Après la réforme et l'ouverture, le secteur chinois des boissons a connu un développement très rapide. La gamme de boissons s'est progressivement diversifiée, passant des simples boissons gazeuses autrefois à l'eau minérale, aux jus de fruits, aux jus de fruits et légumes et aux boissons fonctionnelles. Le mode de remplissage a également évolué, passant du remplissage à froid aux actuels remplissages à chaud, à température moyenne et à froid aseptique. Le conditionnement a également évolué, passant de la simple bouteille en verre à l'actuel. canettes en aluminium , bouteilles en PET, etc.
Après que les micro-organismes sont irradiés par la lumière ultraviolette, leurs protéines et leurs acides nucléiques absorbent l'énergie du spectre ultraviolet, ce qui provoque une dénaturation des protéines et la mort des micro-organismes.
Dans les équipements de remplissage de boissons, la capsuleuse transporte les capsules. Des lampes de stérilisation ultraviolettes sont installées sur la partie supérieure du bac de stockage ou du convoyeur. Les capsules sont exposées aux rayons ultraviolets pendant le transport, et les zones irradiées permettent une meilleure stérilisation. En raison de la faible transmission lumineuse des capsules, les rayons ultraviolets ne peuvent pas pénétrer et irradier l'autre face. Par conséquent, la capsule ne peut être que partiellement stérilisée, et la surface stérilisée est aléatoire. Afin de stériliser la surface de la capsule de manière ciblée, une lampe de stérilisation ultraviolette est installée sur le coulisseau inférieur de la capsule. Les capsules traversant ce compartiment sont disposées dans le même sens. Le côté irradié par les ultraviolets est celui en contact avec la boisson, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la stérilisation.
L'équipement de stérilisation par ultraviolets est simple, ne nécessite aucun matériel auxiliaire, est peu coûteux, facile à utiliser et à gérer, et largement utilisé. Grâce aux caractéristiques structurelles de la lame et à sa capacité à tuer les micro-organismes, la stérilisation par ultraviolets est généralement adaptée aux types de bouchons de bouteilles de boissons suivants :
Boissons gazeuses Les boissons gazeuses contiennent du CO2, un acide qui inhibe la croissance des micro-organismes. Par conséquent, la stérilisation par ultraviolets pour les bouchons de bouteilles de boissons gazeuses répond à ce besoin. Lors de la production, les nouveaux bouchons sont versés dans le bac de stockage de la capsuleuse, puis stérilisés par rayonnement ultraviolet dans le bac de stockage de la capsuleuse ou sur le tapis roulant. Des lampes de stérilisation ultraviolettes peuvent également être installées sur le coulisseau inférieur de la capsuleuse pour stériliser la surface intérieure des bouchons par rayonnement ultraviolet, puis transportés directement vers la capsuleuse après stérilisation.
Boissons à base d'eau minérale L'État a mis en place une réglementation relativement stricte pour la production d'eau minérale, notamment en limitant strictement le nombre total de colonies, de moisissures et d'E. coli. Que l'eau minérale ait été filtrée et stérilisée ou non, son nombre total de bactéries, de moisissures et d'E. coli doit être conforme aux normes nationales. L'eau minérale ne contenant que des sels minéraux, sans nutriments microbiens, et ne contenant pas de nutriments nécessaires à la production et au développement microbiens, la stérilisation par ultraviolets peut également être utilisée pour les bouchons de bouteilles.
Boissons à base de thé et de jus de fruits conditionnées à haute température Divers micro-organismes (bactéries, moisissures, levures, etc.) sont présents dans les boissons à base de thé et de jus de fruits. La stérilisation des boissons vise à les éliminer. Actuellement, la méthode de stérilisation à haute température et à courte durée, également appelée stérilisation instantanée, est généralement utilisée. Le remplissage à haute température consiste à refroidir la boisson après stérilisation instantanée à une température comprise entre 85 °C et 92 °C. La bouteille est remplie à chaud avec un bouchon en cristal résistant à la chaleur, et le bouchon est résistant à 85 °C. Le remplissage se fait par remplissage complet. Après remplissage et bouchage (ou vissage du bouchon), un dispositif de retournement est ajouté : le corps de la bouteille est incliné de 90° à 180°, et la température élevée de la boisson est utilisée pour stériliser l'intérieur du bouchon. Par conséquent, la stérilisation aux ultraviolets peut également être utilisée pour le traitement préliminaire du bouchon.
La stérilisation par chauffage est l'une des méthodes les plus traditionnelles de conservation des aliments. Si les cellules microbiennes sont chauffées à une certaine température, les substances physiologiquement actives (telles que les protéines enzymatiques, les protéines nucléaires, l'acide désoxyribonucléique, etc.) se dénaturent et se passivent, perdant ainsi leur activité et mourrant. La température et la durée de chauffage nécessaires pour tuer les micro-organismes varient considérablement selon le type de micro-organisme, l'état physiologique des cellules, leur concentration, etc. Pour tuer une espèce spécifique de bactéries, augmenter la température de stérilisation peut réduire le temps de chauffage, tandis que l'abaisser nécessite de l'allonger. Une température trop basse n'aura aucun effet stérilisant sur certaines bactéries thermorésistantes.
La stérilisation par pulvérisation d'eau chaude consiste à utiliser des buses pour pulvériser de l'eau chaude sur les capsules de bouteilles dans plusieurs directions, tout en stérilisant et en dépoussiérant les surfaces intérieures et extérieures. Avec cette méthode, les capsules, une fois bouchées, se déplacent dans la même direction dans le canal prévu à cet effet, et plusieurs groupes de buses sont placés au-dessus et en dessous de ce canal. Ces buses pulvérisent de l'eau chaude dans plusieurs directions sur les capsules qui avancent. La température de l'eau chaude correspond à la température de stérilisation, et le temps de pulvérisation correspond au temps de stérilisation.
Grâce à sa résistance élevée aux températures élevées, la température de l'eau chaude pulvérisée sur le bouchon métallique peut dépasser 85 °C, et le temps de pulvérisation peut être réduit à mesure que la température de l'eau augmente. Pour les bouchons de bouteilles en plastique, la température de l'eau chaude pulvérisée est généralement maintenue à 85 °C. Après la stérilisation à l'eau chaude, le bouchon doit être pulvérisé à l'air stérile pour favoriser son séchage.
La stérilisation par pulvérisation d'eau chaude nécessite de l'eau chaude et de l'air stérile, ainsi que les équipements nécessaires. Elle consomme de l'énergie thermique et une faible quantité d'eau pendant la production, et s'appuie sur des équipements courants. La stérilisation par pulvérisation d'eau chaude peut être utilisée pour le traitement des capsules de thé et de jus de fruits conditionnés à haute température, ainsi que pour la stérilisation des capsules d'eau minérale.
L'ozone possède un pouvoir oxydant très puissant, capable de détruire directement l'ARN ou l'ADN du virus et de le tuer. Il peut également endommager la membrane cellulaire des bactéries et des moisissures, inhiber leur croissance, et pénétrer et détruire les tissus à l'intérieur de la membrane jusqu'à leur mort. Dissous dans l'eau, l'ozone possède un excellent pouvoir stérilisant en milieu humide. L'eau ozonée peut également être utilisée pour stériliser les bouchons de bouteilles. La stérilisation à l'eau ozonée sera abordée ultérieurement. Plus la concentration d'ozone est élevée, meilleur est l'effet stérilisant. À une concentration de 4,0 mg/m³, la stérilisation dure généralement entre 45 minutes et 1 heure.
La stérilisation à l'ozone étant longue, pour une ligne de production automatisée de boissons d'une certaine capacité, l'efficacité de la stérilisation et la stérilisation continue des capsules de bouteilles nécessitent un équipement de grande capacité. En pratique, la stérilisation à l'ozone consiste à placer une certaine quantité de capsules dans un espace clos plus grand sur une ligne de production automatisée de boissons d'une certaine capacité, puis à remplir cet espace avec une concentration d'ozone déterminée et à le conserver pendant une certaine durée. Le nombre de capsules placées est déterminé par le nombre de capsules nécessaires au maintien de la production. Plus les capsules stérilisées sont stockées longtemps, plus le risque de contamination est élevé ; la durée de stockage ne dépasse donc généralement pas une semaine. Les capsules stérilisées doivent être isolées du milieu extérieur et acheminées vers le convoyeur de capsules lorsque celui-ci en a besoin.
Actuellement, les équipements indépendants utilisant directement la stérilisation à l'ozone sont principalement utilisés dans les petits stérilisateurs de capsules de bouteilles de type armoire. Ce type de stérilisateur présente un espace de stérilisation réduit, une faible capacité de production, une production par intervalles et un fonctionnement non automatique. Lors de son utilisation, il est nécessaire de retirer manuellement les capsules stérilisées de l'appareil et de les placer sur le convoyeur, ce qui peut entraîner une contamination secondaire des capsules. Par conséquent, la stérilisation à l'ozone est réservée aux lignes de production non automatisées ou aux petites lignes de production ayant des exigences spécifiques en matière de stérilisation des capsules.
L'eau stérilisante contient des éléments instables qui se décomposent d'eux-mêmes. La stérilisation à l'eau stérilisante utilise ce processus de décomposition (oxydation) pour oxyder les micro-organismes présents à la surface de l'objet, obtenant ainsi l'effet stérilisant.
Les substances courantes aux fortes propriétés oxydantes sont l'acide peracétique, l'eau ozonée et l'eau chlorée. Les propriétés de stérilisation instantanée de l'ozone sont supérieures à celles du chlore. Actuellement, l'eau stérilisante pour la stérilisation des bouchons de bouteilles de boissons est principalement composée d'acide peracétique et d'eau ozonée, dont la plupart sont de l'acide peracétique. Plus la concentration de l'eau stérilisante est élevée, plus le temps de stérilisation est court. Pour une concentration d'acide peracétique de 65 °C à 2 000 ppm, le bouchon de bouteille peut répondre aux exigences de stérilité commerciale en stérilisant pendant 30 à 60 secondes. Grâce à son temps de stérilisation court et à son bon effet stérilisant, l'eau stérilisante est largement utilisée pour la stérilisation des bouteilles et des bouchons de jus de fruits et de légumes. Les principales méthodes de stérilisation des bouchons de bouteilles de boissons avec de l'eau stérilisante sont la pulvérisation et l'immersion.
1. La pulvérisation consiste à utiliser plusieurs groupes de buses pour pulvériser de l'eau stérilisante dans différentes directions sur le bouchon afin de stériliser sa surface. Le temps de pulvérisation doit garantir l'élimination complète des micro-organismes. La méthode spécifique est la suivante : après le bouchage, les bouchons pénètrent dans le rail de guidage dans la même direction. Plusieurs groupes de buses sont situés au-dessus et en dessous du rail. Chaque groupe de buses pulvérise de l'eau stérilisante sur les bouchons sous différents angles. L'eau stérilisante stérilise les bouchons et les pousse le long du rail.
Lorsque l'acide peracétique est utilisé comme eau de stérilisation, les bouchons de bouteilles pulvérisés avec de l'eau de stérilisation doivent être rincés à l'eau stérile pour éliminer l'acide peracétique résiduel sur les bouchons de bouteilles, de sorte que la quantité résiduelle soit inférieure à la norme pertinente ; après rinçage à l'eau stérile, les bouchons de bouteilles sont séchés à l'air stérile.
L'utilisation d'eau ozonée comme eau stérilisante, comme les produits de décomposition de l'eau ozonée sont l'eau et l'oxygène, ne laisse aucune substance résiduelle nocive. En théorie, il n'est pas nécessaire de traiter à nouveau les capsules. Cependant, lors du processus de production, la sortie du stérilisateur de capsules est très proche de la capsuleuse, et l'ozone résiduel ne peut être complètement décomposé. Par conséquent, les capsules doivent être rincées à l'eau stérile et séchées à l'air ambiant après la stérilisation à l'eau ozonée.
Grâce à la linéarité de l'eau pulvérisée, la stérilisation par pulvérisation d'eau stérile peut être utilisée pour stériliser les bouchons des bouteilles d'eau minérale, ainsi que pour le remplissage à chaud des thés et des jus de fruits. Le remplissage à chaud consiste à remplir la bouteille entière, puis à la retourner et à la chauffer pour la stérilisation interne.
2. L'immersion consiste à immerger complètement les capsules de bouteilles dans de l'eau stérilisante, afin de stériliser toutes les surfaces intérieures et extérieures. La durée d'immersion doit être suffisante pour une stérilisation complète. Une méthode consiste à fixer les capsules dans le même sens sur le support, relié à la chaîne. Le mouvement de la chaîne entraîne le support dans le bassin de stérilisation rempli d'eau stérilisante et immerge complètement les capsules. La durée d'immersion doit être suffisante pour une stérilisation complète. Comme pour la stérilisation par pulvérisation, les capsules, après trempage dans l'eau stérilisante, doivent être aspergées d'eau stérile et d'air stérile pour les rendre sèches et stériles.
Lorsque l'eau stérile est utilisée pour la stérilisation, il est nécessaire de produire et de traiter l'eau stérilisante, l'eau stérile et l'air stérile. De nombreux équipements périphériques sont nécessaires, ce qui entraîne des coûts de maintenance et de consommation élevés, ainsi que des exigences de gestion rigoureuses. Par conséquent, ce procédé de stérilisation est généralement utilisé pour le remplissage aseptique à froid des jus de fruits.
L'électrolyse consiste à utiliser des électrodes inertes pour faire passer l'électricité dans un liquide. L'anode subit une réaction d'oxydation et la cathode une réaction de réduction. Des chercheurs étrangers spécialisés ont étudié l'utilisation d'eau potable entièrement dessalée et d'une solution diluée de chlorure de sodium pour produire une réaction électrochimique et obtenir une solution stérilisante au niveau de l'anode, plus efficace que l'eau stérilisante traditionnelle. L'application directe du principe de l'électrolyse à la stérilisation des capsules de bouteilles permet de réduire considérablement les coûts de transport et de stockage, de gagner du temps et de l'énergie, tout en étant sûre et efficace.
Résumé
En analysant les différentes méthodes de stérilisation des bouchons de bouteilles mentionnées ci-dessus, différents processus de stérilisation des bouchons peuvent être sélectionnés en fonction des caractéristiques des ingrédients et des exigences de qualité des différentes boissons, comme indiqué dans le tableau :
| Méthode de stérilisation des bouchons de bouteilles | Boissons applicables aux bouchons de bouteilles stérilisés | Exigences environnementales pour les bouchons de bouteilles stérilisés | Remarques |
| Stérilisation aux ultraviolets | Boissons gazeuses, eaux minérales | Aseptique de qualité 10 000 | |
| Stérilisation par pulvérisation d'eau chaude | Eau minérale, boissons à base de jus et boissons à base de thé à l'état de remplissage à chaud | aseptique de grade 1 000 ou aseptique de grade 10 000 | |
| Stérilisation à l'ozone | 1. Utilisez un grand espace scellé pour placer le bouchon de la bouteille afin de remplir la méthode de stérilisation à l'ozone : eau minérale, boissons aux jus de fruits et boissons au thé à l'état de remplissage à chaud | aseptique de grade 1 000 ou aseptique de grade 10 000 | Ne s'applique pas à la stérilisation des bouchons de bouteilles en métal |
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2. Utiliser une armoire de stérilisation à l'ozone pour la stérilisation : petite capacité de production semi-automatique Boissons froides non stériles |
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| Stérilisation de l'eau stérilisée | 1. Type de pulvérisation : Eau minérale, boissons aux jus de fruits et boissons au thé à l'état de remplissage à chaud | ||
| 2. Type d'immersion : peut être utilisé pour toutes les boissons, plus adapté à toutes les boissons en état de remplissage aseptique à froid | aseptique de niveau 100 | Ne convient pas à la stérilisation des bouchons de bouteilles en métal | |
| Stérilisation électrolytique | Peut être utilisé pour toutes les boissons, plus adapté à toutes les boissons en état de remplissage aseptique à froid | aseptique de niveau 100 | Ne convient pas à la stérilisation des bouchons de bouteilles en métal |
