无菌包装技术

第八章无菌包装技术一、基本概念原理二、包装材料、食品及无菌化三、无菌包装设备与包装过程一、基本概念、原理无菌包装是灭菌包装的一种类型。灭菌包装主要起源于两大类产品，一种是需要对已混入包装内的微生物进行处理的医药品及医疗器械；另一种是需要延长包装有效期的某些加工食品。灭菌包装包括“无菌包装”和对包装件的“最后灭菌”两种方式微生物包材产品装填与密封消毒已密封的包装消毒包装产品无菌包装产品微生物包材产品装填与密封杀菌杀菌无菌区无菌包装优点：（1）食品经过短时间高温灭菌或巴氏灭菌，不会破坏食品的营养成分，对食品的质量没有影响。所含维生素能保存95％，其色、香、味的损失均比包装后灭菌损失少；（2）包装后食品可以在常温下进行保存和运输，降低了流通成本，而且延长了食品的保存寿命；（3）无菌包装对包装材料的限制小，能使用多种包装材料。缺点：（1）很难用于流动性差的高粘度包装物品；（2）设备复杂，规模较大，造价高，因此起始成本高；（3）对操作管理要求十分严格，一旦发生污染，整批产品就要全部报废。无菌包装的种类：（一）完全无菌包装它是指流动性食品在灭菌后用无菌包装材料在无菌的环境下进行充填包装。这类包装可用于很多食品：1牛奶130～150℃的温度下，经过2～6秒钟的超高温杀菌2柑桔汁、苹果汁等饮料果汁的pH值在4．5以下，酵母菌、霉菌和乳酸杆菌等。最高加热温度一般在100℃以下，数秒灭菌之后，冷却至20℃充填包装。3番茄酱快速杀菌的温度为90～95℃，快速冷却到40℃时就可充填到经过灭菌的包装容器中。（二）半无菌包装它是指对于难以完全灭菌的固体食品，如腊肠片、腊肉片、猪牛肉混合香肠、蛋糕等，抑制其初发菌数并采用无菌材料在无菌室内进行包装，然后进行冷藏流通的包装方法。1蛋糕充气包装。15～18℃。2肉类加工品真空包装。3家常菜无菌状态下制造，在无菌室内进行无菌包装。无菌:即杀灭微生物使它不能有繁殖和生存的机会,指用物理和化学方法使存在于产品的所有微生物丧失其活力,包括最耐热的细菌芽孢。商业无菌并不代表绝对无菌，绝对无菌在实际生产中是不可能的。无菌包装原理污染源：食物,环境,容器变质源：外因(微生物),内因(酶)只要具备以下三项条件,就是一个无菌包装系统——对食品进行预杀菌——对包装容器进行杀菌——对装料封口环境进行无菌化处理生产无菌产品的必要条件包装材料无菌产品无菌无菌环境无菌传送无菌产品无菌环境封口二、包装材料、食品及无菌化包装材料包装材料的杀菌方法食品预杀菌包装设备系统环境的无菌处理无菌包装材料主要是纸容器和塑料包装材料，也有用金属罐和玻璃瓶，经常使用的是由纤维纸、特殊涂料、铝箔、聚乙烯薄膜和粘结剂等构成的多层复合材料。（1）扁平袋：（2）直立袋：（3）砖型保鲜盒：（4）玻璃瓶：向玻璃瓶吹送153℃蒸汽，时间为1．5秒钟，杀菌之后充填灭菌牛奶，拧紧螺旋盖；（5）金属罐：用过热蒸汽在容器内外加热45秒钟，使容器温度高达221～222℃。罐盖用289～315℃的过热蒸汽灭菌75～90s。包装材料及容器1.选择考虑因素:热稳定性,化学(分解等)物理:外形,力学性能等化学稳定性:化学物,射线不使材料结构发生改变阻隔性,气体,光线,水分,卫生安全性于人体无害经济性康美纸盒纸盒多层原材料的结构1.印刷层印刷2.PE层防水,保护3.纸板层起骨架作用4.PE层内部保护膜5.铝箔层防光,防水,防氧6.粘结层加强粘度7.PE层保护铝的作用产品空气纸盒生产1纸板卷2铝箔3印刷4折痕/切割5中封封合6纸盒终产品7装箱包装材料的杀菌方法一、纸、薄膜、复合膜等包装材料的灭菌技术（一）紫外线灭菌表面灭菌，波长在250～260nm左右。机理：紫外线照射后微生物细胞内的核酸产生化学变化，引起新陈代谢障碍，因而失去增殖能力。（二）环氧乙烷杀孢子能力可达99．5％，技术复杂，消毒时间长，强烈的刺激性气味，主要用于医疗器械的灭菌包装。（三）双氧水双氧水或双氧水＋低温热（深槽处理喷雾处理洗涤处理）125℃的温度和15％双氧水相结合，得到高达99．7％的无菌率。（四）紫外线和低浓度双氧水结合杀菌法0.1％的双氧水包装容器的灭菌技术（一）红外线辐射灭菌高强度的均匀的红外线辐射。辐射热通道采用两组控制条件：温度／停留时间分别为28℃／20min和320℃／2min。（二）层流通道灭菌350℃的热循环空气。（三）在高压釜中蒸汽灭菌多在115到138℃范围内进行。方法致死效果蒸汽+++金属,玻璃过热蒸汽+++空气++混合++微波塑料，玻璃纸盒灭菌H2O2为过氧化物,具有强烈的氧化能力,可用作纸盒杀菌剂氧化基理与下列反应有关:H2O2H2O+OO+OO2纸盒的灭菌效果与以下因素有关•H2O2浓度(33-35%)•H2O2喷洒量及温度•H2O2反应时间•纸盒的菌数(纸盒出厂时纸盒几乎无菌,注意贮藏时的环境,以防再污染)食品预杀菌1.杀菌方法:种类很多,液体食品多用高温短时UHT：121℃高温灭菌技术或135℃高温灭菌技术；2~6s巴氏灭菌：78～82℃30min2.及时冷却:对包装材料,营养素都是必须的.3.防止再污染:尤其是传输时的再污染.包装设备系统环境的无菌处理1开机前的预杀菌:热空气,热蒸气,化学气体,要注意对包装机材料的影响(温度、腐蚀性,作用时间)2.无菌状态的保持:热空气,无菌空气─滤菌处理空气,使包装环境维持一定的正压状态(17mm水柱),不使外界的污染源再进入污染.悬浮微生物量落下微生物量无菌室级别个/立方英尺个/升个/平方英尺。周个/平方米。周1000.1以下0.0035以下1,200以下12,900以下1,0000.5以下0.0175以下6,000以下64,600以下10,0002.5以下0.0884以下30,000以下323,000以下美国太空总署（NASA）NHB。5340.2规格概要无菌环境的建立无菌室洁净度，一般从100至100,000级，级数的定义是以每立方英尺空气中所含微尘粒径大于0.5μm的粒子总数为基准。康美包灌装机灌装区的洁净度可控制至100级。灌装车间要求设计至10,000级左右。三、无菌包装设备与包装过程卷材包装机(瑞典L-TBA)纸盒预制无菌包装(combilbloc系统)无菌瓶装包装设备大容量(箱中衬袋)无菌包装卷材包装机(瑞典L-TBA)适用于液体(带颗粒)食品.特点:操作简化,劳动强度低,重上材料周期1.5-3小时.可保证高度无菌一体化作业,省去不同工序间的往返运输节省包装材料的存放空间系统主要工序过程1).包装材料(PE/纸板/PE/铝箔/PE(或其他塑料)以卷筒形式进入系统,2).无菌化,灭菌措施:系统预灭菌:35%过氧化氢溶液,喷雾,再用无菌热空气时间45min包装材料:35%过氧化氢(75℃)液深槽浸,去除杀菌剂方法:拮水辊,空气刮水刀3).成型,充填(装料)、封口、分离在一台机上完成卷纸板→纸筒(纵向封口)---横向封底(高频)---注料──横封顶切底(分离)4)折叠,使底顶角叠在包装盒体上,----大包装成型无菌工作原理卷材纸盒预制无菌包装(combilbloc系统)纸筒(纸塑铝复合材料)预先制成,成型,装料封口完成;盒子外形美观结实生产速度较快,设备外形高度低纸筒的预制作过程示意装料——形式：单管液体物料双管带颗粒液料性能:粒度最大20mm粘度80-100Pas颗粒含量:50%(必要时,用消泡剂)消泡,方法,蒸汽喷射,超声波密封结合.有时需要有一定的项隙空间，充氮或别的惰性气体combiblocFFS系统1)工作流程图示开袋封底a.机器灭菌无菌化措施开机前:过氧化氢蒸汽,热空气混合物进行运行时:空气净化系统产生的无菌空气用分布系统分布,以层流流动状；区域维持正压b.容器灭菌容器预热,用与上相同的混合气体冲洗(避免H2O2留在壁面)再用热无菌空气干燥,进一步驱除残留的H2O2(0.5ppm)设备外形无菌瓶装包装设备1.瓶子种类1）玻璃瓶,塑料瓶(PP,PC,PET气密性好.耐热性74℃)2)广口瓶,细口瓶3)一次性,重复使用(装UHT乳的)瓶子,2无菌瓶装特点1).节能.与后高压杀菌,热装法比2).品质好.UHT优质品种,3).节员.自动化程度高4).省地.不用包装后的杀菌,消毒,冷却,相应的输送设备5).容器可轻型化.温度低,压力变形小.瓶子的灭菌倒置,预热,灭菌(吹入H2O2蒸汽+热空气混合气).热空气吹干瓶子充填封盖瓶盖灭菌:视瓶盖材料而定,(要求,杀菌率达到5D)不耐热的(塑料,卷材料封盖膜)用H2O2溶液灭菌法;耐热的(金属盖):饱和蒸汽装料:重力,低粘度液体内插喷嘴装料(易起泡的)定容积装料(活塞定量杯).密封:封口前或封口过程中,必要时用惰性气或蒸汽冲刷容器顶隙.3.玻璃瓶包装系统洗瓶机，瓶子倒立瓶子杀菌机瓶子充填封盖4.塑料瓶无菌包装系统以热塑性颗粒塑料为原料,采用吹模工艺制成容器,在无菌环境下,直接在模中进行装料,封口.容器不需要二次灭菌(制成的瓶已经无菌).内容物:UHT乳,果味乳,巧克力饮料,婴儿配方乳,水果饮料,柠檬汁,以及非碳酸饮料(碳酸饮料不适用).容器大小:1ml-10L聚乙烯,聚丙烯,及其共聚物.过程:吹模、装料、封口、脱模无菌措施:系统(包括无菌空气管路)高压蒸气杀菌容器:压缩空气过滤净化汇源无菌生产线工艺流程（框图）（四）大容量(箱中衬袋)无菌包装基本情形:无菌内容物→装料→袋子中(预置于硬质包装容器内)封口封箱.袋子材料：8层复合材料规格:大:200公斤,小25公斤装料前已是无菌状态;袋口装料嘴:装料时打开,装完后闭上.取料时打开,取完后闭上.(保证保持无菌状态).包装袋的组成箱中袋包装机