瓶胚干法殺菌技術在飲用天然礦泉水生產中的應用

張騰飛

由于新修訂的《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水》（GB 8537-2018）對飲用天然礦泉水的各項微生物指標提出了新的要求，并且傳統的瓶胚殺菌工藝（濕法殺菌技術）對能源和水資源的消耗較高，故飲用天然礦泉水企業亟需優化產品殺菌技術。本文對瓶胚干法殺菌技術在飲用天然礦泉水生產中的應用進行了相關介紹，以期幫助企業實現降本增效。

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，人們對天然、健康、無公害、綠色飲品的追求和消費理念逐漸升級，飲用天然礦泉水憑借其含有一定量對人體有益的礦物質、微量元素或其它有益成分而成為飲用水市場的寵兒，這也為飲用天然礦泉水市場提供了廣闊的增長空間。

2018年6月21日，修訂后的《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水》（GB 8537-2018）正式發布，其內容對飲用天然礦泉水的各項指標作了較大修訂，如對微生物指標進行了嚴格控制，規定包括大腸菌群、糞鏈球菌、銅綠假單胞菌、產氣莢膜梭菌在內的常見微生物均不得檢出。現如今，飲用天然礦泉水在生產過程中應如何做好微生物控制已成為飲用水生產企業需要思考和亟待解決的問題。本文就飲用天然礦泉水生產過程中瓶胚干法殺菌技術的應用進行深入探討。

瓶胚傳統殺菌工藝現狀

飲用天然礦泉水生產過程中的傳統瓶胚殺菌工藝為濕法殺菌，即將瓶胚加熱吹制成空瓶，經過或不經過風道對空瓶進行傳送后，使用濃度不低于0.4ppm（通常為0.8～1.2ppm）的臭氧水對空瓶進行噴淋式沖洗消毒，然后將溶解有臭氧濃度為0.05～0.40ppm（具體根據成品水中溴酸鹽含量進行調整，溴酸鹽應小于0.01mg/L）的天然礦泉水灌裝入空瓶中。然而，該工藝對能源和水資源的消耗較高。

瓶胚干法殺菌技術

瓶胚干法殺菌技術是指將高溫霧化的雙氧水注入瓶胚內壁，利用加熱爐加熱活化后對瓶胚內壁進行殺菌，并使用UV滅菌燈對瓶胚外壁進行滅菌，然后在無菌正壓環境下將瓶胚傳送到吹瓶模具中制瓶，這樣制得的空瓶無需臭氧水滅菌就可以直接用于產品的灌裝。當前，瓶胚干法殺菌技術的具體工藝流程主要有以下幾個方面。

首先，瓶胚胚口紫外線滅菌。瓶胚進入吹瓶機時先用UV紫外燈對瓶胚胚口進行殺菌。

其次，瓶胚除塵。瓶胚經過星輪傳送入除塵星輪，除塵吹桿在凸輪導軌的作用下伸入瓶胚內部，同時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壁且向上反沖出瓶胚，進而將瓶胚內部的灰塵吹掃出瓶胚，然后經過星輪邊緣的吸塵罩將吹掃出的灰塵吸走。

第三，雙氧水滅菌。將已過濾的雙氧水在低壓氣的作用下輸送到蒸發霧化器加熱霧化后再輸送到終端的噴嘴，由噴頭向通過星輪傳遞來的瓶胚內部注入霧化雙氧水（如圖1）。雙氧水沿瓶胚內壁邊緣一側進入，經過底部后再從內壁邊緣反沖而出，以此附著在瓶胚內壁進行滅菌。同時，高溫霧化的雙氧水接觸到低溫的瓶胚后，會自然冷卻于瓶胚內表面。

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

第五，瓶胚外部滅菌。在瓶胚加熱爐尾端設置UV滅菌燈（如圖3），并借助高溫對瓶胚外壁進行滅菌，即可實現較高的滅菌率。

第六，瓶胚口接觸部件滅菌。使用酒精消毒劑及UV紫外燈對所有接觸瓶胚的芯軸頭、加熱爐出口護板、取胚取瓶機械手、吹嘴及模具口、過渡星輪及星輪護板等設備表面進行滅菌處理。

將上述完成滅菌的瓶胚送入吹瓶模具中，經過拉伸、無菌高壓氣吹塑及RO水冷卻成型，再由取瓶機械手從模具中取出空瓶，并在潔凈的環境下傳送至灌裝機。同時，通過吹瓶壓力監控，使用彈瓶器剔除成型不良的空瓶。此時，空瓶已經達到無菌狀態，可送入灌裝機進行無菌灌裝。

瓶胚干法殺菌技術的優勢

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

另一方面，干法殺菌技術可使包裝更加輕量化、自由化，衛生等級更高。由于瓶胚尺寸較空瓶小，表面構造單一，且不受瓶型設計的影響，因此對瓶胚進行殺菌比空瓶殺菌更為簡易、安全，尤其是生產“敏感性”產品（如飲用天然礦泉水）時，可以更好地應用該技術。同時，由于干法殺菌技術工作原理的特殊性，產品的設計者可以在包裝設計上擁有更多的自由度，以及實現包裝輕量化，使其幾乎適用于各類復雜的瓶型結構。

生命源于水，健康飲水非常重要，但更需要飲用衛生安全、質量有保障的水。天然礦泉水生產企業應高度重視產品生產過程中的衛生和質量控制問題，積極引進新的質量技術，促進礦泉水產品的研發與生產，以優質的品質和服務為廣大消費者帶來舒適的消費體驗，從而引領和倡導方便、實惠的健康生活方式。