一種用于無菌灌裝生產線的殺菌工藝的制作方法

文檔序號:17181288發布日期:2019-03-22 20:55
一種用于無菌灌裝生產線的殺菌工藝的制作方法

技術領域

本發明涉及一種用于無菌灌裝生產線的殺菌工藝。



背景技術:

在無菌灌裝生產線上,物料殺菌機和無菌水殺菌機是必不可少的配套設備,必需同時運行為無菌灌裝機提供相應處理介質。

物料殺菌機用于產品物料138~140℃超高溫瞬時滅菌處理,能有效的殺滅物料中的大腸桿菌、霉菌、致病菌等,同時破壞其中可生長的微生物和芽孢,使灌裝后的最終產品能達到長時間運輸和儲存目的,延長了飲料產品貨的架期。而無菌水殺菌機則用于無菌灌裝生產中,對飲料包裝用的瓶和蓋在消毒液消毒過后,再用無菌水進行沖洗,保證產品灌裝封蓋前所使用到的包材中的殘留物沖洗干凈無任何殘留,而無菌水的生成也是采用超高溫瞬時滅菌設備對進入灌裝環境的水進行140℃徹底殺菌處理。

而給予物料殺菌機140℃殺菌換熱的媒介就是高溫熱水,其需求高溫段的升溫溫度高達143~145℃,則要高于普通無菌水殺菌機140℃殺菌溫度,已完全可以達到無菌水滅菌工藝要求。而物料殺菌機熱水系統內管路為帶壓全封閉結構,完全滿足無菌工藝條件。

在物料殺菌機中,與物料換熱后的高溫熱水的最終溫度在50-60℃之間,該高溫熱水回流后用于為物料降溫;而在無菌水殺菌機中,無菌水的使用溫度為50℃。50-60℃的高溫熱水對物料的降溫效果較差,而將大量的純凈水升溫至殺菌溫度后再降溫至使用溫度使用,對純凈水和能源的消耗均較大。



技術實現要素:

本發明的目的是提供一種用于無菌灌裝生產線的殺菌工藝,將高溫熱水循環系統中生成的高溫熱水進行保溫殺菌處理后,直接轉換為無菌水供應使用,在為物料降溫后通過第一管路通入無菌水循環系統中。同時逐漸減小無菌水循環系統中自供應的無菌水的流量,而在無菌水循環系統中,隨著產能逐漸減小,升溫殺菌所使用到的換熱蒸汽量也會減少,有效的降低無菌水循環系統在運行時蒸汽、冰水、塔水的能耗指標,從而大大降低運行投入成本,只要無菌水循環系統能一直保證小流量正常運行,保證無菌環境不被破壞,無菌水自身流量縮減得越小,整體運行能耗就越低;而同時高溫熱水循環系統中循環的高溫熱水也將減少,通過向高溫熱水循環系統中補充常溫的純凈水,直接用于和物料循環系統中的高溫物料進行熱回收換熱,新補充的常溫純凈水要低于正?;亓鞯母邷責崴臏囟?,對物料熱回收降溫能力將更好,可將物料溫度降得更低,可有效的降低物料降溫后端塔水、冰水等媒介的能耗。

為達到上述目的,本發明采用的技術方案是:

一種用于無菌灌裝生產線的殺菌工藝,包括以下步驟:

(1)在高溫熱水循環系統和無菌水循環系統之間設置第一管路,通過所述第一管路將與物料換熱后的高溫熱水部分輸送至所述無菌水循環系統中;

(2)分別對物料循環系統、所述高溫熱水循環系統、所述無菌水循環系統、所述第一管路進行預清洗,清洗合格后運行所述物料循環系統、所述高溫熱水循環系統、所述無菌水循環系統,并連通所述第一管路;

(3)在所述高溫熱水循環系統中,當高溫熱水升溫至第一殺菌溫度后,保溫第一時間段對高溫熱水進行殺菌以得到無菌的高溫熱水;

(4)隨著所述第一管路逐漸將無菌的高溫熱水補充進所述無菌水循環系統中,逐漸減小所述無菌水循環系統中自供應的無菌水的流量,同時向所述高溫熱水循環系統中補充常溫的純凈水。

優選地,在步驟(2)中,向所述無菌水循環系統中補充純凈水,使純凈水在所述無菌水循環系統中循環升溫至第二殺菌溫度。

優選地,在步驟(2)中,分別隔斷所述第一管路與所述高溫熱水循環系統和所述無菌水循環系統之間的連通狀態,接著向所述第一管路中通入具有所述第二殺菌溫度的高溫水蒸汽,直至所述第一管路中的高溫水蒸汽以第一溫度保溫第二時間段。

優選地,在步驟(2)中,向所述物料循環系統中補充純凈水,并向所述高溫熱水循環系統中也補充純凈水,使純凈水分別在所述物料循環系統和所述高溫熱水循環系統中循環升溫至所述第二殺菌溫度。

優選地,在所述高溫熱水循環系統中,在高溫熱水與蒸汽換熱之前,將其分成兩路,第一路直接與蒸汽換熱,第二路先與與蒸汽換熱后的所述第一路換熱,再回流后匯入與蒸汽換熱前的所述第一路,所述第一路與所述第二路換熱后與物料換熱,所述第一路與物料換熱時的溫度為第一設定溫度。

更優選地,所述第一路與蒸汽換熱后,升溫至所述第一殺菌溫度,并保溫所述第一時間段。

更優選地,使所述第一設定溫度比與所述第一路換熱的物料的溫度高出3℃以內。

優選地,在所述高溫熱水循環系統中,與物料換熱后的高溫熱水通過所述第一管路進入所述無菌水循環系統,并在降溫后使用。

優選地,在步驟(4)中,補充的常溫純凈水與高溫熱水混合后直接與物料換熱,對物料降溫。

由于上述技術方案的運用,本發明與現有技術相比具有下列優點:本發明一種用于無菌灌裝生產線的殺菌工藝,將高溫熱水循環系統中生成的高溫熱水進行保溫殺菌處理后,直接轉換為無菌水供應使用,在為物料降溫后通過第一管路通入無菌水循環系統中。同時逐漸減小無菌水循環系統中自供應的無菌水的流量,而在無菌水循環系統中,隨著產能逐漸減小,升溫殺菌所使用到的換熱蒸汽量也會減少,有效的降低無菌水循環系統在運行時蒸汽、冰水、塔水的能耗指標,從而大大降低運行投入成本,只要無菌水循環系統能一直保證小流量正常運行,保證無菌環境不被破壞,無菌水自身流量縮減得越小,整體運行能耗就越低;而同時高溫熱水循環系統中循環的高溫熱水也將減少,通過向高溫熱水循環系統中補充常溫的純凈水,直接用于和物料循環系統中的高溫物料進行熱回收換熱,新補充的常溫純凈水要低于正?;亓鞯母邷責崴臏囟?,對物料熱回收降溫能力將更好,可將物料溫度降得更低,可有效的降低物料降溫后端塔水、冰水等媒介的能耗。

附圖說明

附圖1為應用本發明工藝的無菌灌裝生產線的結構示意圖。

其中:1、物料回流切罐閥;2、物料平衡罐;3、物料出口切罐閥;4、物料SIP罐;5、脫氣均質機;6、熱水罐;7、物料熱水調溫比例調節閥;8、無菌水殺菌溫度檢測儀;9、無菌水殺菌溫度比例閥;10、無菌水無菌T型隔膜閥;11、屏蔽溫度檢測儀;12、蒸汽SIP排放閥;13、無菌水SIP罐;14、無菌水出口切罐閥;15、無菌水平衡罐;16、無菌水回流切罐閥;17、無菌灌裝機;18、無菌熱水供應恒壓閥;19、無菌熱水無菌T型隔膜閥;20、物料熱水系統恒壓閥;21、SIP/屏蔽蒸汽進口閥;22、蒸汽冷凝水快排閥;23、SIP/屏蔽蒸汽出口閥;24、無菌水降溫系統恒壓閥;25、第一管路;26、第一換熱器;27、第二換熱器;28、第三換熱器;29、第四換熱器;30、第五換熱器;31、第六換熱器;32、第七換熱器;33、第八換熱器;34、第九換熱器;35、第十換熱器;36、第一蒸汽換熱器;37、第二蒸汽換熱器。

具體實施方式

下面結合附圖來對本發明的技術方案作進一步的闡述。

參見圖1所示,為結合物料殺菌機和無菌水殺菌機的一體機,在高溫熱水循環系統和無菌水循環系統之間添加了第一管路25。

工作前:

首先對無菌水循環系統進行SIP清洗,供水由無菌水SIP罐13提供,無菌水依次經過第一換熱器26、第二換熱器27、第一蒸汽換熱器36、再回流經過第二換熱器27、第一換熱器26、第三換熱器28、無菌灌裝機17后回流至無菌水SIP罐13中。第一換熱器26和第二換熱器27用于使殼程和管程中的無菌水相互換熱,第一蒸汽換熱器36用于將無菌水循環系統中的無菌水循環升溫至第二殺菌溫度,保溫30min。在本實施例中,第二殺菌溫度為143℃。

接著對第一管路25進行SIP清洗,介質為143℃(第二殺菌溫度)的高溫水蒸汽,蒸汽SIP啟動時,蒸汽冷凝水快排閥22和蒸汽SIP排放閥12都打開,快速的排放蒸汽冷凝水,冷凝水排放結束后,蒸汽冷凝水快排閥22單獨關閉,同時SIP/屏蔽蒸汽進口閥21打開,SIP高溫純蒸汽進入整個第一管路25中,143℃高溫蒸汽經過無菌熱水供應調節閥后,通過SIP/屏蔽蒸汽出口閥23打開,再進入蒸汽SIP排放閥12進行快速排放,當屏蔽溫度檢測儀11檢測殺菌溫度為138℃(第一溫度)達標合格后,蒸汽SIP排放閥12單獨關閉,進行蒸汽保溫殺菌計時30分鐘(第二時間段);當保溫殺菌過程中屏蔽溫度檢測儀11檢測殺菌溫度低于殺菌計時溫度138℃的溫度2℃以下時,蒸汽SIP排放閥12再次打開進行快排升溫,至回溫后重新進入30分鐘計時狀態;在整個第一管路25蒸汽殺菌過程中,下端的無菌水無菌T型隔膜閥10、上端的無菌熱水無菌T型隔膜閥19都處于關閉狀態;而整個第一管路25蒸汽殺菌結束后,高溫純蒸汽還是需要通入,使用純蒸汽進行屏蔽保護,保證上下管路始終處于無菌狀態,此時無菌熱水無菌T型隔膜閥19閥腔中還未開始SIP殺菌正處于有菌狀態。

然后同時對物料循環系統、高溫熱水循環系統進行SIP清洗,供水分別由物料SIP罐4和熱水罐6提供,物料SIP罐4中的無菌水依次經過第四換熱器29、脫氣均質機5、第五換熱器30、第六換熱器31升溫,再經過第七換熱器32、第八換熱器33、第九換熱器34降溫,再經過無菌灌裝機17后回流至物料SIP罐4中;熱水罐6中的無菌水依次經過第七換熱器32、第二蒸汽換熱器37升溫,再經過第十換熱器35調節第一設定溫度,再依次經過第六換熱器31、第五換熱器30、第四換熱器29降溫,最后回流至熱水罐6中。第二蒸汽換熱器37用于將物料循環系統以及高溫熱水循環系統中的無菌水循環升溫至143℃(第二殺菌溫度),保溫30min。

工作時:

首先無菌水側處于正常供應狀態,此時無菌水出口切罐閥14關閉,系統供水由無菌水平衡罐15供應,同時無菌水回流切罐閥16關閉,將回流同時切回到無菌水平衡罐15中,整個系統生成回路。通過無菌水殺菌溫度檢測儀8設置SIP殺菌溫度140℃,通過調節無菌水殺菌溫度比例閥9的大小開度控制換熱蒸汽量,調整殺菌溫度,殺菌后再降溫至50℃,不間斷供應給無菌灌裝機17使用;而整個第一管路25則處于使用純蒸汽進行125℃以上溫度屏蔽的狀態。

接著物料側物料出口切罐閥3關閉,系統供料由物料平衡罐2提供,同時物料回流切罐閥1關閉,將回流同時切回到物料平衡罐2中,整個系統生成回路。物料殺菌生產啟動,物料進入物料平衡罐2緩沖,再通過物料脫氣換熱器升溫至75℃進入脫氣均質機5中處理后,回到第五換熱器30中繼續升溫后,再進入第六換熱器31中升溫至140℃殺菌溫度,保持30s殺菌后,進入第七換熱器32進行熱能回收,然后再進入第八換熱器33、第九換熱器34降溫冷卻至25℃去無菌灌裝機17進行灌裝。

而對應物料換熱的熱水則通過熱水罐6提供,熱水首先經過第七換熱器32與140℃高溫物料進行一次熱回收后,從50℃左右升溫至100℃以上,然后分為兩路,第一路直接進入第二蒸汽換熱器37中升溫至144℃(第一殺菌溫度)再進入第十換熱器35中,第二路則進入第十換熱器35中對第一路進行溫度調節,使從第十換熱器35中輸出的即將進入第六換熱器31中的高溫熱水比第六換熱器31輸出的物料的溫度高出3℃以內。具體的通過物料熱水調溫比例調節閥7,來控制該第一設定溫度。通過這個設置,能夠防止物料在升溫時由于溫差過大而結垢。在本實施例中,第一設定溫度也為143℃,而第六換熱器31中,物料的出口溫度為140℃。由于酸性物料殺菌溫度需要在125-140℃殺菌溫度下調節,要保證高溫熱水143℃殺菌工藝下做到無菌,還得滿足不同溫度下的物料殺菌目的,只能通過此物料熱水調溫比例調節閥7進行回收調節,控制熱回收量大小來實現物料降溫;換熱后的高溫熱水再給后端低溫物料進行換熱最終可降溫至50℃-60℃左右并回流至熱水罐6。第一路與第二蒸汽換熱器37換熱后升溫至144℃之后,保溫30s,進行殺菌得到無菌的高溫熱水。

當上述無菌水側和物料側都處于正常生產給予無菌灌裝機17正常供應狀態時,就可以啟動物料無菌熱水供應。

屏蔽蒸汽進口閥21、SIP/屏蔽蒸汽出口閥23都關閉,停止對第一管路25的蒸汽屏蔽,同時蒸汽冷凝水快排閥22打開,對外部冷凝水排放管路進行蒸汽屏蔽保護,通過屏蔽溫度檢測儀11檢測屏蔽溫度達到125℃即可,當屏蔽溫度檢測儀11檢測值低于屏蔽溫度125℃的2℃以下時,蒸汽SIP排放閥12再次打開進行快排升溫,至屏蔽溫度檢測儀11檢測值回溫到125℃以上時關閉繼續保溫保持外部屏蔽狀態。

此時上下端的無菌水無菌T型隔膜閥10、無菌熱水無菌T型隔膜閥19都可以打開,通過設置物料熱水系統恒壓閥20背壓壓力為最大,再設置無菌熱水供應恒壓閥18背壓壓力小于物料熱水系統恒壓閥20背壓壓力,而必須大于無菌水降溫系統恒壓閥24背壓壓力,這樣高壓端的無菌高溫熱水就通過第一管路25,流向低壓端無菌水側,通過無菌水無菌T型隔膜閥10后再進入第一換熱器26進行換熱混合后,再經過第三換熱器28降溫至50℃后一起供應無菌灌裝機17使用;隨著第一管路25逐漸將無菌的高溫熱水補充進無菌水循環系統中,逐漸減小無菌水循環系統中自供應的無菌水的流量,同時向高溫熱水循環系統中補充常溫的純凈水。

在無菌水循環系統中,隨著產能逐漸減小,升溫殺菌所使用到的換熱蒸汽量也會減少,有效的降低無菌水循環系統在運行時蒸汽、冰水、塔水的能耗指標,從而大大降低運行投入成本,只要無菌水循環系統能一直保證小流量正常運行,保證無菌環境不被破壞,無菌水自身流量縮減得越小,整體運行能耗就越低;而同時高溫熱水循環系統中循環的高溫熱水也將減少,通過向高溫熱水循環系統中補充常溫的純凈水,直接用于和物料循環系統中的高溫物料進行熱回收換熱,新補充的常溫純凈水要低于正?;亓鞯母邷責崴臏囟?,對物料熱回收降溫能力將更好,可將物料溫度降得更低,可有效的降低物料降溫后端塔水、冰水等媒介的能耗。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點,其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施,并不能以此限制本發明的保護范圍,凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾,都應涵蓋在本發明的保護范圍內。

再多了解一些
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