無菌灌裝的創(chuàng)新與飛躍

滅菌現(xiàn)已達(dá)到飲料瓶裝生產(chǎn)線的最后一個(gè)模塊：通過使用Contiform AseptBloc，克朗斯首次將拉伸吹塑機(jī)與無菌概念結(jié)合。該鏈條因此更加完整：預(yù)坯滅菌、無菌吹塑、無菌灌裝機(jī)、無菌封蓋機(jī)。Contiform AseptBloc的首位使用者是位于帕德博恩的Stute Nahrungsmittelwerke公司在其總計(jì)13條生產(chǎn)線中，Stute公司使用無菌工藝單獨(dú)灌裝PET容器，近年來，該公司幾乎掌握了所有無菌灌裝的進(jìn)展。

該家族企業(yè)是歐洲最大的水果和蔬菜加工商之一，也是歐洲、美洲和澳大利亞市場(chǎng)的供貨商。Stute公司生產(chǎn)果脯、蔬菜、甜品、甜醬、果醬、柑橘醬、蜂蜜及多種不同的軟飲料。該公司最初生產(chǎn)碳酸軟飲料、冰茶和近水飲料，隨后加工水果汽水、果汁飲料、濃縮和未發(fā)酵果汁及冷凍鮮果汁，主要銷往大型食品和飲料折扣商店。Stute公司位于帕德博恩的工廠將飲料灌裝成罐、軟包裝、玻璃瓶和PET瓶。在面積約為500000平方米的工廠內(nèi)，Stute公司運(yùn)行了36條軟包裝生產(chǎn)線、13條每小時(shí)灌裝額定速度可達(dá)40000瓶的無菌PET生產(chǎn)線，及一條飲料罐裝生產(chǎn)線和一條玻璃瓶裝生產(chǎn)線。

絕不妥協(xié)

Stute公司多年來一直將無菌灌裝放在首位，由此無需使用防腐劑或其他添加劑，產(chǎn)品便可達(dá)到長效的新鮮度和超長的保鮮期。Stute公司采購設(shè)備工程總監(jiān)Christoph Frankrone解釋說：“Stute公司致力于堅(jiān)定不移地拒絕任何防腐劑，這意味著相關(guān)的設(shè)備必須提供可控制的潔凈室。10年前，當(dāng)這一想法變得可行時(shí)，Stute公司堅(jiān)定地選擇冷無菌灌裝?！盨tute公司起初采用無菌灌裝工藝灌裝飲料紙盒，然后針對(duì)PET向線性無菌灌裝機(jī)邁出第一步，隨后安裝了配備旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)的小型潔凈室。截至2008年，Stute公司從一家德國供應(yīng)商處購買并已安裝總計(jì)9條PET生產(chǎn)線。

2009年，Stute公司選擇了克朗斯，并委托克朗斯針對(duì)非碳酸飲料定制PETAsept L濕法-無菌生產(chǎn)線。2010年，又安裝了兩條克朗斯碳酸飲料生產(chǎn)線，此次配備了Contipure模塊對(duì)預(yù)坯進(jìn)行滅菌，然后于2011年新上第4條克朗斯PET生產(chǎn)線，再次為非碳酸和低酸飲料選用PETAsept L濕法-無菌生產(chǎn)線。

目標(biāo)140小時(shí)的生產(chǎn)周期

通過使用Contiform AseptBloc，Stute公司首次使用協(xié)作的吹塑機(jī)/灌裝機(jī)整機(jī)單元，該整機(jī)單元在拉伸吹塑之前即開始滅菌。迄今，在濕法-無菌操作中，Stute公司始終獨(dú)立使用吹塑機(jī)和灌裝機(jī)?！拔覀儩M懷信心地期望Contiform AseptBloc能大幅度縮短準(zhǔn)備時(shí)間，降低約三分之二，并能優(yōu)化維護(hù)保養(yǎng)的理念，這首先歸功于磨損部件的減少，其次是部件更換更加智能化。我們見證了清洗周期由原來的4小時(shí)縮短至2.5小時(shí)的驚人進(jìn)步，并且我們努力將生產(chǎn)周期延長至140小時(shí)”，Christoph Frankrone說。這會(huì)是個(gè)小小的轟動(dòng)。之前安裝的4條克朗斯生產(chǎn)線的生產(chǎn)時(shí)間達(dá)到96小時(shí)，但更舊的無菌生產(chǎn)線的生產(chǎn)時(shí)間僅為72小時(shí)。

“我們還期望新的生產(chǎn)線可進(jìn)一步降低預(yù)坯的重量。就微生物的條件而言，我們確信將來瓶子內(nèi)部的細(xì)菌降低率會(huì)達(dá)到log6，在兩條正運(yùn)行的濕法-無菌生產(chǎn)線上為log5，而Contipure模塊特征的生產(chǎn)線為log4，因?yàn)橄嚓P(guān)產(chǎn)品中二氧化碳的濃度指標(biāo)符合我們的要求?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2018/01/20/spaq201409spaq20140918-1-l.jpg" style=""/>

無菌飲料灌裝的開創(chuàng)性進(jìn)步

該公司的企業(yè)理念強(qiáng)調(diào)持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)營，并自覺配置最新的技術(shù)。自2006年起，Stute公司已投資近1億歐元，拓展其無菌飲料的加工能力并更新當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施，目的是將大量最優(yōu)新鮮產(chǎn)品以較高的周轉(zhuǎn)速度投放市場(chǎng)。例如，Stute公司在實(shí)施克朗斯Contipure技術(shù)方面已做出創(chuàng)舉。

如今，Stute公司又一次在無菌飲料灌裝開拓性進(jìn)步方面受到關(guān)注。無菌專家已安裝第一臺(tái)克朗斯Contiform AseptBloc，試運(yùn)行后，該設(shè)備使用氣態(tài)的過氧化氫處理預(yù)坯，然后直接進(jìn)入吹塑工藝，在無菌條件下生產(chǎn)容器。使容器在無菌模式下灌裝，并封上經(jīng)過滅菌的瓶蓋。系統(tǒng)內(nèi)的所有機(jī)器為同步運(yùn)行的整機(jī)，均在更高階的控制系統(tǒng)下運(yùn)行。因此，通過Contiform AseptBloc，克朗斯拉伸吹塑技術(shù)和無菌灌裝專門技術(shù)實(shí)現(xiàn)了理想組合。作為一個(gè)全方位的滅菌鏈條，從預(yù)坯滅菌，擴(kuò)展至瓶子封蓋，該系統(tǒng)在微生物安全方面絕未作出妥協(xié)。

更低的總體擁有成本（TCO）

同時(shí)，整體型生產(chǎn)線減少了生產(chǎn)員工的工作量及占地面積：一臺(tái)每小時(shí)額定灌裝24000個(gè)瓶子的Contiform AseptBloc（Stute公司正是安裝的此款設(shè)備），所占用的空間較相應(yīng)的PET瓶-Asept D干法-無菌系統(tǒng)少40%。一臺(tái)每小時(shí)灌裝32000個(gè)瓶子的Contiform AseptBloc與一臺(tái)產(chǎn)量相同的PET瓶Asept L濕法-無菌生產(chǎn)線相比，所需的空間較后者約少1/3。不僅如此，總體擁有成本（TCO）低于相應(yīng)的傳統(tǒng)無菌整機(jī)單元。這得益于處理和運(yùn)行材料、保養(yǎng)和維護(hù)成本的大幅減少，成本可節(jié)約超過10%。

Christoph Frankrone強(qiáng)調(diào)說：“運(yùn)營成本的降低是決定此項(xiàng)投資的關(guān)鍵因素之一，加工和運(yùn)營材料成本的降低在此表現(xiàn)出了特別重要的作用，如同更低的維修成本作用一樣。因?yàn)樯a(chǎn)運(yùn)行時(shí)間變長，加工和運(yùn)營材料的成本也自然會(huì)有所降低。”

無菌吹塑單元

新型Contiform A拉伸吹塑機(jī)的設(shè)計(jì)目的是保證模具和必要元件均安裝在無菌區(qū)內(nèi)。所有其他裝配件、電纜、傳感器和氣動(dòng)裝置已從該區(qū)移除。endprint

幾個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)件幫助確保無菌區(qū)和機(jī)器其他區(qū)域?qū)崿F(xiàn)分離。這些構(gòu)件包括整個(gè)無菌區(qū)由中央通風(fēng)系統(tǒng)提供的明確的超壓，和一個(gè)裝有過氧化氫溶液的液壓油封裝置。配備電磁驅(qū)動(dòng)器的拉伸單元固定在無菌區(qū)內(nèi)。除了拉伸桿之外，只有左右不銹鋼模具載體半膜、基座、鋁制模具本身安裝在吹瓶機(jī)無菌區(qū)內(nèi)。

降低復(fù)雜度

使用來自中央加工單元的氣態(tài)過氧化氫對(duì)機(jī)器表面、及預(yù)坯和瓶蓋進(jìn)行滅菌。

對(duì)高壓氣道的滅菌，在旋轉(zhuǎn)總管處開始，經(jīng)過熱空氣預(yù)先加熱，然后由過氧化氫和空氣混合氣體清洗。通過對(duì)吹塑通道和吹瓶圈隔離器滅菌，保證在生產(chǎn)之前創(chuàng)造一個(gè)完美的微生物環(huán)境。

同時(shí)，清潔產(chǎn)品通道和隔離器，兩者通過熱堿和熱酸將任何泡沫試劑排除在外。為此，一個(gè)簡單的CIP（就地清洗系統(tǒng)）就足夠了，而無需安裝無菌水超熱處理（UHT）系統(tǒng)或衛(wèi)生中心。清潔程序的復(fù)雜程度得以降低，必要的清潔程序時(shí)間減少至2.5小時(shí)以下。

穩(wěn)定、可靠的預(yù)坯殺菌

與對(duì)成品、吹塑PET容器進(jìn)行殺菌相比，預(yù)坯殺菌提供了整套優(yōu)勢(shì)。預(yù)坯的形狀相對(duì)更簡單、表面積小得多。而且，與瓶子相比，對(duì)預(yù)坯除菌不會(huì)出現(xiàn)收縮風(fēng)險(xiǎn)。所以，首先對(duì)預(yù)坯滅菌使瓶子的重量降低，節(jié)約材料；其次淘汰了Relax型模具吹塑的工藝。而且在對(duì)預(yù)坯殺菌流程中，達(dá)到細(xì)菌減少量的工藝空間遠(yuǎn)大于相應(yīng)的瓶子殺菌，這提高了預(yù)坯滅菌工藝的可靠性和穩(wěn)定性。

預(yù)坯依據(jù)衛(wèi)生設(shè)計(jì)制造：預(yù)坯漏斗和導(dǎo)軌均配備蓋板。而且，沖洗器吹出離子化空氣，清除預(yù)坯上的灰塵和更小顆粒。為了進(jìn)一步提升其能效，可通過照相機(jī)系統(tǒng)檢查開口的幾何尺寸，剔除任何有缺陷的預(yù)坯。

同樣，新的封蓋滅菌單元采用簡易而堅(jiān)固的機(jī)械設(shè)計(jì)。利用蒸發(fā)的過氧化氫氣體對(duì)瓶蓋集中殺菌，將處理時(shí)間降至最短。

對(duì)可持續(xù)性的有利影響

就環(huán)境因素而言，令人滿意的是Contiform AseptBloc在所有滅菌和生產(chǎn)過程中不使用一滴水，當(dāng)前僅在清潔時(shí)用水。得益于使用清潔室的設(shè)計(jì)理念，整體介質(zhì)消耗量也較低。殺菌介質(zhì)過氧化氫本身亦可描述為生態(tài)環(huán)保介質(zhì)：其可分解成水和氧氣。

Christoph Frankrone強(qiáng)調(diào)說：“涉及到技術(shù)時(shí)，我們的目標(biāo)是盡可能走在最前面。我們?nèi)缃褚咽褂肅ontiform AseptBloc取代舊的無菌線性灌裝機(jī)。我們還想相繼取代其他的線性生產(chǎn)線，由此來提高產(chǎn)量。我們看到克朗斯的創(chuàng)新改革很適合我們的想法，尤其在容器的減重方面?！?/p>

灌裝調(diào)整階段的無菌

克朗斯無菌灌裝技術(shù)發(fā)展工作始于1999年，當(dāng)時(shí)第一臺(tái)PAA Spirasept面世。短短一年后，推出第一臺(tái)在大型潔凈室內(nèi)使用過乙酸作為殺菌劑的PETAsept L濕法-無菌系統(tǒng)。2003年采用隔離器技術(shù)的小型潔凈室取得了巨大成功。同時(shí)從2005年起克朗斯一直推進(jìn)在 PET-Asept D工藝中使用氣態(tài)過氧化氫進(jìn)行干法滅菌的發(fā)展。至今一直使用化學(xué)品對(duì)吹塑容器滅菌。2008年，克朗斯向前邁出一步，通過Contipure的構(gòu)想，首次創(chuàng)造出無需對(duì)吹塑瓶殺菌而對(duì)預(yù)坯除菌的工藝。

同時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)的工作也在進(jìn)行：2012年推出PET-Asept L2和PET-Asept D Compact設(shè)備和配備Contipure單元的Contiform 3拉伸吹塑機(jī)及通過單一工藝分別無菌灌裝果汁和果肉的Modulfill VFJ-D灌裝機(jī)。

目前，Contiform AseptBloc首次亮相，配備無菌拉伸吹瓶機(jī)并通過氣態(tài)過氧化氫對(duì)瓶坯殺菌，標(biāo)志著克朗斯無菌生產(chǎn)線調(diào)整步驟的重要階段。但下一階段的工作已經(jīng)起步：在Contiform AseptBloc中不使用化學(xué)品實(shí)現(xiàn)瓶坯殺菌。該項(xiàng)技術(shù)適用于任何想用瓶灌裝敏感產(chǎn)品而不使用化學(xué)品，并且期望實(shí)現(xiàn)最低擁有成本的客戶。這著實(shí)是另一個(gè)創(chuàng)新的飛躍。endprint