CN102145186A

CN102145186A - 瓶盖杀菌方法和装置

Info

Publication number: CN102145186A
Application number: CN2011100867037A
Authority: CN
Inventors: 刘凤臣; 叶鹏; 韦毅; 陈红生
Original assignee: HANGZHOU WAHAHA GROUP CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU WAHAHA GROUP CO Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-08-10

Abstract

本发明涉及一种瓶盖杀菌方法和装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种杀菌彻底、无杀菌死角且残留少的瓶盖杀菌方法和装置。解决该问题的技术方案是：瓶盖杀菌方法，其特征在于步骤如下：a、将过氧化氢溶液雾化喷洒于瓶盖上进行杀菌，并保证其作用时间为5～12秒；b、向瓶盖上吹拂无菌热空气，其温度为80-90℃，作用时间为3～5秒；c、采用波长为250-260nm的紫外线照射瓶盖，并保证辐射量为333～600W·s/m²。本发明主要适用于食品饮料行业灌装前的瓶盖杀菌。

Description

瓶盖杀菌方法和装置

技术领域

本发明涉及一种瓶盖杀菌方法和装置，特别是一种PET瓶盖杀菌方法和装置，主要适用于食品饮料行业灌装前的瓶盖杀菌。

背景技术

目前，对PET瓶盖采用的杀菌方法主要有紫外线杀菌、热力杀菌、化学药剂杀菌。

紫外线能使细菌等微生物的细胞DNA结构发生变化而杀死细菌。在PET瓶盖杀菌的实际运用中，多采用紫外线直接照射瓶盖表面的方式，具有工艺简单，无药剂残留，效率高等特点。然而，这种方法也有它的局限和不足之处，一方面，随着饮料生产线速度的不断提高(甚至达到50000瓶/小时)，若仅用紫外线对瓶盖杀菌，要求紫外线具有很高的辐射强度，而此类高强度紫外线需采用专门的高性能设备来产生，其照射强度也需经常检测以保证灭菌效果，成本很高；同时，紫外线对PET材料不具有穿透效果，瓶盖内侧具有螺纹、侧封，某些瓶盖还带有内翻边，因此存在紫外线无法照射的区域，形成了卫生死角，降低了杀菌效果。

热力杀菌方式主要在PET热灌装线上使用，其主要原理为待热饮料灌装完成后，采取措施使PET饮料瓶倒置一定时间(约30秒～1分钟)，利用瓶内90℃的高温饮料杀死瓶盖内表面的细菌。热力杀菌方式利用了PET热灌线的优势，除倒瓶链板外无需采用额外设备、原料等就达到了瓶盖灭菌要求，但由于某些细菌(如青霉孢子的杀菌D90值，即90℃条件下杀灭90％微生物所需时间，为2.3分钟)对高温具有一定的抵抗力，造成了杀菌效果一般，饮料有时会出现分层、变质现象，因此该种杀菌方式存在一定的局限性。

化学药剂杀菌主要是利用化学药剂与细菌蛋白分子发生化学反应而灭杀细菌。单纯的化学法在浓度低的情况下不能达到灭杀细菌的效果，或者由于浓度较高，而使药剂产生残留。目前采用的化学药剂主要有：

(1)过氧乙酸。杀菌效果好，但是有残留，需配置额外的纯净水冲洗设备去除瓶盖表面残留。对瓶盖杀菌来讲，若设置好喷淋方式，对瓶盖内侧螺纹死角等，则具有彻底杀菌的效果。

(2)过氧化氢。在常温下，过氧化氢溶液的灭菌作用较弱。使用过氧化氢溶液的浓度为30％～35％，温度越高效果越好，约在60～80℃比较适宜。在灭菌时过氧化氢溶液很少单独使用，多与其他灭菌技术配合使用。灭菌后，由于要求产品中过氧化氢残留量应低于5ppm，一般需要采用无菌水对包装材料进行喷洗。

但是，由于灭菌用高浓度化学药剂都具有刺激性的气味，强腐蚀性，若长时间接触，对操作者的身体会造成比较大的危害；同时，由于化学药剂没有完全利用，增大了后续污水处理的压力，增加了成本。

因此，传统的PET瓶盖杀菌方法都存在着一定的不足之处，均不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种杀菌彻底、无杀菌死角且残留少的瓶盖杀菌方法和装置。

本发明所采用的技术方案是：瓶盖杀菌方法，其特征在于步骤如下：

a、将过氧化氢溶液雾化喷洒于瓶盖上进行杀菌，并保证其作用时间为5～12秒；

b、向瓶盖上吹拂无菌热空气，其温度为80-90℃，作用时间为3～5秒；

c、采用波长为250-260nm的紫外线照射瓶盖，并保证辐射量为333～600W·s/m²。

所述过氧化氢溶液的浓度为1％。

所述过氧化氢溶液雾化后的雾滴直径为4～6um。

所述无菌热空气采用无菌压缩空气加热并经过滤而成，过滤精度为0.01um。

一种杀菌装置，其特征在于它包括：

杀菌隧道，其内部安装轨道，用于输送瓶盖；

过氧化氢喷雾模块，用于向瓶盖上喷洒雾状过氧化氢溶液进行杀菌；

无菌热空气吹风模块，用于向瓶盖上吹拂无菌热空气，以促进过氧化氢的分解和水分的蒸发，提高过氧化氢的杀菌效率；

紫外线照射模块，用于产生紫外线并照射瓶盖，在直接照射杀菌的同时，促进过氧化氢分解杀菌，保证杀菌效果，同时去除过氧化氢残留；

所述过氧化氢喷雾模块、无菌热空气吹风模块和紫外线照射模块沿瓶盖运动方向依次安装在与瓶盖开口正面相对的杀菌隧道侧壁上。

所述过氧化氢喷雾模块由三个雾化喷嘴组成，其中一个喷嘴水平指向瓶盖中心，另两个喷嘴分别斜向上和斜向下指向瓶盖的中心。

所述喷嘴喷射出的过氧化氢溶液雾滴直径为4～6um。

所述无菌热空气吹风模块包括与外部气源连通且平行于轨道布置的热空气流道，在热空气流道上朝向瓶盖一侧均匀布置一组喷头。

所述喷头与热空气流道之间的夹角为60度，且该夹角朝向杀菌隧道的出口端。

所述紫外线照射模块为一与轨道平行布置的紫外灯管，其功率为100-150W，所发射紫外线的波长为250-260nm。

本发明的有益效果是：本发明依次将低浓度过氧化氢溶液、无菌热空气和紫外线依次作用于瓶盖上，三者相互结合进行杀菌，相较于传统的杀菌方法，在杀菌机理上进行了改进，一方面合理利用了过氧化氢和紫外线各自的杀菌特点，另一方面在无菌热空气的激发和紫外线的辐射作用下，有效促进了过氧化氢的分解，不仅增强了杀菌效果，而且消除了PET瓶盖表面的过氧化氢残留，避免了对饮料口味和饮用者身体的影响；另外，由于所用过氧化氢溶液浓度低，过氧化氢在杀菌过程中完全分解为水和氧气，不仅避免了对人员的伤害、设备的腐蚀和对环境的污染，而且省去了后续污水处理的步骤，更加符合低碳环保的要求。

附图说明

图1是本发明杀菌装置的结构简图。

图2是本发明中过氧化氢喷雾模块横截面(喷嘴分布)示意图。

图3是本发明中无菌热空气吹风模块俯视图。

图4是本发明中紫外线照射模块俯视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明中杀菌装置包括杀菌隧道8、过氧化氢喷雾模块4、无菌热空气吹风模块5和紫外线照射模块6。

所述杀菌隧道8为直线型，两端分别开设入口8-1和出口8-2，杀菌隧道8内部安装沿其长度方向布置的直线型轨道3，用于将需要杀菌的瓶盖2从入口8-1处输送至出口8-2处。所述过氧化氢喷雾模块4、无菌热空气吹风模块5和紫外线照射模块6沿瓶盖2运动方向(即入口到出口的方向)依次安装在与瓶盖2开口正面相对的杀菌隧道8侧壁上。

如图2所示，所述过氧化氢喷雾模块4由三个雾化喷嘴4-1组成，其中一个喷嘴4-1水平指向瓶盖2中心，另两个喷嘴分别斜向上和斜向下指向瓶盖2的中心。三个喷嘴4-1分别从瓶盖2开口侧的正前方、斜下方、斜上方对瓶盖2内表面进行低浓度的过氧化氢溶液喷雾，保证瓶盖2内表面完全被喷雾区覆盖，避免出现杀菌死角。

如图3所示，所述无菌热空气吹风模块5包括与外部气源连通且平行于轨道3布置的热空气流道5-1，在热空气流道5-1上朝向瓶盖2一侧均匀布置一组喷头5-2，各喷头5-2与热空气流道5-1之间的夹角为60度，且该夹角朝向杀菌隧道8的出口8-2。无菌热空气进入热空气流道5-1后，经过热空气喷头5-2高速喷向瓶盖2的内表面。

如图4所示，所述紫外线照射模块6为一与轨道3平行布置的大功率紫外灯管，能够正面照射瓶盖2内表面，其功率为130W，所发射紫外线的波长为250-260nm。

本发明所述杀菌方法在PET瓶盖2通过杀菌隧道8时，瓶盖2经过过氧化氢、无菌热空气和紫外线的结合作用，以达到对PET瓶盖2彻底杀菌、无残留的目的。现结合上述杀菌装置具体说明其杀菌方法：

a、需要杀菌的瓶盖2从入口8-1进入杀菌隧道8内，并在轨道3的输送下向出口8-2运动。

b、瓶盖2经过过氧化氢喷雾模块4时，雾化喷嘴4-1利用无菌压缩空气将浓度为1％的过氧化氢溶液雾化喷洒在瓶盖2内表面，过氧化氢溶液开始杀菌，并保证溶液停留在瓶盖2上的时间为10秒；所述过氧化氢溶液采用高浓度的食品级过氧化氢按比例兑纯净水而成，符合国家食品卫生安全条例，且经喷嘴4-1雾化后喷射出的过氧化氢溶液雾滴直径为4um。

c、随后瓶盖2经过无菌热空气吹风模块5，无菌热空气(温度为80-90℃，采用无菌压缩空气加热并经过滤而成，过滤精度为0.01um，其具体的制备及其加热方法在现有技术中有较多的介绍，为公知技术，本说明书中不再赘述)经过热空气喷头5-2高速喷向瓶盖2的内表面，并保证作用时间为4.2秒；在此过程中，无菌热空气一方面能够促进过氧化氢溶液中水分和过氧化氢分解后形成的水分的蒸发，另一方面能够加速瓶盖2表面过氧化氢的分解，从而提高了杀菌效率。

d、最后，瓶盖2经过紫外线照射模块6，利用大功率紫外灯(130W)产生高强度的紫外线照射瓶盖2的内表面，其所产生的紫外线的波长为250-260nm，并保证辐射量为542.4W·s/m²，在直接照射杀菌的同时，进一步加快了过氧化氢分解杀菌，去除了残留，实现了杀菌彻底、无残留的目的，同时紫外线对瓶盖表面也具有一定的抑菌作用。

为保证过氧化氢的杀菌分解时间，从而有效的增加杀菌强度和减少残留，杀菌隧道8、过氧化氢喷雾模块4和无菌热空气吹风模块5的长度应满足各环节的杀菌时间。

Claims

1.一种瓶盖杀菌方法，其特征在于步骤如下：

a、将过氧化氢溶液雾化喷洒于瓶盖(2)上进行杀菌，并保证其作用时间为5～12秒；

b、向瓶盖(2)上吹拂无菌热空气，其温度为80-90℃，作用时间为3～5秒；

c、采用波长为250-260nm的紫外线照射瓶盖(2)，并保证辐射量为333～600W·s/m²。

2.根据权利要求1所述的瓶盖杀菌方法，其特征在于：所述过氧化氢溶液的浓度为1％。

3.根据权利要求1所述的瓶盖杀菌方法，其特征在于：所述过氧化氢溶液雾化后的雾滴直径为4～6um。

4.根据权利要求1所述的瓶盖杀菌方法，其特征在于：所述无菌热空气采用无菌压缩空气加热并经过滤而成，过滤精度为0.01um。

5.一种利用权利要求1所述方法进行杀菌的装置，其特征在于它包括：

杀菌隧道(8)，其内部安装轨道(3)，用于输送瓶盖(2)；

过氧化氢喷雾模块(4)，用于向瓶盖(2)上喷洒雾状过氧化氢溶液进行杀菌；

无菌热空气吹风模块(5)，用于向瓶盖(2)上吹拂无菌热空气，以促进过氧化氢的分解和水分的蒸发，提高过氧化氢的杀菌效率；

紫外线照射模块(6)，用于产生紫外线并照射瓶盖(2)，在直接照射杀菌的同时，促进过氧化氢分解杀菌，保证杀菌效果，同时去除过氧化氢残留；

所述过氧化氢喷雾模块(4)、无菌热空气吹风模块(5)和紫外线照射模块(6)沿瓶盖(2)运动方向依次安装在与瓶盖(2)开口正面相对的杀菌隧道(8)侧壁上。

6.根据权利要求5所述的杀菌装置，其特征在于：所述过氧化氢喷雾模块(4)由三个雾化喷嘴(4-1)组成，其中一个喷嘴(4-1)水平指向瓶盖(2)中心，另两个喷嘴分别斜向上和斜向下指向瓶盖(2)的中心。

7.根据权利要求6所述的杀菌装置，其特征在于：所述喷嘴(4-1)喷射出的过氧化氢溶液雾滴直径为4～6um。

8.根据权利要求5所述的杀菌装置，其特征在于：所述无菌热空气吹风模块(5)包括与外部气源连通且平行于轨道(3)布置的热空气流道(5-1)，在热空气流道(5-1)上朝向瓶盖(2)一侧均匀布置一组喷头(5-2)。

9.根据权利要求8所述的杀菌装置，其特征在于：所述喷头(5-2)与热空气流道(5-1)之间的夹角为60度，且该夹角朝向杀菌隧道(8)的出口端。

10.根据权利要求5所述的杀菌装置，其特征在于：所述紫外线照射模块(6)为一与轨道(3)平行布置的紫外灯管，其功率为100-150W，所发射紫外线的波长为250-260nm。