无菌罐系统

详细介绍了无菌罐系统的功能、结构、工艺过程及控制原理，有利于无菌罐国产化。
    目前，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，各种饮料、乳品的消费日益增大，自然对食品包装提出更高要求：保质期长，口味不变。于是各种无菌饮料、无菌奶、无菌食品等无菌产品不断涌现，且市场前景看好。这使得许多食品企业积极引进国外先进的无菌生产线。但为了节省外汇，都尽量引进最先进的设备和国内没有的设备，如果能自行开发制造，就不必进口。我们开发研制无菌罐系统正是出于这一目的。本系统是我们课题组结合瑞典利乐、日本精研舍的设备优化设计而成的。

　　1  无菌罐系统的作用    

    无菌罐系统是无菌生产线中的关键设备之一，是接收经过超高温杀菌的物料的缓冲罐和贮存罐。近年来国外先进的无菌罐系统不断被进口，刺激着我国国内企业对此类设备的开发生产。近两年来在上海、浙江、广东等地有小型的无菌罐生产，对我国无菌包装技术的发展起到了良好的促进作用。但国产的此类设备普遍存在无菌时间短，无菌化性能不稳定，自动化程度不高、产量低等问题。本公司根据长期研发实践，借鉴国外同类先进设备的原理，拟就此设备的无菌化在理论上作以深入探讨，以便有利于国产化。

　　2  无菌罐系统的结构    
    
　　此系统是作为接收无菌物料的缓冲罐和贮罐，它主要由罐体、阀组和控制三部分组成。    
    
　　罐体材质为SUS304不锈钢，结构为夹套式。罐体的最大工作压力为0．3MPa，同时也可以耐真空。罐体支腿高度可调节。罐内顶部装有旋转清洁球，可切换接人CIP，对罐体进行清洗。夹套上部有布水器，以利于灭菌后罐体冷却。    
　3  工艺过程

　　3．1  罐体和阀组的蒸汽灭菌    

    所有与无菌产品接触的罐体和管路都应用蒸汽灭菌，蒸汽温度为140℃，压力为0．27MPa，通过两个25μm蒸汽级过滤器。当罐体温度升高到115℃，罐内温度为140℃，灭菌才能开始，持续2400s。

　　3．2  罐体和阀组的冷却    

    罐体经过蒸汽灭菌后，冷却水自动在夹套中由喷淋管喷出，罐体温度随之下降，同时罐内压力下降。为防止压力下降太快，罐底的压力传感器打开电磁阀、调节阀，向罐内通人无菌空气，维持罐体的压力平衡。冷却时间为900s。

　　3．3  灌装    
    
　　在灌装及排放物料的过程中，除油无菌空气经过两个0．22μm机的空气过滤器及压力调节阀进入罐体上部，使罐体底部的压力始终保持恒定，从而保证给灌装机稳定供料。同时与物料管及无菌阀相连的蒸汽管路中通有0．1 MPa的蒸汽，形成一道无菌屏障，保证灌装过程的无菌。

　　3．4  CIP清洗    

    CIP清洗管路设有两路：停止生产后，操作人员发出清洗命令，管路接人CIP清洗液，一路通过管内顶部的旋转清洗球，对罐体及管路进行清洗；另一路通过几个有机连接的无菌阀对灌装机及管路进行清洗。由于罐体及管路的内壁均光洁度很高，且无死角，细菌无法停留，从而也保证管路的无菌。    

    首先通人浓度为1％，温度为70℃的碱液，冲刷罐内壁5min；接着罐体接人冷水冲洗10min。如果罐体内壁结有水垢，则需用1％的酸液清洗20min，再用清水清洗后排出所有液体。

　　4  工艺控制  

　5  总结    
    此系统为罐及阀组的有机结合，属于工艺设备。虽然机加工量不大，但涉及机械、食品、化工、微生物等多个学科，只有的综合运用它们，才能实现系统预设技术指标。    

    当前无菌罐设备运行不好，作为国内无菌罐设备企业，他们往往首先关注硬件，即配件及其加工、控制元件等问题。作为设计及研究者，我觉的这些不是根本问题，关键是软件，即工艺过程是否合理，控制是否恰当等问题。