瓶装纯生啤酒无菌灌装技术) d/ y5 b& f' C- F1 ]
& y8 i+ q( I; w$ Q[摘要] 本文简要地介绍了瓶装纯生啤酒无菌灌装技术的特点，并从防止二次污染、确保无菌灌装的角度，介绍了此项新技术的关键和开发啤酒无菌灌装设备的一些基本技术措施。
% k( O. G$ w, i" q! ~: B" t1 引言. ^) ~& V) Q7 M$ u
九十年代初，随着膜过滤技术和无菌灌装技术的发展和完善，国外一些啤酒灌装设备制造厂家顺应市场需求，相继推出了新一代配备低温膜过滤系统的瓶装纯生啤酒无茵灌装生产线。日本、美国以及欧洲一些国家的啤酒生产企业以此新技术逐步取代传统的灌装和巴氏杀菌工艺，大批量生产纯生啤酒。这是啤酒包装技术质的飞跃，是啤酒生产工业上的一次重大变革。
4 T- a- @. z: a 纯生啤酒无菌灌装技术的发展引起了我国啤酒行业的重视。1997年，原轻工总会提出的《啤酒行业产品结构调整方案》就明确指出：在产品结构上，要适应国际发展潮流，从目前单一的熟啤酒逐步转向冷灭菌的纯生啤酒。由国家经贸委发布的《九五国家重点技术开发指南》也把广东轻工业机械集团有限公司立项开发的“啤酒无菌灌装设备”列入其中，并指出，这些项目均是“市场前景好、技术先进、综合经济效益好、符合国家产业政策、对国民经济有重大影响并具有一定超前性或具有世界先进水平”的重大关键技术。作为项目承担单位，认真研究、掌握啤酒无菌灌装技术，研制相关的灌装设备，是我们肩负的重大任务。' U/ M! }8 a' ]% G8 q9 v, F8 {5 z
2 技术特点
0 }' C( G, ~( ^# Q, ~% A 传统瓶装熟啤酒的灌装杀菌工艺过程是：啤酒由装瓶压盖机灌人玻璃瓶并封盖后，被输送到隧道式喷淋杀菌机进行40多分钟的巴氏杀菌。这样的成品生物稳定性好，保存期长，但啤酒的新鲜口味受到破坏。另一种工艺则是啤酒经高温瞬时杀茵后，由装瓶压盖机灌装封盖。但由于其瞬时杀菌温度比较难控制，产品质量稳定性难保证，加上仍要对啤酒加热处理，啤酒的风味还是受到一定影响。而冷灭菌瓶装啤酒无茵灌装，是由灌装机在洁净条件下把经过低温膜过滤除菌的啤酒灌人经杀菌的玻璃瓶内，再用无菌瓶盖进行封盖。由于有效地消除了外界微生物的污染，啤酒、玻璃瓶和瓶盖均处于无菌状态，故经包装后的成品无需进行巴氏杀菌就能达到较长的保质期。这样生产出来的纯生啤酒，能最大程度地保留啤酒中的营养成分，口味新鲜、纯正、爽口，符合当今世界的消费潮流。纯生啤酒正是以其优质和上乘的品味，迅速成为人们关注的热点。
g- `5 w* w5 @/ p" p9 i, P1 A 然而，要能够长期正常地生产纯生啤酒，啤酒生产企业必须具备四个方面的条件：3 |2 w" C! I; e) k7 y( ?
（1）采用低温膜过滤技术，除去100%的酵母和所有可能导致啤酒变质的有害菌。: r9 Z, R6 s1 n$ T1 m% [% X
（2）采用无菌灌装技术，使用专门的灌装设备，在确保不会发生二次污染的洁净环境下，把符合标准的纯生啤酒灌人无菌的容器中。% {5 v- @: C$ g! S, v: R
（3）为防止灌装系统发生二次污染，必须有完善的具有杀菌功能的CIP系统。& s1 U; |9 ]' J- P
（4）具备对啤酒生产全过程的微生物检测、控制的能力。8 F+ ~ ]$ D: ^
而这些条件对啤酒灌装设备制造厂家来说，实质上就是最基本的技术要求。
2 V8 o3 O9 T- b3 y! [3 瓶装纯生啤酒无菌灌装技术关键
3 D2 n6 j5 ]; M/ y 啤酒无菌灌装，首要的无疑是无菌。在这里，无菌的确切含义是：无酵母和可能导致啤酒变质的有害菌。根据国外多年的研究，不经过巴氏杀菌的啤酒引起染菌的途径分别在于：30％通过啤酒自身染菌，70％通过包装工序等途径二次染菌。针对染菌途径，使用专用设备和有效手段进行除菌并防止二次染菌，以保证达到无菌状态，是啤酒无菌灌装的重要环节。6 ^2 p9 ?: ?8 N* v) h
3.1 控制、消除一次污染
- X9 n7 d1 ^7 J8 n/ S% E 工业化的啤酒生产中，或多或少会有多种杂菌污染存在。在严格控制生产过程中杂菌污染的基础上，啤酒经过正常硅藻土过滤后，再经过过滤精度为0.5~0.8μm及0.45μm的两次膜过滤，就足以消除一次污染，使啤酒达到无酵母和无有害菌的要求。低温膜过滤技术日臻完善，已成为相对独立的系统。
3 S% f$ Z6 X' c5 }; _3.2 防止二次污染
# u! ]+ Z$ C4 N& W5 H3 j 在过滤除菌之后，可能会发生二次污染。二次污染对纯生啤酒生产的危害比一次污染更大，更难于控制，因而特别有必要认真研究。
% o- H: E a0 h+ e0 F: z: P: G3．2．1 二次污染的来源0 t: m' q- e8 y- F
啤酒的生化敏感性是与很多因素有关的：如pH值、麦汁含量、氧气含量、CO2含量、苦味质含量和酒精含量等。啤酒的酒精含量低，其pH值和麦汁含量常常较高，特别容易被污染，尤其是在灌装区域的二次污染。! }# p! {6 f, [, g4 @! }8 I
经冷灭茵的啤酒在送住灌装机进行灌装时，要经过输送管道、阀门、酒缸、灌装阀，己灌人啤酒的瓶子在送往压盖机期间，啤酒暴露在空气中，这都存在二次污染的可能。! \' V3 k: n: }- J9 E4 |
洁净瓶子从洗瓶机输往冲瓶机，输送的时间和距离都较长，瓶口敞开，瓶底、瓶身与输送链带、栏杆、进瓶螺旋接触，使瓶子可能再度受到污染。研究表明，由于破瓶酒液溅洒和激泡时啤酒泡沫外溢，使灌装机平台的金属板面中部成为受污染最严重的区域。瓶子通过此区域进出灌装机井进入压盖机，瓶子和啤酒都极易受到二次污染。# P7 {: B h- b. H# u
此外，灌装机的星轮表面、定中环装置、托瓶气缸托瓶板、进瓶螺旋、输送链道以及压盖机的压盖头、星轮、瓶盖下盖通道等，都是易受污染部位。
$ e0 N" `$ D# u6 w0 O W6 o8 L# ^3．2．2 二次污染的形成
- e4 ?/ B, F) u' k0 v6 z. U' G 最近几年，人们对二次污染菌及二次污染的形成过程已作了深入的研究。鉴于各种啤酒有害菌对热、杀茵剂、特别是干燥环境的敏感性，这些有害菌只有在醋酸菌的保护下才能生存和繁殖。醋酸菌能形成一层粘质胶膜，起到抗干燥、抗热和抗杀菌剂的作用。当这类粘质胶膜存在时，其他微生物会纷纷而至，特别是对啤酒有潜在和实际破坏作用的微生物也在这层粘质胶膜的保护下生存。如果这些菌囊不清除，有害茵就会继续繁殖，它们将通过机械
! p e2 X) F% H% q& d" s设备（如装瓶压盖机的平台、星轮、压盖头、链道……）以及瓶子、瓶盖、工作人员甚至空气的流动蔓延开来，这就造成了潜在的危害。
9 N/ `9 l* [( d# f8 e 从醋酸菌形成粘质胶膜到形成含有有害菌的菌囊，其问需要有一个过程，这时的菌囊还没有达到危害啤酒的程度，而菌囊的扩散分布、适应环境、对啤酒及容器造成二次污染也有一个过程。在有害菌还未造成危害之前，是杀灭、控制有害菌的关键阶段。一旦啤酒有害菌适应了灌装环境并造成了灌装系统的高度污染，其危害就难以估计了。
1 {# p- f5 p- _3 A3．2．3 防止二次污染的技术措施/ j7 g. u) K& b. H, c% `
严格控制灌装区域、灌装设备以至灌装车间的卫生条件，及时把可能导致呻酒变质的有害菌及菌囊杀灭，防止二次污染造成危害，是啤酒无菌灌装的关键。' w7 q3 W7 q8 X# S2 _. B- }$ d
这除了啤酒生产企业对纯生啤酒的生产要有一套完善的管理、检测、控制措施外，相关的灌装设备也必须具备灌装纯生啤酒的功能和符合灌装工艺的要求。
' [7 c0 y4 ? Z/ V0 b8 d7 W 作为瓶装纯生啤酒无菌灌装设备的制造厂家，我们已针对二次污染形成的条件、过程以及易污染区域和部位，对相关设备作了专门的设计并采取了一系列技术措施，其宗旨就是要把有害菌及菌囊杀灭在产生危害之前，以防止灌装区域的二次污染，确保无菌灌装的微生物安全性。
9 P7 r) `4 W; [9 g0 N! m3．2．3．1 采用双端洗瓶机; U Q' b1 M3 p, ?% D
灌装纯生啤酒，瓶子必须干净、无菌。为保证洗瓶机出口端的卫生环境，洗瓶机采用双端结构。出瓶端箱体用不锈钢制造，内壁光洁平整，转角部位圆滑。箱体内装有自清洗喷淋装置，可对箱体本身进行清洗杀菌。洗瓶机喷淋系统采用旋转式喷淋，能够从不同角度对瓶子进行喷冲，清洗效果比往复式喷淋系统的效果更好。瓶子经浸泡清洗后，再用无菌水或消毒水喷冲，已基本达到灌装纯生啤酒的要求。此外，把出瓶端置于卫生隔离区内，更可以大大减少洗干净的瓶子再次受环境污染的可能。
: c$ S; J5 z* o0 p7 g/ \) g6 Z3.2.3．2 增设回转式自动冲瓶机
2 w0 m$ {* z, |6 @ x1 G 为消除瓶子在输瓶、验瓶过程中可能受到的二次污染，在灌装机前增设自动冲瓶机，再次用热水对瓶子进行清洗杀菌。机前链道还设有热水槽，可以对瓶底及链带进行浸泡、清洗和杀菌。
: O6 R# e- q1 [. V4 t1 C3．2．3．3 开发新型电控阀装瓶压盖机
& B! H( H/ d. E- Z' u7 L 装瓶压盖机是纯生啤酒瓶装生产线中的重要设备。其最主要的技术特性是要保证在无菌状态下进行灌装，因而它的结构与以往的灌装机有很大差别，自动化程度更高。装瓶压盖机采用电控灌装阀，在灌装过程中三次抽真空，其间两次喷冲过热蒸汽对瓶子进行最终杀菌，最后一次充人二氧化碳作背压，既保证了无菌灌装的微生物安全性，又达到了啤酒灌装低增氧量的技术要求。! _5 W! W2 C2 Y/ M, C- }! b
能够有效防止啤酒的二次污染是装瓶压盖机必须具备的重要功能。为此，在装瓶压盖机上采取了多项技术措施。灌装阀内酒液和气体的通道以及酒缸内没有难于清洗杀菌的零部件，内壁面光洁平滑，结构上无卫生死角，啤酒输送管道和输气管道采用卫生管及卫生阀门，防止微生物积存滋长。灌装系统内所有酒液和气体的通道都与CIP系统相连，可按设定的程序通人热水、碱液、酸液和无菌水进行清洗灭菌。 Y- w! S. ^) W7 t
在最容易受到微生物污染的装瓶压盖机平台中部区域设置外部喷淋清洗系统，定时用热水以及清洁消毒剂对平台、星轮、输瓶通道、灌装阀外部、定中环装置、托瓶气缸外部及转台等有关部位进行喷淋，及时灭除在机体上滋长的微生物，以确保对无菌灌装影响最大的灌装区域符合卫生要求。& c& m6 A( n L
压盖头经专门设计，可进行ClP清洗。瓶盖斗和落盖槽也都设有自动的ClP清洗装置，以便定时用热水清洗灭菌。/ ]) ?1 V0 }6 A
3．2．3．4 设计无菌瓶盖输送机
& q+ p* V/ s6 Y' K+ `* r 用于无菌灌装的瓶盖必须进行灭菌处理。在瓶盖输送机的瓶盖输送通道上，设置紫外线照射装置对瓶盖灭菌，并采取多项防污染措施，确保在无菌状态下把瓶盖输送到压盖机。
/ z5 D' x* [1 d3．2.3.5 改进输瓶系统
$ D( l8 Z$ {, n+ o3 z" D 从洗瓶机出口至冲瓶机人口的输瓶带，设置有机玻璃顶罩，井设有集中控制的清洗系统，定时对输瓶链道、栏杆、顶罩进行清洗杀菌，尽可能减少输瓶过程中外界因素对洁净瓶子的污染。; L. R( t+ {: K( B
3．2.3.6 研制具有杀菌功能的CIP系统: }3 ` s! a. f- c) @" i# T6 r3 H, v- s
完备的无菌灌装专用设备和技术措施，已为无菌灌装提供了良好的也是必不可少的条件。要使无菌灌装生产线能够长期正常生产，一套完善的具有杀菌功能的CIP系统同样是必不可少的。ClP系统使用碱液、酸液、热水、无菌水对冲瓶机和装瓶压盖机的相关部位以及管道、阀门定时进行清洗杀菌，可有效防止二次污染，确保灌装系统实现无菌灌装。9 ` A* j% t( z
4 结束语; v( Y+ \6 [/ [3 L
瓶装纯生啤酒无菌灌装技术是一项具有世界先进水平的关键技术。近几年来，我们及时跟踪啤酒无菌灌装技术的最新发展和相关的微生物学方面的最新研究成果，迅速掌握了这项新技术。我们紧紧抓住防止二次污染、确保灌装过程无菌这个关键，充分发挥我们在制造啤酒灌装设备方面的技术优势，已成功地开发出适应市场需要的20000瓶／时纯生啤酒瓶装生产线，井生产出符合标准要求的瓶装纯生啤酒，为我国啤酒工业的进一步发展作出了应有的贡献。 |
发表于 2008-5-4 11:16:27
