（凱麒斯智能裝備有限公司，江蘇 宿遷223700)

1 概述

在幾十年時間內(nèi)，以德國灌裝設(shè)備巨頭為代表的部分行業(yè)巨頭馳騁全球液體包裝領(lǐng)域，以美國新星為代表的中國的行業(yè)新星，為響應中國制造2025 建成“智”造強國而不斷努力?！叭蝾I(lǐng)先的液體包裝解決方案供應商”的初衷和夢想一直都是新美星所堅持的。在這條道路上，新美國之星始終伴隨著德國費斯托這個全球自動化合作伙伴，并且他們都堅持著同樣的客戶價值觀。盡管道路十分的困難并且還有很多的挑戰(zhàn)，但仍將會攜手打造領(lǐng)先的智能液體灌裝滅菌設(shè)備，不斷創(chuàng)造這一段行業(yè)的標桿。而我公司與中國農(nóng)業(yè)大學等單位協(xié)作，共同承擔“液體飲料無菌灌裝系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究課題，我公司的重點研究方向為“灌裝設(shè)備及環(huán)境無菌技術(shù)研究”，以下將對基于EP缸的灌裝殺菌VTEM設(shè)備及應用進行重點探討。

2 國內(nèi)無菌灌裝技術(shù)裝備的研究進展

在包裝技術(shù)領(lǐng)域中，液體食品無菌灌裝技術(shù)是很有發(fā)展前景的，新的無菌灌裝機、無菌包裝產(chǎn)品不斷推陳出新，新包裝材料也是屢見不鮮，國內(nèi)眾多企業(yè)都在這一領(lǐng)域開展了研究工作。

1990 年，航空部工藝研究所開發(fā)出大袋無菌灌裝系統(tǒng)，表征著我國正式進入自主研發(fā)無菌包裝技術(shù)時代。此后，廣東遠東食品包裝機械公司開發(fā)出2500CPH 磚型紙塑無菌包裝機、上海張堰輕工又開發(fā)出UHT 殺菌奶的無菌灌裝設(shè)備，并且整套設(shè)備具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，并具有設(shè)備聯(lián)鎖功能。2001 年美星順峰與廣東樂百氏共同開發(fā)出36000BPH PRT 瓶無菌灌裝設(shè)備，在此之后，合肥中辰、樂惠集團也紛紛投入到這一領(lǐng)域的研發(fā)中，并且始終保持著相對嚴謹?shù)难邪l(fā)氣氛。

無菌灌裝設(shè)備的開發(fā)與研制，首先應該考慮的是有效提升設(shè)備各組件的設(shè)計與制造精度，保證設(shè)備運行的可靠性和精準性，使機器運轉(zhuǎn)能夠達到無菌灌裝的要求，而不應該進入到營造無菌區(qū)的誤區(qū)。此外，還需要注重其他影響因素，比如使用無菌水、無菌劑，制備無菌空氣以及及時對無菌室進行消毒燈。無菌灌裝設(shè)備的性能直接能夠體現(xiàn)該制造企業(yè)的現(xiàn)代化、自動化程度，決定該制造企業(yè)的核心競爭力。相信隨著國家支持力度的加大，企業(yè)投入資金的提升，我國在液體食品無菌灌裝技術(shù)設(shè)備的研發(fā)方面勢必能更上一個臺階，國產(chǎn)液體食品制造水平也能得到相應的提升。

3 無菌環(huán)境

食品安全的至關(guān)重要的內(nèi)容之一，就是確保飲料食品不受污染。隨著經(jīng)濟全球化，各類食品也走上了國際路線，各國對食品的監(jiān)管也隨之越來越嚴格。因此需要滿足灌裝過程中設(shè)備清洗環(huán)節(jié)的安全才是整個灌裝的重中之重，尤其是要保證常壓灌裝機、真空灌裝機、壓力灌裝機等灌裝設(shè)備完全并徹底地清潔滅菌。

在進行灌裝的過程中，為了能夠最大限度的減少可能發(fā)生的細菌污染以及包裝材料的物流環(huán)節(jié)，越來越多的企業(yè)開始應該制瓶與灌裝聯(lián)線的生產(chǎn)方式，通過這種方式，不僅更加衛(wèi)生，而且還能有效的節(jié)省成本。灌裝前對整個灌裝設(shè)備的清洗，尤其是對灌裝設(shè)備內(nèi)部各零部件如灌裝閥等的清洗是十分必要的，同時也是為保證灌裝產(chǎn)品符合安全標準的重要內(nèi)容之一。清潔假杯只能在CIP 清潔程序后取出，然后進入下一個填充程序，在整個灌裝機清洗的過程中，對于清潔假杯的組裝及拆卸，成為整個環(huán)節(jié)中占用時間較多的一項。所以新星設(shè)備制造商不斷改進的目標，不僅是最大可能的將清洗的效率進行提高，更重要的是要在高效的清洗的條件下，還可以將清洗之后的清洗質(zhì)量提高，將灌裝清洗設(shè)備的各項性能進行提高，從而降低對所需人力的成本，最終達到提升商品利潤的目的。

以普通的80 頭灌裝機為例，EP 瓶的安裝和拆卸基本上需要兩人配合才能在1 小時內(nèi)順利完成，因此就可以更大程度上節(jié)約時間，這也是極壓缸的最為核心優(yōu)勢，直接幫助生產(chǎn)企業(yè)降低勞動成本，提高清洗效率。CIP 過程本身需要很長時間，“標準無菌清洗2.5h，裝、卸假杯子共需1h”。通過假杯缸和控制氣路的配合，可以形成伸出、回縮、旋轉(zhuǎn)等多個動作,集成度高，模塊化效果好,能實現(xiàn)灌裝機在線清洗,節(jié)省清洗時間?！霸谠O(shè)計上,假杯缸小巧緊湊，結(jié)構(gòu)簡單,這樣在整機設(shè)備設(shè)計上，可以設(shè)置更多的灌裝頭,為生產(chǎn)的高效率提供了基礎(chǔ)保障。同時由于結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,可以帶來便利的后期 維護?！笨炻匀缫后w(飲料) 不同的液體形態(tài)和物理特性 也給現(xiàn)代灌裝工藝帶來了挑戰(zhàn)。

4 調(diào)節(jié)速率

由于各類液體的粘度，濃度等的不同，灌裝時對灌裝設(shè)備的難易程度也不同。日用化學品和調(diào)味品的產(chǎn)品形態(tài)不同于飲料。即使同一種液體食品在氣體含量、粒徑、粘度、灌裝溫度等方面存在差異，也有必要對灌裝的材料特性進行深入研究。

為了滿足不同環(huán)節(jié)的生產(chǎn)要求，一直以來，新美星公司通過與菲斯托公司進行合作，將菲斯托所研發(fā)的新型創(chuàng)新技術(shù)運用到本公司的最新產(chǎn)品當中，從而極大程度上推動了本公司設(shè)備的進步與發(fā)展，如用于快、慢兩段充型的菲斯托EP 氣缸。極壓缸使新星能快速、方便地滿足各種充型物體的要求。極壓缸的優(yōu)點在于灌裝設(shè)備兩級之間轉(zhuǎn)換時的灌裝的不同速度和更高的精度，通過改變灌裝速度的不同，可以使不同的物理性質(zhì)的灌裝液進行灌裝時，使其速度保持相對的平穩(wěn)，避免因速度過快而引起的飛濺等現(xiàn)象的發(fā)生，這也從根本上防止了液體灌裝時最令人頭疼的問題——液體氣泡問題，同時改進之后的設(shè)備將能夠更大程度上的適用于不同密度等的灌裝液，使我們的設(shè)備從原來單一的水灌裝擴展到醬油灌裝、醋灌裝、果汁灌裝等各種不同的灌裝類型。因為填充的速度越快，填充容量偏差就越大。為了滿足充型精度的要求，需要通過緩慢充型來提高測量精度，即提高閥門關(guān)閉瞬間的充型精度。另一方面，在充型的中間過程中，通過快速充型可以減少充型閥頭的數(shù)量。如果采用傳統(tǒng)的單次灌裝速度，精度偏差一般在±3～5ml 之間，但經(jīng)極壓缸緩慢灌裝后，設(shè)備精度可大大提高，基本在±2ml 以內(nèi)，另外，以我公司36000/BPH 灌裝設(shè)備為例，通常有60～70 個灌裝頭會隨極壓缸而帶來快速充型效率的提高，目前只有50-60 個充型頭才能達到這一充型指標，從而提高了利潤空間。

5 結(jié)論

EP 極壓缸采用不銹鋼制造，表面光滑，耐腐蝕。極壓缸具有多沖程、可調(diào)等的特點。在實際工程調(diào)試中，其微調(diào)操作簡單，重復精度高。同時，在緊急停止狀態(tài)下能快速關(guān)閉灌裝頭，即在突發(fā)情況等發(fā)生時，可以做到立刻切斷電源，停止運轉(zhuǎn)，對于絕大多數(shù)不同物理性質(zhì)的灌裝液都適用。從FESTO 最初提供的鋼瓶、電磁閥、氣管、接頭等標準產(chǎn)品入手，在提高技術(shù)創(chuàng)新能力、打造無菌冷灌裝核心競爭力方面，新美星與FESTO 不斷深入合作超凈灌裝吹填旋轉(zhuǎn)設(shè)備，無論是假杯筒、極壓筒還是VTUG閥島的應用，新美星始終與費斯托合作，公司一直都在努力的提升其自身設(shè)備的完善與改進，并且更加注重創(chuàng)新能力，全心全意為客戶提供最為適合并且最為完善的方案。在如今這個科技化的世界，人工智能已然成為新型技術(shù)的標志性產(chǎn)物，這也預示著我們可以在EP 缸與VTEM技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步創(chuàng)造出更優(yōu)的無菌灌裝技術(shù)，研究水封隔離技術(shù)和機械密封隔離技術(shù)等不同空間隔離技術(shù)的結(jié)合，探索組合式空間隔離技術(shù)的可行性。