百事饮料热灌装工艺过程

Page1非碳酸饮料质量工具非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第1页非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第2页目的学完本章之后，你将：•了解热灌装工艺•了解启用一条新生产线的热灌装认证协议涉及的步骤。•了解该工艺重要的后续质量因素。•了解工艺的强制性要求和最佳规范。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第3页介绍背景微生物原材料包装质量体系食品安全和卫生混料无菌胶瓶无菌碳技术评估热灌装非碳酸饮料质量工具非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第4页议程•定义和背景•工艺和单元工序•认证协议•监测•强制性要求•关键学习心得非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第5页定义•“热灌装”指的是非碳酸饮料被加热以杀灭相应的微生物，然后在超过临界设定值*温度条件下灌装的工艺。–热产品用来对包装灭菌。–是生产商业无菌的高酸度食品（pH低于4.6）的接受技术。*临界设定值是根据产品／包装组合形式、关注的微生物和设计的微生物负荷而异。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第6页定义•不存在任何存活的微生物，包括孢子。•在正常的产品储存条件下，不存在可恢复活性的微生物。•存活的微生物也许仍然存在，但不会在产品中生长。–pH–温度–水活性–氧化－还原能力无菌商业无菌非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第7页质量、风味微生物食品安全包装完整性背景•热处理必须达到下列平衡：–微生物和食品安全•杀灭病菌和腐败性有机物–产品质量•外观•风味、气味•口感–包装完整性什么会影响热灌装系统设计？热处理非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第8页背景：工艺开发热工艺产品特性热灌装生产线设计确定饮料和包装成分中相应灭菌能力所需要的温度。确定饮料热破坏的允许限度及后续过程控制措施。由热工艺、产品特性、包装成分类型和设备可用性决定。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第9页议程•定义和背景•工艺和单元工序•认证协议•监测•强制性要求•关键学习心得非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第10页工艺概况冷凝器热交换器巴氏灭菌器混料罐平衡罐灌装机供应罐灌装机回流罐过滤机FT分流阀PLCPLC流量计TIRTD产品泵LTTITILTLT灌装机冷却隧道压盖机翻转机非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第11页热处理系统•它是什么？–按照能够提供一种可重复的方式生产热处理饮料－－利用热量并控制保温时间以杀灭微生物－－而设计的受控工艺。•我们为什么需要它？–带来产品的微生物安全性且在实际上已消除腐败性有机物。•高酸度系统设计因不同的有机物而异。如腐败性有机物（苹果中的Alicyclobacillus），或健康危害性有机物（大肠埃希氏杆菌0157：H7）。•关注事项：–适当的设计（温度、流量、保温时间）。–适当的工序（控制、消毒－CIP／SIP（原位清洗／原位消毒）等）。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第12页热处理系统–你能达到的微生物杀灭程度（杀灭数量级），与采用的时间和温度有直接关系。–“D”值（“十进”减少时间）：•在规定温度下（Dt），杀灭90%有机物（减少10倍或1个数量级）的时间（按分钟计）。–流速和温度控制是热工艺中的最重要因素。两个目标值只要有任何一个不满足，就不会达到设计的杀灭效果。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第13页热处理系统•对于所有新产品门类的投放，要求PBI（百事可乐饮料国际）支持中心审查热处理系统。•向PBI（百事可乐饮料国际）支持中心寄去热处理系统P&I（管道和仪表）流程图及相关的资料，如设备技术条件、设计流速、控制线路图、建造材料等。•相关的支持中心研发部工艺工程人员，将进行审查并提供反馈信息。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第14页热接触曲线无菌灌装热处理冷灌装的热处理热灌装的热处理温度分钟非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第15页单元工序：热交换•它是什么？–热量经表面（通常为金属）传输，以迅速达到理想温度的一种间接方法（不直接与产品接触）。•我们为什么需要它？–升高或降低（冷却）被加工产品的温度，并按需要控制该温度。•关注事项？–针对侵蚀性产品的建造材料（侵蚀、过早出现缺陷）。运动饮料建议采用钛或镍基耐蚀合金板。–产品（无菌）和交换介质（非无菌）之间的压差控制。–微粒和／或鳞垢－堵塞。–适当的温度控制。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第16页热交换器的类型•有两类主要的热交换器常用于高酸度NCB（非碳酸饮料）的巴氏灭菌：–板式热交换器：•用来处理相对清澈的果汁和饮料（带有极细小颗粒的）。•对较低粘度的适用性较佳。•通常更经济（更有效的热量传递）。•比起管式热交换器，需要的基建成本和空间较小。–管式热交换器：•多管或护套管型。•更有利于处理纤维素或果浆含量高的饮料。•更有利于处理粘度较高的产品。•处理的产品范围较宽。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第17页来源：TropicanaJU－加工说明巴氏灭菌段－－热工艺中产品加热的部分。补偿冷凝段－－产品被局部冷却，以降低灌瓶温度，并防止包装损坏。板式热交换器非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第18页注意介质与产品的物理接近度这就是严格控制压差是如此关键的原因一组板中的流动形态产品加热介质产品加热介质板式热交换器非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第19页管式热交换器•通常为束状管或同心管•还可以是护套式盘管设计非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第20页热交换器的压差在热交换器的各个区间，产品压力必须大于介质压力：–确保在出现泄漏的情况下，非无菌介质不会进入产品流。–如果用不带控制装置的单独压力计量压力，压差必须至少有0.35巴。–如果用电子传感器测量，则压差可以是0.2巴。介质PP压差（p）＝产品外出压力－介质进入压力饮料非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第21页热交换器比较+++极好++良好+一般来源：Tropicana（纯品康纳）JU－加工说明板式管式投资成本+++++使用和维护经济性+++++能源经济性+++++投资寿命++++应用灵活性+++紧凑设计+++++非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第22页工艺概况冷凝器热交换器巴氏灭菌器混料罐平衡罐灌装机供应罐灌装机回流罐过滤机FT分流阀PLCPLC流量计TIRTD产品泵LTTITILTLT灌装机冷却隧道压盖机翻转机保温管非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第23页保温管•什么是保温管？–用来在规定的温度和流速条件下，提供必要的产品保温时间的、长度经仔细计算的管道。•我们为什么需要它？–保温管的尺寸以及产品流速和温度，实际上是给热工艺部分提供设计灭菌能力的因素。•关注事项？–排除空气并能自行回流的适当坡度。–管道的位置和适当的隔热（以免温度变化）。–适当的温度监测。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第24页–必须利用经过适当校正的温度记录仪（RTD），连续监测保温管出口处的温度。–根据保温时间要求，产品保温管必须有正确的长度。–建议采用流量计和记录仪来记录产品流的流量。•在巴氏灭菌期间，流速必须保持恒定。–保温管必须有朝上的坡度。•建议朝上的坡度为2.1厘米／米。保温管规格非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第25页单元工序：热冲洗罐•它是什么？–保持卫生条件的储罐。•我们为什么需要它？–让热处理系统（恒定输出）和灌装机（间歇输出）部分能按有限的独立性运行。–在灌装中断期间，防止产品经巴氏灭菌器循环。–保持灌装机的恒定进给压力•关注事项？–采取适当的CIP／SIP（原位清洗／原位消毒）。–保温时间。–适当的设计规格，以免产品保温太久。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第26页工艺概况冷凝器热交换器巴氏灭菌器混料罐平衡罐灌装机供应罐灌装机回流罐过滤机FT分流阀PLCPLC流量计TIRTD产品泵LTTITILTLT灌装机冷却隧道压盖机翻转机非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第27页单元工序：灌装机•它是什么？–将热处理过的热产品输入包装的多头设备。•我们为什么需要它？–在压盖之前将有适当温度的产品灌入包装，且保证有足够的净含量。•关注事项？–应为了316L不锈钢且能做充分的CIP／SIP（原位清洗／原位消毒）。–最好不要用料桶式灌装机，难以进行CIP（原位清洗）。热灌装胶瓶也不要用真空灌装机。–必须能满足循环标准。–对某些产品能进行酸洗。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第28页单元工序：压盖机•它是什么？–迅速并准确地给已灌装瓶上盖的装置。•我们为什么需要它？–保证成品包装的卫生封口。•关注事项？–正确上盖（无泄漏、不对直、裂纹等）；完整无损的防盗圈，适当的扭矩。–根据瓶盖的类型和供应商，可能需要用过滤器（2.0微米）后的无菌蒸汽回火（摄氏37－55度）。•软化塑料瓶盖圈以便于上盖。•软化密封剂与金属突缘，以取得良好的密封。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第29页单元工序：卷边机•它是什么？–迅速并准确地将盖上在已灌装易拉罐上的装置。•我们为什么需要它？–保证成品包装的正确封口。–通常在卷边之前会加入液态氮，使易拉罐增压。•适当的压力要与易拉罐制造商共同确定，在卷边机卸罐口处测量，压力通常为3.0－4.0巴。•关注事项？–正确卷边（无泄漏、不对直、裂纹等）。–维持包装内的正确压力。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第30页单元工序：翻转机•它是什么？–翻转仍处于较热状态的已灌装瓶或易拉罐达到各包装／产品需要的时间的装置；建议将胶瓶完全翻转而不是“放倒”。•我们为什么需要它？–产品热量用来对包装顶隙和瓶盖内表面灭菌。–通常六到九秒的翻转时间即已足够，但要参考具体的饮料文件要求。•关注事项？–翻转机应能在生产线停机时间内进行清除工作，以免有过长的翻转驻留时间。–过长的翻转时间会对瓶口造成热破坏而引起封口不充分。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第31页输送时间•它是什么？–从包装的灌装到下游各点的时间：•灌装机到压盖机；•灌装机到冷却隧道；•翻转机到冷却隧道。•我们为什么需要它？–用热产品对包装灭菌需要的最短时间。–防止产品热破坏的最长时间。•关注事项？–在高温条件下时间过长将引起产品的焦糊味或减弱风味。–对产品适当灭菌需要的最少时间和温度－－必须通过开瓶并测量包装内的饮料来确定温度。非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第32页建议的输送时间时间测量点果汁/果汁饮料运动饮料灌装机至压盖机最长–10秒最长–10秒灌装机到第1次冷却隧道喷淋最长–2分钟(强制要求)最长–3分钟翻转机至冷却隧道至少60秒(强制要求)至少60秒冷却隧道内的时间最长35分钟最长35分钟非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第33页工艺概况冷凝器热交换器巴氏灭菌器混料罐平衡罐灌装机供应罐灌装机回流罐过滤机FT分流阀PLCPLC流量计TIRTD产品泵LTTITILTLT灌装机冷却隧道压盖机翻转机非碳酸饮料质量工具：热灌装第1版：2003年6月热灌装第34页单元工序：隧道冷却•它是什么？–一系列的水喷淋室，各区通常都由一个水堰隔开。•我们为什么需要它？–成功地冷却已灌装并封口的热包装，以防止产品的热破坏。–各种产品可能规定了从压盖机或翻转机到第一次冷却隧道喷淋的最长时间。•关注事项？–冷却水质量•微生物：通常，TPC小于500cfu／毫升且必须呈大肠杆菌阴性（0cfu／毫升）。•可饮用：符合地方和WHO（世界卫生组织）饮用水标准。•如果硬度超过85gl