塑料工業(yè)以及快速增長(zhǎng)的塑料瓶行業(yè)在2003年的變化不大。盡管在阻礙塑料技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題上已經(jīng)做了許多有關(guān)研究,在塑料包裝與飲料和食品之間的相互作用與冷、熱、消毒、防腐和延長(zhǎng)貨架時(shí)間(ESL)等關(guān)系方面也有過(guò)大量的討論。但當(dāng)參加包裝展時(shí),可以看到最引人注目的仍是機(jī)械設(shè)備。其中就包括眾多用于將產(chǎn)品裝入塑料瓶的機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備。 上世紀(jì)50年代的時(shí)候才剛剛開始使用的過(guò)擠壓式Stopette除臭劑包裝瓶,早已經(jīng)推出了市場(chǎng)。可能很少有人還記得當(dāng)年吹塑成模技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)候,高密度聚乙烯牛奶瓶對(duì)璃玻瓶容器和尖頂形的紙盒包裝激烈競(jìng)爭(zhēng)的情況。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,紙盒包裝在運(yùn)輸時(shí)是壓扁的,灌裝時(shí)才折疊直立,占用的空間較小。塑料瓶占用的空間較大,空瓶子運(yùn)輸也占用一樣大的空間。玻璃瓶雖然可以重復(fù)使用,但也需要占用大量的空間。所以一個(gè)解決方法就是在牛奶場(chǎng)里或是其附近建立包裝生產(chǎn)線。曾有一段時(shí)間,40%的食品罐都是食品廠 商生產(chǎn)的。 因此,盡管當(dāng)時(shí)的技術(shù)還夠成熟,在全國(guó)各地已經(jīng)安裝了許多塑料瓶擠-吹塑成型機(jī)械。吹塑設(shè)備與制瓶商的關(guān)系緊密,因?yàn)榕D虉?chǎng)需要他們的專業(yè)技術(shù),以確保將源源不斷的牛奶裝瓶。瓶子供應(yīng)商如Consolidated Container公司安裝并運(yùn)行這些設(shè)備。聚酯瓶子 70年代至80年代,為碳酸飲料生產(chǎn)的聚酯瓶子已經(jīng)有很多應(yīng)用(例如包裝花生油、果汁、非充氣飲料、水、色拉調(diào)味料等)成為當(dāng)?shù)闹髁靼b之一。聚酯容器需要壓注加工,之前必須謹(jǐn)慎的加熱和拉伸吹塑,整個(gè)過(guò)程要比聚乙烯擠壓再經(jīng)過(guò)吹塑的加工過(guò)程復(fù)雜的多。這以后的很多年里,除少數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)者投資采用一體化生產(chǎn)方式以外,大多數(shù)的聚酯瓶子都是采用離線式兩步生產(chǎn)方式生產(chǎn)的(注塑和再加熱吹塑),然后傳送到灌裝線,空間占用大的問(wèn)題仍然存在。但是隨著技術(shù)的發(fā)展制瓶商對(duì)在線式生產(chǎn)聚酯瓶的方式越來(lái)越感興趣。 盡管一些復(fù)雜的變化如加熱裝置(以適應(yīng)熱灌裝的需要),多層結(jié)構(gòu)(以提高阻隔性能)都會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程。單層結(jié)構(gòu)的聚酯瓶生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)安裝在食品或飲料包裝線的附近。大多數(shù)情況下,先使用特殊的注模預(yù)加工處理,然后將它們傳送到生產(chǎn)商,進(jìn)行拉伸吹塑成型,再將加工好的瓶子傳送鄰近的灌裝線,整個(gè)過(guò)程的速度非常快。用于HDPE和聚酯的一體化系統(tǒng) 在2003年,制瓶行業(yè)主要使用兩種塑料:高密度聚乙烯和聚酯。除了多層結(jié)構(gòu)或附加涂層的變化外,現(xiàn)在有的還加入活性成份,如除氧劑。由于經(jīng)濟(jì)或效率的原因,在線式和離線式的制瓶設(shè)備現(xiàn)在都很常見(jiàn)。但一體化的系統(tǒng)是未來(lái)的趨勢(shì),前端是樹脂原料,后端是制瓶生產(chǎn)線。并且對(duì)于有消毒和冷凍要求的ESL飲料,都會(huì)考慮到防腐和超凈化處理。一般認(rèn)為一體化的系統(tǒng)可以分為三種組成:* 微生物水平的要求。在運(yùn)送飲料包裝時(shí)常常需要消毒。目前主要是強(qiáng)酸性飲料,因?yàn)楦鶕?jù)美國(guó)的相關(guān)規(guī)定,弱酸性飲料在商業(yè)中應(yīng)用的不多。運(yùn)送飲料包裝的過(guò)程中常用的ESL方式是減少微生物數(shù)量,使冷凍配送的時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)50~100天。* 塑料原材料。聚酯材料是透明的,并且很堅(jiān)固,阻氧性能較好劑。HDPE是半透明的,相對(duì)比較容易成型,并且廢料可以回收再利用,但是阻氧性能較差。* 瓶子結(jié)構(gòu)的來(lái)源。各種各樣的結(jié)構(gòu)都是在系統(tǒng)中由樹脂原材料加工得到的。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的聚酯結(jié)構(gòu)是在注塑過(guò)程中成型的,然后在包裝線的附近生產(chǎn)出成品。從樹脂到罐裝瓶 最先進(jìn)的系統(tǒng)包括吹塑成型、灌裝和封口。最開始是將熱塑樹融化,然后經(jīng)由模子擠出。目前最先進(jìn)的,并且被認(rèn)為運(yùn)行最可靠的系統(tǒng)是德國(guó)Rommelag公司生產(chǎn)的Bottlepack吹塑、灌裝、封口一體化設(shè)備。其融化溫度可以達(dá)到為瓶?jī)?nèi)壁消毒的目的。Rommelag公司的所有設(shè)備都是用于生產(chǎn)單層結(jié)構(gòu)擠吹塑成型的HDPE瓶子,這種瓶子主要用于藥品和水果味飲料的包裝。由于瓶蓋與瓶子是一體的,因此瓶子的開啟是一次性的。這種系統(tǒng)的靈活性有限,模子的尺寸和形狀都是固定的。此外,有人提出用融化干樹脂的溫度來(lái)進(jìn)行消毒,可能不能完全殺死抗熱性致病微生物。 另一種系統(tǒng)是注射吹塑、灌裝、封口一體化系統(tǒng)。聚酯被預(yù)加工成試管形狀,然后再進(jìn)行吹塑和灌裝。意大利的SIPA公司就生產(chǎn)這種系統(tǒng),包括在消毒空氣的正壓下進(jìn)行預(yù)處理,然后在進(jìn)行擠塑成模、拉伸吹塑,最后運(yùn)送到意大利Procomac公司的無(wú)菌灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝。該系統(tǒng)每分鐘最大生產(chǎn)能力為600個(gè)瓶子,在意大利的裝機(jī)量很多,主要用在常溫下保質(zhì)期較長(zhǎng)的高酸性飲料。 SIPA/Procomac一體化系統(tǒng)不需要在瓶子生產(chǎn)后再進(jìn)行消毒處理,由于減少了中間過(guò)程,從而降低了成本。另一方面,因?yàn)槭且惑w化系統(tǒng),如果其中任何部分出了問(wèn)題,就會(huì)導(dǎo)致全面停機(jī)。此外,這種設(shè)備的生產(chǎn)率由效率最低或最慢的器件決定,并且一體化設(shè)備的資本投入也相對(duì)較高。從預(yù)成型的HDPE到裝瓶 荷蘭的Stork系統(tǒng)是從樹脂到裝瓶加工方式的代表。系統(tǒng)首先壓制并吹出一個(gè)封閉的單層瓶子,擠壓的溫度對(duì)瓶子內(nèi)部起到消毒作用。在無(wú)菌環(huán)境中封閉的瓶口被切掉(被回收與樹脂一起再利用),上端開口的瓶子再經(jīng)過(guò)內(nèi)部、外部的過(guò)氧化氫消毒處理。在無(wú)菌條件下瓶子被傳送至無(wú)菌灌裝單元,主要用于低酸飲料,例如在冷藏ESL條件下配送的咖啡等。 瑞士的Elopak公司聯(lián)合擠吹塑設(shè)備制造商Techne提供一系列冷藏ESL飲料使用的HDPE制瓶系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先將樹脂制成內(nèi)部消毒的密封瓶子,在無(wú)菌條件下傳送至Elopak無(wú)菌灌裝設(shè)備。在此設(shè)備上,封口處被切除,然后進(jìn)行灌裝,最后用預(yù)消毒的瓶蓋封口。從預(yù)成型的聚酯到裝瓶 Tetra Pak公司的 Sidel設(shè)備與其灌裝設(shè)備的兄弟公司Remy組成了一套相似的系統(tǒng)。Sidel加工聚酯瓶,在用消毒空氣吹制之前先用過(guò)氧化氫消毒,然后在無(wú)菌的條件下傳送到Remy灌裝設(shè)備。因?yàn)楣嘌b設(shè)備已經(jīng)預(yù)消毒,并且保持在清潔度100級(jí)的房間里。 這些系統(tǒng)主要應(yīng)用在冷藏ESL低酸性飲料包裝,供應(yīng)商認(rèn)為它也可以用于常溫下貨架保存時(shí)間比較長(zhǎng)的高酸性飲料和冷藏ESL保存的高酸性飲料。這種系統(tǒng)的產(chǎn)量是100~600瓶/min。預(yù)成型-灌裝系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是統(tǒng)一管理,設(shè)備總數(shù)少,不需要存儲(chǔ)瓶子。據(jù)制造商說(shuō)這種系統(tǒng)的生產(chǎn)率可以達(dá)到90%。超越傳統(tǒng) 這些系統(tǒng)的微生物安全性非常好,因?yàn)樗鼈兌紝?duì)預(yù)加工的塑料瓶在灌裝前進(jìn)行消毒,采用過(guò)氧化氫、過(guò)乙酸、紫外線或聯(lián)合除菌等方法,室內(nèi)的清潔度達(dá)到x00級(jí)。德國(guó)的Krones,意大利的Sasib,日本的Shibuya Kogyo,德國(guó)的Bosch,美國(guó)的EPSI,瑞典的Tetra Pak,德國(guó)的KHS,還有Ave, Elopak, Remy等一些品牌,都提供基本的旋轉(zhuǎn)(或線性)的凈化和無(wú)菌化裝罐、封口設(shè)備。因此與冷藏ESL技術(shù)配合可以達(dá)到良好的微生物安全性。 無(wú)論是HDPE瓶,聚酯瓶或是多層結(jié)構(gòu)的容器,生產(chǎn)線中或者含有消毒環(huán)節(jié),或者在凈化或超凈化的條件下進(jìn)行生產(chǎn)。這樣再加上控制配送的條件就可以有效的延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。 ESL飲料的普遍出現(xiàn),受到了消費(fèi)者的歡迎,并且改變了飲料市場(chǎng)面貌。一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)得益于工程人員超越傳統(tǒng)的理念,成功的將微生物學(xué)、生物化學(xué)和包裝技術(shù)融合于消費(fèi)產(chǎn)品中。來(lái)源:《現(xiàn)代包裝》
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