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无菌灌装领域的新气象

越来越多的饮料，如果汁、非碳酸饮料、冰茶、咖啡、运动类饮料、纯净水、巴氏消毒奶等，都必须在灌装过程中保持良好的抗菌性。近年来，这些饮料越来越多地选用PET瓶PP瓶或HDPE瓶为容器。有专家预测，未来几年里，PET瓶无菌灌装市场将以两倍于现在的速度递增。

塑料瓶的无菌灌装必然包括分别对内容物、对瓶体和瓶盖的消毒工序，同时还要将这三者在无菌环境下组合在一起。对内容物的消毒，通常在短时间的高温环境下进行。被消毒的瓶盖可以是多层材料的，也可以是有塑料的螺旋盖，通常采用消毒池或UV杀菌的消毒方式。

如果企业选择无菌灌装，就意味着还要为整套消毒系统投入很大的资金，必须将消毒和冲洗系统组合在一起。在这一系列环节中，如何保持容器从消毒到无菌封装过程中的密封性和保质性是所有企业最应该重视的问题。随着大家认识到了无菌杀毒对于产品的重要性，不同的无菌方式也就应运而生。

现在，大家比较熟悉的有两种杀菌方式——采用过酸性的湿式杀菌法和采用过氧化氢(双氧水)的干式杀菌法，他们都展现了各自在高效性和安全性方面的特色。目前，世界上大多无菌冷灌装技术采用的杀菌方式都是湿法杀菌，但是湿法杀菌存在一个很大的问题就是杀菌水在清洗包装瓶时必然会受到污染，而杀菌后的水被杀菌介质严重污染，需要采取措施抽干、处理，会对环境造成严重影响。干阀无菌冷灌装技术的出现，很好地解决了这个问题。

KHS解读干阀无菌冷灌装技术

KHS在Drinktec展会上推出了对应这两种加工方式的灌装系统。KHS公司介绍，目前他们一些客户更倾向于选择KHS Alfill干式杀菌系统，这主要是考虑到成本上的节省，而另外一些客户对传统的瓶和盖消毒方法更加放心。

KHS Alfill线上灌装室采用了微小绝缘体，可以达到100级的洁净标准。无菌区域尺寸减少了，只有几个独立的区域是无菌区域：杀菌机处的PET瓶导轨部分、灌装机处的阀门部分以及封盖部分。产量范围在3000个/小时到50000个/小时。

干阀无菌冷灌装技术的出现解决了环境污染的问题

湿法无菌技术是在给瓶子杀菌之后，将无菌介质用杀菌水洗干净。在此过程中，杀菌水自然会被无菌介质污染。受到污染的水进入水处理系统，就会污染环境，而KHS的干阀技术根本无需用水：将过氧化氢（H2O2）引入瓶中、盖中消毒，用热空气蒸发掉过氧化氢（H2O2），再用热空气蒸干容器即可。干阀技术适用各种容器，无论何种瓶形、尺寸均可。即使是像塑料滗酒器的把手部位那样难于接触到的位置，都能进行消毒处理。而容器上又小又封闭的部位，则采用已获专利的微型隔离技术（微型杀菌室）杀菌。

干阀无菌冷灌装技术可以节约50％的成本

湿法杀菌采用的杀菌介质多为聚丙烯酸PAA，其价格比较昂贵，因此在一定程度上限制了无菌冷灌装技术的应用。而干阀技术采用的杀菌介质为H2O2，H2O2杀菌介质比传统的杀菌介质聚丙烯酸PAA便宜的多，而且传统杀菌生产线耗水量非常大，也耗费很大成本。KHS曾经在欧洲就这两种技术做过对比，相比传统湿法无菌技术，干阀技术可以节约50％的成本。

Krones的新式灭菌法

与KHS类似，Krones也为客户提供了在干式杀菌与湿式杀菌系统进行选择的余地。Krones的Andrew Wilson说：“我们在Drinktec展会上推出了自己的双氧水D干灭菌法，我们相信这个技术一定会有所作为。我们希望两个技术（干式杀菌与湿式杀菌）能并驾齐驱，尽管我们认为过氧醋酸（湿式杀菌）仍然会占据统治地位。”Krones注意到过氧醋酸（湿式杀菌）在轻量、热敏塑料灌装时，优势依然会非常的明显。Wilson先生指出Krones过氧化氢干式杀菌是真正的“干式”技术，预加热瓶的使用意味着不存在冷凝处理，因为无需使用消毒水杀菌，仅仅使用消毒空气就可以了。

另外，Krones又推出一项新的PET瓶FDA灭菌法，进一步扩大了其产品范围。此灭菌法符合美国食品及药品管理局(FDA)标准，专为弱酸产品设计。新灭菌法的推出再次体现了克朗斯公司的经营哲学：一种需要，一种解决方法。

适合使用双氧气水D干灭菌法的情况

在何种情况下建议使用PET瓶双氧水D干灭菌法呢？经验告诉我们，有下列三种情况：一，早已普及双氧水灭菌法的牛奶加工业；二，客户因市场需求欲将软包装改为无菌PET瓶包装；三，熟悉并习惯用双氧水作消毒剂的纸盒灌装企业。

其中的第三种情况是专对那些想要降低用水成本高的企业。按照克朗斯方法，使用双氧水干灭菌法时，无需对瓶子做后冲洗，这样就可避免额外的水消耗。

双氧水灭菌法可不用冷凝

此双氧水灭菌法非昔日的双氧水灭菌法。克朗斯公司现在已走上了真正的干灭菌之路。使用这种方法时，要先把双氧水滴到一个加热表面，使其产生气化、激活，随后由热气流带走气化的双氧水。将饱和了双氧水的空气吹入预热过的瓶子，并消毒瓶子表面，再把不带残留双氧水的空气（<0,5 ppm H2O2）吹出瓶子。由于双氧水气化的功效，可以很快达到Bacillus subtilis孢杆菌为基准的log 5灭菌效果。克朗斯干灭菌法的另一优点是：气化步骤在进入容器之前就完成了。

使用冷凝双氧水灭菌法需在一定程度上增加瓶重

比较之下，冷凝双氧水灭菌法只能有限度地减轻瓶重。使用冷凝双氧水灭菌法时，应该考虑灭菌效果、瓶子收缩以及双氧水残留之间的关系，并采取折中的办法。由于双氧水的加热温度很高，瓶子必须具备相当的稳定性，也就是，制造瓶子需要更多的PET材料。

增加PET材料对一只灌装好的瓶子在生产成本上的影响，可以下面一条生产3600只瓶子的全线数字说明为例：

以一个北欧工厂的电耗和生产介质消耗（蒸汽、水、工作空气）为例，每1000只瓶子使用克朗斯PET瓶L灭菌法的电耗成本为0.9欧元，使用克朗斯PET瓶D灭菌法和双氧水冷凝系统灭菌法的电耗成本则为1.3欧元；在介质消耗方面：湿灭菌法的介质消耗成本为1.3欧元，干灭菌法和冷凝系统灭菌法的介质消耗成本则为1.0欧元。

可是，所有因素中影响生产成本最大的还是材料消耗：以较轻的1.5升一次性用PET瓶（口径28毫米、瓶重34克）为依据，且灭菌必须同时达到容器最小收缩（小于额定容积的1%）和双氧水最低残留（< 0.5 ppm ）的标准，对每1000只灌装好、贴上标签、包装完毕的瓶子，克朗斯干湿两大系统灭菌法的材料消耗均为119.45欧元。

若使用双氧水冷凝系统灭菌法来灭菌，并且要达到同样灭菌的效果及残留和收缩度，瓶子重量至少为37克。对每1000只瓶子，成本消耗为124.33欧元。 此计算结果表明，克朗斯无冷凝双氧水干灭菌法（PET瓶D灭菌法）和过醋酸湿灭菌法（PET瓶L灭菌法）之间的材料消耗差别并不很大。但在电耗和水耗上，则各有千秋。由于冷凝双氧水灭菌法所需的双氧水蒸发时间较长、相应投入的机器也较大，尤其消耗的PET瓶材料必须增加，导致成本费用上涨。15亿次的灌装，如果每只瓶子增加3克重量，年成本的消耗则增加7.32万欧元左右。这个例子清楚表明了包装材料对生产成本影响之大。相比而言，能耗和介质消耗对生产成本的影响只居其次。

电耗成本 介质消耗 材料消耗

L灭菌法 0.9欧元 1.3欧元 119.45欧元

D灭菌法 1.3欧元 1.0欧元 19.45欧元

双氧水冷凝系统灭菌法 1.3欧元 1.0欧元 124.33欧元

信息来源：《包装机械》

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