飲料與牛奶的無(wú)菌灌裝
多年來(lái),隨著(zhù)PET和HDPE材料性能的日益完善,飲料生產(chǎn)企業(yè)采用的無(wú)菌灌裝技術(shù)也越來(lái)越成熟;從而,對灌裝技術(shù)之外的其他外圍設備也就提出了更高的要求,如在集成化和易于使用性等方面。對于許多飲料生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō),引用新的無(wú)菌技術(shù)在產(chǎn)品生產(chǎn)上意味著(zhù)很大的市場(chǎng)機遇,當然也是很大的挑戰。
無(wú)菌灌裝
越來(lái)越多的飲料,如果汁、非碳酸飲料、冰茶、咖啡、運動(dòng)類(lèi)飲料、純凈水、巴式消毒奶等,都必須在灌裝過(guò)程中保持良好的抗菌性。近年來(lái),這些飲料越來(lái)越多地選用PET瓶或PP和HDPE瓶為容器。有專(zhuān)家預測,未來(lái)幾年里,PET瓶無(wú)菌灌裝市場(chǎng)將以?xún)杀队诂F在的速度遞增。
塑料瓶的無(wú)菌灌裝必然包括分別對內容物、對瓶體和瓶蓋的消毒工序,同時(shí)還要將這三者在無(wú)菌環(huán)境下組合在一起。對內容物的消毒,通常在短時(shí)間的高溫環(huán)境下進(jìn)行。被消毒的瓶蓋可以是多層材料的,也可以是有塑料的螺旋蓋,通常采用消毒池或UV殺菌的消毒方式。
如果企業(yè)選擇無(wú)菌灌裝,就意味著(zhù)還要為整套消毒系統投入很大的資金,必須將消毒和沖洗系統組合在一起。在這一系列環(huán)節中,如何保持容器從消毒到無(wú)菌封裝過(guò)程中的密封性和保質(zhì)性是所有企業(yè)最應該重視的問(wèn)題。近年來(lái),設備上用于容器干燥的空間越來(lái)越小,因為大家都認為干燥空間越小,容器受到細菌影響的風(fēng)險就越小。而對于具體的干燥方式,人們的意見(jiàn)也是各不相同的。
在本屆Drinktec2005上,這兩個(gè)不同的干燥方式——采用過(guò)酸性的濕式干燥法和采用過(guò)氧化氫的干式干燥法,都展現了各自在高效性和安全性方面的特色。如干式干燥法,采用過(guò)氧化氫的蒸汽流,在極短的干燥工序后,容器在消毒罩里立刻就可以變干。
系統集成化
由此可見(jiàn),包裝工序的無(wú)菌化,不僅是在灌裝方面,其在整個(gè)流程中都有所體現。這就要求整個(gè)系統具有很好的集成性,包括消毒液或消毒氣的選用,消毒裝置的預先清洗,飲料原材料的準備和儲藏等,而自動(dòng)化的控制系統和檢測裝置可以使整個(gè)加工過(guò)程實(shí)現可視化操作、在線(xiàn)分析和擁有可追蹤性探測器的質(zhì)量管理。
另一方面,如果需要對無(wú)菌灌裝生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行維修,技術(shù)人員必須經(jīng)過(guò)相應的培訓或取得資格?傊,無(wú)菌加工的效果與整個(gè)流程的每個(gè)環(huán)節都有關(guān)系。
牛奶的無(wú)菌灌裝
Drinktec2005是Drinktec開(kāi)創(chuàng )以來(lái)首次關(guān)注牛奶制品或相關(guān)邊緣領(lǐng)域的一次展會(huì )。因為牛奶需要在無(wú)菌包裝的環(huán)境下保存很長(cháng)時(shí)間,所以在生產(chǎn)線(xiàn)的組成部分中,無(wú)菌灌裝無(wú)疑是最引人關(guān)注的環(huán)節。而在消費者日益提高的期望值以及對食物創(chuàng )新性的驅動(dòng)下,牛奶制品逐漸開(kāi)始采用塑料容器,據了解,大約有30%的牛奶制品現在已經(jīng)采用了塑料容器。而就PET瓶無(wú)菌灌裝而言,主要用于紫外高溫殺菌(UHT)奶產(chǎn)品中,其最長(cháng)可以在常溫下保存三個(gè)月時(shí)間。
總之,無(wú)論是紙盒裝的飲料和牛奶,還是塑料瓶裝的,其無(wú)菌灌裝技術(shù)和產(chǎn)品的質(zhì)量一定會(huì )隨著(zhù)消費者需求的提高而不斷提高的。
瓶體貼標解決方案
飲料的包裝不僅需要具有吸引力的外型設計,更需要有個(gè)性十足和獨一無(wú)二的包裝形式。對于飲料的包裝容器而言,標簽起著(zhù)非常重要的作用,它可以將飲料的重要信息,如生產(chǎn)日期、飲料組分等提示給消費者。隨著(zhù)人們對瓶體標簽重要性的日益重視,在飲料與其容器生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí),貼標設備與相關(guān)工藝也有了長(cháng)足的進(jìn)步。一方面,生產(chǎn)方式的靈活性得到提高,從而使一臺設備可以對多種標簽進(jìn)行加工;但必須指出,機器的人性化設計對于靈活性尤為重要。另一方面,設備的使用性能也在不斷完善。
標簽材料的多樣性
隨著(zhù)市場(chǎng)上瓶體種類(lèi)的不斷增多,使得相應的標簽品種也呈現出多樣化的局面。對于玻璃瓶來(lái)說(shuō),還是以紙質(zhì)標簽為主,系在或瓶身、或背面、或瓶頸處等位置。在技術(shù)方面,紙質(zhì)標簽常見(jiàn)的印刷方式是膠印和輪轉凹印,所有生產(chǎn)參數,如印刷張力、印速、粘貼速度、貼瓶速度等都需要設置正確;此外,如何讓標簽與瓶體的黏結性更好,以及洗瓶機如何更容易清洗殘留標簽也需要考慮清楚。在標簽的設計方面,將采用更明亮的色調,呈現更有光澤、甚至有金屬質(zhì)感的表面效果。紙質(zhì)標簽同樣也可以用在塑料瓶上,或只貼在正面,或做纏繞標簽。
而烈性酒或其他酒類(lèi)瓶體上的標簽多是濕膠標簽,其突出的特點(diǎn)在于“無(wú)標簽感”;而現在,很多啤酒瓶上也開(kāi)始使用此類(lèi)標簽。
在其他塑料瓶上,應用薄膜標簽變得越來(lái)越普及,使用熱熔膠對標簽頭尾進(jìn)行粘連。而在塑料瓶上使用熱收縮套標更是是未來(lái)主要的發(fā)展趨勢,將標簽覆蓋整個(gè)瓶身,不僅可以完美體現出產(chǎn)品的廣告形象,也能帶給消費者更多的信息提示。
高產(chǎn)出率已成趨勢
現在,塑料瓶纏繞型標簽產(chǎn)出率不斷提高已成為一個(gè)非常顯著(zhù)的趨勢。對于使用熱熔膠的薄膜標簽和使用冷膠的紙質(zhì)標簽而言,其貼標速度已經(jīng)達到每小時(shí)70000瓶,即每秒鐘20個(gè)瓶。為了滿(mǎn)足對收縮套標的生產(chǎn)需求,制造業(yè)已生產(chǎn)出輪轉的或連線(xiàn)的貼標設備。
Drinktec2005為飲料貼標解決方案搭建了一個(gè)展示的平臺,制造商不僅帶來(lái)了包括智能標簽、微型標簽、電子標簽等在內的各類(lèi)標簽材料,更展現了各種先進(jìn)的貼標工藝。
設備的多功能性
飲料生產(chǎn)企業(yè)需要的是不僅一種標簽,事實(shí)上正相反,標簽的種類(lèi)和風(fēng)格都要和產(chǎn)品相對應。有時(shí),一種飲料的瓶體標簽不僅有收縮套標的,還要有瓶身整體的和專(zhuān)門(mén)針對瓶頸的。那么,貼標設備制造商需要提供怎樣的解決方案才能滿(mǎn)足企業(yè)的需要呢?
最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于設備應具有模塊化的結構。因為這可以使一臺機器成為具有多功能的生產(chǎn)工具,且多種解決方案可以相互轉換。如在標簽成型工序上,可以選擇是使用冷膠還是熱熔膠?傊,如果設備的貼標方案是多樣化的,那么在標簽設計上就可以將靈活性擴大到最大。使用具有模塊化結構的設備,不僅節省了購買(mǎi)其他設備的成本,而且也使多個(gè)工序之間的傳送、連接工作的復雜性大大簡(jiǎn)化。此外,將多個(gè)設備集合在一臺設備上,也使得全部設備的所占空間大大減少。
瓶蓋是主角
PET啤酒瓶的瓶蓋
為了滿(mǎn)足啤酒愛(ài)好者對于高質(zhì)量啤酒的要求,啤酒釀造企業(yè)不僅要選用那些對細菌阻隔性好的PET瓶,更需要對瓶體和瓶蓋進(jìn)行真空消毒(O2S)。相比較玻璃瓶配以皇冠蓋的啤酒和PET瓶配以真空消毒過(guò)的瓶蓋的啤酒,兩者的包裝形式?jīng)]有什么實(shí)質(zhì)不同。不過(guò),PET瓶裝的啤酒在口味上更顯清爽。
BERICAP雙層密封O2S瓶蓋擁有很好的密封性,是PET瓶裝啤酒最佳的瓶蓋選擇之一。為了檢測該瓶蓋的安全性能,瓶體被放置在模擬運輸過(guò)程中最高溫度的環(huán)境中,BERICAP雙層密封O2S瓶蓋表現出良好的密封性,即使啤酒儲存在條件不好的環(huán)境下,啤酒中的芳香族化合物依然有良好的密閉性,使其口味不會(huì )受到很大影響。配有此類(lèi)瓶蓋的啤酒即使在貨架上放很長(cháng)時(shí)間,也不會(huì )影響其口味的質(zhì)量。
碳酸飲料瓶蓋的創(chuàng )新性
現在的消費者都青睞于那些有擰緊瓶蓋的運動(dòng)型飲料;而以前,這種瓶蓋只用于非碳酸類(lèi)飲料。一般的運動(dòng)型瓶蓋,如果是輕碳酸飲料,在暖和的運輸環(huán)境下,飲料中的CO2不會(huì )因為內應力的增加而流失掉。但如果在較冷的儲藏環(huán)境下,瓶體會(huì )因為內部壓力的流失而產(chǎn)生變形。另一個(gè)問(wèn)題在無(wú)菌冷灌裝的消毒環(huán)節,這也是幾乎所有企業(yè)都會(huì )遇到的問(wèn)題,瓶蓋個(gè)別部位中的消毒液在消毒過(guò)后依然殘留。
Idee+Form公司——運動(dòng)型 “gas-tight”旋緊瓶蓋
而新型瓶蓋則為飲料制造業(yè)帶來(lái)了全新的選擇機會(huì )。Idee+Form公司在本屆Drinktec 2005上,首次展出了專(zhuān)為運動(dòng)型碳酸飲料設計的“gas-tight”旋緊瓶蓋。即使在無(wú)菌冷灌裝工藝中,瓶體內也不會(huì )產(chǎn)生不必要的壓力。該瓶蓋只旋轉三分之一圈,就可以讓消費者順暢地喝到飲料。目前,該瓶蓋有28mm和38mm兩種規格。
Menshen公司——“Cool Cap”的新型瓶蓋
此外,Menshen公司開(kāi)發(fā)的一種稱(chēng)為“Cool Cap”的新型瓶蓋在Drinktec 2005上也很引人關(guān)注。這種瓶蓋對于碳酸或非碳酸類(lèi)飲料瓶都適用,也可以用于立體小袋或紙盒包裝上。采用單手杠桿原理,使瓶蓋易于開(kāi)啟,同時(shí)由于瓶蓋設計為將壓力在側面釋放的形式,也提高對消費者的保護性。這種瓶蓋可以配合普通的灌裝生產(chǎn)線(xiàn),也適用于無(wú)菌冷灌裝!
方便性能突顯
SimpliDrinkTM的瓶口蓋:將飲料溢出的風(fēng)險降到最小
Seaquist公司在本次展會(huì )上推出了三款新型的瓶蓋產(chǎn)品。首先是名為SimpliDrinkTM的瓶口蓋,不僅與其包裝的礦泉水有一致的風(fēng)格設計,而且通過(guò)流線(xiàn)型的閥栓控制,將飲料溢出的風(fēng)險降到最小。無(wú)論是0.5升還是1升的礦泉水,只用一只手就可以開(kāi)啟或擰緊,同時(shí),瓶蓋的雙重設計也確保了飲料的純凈與衛生。
適用于立體小袋的可重復擰緊瓶蓋——SmartSpout
在與Kapak公司的共同合作下,Seaquist公司還開(kāi)發(fā)出一種適用于立體小袋的可重復擰緊瓶蓋——SmartSpout。其獨特的設計在于,將對瓶蓋的握緊動(dòng)作和開(kāi)啟動(dòng)作大大簡(jiǎn)化,因此適合用在兒童或老年人的消費品上。瓶蓋只用單手,就能保證即使在包裝發(fā)生了意外的擠壓時(shí),也不會(huì )有飲料漏出。
專(zhuān)門(mén)為兒童飲料(P’tits Monin)配備的新型瓶蓋
同樣,Seaquist公司還展出了一種專(zhuān)門(mén)為兒童飲料(P’tits Monin)配備的新型瓶蓋,造型如小動(dòng)物的頭一樣。這種旋轉式的瓶蓋擁有吸引兒童注意力的卡通造型,且使用簡(jiǎn)單。撕去質(zhì)量密封條,在開(kāi)啟瓶蓋時(shí),瓶蓋紅色的卡通造型嘴里會(huì )彈出一個(gè)用塑料橡膠做的柔軟的舌頭,且起到了吸管的作用。比如,當兒童抓住舌頭放進(jìn)杯子里時(shí),擠壓瓶體,飲料就可以從舌頭中流暢地落下,既衛生又安全。當瓶蓋被擰緊時(shí),舌頭就會(huì )被瓶蓋和瓶體壓住,這也是另一個(gè)密封的方式。
外圍設備一覽
眾所周知,拉伸吹塑成型機的性能將決定PET瓶成型質(zhì)量的好壞,但同時(shí)你仍需要其他的外圍設備加以輔助。
新型空氣壓縮機
就PET容器的加工過(guò)程而言,傳統壓縮機的壓力最大值為40 bar,但這是遠遠不夠的。Kaeser公司在本次展會(huì )上推出了N系列的加速壓縮機,其功率可達45 kW,可以達到在應用所需要的45 bar壓力。其中N 253-G、N 351-G和N 502-G三款設備,能夠在功率范圍從7.5~18.5 kW的條件下將氣壓上升到45 bar。
N系列加速壓縮機有兩汽缸的,也有三汽缸的,通常以較低速度從5 ~13 bar開(kāi)始啟動(dòng),之后通過(guò)空氣交換以達到最大值45 bar。
Kaeser加速壓縮機
意大利的SIAD公司也展示了最新的空氣壓縮技術(shù)。這個(gè)名為T(mén)EMPO?的壓縮機可以通過(guò)三個(gè)階段壓縮90~ 5550 m?/h的空氣。
TEMPO?系列產(chǎn)品的特點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)便且快速。在結合了力學(xué)和空氣學(xué)方面的技術(shù)后,減少了40%的電力消耗,使得能源消耗和機械振動(dòng)方面都有了很大的改進(jìn);此外,新型的TEMPO?比以往產(chǎn)品節省了15 %的占地空間。新型TEMPO?的導管都是用不銹鋼制成的。
輸送和檢測的新設計
意大利的M.B.公司是 PET 領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)的輸送設備及系統制造商。該公司的名為Softdrop 的輸送系統能夠將產(chǎn)品從注塑環(huán)節直接運送到儲存倉庫,系統包括適時(shí)監控軟件和不停機生產(chǎn)的程序。此外,獨特之處還在于包括了一個(gè)預成型冷卻系統和一個(gè)防塵罩。
PET瓶的氧氣檢測
德國的PreSens公司因其光化學(xué)的氧氣和pH傳感元件而聞名,在本次PETpoint上,該公司推出了對PET 瓶氧氣進(jìn)入量進(jìn)行非侵入式測量的系統。安裝于PET 瓶?jì)缺谏系倪@個(gè)系統,通過(guò)Fibox測量系統發(fā)出藍色的光學(xué)信號,而捕捉到的信號量則表示為相應的氧氣含量。盡管測量過(guò)程僅有三秒鐘,但已能保證獲得了至少儲存一年時(shí)間的可靠信息。特殊的空氣密封裝置,使傳感元件不會(huì )受到通過(guò)瓶蓋所帶來(lái)的影響。雖然傳感元件沒(méi)有與電子元件直接相連,但因為這種傳感元件都是由單獨的單元組成,所以系統仍可以適應長(cháng)時(shí)間的檢測。
PET注塑成型的外圍設備
在本屆PETpoint上,所展示的注塑成型外圍設備的最顯著(zhù)特點(diǎn)就是占地空間的減少。意大利的Piovan公司展示了最新款的干燥器(EMK),其特點(diǎn)在于設備釋放的熱能即使在外界環(huán)境溫度變化時(shí)也不會(huì )改變?梢愿鶕饨绲目諝鈦(lái)設置具體參數,而干燥的數量及能量全部自動(dòng)化控制。
而對于PET領(lǐng)域而言,Piovan公司的最大創(chuàng )新在于一款由PLC控制的集成進(jìn)料、加熱/烘干、模塑和批量灌裝功能的設備。
吹塑過(guò)程中的質(zhì)量控制與檢測
AgrTopWave公司的PETWall plus Vision?是基于一個(gè)精確的攝像檢測系統,對PET容器外壁厚度進(jìn)行質(zhì)量控制的系統。外壁厚度傳感器為每一個(gè)容器設計了四個(gè)測量區,當然還可以由使用者對位置進(jìn)行調整。系統采用紅外線(xiàn)吸收技術(shù)來(lái)測量被檢驗區的變化,而攝像頭則對其他比較關(guān)鍵的部位如瓶底和封口處進(jìn)行隨機的檢測。檢測的主要內容包括是否有氣孔、雜質(zhì)、黑斑等,因為這些都會(huì )影響容器的完整性。而像凸凹、刻痕、污點(diǎn)等則會(huì )影響容器表面的規則性。
在吹瓶工藝中引入此系統則有諸多益處。最大的好處是即使在高速作業(yè)的條件下,也可以精確檢測每一個(gè)瓶子。通過(guò)系統報告的問(wèn)題信息可以準確找到出現的位置,從而確保了生產(chǎn)線(xiàn)的正常運行。
PET的回收再利用
正是看到了PET日益增長(cháng)的市場(chǎng)需求,奧地利的Starlinger公司開(kāi)發(fā)了一種概念為“Recostar iV+”的PET回收再利用設備?梢詫⑹褂眠^(guò)的或是預成型的PET瓶先進(jìn)行切片,再切斷成無(wú)定形的圓球;之后在一臺固體凝結器的作用下,將這些樹(shù)脂材料拉成細絲。此設備已于2004年6月全面通過(guò)了FDA的認證。
此外,同樣是奧地利的EREMA 公司(全球領(lǐng)先的塑料回收再利用系統供應商)也在本次展會(huì )上,推出了一款名為 “瓶對瓶”(BTB “bottle to bottle”)的即高效又經(jīng)濟的PET回收再利用方案,可以對PET的濾紙或片基進(jìn)行自動(dòng)熱熔。
PET加工的雜質(zhì)分離
S+S公司是塑料制造業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)先的致力于金屬探測和雜質(zhì)分離的企業(yè),可以提供不僅是單獨的設備,還包括整體解決方案。涉及領(lǐng)域包括整瓶或高感性PET片基的各種分離系統,尤其是對雜質(zhì)的分離更是有全面的解決方案。在本屆Drinktec 2005上,S+S公司推出了兩款PET再加工解決方案:SPEKTRUM顏色分類(lèi)器和PETMAG金屬分離器。
第二代SPEKTRUM顏色分類(lèi)器在對于原料顏色的鑒別性能方面有了很大提高,更高效的閥門(mén)使即便是對無(wú)色的原料,也可以準確找到并進(jìn)行分類(lèi)。此外,第二級的識別分類(lèi)也引入了更集成化的技術(shù),減少了優(yōu)質(zhì)原料的流失幾率。在對PET回收再利用時(shí),新型的操作軟件使得對無(wú)色塑料的成型過(guò)程更加容易,S+S依然在新一代的SPEKTRUM上采用了“Auto-learn”技術(shù),可以通過(guò)編程檢驗到分類(lèi)過(guò)程中原料的優(yōu)劣性,并自動(dòng)剔除劣質(zhì)原料。
PETMAG金屬分離器的高頻探測器,可以檢測到所有種類(lèi)的金屬雜質(zhì),無(wú)論在原料中的位置如何、形狀如何。PETMAG利用壓縮空氣的方法將雜質(zhì)剔除,沒(méi)有機械式的壓擠與搬運,也就避免了由于機器失誤發(fā)生的風(fēng)險。
S+S公司再利用部門(mén)經(jīng)理Peter Mayer先生這樣評價(jià)到:“無(wú)論是SPEKTRUM,還是PETMAG,都是在PET加工領(lǐng)域里,擁有非凡的分離技術(shù)的優(yōu)質(zhì)提純設備”。
PET的硅化改造
Czech公司利用PTP塑料技術(shù)研發(fā)出一種避免使用過(guò)的PET浪費的改良技術(shù)。其具有以下意義:
* 增加聚合物分子鏈的質(zhì)量;
* 降低熔流指數;
* 增加分子撕裂部分的延伸張力。
改良后的PET分子鏈表現了與硅樹(shù)脂很好的對稱(chēng)性。如果是低質(zhì)量的聚合物分子,會(huì )與硅分子的2、3、4極性端發(fā)生反應,以使分子鏈變長(cháng),甚至分支。
這個(gè)原理具有雙重功效。一方面,低質(zhì)量的分子微?梢酝ㄟ^(guò)此方法與PET分子鏈緊密結合;另一方面,對于平均質(zhì)量的聚合物來(lái)說(shuō),這種機制可以使樹(shù)脂得到修補。此外,這種技術(shù)還可以讓PET分子與PP或PE分子相結合在一起。