关于播源
饮料整厂解决方案，助力企业快速转型升级！
液体饮料无菌灌装技术发展趋势
发布时间：
2023-02-22
来源：
液体饮料无菌灌装技术发展趋势
佟臻，高彦祥*
(中国农业大学食品科学与营养工程学院，中国轻工业健康饮品重点实验室 )
摘要：近年来，消费者对于减糖、无糖、无酒精饮料等健康饮料的广泛需求以及市场对于绿色、环保、循环经济重要性的认识提高，推动了饮料市场的转型及稳健发展，液体饮料的无菌灌装技术也随之不断进步，再生塑料、植物基包装等新型包装，脉冲强光、电子束等新型灭菌技术以及自动化智能化无菌灌装设备开始应用于饮料的无菌灌装。本文对近年来液体饮料无菌灌装所用的包装材料、包装材料灭菌技术以及无菌灌装工艺设备进行综述，并对无菌灌装技术的发展现状和趋势进行总结与展望，以期为液体饮料无菌灌装技术的进一步发展提供理论基础。
关键词：液体饮料，无菌灌装，包装材料，灭菌技术，无菌灌装设备
Advanced Progress of Aseptic Filling Technology for Liquid Drinks
TONG Zhen,GAO Yanxiang *
(Key Laboratory of Healthy Beverages, China Light Industry, College ofFood Science and Nutritional Engineering, ChinaAgricultural University, Beijing 100083, China)Abstract：In recent years, the extensive demand of consumers for health drinks such as sugar-reducing, sugar-free and alcohol-free drinks and the improvement of market awareness of the importance of green, environmental protection and circular economy have promoted the transformation and steady development of the beverage market. The aseptic filling technology of liquid drinks has also been continuously improved, including new packaging materials such as recycled plastics and plant-based packaging, new sterilization technology such as pulsed light and electron beam as well as automatic intelligent aseptic filling equipment. The packaging materials, packaging material sterilization technology and equipment used in aseptic filling of liquid drinks in recent years are reviewed in this paper, the development status and trend of aseptic filling technology are also summarized and prospected, in order to provide theoretical basis for further development of aseptic filling technology of liquid drinks.Key words：liquid drink；aseptic filling；packaging material；sterilization technology；aseptic filling equipment
饮料是一种受众广泛、市场广阔的消费品,饮料工业是社会高度关注的食品产业之一。随着消费者对于饮料“自然、健康”需求的愈发强烈，碳酸饮料、 高糖果汁茶饮等品类在市场上已经面临衰退，而各种减糖、无糖、无酒精饮料等新饮料品类则备受消费者欢迎，且增长势头强劲[ 1]。消费者对于饮料的广泛需求也刺激了无菌灌装行业的迅速发展。近年来，无菌包装产量高速增长，发达国家的无菌包装已占整个饮料包装的65%以上，我国为全球第二大无菌包装市场，也是无菌包装增长速度最快的市场[ 1] 。2019年我国规模以上无菌包装企业( 年主营业务收入2000万元及以上全部工业法人企业)为7916家，较2018年增加86家,累计营业收入 10032.53亿元，同比增长1.06%，累计实现利润总额 526.76亿元,同比增长4.28%[2]。
液体饮料的无菌灌装是指在无菌环境下用无菌机械装置将液体饮料灌装到无菌或预灭菌包装中，然后以无菌方式封合包装。这种无菌加工的产品相比于其他产品而言具有其独特的优势。相比于热灌装工艺的灌装温度高(>85 ℃)、产品品质差，巴氏灭菌工艺的保质期短且需低温贮藏、冷链运输等缺点[3]，无菌加工采用超高温瞬时灭菌后常温灌装，产品品质与风味几乎不受影响，产品可常温贮藏与运输，保质期可达6~12个月[4]。
无菌灌装技术的发展距今已有80年的历史.1917年，美国Dunkly获得了一项关于饱和蒸汽对罐头瓶和罐头盖的灭菌和无菌灌装专利；20世纪40年代初，美国 Martin开发了Dole-Martin无菌灌装系统，这一系统至今仍在沿用；1962年，瑞士AlpuraAG公司以纸铝塑复合材料为基础生产了牛奶的无菌灌装设备；随后，瑞典Tetra Pak公司以此为基础进行利乐包复合材料以及利乐包灌装生产设备的生产与销售，推动了无菌灌装技术向不同产品包装类型的扩展，是现代无菌灌装技术发展的基石[3]。1976 年，我国广东罐头厂引进第一台利乐无菌灌装机；1990年，航天部工艺研究所成功研制出我国首款自主设计的大袋无菌灌装系统，是我国无菌灌装技术自主设计的开端；2001年，汇源果汁和顶新集团率先引进聚酯(PET)瓶无菌灌装生产线，推动了我国饮料工业的发展，使我国饮料生产技术和设备进入国际先进行列[5]；2005年，乐惠集团与中国农业大学合作研发了我国首条国产PET无菌灌装生产线[6−7]；2009年，我国首条称重式无菌冷灌装生产线投入运营[8]；2014 年，克朗斯公司首次将吹瓶机与无菌灌装系统耦联，该吹瓶机采用气态过氧化氢对瓶胚进行灭菌[9]。目前，过氧化氢、过氧乙酸干法灭菌技术已广泛应用于无菌吹灌旋灌装生产线[10− 11]。相比于化学杀菌，电子束等物理杀菌技术近年来开始应用于无菌灌装生产线中瓶胚的杀菌，这种杀菌技术既节能减排又无化学品残留,可以满足无菌灌装行业经济环保安全的迫切需求[ 12]。
本文对近年来液体饮料无菌灌装所用的包装材料、包装材料灭菌技术以及无菌灌装设备进行综述，并对无菌灌装技术的发展现状和发展趋势进行总结与展望，以期为无菌灌装技术的进一步发展提供理论基础。
1 无菌灌装包装材料
目前，饮料市场中，金属包装、塑料包装以及纸铝塑复合材料包装占据了饮料包装市场的主要地位。液体饮料的金属包装分为两片罐和三片罐，两片罐包括铝制两片罐和钢制两片罐，整个包装罐由罐身和罐盖组成，故称两片罐。两片罐多用于碳酸饮料
包装；而三片罐以镀锡薄钢板(马口铁)为主，包装罐由罐身、罐底和罐盖组成，多用于不含气的饮料包装[ 13]。
液体饮料常用塑料包装材质包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和 PET.PET可进一步分为低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(LDPE)三种，PE具有良好的热封性,可适用于各种饮料[ 14] 。PP是一种无毒无味、化学性质稳定且具有良好耐热性的高分子材料，但其较差的透光性以及刚韧平衡性限制了其在液体饮料包装中的应用。透明成核剂的应用使得所制备出的高透明PP瓶在具有普通PP制品优点的同时还具有高透光率、高热变形温度、高拉伸强度、成本低等优势,可广泛应用于需要高温灌装的各种饮料[ 15] 。PVC具有透明度高可塑性良好、耐酸碱等优点[ 16]，其大致可分为硬制品、软制品和糊状制品三类[ 17]，以注拉 吹法生产的 PVC 瓶瓶壁均匀，可灌装各种含气饮料[ 18]。
PET是一种结晶性好、无色无味、具有良好透明度的高分子材料，采用两步吹塑法生产的PET瓶，能充分发挥PET高透明度和玻璃状外观的特性，是代替玻璃瓶最理想的塑料瓶[ 19] 。PET瓶占据了液体饮料包装67%的市场份额，远超其他所有材料[20]。近年来，基于对绿色环保的需求，LoopIndustries 研发出LoopPET，实现了塑料生产向可循环经济模式转型,利用废弃塑料制备新型再生塑料，这种再生塑料聚酯(PET)纯度极高，质量媲美初生塑料，完全符合FDA食品接触用途包装的要求.2018年,可口可乐、百事、达能、欧莱雅相继与 Loop Industries 达成 合作关系,将在其包装中采用再生塑料包装[21]。
纸铝塑复合包装是目前全球普及率最高的乳品包装之一，利乐包和康美包是目前应用最为广泛的纸铝塑复合包装。利乐包由瑞典Tetra Pak公司发明并持有专利，利乐包装包括利乐枕、利乐砖、利乐钻、利乐旋、利乐晶、利乐威、利乐冠、利乐皇等形态[22]，其中利乐枕、利乐威成本较低,适用于中低端产品,利乐砖、利乐晶、利乐旋由于生产和灌装过程中涉及压型和折叠，工艺更为复杂，因而成本更高，适用于中高端产品；利乐钻是 Tetra Pak公司的高端包装产品，光明莫斯利安、蒙牛纯甄等常温酸奶是该包装的典型代表，这款包装近年来也开始应用于矿泉水的无菌包装[23]。利乐皇植物基包装是TetraPak研发的首款完全可再生包装，其原料完全来源于甘蔗[24]。康美包隶属于瑞士SIG集团，相比于利乐包装的在线先杀菌后成型工艺，康美包采用预制成型后，在线灭菌后灌装，因而可以实现一种灌装机灌装两种包型产品,即既可灌装康美砖型包又可灌装康美多角包，只要两种包形具有相同的底部面积即可实现[25] 。SIGNATUREPACK100是SIG研发的 100% 基于植物的可再生材料制成的无菌纸盒包装材料，是一种专为牛奶设计的无铝包装。对于对光和氧气更敏感的液体饮料，SIG提供了SIGNATURE PACK Full Barrier,相比于PACK100,其包含非常薄的铝层[26]。康美包装采用胶印工艺，相比于利乐包装采用的柔印工艺，康美包包装表面的印刷质量和印刷工艺灵活度更好，手感也更加挺括，但质感略薄，利乐包装则较硬,质感较厚[27]。除此之外，液体饮料常用的包装还包括百利包、爱壳包、屋顶包等。百利包是法国百利公司的一款无菌包装，主要材质为多层复合PE，有黑膜层可隔绝光照外线，避免对产品产生影响，高端产品有铝膜层,常用于乳品和植物蛋白类饮料[28]。爱壳包是瑞典 Ecolean 公司的专利包装，其由PE和碳酸钙组成，碳酸钙的加入使 PE 比其他单纯聚烯烃类材 质包装更易降解，因而也更加环保[29]。
随着液体饮料市场的迅速发展，液体饮料包装 在未来的演变需要包装生产商和饮料品牌的共同探 索与思考[30] 。2020年于上海召开的IPIF国际包装创新大会为液体饮料包装的发展提供了一些新思路[31−32]：实现包装可回收、可循环；减少原生塑料的 使用，提高再生聚酯(rPET)等循环塑料在饮料行业中的利用率；推进聚乳酸( PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA )等生物可降解材料在饮料包装中的应用；推进交互式智能标签、智能包装在饮料行业的应用。SIG集团分享了关于饮料行业未来包装的看法：个性化和保护性在饮料包装中的重要性，交互技术使饮料包装更加智能化；纳米技术在保护屏障、检测成分含量等方面的潜在应用[33]。
2 无菌灌装包装材料灭菌技术
2.1 不同灭菌技术对包装材料灭菌效果的影响
2.1.1 传统灭菌技术对包装材料灭菌效果的影响一般来说,无菌灌装包装材料传统的灭菌技术包括热处理(饱和蒸汽灭菌、过热蒸汽灭菌、干热空气灭 菌)、化学处理(过氧化氢灭菌、过氧乙酸灭菌)、辐照处理(紫外辐照、红外辐照、电离辐照)等[34]。
SCARAMUZZA 等[35]探究了过氧乙酸(PAA)对铝、马口铁和 PET 上球毛壳菌、芽孢杆菌、平冢曲霉的灭菌效果。结果显示，相比于对照组，PAA对于接种到铝、马口铁和PET上的球毛壳菌、芽孢杆菌、平冢曲霉灭菌效果更强，其中，接种到马口铁上的灭菌效果最强。SCARAMUZZA等[36]还探究了不同温度液体过氧化氢对条状铝、锡、HDPE、PET上的各种霉菌的灭活效果。结果显示，在所有材料和所有测试温度下，芽孢杆菌对于过氧化氢的耐受性更强,其次是平冢曲霉、球壳拟杆菌和巴西曲霉.对于芽孢杆菌，塑料材料在50和53 ℃的热死亡率( DT )高 于金属材料，而在57℃和60℃下D50值相似。而对于平冢曲霉，铝和HDPE在50℃的 D50高于锡和PET上的 D50。可以看出不同化学灭菌剂对于不同包装材料的灭菌效果不同，因而采用单一的化学处理对不同包装材料进行灭菌较为局限，无法实现高效灭菌。ZHAO 等[37]探究了气态环氧乙烷(EtO)、饱和蒸汽(SS)对 PLA、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)及其混合物的灭菌效果。结果显示，SS处理会导致PLA样品结晶，样品出现收缩且外观由透明变为不透明，EtO处理会导致PLA样品出现收缩现象，说明单一的热处理和化学处理都无法良好的适用于不同包装材料的灭菌。近年来，研究人员开始对传统化学灭菌技术进行革新，SIDEL[38]将气化过氧化氢与紫外辐照耦合使用对PET瓶胚进行灭菌。结果显示，紫外辐照会激发过氧化氢发生歧化反应产生活性氧成分，显示出比单一灭菌更好的灭菌效果,说明将传统的灭菌技术耦合可能会产生协同作用，进一步提高灭菌效率，这也为传统灭菌技术的创新使用打开了新的思路和方向。
2.1.2 新型灭菌技术对包装材料灭菌效果的影响近年来，一些新型灭菌技术逐渐出现在人们的视野，如：低温等离子体、电介质阻挡层放电(DBD)、电子 束(EB)、脉冲强光(PL)、过氧化氢等离子体(HPGP)等。
KORDOVA等[39]研究了过氧化氢气溶胶低温等离子体对圆柱形聚四氟乙烯容器内部的8种微生物的灭菌效果，结果显示，过氧化氢气溶胶低温等离子体处理的灭菌效率远高于纯水气溶胶非热等离子体和过氧化氢气溶胶单独处理的灭菌效率，当容器体积为0.5L时，大部分微生物在过氧化氢气溶胶非热等离子体处理 30 s 后被完全杀灭，所有微生物在过氧化氢气溶胶非热等离子体处理120s后被完全杀 灭，而单独使用纯水气溶胶非热等离子体和过氧化氢气溶胶处理在120 s 后没有观察到明显的灭菌效果。HUANG等[40]探究了DBD对食品包装材料( PE、PP、PET)上大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤 寒沙门氏菌以及无毒李斯特菌的灭菌效果。结果显示，微生物数量随着输入功率和处理时间的增加明显减少,40W处理10min后，PE上的大肠杆菌、鼠伤 寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和无毒李斯特菌分别降低了3.37、3.28、1.07和1.15log(CFU/mL)，说明DBD对于革兰氏阴性菌(大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌)的灭菌效力强于革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和无毒李斯特菌)。RINGUS等[41]探究了脉冲强光( PL)对低密度聚乙烯( LDPE)、高密度聚乙烯(HOPE)、聚乙烯层压超金属化聚对苯二甲酸乙二酯( MET)、聚乙烯涂层纸板(TR)和聚乙烯涂层铝箔纸板(EP)上无毒李斯特菌的灭菌效果。结果显示,LOPE、HOPE、MET、TR和EP上的李斯特菌减少量分别达到(7.2±0.29 )、( 7. 1±0.06 )、( 4.4±0.85 )、( 4.5±1.32)和(3.5±0.82 ) log(CFU/mL)，除 MET 外,其他材料表面均未发生明显加热，这些结果表明PL是一种有效的食品包装材料灭菌方法.ZHAO等[37]探究了电子束(EB)和过氧化氢等离子体(HPGP)对 PLA、PBAT及PLA/PBAT的灭菌效果。结果显示、EB适用于所有材料的灭菌，而HPGP不适用于PBAT和PLA/PBAT的灭菌。STEPCZYNSKA等[42] 探究了低温等离子体对于PLA上产黄青霉、枝孢 霉、烟曲霉、镰刀菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的 灭菌效果。结果显示，低温等离子体对于真菌灭菌效果显著，除烟曲霉(97.2%)外，其余真菌在低温等离子体处理10 min 后死亡率达到100%对于细菌而言，当低温等离子体处理时间超过5min时可实现有 效灭菌。这些实验结果表明这些新型灭菌技术对于包装材料具有良好的灭菌效果,可有效杀灭多种细菌和真菌，且大部分新型灭菌技术可适用于多种包装材料。除此之外，这些物理灭菌技术低能耗、无污染、灭菌效率高、无需人工干预，是液体饮料包装材料灭菌技术发展的另一个重要方向。
2.2 不同灭菌技术对包装材料其他性能影响
基于铝箔对电磁波的干扰，微波辅助热灭菌( MATS)并不适用于铝箔包装，因而在MATS条件下常采用聚合物包装[43]。然而，聚合物包装的氧气和水蒸气阻隔性在热处理过程中会降低[44]。阻隔性能的变化通常会影响贮藏期间的产品质量和产品的货 架期[45]。PATEL等[46]评价了MATS对双层Al2O3涂层PET材料的阻隔性能的影响。结果显示，MATS处理后双层Al2O3涂层PET材料仍具有优异的氧气 和水蒸气阻隔性；49 ℃贮藏60d后，双层Al2O3涂层PET材料的氧气透过率和水蒸气透过率略有上升，但数值仍较低((0.02±0.01 )cc/m2 ·day，(0.22± 0.05 )g/m2 ·day)，说明MATS处理基本不影响双层Al2O3涂层PET材料的氧气和水蒸气阻隔性。
尽管辐照灭菌具有非热灭菌、强穿透、无残留的优点，但电离辐照引起的电离作用会导致聚合物的降解，从而使得聚合物包装材料的抗张强度提高和机械性能下降，导致其对氧气和水蒸气阻隔性下降，影响其保护产品的能力[47] 。BENYATHIAR 等[48]探究了γ辐照和电子束辐射对PLA膜的影响。结果显示，辐照会导致PLA 的分子量、结晶温度和熔融温度下降，多分散指数增加，辐照对PLA膜的颜色没有影响，辐照导致 PLA 的表面张力、拉伸强度、断裂伸 长率和弹性模量降低，水蒸气和二氧化碳透过率降低，而对氧气透过率没有影响,说明γ辐照和电子束辐射对PLA膜的物理性能产生明显影响。
3 无菌灌装工艺与设备
3.1无菌灌装工艺
无菌罐装工艺是将产品与包装材料分别进行灭菌处理后进入无菌区进行灌装与密封。在 PET无菌灌装工艺中，首先对液体食品进行超高温瞬时灭菌，然后快速降温至室温(25 ℃)，进入无菌罐中缓存，其次用化学消毒剂对瓶子及瓶盖进行灭菌，然后在无菌 环境下进行灌装封盖，完全密封后进行后续包装[49]。对于纸基复合材料的无菌灌装工艺而言，康美包的无菌灌装工艺与PET的无菌灌装工艺较为相似，其先将包装材料预制成型，而后进行灭菌及灌装[50]；而利乐包的无菌灌装工艺则为先对包装材料进行灭菌，而后成型灌装[51] 。PET瓶和纸基复合材料的无菌灌装工艺见图1和图2 。2021年1月我国发布了PET瓶和纸基复合材料的无菌灌装生产线无菌验证规范[52−53]，规范中对前期工作、洁净室、包装材料、无菌线设备以及验证方法做出了明确规定。对比两份文件，纸基复合材料的无菌罐装生产线对于洁净室的要求更高，额外规定洁净室的空气沉降菌落试验计数应不大于30 个。而在包装材料方面，PET规范中规定空瓶和 瓶盖灭菌前原始菌落数应不大于 5 CFU/瓶(盖)，且灌装的微生物验证测试中产品染菌率应不大于万分之一；而卷筒或纸板形式的纸基复合材料灭菌前与食品接触表面的菌落总数应不大于 20 CFU/cm2，且并未对产品染菌率进行明确规定。除此之外，灭菌后过氧乙酸或过氧化氢残留测定中选定的PET空瓶数量由冲瓶头决定，每个冲瓶头取三个；而纸基复合材料为任意选取20个容器或剪取与包装容器展开后近似大小的面积20块。在原始菌落测试试验中，PET规范额外增加了旋盖后空瓶微生物验证测试以及旋 盖空瓶商业无菌检验。
3.2 无菌灌装设备
自20世纪50年代第一个高效微粒空气(HEPA)过滤无尘室出现以来，无菌灌装设备就成为无菌加工的关键。相比于手工灌装，无菌灌装设备的出现提高了生产效率，规范了生产工艺。多年来，随着无菌灌装设备的不断改进和创新，无菌灌装设备的性能也不断提高。
陈国栋[54]开发了一种新型全自动无菌灌装设备，该设备可以固定灌装瓶，防止旋转时灌装瓶因为毛刷转动，灌装瓶倾倒；当输送带表面有水时，气压缸可以伸出吸水棉包裹灌装瓶，从而可在移动过程中吸收输送带表面的水，保证输送带清洁。冉扬[55]提供了一种带有出口冷却功能的全自动果汁灌装设备，该设备可通过各装置相互配合，在对果汁进行无菌消毒处理后，对果汁进行快速冷却，避免高温果汁直接灌装降低果汁的质量，实现果汁品质的提高。钟少玲[56]开发了一种新型无菌灌装设备，该设备采用封闭式灌装箱结构，在对食品进行无菌灌装的过程中，能保持灌装设备内部处于无菌状态，保障了灌装过程的安全性；且该设备设置有多个灌装管，可一次对多个产品进行灌装处理，可提高无菌灌装设备的工作效率。徐劲松[57]提供了一种果蔬汁生产用无菌灌装设备，该设备通过设置循环通路实现了对输送管道的灭菌，防止管道滋生细菌，该设备还配备有细菌过滤网，保证设备内部始终保持无菌环境。李文涛[58]提供了一种饮料无菌快速灌装设备，解决了无菌灌装设备不能快速灌装以及无菌灌装设备无法自动旋盖密封的问题。罗邦毅等[59]研发了一种全新灌装阀，这种灌装阀满足无菌卫生要求，且可控制灌装液柱和收液，防止滴漏。吴催农等[60]提供了一种限流灌装阀，实现流速控制，减少了流道内气泡的产生，避免了流体在流出分流道时出现飞溅的现象。李水波等[61]通过电气程序控制，控制灌装桶内压力，实现液位精准控制。李文涛[62]研制出了PET 瓶封盖液位喷码检测设备，该设备采用双相机多路光源，可多角度成像，采用深度学习与传统特征提取相结合，可靠性高，可快速适应多种瓶型，且可实现无盖、高盖、歪盖、断桥、环缺陷、喷码、液位等多种类型缺陷的自动检测。吕桂善等[63]研发了瓶胚静电除尘及灭菌设备，解决原有设备效果差、易卡瓶和耗气量高等问题，进一步提高了瓶坯除尘设备的速度、效果、能耗以及稳定性 等方面。
西格蒙德等[64]研发了一种监测容器清洁机运行的方法，该方法可以可靠地监测环境数据和运行数据，避免容器清洗机运行中的错误评估，保存容器清洗机运行的完整信息。施泰纳等[65]提供了一种将产品液体引入到饮料生产设施的脱气容器中的入口阀的方法，该方法可以抑制过早释放气体和起泡的产生，并相对温和且有效地对诸如果汁等的产品液体进行脱气。齐格勒等[66]提供了一种将液态产品灌装到容器中的填充机以及检查填充机上的填充过程和/或CIP流程的方法，该方法可以测量通过单个填充器的瞬时实际流量以及各个灌装过程和/或CIP流程中流过单个填充器的产品或清洁剂或消毒剂的总量，从而及时发现并终止由于瓶子破损而导致的不规则的填充过程，将由于容器破损而造成的产品损失降至最低程度。梅林格等[67]研发了一种容器抓取和运输设备，该设备可实现在旋转式饮料灌装设备中侧向抓取和保持设备。法瓦[68]研发了一种容器封闭件供给装置和具有容器封闭件供给装置的加盖设备，该设备可在不降低生产效率的情况下，以便利的方式控制容器是否灭菌。科拉迪尼等[69]研发了一种新型贴标机，该设备具有较高的灵活性，可以自动控制和调节产品和标签的间距，并对缺少产品和标签的情况实时调整，使得贴标的整体效率得到提高。
这些无菌灌装相关设备的研发案例说明无菌灌装相关设备的研发不断趋向于自动化、智能化、可追溯，不断减少无菌灌装过程中人工占比，从而减少人工使用对设备和无菌环境的污染，从而进一步提高生产效率及产能。表1对国内外其他新型无菌灌装相关设备进行补充。
4 总结与展望
近年来，液体饮料无菌灌装技术快速发展，取得了突破性成果。在包装材料方面，实现包装可回收、可循环，减少原生塑料的使用，提高rPET循环塑料以及植物基包装在饮料行业中的应用；推进生物可降解材料在包装中的利用；推进交互式智能标签、智能包装在饮料行业的应用。近年来，生物基包装材料的研究十分火热，其不仅能够对食品产生很好的保鲜作用，而且其中添加的功能成分还可以进一步抑制食品内微生物的生长，延长食品货架期，绿色天然，节能环保，然而目前仍未应用于工业生产，仍需要研究人员的不断探索。在包装材料的灭菌技术中，一方面对传统化学灭菌技术进行革新，将化学灭菌剂与低温等离子体耦合应用，提高了灭菌效率；另一方面采用新型物理灭菌技术，如电子束、脉冲强光等，这些物理灭菌技术低能耗、无污染、灭菌效率高、无需人工干预，是液体饮料包装材料灭菌技术发展的重要方向。然而，目前工业应用中仍以传统化学灭菌技术为主要手段，这些新兴的物理灭菌技术以及将传统化学灭菌技术与其他灭菌技术耦合等方式仍仅局限于实验室内，未得到广泛应用，需要长时间的普及和推广。而对于无菌灌装设备而言，无菌灌装相关设备的研发不断趋向于自动化、智能化、可追溯，从而减少无菌灌装过程中的人工使用，减少其对设备和无菌环境的污染，发展自动化智能化集成的互联工厂。随着市场对循环经济、可持续发展以及高效智能灌装系统的高度需求，无菌灌装技术尚有广阔的发展空间，需要整个行业的深入探索和不断研究，从而实现液体饮料无菌灌装的不断创新与超越。
上一页
上一页
