瓶胚干法殺菌技術(shù)在飲用天然礦泉水生產(chǎn)中的應(yīng)用

張騰飛

由于新修訂的《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水》（GB 8537-2018）對(duì)飲用天然礦泉水的各項(xiàng)微生物指標(biāo)提出了新的要求，并且傳統(tǒng)的瓶胚殺菌工藝（濕法殺菌技術(shù)）對(duì)能源和水資源的消耗較高，故飲用天然礦泉水企業(yè)亟需優(yōu)化產(chǎn)品殺菌技術(shù)。本文對(duì)瓶胚干法殺菌技術(shù)在飲用天然礦泉水生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)介紹，以期幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。

水資源是人類賴以生存的最基本要素之一，這一特性也使飲用水成為民眾日常生活的必需品。隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)天然、健康、無(wú)公害、綠色飲品的追求和消費(fèi)理念逐漸升級(jí)，飲用天然礦泉水憑借其含有一定量對(duì)人體有益的礦物質(zhì)、微量元素或其它有益成分而成為飲用水市場(chǎng)的寵兒，這也為飲用天然礦泉水市場(chǎng)提供了廣闊的增長(zhǎng)空間。

2018年6月21日，修訂后的《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水》（GB 8537-2018）正式發(fā)布，其內(nèi)容對(duì)飲用天然礦泉水的各項(xiàng)指標(biāo)作了較大修訂，如對(duì)微生物指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，規(guī)定包括大腸菌群、糞鏈球菌、銅綠假單胞菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌在內(nèi)的常見(jiàn)微生物均不得檢出。現(xiàn)如今，飲用天然礦泉水在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)如何做好微生物控制已成為飲用水生產(chǎn)企業(yè)需要思考和亟待解決的問(wèn)題。本文就飲用天然礦泉水生產(chǎn)過(guò)程中瓶胚干法殺菌技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

瓶胚傳統(tǒng)殺菌工藝現(xiàn)狀

飲用天然礦泉水生產(chǎn)過(guò)程中的傳統(tǒng)瓶胚殺菌工藝為濕法殺菌，即將瓶胚加熱吹制成空瓶，經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)風(fēng)道對(duì)空瓶進(jìn)行傳送后，使用濃度不低于0.4ppm（通常為0.8～1.2ppm）的臭氧水對(duì)空瓶進(jìn)行噴淋式?jīng)_洗消毒，然后將溶解有臭氧濃度為0.05～0.40ppm（具體根據(jù)成品水中溴酸鹽含量進(jìn)行調(diào)整，溴酸鹽應(yīng)小于0.01mg/L）的天然礦泉水灌裝入空瓶中。然而，該工藝對(duì)能源和水資源的消耗較高。

瓶胚干法殺菌技術(shù)

瓶胚干法殺菌技術(shù)是指將高溫霧化的雙氧水注入瓶胚內(nèi)壁，利用加熱爐加熱活化后對(duì)瓶胚內(nèi)壁進(jìn)行殺菌，并使用UV滅菌燈對(duì)瓶胚外壁進(jìn)行滅菌，然后在無(wú)菌正壓環(huán)境下將瓶胚傳送到吹瓶模具中制瓶，這樣制得的空瓶無(wú)需臭氧水滅菌就可以直接用于產(chǎn)品的灌裝。當(dāng)前，瓶胚干法殺菌技術(shù)的具體工藝流程主要有以下幾個(gè)方面。

首先，瓶胚胚口紫外線滅菌。瓶胚進(jìn)入吹瓶機(jī)時(shí)先用UV紫外燈對(duì)瓶胚胚口進(jìn)行殺菌。

其次，瓶胚除塵。瓶胚經(jīng)過(guò)星輪傳送入除塵星輪，除塵吹桿在凸輪導(dǎo)軌的作用下伸入瓶胚內(nèi)部，同時(shí)低壓氣從吹桿往瓶胚底部吹出。該氣流由瓶胚中心往四周延至內(nèi)壁且向上反沖出瓶胚，進(jìn)而將瓶胚內(nèi)部的灰塵吹掃出瓶胚，然后經(jīng)過(guò)星輪邊緣的吸塵罩將吹掃出的灰塵吸走。

第三，雙氧水滅菌。將已過(guò)濾的雙氧水在低壓氣的作用下輸送到蒸發(fā)霧化器加熱霧化后再輸送到終端的噴嘴，由噴頭向通過(guò)星輪傳遞來(lái)的瓶胚內(nèi)部注入霧化雙氧水（如圖1）。雙氧水沿瓶胚內(nèi)壁邊緣一側(cè)進(jìn)入，經(jīng)過(guò)底部后再?gòu)膬?nèi)壁邊緣反沖而出，以此附著在瓶胚內(nèi)壁進(jìn)行滅菌。同時(shí)，高溫霧化的雙氧水接觸到低溫的瓶胚后，會(huì)自然冷卻于瓶胚內(nèi)表面。

第四，瓶胚加熱，激活雙氧水滅菌。瓶胚內(nèi)壁附著的雙氧水經(jīng)瓶胚加熱爐加熱（如圖2）后被激活，形成了具有強(qiáng)氧化能力的游離羥基和活性衍生物，以此增強(qiáng)了與微生物接觸的幾率，使之具有更強(qiáng)的殺菌能力，此舉有助于破壞微生物外層保護(hù)結(jié)構(gòu)，從而引起保護(hù)層通透性和細(xì)胞滲透壓的改變，最終破壞微生物機(jī)體的平衡系統(tǒng)和微生物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)及DNA使其死亡。此外，雙氧水能夠分解為水和氧氣，可有效避免化學(xué)品殘留的問(wèn)題。

第五，瓶胚外部滅菌。在瓶胚加熱爐尾端設(shè)置UV滅菌燈（如圖3），并借助高溫對(duì)瓶胚外壁進(jìn)行滅菌，即可實(shí)現(xiàn)較高的滅菌率。

第六，瓶胚口接觸部件滅菌。使用酒精消毒劑及UV紫外燈對(duì)所有接觸瓶胚的芯軸頭、加熱爐出口護(hù)板、取胚取瓶機(jī)械手、吹嘴及模具口、過(guò)渡星輪及星輪護(hù)板等設(shè)備表面進(jìn)行滅菌處理。

將上述完成滅菌的瓶胚送入吹瓶模具中，經(jīng)過(guò)拉伸、無(wú)菌高壓氣吹塑及RO水冷卻成型，再由取瓶機(jī)械手從模具中取出空瓶，并在潔凈的環(huán)境下傳送至灌裝機(jī)。同時(shí)，通過(guò)吹瓶壓力監(jiān)控，使用彈瓶器剔除成型不良的空瓶。此時(shí)，空瓶已經(jīng)達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)，可送入灌裝機(jī)進(jìn)行無(wú)菌灌裝。

瓶胚干法殺菌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

一方面，該方法更為節(jié)能高效。相較于瓶胚傳統(tǒng)的濕法殺菌工藝而言，干法殺菌技術(shù)在整個(gè)瓶胚的殺菌過(guò)程無(wú)需使用臭氧水對(duì)空瓶進(jìn)行清洗消毒，可以節(jié)約大量的能源和水資源。此外，瓶胚干法殺菌系統(tǒng)配合吹灌旋一體機(jī)，亦不需要對(duì)空瓶的氣流輸送和風(fēng)道高效過(guò)濾器進(jìn)行維護(hù)，且可以降低空瓶輸送過(guò)程中的瓶損率，在成本效益和減少環(huán)境影響方面效果顯著。

另一方面，干法殺菌技術(shù)可使包裝更加輕量化、自由化，衛(wèi)生等級(jí)更高。由于瓶胚尺寸較空瓶小，表面構(gòu)造單一，且不受瓶型設(shè)計(jì)的影響，因此對(duì)瓶胚進(jìn)行殺菌比空瓶殺菌更為簡(jiǎn)易、安全，尤其是生產(chǎn)“敏感性”產(chǎn)品（如飲用天然礦泉水）時(shí)，可以更好地應(yīng)用該技術(shù)。同時(shí)，由于干法殺菌技術(shù)工作原理的特殊性，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者可以在包裝設(shè)計(jì)上擁有更多的自由度，以及實(shí)現(xiàn)包裝輕量化，使其幾乎適用于各類復(fù)雜的瓶型結(jié)構(gòu)。

生命源于水，健康飲水非常重要，但更需要飲用衛(wèi)生安全、質(zhì)量有保障的水。天然礦泉水生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)高度重視產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的衛(wèi)生和質(zhì)量控制問(wèn)題，積極引進(jìn)新的質(zhì)量技術(shù)，促進(jìn)礦泉水產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，以優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)和服務(wù)為廣大消費(fèi)者帶來(lái)舒適的消費(fèi)體驗(yàn)，從而引領(lǐng)和倡導(dǎo)方便、實(shí)惠的健康生活方式。