无菌包装（精选7篇）
无菌包装 篇1
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高, 人们的生活习惯和饮食结构正逐步发生变化, 追求天然绿色食品已成为一种时尚。天然的果汁和牛奶, 从企业生产包装再到消费者手中, 如何才能既保证其高营养、好风味, 又不添加任何防腐剂一直是企业及社会追求的目标。传统包装方式对产品的风味和营养均有一定程度的破坏作用, 如何使产品不受包装及杀菌环节的影响, 避免营养成分和风味的损失, 并且在常温下可以长时间保存, 这就需要无菌包装技术, 一个未来包装技术发展的重要方向。为了使人们全面了解无菌包装技术, 我们邀请了武汉大学包装工程研究室副主任柯贤文教授, 请他为我们介绍无菌包装的相关内容。
记者:我们知道无菌包装技术诞生于20世纪40年代, 之后被广泛使用于液体食品包装行业, 据统计, 目前发达国家已经有超过80%的液体食品在使用无菌包装技术进行生产。可见无菌包装技术的发展速度是非常快的, 请介绍一下无菌包装技术包括哪些内容?与传统包装技术相比其优点是什么?
柯贤文:无菌包装是指将流质或半流质食品经超高温瞬时杀菌或高温短时杀菌后, 迅速冷却至30~40℃, 在无菌环境下将物料充入已灭菌的包装容器内密封的一种包装技术。无菌包装主要应用于牛奶、果汁饮料等流质食品的包装。无菌包装技术应该包含无菌包装材料及容器、灭菌方法、无菌包装系统等几方面内容。无菌包装首先应该保证食品本身无菌, 其次是包装材料和容器无菌, 再就是包装系统和环境无菌。
与传统包装技术相比无菌包装具有以下优点:
(1) 无菌包装可以使食品的色泽、风味、营养成分得以完好的保存。 (2) 复合包材和真空状态可以使产品免受光、气、异味和微生物的侵入, 不必添加防腐剂, 运输、仓储的时候也不需冷藏, 并可延长其储存期, 便于储运和销售。 (3) 进行无菌包装的食品和用于无菌包装的容器是分别进行杀菌的, 避免与包装容器发生反应, 减少容器成分向食品中渗透。 (4) 无菌包装产品外形一般呈砖形, 原材料为纸质, 产品的空间利用率高、重量轻, 因此成本也不算高, 用于饮料的软包装成本只有金属罐的四分之一, 装满后饮料占总重量的97%。 (5) 无菌包装符合环保包装潮流。无菌包装材料使用纸质, 易于降解, 有利于保护环境。
记者:在无菌包装技术体系中, 杀菌是无菌包装技术的重要内容, 无菌包装的杀菌方法有哪些?
柯贤文:无菌包装中杀菌方法大体上可分为两大类, 分别是超高温瞬时灭菌UHT和巴氏灭菌。超高温瞬时灭菌的杀菌温度一般在135~150℃范围内, 其杀菌时间非常短, 只有3~5s。超高温瞬时灭菌包括直接法和间接法, 所谓直接法就是指杀菌蒸汽和食品直接接触, 包括喷射式和注射式。间接法又包括板式、环形套管式、欧姆杀菌等。巴氏灭菌也称为低温灭菌, 其杀菌温度一般在100℃以下。巴氏灭菌又分为低温长时LTLT灭菌 (条件为61~63℃/30分钟或72~75℃/15~20分钟) 和高温短时HTST灭菌 (条件为85~90℃/3~5分钟或95℃/12分钟) 。巴氏灭菌可以杀灭大多数致病菌, 但对于腐败菌和芽孢的杀伤力不够, 需结合冷藏等其他技术, 主要应用于酸性和低酸性食品的灭菌。
记者:食品物料、包装环境、包装材料和容器的杀菌方法中, 食品物料的杀菌方法长期以来一直是技术发展最快的, 食品物料的杀菌方法有哪些?企业选择杀菌方法时应该注意哪些问题?
柯贤文:目前常用的食品物料灭菌方法有巴氏灭菌、超高温瞬时灭菌和超高温短时间杀菌3种。
巴氏灭菌, 是将被包装物在61~63℃条件下保持30分钟, 这种灭菌方法可直接作用于产品, 亦可将食品充填于蒸煮袋、玻璃罐等, 浸渍于热水中。低温灭菌的缺点是包装容量不能太大, 否则受热不匀严重;食品受热时间长, 营养成分和风味损失大。
超高温瞬时杀菌是目前广泛采用的无菌包装技术。它将食品在120~140℃的高温下灭菌几秒钟, 并很快冷却至室温, 然后在无菌区内灌装和封盖。牛奶的UHT灭菌参数是在135~140℃下杀菌3~4s。瞬时高温灭菌的方法有以下几个优点:包装材料可以不耐高温, 包装容量可大可小, 受热都是均匀的;食品受热时间短, 营养成分和风味损失较小。
超高温短时间杀菌常用于高黏度液体食品。如包装牛奶、番茄酱、糖酱等食品时, 在一个不锈钢高压消毒容器中, 使牛奶同150℃以上的高压水蒸气混合20s左右, 进行杀菌消毒, 然后进入抽真空室, 把多余的水分蒸发除去, 达到原先的牛奶浓度, 再进入无菌室中, 用无菌包材包装起来。目前, 我国这种牛奶包装膜主要采用15μm左右厚的共挤复合膜, 常温下可放置1个月。共挤复合膜中含有高阻隔的EVAL或PVDC, 则可在常温下放置3个月;若使用铝/纸/塑多层膜包装, 可在常温下放置6个月以上。
此外, 随着技术的发展, 食品物料杀菌还采用了欧姆杀菌、超高压杀菌、放射线杀菌等杀菌方法。
欧姆法加热杀菌技术, 可对黏度较高或颗粒较大的液体食品进行杀菌, 颗粒直径可达到2.5cm。目前存在的主要问题是系统的预杀菌仍需采用过热蒸汽。因此, 在无菌系统配置时要配成混合式。
超高压杀菌, 它是将产品置于500MPa以上的压力条件下经过一段时间杀菌, 杀死其中大部分或全部的微生物, 钝化酶的活性, 从而达到保存食品的目的, 由于几百个MPa的压力不会使食品的温度升高, 因此没有色、香、味及营养成分的劣变, 可以较多地保留食品原有的风味。
放射线杀菌是指将产品收入由钴60为原料的放射室中, 由其产生的γ射线进行杀菌。目前, 这种方法主要用于无菌大包装袋的成批杀菌。由于放射线的方向控制难度很大, 防护技术要求很高, 预计直接用在无菌包装生产线上的可能性不大。随着科技的发展, 大量新的食品灭菌技术都在不断地研究和完善之中, 相信不久的将来这些技术也会逐渐在食品及其他无菌包装领域中得到广泛应用。
企业在选择杀菌方法时, 应根据被包装对象、杀菌对象、杀菌效率、成本、安全卫生以及包装系统等综合因素来选择。如包装对象和包装材料的耐温性能, 包装材料和容器的初始细菌数量, 不同设备所配备的主要杀菌方式等。
记者:很多人对液体食品低温杀菌抱以怀疑的态度, 也有人认为低温杀菌不但可以将细菌杀死, 而且保证了营养成分不流失。您怎么看待这种杀菌方法?
柯贤文:有些微生物耐高温能力比较强, 低温杀菌不能将其杀灭。如大部分的腐败菌和芽孢的耐温能力就比较强。另外, 低温杀菌时间比较长, 这对食品本身的营养成分的破坏要更多一些, 风味的损失也较大。但低温杀菌对某些奶制品中益生菌的保护是有好处的, 如酸奶的灭菌温度就不宜过高, 并且要在发酵前杀菌。因此, 低温杀菌主要应用于酸性和低酸性食品的灭菌中, 如柑橘汁、苹果汁饮料等。
记者:由于食品无菌包装的特点和效果的要求, 我们必须选用合适的无菌包装材料, 您认为无菌包装材料应该满足哪些特性?
柯贤文:无菌材料的性能要求包括: (1) 热稳定性, 目前加热杀菌是应用最为广泛的杀菌技术, 所以包装材料的热稳定性是其基本要求。在包装材料中金属和玻璃的热稳定性比较好, 但玻璃不耐温度的急剧变化, 塑料的耐热性相对较差。 (2) 抗化学性和耐紫外线能力, 使用化学方法或者紫外线进行杀菌时, 包装材料应具有一定的抗化学性能和耐紫外线能力。 (3) 阻隔性能, 阻隔性能主要包括阻气性和防潮性。由于食品中含有丰富的营养物质, 如脂类、蛋白质和维生素等, 这些物质都很容易被氧化而变质, 此外富氧环境也有利于微生物的生长繁殖, 所以包装材料必须具有很好的阻气性, 特别是对氧气的阻隔性。同样, 包装材料也应具有很好的防潮性能, 防止包装内外水分的过度交换。 (4) 热成型稳定性, 主要针对纸材料、塑料及其复合材料而言, 应具有较好的热成型稳定性。 (5) 机械性能, 包括强度、韧性和刚性, 这是对包装材料机械性能的基本要求。 (6) 避光性, 主要是能遮挡光线中的紫外光, 因为其能加速食品中某些营养成分的腐败变质, 也能促进油脂氧化、油溶性维生素的分解、光敏感性维生素变色以及蛋白质变性等, 所以食品包装材料最好是具有一定的避光性。目前已有大量研究在致力于制备可屏蔽紫外线的透明包装材料。 (7) 卫生性, 无毒卫生是食品包装材料最基本要求。 (8) 经济性。
记者:在食品和包装机械行业“十二五”发展规划中, 无菌包装作为包装发展的重要方面, 我国在无菌包装方面与国外的差距在哪里?未来发展方向如何?
柯贤文:差距主要是在设备和包装材料方面。国产包装设备生产效率、运行稳定性、性能质量以及售后服务等多方面与国外设备存在差距, 技术研发和更新速度也较慢。目前, 国内主流的无菌包装设备几乎都是引进国外技术, 像利乐包、康美盒、艾卡杯等。在包装材料领域, 除了材料应具有前面所述的综合优良性能外, 与包装系统的配套兼容性也是很重要的。
近些年来, 我国对无菌包装越来越重视, 在食品和包装机械行业十二五发展规划中将无菌包装技术作为未来几年发展的重要内容, 我认为应包括以下几方面发展方向:
1.向高新技术集成性和高可靠度的方向发展
无菌包装技术是一项对食品及药品的安全性实现综合技术保障的系统工程, 集光机电一体化技术、现代化学、物理学、微生物学、自动控制、计算机通讯等多项高新技术为一体。为满足产品的安全性要求, 系统本身的每一个子系统无不包含着新技术、新材料、新工艺的成果。为了满足高可靠性的要求, 每一个子系统从设计到制造, 从运行实验到运行监控, 以及信息反馈与补偿修正都要融入现代质量的理念, 达到设备固有可靠性与运行可靠性相统一。
2.向多个产业的应用领域发展和延伸无菌的概念和要求是医学发展的产物
随着现代微生物学和应用灭菌技术的发展, 人类对杀灭包括细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物有了更新的认识和控制手段。商业无菌作为评价食品安全性的技术指标为相关行业和市场认同。
3.无菌包装设备向单一高速型发展
发展无菌包装设备无论从技术含量和技术指标要求上都属于包装机械中的高端产品。对于使用厂家而言, 这种技术和资本双重密集性的设备定位必须以提高生产效率为方向, 而不同于现代包装机械向多功能和单一高速型两极化发展。从技术层面上讲, 高可靠度的装备向多功能型发展, 将意味着诸多工程技术中有待解决的问题出现, 将加大技术上的难度。
4.向以技术创新优化性价比的方向发展
虽然无菌包装有很多优点, 但是其设备昂贵令许多企业望而却步。国内企业要推动无菌包装行业的健康发展, 为市场提供价格适中, 性价比优良的设备以推动消费市场, 需要优化性价比来降低投入。因此应采用技术创新, 采取集成性与突破性相融合的技术策略。目前, 国内已有厂商在乳品、啤酒和果汁行业无菌灌装设备的研发上取得了长足的进步, 为市场提供优良性价比的无菌包装设备已为期不远了。
无菌包装 篇2
厦门赢晟科技有限公司2012年成立，注册资金1亿元，总投资3亿元专业生产无菌纸塑包装。经过两年的稳扎稳打，完成了厂房基础建设、设备购买、团队建设等基础工作，厦门赢晟开始走向了良性运转的轨道，年生产量达60亿包。银鹭集团、雀巢饮料、达利集团、惠尔康、蒙牛、王老吉、农夫山泉以及华润怡宝等享誉全国的食品饮料企业纷纷向其抛出橄榄枝，成为了赢晟的重要客户。
那么，仅仅不到3年的时间，厦门赢晟是如何在竞争如此激烈的市场中夺得头筹、脱颖而出的呢？让我们听厦门赢晟总裁苏清洁先生一一道来。
提到赢晟成立的初衷，不得不提厦门瀚邦。早在2001年投资成立的厦门瀚邦主要从事塑料薄膜凹版印刷、饮料标签、标签（PE、PVC、OPP、OPS、PET）、热收缩膜PE/ PVC、薄膜、印刷膜的生产和销售。经历了企业萌芽期、发展壮大期再到如今的腾飞期，厦门瀚邦已经成为了当地塑料薄膜印刷领域的领头羊。虽然近两年商标市场有所疲软的迹象，但是瀚邦依然在振翅高飞，2015年上半年销售额较去年同期增长了20%。
在瀚邦的高速发展之余，厦门瀚邦公司的投资团队又将目光投向了环保包装——无菌纸塑包装。经过了谨慎且细致的市场调研之后，公司更加明确了要走绿色环保包装道路的方向。“纸包装在中国从被接受到现在一直持续增长。从长远来看，由于纸包装是可再生资源，生命力比较长，发展潜在空间比较大。”苏清洁认为，未来包装材料方面最有生命力的一定是环保可再生材料，他解释道：“中国饮料包装市场有2500万吨的量，其中有金属包装、PEC包装以及纸包装，这3种包装材料中利用率最大的是纸塑包装，纸塑包装中用到矿产这种不可再生资源的比率是最小的，因为它的纸基是由植物制造的，环保性能最好，再加上在印刷领域，好的设备都是用水印，没有任何污染，从食品安全角度来讲也是最安全的。而且纸塑包装对光和空气的阻隔性也非常好。纸塑包装材料20年来持续发展并且不断壮大与以上原因息息相关。”正是看到了纸塑包装如此之大的发展空间，投资团队毅然投资了3亿元人民币创立了厦门赢晟。
苏清洁以及其他几位创始人深知，从厂房建设、组建团队到设备购买等，这些基础建设决定了公司是否具有优秀的“基因”。不管是对于环保、消防还是设备所需要的配套设施，他们的前期调研做得非常充分认真，所有基础设施设备全部一次引进。苏清洁介绍道：“最好的设备才能生产出质量最稳定的产品，所以赢晟引进的全都是世界顶尖设备。我们聘请了业界最优秀的团队，这样团队与设备才能形成一个有机的结合。”
正如苏清洁所说，工欲善其事必先利其器，好的设备是助力企业提升竞争力的根本。厦门赢晟投资引进的都是国际一流设备，包括德国Gallus进口印刷机和马汀收放卷设备等。对于引进的马汀收放卷设备，厦门赢晟副董事长许培新先生在接受媒体采访时曾表示：“马汀是行业知名品牌，拥有国际一流产品，马汀不停机收放卷设备帮助我们提高了生产效率，减少了浪费，保持了产品质量的稳定性，完全能够满足我们生产的需要。同时，马汀公司对客户也服务周到，优秀的专业团队，能够迅速地协助客户顺利生产。”
如此优秀的团队加上世界顶级设备的助力，目前赢晟已经有1.5亿元包的基础业务在正常运行，并计划2015年销售收入目标达2.7亿元。这些是赢晟团队前期建立项目时的不懈努力所换来的，苏清洁表示非常乐于看到目前所取得的成绩。
成绩的取得来之不易，苏清洁和他的团队克服了接踵而至的一个又一个困难。苏清洁表示：“对于公司内部，练好内功是面临的第一个困难。新的工厂新的团队要在短时间内达到一个理想的状态，需要不断磨合。我们在团队管理方面，设定有效目标，把内功练好。对于外部环境，大多企业经营趋于微利，市场波动风险很大，大部分企业抱团取暖，行业上上下下都在整合协作，最后整合的结果是会促成链式的组合。这种格局一旦形成，对于我们来说，在市场拓展方面难度会越来越大，也就意味着在未来拓展业务方面，要有好的产品、信用和好的网络，否则很难进去。”在以上的市场背景和所遇困难之下，厦门赢晟只有苦练内功，重质量、重信誉，质量和信誉两条腿走路，才能走得很远，得以突出重围走向蓝海。
食品无菌包装技术的开发与应用 篇3
随着经济迅速发展,科技腾飞,人们的生活水平也日益提高了,现在人们已经从吃、穿等各个方面开始讲究起“档次”、“品牌”、“品味”,人们开始追求天然、绿色、健康的食品,肉要吃“放心肉”,蛋要吃“土”鸡蛋,蔬菜要吃无污染的,购买的食品要看是否打上了“天然”、“绿色”的标记。那么,如何使天然的食品既避免营养成分和风味的损失,又不添加任何防腐剂呢?众所周知,食品从原料生产到消费者手中时,是需要包装的。传统的包装方式使得食品的营养和风味在一定程度上受到破坏,而将食品进行无菌包装,在不添加任何防腐剂的情况下,可以使食品常温下长时间保持,并不影响食品的营养及风味,这必然成为食品包装的趋势。
食品无菌包装是指将经过杀菌后已获得商业无菌状态的产品,封闭在已杀菌的容器中,在无菌环境下灌注,灌装后包装容器保持密封以防止再度感染,以期在不加防腐剂,不经冷藏条件下得到较长的货架寿命的包装方法。无菌包装在食品中的应用开始于1913年丹麦人金森对牛奶进行了无菌灌装,随后1917年美国人佟克莱获得了食品无菌保藏方法的世界首项专利,20世纪70年代末以后食品无菌包装技术广泛兴起。随着人们追求天然绿色健康食品,无菌包装技术在食品中开始迅猛发展。我国食品行业在改革开放后逐渐引进了无菌包装技术,与国外相比,自行研制和开发的水平还有些差距,所以我国必须及时了解世界无菌包装技术的发展状况,才可以提高自身技术。
无菌包装与传统包装不同,它选用耐菌能力强、有良好阻隔性等特点的材料制成的包装容器,将食品与包装容器先分别进行杀菌,除了可以更好地灭除食品、容器包装内所携带的微生物,还可避免食品与包装容器同时灭菌发生反应,灭菌后再利用现代化机械手段,将无菌食品装入无菌包装容器内,进行包装密封,并保证包装后的食品为真空状态,可以避免受到湿空气、阳光及微生物的侵扰。所以进行了无菌包装的食品可以不必添加防腐剂,并能使食品的色泽、风味、营养成分不会被破坏,还可在常温下长时间保存。食品无菌包装技术相对于传统包装技术有很多优点,因此已经广泛用于各类饮料、酒类、乳品、调料品及罐藏食品的生产中。下面将从无菌包装食品、无菌包装容器、无菌包装的设备及环境来谈谈无菌包装技术。
二、无菌包装食品
无菌包装食品,是指不需要再加热杀菌,而用无菌材料包装灭菌后的食品。要得到无菌包装食品,需在包装前将食品按规定进行的灭菌和冷却等工艺处理,以保证无菌。食品灭菌的方法有很多,主要有加热灭菌如:低温灭菌、超高温瞬时灭菌,辐射灭菌如:紫外线灭菌、微波灭菌,化学药剂灭菌及过滤除菌等。每种灭菌方法都有各自的优缺点,在食品灭菌过程中,可单独使用,也可两种或两种以上灭菌方法相结合,来提高灭菌效果。由于同样的灭菌方法对不同性质的食品其效果差异较大,所以可根据食品的性状、是否耐高温、色泽是否有要求等情况选择不同的灭菌方法。目前加热是最常用的灭菌方法,所以这里介绍一下巴氏灭菌(低温灭菌)和超高温瞬时灭菌(UHT)。
低温灭菌,是指温度比较低的热处理方法。将需要灭菌食品在61~63℃的灭菌条件下,灭菌30分钟,或在72~75℃的温度条件下,灭菌10~15分钟。这种灭菌方法可直接使用在食品上,也可将食品进行包装后,浸渍于热水中。低温灭菌食品有受热时间长,生产过程不连续,营养成分和风味损失大,杀菌效果不理想等特点。
超高温瞬时杀菌是将需要灭菌食品在125~150℃下灭菌2~8秒,冷却至20℃左右,并在无菌区进行密封的处理,使处理后的食品达到无菌要求的一种灭菌过程。例如牛奶的UHT灭菌参数是在高温下杀菌3~4s。瞬时高温灭菌由于只将食品高温瞬时灭菌、而且食品受热时间短,包装材料不进行高温瞬时灭菌,所以包装材料可以不耐高温,并且灭菌结束后才进行灌装,营养成分和风味损失较小,目前在食品灭菌过程中应用广泛。
三、无菌包装容器
由于无菌包装的特点,在包装过程中,应该首先必须考虑包装材料的特点。
(一)无菌包装材料的特点。
1.高强度。食品在销售的过程中需要装卸、运输、摆放、仓储等,在过程中易受到压力、振动力、冲击力等外界的破坏力,如果包装材料强度不够,将会导致包装被破坏,会影响食品的外观且食品受到微生物的污染,及光、空气等进入为微生物提供生存条件,而缩短食品的保质时间或直接使食品变质。因此要确保包装材料有足够的强度,使食品包装在流通过程中不被损坏。
2.耐灭菌能力。微生物是导致食品腐败、变质最主要的原因,为了确保食品的健康安全,要对食品和包装材料在包装过程中分别进行灭菌处理。因此要求包装材料需要透过灭菌所需的热或射线,要求材质在灭菌过程中不被损坏,且保证均匀全面地做到彻底的灭菌。
3.良好阻隔性。阻隔性是食品包装材料的重要性质之一。为了更好地延长食品的储存期,必须阻隔微生物及能够让细菌生长的空气和水分的进入,所以包装材料必须具备良好阻隔性。
4.良好的耐热、耐寒性。对需要冷冻的食品,如果耐寒性达不到要求,在深冷条件下保存时,不能保持材料原有的性能,发脆将会使得包装材料强度下降,使得包装袋破损,不能对食品起到保护作用。
除此之外,为了更好地销售食品,还需要对食品的包装进行装点。所以要求包装材料上的图案在灭菌后仍然图案清晰,色彩艳丽,不影响食品销售。
(二)食品无菌包装材料。
1.纸质材料。为了包装需要可制成纸盒。纸质材料重量轻、成本较低,可用于糕点的无菌包装过程中。但纸质材料防水和气密性不好,都为一次性使用,使用后容易回收。而且纸质材料可以在自然界分解,材料更环保。应用于袋装牛奶、糕点等食品无菌包装过程。
2.金属材料。以铝板为主,材料重、成本高、防水和气密性很好,但不易清洗和灭菌。应用于肉类罐头、灌装汽水、灌装啤酒等食品无菌包装过程中,为了包装需要可制成金属罐。
3.玻璃材料。材料重、成本低、透明,可观察材料内部,防水和气密性好,可是易碎,不方便携带和灭菌,但可重复使用和回收处理。广泛用于水果罐头、瓶装牛奶、瓶装啤酒等食品包装中,为了包装的需要,一般为玻璃瓶。
4.塑料。其重量轻、成本低、透明,可观察材料内部,防水和气密性好。但塑料材料多为一次性使用,使用后不容易回收,由于塑料都是人工合成的高分子聚合物,很难被土壤中的微生物分解掉,对环境污染较大。广泛用于膨化食品、袋装榨菜、瓶装饮料等食品包装中。
5.复合材料。不同于前面几种材料,在科技发展的基础上,食品包装材料也得到了相应的发展,为了更好地包装食品,便于携带,价格低等要求,从简单的包装材料发展到复合材料。复合材料是指两种或两种以上的材料复合而成的固体材料,材料在性能上取长补短,优于原组成材料而满足各种不同的要求。可以有金属与金属的复合材料,金属与非金属的复合材料、金属塑料复合材料、纸金属塑料复合材料,非金属与非金属的复合材料纸塑复合材料。由于纸金属塑料复合材料在综合性能上具有纸金属和塑料的优点,因此在食品包装过程中,使用较广泛。
(三)无菌包装容器的灭菌方法。包装材料灭菌方法主要有四种:加热灭菌;药剂灭菌;紫外线灭菌;射线灭菌。
1.加热灭菌。用温度为130~160℃的过热蒸汽喷射于需灭菌的包装容器内,在数秒钟即完成灭菌操作。加热灭菌具有无毒、无残留有害物质等优点,但只适用于耐热容器,如金属容器、玻璃容器等,所以目前应用并不很多。
2.药剂灭菌。用对微生物有杀死作用且对人体无害的化学药剂进行灭菌操作,一般可选用过氧化氢(双氧水)、乙醇等。过氧化氢对包装材料的适应性强、杀菌的安全性高,是当前无菌包装容器灭菌采用最多的药剂。
3.紫外线灭菌。紫外线能使微生物细胞在吸收紫外线后,细胞内的成分发生化学变化,使细胞质变性而引起死亡。这种灭菌方法在常温下可进行,性价比好,安全性高,很适合包装材质的杀菌,其中波长在250~260mm左右的紫外线灭菌能力最强。但紫外线易受物体表面平整度的影响,而且杀菌效果随菌种不同也有较大差异。
4.射线灭菌。用C060放射的γ射线在常温下处理,穿透力强,杀菌可靠性高。此种灭菌方法成本高,但方法既高效又安全。
在选择包装容器的灭菌方法时,应考虑到不同容器的包装材料、食品不同的包装需要、价格的要求、各个杀菌方法的特点等。各灭菌方法也可结合,以达到更好的灭菌效果。例如纸盒先以环氧乙烯杀菌,充填前再涂抹H2O2,再加热吹干;塑料袋状容器常采用紫外线灭菌与药剂灭菌合并使用。
四、无菌包装的设备及环境
无菌包装要求食品在不添加防腐剂的情况下,根据食品的包装要求,在无菌状态下,将灭菌后的食品利用包装机械,装入事先灭菌或经无菌处理的包装容器内,进行密封,让食品储存于不透气、不受微生物侵扰甚至不透光的环境中,在常温下长期保存。因此确保包装环境及包装设备的无菌是整个包装过程的前提。无菌包装环境首先要确保的是包装机械的无菌。包装机械在使用前先需要灭菌,灭菌用热碱水洗涤,稀盐酸中和,再用热水冲洗。如果包装机械停机不用时,微生物会大量繁殖,因此需对包装机械清洗后,将水分或液体残留烘干,不为微生物提供生存条件。为了确保操作环境无菌状态,可采用化学、物理灭菌来防止微生物进入操作环境,所以需要无菌室必须配备空气过滤装置、紫外线灭菌装置,来定期地进行紫外线照射,保证无菌室的洁净符合规定的标准。在输送过程中,要保持接管处、各个阀门、各个设备的密封性和压力,保证空气不能进入。
五、结语
无菌包装技术自从20世纪70年代在欧美兴起到目前,在国际上发展迅速,并广泛应用于很多国家的食品生产企业。它最大限度地减少食品在杀菌包装过程中营养成分和原有风味的损失,并无需冷藏便可长期贮存。因此食品无菌包装技术符合市场的需求,已被追求天然、绿色、健康食品的消费者接受,必然成为食品包装的趋势。
参考文献
[1]贺晓光,何建国,李海峰.食品的无菌包装[J].宁夏农学院学报,2000
[2]食品无菌包装的问题及解决措施[J].食品与包装,2011
[3]杨小俊,杨仲林,刘力桥.无菌包装技术发展现状及其应用前景[J].中国包装,2003
无菌包装 篇4
利乐巴西工厂所使用的生物质低密度聚乙烯由全球领先的生物质聚合物开发商Braskem生产，该公司通过从甘蔗中提取乙醇来生产乙烯，然后再将其转化为低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。通过这一工艺生产的生物质塑料不仅与石化资源制成的塑料技术性能相同，还具有低碳、可再生的环保特性，而且无需客户对灌装设备进行任何变动。
编辑点评：在可持续发展潮流的推动下，一些国际知名的品牌商已经积极行动起来，通过做出环境承诺、设立可持续发展目标等，切实履行社会责任，其中非常重要的一条就是努力降低其产品包装的环境负载。生物塑料作为一种采用可再生原材料加工而成的包装材料，能够显著节约资源和能源消耗，因此备受关注。
无菌包装 篇5
作为全球领先的食品加工和包装解决方案供应商, 利乐从没有停止创新的脚步, 近日, 利乐公司宣布将以优选包装容量与先进的图像柔版印刷技术全面升级无菌利乐枕○R包装, 为注重包装性价比的客户带来了新选择。两项新技术在无菌利乐枕上的应用, 不仅解决了小容量精确灌装难题, 还可令产品外观更加绚丽夺目。在整个乳制品行业探索深挖市场良策之际, 新技术将在增强产品差异化、扩大品牌影响力同时, 助力客户降本增效, 实现一举多得。
创新的利乐优选容量理念, 便于客户实现对70m L和220m L小容量无菌利乐枕的精确灌装, 并可选择多种包装规格, 大大减少了包材浪费。先进的图像柔版印刷 (Eco Flexo) 技术, 首次将图像印刷技术应用于无菌利乐枕○R包装生产中, 为客户升级产品消费体验、深挖市场机遇创造了绝佳机会。
利乐公司产品总监Hemant Krashak表示, “作为一种简单、经济的包装形式, 无菌利乐枕已在确保饮品营养价值的前提下, 帮助客户赢得了那些追求高性价比产品的消费者。现在, 随
——利乐全面升级无菌利乐枕○R包装
着优选容量理念和图像柔版印刷技术的使用, 客户更能在提高产品货架表现力的同时, 达到成本和价值的双丰收。”
优选容量——将包材利用率全面升级
在优选容量解决方案诞生前, 客户只能通过不灌满250m L和100m L无菌利乐枕的方式实现小容量灌装。基于对客户生产成本节约需求的洞察, 利乐开发出低成本优选容量包装套件, 大大节约了客户的成本。现在, 客户仅需改变利乐A1灌装机的管径、夹爪长度, 即可实现220m L和70m L小包装精确灌装。
“优选容量能为客户带来前所未有的生产效率。”据利乐公司产品总监Hemant Krashak介绍, 配备优选容量套件后, 利乐A1灌装机器每小时可灌装多达1.3万个220m L无菌利乐枕, 产能较使用250m L包装时提高8.5%。
图像柔版印刷——提升包装表现力的首创之举
将图像柔版印刷技术应用于经济型无菌纸包装, 是利乐满足客户产品升级需求的首创之举。这一技术通过对用纸、油墨、网辊线数、网文辊和网点扩大率的改进减少了花斑的影响, 可在未加涂层的纸板上完成照片效果的图像印刷, 将为消费者带来更为美妙的视觉愉悦感。
作为首批受惠于此项技术的中国客户, 西安银桥乳业副总经理刘俊先生高度认可利乐中国的此番创新:“图像柔版印刷技术提升了我们的品牌形象和包装设计表现力。使用此技术以来, 我们的产品得到更多消费者关注, 其销售额也提升了10个百分点以上。”
无菌包装 篇6
无菌包装在行业的应用
西得乐于1998年将H2O2过氧化氢蒸汽干式瓶胚杀菌技术开始用于Combi Disis。最初, 该系统开发用于冷链销售的液态食品, 尤其针对风味牛奶。几年后, 该系统开始用于常温发售的UHT巧克力奶产品。2006年, 第一条采用H2O2蒸汽进行干式瓶胚杀菌, 用于冷链销售ESL乳制品的Combi Predis正式面世, 该生产线首批生产产品为优酪乳;2008年售出的Combi Predis, 用于常温销售的无防腐剂高酸充气果汁。2009年, Combi Predis首次用于常温销售的无菌低酸产品, 尤其适用于UHT牛奶。Combi Predis FMa采用H2O2蒸汽对瓶胚进行干式杀菌, 替代了原有的过氧乙酸 (PAA) 洗瓶杀菌法。该系统能够减少机器数量和整体碳排放量, 实现高效杀菌, 无须耗水, 且只使用少量化学药品。
目前, 无菌灌装技术正在波兰迅速兴起, 荷兰本土果汁生产商Sokpol依托无菌灌装技术走出了本国市场并向东欧、葡萄牙、法国、意大利和美国供应果汁产品;同时, Sokpol还在欧洲最大的果汁消费国德国及斯堪的纳维亚设立了分厂。而在2009年之前, 该公司只能使用纸盒、玻璃瓶和广口瓶进行产品灌装, 而现在该公司从西得乐购买的第二条Combi Predis生产线已投入使用。
Sokpol在梅什库夫的工厂 (波兰南部, 临近卡托维兹) 坐落于翻新的老厂区内。该厂于1992年由公司总裁Roman Sobczyk及其夫人 (副总裁Silvia Sobczyk) 一手创办。在过去的19年中, 该厂从仅拥有一条Tetra Pak生产线的小厂发展成为波兰最具创新能力的合作包装食品生产厂商之一。该地区发达完善的公路设施保证工厂能够向欧洲各大型超市用户群供货。特别是在Sokpo生产0.5L、1.5L和1.75L型产品后, 公司得以迅速发展。
2008年公司决定购买第一条Comb Predis FMa生产线, 此举使得Sokpol在一台机器上就实现了果汁产品的无菌吹瓶、灌装及PET瓶封装一体化。但是, 当时Sokpol对PET和先进的灭菌技术并没有深入了解, 这使其生产力和产量在技术方面受到局限。
技术支持和培训使生产性能大幅提高
Sobczyk先生认为Sokpol公司非常需要一个能够提供一条龙服务支持的行业合作伙伴, 帮助其实现成为创新成长型企业的远景目标, 以满足当今市场的各种需求和不断变化的消费观念。为此, Sokpol向西得乐寻求专业的协作和支持, 并开展了为期7个月的培训项目。
很快, Sokpol公司新PET装瓶生产线的性能就得到了显著提高。与此同时, PET消耗逐年减少, 从而降低原材料成本并且更加环保。
低廉的运营成本、可靠的分销网络以及新型FMCG公司的出现, 使包装消费品制造业的竞争日趋激烈。为此, 在巩固市场竞争地位和打造强势品牌时, Sobczyk先生为Sokpol确定了明确的目标, 公司战略基于为客户提供物美价廉的商品, 同时提供完善的服务和售后支持。鉴于国内市场和欧盟在这一领域的需求和期望较高, 所以, 要想在果汁、果肉饮料和软饮料行业得到市场的认可, 这对于公司来说的确是一个挑战。
进步通常是逐步的, 但是自2009年安装了首条Combi Predis FMa生产线, Sokpol取得了跨越式的进步。2010年11月, 公司决定再购买一条Combi Predis FMa整线, 使其装瓶能力翻一番。为了达到欧盟标准及要求, Sokpol公司采用了HACCP体系, 该方法与Combi Predis FMa的生产准则非常吻合。新线已于2011年4月投入生产。
生产能力不断提高, 产品范围不断扩大
Sobczyk先生说道:“我们现在的生产能力还远远不足, 如果要实施所有项目且更高效地进行生产, 例如避免经常转换瓶型, 就需要再上一条生产线。”两条Combi Predis FMa整线针对0.3L和0.5L两种瓶型的灌装速度均能达到2.5万瓶/小时以上 (1.5亿瓶/年以上) 。由于拥有出色的装瓶能力和灵活的瓶盖更换技术, Sokpol预计新生产线的整体效率将超过90%。公司有信心实现这一宏大的目标。
经验证, 西得乐无菌灌装机能够保证连续120小时生产高酸产品, 而无须中断生产进行灭菌, 逐瓶清洁、杀菌能够在3小时内完成。Sokpol新购买的Combi Predis FMa将扩大装瓶范围, 实现300m L、500m L、1.5L和2L瓶型的产品灌装, 并能使用多种规格的瓶盖进行封装, 例如为运动和能量饮料瓶上的运功型瓶盖。
出于环保考虑, Combi Predis FMa采用H2O2蒸汽对瓶胚进行干式杀菌, 减少了机器数量和整体碳排放量, 无须耗水, 且只使用少量化学药品。瓶胚加热所用时间以及烘炉内的温度足够激活少量H2O2、冷凝物, 保证其在瓶胚壁上均匀分布, 确保对瓶子进行100%灭菌, 保证瓶子生产工序的绝对安全;结合UV-C灭菌装置, 吹塑成型的空气和Combi机内的空气保证瓶子在灌装和旋盖工序之前都是安全无菌的。
瓶胚进给采用电离除尘, 吹塑成型空气达到0.01微米级过滤, 在受控气压下通过瓶颈传送瓶子, 所有这些都保证了瓶子的无菌性。借助瓶颈连续传送, 空瓶免受热应力影响, 据此公司认为, Combi方案能够有效实现瓶子减重, 并为瓶身设计提供很大空间。
无菌包装 篇7
ISO 11607-2:2006《最终灭菌医疗器械的包装第2部分:成形、密封和装配过程的确认要求》是对医疗器械包装生产体系的要求, 包装的成形、密封和装配过程开发后, 需要进行ISO 11607-2中规定的无菌屏障系统制造过程的“确认”, 包括三个鉴定过程:安装鉴定 (IQ) 、运行鉴定 (OQ) 和性能鉴定 (PQ) 。其中, 运行鉴定是为安装鉴定后的设备是否适用于某一具体医疗器械 (无器械在场的情况) 无菌屏障系统的成形、密封和装配过程提供证据。通过运行鉴定工作, 应能确定设置的过程参数在正常情况甚至极限情况下, 是否能满足医疗器械的无菌屏障系统的成形、密封和装配过程。显然, 最佳热封参数的确定是医疗器械包装过程确认中不可缺少的一个重要环节。
2. 确定材料热封参数的依据
2.1 影响热封的过程参数
包装的热封材料选定后, 影响热封强度的热封过程参数有热封温度、热封时间和热封压力, 其中热封温度是影响热封质量的最主要因素, 对热封强度等指标的影响最为直接。各种热封材料的熔融温度的高低, 直接决定包装材料的起封温度和热封温度的范围。因此不同的热封材料有着不同的温度-热封强度关系曲线。达到起封温度后, 热封强度随热封温度的升高而升高。当达到一定温度后, 热封强度达到最大值。对于塑料复合包装来说, 其热封受到热封压力、制袋速度以及所用热封材料等多方面影响。热封的压力越小, 要求热封温度越高;热封机速度越快, 热封层和复合膜的厚度越厚, 要求的热封温度也越高。
要达到理想的热封强度, 还要对热封材料施加一定的压力, 而且随着复合膜厚度的增加所需要的热封压力也相应提高。如果热封压力不足, 两层薄膜之间难以达到真正的熔合, 可导致局部脱封、虚封或密封不平整;然而, 热封压力也并非越大越好, 因为热封温度较高时, 封边处的热封材料已处于半熔融状态, 太大的压力使得热封部位变薄, 易造成热封边发脆、热封强度降低甚至断裂。另外, 在调整压力前, 还应注意上下热封刀是否对齐且平行。
热封时间也是影响热封强度和外观的一个关键因素。相同的热封温度和热封压力下, 热封时间长, 则热封层熔合更充分, 结合更牢固。但热封时间过长, 容易造成热封部位起皱变形, 影响外观, 也有可能造成封口界面的密封性能劣化。
2.2 测定材料最佳热封参数的方法
ASTM F 2029《通过测量密封强度确定软包装材料的热封性能标准规范》给出的试验方法, 通过测定不同热封条件下的破坏力和破坏模式, 绘制材料的热封曲线, 进一步确定包装材料的最合适的热封参数。该试验方法可用于测定相同或不同包装材料之间的热封强度。本文第3部分用一个无菌医疗器械的典型包装形式-组合袋的实例, 对ASTM F 2029试验方法的可行性和有效性进行了验证。
3. 确定医疗器械包装材料最佳热封参数的实例
3.1 试验仪器
SL-10热封性能试验仪, Zwick/Roell万能材料试验机Z2.5, 已经过生产商校准, 符合本试验的要求。
3.2 试验样品
本试验采用医疗器械包装中常见的透气性材料/塑料膜组合包装, 透气性材料为涂胶Tyvek, 塑料膜为PET/PE双层复合膜。
3.3 试验程序
3.3.1 按GB/T 6672《塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法》中规定的试验方法, 在塑料膜上取10个不同的点测量膜材的厚度, 取其平均值, 如表1所示。
3.3.2 裁取适宜尺寸的PET/PE膜和涂胶Tyvek试片。
3.3.3 由表1中塑料膜的厚度, 根据ASTM F 2029中的要求, 规定其热封持续时间为1s。
3.3.4 根据经验将热封压力设定为0.2MPa。
3.3.5 设定热封初始温度为70℃, 随后以5℃的间隔递增, 直到135℃密封区域产生收缩及严重的弯曲变形。在这些温度下分别对PET/PE膜和涂胶Tyvek进行热封 (PE面与涂胶面接合, 试片热封方向一致) 。
3.3.6将这些试样沿与胶合方向垂直的方向, 分别裁剪成15mm宽的试样, 各裁5条。
3.3.7在 (23±2) ℃, 相对湿度 (50±5) %条件下将试样调节至少24h。
3.3.8按YY/T 0681.2《无菌医疗器械包装试验方法第2部分软性屏障材料的密封强度》中规定的试验方法, 设定夹具初始间距为25mm, 移动速度为200mm/min, 尾部握持方式为无支持, 分别测定各热封温度下试样的最大密封强度。
3.4 试验结果
3.4.1 试片在各温度下热封后的状态如图1所示。
可以看出, 随着热封温度的升高, 热封区域逐渐产生弯曲变形, 当温度达到135℃时, 热封区域还产生了褶皱, 这说明适宜的热封温度应在135℃以下。
3.4.2 各温度下试样的破坏模式皆为界面剥离, 测得的密封强度如表2所示。
表2中有些热封温度下个别试条与平均值的偏离程度较大, 这是由于Tyvek材料厚度或涂胶层不均匀, 影响了热封区域密封强度的稳定性。
3.4.3 根据表2的数据得到的热封曲线如图2所示。
可见, 热封温度在115℃以后基本达到稳定, 同时, 由于115℃之后热封区域的变形逐渐严重进而影响了包装的外观, 因此适宜的热封参数可以选择为热封温度115℃±5℃, 持续时间1s, 热封压力0.2MPa。
4.结束语
ASTM F 2029给出的试验方法用热封仪对软性屏障包装材料进行热封, 通过测量压力和持续时间不变时, 热封温度变化对材料热封强度的影响, 绘制热封曲线, 进而确定使材料达到最佳热封效果的热封参数。ASTM F 2029可以帮助企业按ISO 11607-2对包装过程参数进行确认。企业可以自行或委托有资质的实验室对包装的密封按ASTM F 2029建立规定条件下的热封曲线, 以此来确定产品包装适宜的最佳热封参数。
然而, 对材料热封质量的要求不仅局限于密封牢固性这一点上。试验表明, 最佳热封强度处呈现出的可能并非是最佳密封外观。按ISO11607-2:2006中附录B的要求, 在建立热封强度对温度的曲线的同时, 保留曲线对应于各试验点的实物样品是非常必要的。在确定最佳热封参数时, 建议结合热封强度和密封样品剥离前后的实物外观 (包括热封剥离前的完好性和剥离后无基材破坏) 综合考虑确定最佳热封参数。
摘要：ISO 11607-2:2006要求对无菌医疗器械的无菌屏障系统的密封过程进行确认。确定包装材料的最佳热封参数则是进行这一确认的重要内容之一。本文通过实验室开展的实际试验, 介绍了用ASTMF 2029给出的试验方法建立形成一系列热封条件下得出的热封强度对温度的热封曲线, 并附以实物样品, 以此确定医疗器械软包装材料的最佳热封参数。
关键词：无菌医疗器械,软包装,热封参数,热封曲线
参考文献
[1]ISO11607-2:2006最终灭菌医疗器械的包装第2部分:成形、密封和装配过程的确认要求
[2]ASTM F2029通过测量密封强度确定软包装材料的热封性能标准规范
[3]YY/T0681.2无菌医疗器械包装试验方法第2部分软性屏障材料的密封强度
[4]GB/T6672塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法