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1、第五节 无菌包装机械概述一、卷材成型无菌包装机二、预制盒式无菌包装机三、大袋无菌包装机l概述n什么是无菌包装？什么是无菌包装？ 所谓无菌包装就是在无菌环境条件下，把无所谓无菌包装就是在无菌环境条件下，把无菌的或预杀菌的产品充填到无菌容器中并进行密菌的或预杀菌的产品充填到无菌容器中并进行密封。封。n无菌包装涉及的操作无菌包装涉及的操作食品物料的预杀菌；食品物料的预杀菌；包装材料或容器的灭菌；包装材料或容器的灭菌；充填密封环境的无菌化。充填密封环境的无菌化。n无菌包装涉及的机械设备预杀菌设备：食品物料的预杀菌通常采用第预杀菌设备：食品物料的预杀菌通常采用第1212章所述的章所述的热处理方法和设备。
2、热处理方法和设备。无菌包装机械：主要指的是在无菌条件下将预杀菌好的无菌包装机械：主要指的是在无菌条件下将预杀菌好的食品装入无菌容器的机械设备。从时序上来说，食品包食品装入无菌容器的机械设备。从时序上来说，食品包装材料或容器的无菌化处理可有两种情形，一是使用预装材料或容器的无菌化处理可有两种情形，一是使用预制时已经作无菌化处理的容器进行包装，二是在无菌包制时已经作无菌化处理的容器进行包装，二是在无菌包装机中同步对包装材料或容器进行灭菌处理。装机中同步对包装材料或容器进行灭菌处理。 l概述n宜采用无菌包装的物料状态宜采用无菌包装的物料状态 理论上讲，不论是液体还是固体食品均可理论上讲，不论是液体还
3、是固体食品均可采用无菌方式进行包装。采用无菌方式进行包装。 但实际上，由于固体物料的快速杀菌存在难但实际上，由于固体物料的快速杀菌存在难度，或者固体物料本身有相对的贮藏稳定性，因度，或者固体物料本身有相对的贮藏稳定性，因此，一般无菌包装多指液体食品的无菌包装。此，一般无菌包装多指液体食品的无菌包装。 l概述n无菌包装设备无菌包装设备主要类型主要类型卷材成型无菌包装设备，如瑞典卷材成型无菌包装设备，如瑞典TBA TBA 系列设备；系列设备；预制纸盒无菌包装设备，如德国的预制纸盒无菌包装设备，如德国的CombiblocCombibloc设备；设备；箱中衬袋无菌大包装设备；箱中衬袋无菌大包装设备；无
4、菌瓶包装设备；无菌瓶包装设备；热灌装无菌包装系统。热灌装无菌包装系统。l概述一、卷材成型无菌包装机TBATBA无菌包装机无菌包装机（一）（一）机器的灭菌机器的灭菌（二）（二）包装材料的灭菌包装材料的灭菌及及灌装区的无菌化灌装区的无菌化（三）（三）包装的成型包装的成型、充填、封口和割离、充填、封口和割离（四）（四）带顶隙包装的充填装置带顶隙包装的充填装置z z（五）（五）包装盒顶部、底部折叠和黏合包装盒顶部、底部折叠和黏合z z一、卷材成型无菌包装机TBATBA无菌包装机（图）无菌包装机（图）图1161. TAB卷材成型无菌包装机外形结构n主机包括主机包括：uu包装材料灭菌包装材料灭菌、uu纸板
5、成型封口纸板成型封口、uu充填充填u和分割等机构。n辅助部分有辅助部分有：提：提供无菌空气和双氧供无菌空气和双氧水等的装置水等的装置一、卷材成型无菌包装机TBATBA无菌包装机（图）无菌包装机（图）图1161. TAB卷材成型无菌包装机外形结构n工作过程工作过程 包装卷材展开包装卷材展开 进入双氧水浴槽灭菌进入双氧水浴槽灭菌 在无菌腔内成型热封在无菌腔内成型热封 充填充填 横向封口切断横向封口切断 整形送出。整形送出。n n包装范围包装范围 355124mL355124mL， n n 产率产率 60006000包包h h。（一）（一）机器的灭菌机器的灭菌无菌包装开始正式进无菌包装开始正式进行包
6、装操作之前，所行包装操作之前，所有直接或间接与无菌有直接或间接与无菌物料相接触的机器部物料相接触的机器部位都要进行灭菌。位都要进行灭菌。 灭菌系统（图灭菌系统（图11. 11. 6161）一、卷材成型无菌包装机机器灭菌过程机器灭菌过程首先将无菌空气首先将无菌空气加热器加热器和和纵向热封加热器纵向热封加热器的工作温度预的工作温度预热到热到360360；然后将浓度为然后将浓度为35%35%的的双氧水溶液双氧水溶液喷射到包材将经过的无喷射到包材将经过的无菌区和机器其它待杀菌部分；双氧水喷雾量和喷雾时间菌区和机器其它待杀菌部分；双氧水喷雾量和喷雾时间由电子仪器自动控制以确保最佳的杀菌效果；由电子仪器自
7、动控制以确保最佳的杀菌效果；最后用热空气将喷在机械内的最后用热空气将喷在机械内的双氧水溶液双氧水溶液（以干燥挥发（以干燥挥发的方式）驱赶走。热空气的压力为，由水环泵输送，经的方式）驱赶走。热空气的压力为，由水环泵输送，经过气水分离器后由空气加热器加热。加热后的热空气引过气水分离器后由空气加热器加热。加热后的热空气引入需要利用热空气的部位。入需要利用热空气的部位。机器灭菌的整个机器灭菌的整个过程大约过程大约45min45min。一、卷材成型无菌包装机（二）包装材料的灭菌（二）包装材料的灭菌( (图图11.62)11.62)n n纸板带进入温度约纸板带进入温度约7575、浓度为、浓度为3535的双
8、氧水浴槽进行杀菌，的双氧水浴槽进行杀菌，n n出来后用橡胶辊（挤压拮水辊）出来后用橡胶辊（挤压拮水辊）除去残留双氧水液，除去残留双氧水液，n n橡胶辊后紧接着用无菌热空气吹，橡胶辊后紧接着用无菌热空气吹，以驱赶残留在包装材料表面的双以驱赶残留在包装材料表面的双氧水，并使表面干燥。氧水，并使表面干燥。一、卷材成型无菌包装机灌装区的无菌化灌装区的无菌化n n卷成筒形开始、经过纵缝封口直到筒内液面以上的区域，卷成筒形开始、经过纵缝封口直到筒内液面以上的区域，是灌装过程中无菌化程度要求较高的区域。这一区域的无菌是灌装过程中无菌化程度要求较高的区域。这一区域的无菌化由两方面保证。化由两方面保证。通入的无
9、菌空气；通入的无菌空气；纸筒液面的电加热器（温度纸筒液面的电加热器（温度500650500650）。）。n n加热器利用辐射方式对纸筒壁进行加热、同时加热周围的加热器利用辐射方式对纸筒壁进行加热、同时加热周围的无菌空气。这种加热作用，既保证了充填环境的无菌，又使无菌空气。这种加热作用，既保证了充填环境的无菌，又使可能残留的双氧水分解成新生态可能残留的双氧水分解成新生态“ “氧氧” ”和水蒸气，从而进一和水蒸气，从而进一步减少其残留量，保障食品和生产者的安全。步减少其残留量，保障食品和生产者的安全。一、卷材成型无菌包装机一、卷材成型无菌包装机(三) 包装的成型l纸板带通过导向辊进入无菌区并在三个
10、成型件作用下折叠成纸筒，由纵向热封器进行封合。l沿纸筒内侧的搭接纵缝引入一条塑料密封带，由纵向热封器将密封带黏合到搭接纵缝上。l图11. 63是纸盒纵缝密封的结构。充填、封口和割离充填、封口和割离n n无菌充填管无菌充填管( (图图11. 6411. 64) )n n无菌料液由充填管进入纸筒，液面由浮子无菌料液由充填管进入纸筒，液面由浮子+ +节流阀控制。节流阀控制。n n横向封口横向封口: :n n在物料液面下进行在物料液面下进行( (满物料包装满物料包装) )。n n同时起热封和导引纸筒向下移位作用。同时起热封和导引纸筒向下移位作用。n n应用高频感应加热原理，应用高频感应加热原理，n n
11、横封模具将连体包装切割成单体。横封模具将连体包装切割成单体。一、卷材成型无菌包装机l l可用来对高黏度、带颗粒或纤可用来对高黏度、带颗粒或纤维的产品进行填充包装。维的产品进行填充包装。l l充填前预先设定好物料的流量，充填前预先设定好物料的流量，通过导入无菌空气或惰性气体通过导入无菌空气或惰性气体来形成包装体的顶隙（见图来形成包装体的顶隙（见图11. 11. 6666）。）。l l密封环密封环( (垫圈垫圈): ):使料液上面顶隙使料液上面顶隙区与包装机的无菌腔隔离，还区与包装机的无菌腔隔离，还有协助纸筒成型作用。有协助纸筒成型作用。（四）（四）带顶隙包装的充填装置带顶隙包装的充填装置一、卷材
12、成型无菌包装机 经过填充和封口的包装被分割为单个包装，经过填充和封口的包装被分割为单个包装，送到两个折叠机上，将包装盒的顶部和底部折送到两个折叠机上，将包装盒的顶部和底部折叠成角并下屈，然后用电加热的热空气将折叠叠成角并下屈，然后用电加热的热空气将折叠角与盒体黏合。角与盒体黏合。（五）（五）包装盒顶部、底部折叠和黏合包装盒顶部、底部折叠和黏合一、卷材成型无菌包装机二、预制盒式无菌包装机康美盒无菌包装机（一）盒坯输送与成型（二）容器的灭菌（三）无菌充填系统（四）容器顶端的密封（五）预制盒无菌包装机的特点无菌包装也可用预制包装容器进行包装。无菌包装也可用预制包装容器进行包装。二、预制盒式无菌包装机
13、康美盒（康美盒（CombiblocCombibloc）无菌包装机外形）无菌包装机外形( (图11. 66)二、预制盒式无菌包装机n n多种规格。多种规格。n n容量范围容量范围1502000mL 1502000mL 。n n产能产能:500016000:500016000盒盒h h。康美盒（康美盒（CombiblocCombibloc）无菌包装机结构（图）无菌包装机结构（图11. 11. 6767）二、预制盒式无菌包装机康美盒无菌包装机康美盒无菌包装机-主要工序主要工序( (图11. 68)二、预制盒式无菌包装机 （一）（一）（一）（一）盒坯输送与成型盒坯输送与成型盒坯输送与成型盒坯输送与成型
14、l预制盒坯输送到定形轮旁，l由活动吸盘吸牢和拉开成长方盒筒，并推送至定形轮中。l长方盒随定形轮转动，完成盒底密封；l经过成造型所需折纹操作。l盒顶折纹后的空盒进入正压无菌区。二、预制盒式无菌包装机 （二）（二）容器的灭菌l在在无菌区无菌区内进行。内进行。l先用定量喷雾装置将先用定量喷雾装置将H H2 2O2O2和热空气喷入空盒，和热空气喷入空盒，l然后通入热无菌空气使然后通入热无菌空气使H2O2H2O2分解成为无害的分解成为无害的分子氧和水，以保证分子氧和水，以保证H2O2H2O2在包装内容物中的在包装内容物中的残留量小于残留量小于 。二、预制盒式无菌包装机（二）（二）（二）（二）容器的灭菌容
15、器的灭菌无菌区无菌区n n从执行容器灭菌开始到容器封顶结束的一段区域。从执行容器灭菌开始到容器封顶结束的一段区域。n n该段区域在机器开机之前，先要采用该段区域在机器开机之前，先要采用 H H2 2OO2 2 蒸气和热蒸气和热空气的混合物进行灭菌。空气的混合物进行灭菌。n n正常运转期间，无菌区通入无菌空气，并保持该区正常运转期间，无菌区通入无菌空气，并保持该区域处于一定的正压状态，以确保该环境的无菌条件。域处于一定的正压状态，以确保该环境的无菌条件。无菌空气在该区以呈层流状态流动分布。无菌空气在该区以呈层流状态流动分布。 二、预制盒式无菌包装机（三）无菌充填系统（三）无菌充填系统（三）无菌充
16、填系统（三）无菌充填系统在无菌区内完成充填在无菌区内完成充填由缓冲罐、定量泵和灌装头等组成。由缓冲罐、定量泵和灌装头等组成。两个灌装头。两个灌装头。两种定量方式两种定量方式: :柱塞式容积泵定量柱塞式容积泵定量-含颗粒料液或黏度大的料液，含颗粒料液或黏度大的料液，定时流量法定量定时流量法定量-黏度小的料液。黏度小的料液。灌装阀灌装阀-可供黏度范围可供黏度范围 80100mPa 80100mPas s之间、最大粒径之间、最大粒径20mm20mm。颗粒含量最。颗粒含量最5050。易起泡沫产品，用除泡器吸取泡沫并送回另一贮槽回用。易起泡沫产品，用除泡器吸取泡沫并送回另一贮槽回用。二、预制盒式无菌包装
17、机（四）容器顶端的密封（四）容器顶端的密封（四）容器顶端的密封（四）容器顶端的密封l l无菌区内的最后工位。无菌区内的最后工位。l l采用采用(20kHz)(20kHz)超声波进行顶缝密封。超声波进行顶缝密封。二、预制盒式无菌包装机（五）特点（五）特点（五）特点（五）特点l l灵活性大，可以适应不同大小的包装盒，变换时间灵活性大，可以适应不同大小的包装盒，变换时间仅需仅需 2min2min；l l 纸盒外形较美观，且较坚实；纸盒外形较美观，且较坚实；l l 生产速度较快，而设备外形高度低，易于实行连续生产速度较快，而设备外形高度低，易于实行连续化生产。化生产。l l必须用制好的包装盒，使成本有
18、所增加。必须用制好的包装盒，使成本有所增加。二、预制盒式无菌包装机大袋无菌包装概念大袋无菌包装概念大袋无菌包装是将灭菌后的料液灌装到无菌袋内的无菌大袋无菌包装是将灭菌后的料液灌装到无菌袋内的无菌包装技术。包装技术。由于容量大（范围在由于容量大（范围在20200L20200L），无菌袋通常是衬在硬），无菌袋通常是衬在硬质（如盒、箱、桶等）外包装容器内，灌装后再将外包质（如盒、箱、桶等）外包装容器内，灌装后再将外包装封口。装封口。这种既方便搬运又方便使用的无菌包装也称为箱中袋无这种既方便搬运又方便使用的无菌包装也称为箱中袋无菌包装。菌包装。三、大袋无菌包装机STAR- ASEPTSTAR- ASEPT无菌包装机无菌包装机代表性的大袋无菌包装机，其代表性的大袋无菌包装机，其外形如图外形如图11. 7011. 70所示。所示。可用于浓缩果汁、液态乳制品、可用于浓缩果汁、液态乳制品、冰淇淋等多种低酸性食品。冰淇淋等多种低酸性食品。无菌袋无菌袋-有一特殊硬质开袋器有一特殊硬质开袋器（或称灌装阀）。允许在无菌（或称灌装阀）。允许在无菌条件下打开灌装，且灌装后的条件下打开灌装，且灌装后的产品可以多次打开使用，而不产品可以多次打开使用，而不造成污染。造成污染。三、大袋无菌包装机l无菌袋的灌装过程无菌袋的灌装过程( (图图11.71)11.71)三、大袋无菌包装机
