在上一期中我們詳細介紹了 UHT 系統中配套均質機的相關知識點。在這一期的內容中，我們將詳細介紹 UHT 配套無菌灌裝系統的相關內容，并解答如何在常規實驗室條件下完成商業無菌產品的制備。

無菌灌裝技術

2.1 無菌灌裝技術的歷史

無菌灌裝技術的發展距今已有百年的歷史。20世紀40年代初，美國 Martin 開發了 Dole-Martin 無菌灌裝系統，這一系統沿用至今；1962年，瑞士 Alpura AG 公司以紙鋁塑復合材料為基礎生產了牛奶的無菌灌裝設備；隨后，瑞典 Tetra Pak 公司以此為基礎進行利樂包復合材料以及利樂包灌裝生產設備的生產與銷售，推動了無菌灌裝技術向不同產品包裝類型的擴展，是現代無菌灌裝技術發展的基石。1976 年，我國廣東罐頭廠引進第一臺利樂無菌灌裝機；1990 年，航天部工藝研究所成功研制出我國自主設計的大袋無菌灌裝系統；2001 年，匯源果汁和頂新集團引進聚酯（PET）瓶無菌灌裝生產線，推動了我國飲料工業的發展，使我國飲料生產技術和設備進入食品行業。2009 年，我國首條稱重式無菌冷灌裝生產線投入運營；2014 年，克朗斯公司將吹瓶機與無菌灌裝系統耦聯，該吹瓶機采用氣態H?O?對瓶胚進行滅菌。目前，H?O?、過氧乙酸干法滅菌技術已廣泛應用于無菌吹灌旋灌裝生產線。

2.2 無菌灌裝技術工藝

無菌灌裝是將產品與包裝材料分別進行滅菌處理后進入無菌區進行灌裝與密封。在 PET 無菌灌裝工藝中，首先對液體食品進行超高溫瞬時滅菌，然后快速降溫至室溫（25 ℃），進入無菌罐中緩存，接著用化學消毒劑對瓶子及瓶蓋進行滅菌，然后在無菌環境下進行灌裝封蓋，密封后進行后續包裝。對于紙基復合材料的無菌灌裝工藝，康美包的無菌灌裝工藝與 PET 的無菌灌裝工藝較為相似，其先將包裝材料預制成型，而后進行滅菌及灌裝；而利樂包的無菌灌裝工藝則為先對包裝材料進行滅菌，而后成型灌裝。

2.3 無菌產品加工的關鍵要素

FDA 對無菌加工的檢驗和規定：

無菌加工的檢驗是食品生產過程中最復雜的檢驗之一。工藝主管部門必須建立確保以下產品商業無菌性的工藝：

1. 產品

2. 所有設備：包括保持管和任何保持管下游的設備，如灌裝設備

3. 包裝設備

4. 包裝材料

工廠必須保持生產操作文件，顯示工廠所有區域達到商業無菌條件。

2.4 實驗型無菌加工系統

食品實驗室的條件相對有限，無法全部實現生產級的加工條件，那么實驗型無菌加工系統如何實現商業無菌產品的加工的呢？這就涉及無菌產品加工的 4 個基本要素：

1.產品無菌：由 UHT 系統產品滅菌（Process）實現，如產品在 137℃，滅菌 15S 完成產品滅菌。

2.灌裝管道無菌：即從保持管到灌裝口，整個灌裝通道需要完成滅菌。這一條件由 UHT 系統的 SIP 流程來實現。在 SIP 過程中系統檢測從保持管到灌裝口的溫度，并確保灌裝口的溫度（末端溫度）在 121℃ 以上，保持 30 分鐘，從而實現灌裝管道的無菌。

3.灌裝環境無菌：由配套的無菌灌裝系統來提供，該系統通過 HEPA 高效過濾器（ISO 5級，100級），以及配套的紫外燈，臭氧發生器等裝置來實現灌裝環境的無菌。由于該過程由操作人員來進行手動灌裝，所以如何保證整個操作過程無菌化是一種挑戰。

4.產品包裝無菌：實驗室中通常使用真空包裝的商業無菌瓶來進行產品灌裝。或者使用化學試劑浸泡的方式來制作無菌瓶。

在實驗室中，必須同時滿足以上 4 個條件，才能制備商業無菌級的樣品。如果涉及配套的在線后均質工藝條件，需要額外考慮均質機的無菌水循環系統，已確保后均質產品的無菌效果。

英國 Armfield 小型 UHT 系統解決方案

基于 UHT 殺菌技術和電子技術的發展，30 年來英國 Armfield 公司為全球客戶提供了數百套小型 UHT 系統，為客戶新產品開發與測試提供了穩定的實驗平臺，使研究人員和產品開發人員能夠在實驗室中以微型規模復制全尺寸的工業制造過程，并提供可靠的和可重復的實驗數據。

Armfield UHT 系統采用模塊化設計，具有靈活性。可以根據用戶的產品特性和工藝要求，提供定制化的系統方案，包括管式換熱器, 板式換熱器，刮板式換熱器，DSI 蒸汽直接加熱等多種組合，廣泛應用于飲料，乳品，食品配料，功能食品，特醫食品等行業。

Armfield UHT 配套的無菌灌裝系統，可在實驗室條件下實現商業級無菌產品灌裝。該系統由UHT系統集成控制，采用半開放式結構，可實現全自動 SIP，定量灌裝，充氮氣低氧灌裝等功能。

更多關于 Armfield 小型 UHT 系統的信息，請咨詢歐美大地！

英國 Armfield 公司成立于 1963 年，工業部門設計和制造研發系統，主要用于食品，飲料，乳品，食用油和制藥等行業。涉及超高溫滅菌，巴氏滅菌，高壓均質，無菌灌裝，碳酸化/灌裝/封蓋，噴霧干燥，膜過濾，結晶，萃取等多種加工工藝。Armfield 工業食品技術系統被許多食品公司使用，使研究人員和產品開發人員能夠在實驗室中以微型規模復制全尺寸的工業制造過程。