提高产品的保质期,就可以扩大销售途径和市场份额。因此,液体奶制品包装技术的进步对大型奶制品生产集团具有重要意义,但提高保质期与保持液体奶制品的口感以及保持适当的成本是一个矛盾。无菌吹塑瓶和无菌灌装技术的出现,使之找到了平衡点。
牛奶的成分很复杂,其中的维他命成分对光非常敏感,紫外线和可见光到500nm便可被维他命吸收,导致维他命损失。专家通过试验(味觉和气体)发现,当牛奶暴露在光线下数小时后,味道会发生变化。因此,具有阻隔性的包装容器和适宜的灭菌技术是必须的。
1.灭菌技术和无菌灌装
奶制品存储寿命的长短主要取决于细菌、酵母和颗粒状物体对它的影响。延长产品的货架期有多种方法。传统方法是先将产品充填入包装容器中,然后用118℃～129℃的高温对产品和包装容器。一起进行加热灭菌。这种加热消毒的方法适用于金属罐、玻璃罐、玻璃瓶和塑料HDPE瓶等容器。在欧洲,这种方法广泛应用于牛奶包装领域。为实现这一过程,液压消毒塔是常用的一种技术。在液压消毒塔内,瓶体外部的压力可以抵消瓶体内部由于118℃～129℃高温所引起的内压,从而避免瓶体产生变形。虽然这些方法安全有效,但应用起来却有条件限制,例如对容器形状的限制。此外,对玻璃容器需缓慢加温与冷却以防止其破裂:产品在高温下也容易引起味道变化。由此引发的问题是各厂家的最终产品包装外形雷同,缺乏创意。于是无菌包装方法孕育而生。无菌包装过程是将产品和包装容器分别灭菌,然后采用无菌灌装机进行无菌包装。其优点是:瞬时高温灭菌,减少产品味道改变的风险;适应各种包装方式和形状,可按用户要求的包装形式进行灭菌,如利乐包、无菌塑袋包装等。
2.吹塑成型无菌塑料瓶
在各种无菌包装中,塑料瓶是最为经济的一种。特别是吹塑成型的无菌塑料瓶,既具有普通塑瓶包装所具备的各种优点,又可以做成多层共挤、模内贴标,使得包装效果多姿多彩,而且可做出把手方便使用,还可降低成本。吹塑成型无菌塑料瓶是一种内部完全无菌、无酵母和其他松散颗粒的塑料瓶。由于瓶口密封,这种瓶在储存和在向无菌灌装机运输的过程中始终保持无菌状态。只需在灌装之前,将瓶体外部进行无菌液体消毒,以保证再次开瓶、灌装和二次封瓶等整个加工过程在无菌状态下进行。无菌吹瓶与填充前高温灭菌塑料瓶相比,前者的可靠性更高、成本更低。原理很简单:与其对弄脏的物体进行清洁消毒,不如使其从一开始就没有污染。瓶体成型后再对其进行消毒灭菌,不但成本高,设备复杂,对工人的技术要求也高。
3.无菌吹瓶的制造
无菌吹瓶在吹塑成型过程中,塑料温度保持在约200℃左右,这一温度被FDA(美国食品医药管理局)认定为形成无菌表面的条件。在这个温度下,接触容器的空气和金属不会污染容器。吹塑成型的无菌塑料瓶正是采用了这一原理。通常的吹塑成型,是将融熔塑料从挤出机中挤出形成管状或球状型坯,在模具内吹塑成形。合模过程中,瓶坯内通常充有低压气体,以保证吹塑成形前瓶坯不会勤连。目前佳昊吹塑厂家开发的无菌吹瓶技术是利用无菌压缩空气进行吹塑,杜绝了任何污染瓶体内部的危险。中空吹针插入模具中瓶体结构上部的圆顶内,再吹入无菌空气形成设计的瓶形。在吹塑过程中,塑料被模具冷却后,气体被释放出来,然后瓶体在吹针插入点和圆顶之间的位置被两个独立操作的机构密封。这个密封区域与带有冷却通道的金属部分隔离,使得气体通道被密封机构关闭后,这一区域内塑料仍然保持高温和塑料自身的豁合性。,由于灭菌与密封过程关系密切,一般使用两道密封工艺,以提高灭菌的可靠性。用两道密封工艺的原因,并不是因为一道密封设备的不完善,而是减少任何污染的风险。密封工艺在瓶体被移出模具之前完成,避免了污染的可能性。随后,模具打开,瓶体被脱出进行去废边。现在所生产出的无菌瓶可以包装、储存、装运或直接送至填充工序。密封瓶体时,有时需要将压力降至略低于常压,以确保瓶体密封后气体再加热时,塑料的潜热不引起瓶体的变形。需要强调的是,在整个吹塑成型过程中,瓶的内部与外部完全与污染空气隔绝,接触瓶子内部的只有无菌压缩空气。为了保证瓶子的阻隔性,还需要采用多层共挤加工工艺。用于液体奶制品的无菌瓶瓶体通常由3层或6层HDPE制成。佳昊吹塑的这种多层共挤技术最初是用来解决废边料的,主要是减少原料的使用量并回收每个容器10%～30%的材料,但在奶制品吹塑瓶制造上获得重要应用。3层瓶体的内外层为白色,中间层为黑色,起到抗紫外线的作用。在无需冷藏的条件下,产品的货架期为3个月。6层瓶增加EVOH阻隔层,产品货架期可达6～9个月。
4.如何保证压缩空气无菌
保证压缩空气无菌是个很关键的环节。利用精密过滤器,可对压缩空气进行灭菌。压缩空气通过精密过滤器时,细菌和酵母可以被滤除。但用过滤器灭菌时,过滤器下游的空气信道也必须消毒灭菌。同时,为满足牛奶生产的卫生标准,所有接触产品的空气,其通道均要求平滑,并同时满足产品生产的其他专项要求。也就是说,所有的压缩空气通道都必须消毒灭菌并能在整个吹塑成型过程中保持无菌状态。目前使用的许多灭菌方法,过程复杂且成本高。一种简单的方法是利用活性灭菌剂进行灭菌。用这种工艺生产的无菌瓶、无菌灌装生产线已在一些欧洲牛奶生产厂生产运行多年,实践证明,安全可靠。
