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瓶装矿泉水生产工艺的“三微”管理


      水是生命之源,尽管自然界适合饮用的水源有多种,但最有安全保证的水源,应是受到很好保护,水质优良,动态稳定而平衡的深部成因的地下水。而天然饮用矿泉水便是符合这种严格质量要求的水源。天然矿泉水是特定地质条件下形成的液态矿产资源,没有受到任何污染、不含致病菌和有害物质的天然、纯净、安全、卫生、 有利健康的饮用水。

       从营养学角度看,它含有多种人体有益健康的微量元素、符合人体生理要求、又可调节人体酸碱平衡,这些特点都是一般饮用水所不具备的。因此,天然饮用矿泉水是一种任何水源所不能替代的饮用水。 天然饮用矿泉水既然是一种健康的饮用水,所以不允许加入任何添加剂、防腐剂等,其生产工艺管理是一个特殊的系统工程,我们把它称之为“三微”管理,即微生物指标的控制、微量元素的控制和生产空间的微尘微粒的控制。  

   一、微生物指标的控制  

       天然矿泉水一般不含微生物或极少微生物。据报道,从水源地采取的矿泉水样化验,多数样品的记数少于20个/ml,这些细菌代表了原生微生物群落。虽然这些原 生细菌在天然环境中的地下水中数量很少,但是在矿泉水装瓶后繁殖的速度很快。

     除原生菌外,矿泉水中还有被视为污染质的菌种,主要来自灌装过程中的取水工 具、输水管道、贮水罐、过滤和灌装设备、瓶子、瓶盖以及灌装过程中矿泉水与空气、人的接触等污染途径。瓶装矿泉水中微生物的生存与繁殖和原水的物理化学性 质也有一定关系,如原水中有机物、磷、氮、锰、铁等含量较高时,输水流速在1--2m/s以下,水温低于20度、取水滞留时间较长等因素,也给卫生物繁殖 创造条件。

      根据国家标准GB8537---1995《饮用天然矿泉水》的规定,微生物指中水源水与灌装产品的大肠菌群达到“双零”。据国家技术监督局1997年饮用天然矿泉水产品全国统检结果,查出的微生物指标不合格产品,在总计776批次查样中,不合格产品达129批次,从而导致微生物指标不合格的产品占不合格总数的76.3%,微生物指标不符合国家标准要求,说明微生物超标是影响我国矿泉水产品质量的首要因素。  
      我国目前大中型瓶装矿泉水企业所具有的生产设备和技术力量,其产品的微生物指标达到“双零”已不是难题,问题在于如何将“人、机、料、法、环“这五个环节,作为一个系统工程严格按规程操作运行。从理论上讲,矿泉水经过氧化塔和三级精滤后已是无菌水,但在实际操作中对上述五个环节的疏忽,都可能造成矿泉水的二次污染,从而导致微生指标 失控。

       以浙江康师傅矿泉水公司为例,该公司是我国较大型瓶装水企业之一,为市场提供了大量优质矿泉水产品,在消费者中享有盛誉,这与该公 司先进的工艺设备、雄厚的技术力量和齐全的检测设备等优越条件是分不开的,灌装设备是从意大利引进的全封闭、全自动化的“三合一”灌装机,每小时生产能力达10000---12000支;水处理设备自美国引进。

      整个生产过程,从水源开采、水量控制、输水管道、水质处理、中间贮水、过滤设备、矿泉水灌装、容 器消毒和封盖,直到管道清洗消毒及产品的检督检查等一系列工序,有健全的质量保证体系和严格的内部管理制度。例如,每次开机前均要对灌装机的灌装头、旋盖机及冲瓶机的水嘴,用浓度75%的酒精喷洒设备,之后再用无菌毛巾擦一次。

      为了保持灌装间的无菌状态,必须控制青霉、曲霉等霉菌。甲醛是一种强烈还原剂,当其与氧化剂反应时可产生大量的热量而使甲醛蒸发。常用的氧化剂是高锰酸钾。其用量甲醛为40ml/m3,高锰酸钾20---30g。该方法杀菌效果较好。

       实际生产中人们对于矿泉水包装材料的灭菌消毒有所忽视,实践证明它是造成矿泉水二次污染的途径之一。该厂对包装材料的选用和灭菌处理也是相当严格的,不论是自产的还是外购的空瓶,都分别投入瓶仓进行臭氧灭菌消毒。从瓶仓抽检的空瓶,其微生物检测结果应为阴性,细菌指标为“双零”。

      通过化验检测可按瓶子的污染程度直导灭菌时间的长短和臭氧的浓度。瓶盖是在于瓶子温和以后投入瓶仓经臭氧灭菌消毒,其微生物抽检要求与瓶子的一样。盖仓的出口直接通往无菌间的旋盖机 上,按需要送出。  

二、微量元素含量的控制  

      何谓微量元素?从生理角度看,元素按人体的含量不同而分为宏量元素和微 量元素。凡占人体总重量万分之一以上者为宏量元素,如碳、氢、氧、氮、钙、钠、镁等;凡占人体总重量万分之一以下者称为微量元素,如锂、锶、锌、碘、氟、 铬等。饮用天然矿泉水以其含有多种对人体健康的微量元素为主要特征。

      在水处理过程中,必须保证按国家标准《饮用天然矿泉水》所规定的界限指标,微量元素不能发生任何变化。为此,国家标准规定在饮用天然矿泉水的特性和主要成分条件下,允许曝气、倾析、过滤和除去或加入二氧化碳。德国等国家的矿泉水法规中,也允许通过氧化和过滤除去不稳定物质,但必须保持水源水原有特性不变。

     我国有很大部分饮用矿泉水资源属于含锶和偏硅酸的重碳酸钙水,由于水的含钙量较高,瓶装水产品易产生碳酸钙沉淀物,使用该类型矿泉水的饮水机也容易结垢。我国有些地区分布有天然碳酸型矿泉水,其特点是水的铁、锰含量较高,瓶装矿泉水 产品由于铁、锰的氧化而使水呈铁锈色,并生成沉淀物,口感为墨水味。为此必须对水源的水进行除铁锰的水处理,但同时又要保存原水的其它有益化学组份没有变 化,工艺比较复杂。  

     以黑龙江省五大连池矿泉水为例,该矿泉水属含铁和偏硅酸的重碳酸矿泉水。主要生产工艺流程是:曝气→一级锰砂过滤 →氧化塔→二级锰砂过滤→精滤→气水混合→灌装。爆气的方法可采用射流爆气、跌水爆气、压缩空气爆气、穿孔管爆气及莲喷头爆气等。常用的是穿孔管爆气和压缩空气爆气两种方法联合使用。

     水源水进入车间通过穿孔管爆气后落在水池内,水池底部纵横交错的压缩空气管不断的往水中注入空气,爆气后的矿泉水进入贮水罐。贮水罐的底部呈V型,以利于铁锰等不稳定矿物的沉淀排出。贮水罐顶部不要封顶,以便水中二氧化碳气体的排出,顶部出口须用滤布封口以防止尘粒和蚊虫等落入罐内。  

      锰砂过滤罐中使用的砂料必须是强度好的天然锰砂。人工锰砂的强度较差,易变成粉状物而起相反的作用。如果锰砂没有起到应有的作用,必然影响矿泉水在氧化塔中的预期效果。  
      氧化塔是水处理环节中最关键的部分,氧化塔的高度容量以及臭氧分布是否均匀,直接影响到灭菌效果。若使用整块钛板,底部应有支架,否则水压易造成钛板破裂; 若使用钛管,须注意管子的位置,孔径要一致,气泡越细越好。在氧化过程中水的温度不可忽视,因为五大连池碳酸矿泉为低温冷矿泉,常年水温在2---4度。 如果水温较高应考虑使用制冷装置以使水温下降到6度较好。  
      自氧化塔留出的水,通过缓冲罐使其沉淀,再进入二级锰砂过滤。其内部以石英砂为主,上层为活性炭,其表面要形成一层膜,膜最要定时冲洗。经过二级过滤的水中不稳定矿物质已经除去,只要再经过耐臭氧腐蚀的三级精滤以除去细菌和细微尘粒,再次冲入二氧化碳气体,即可生产出瓶装矿泉水产品。  
    三、生产车间微尘微粒的控制  
    无菌包装是食品饮料生产过程中质量控制的重要措施之一,矿泉水生产也不例外。灌装车间空气净化是无菌包装的关键所在,其作用是防止灌装过程中细菌及霉菌的再次污染。空气洁净技术是研究微环境的污染控制技术,即对空气的微尘微粒浓度加以控制的技术。一般来说,矿泉水生产工艺的净化环境要求,包括洁净车间的空气温度、湿度、含尘量、气流速度、压力、光线照度、噪音、静电量等。  

      国家标准《饮用天然矿泉水厂卫生规范》GB16330---1996,对清洗车间和灌装车间的上述各项要求均做了规定,只要严格按照《规范》要求去操作,实现清洗车间100000级、灌装车间10000级和生产局部100级洁净度的技术指标,从而实现无菌灌装是完全可以实现的。


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