易于控制，操作环境得到充分改善。更易于废气的集中回收与处理，利于环保，可最大程度保护操作人员免于消毒液的侵害。2、中低速生产线的倒瓶杀菌采用了倒瓶时间较长的网链输送带方式，该方式占地面积大、需辅以人工扶正瓶子，不适于生产线的自动化和高速化。为满足生产线高速化的要求，我公司借鉴并采用了高温灌装生产线的倒瓶杀菌链模式。同时为满足瓶盖的杀菌时间要求，将喷淋冷却机设计成喷淋杀菌机，以弥补倒瓶杀菌时间的不足，使产品在冷却前得以充分灭菌。此外，整条生产线关键设备（空瓶两次杀菌、冲洗、灌装、封盖五合一机）具有如下特点：1、采用风送道与进瓶拨轮直连技术，进瓶拨轮采用创新设计的具分瓶功能的瓶口夹持机构，省掉了进瓶螺杆及输送链，更换瓶形无须更换及调整任何零件。2、瓶子传输全部采用卡瓶颈技术，并采用卡瓶口瓶夹代替传统的拨轮，变换瓶形无须调整设备高低，也无须更换及调整任何零件。3、特殊设计的全不锈钢冲瓶夹结实耐用，不接触瓶口螺纹部位，避免瓶口二次污染。消毒液及无菌水冲洗管路均配备压力检测开关，具有低压保护功能。4、采用UHT与灌装机直连方式，减少污染环节。进料方式为主液管通过动静密封与分配器相连，采用了无缸结构。灌装机设有CIP清洗杯，可以使灌装阀与物料接触的内、外壁均能进行有效CIP清洗和SIP杀菌。5、消毒液冲瓶机、无菌水冲瓶机、灌装机、旋盖机、过渡拨轮等转动件与非转动件之间均采用液槽密封隔离，有效保护轴承等碳钢零件免受消毒液的腐蚀。同时隔绝外界不洁空气侵入，保持洁净的灌装环境。6、配备百级空气净化系统及隔离封窗，并在进瓶口及出瓶口设有净化风帘，防止不洁空气侵入洁净室。封窗上设有多副隔离手套，便于进行简单维护。配备设备表面喷雾杀菌及洁净室熏蒸系统。茶饮料、果汁饮料以及功能性饮料经过几年的苦心经营，已经成为饮料市场上稳定、成熟的产品，虽然无菌冷灌装技术可以在茶饮料、果汁饮料市场展现其降低成本的巨大优势，但其高昂的设备投资及设备维护费用使很多企业望而却步。而现在高速中温热灌装技术为众多饮料企业提供了最佳的解决方案，既满足了产品的增长率和安全性，又降低了饮料企业的包材成本和运行成本。随着高速中温热灌装技术的日臻成熟，将为更多的国内大、中型饮料生产企业提供先进、稳定、可靠的饮料灌装设备，带来更为直接的成本效益。中国江苏新美星包装机械有限公司热忱欢迎您！PET瓶装饮料中温热灌装技术的包材消毒方法采用中温热灌装技术的PET瓶装饮料灌装生产线，经过短短几年时间的发展已形成了一定的市场规模，目前已有50余条生产线在国内外运转。随着中国饮料工业的快速发展，PET瓶装饮料中温热灌装技术将为更多的国内外饮料生产企业提供最佳的解决方案。

一、定义PET瓶装饮料热灌装技术是将经过灭菌的液体食品降温到83℃-95℃灌装、密封到容器中，经一定保持时间，以期杀灭容器中及顶盖上的微生物，使食品在保质期内能在常温下运输和存放。PET是半结晶的热塑性塑料，在76℃的时候软化（被称为“玻璃化转变”），普通的PET瓶不能用于热灌装生产中。PET瓶装饮料中温热灌装技术又称为超洁净灌装技术，它是将微生物栅栏技术应用于将热灌装工艺中，将充填温度由83℃～95℃降低至65～70℃；通过合理的生产线硬件配置和品控管理，在不添加防腐剂的前提下，使得采用非耐热PET瓶生产的饮料，产品卫生指标达到了耐热PET瓶装饮料的卫生技术指标及国家有关标准要求。

二、费用比较表-1瓶中温热灌装技术与热灌装技术的费用比较正面作用负面作用空瓶重量耐热PET瓶的瓶重为30～32g，满足中温热灌装工艺要求的普通PET瓶的瓶重为24～28g。-吹瓶费用耐热PET瓶的生产效率仅为普通PET瓶的50％。-设备投资费用-PET中温热灌装生产线较热灌装生产线需要增加包材杀菌设备、灌装区域微生物隔离系统。运行费用包材消毒费用-约增加0.002～0.004元/瓶设备运行费用-略有增加管理费用-略有增加PET瓶中温热灌装技术同83℃～95℃热灌装技术相比较，其优势在：1、能大幅度地降低包材成本，这在当前因石油涨价而造成PET切片大幅提价的情况下更为重要。2、可明显地降低吹瓶费用，降低吹瓶设备的投资费用（耐热聚酯瓶的生产效率仅为普通聚酯瓶的50％，相同产能的情况下耐热聚酯瓶的吹瓶机数量则需要普通聚酯瓶的2倍）；

三、中温热灌装技术的包材消毒方法1、空瓶的消毒方法有消毒液灌注法和消毒液的喷冲法。2、空盖的消毒方法为消毒液喷冲法。表-2消毒液灌注法和消毒液喷冲法的比较比较项目消毒液灌注法消毒液的喷冲法工艺过程描述将消毒液灌注到PET空瓶中，维持相应的工艺时间后，将消毒液倾倒出来，空瓶进入无菌水冲洗工序。利用高效雾化喷嘴将消毒液均匀喷涂到PET空瓶的内壁，喷冲、保持相应的工艺时间后，空瓶进入无菌水冲洗工序。消毒液的循环利用方式循环使用循环使用消毒液的洒溅、遗失损失较大基本没有设备的运行稳定性设备环节多、占地面积大，设备联机运行稳定性较差简化了包材杀菌设备，减小了设备占地面积，适合中高速中温热灌装生产线对设备联机运行高稳定性的要求品控难度在生产过程中，可通过人员目视方式观察消毒液的灌注效果，工艺品控较简单。在生产过程中，无法人工判定空瓶的消毒效果，需要通过合理的机械设计和自动检测装置来保证消毒液的喷冲效果。机械制造难度和自控水平制造难度小，自控水平低制造难度大，自控水平高3、结论在低速中温热灌装生产线中，空瓶消毒以选择消毒液灌装法为宜，灌注消毒法一般可维持较长的消毒液作用时间，可选用杀菌能力偏弱的消毒剂。在中高速中温热灌装生产线中，为了保证设备运行的可靠性，空瓶消毒以选择消毒液喷冲法为宜；同时，为了减少设备投资成本，工艺上要求消毒液的喷冲、作用时间要越短越好，因此要选用杀菌能力强的消毒剂。

四、消毒剂的选择表-3经中试试验及实际生产筛选出可供生产使用的消毒剂消毒剂编号NAS-800NAS-801NAS-802主要成分二氧化氯过氧乙酸＋双氧水复合醛类＋复合季铵盐类杀菌强度312表-4消毒剂在中温热灌装生产线应用中消毒效果的比较比较项目吹制出的新瓶储存一周的空瓶储存一个月的空瓶细菌总数CFU/瓶霉菌、酵母菌CFU/瓶细菌总数CFU/瓶霉菌、酵母菌CFU/瓶细菌总数CFU/瓶霉菌、酵母菌CFU/瓶原始空瓶N×100~1N×100~1N×103N×102~3N×103~4N×103~4低速生产线的消毒液灌注法NAS-800＜1＜1＜1＜1＜1＜1NAS-801＜1＜1＜1＜1＜1＜1NAS-802＜1＜1＜1＜1＜1＜1中高速生产线的消毒液喷冲法NAS-8003＜1157－－NAS-801＜1＜1＜1＜1－－NAS-802＜1＜1＜1＜1－－1、NAS-800消毒剂主要成分为稳定性二氧化氯，是中温热灌装工艺中最早在生产线中使用的消毒剂。在实际使用过程中，发现NAS-800型消毒剂有许多不足之处：（1）从饮料产品的安全性角度看，目前学术届对于市场上的稳定性二氧化氯产品是二氧化氯还是亚氯酸钠溶液尚存有很大的争议。（2）从灌装设备的使用角度看，稳定型二氧化氯对碳钢、铝、不锈钢等有一定的腐蚀性，在使用过程中会造成灌装设备的瓶夹、拨盘、封窗等部位出现生锈的现象。在使用二氧化氯对UHT系统进SIP消毒时，由于稳定性二氧化氯消毒液的腐蚀性，会造成换热板片的穿孔，有可能导致杀菌后的无菌物料被二次污染，进而导致产品出现质量问题。（3）从工人操作环境的刺激性角度看，二氧化氯具有强烈刺激性，接触后主要引起眼和呼吸道刺激,引起咳嗽、喷嚏、气急、胸闷以及流涕、流泪等眼、鼻、咽喉部刺激症状及体征，吸入高浓度可发生肺水肿。

2、NAS-801消毒剂主要成分为过氧乙酸＋双氧水，过氧乙酸是一种杀菌能力较强的高效消毒剂，它是目前PET瓶无菌冷灌装工艺中首选的消毒剂之一。由于过氧乙酸的杀菌能力强，作用时间短，因此它比较适用于采用喷冲消毒方式的中温热灌装生产线中。在中温热灌装生产线中选用NAS-801消毒剂需要注意的事项：（1）长期暴露于含有过氧乙酸的空气中，容易引发肝、肾以及心脏疾病。为防止过氧乙酸气味的外溢，要求空瓶杀菌机、空盖杀菌机及其灌装机要具有非常良好的密封性能。（2）由于过氧乙酸具有极强的氧化性，因此在设备制造成中，需要重点考虑有可能与过氧乙酸接触的有关尼龙部件和橡胶部件的材质的选择。（3）由于过氧乙酸对碳钢等金属具有腐蚀型，因此，在中温热灌装生产线中，如采用过氧乙酸消毒剂，为了防止过氧乙酸对封盖机升降凸轮及其轴承的腐蚀问题，应重点加强有关封盖机密封性设计。（4）过氧乙酸的稳定性较差。在中温热灌装生产线中，过氧乙酸采用循环使用方式，在使用过程中的过氧乙酸浓度的稳定性对杀菌强度的影响非常重要。

3、NAS-802消毒剂是一种复合消毒剂，其主要成分为复合醛类＋复合季铵盐类，无色、无刺激性气味，是目前中温热灌装工艺中优选的消毒剂之一。（1）在使用时不会刺激人们的视角膜及呼吸系统，这是传统消毒剂所不能具备的优点，可降低设备密封设计难度。（2）无氧化性，对不锈钢、碳钢、铜无腐蚀，降低了设备的选材难度。（3）PH值为中性，残留的消毒液不会像过氧乙酸那样改变饮料产品的酸碱性。（4）广谱、高效杀菌，可杀灭所有的细菌繁殖体及芽胞，且不受蛋白质干扰。（5）稳定性好，衰减周期长，可循环使用。通过表-4结果得知：NAS-800、NAS-802消毒剂可应用在低速中温热灌装生产线中；在中高速中温热灌装生产线中，以选用NAS-801、NAS-802消毒剂为宜。五、消毒剂使用成本比较表-5在低速中温热灌装生产线上消毒剂使用成本的比较对比项目NAS-802消毒剂NAS-800消毒剂工作液成本280元/1000kg64元/1000kg10000BPHPET中温热灌装生产线消毒液消耗成本SIP消耗的消毒液（200kg/班次）×（280元/1000kg）＝56元/班次（200kg/班次）×（64元/1000kg）＝12.8元/班次瓶子带走的消毒液（10000瓶/小时）×（0