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1瓶用無(wú)菌包裝機(jī)的特點(diǎn)

食品的無(wú)菌包裝，是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái) 的新包裝技術(shù)，國(guó)外被廣泛用于牛奶、果汁、果 醬等食品的包裝中。

在無(wú)菌包裝技術(shù)發(fā)展的第一階段，使用的 包裝材料都是成卷的復(fù)合膜,片包裝時(shí)一般采 用浸潰的方法把平面狀的膜、片浸入HQ,液 池中殺菌，再通過(guò)漂洗，干燥去掉膜或片上殘留 的H&,再在機(jī)器內(nèi)通過(guò)熱變形或折疊熱合制 成包裝容器，用卷狀材料制作無(wú)菌包裝容器殺 菌工藝難度小，機(jī)器較簡(jiǎn)單⑴但是這類包裝材 料僅一次性使用，廢棄后會(huì)帶來(lái)環(huán)境汚染因 此,國(guó)外正在開(kāi)發(fā)研究采用可多次使用的瓶作 為包裝容器的瓶用無(wú)菌包裝機(jī)。

用瓶來(lái)進(jìn)行無(wú)菌包裝,比起用卷膜成形有以下特點(diǎn)：

⑴ 瓶子內(nèi)外表面殺菌難度大如用浸潰方 法殺菌,HQa的殘留大，瓶?jī)?nèi)難漂洗且藥液不 易在短時(shí)間布満瓶?jī)?nèi)表面所頃要另外探尋合 適、可靠的殺菌方法。這種方法要比對(duì)卷膜包裝 材料的殺菌復(fù)雜得多。

（2）由于瓶子體積大，輸送致使輸送機(jī) 構(gòu)寵大復(fù)雜，內(nèi)部空間必然増加,于是機(jī)器自身 的殺菌也成為不易解決的問(wèn)題。

〈3）由于以上原因，需要配量一套復(fù)雜的氣 源，閥門(mén)和管路系統(tǒng)來(lái)控制機(jī)器在自身?xiàng)l菌和 正常生產(chǎn)時(shí)所用的各種介質(zhì)（例如冷、熱無(wú)菌空 氣,水蒸汽，HQz蒸汽，諷氣等）的合理流動(dòng)。

本文主要就以上三點(diǎn)以一臺(tái)筆者參與的 國(guó)外瓶用無(wú)菌包裝中試樣機(jī)為例，介紹這一技術(shù)。

2機(jī)器的生產(chǎn)流程

機(jī)器的平面配量如圖1,洗凈的空瓶或新 瓶由輸送帶送至全密封的包裝機(jī)中,瓶由PP 塑料制成,容積1000ml,瓶身斷面為長(zhǎng)方形首 先在空瓶殺菌鄢位對(duì)瓶?jī)?nèi)、外部殺讀，然后對(duì)空 瓶充氣，以防止食品氧化權(quán)裝后再次對(duì)瓶頂瞭 充気，蠢后蓋上鋁一聚乙怫復(fù)合材料沖制的蓋 熱封口后送出機(jī)外。整個(gè)機(jī)器自動(dòng)化程度很高， 工效為每分鐘100瓶。

下面分部位對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)及主要工作參數(shù)作 進(jìn)一步介紹。

21空瓶條菌裝置

空瓶由鏈板式輸送器送入機(jī)內(nèi)接著由上 下配量的輸送螺桿〈見(jiàn)圖2）把瓶分成等距離間 隔繼續(xù)輸送然后，輸送鮭條4將瓶改變方向 成排地沿瓠形導(dǎo)板2送入殺菌機(jī)的瓶罩中。

瓶在瓠形導(dǎo)板上升運(yùn)的同時(shí)，首先由兩排 噴嘴8噴出112。左右的熱空氣，將瓶預(yù)熱接 著由兩排噴霎5噴射H_tO_a與熱空氣的混合氣 〈溫度80C）,完成對(duì)瓶外部的殺菌每個(gè)瓶的 H_sO_t 用量約 0 4ml

空瓶進(jìn)入瓶罩后，瓶口朝下，殺菌機(jī)內(nèi)間歇 地逐漸向出口端移動(dòng)。間歇運(yùn)動(dòng)的節(jié)拍為5 4 秒,瓶的靜止時(shí)間4 05秒當(dāng)瓶處于每一節(jié)拍 的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)•瓶下的移動(dòng)托板（見(jiàn)圖3）帶動(dòng) 噴管上升，插入瓶中依次對(duì)瓶?jī)?nèi)進(jìn)行予熱、殺 菌、吹凈和干燥。整個(gè)處理共有12個(gè)工位，它們分別是:

S9 1瓶用無(wú)普包*1配量平1SSI

1. 一空販殺菌裝畳2-空瓶充兼裝量3一濯裝裝置

4一氣源及閥門(mén)站5一頂隙充候位置6-沖董機(jī)7—放董部件8-熱舍封鹽裝畳

能伸入瓶?jī)?nèi)的可忡縮噴管的結(jié)構(gòu)對(duì)瓶殺菌 吹凈干燥的影響很大通過(guò)對(duì)多種型式噴嘴的 試驗(yàn)，實(shí)際使用的噴嘴結(jié)構(gòu)如圖3它由內(nèi)外管 組成。內(nèi)管焊在與機(jī)器固定的總進(jìn)氣橫管上，外 管可以在移動(dòng)托根帶動(dòng)下作上下移動(dòng)伸入瓶 內(nèi)外管頂部開(kāi)有四個(gè)缺口，在缺口距頂部約 6mm處娘焊入一片中部有孔的反射片頂端缺 口處的四個(gè)齒向內(nèi)彎曲呈錐狀工作時(shí)移動(dòng)托 根在凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使整個(gè)108根噴管同時(shí)伸 入瓶中，從內(nèi)管進(jìn)入氣體向上遇到反射片后,一部份從下方缺口噴出，一部份穿過(guò)反射片中部圓孔，在頂端四個(gè)彎曲齒作用下均勻向四周噴出,保證加熱、殺菌的均勻。

一反射片2-夕圍3—內(nèi)管4一移動(dòng)托很5—總進(jìn)氣攢管

回轉(zhuǎn)臺(tái)上共有8個(gè)可升降拓板，瓶進(jìn)入拓 板后隨會(huì)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，臺(tái)下的滑道將瓶升起,上 方的氮?dú)夤苤钙績(jī)?nèi)，保證流入的氮?dú)鈴南轮?上將空氣趕走。

充氮后的空瓶立即進(jìn)入灌裝工位。瓶隨回 轉(zhuǎn)臺(tái)上均布的12個(gè)拓架一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但并不上 升。托架下方的杠桿與力傳感稱量系統(tǒng)相連當(dāng) 托架上有瓶時(shí),瓶重量反映在稱量系統(tǒng)中、麗裝頭才會(huì)打開(kāi)，保證無(wú)瓶不會(huì)充料,送到灌裝蕙量 后，閥自動(dòng)關(guān)閉。灌裝閥的開(kāi)閉是由電動(dòng)機(jī)通過(guò) 螺桿帶動(dòng)一個(gè)錐形閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 易清洗,是無(wú)菌包裝所需的同時(shí)這種閥容易通 過(guò)與力傳感器相連的控制系統(tǒng)自動(dòng)操縱和由計(jì) 算機(jī)按重量調(diào)整灌裝量。由于液料從距瓶口一 定高度注入，使用這種閥對(duì)易起沫的食品有溢出的危險(xiǎn)。

23項(xiàng)隙加氮和封口

灌裝后的瓶從回轉(zhuǎn)臺(tái)換至螺旋輸送器后， 從一頂部布置有噴嘴的通道中通過(guò)，對(duì)瓶的頂 映再次充氮。

瓶在繼續(xù)輸送的過(guò)程中，通過(guò)放蓋機(jī)構(gòu)把 由機(jī)器自備的沖蓋機(jī)制作的蓋放在在瓶口上。

瓶蓋材料是鋁和聚乙烯復(fù)合帶（AL120p/ PE70Q,予制成寬60mm的卷狀。小型沖壓機(jī) 從帶上連續(xù)沖制出淺碗狀的蓋子，蓋先從一垂 直通道向F移動(dòng)，然后被撥桿送入裝有水平螺 桿的隧道中”在這里蓋受到從四周噴入的 E01C的HQe和熱空氣混合氣作用而殺菌。 H_aOi 用量為 30?40mL/min。

這種由機(jī)器自己制蓋的工藝使用的沖壓設(shè) 備簡(jiǎn)單，蓋容易排列使用的復(fù)合鋁蓋重量輕， 熱合封口方便。調(diào)試中岀現(xiàn)的問(wèn)題是，由于鋁蓋 剛性很差，在輸送過(guò)程中易變形卡住，影響機(jī)器 正常工作。

置放了蓋的瓶進(jìn)入回轉(zhuǎn)式封蓋機(jī)，通過(guò)10 個(gè)隨動(dòng)熱封頭封口，包裝完畢的瓶由鏈板式輸 送器送出機(jī)外。

3機(jī)器生產(chǎn)前的準(zhǔn)備

要保證無(wú)菌包裝，整個(gè)機(jī)器在每次較大冋 隔停車后再次生產(chǎn)之前，或者機(jī)器密封空間被 開(kāi)啟，都必須要對(duì)所有的管道，機(jī)器內(nèi)部空間進(jìn) 行極其嚴(yán)格的消毒殺菌，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。筆 者從參加機(jī)器的研制、調(diào)試中感到，這正是瓶用 無(wú)菌包裝機(jī)最復(fù)雜和最焼之處。

包裝機(jī)從開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至準(zhǔn)備完畢,要持續(xù)2 個(gè)多小時(shí)，依次有如下一些步驟：

3-1清洗產(chǎn)品料箱和灌裝閥

清洗分為五步冷水預(yù)冼；（2）601磴液 沖洗43）冷水中性沖洗;（4）60t：酸洗，（5）冷水 最后沖洗-

對(duì)灌裝閥清洗時(shí)，除了洗閥的內(nèi)腔通道，還 要洗閥口外部周圍區(qū)域因?yàn)檎Ｉa(chǎn)時(shí)，閥口 的外端面會(huì)滅上產(chǎn)品?？苛鲝介y體內(nèi)部的洗液 是無(wú)法洗到閥口外部的,這就要專門(mén)在毎一灌 裝閥處都設(shè)置一套可轉(zhuǎn)動(dòng)的清洗噴疇。正常生 產(chǎn)時(shí)，此噴嘴移至閥的側(cè)邊，不彫響灌裝，清洗 時(shí)轉(zhuǎn)臂將噴嘴轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)正閥口，將灌裝時(shí)可能就 在閥口端面的殘留食品沖走。

3-2無(wú)菌空氣過(guò)濾器殺菌

整臺(tái)機(jī)器在準(zhǔn)備階段和生產(chǎn)過(guò)程中需要大 量的無(wú)菌空氣,它由無(wú)菌空氣過(guò)濾器來(lái)提供，過(guò) 濾器安裝在氣源與閥門(mén)站內(nèi)（圖1）。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，首先就需對(duì)此過(guò)濾器進(jìn)行殺菌，才能為后面 工序提供無(wú)菌空氣。殺菌的方法是通過(guò)閥門(mén)站 中有關(guān)閥門(mén)的正確開(kāi)閉,把外部供給的高壓蒸 汽通入過(guò)濾器及流通無(wú)菌空氣的管道中，使其 加熱至13DX：,持續(xù)21分鐘保溫，卸壓后即可 進(jìn)入使用狀態(tài)。接著利用過(guò)濾器自身產(chǎn)生的無(wú) 菌空氣，對(duì)被加熱殺菌后的管道，閥門(mén)吹洗，以 排除礙水,持續(xù)約8分種。

33包裝機(jī)自身殺菌

機(jī)器正式使用前，各部件表面機(jī)內(nèi)空間都 必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)認(rèn)真地殺菌殺菌方法仍是用 HQ?氣體熏蒸HQ，貯存在專門(mén)液箱中，由泵 抽出后經(jīng)噴嘴霧化在進(jìn)入條菌部位前再用高 溫蒸汽經(jīng)管式換熱器汽化為防止HQ?藤汽 在機(jī)內(nèi)凝結(jié)，熏蒸前需要對(duì)機(jī)器予熱,加熱介質(zhì) 是由氣源閥門(mén)站自己產(chǎn)生的無(wú)菌熱空氣。由于 整臺(tái)機(jī)器體積很大，需熱多，予熱只要求達(dá)到 381,而且是逐次對(duì)每個(gè)部份予熱，順序是：封 口機(jī),灌裝機(jī)，瓶殺菌裝置，充氮?dú)夤苈泛蜋C(jī)器 內(nèi)腔，緊接著依次對(duì)上述部位用HQ,殺菌，然 后用無(wú)菌熱空氣將剩余的HQ,趕走，同時(shí)起 干燥各部位的效果，最后用無(wú)菌冷空氣將機(jī)器 冷卻至室溫。

從上述過(guò)程可知，機(jī)器生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作 很復(fù)雜，耗時(shí)多，因此機(jī)器在作好準(zhǔn)備工作之后 絕對(duì)不能隨童打開(kāi)的，否則一切又需從頭做起 生產(chǎn)時(shí)瓶在輸送過(guò)程中有可能發(fā)生傾倒、卡住 等一些小故障為了及時(shí)方便地排除故障而又 不破壞無(wú)菌氣氛,機(jī)器在予計(jì)可能出現(xiàn)故障各 55處傍邊的透明密封側(cè)板上開(kāi)有直徑150mm左 右的孔沿孔口用壓板密封固定一只長(zhǎng)橡股手 套,人的上饗都可以伸入。當(dāng)機(jī)內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí)， 可以隔著手套觸摸機(jī)內(nèi)物件而不會(huì)擔(dān)心外界細(xì) 菌襲人，無(wú)故障時(shí)，從孔口把手套拉岀機(jī)外，就 不會(huì)防礙機(jī)器運(yùn)行。

4氣源和閥門(mén)站

從上述可知,機(jī)器予殺菌處理和正常生產(chǎn) 時(shí)，很多管道既要通冷熱無(wú)歯空氣,H/O,蒸汽, 又可能輸送產(chǎn)品、煞氣，這就需要一個(gè)閥門(mén)系統(tǒng) 來(lái)控制，且各聞之間相互十分協(xié)調(diào)地開(kāi)閉這套 閥門(mén)管路圖見(jiàn)圖4筆者所見(jiàn)，這套系統(tǒng)是在多 次試驗(yàn)修改后才定下來(lái)的。

圖中右上角為外部供給的高壓過(guò)熱蒸汽， 壓縮空氣和銀氣的入口。

壓力為6X10⁶Pa的高溫蒸汽的用途是： （1》在機(jī)器準(zhǔn)備階段對(duì)無(wú)菌空氣過(guò)濾器及管路、 阿殺菌在機(jī)器準(zhǔn)備階段和正常工作時(shí)作為 對(duì)殺菌介質(zhì)HQ,加熱汽化的熱源。

壓力為2 X10⁵Pa的壓殖空氣引入后，經(jīng)無(wú) 菌過(guò)濾器A（圖4）過(guò)濾,在機(jī)器自身殺菌和正 常工作時(shí)對(duì)HQ,液體起噴射霧化和運(yùn)送作用機(jī)器所需的低壓冷、熱無(wú)菌空氣是經(jīng)圖4 上方的風(fēng)機(jī)E鼓入后分成兩路而分別制得的 上面的一路空氣經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾器B過(guò)濾后，由功 率為24kW的熱風(fēng)器加熱，用在機(jī)器自身預(yù)殺 菌時(shí)對(duì)機(jī)器預(yù)熱，殺菌后干燥:在機(jī)器正常生產(chǎn) 時(shí)對(duì)瓶予熱和吹洗經(jīng)HzOz條菌后的瓶下面的 一路空氣經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾器C過(guò)濾，不再加熱。成為 常溫?zé)o菌空氣備用。它除了用在機(jī)器自身殺菌 后的冷卻,另外一個(gè)盤(pán)要用途是在機(jī)器正常生 產(chǎn)時(shí)將其吹入機(jī)器內(nèi)部空間，以形成一個(gè)比外 界稍大的壓力，保江祝器進(jìn)出瓶口這二處對(duì)外 開(kāi)敞的部位總有一股從機(jī)內(nèi)向外吹出的無(wú)菌氣 流，以阻止外部帶菌空氣的襲入。