饮料杀菌装置作用

❶ 臭氧发生器能给瓶装饮料消毒吗

摘要 你好，臭氧发生器对瓶装饮料具有良好的杀菌消毒作用。

❷ 饮料行业瓶盖消毒的原理及作用

饮料瓶盖的杀菌及其应用

改革开放以后中国饮料行业的发展非常迅速，饮料的品种也从过去单纯的碳酸饮料逐步发展到矿泉水、果汁、果蔬汁饮料和功能性饮料等；灌装方式也从冷灌装发展到现在的热灌装、中温灌装、无菌冷灌装等；包装形式也从单一的玻璃瓶到现在的易拉罐、PET瓶等。针对不同产品和不同的包装形式，对包装物瓶盖的杀菌处理也很关键，本文就目前使用的各种饮料瓶盖杀菌方法进行讨论。

一、紫外线杀菌

微生物受紫外光照射后，其蛋白质和核酸吸收了紫外光谱能量，会导致蛋白质变性，引起微生物死亡。

饮料灌装生产设备中，输盖机为压盖机或者拧盖机输送瓶盖。在输盖机储料仓的上部或者输送带的上部安装紫外线杀菌灯管，瓶盖在被输送的过程中接受紫外线照射，紫外线照射到的地方可以达到较好的杀菌效果。由于瓶盖的透光性差，紫外线无法穿透瓶盖照射到瓶盖的另一侧。因此，瓶盖只能达到部分杀菌，且杀菌的表面是随机的。为了有针对性地对瓶盖表面杀菌，在压盖机或拧盖机的瓶盖下滑道上安装紫外线杀菌灯，通过此处的瓶盖已经被整理成方向一致，紫外线照射的一面就是瓶盖与饮料接触的一面，有效提高了杀菌效果。

紫外线杀菌设备简单，无需配套设备，成本低，操作管理方便，使用比较广泛。由于滑道的结构特点及紫外线对微生物的杀灭特性，紫外线杀菌方式一般适合在以下几类饮料灌装的瓶盖中使用：

1．碳酸饮料 碳酸饮料中含有CO2，呈酸性，能抑制微生物的生长，因此碳酸饮料的瓶盖采用紫外杀菌即能满足需求。该方法在生产时，批量包装的新瓶盖倒入输盖机的储料仓，瓶盖在输盖机的储料仓内或输送带上接受紫外线的照射杀菌；还可以在拧盖机下盖滑道上设置紫外线杀菌灯，让瓶盖的内表面接受紫外线的照射杀菌，杀菌后直接输往拧盖机。

2．矿泉水饮料 国家对矿泉水的生产制定了比较严格的规定，其中对矿泉水的菌落总数、霉菌计数和大肠杆菌都严格限制为零。无论是否经过过滤杀菌处理的矿泉水，其总细菌数、霉菌计数和大肠杆菌数都必须符合国家标准。由于矿泉水中只含无机盐，不含微生物营养源，缺少供微生物生产发育的营养成分，因而对其瓶盖也可以采用紫外线杀菌。

3．高温灌装的茶饮料、果汁饮料 茶饮料和果汁饮料中存在着各种微生物（细菌、霉菌和酵母等），饮料的杀菌就是要杀灭这些微生物。目前一般都采用高温短时杀菌法，也称瞬时杀菌法。高温灌装是让经过瞬时杀菌后的饮料冷却在85℃～92℃之间的一个温度区间进行灌装，饮料瓶选用结晶耐热的热灌装瓶，瓶盖选用耐85℃的耐热瓶盖，灌装方式采用满瓶灌装，灌装压盖（或拧盖）后增加倒瓶装置：瓶身倾倒90°～180°，利用饮料自身的高温对瓶盖内部进行杀菌处理。因此瓶盖的前期处理也可以采用紫外线杀菌。

二、热水喷冲杀菌

加热杀菌法是食品保藏的最传统方法之一。微生物细胞若被加热至一定温度，细胞内的生理活性物质（例如酶蛋白质、核蛋白质、脱氧核糖核酸等）会发生变性和钝化，从而失去活性死亡。把微生物杀死的加热温度和时间，按微生物的种类、细胞生理状态、细胞浓度等的不同有明显不同。对于杀灭具体一个菌种，提高杀菌温度可以缩短加热时间，降低温度需要延长加热时间，温度太低，则对某些耐热菌种就起不到杀菌效果。

热水喷冲杀菌就是利用喷嘴对瓶盖多方向喷射热水，在进行杀菌的同时也去除瓶盖内外表面的灰尘。该方法在生产时，理盖后的瓶盖按一致方向在瓶盖通道内行进，在通道的上下方设置多组喷嘴，喷嘴对前进的瓶盖进行多方位热水喷冲，热水的温度就是杀菌温度，接受喷冲的时间就是杀菌时间。

金属盖由于其耐高温，喷冲的热水温度可以超过85℃，喷冲时间可以随着热水温度提高而减少；对于塑料瓶盖，喷冲热水温度一般控制在85℃。热水杀菌后需要对瓶盖喷无菌空气，促使瓶盖的干燥。

热水喷冲杀菌需要提供热水和无菌空气，需要相应的配套设备，生产时会消耗热能和少量水资源，为其配套的是常用的通用设备。热水喷冲杀菌可以用于高温灌装的茶饮料和果汁饮料的瓶盖处理，也可用于矿泉水的瓶盖杀菌。

三、臭氧杀菌

臭氧具有极强的氧化性质，它可以直接破坏病毒的核糖核酸或脱氧核酸并将其杀灭。臭氧也可以损伤细菌、霉菌类微生物的细胞膜，抑制其生长，并进一步渗透破坏膜内组织，直至细菌、霉菌类微生物死亡。臭氧溶解于水，在湿度大的环境里杀菌效果非常好，也可以利用臭氧水对瓶盖进行杀菌。有关臭氧水杀菌将在后面讨论。臭氧的浓度越大杀菌效果越好，在臭氧浓度为4.0mg/m3时，杀菌时间一般需要45分钟到1小时。

由于臭氧杀菌需要的时间很长，对于具备一定生产能力的自动化饮料生产线来说，如果既要满足杀菌效果又要让瓶盖杀菌过程在杀菌设备内连续完成的话，杀菌设备需要做得非常庞大。实际生产过程中，瓶盖臭氧杀菌是在具备一定生产能力的自动化饮料生产线上，在较大的密封空间里放置一定量的瓶盖，然后对瓶盖所在的空间充填一定浓度的臭氧并保持一段时间。放置的瓶盖数量以维持生产所需瓶盖数量而定。杀菌后的瓶盖存放时间越长，受污染的危险越大，所以一般存放时间不超过一周。杀菌后的瓶盖需要与外界隔离，待输盖机需要瓶盖时送往输盖机。

目前，直接采用臭氧杀菌的独立设备多见于小型柜式瓶盖杀菌柜。这种瓶盖杀菌柜的杀菌空间小、生产能力小、间隔生产、非自动化。使用这种臭氧杀菌柜时，需要人工把杀菌的瓶盖搬出杀菌柜放入输盖机，容易造成瓶盖的二次污染。因此，臭氧杀菌只适合非自动化生产线，或对瓶盖有一定杀菌要求的小型生产线。

四、杀菌水杀菌

杀菌水中存在不稳定元素，它们会自行分解。杀菌水杀菌就是利用这个分解过程（氧化过程）对物体表面的微生物进行氧化，从而达到杀菌目的。

常见的具有强氧化性的物质有：过氧乙酸、臭氧水和氯水，臭氧的瞬时杀菌性质优于氯。目前，饮料瓶盖杀菌的杀菌水基本采用过氧乙酸和臭氧水，其中绝大多数为过氧乙酸。杀菌水的浓度越大，需要的杀菌时间也相应缩短。对于65℃2000PPM的过氧乙酸，通过30秒～60秒时间杀菌，可以使瓶盖达到商业无菌的要求。由于杀菌水的杀菌时间短、杀菌效果好，被广泛应用于果蔬汁饮料的瓶和盖杀菌。利用杀菌水对饮料瓶盖进行杀菌的方式主要有喷冲式和浸泡式。

1．喷冲式 是采用多组喷嘴，对瓶盖的多个方向喷射杀菌水进行瓶盖表面杀菌，瓶盖接受喷射的时间应保证微生物能被完全杀灭。具体方法为：经过理盖后的瓶盖方向一致地进入瓶盖轨道，在轨道的上下方设有多组喷头，每组喷头可以从不同角度对瓶盖喷射杀菌水，喷射的杀菌水既对瓶盖进行杀菌也推动瓶盖沿着轨道前行。

利用过氧乙酸作为杀菌水时，杀菌水喷冲后的瓶盖需要接受无菌水的冲洗，以去除瓶盖上残留的过氧乙酸，使之残留量低于相关标准；无菌水冲洗后再用无菌空气吹干瓶盖。

利用臭氧水作为杀菌水时，由于臭氧水分解后的产物是水和氧气，不存在任何有害的残留物质，理论上无需对瓶盖再作处理，但实际生产过程中，由于瓶盖杀菌机出口与旋盖机距离很近，无法使残留臭氧完全分解，因此，瓶盖经过臭氧水杀菌后还需要经过无菌水冲洗和无菌空气吹干处理。

由于喷射水的直线性，无菌水喷冲杀菌可以用于矿泉水瓶盖杀菌，也可以用于茶饮料和果汁饮料热灌装时的瓶盖杀菌。热灌装采用满瓶灌装，灌装旋盖后倒瓶加热瓶盖，进行内部杀菌处理。

2．浸泡式 是把饮料瓶盖完全浸泡在杀菌水中，使瓶盖的所有内外表面都接受杀菌水杀菌，浸泡时间应满足瓶盖完全杀菌的时间要求。一种方法是：方向一致的瓶盖固定在瓶盖架上，瓶盖架连接在链条上，链条的运动带动瓶盖架进入装有杀菌水的杀菌池内并使瓶盖完全浸泡在杀菌水中，浸泡的时间应满足完全杀菌的时间要求。与喷冲杀菌方式一样，杀菌水浸泡后的瓶盖同样需要无菌水的喷洗和无菌空气的喷冲，使瓶盖既干燥又无菌。

采用无菌水杀菌方式时，为其配套的杀菌水、无菌水和无菌空气需要制作和处理，外围的配套设备比较多，配套成本高，消耗成本大，管理要求高，因此这种杀菌工艺一般应用于果汁饮料的无菌冷灌装。

五、电解液杀菌

电解是利用惰性电极在液体中通电，其阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。目前国外有关人员已经研究利用完全除盐的饮用水与氯化钠稀溶液发生电化反应，在阳极区得到杀菌效果好于传统杀菌水的杀菌液。如果把电解原理直接用于瓶盖杀菌，就可以大大降低运输和仓储成本，省时省力，安全有效。

总结

分析以上各种瓶盖杀菌方式，可以根据不同饮料的成分特性和品质要求，选用不同的盖杀菌工艺，如表中所示：

❸ 中性茶饮料的杀菌方式

食品是动植物的加工制品，大多数食品含有丰富的营养物质，容易滋生微生物，从而导致食品腐败变质。任何食品的加工技术，其实质就是一种用一定技术对食品原料进行色、香、味、形再调制而得以长期保存食物，以满足人们不同嗜好的手段。近年来我国食品加工技术有了很大进步，然而在杀菌技术的研究开发方面还存在较多问题。了解世界杀菌技术新动向有助于改善我国在此领域的落后状况，也是发展我国食品加工技术的迫切需要。

食品杀菌技术是食品工业中的核心技术之一，从某种意义上讲，食品工业的发展史就是一部食品杀菌技术的发展史。食品的杀菌技术，就是运用各种手段，杀灭食品自身污染的、从食品包装容器带入的、加工与调配过程中由操作人员和设备引入的以及生产环境中存在的各种有害微生物，从而保持食品品质并达到一定保藏期的一种技术。杀菌费用在一些食品的加工成本中占相当大的比例，直接影响产品的价格和市场竞争力，杀菌工艺的好坏直接影响产品的质量，因此应大力开展杀菌技术的研究。杀菌技术按杀(除)菌方式一般可分为加热杀菌技术、化学药剂杀菌技术、辐射杀菌技术(γ-射线、微波、红外线等)、过滤除菌法以及加热与其他手段相结合的杀菌技术等。各种杀菌技术发展的历史长短不一，有着各自的特点和适用范围。现将现代食品工程中应用的各种新杀(除)菌方法的特点、研究现状及其应用领域作以介绍。

1 研究现状

1.1 热力杀菌技术
利用加热杀灭食品中有害微生物的方法既是古老的方法，也是近现代极其重要的一种杀菌技术。1804年，法国人阿佩尔(Appert)发明了将食品装瓶放于沸水中煮一段时间，能较长时间保藏食品的方法，19世纪50年代，法国人巴斯德(Pasteur)阐明了食品的微生物腐败机理，为杀菌技术的发展奠定了理论基础。

食品热力杀菌可分为低温杀菌法(巴氏杀菌)、高温短时杀菌法和超高温瞬时杀菌法。前两种方法，由于杀菌效果稳定，操作简单，设备投资小，已有悠久的应用历史，现今还广泛用在各类罐藏食品、饮料、酒类、药品、乳品的生产中。后一种方法，由于其独特的优点，已发展为一种高新食品杀菌技术。

1.2 超高温瞬时杀菌技术(UHT)
超高温杀菌于1949年随着斯托克(Stork)装置的出现而问世，其后国际上出现了多种类型的超高温杀菌装置。超高温处理可分为间接加热和直接加热两大类型。它是使料液迅速升温至130℃以上，然后保持几秒钟，从而实现对料液瞬间的杀菌。

超高温瞬时杀菌技术的杀菌效果特别好，几乎可达到或接近灭菌的要求，而且杀菌时间短，物料中营养物质破坏少，营养成分保存率达92%以上，大大优越于上述两种热力杀菌法。配合食品无菌包装技术的超高温式杀菌装置在国内外发展很快，目前这种杀菌技术已广泛用于杀菌乳、果汁及各种饮料、豆乳、酒等产品的生产中。

1.3 电阻加热杀菌技术
电阻加热杀菌也叫欧姆杀菌，是一种新型热杀菌方法，它借通入的电流使食品内部产生热量而达到杀菌的目的，是酸性和低酸性食品和带颗粒(粒径小于25mm)食品进行连续杀菌的一种新技术。

电阻加热杀菌使用交流电的频率为50~60Hz，它利用电极将电流直接导入食品，由食品自身的介电性质产生热量，以达到杀菌的目的。电阻加热的适用性由食品物料的电导率来决定，大多数能用泵输送的、溶解有盐类离子且含水量在30%以上的食品都可用电阻加热来杀菌，且效果很好，而一些脂肪、糖、油、未添加盐的处理水等非离子化的食品则不适用该技术。英国APV食品加工中心的试验表明，电阻加热已成功地用于各种包含大颗粒的食品和片状食品的杀菌，如马铃薯、胡萝卜、蘑菇、牛肉、鸡肉、片状苹果、菠萝、桃等。

1.4 臭氧杀菌技术
臭氧在水中极不稳定，时刻发生还原反应，产生具有强烈氧化作用的单原子氧，在其产生瞬时，与细菌细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞膜受到破坏，细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使细菌失去活性。同时臭氧能迅速扩散进入细胞内，氧化细胞内的酶或RNA、DNA，从而致死菌原体。

臭氧杀菌具有高效、快速、安全、便宜等优点，自1785年发现以来，广泛应用于食品加工、运输与贮存及自来水、纯净水生产等领域。

1.5 辐照杀菌技术
自从原子能和平利用以来，经过40多年的研究开发，人们成功地利用原子辐射技术进行食品杀菌保鲜。辐照就是利用X射线、γ射线或加速电子射线(最为常见的是Co60和Cs137的γ射线)对食品的穿透力以达到杀死食品中微生物和虫害的一种冷灭菌消毒方法。受辐照的食品或生物体会形成离子、激发态分子或分子碎片，进而这些产物间又相互作用，生成与原始物质不同的化合物，在化学效应的基础上，受辐照物料或生物体还会发生一系列生物学效应，从而导致害虫、虫卵、微生物体内的蛋白质、核酸及促进生化反应的酶受到破坏、失去活力，进而终止农产品、食品被侵蚀和生长老化的过程，维持品质稳定。

1980年联合国粮农组织(FAO)、国际原子能机构(IAEA)和世界卫生组织(WHO)联合专家委员会，提出了“用10KGY以下剂量辐照的任何食品，都没有毒理学方面问题，没有必要进行毒理学试验”的建议，从而在世界范围内推进了辐照在食品生产中的商业化应用。

1.6 微波杀菌技术
微波指波长在0.001~1m(频率300~300000MHz)的电磁波。它能以光速向前直进，遇到物体阻挡，能引起反射、穿透、吸收等现象，用于杀菌的微波频率为2450MHz。研究结果普遍认为微波对微生物的致死效应有2个方面的因素，即热效应和非热效应。热效应是指物料吸收微波能，使温度升高从而达到灭菌的效果。而非热效应是指生物体内的极性分子在微波场内产生强烈的旋转效应，这种强烈的旋转使微生物的营养细胞失去活性或破坏微生物细胞内的酶系统，造成微生物的死亡。微波杀菌具有穿透力强、节约能源、加热效率高、适用范围广等特点，而且微波杀菌便于控制，加热均匀，食品的营养成分及色、香、味在杀菌后仍接近食物的天然品质。微波杀菌目前主要用于肉、鱼、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的杀菌。

1.7 远红外线杀菌技术
对红外线的利用始于20世纪，1935年美国福特汽车公司的格罗维尼(Groveny)首先取得将红外线用于加热和干燥的专利。食品中的很多成分及微生物在3~10μm的远红外区有强烈的吸收。远红外加热杀菌不需要传媒，热直接由物体表面渗透到内部，因此不仅可用于一般的粉状和块状食品的杀菌，而且还可用于坚果类食品如咖啡豆、花生和谷物的杀菌与灭霉以及袋装食品的直接杀菌。
日本三兹公司首创的红外线无菌包装机，全机由ML-501型封装机和MS-801型通道式红外线热收缩机组成。该机可根据被包装物形状和大小的不同，选用相应厚度和颜色的热收缩薄膜，同时在热辐射中灭菌，其灭菌程序简便，包装质量大大超过手工包装，而且包装
效率提高6~8倍。

1.8 紫外线杀菌技术
紫外线按其波长不同可分为3段:长波段(3200~4000 )，中波段(2750~3200 )，短波段(1800~2750 )。处于2400~2800 区段的紫外线杀菌力较强，而最强的波长为2500~2650 ，多以2537 作为紫外线杀菌的波长。当微生物被紫外线照射时，其细胞的部分氨基酸和核酸吸收紫外线，产生光化学作用，引起细胞内成分，特别是核酸、原浆蛋白、酯的化学变化，使细胞质变性，从而导致微生物的死亡。紫外线进行直线传播，其强度与距离平方成比例地减弱，并可被不同的表面反射，穿透力弱，广泛用于空气、水及食品表面、食品包装材料、食品加工车间、设备、器具、工作台的灭菌处理。

1.9 磁力杀菌技术
磁力杀菌是把需消毒杀菌的食品放于磁场中，在一定磁场强度作用下，使食品在常温下起到杀菌作用。由于这种杀菌方式不需加热，具有广谱杀菌作用，经处理后的食品，其风味和品质不受影响，主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品。

1.10 高压电场脉冲杀菌技术
高压电场脉冲杀菌是将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中，由于高压电脉冲(HEEP)能破坏细菌的细胞膜，改变其通透性，从而杀死细胞。

高压脉冲电场的获得有2种方法。一种是利用LC振荡电路原理，先用高压电源对一组电容器进行充电，将电容器与一个电感线圈及处理室的电极相连，电容器放电时产生的高频指数脉冲衰减波即加在两个电极上形成高压脉冲电场。由于LC电路放电极快，在几十至几百个微秒内即可以将电场能量释放完毕，利用自动控制装置，对LC振荡器电路进行连续的充电与放电，可以在几十毫秒内完成杀菌过程。另一种是利用特定的高频高压变压器来得到持续的高压脉冲电场。杀菌用的高压脉冲电场强度一般为15~100kV/cm，脉冲频率为1~100kHz，放电频率为1~20kHz。

高压电场脉冲杀菌一般在常温下进行，处理时间为几十毫秒，这种方法有2个特点:一是由于杀菌时间短，处理过程中的能量消耗远小于热处理法。二是由于在常温、常压下进行，处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、化学性质、营养成分上改变很小，风味、滋味无感觉出来的差异。而且杀菌效果明显(N/No<10-9)，可达到商业无菌的要求，特别适用于热敏性食品，具有广阔的应用前景。

1.11 超声波杀菌技术
超声波是频率大于10kHz的声波。超声波同普通声波一样属于纵波。超声波与传声媒质相互作用蕴藏着巨大的能量，当遇到物料时就对其产生快速交替的压缩和膨胀作用，这种能量在极短的时间内足以起到杀灭和破坏微生物的作用，而且还能够对食品产生诸如均质、催陈、裂解大分子物质等多种作用，具有其他物理灭菌方法难以取得的多重效果，从而能够更好地提高食品品质，保证食品安全。朱绍华采用超声波发生仪作为灭菌设备，以酱油为灭菌对象，取得了良好的效果。

1.12 脉冲强光杀菌技术
脉冲强光杀菌技术是采用强烈白光闪照的方法进行灭菌，它由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是一个能提供高电压高电流脉冲的部件，它为惰性气体灯提供能量，惰性气体灯能发出由紫外线至近红外区域的光线，其光谱与太阳光十分相近，但强度却强数千倍至数万倍，光脉冲宽度小于800μs。该技术由于只处理食品的表面，从而对食品的风味和营养成分影响很小，可用于延长以透明材料包装的食品及新鲜食品的货架期。周万龙等研究表明，脉冲强光对枯草芽孢杆菌、酵母菌都有较强的致死效果，30余次闪照后，可使这些菌由105个减少到0个；脉冲强光起杀菌作用的波段可能为紫外线，但其他波段可能有协同作用。

1.13 超高压杀菌技术
近年来，由日本率先研制出一种新型的食品加工保藏技术，这就是超高压杀菌技术。所谓高静压技术(HighHydrostaticPressure简称HHP)就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中(常以水或其他流体介质作为传递压力的媒介物)，在高静压(一般100MPa以上)下处理一段时间，以达到加工保藏的目的。在高压下，会使蛋白质和酶发生变性，微生物细胞核膜被压成许多小碎片和原生质等一起变成糊状，这种不可逆的变化即可造成微生物死亡。微生物的死亡遵循一级反应动力学。对于大多数非芽孢微生物，在室温、450MPa压力下的杀菌效果良好；芽孢菌孢子耐压，杀菌时需要更高的压力，而且往往要结合加热等其他处理才更有效。温度、介质等对食品超高压杀菌的模式和效果影响很大。间歇性重复高压处理是杀死耐压芽孢的良好方法。

日本最新开发出的超高压杀菌机，操作压力达304~507MPa。超高压杀菌的最大优越性在于它对食品中的风味物质、维生素C、色素等没有影响，营养成分损失很少，特别适用于果汁、果酱类食品的杀菌。

1.14 膜过滤除菌技术
随着材料科学的发展，各种可用于物料分离的膜相继出现，膜分离技术已在食品、生物制药等工业生产中得到广泛应用，例如生化物质的提取、纯水的制备、果汁的浓缩等。膜分离过程根据推动力的不同，大体上可分为两种。一类是以压力为推动力的膜过程，如超滤；另一类是以电为推动力的膜过程，称为离子交换，如电渗析。以压力为推动力的膜过程，根据膜所用的孔径和截留能力可以分为微孔过滤、超滤和反渗透等。

通常膜的孔径为0.0001~10μm，而物料中微生物粒子大小一般在0.5~2μm，若选用孔径小于微生物的膜，使料液通过膜过滤器进行过滤，则菌体粒子被截留，称之为过滤除菌。

膜过滤除菌技术具有耗能少、在常温下操作、适于热敏性物料、工艺适应性强等优点，其应用前景广阔，现已广泛用于食品、生化、制药、用水及空气、乳品、果汁等的过滤除菌。

食品工程中的杀菌技术还很多，如:二氧化氯杀菌技术、氯气杀菌技术、电子灭菌技术、加热与加压并用杀菌技术、加热与化学药剂并用杀菌技术、加热与辐射并用杀菌技术、静电杀菌技术等。这些技术正在得以研究和应用。

2 发展趋势与对策

当代食品杀菌技术多种多样，有各自的特点和应用范围，人们也在不断探索新的杀菌方法。现代食品杀菌工艺正在逐步摆脱传统的加热杀菌方式，或采用低温冷杀菌，或采用各种除菌方法，或运用现代的各种包装技术与杀菌工艺密切配合，或运用现代的加工技术如冷冻干燥、真空浓缩、冷藏、冷冻、真空浸渍等，以求最大限度地减少食品中各种营养成分的损失，尽可能保持食品的原有风味，尽可能提高杀菌技术的经济性、方便性，完善食品的包装与贮藏条件，延长食品的货架期，以满足广大消费者日益增长的物质生活的需要。面临世界性的食品资源紧缺、能源枯竭、环境污染、人口爆炸等诸多问题，迫切要求经济的、便捷的、实用的、多功能的高新食品杀菌技术得以大力研究，快速发展，以适应食品工业的现代化。

近年来我国食品工业进入快速发展时期，这对我国相对落后的杀菌技术研究提出了严峻的挑战，迫切要求我们积极引进并吸收国外先进技术，深入进行杀菌工程技术的研究与开发，深化科研体制改革，加大科研投入力度，实施大兵团作战模式，机械、化工、生化、微生物、高级物理、电子等各学科科研人员团结一致，密切合作，尽快构架我国杀菌工程技术研究与推广体系，促使我国杀菌工程技术在近年来得到快速提高，缩小与国际先进水平的差距，以促进我国食品工业的进一步发展。

❹ 饮料设备的饮料设备简介

饮料工业是改革开放以后发展起来的新兴行业，1982年列为国家计划管理产品，当年全国饮料总产量40万吨。二十多年来，我国饮料工业从小到大，已初具规模，成为有一定基础，并能较好地适应市场需要的食品工业重点行业之一。饮料工业的快速发展，对国民经济建设和提高人民生活质量做出应有的贡献。饮料已成为人民日常生活中不可缺少的消费食品。
饮料设备是伴随着饮料工业的产生而产生，并且伴随着饮料工业的发展而发展的。早在1890年美国就制造出了玻璃瓶灌装机。1912年又发明了皇冠盖压盖机，接着制造出了集灌装和压盖于一体的灌装压盖机组。在20世纪初德国也制造出了手动灌装机和压盖机。
饮料设备技术水平较高的国家有德国、美国、意大利和瑞典等。亚洲的日本虽起步较晚，但发展很快，在国际市场也占有一定地位。
无菌冷灌装技术在饮料生产中应用日益扩大。无菌冷灌装设备器源于英国，然后传播到美国和欧洲各国，主要应用于果汁行业，近十年已进入乳品和其他饮品灌装的市场。 水是饮料生产中用料最大的原料，而且水质的优劣对饮料的品质影响极大。因此，必须对水进行处理以满足工艺要求。通常按其作用把水处理设备分为三类：水的过滤设备、水的软化设备和水的消毒杀菌设备。
（一）水过滤设备
（1）砂石过滤设备（多介质过滤设备） 砂石过滤器（多介质过滤器）是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层的机械过滤设备，其原理为按深度过滤水中不同颗粒度的颗粒，较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除，从而使水质达到粗过滤后的标准，降低水的SDI（污泥密度指数）值，满足深层净化的水质要求。
（2）活性炭过滤器 活性炭具有吸附作用，还有一定的除浊作用，活性炭过滤器的主要结构和布置形式与砂石过滤器相似。因此，活性炭吸附也称为活性炭过滤。活性炭过滤主要用于水中有机杂质和水中分子状的胶体微小颗粒杂质，也可用于脱氯等。
（3）砂芯棒过滤器 砂芯棒过滤器亦称为砂滤棒过滤器，在水处理设备中已有定型产品。主要适用于处理水量较少、水中只含有有机物、细菌及其他杂质的水处理。
（4）微孔过滤器 微孔过滤是新型的膜分离技术。它可滤除滤液、气体的0.01μm以上微粒和细菌。其特点是高捕捉能力、过滤面积大、使用寿命长、过滤精度高、阻力小、机械强度大、无剥离现象、抗酸碱能力强、使用方便。此滤器能滤除绝大部分微粒，所以广泛应用于精滤和除菌工艺。
（二）水软化设备
（1）离子交换器 离子交换器是水处理中常用的一种装置，它可以通过选择一定的流程，使水软化或除盐。其主要是利用一些离子交换剂把原水中不需要的离子暂时固着，使水中这些离子的含量降低到所要求的程度。被交换剂固着的离子，在再生液中被释放出来，交换剂又可重新使用。也就是说，其实质是不溶性的电解质（树脂）与溶液中的另一种电解质进行的物理化学反应，亦即树脂上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应。
（2）电渗析器 电渗析在工业上作为一种分离、浓缩、提纯和回收工艺的新技术，广泛应用于化工、制药、食品等行业，在食品工业上的应用主要集中在汽水用水、啤酒用水的纯化处理上，在软饮料厂用来对水进行软化（脱盐）。电渗析技术是通过具有选择透过性和良好导电性的离子交换膜，在外加直流电场的作用下，根据异性相吸、同性相斥的原理，使原水中阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜而达到净化作用的一项技术。
（3）反渗透设备 反渗透是应用规模最大、技术相对最成熟的膜技术，其应用在整个膜分离领域中约占一半，是膜技术发展的一个最大的突破。反渗透是通过反渗透膜把溶液中的溶剂分离出来。反渗透的应用从海水淡化、硬水软化等发展到维生素、抗菌素、激素等的浓缩，细菌、病毒的分离以及果汁、牛乳、咖啡的浓缩等许多方面，应用极广。反渗透设备优点是连续运行，产品水质稳定；无须用酸碱再生；不会因再生而停机；节省了反冲和清洗用水；以高产率产生超纯水（产率可以高达95%）；再生污水不需水处理设施；运行及维修成本低；安装简单、费用低廉。
反渗透设施生产纯水的关键有两个：一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。简单的说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与反渗透膜的水相分离。在水中众多杂质中，溶解性盐类是最难清除的。因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果，反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
反渗透分离的进行，必须先在膜-溶液界面形成优先吸附层，优先吸附的程度取决于溶液的化学性质和膜表面的化学性质，只要选择合适的膜材料，并简单地改变膜表面的微孔结构和操作条件，反渗透技术就可适用于任何分离度的溶质分离。
（4）超滤器
超滤技术虽在我国起步较晚，但发展非常迅速，随着这项技术的不断推广和人们对它认识的不断提高，饮料生产行业必将从中获得更多的益处。
超滤膜设备在工业应用上有平板状、管状、螺旋板状和空心纤维状等几种不同的形式。目前国内应用的大多数为板状和管状，特别是空心纤维膜（中空纤维膜）也已在水处理方面得到广泛应用。
中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。这种膜是在平板膜的基础上开发出的具有空间立体几何形状的薄膜，使单位体积的膜设备不依靠极薄的半透膜而有很大的膜渗能力。中空纤维管壁上有布满微孔，孔径以能截留物质的相对分子质量表达，截留相对分子质量可达几千至几十万。由于采用了空心圆柱构形，就大大地提高了单位体积膜渗设备的生产能力。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式和内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓度而排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。可以证明，在超滤应用上，采用一个大小合理的小直径空心纤维膜的圆柱束，则所发生的透过液量将相当于十几平方米超薄平板膜上所得者。
空心纤维为细长的膜管，内壁为膜层，膜层结合于海绵式的外壁上，外壁有粗孔，内层起超滤分离作用。内膜孔的大小，决定管内被阻物质的大小。空心纤维内经约200μm，由惰性的非离子聚合物制成，具有独特的各向异性的（表皮）结构，有明显高的流率。其特点是：①装置内单位体积的膜面积很大；②膜壁薄，液体透过速度快；③因空心纤维的几何构形具有一定的耐压性能，故强度高。
（三）水杀菌消毒设备
（1）臭氧杀菌器 所谓臭氧杀菌器是利用臭氧的强氧化性而达到杀菌的目的。臭氧是强烈的氧剂，其杀菌作用比氯高15∽30倍，在一定浓度下作用5∽10min，臭氧对各种菌类都可以达到灭菌的程度。国外已将其广泛用于水的消毒处理以除臭、除色等，国内在矿泉水、纯净水生产中应用于灭菌也很普遍。
（2）紫外线杀菌器 当微生物受紫外光照射后，微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量，导致蛋白质变性，引起微生物死亡。紫外线对清洁透明的水具有一定的穿透能力，所以能使水消毒。紫外线杀菌不能改变水的物理化学性质，杀菌速度快、效率高、无异味，因此得到广泛应用。 杀菌，是饮料加工的一个重要环节。饮料杀菌与医学上和生物学上的杀菌有一定区别。饮料杀菌有两种含义：一是要求杀死饮料中所污染的致病菌、腐败菌，破坏食品中的酶而使饮料在特定环境中，如密闭的瓶内、罐内或其他包装容器内，有一定的保存期；二是要求在杀菌过程中尽可能地保护饮料中营养成分和风味。所以，经杀菌后的饮料属于商业无菌。
饮料杀菌的方法有物理杀菌和化学杀菌两大类。化学杀菌法是使用过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸钠等杀菌剂。由于化学杀菌存在化学残留物等影响，当代食品杀菌法趋向于物理杀菌法。物理杀菌法分为热杀菌法和冷杀菌法。热杀菌法又分为是热杀菌法、干热杀菌法、微波杀菌法和远红外线加热杀菌法。冷杀菌法分为紫外线辐射杀菌法、电离辐射杀菌法和冷冻杀菌法。在湿热杀菌方法中，有巴氏杀菌法、高温短时杀菌法和超高温瞬时灭菌法之分。所谓巴氏杀菌（pasteurization)是低温长时间杀菌法，杀菌温度低于100℃，保温时间是30min。高温短时杀菌法（HTST），杀菌温度一般在100℃一下，如牛奶的HTST杀菌温度为85℃，保持15s以上。超高温瞬时灭菌法（UHT），杀菌温度在120℃以上，仅保持几秒钟。HTST和UHT杀菌法，不但效率高，而且食品的结构和外观及营养和风味的保存都较其他杀菌方法好。根据上述的杀菌方法而相应发展起来的饮料杀菌设备种类较多，以被处理物料的形态分类分别有以下三种：
（1）流体饮料的杀菌设备 流体饮料指未经包装的乳品、果汁等物料。处理这类物料的杀菌设备又有直接式和间接式之分。直接式是以蒸汽直接喷入物料中进行杀菌。间接式是用板、管热换器对饮料进行热交换进行杀菌。
（2）罐装饮料的杀菌设备 罐装饮料及瓶装饮料等有包装容器的饮料，处理这类物料的杀菌设备根据杀菌温度不同可分为常压杀菌设备和加压杀菌设备。常压杀菌设备的杀菌温度为100℃以下，用于pH值小于4.5的饮料产品杀菌。用巴氏杀菌原理设计的罐头杀菌设备属于此类。加压杀菌设备一般在密闭的设备内进行，压力大于0.1MPa，温度常用120℃左右。常压和加压杀菌设备在操作上亦可分为间歇式和连续式。根据杀菌设备所用热源不同又可分为直接蒸汽加热杀菌设备、加水加热杀菌设备、火焰连续杀菌机等。
（3）使用电磁波的物理杀菌设备 该类杀菌设备是使用微波、远红外线、紫外线等物理辐射进行加热杀菌的，是一种有开发前途的杀菌设备。