标题：无菌灌装技术的原理
本文结合BFS无菌灌装工艺的特点，与传统无菌灌装工艺等进行了比较，并分析了无菌灌装的相关法规。探讨了BFS无菌灌装的设备结构、 系统及与其生产线相配套的设施设备，以期改变我国无菌药品生产设备和技术落后、 产品开发困难的被动局面。
无菌药品的生产历来是要求最严格、风险的制药项目，也是实施《药品生产质量管理规范》（2010版）的重点和难点。《药典》（2010版）在附录XVⅡ灭菌法中规定“一般热不稳定性物品的F0值≥8”。
许多制药企业对不能实现最终灭菌的无菌产品面临着是改变生产工艺还是放弃生产的“两难选择”。《药品生产质量管理规范》（2010版）附录1 “无菌药品”中新增加了《吹灌封无菌灌装技术》一章，为无菌药品生产，特别是非最终灭菌的无菌药品生产提供了先进的生产工艺和相应的法规依据。
1.BFS无菌灌装工艺特点及其比较
吹、灌、封（Blow/Fill/Seal）“三合一”无菌灌装工艺（以下简称BFS工艺）的出现，应以1962年德国工程师Gerhard Hansen发明的BFS机器为标志。BFS机器可以在计算机程序控制下完成所有物料管线的CIP/SIP（在线清洗/在线灭菌），使制瓶、灌装、封口3种工艺过程均在A级风淋保护下的同一无菌环境中完成。
整个生产控制过程由计算机程序按预定的程序完成，工艺过程中可能出现的风险（环境、温度、压差等因素）都由计算机控制系统按设定的参数进行全过程监控，整个生产过程的各项参数完整地储存在计算机中，可随时查阅，但不可更改，这是目前无菌保障能力最强的灌装工艺。
BFS无菌灌装工艺的优势
BFS无菌灌装工艺流程如图1所示，其优势有：
（1）BFS设备按照“黑白分区”的原则设计、安装，整个生产过程由计算机程序控制完成，工艺参数稳定可靠，设备的灌装区在A级层流保护下，生产期间的灌装间无操作人员，生产过程不存在污染源；与物料接触的所有工艺管线（包括配制系统）均可实现CIP/SIP，吹、灌、封工位有A级风淋室保护，产品在灌装间外冲裁，产品输送通道一端在A级层流区，一端在普通生产区，有不小于40Pa的压差保护，整个工艺过程有很强的无菌保障能力。
（2）BFS设备在无菌状态下自制容器，无需对容器进行清洗和灭菌，节约工艺用水和能源。
（3）BFS设备采用模块化设计，一台设备就像一个小工厂，可自动完成吹、灌、封全部工艺过程及监控，设备占地面积小，生产过程能耗少，所以BFS无菌灌装工艺的综合生产成本并不比传统无菌灌装工艺高，但产品质量和综合经济效益要大大高于传统的无菌灌装工艺。
（4）BFS设备可根据工艺需要使用PP/PE2种材料，塑料容器生产的综合成本低，产品技术含量和附加值高。
（5）BFS设备可在计算机程序控制下自动完成CIP/SIP，并有可靠的重现性，结果安全可靠。
（6）BFS设备可实现无菌灌装，不需高温灭菌，产品质量稳定，只要更换不同的模具就可适用多种形式的无菌产品灌装和多种无菌容器的生产。
（7）BFS设备的灌装机会在产品灌装的同时，在瓶颈处形成“鲁尔接口”结构，“鲁尔接口”可以和注射器紧密连接，抽取溶液时外部空气不会进入容器内，产品可实现无菌生产、 无菌使用，安全性能好。塑料包装废弃物易处理，不会对环境造成污染。BFS无菌灌装工艺有近50年的历史，由于在生产和使用过程中的无菌保障能力强等优势，BFS无菌灌装工艺替代洗、灌、封、灭菌的玻璃安瓿生产工艺和玻璃瓶大输液生产工艺已成为一种趋势。柔性包装的无菌产品在战备和救灾等特殊领域更具的优势。
与BFS无菌灌装相比传统无菌灌装的缺陷
在传统的无菌灌装工艺中，由于设备不能真正实现CIP/SIP，特别是设备的关键组件要在使用前进行人工组装、调试，因此会对设备和无菌环境造成污染。容器和组件都是外购的，要分别进行清洗、消毒，然后再组合在一起，每一环节都存在污染的风险，无法达到整个工艺过程都得到无菌保证的要求。实际生产过程也证实了传统无菌灌装的缺陷，如小容量玻璃安瓿的洗、灌、封、灭菌工艺就有以下缺陷：
（1）外购玻璃安瓿需要建造较大的内包材库房，洗、灌、封、灭菌及后处理设备多，组成的生产线长，占用厂房面积大，基础建设成本高；洁净生产区面积大，区域划分复杂，控制和检测难度大；洗瓶工序用水多，容器、成品需2次灭菌，能源消耗大；操作岗位多，管理风险大；产品易破碎，包装、运输成本都很高。传统无菌灌装工艺的综合成本要高于BFS无菌灌装工艺。
（3）高温灭菌过程会改变一些药品的有效成分，同时产生“新物质”，造成药害事件，有些产品受原料和工艺限制不能实现高温灭菌，不符合无菌药品生产工艺的要求，“流通蒸汽灭菌” 本身就是一个很大的风险过程。
与BFS无菌灌装工艺相比冻干工艺的缺陷
许多产品因不耐热，不能实现最终灭菌，只好选择冻干工艺。BFS无菌灌装工艺和冻干工艺都是非最终灭菌工艺。通过生产过程的无菌保障能力、生产效率和生产效益的对比，可以看出BFS无菌灌装工艺同冻干工艺相比，有很大的产品安全性和无法比拟的工艺优越性。冻干工艺的基本过程：西林瓶和胶塞清洗灭菌→产品灌装→半加塞→进冻干机长时间冷冻升华、压塞→出冻干机→轧铝盖→贴标包装。
冻干产品的生产需外购西林瓶、胶塞、铝盖，需较大面积的库房进行存放；冻干工艺过程设备多、高等级的洁净厂房占用面积大，要求高 控制难、投资大；冻干工艺路线长，生产过程不能实现无人操作，产品无法进行有效地检漏，无法检测出不溶性微粒；环节多、风险大；生产周期长、成本高、产量低，经济效益差。
BFS无菌灌装工艺的应用
BFS工艺更适合热敏类药物、生化制剂、疫苗等产品的生产。在生产过程中，独特的模具设计使得安瓿的成型和冷却过程几乎是同时完成的，产品的温度虽在灌装开始时略有上升，但不足以影响药物的质量。BFS无菌灌装工艺在国内无菌药品生产中，已有许多成熟的应用案例，如克林霉素酯注射液、生化类疫苗（不耐热）、苯注射液（挥发性强）、特殊的大容量注射液等。
2.BFS无菌灌装工艺的相关法规
从1962年第1台BFS机器面世，BFS无菌灌装工艺已有近50年的历史，是一种技术成熟的无菌灌装工艺，符合各国GMP的要求。中国、美国、欧盟、日本等国家的相关法规都对BFS无菌灌装工艺作了相应的规范。
《药品生产质量管理规范》（2010版）
《药品生产质量管理规范》（2010版）附录1（无菌药品）第5章“吹灌封技术”：第17条：用于生产非最终灭菌产品的吹灌封设备自身应装有A级空气风淋装置，人员着装应当符合A/B级区的要求，该设备至少应当安装在C级洁净区环境中。在静态条件下，此环境的悬浮粒子和微生物指标均应当达到标准，在动态条件下，此环境的微生物指标应当达到标准。用于生产最终灭菌产品的吹灌封设备至少应当安装在D级洁净区环境中。第18条：因吹灌封技术的特殊性，应当特别注意设备的设计和确认、在线清洁和在线灭菌的验证及结果的重现性、设备所处的洁净区环境、操作人员的培训和着装，以及设备关键区域内的操作，包括灌装开始前设备的无菌装配。
《USAGMP—2004》
《USAGMP—2004》附件2“吹灌封技术”：“吹、灌、封技术是指容器成型、灌装、封口在一台设备上连续完成的自动化工艺过程。它常用来生产包装眼药、呼吸护理产品，并有时用于生产注射类产品。BFS设备的环境要求满足十万级，重点区域的空气质量要求应满足微生物性百级标准。
《EUGMP—2008》
《EUGMP—2008》附件1“无菌医药产品的生产”：第26条：吹、灌、封系统是一套专用机械设备，连续操作，从热塑性颗粒吹制成容器至灌装和密封，整个过程由一台全自动机器完成。用于无菌生产的吹、灌、封设备本身装有A级空气风淋装置，在操作人员按A/B级区着装要求的条件下，该设备可以安装在洁净度为C级的环境中。在静态条件下，此环境微粒和微生物指标均应达标，在动态条件下，此环境的微生物指标应达标。用于生产最终灭菌产品的吹、灌、封设备至少安装在D级环境中。
USP（1116）
USP（1116）《洁净室和其他受控环境的微生物学评价》中， “吹瓶、灌装、封口三合一技术”：吹瓶、灌装、封口三合一技术把容器的成型、溶液的灌装、容器的封口在同一台设备上完成。从微生物角度来说，在从容器成型到封口的过程不间断工作，极少地暴露在环境中，从而获得无菌效果。这种技术已经使用了大约30年，已经证明污染率在0.1%以下。通过总结和分析介质灌装的数据，印证了吹瓶、灌装、封口三合一系统的污染率可以到0.001%。
上述法规为BFS无菌灌装工艺在设备选型、安装、运行等方面提供了法规依据，同时也证明了BFS工艺是一种技术成熟的无菌灌装工艺，符合各国GMP要求，用BFS无菌灌装工艺生产无菌产品是一种发展趋势。
3. BFS无菌灌装设备
近年来，我国制药企业从国外引进了大约40条BFS生产线，目前进入中国市场的BFS设备的制造商有德国的Rommelag（罗姆莱格）公司、意大利的Brevetti Angela（百瑞安洁）公司、 美国的Weiler（韦勒）公司。
上述公司的设备在国内主要用于滴眼液和大容量注射剂的生产，相当一部分设备没有实施 “黑白分区”原则，上料、辅机、产品冲裁在同一房间内进行，不符合映设备价格高，设备维护和配件供应困难，供应商不能很好地参与从工艺布局到设备验证的配套服务。
目前，国产设备在引进、消化欧美技术的基础上，按GMP规范和无菌工艺的要求做了许多创新：设备模块化设计“黑白分区”，灌装部分在C级背景下的A级层流区，BFS工序在A级风淋保护下的同一工位完成；辅机、 塑料粒子供应部分及设备检修在普通生产区完成；在洁净生产区和普通生产区各设一个可互相切换的控制屏，生产期间灌装间内无操作人员；产品在洁净室外冲裁、印字、检测、包装，限度地减少了灌装间的污染源，更符合GMP的要求和无菌药品的生产要求。
设备制造商还可根据用户的不同需要，提供个性化的配套设备（从无菌配制系统到检漏、印字、包装等设备，从小容量到大容量机型）；模具的组合化、个性化设计可限度地满足用户的不同需求；完善的售后技术服务及快捷的配件供应，可解除用户后顾之忧，减少投资风险；工程技术人员参与工艺流程设计和员工培训，可帮助企业快速过渡到成熟期。目前，国内已有近10家药品生产企业选择了国产BFS设备，国产BFS设备还出口远销到印度、阿尔及利亚、阿富汗、巴西、古巴等国。
BFS无菌灌装机的工艺流程
BFS设备的基本工作原理：机器的螺杆注塑挤压机将塑料粒子加温热融后，通过挤出头在洁净空气的支撑下形成型坯；在A级风淋的保护和型坯夹的帮助下，型坯进入密封单元的模具中，在洁净压缩空气和真空的作用下在模具内加工成容器；灌注系统在容器中灌入产品的同时排出容器内的气体；密封单元的头模将容器密封后模具单元张开，机械手将产品经通道送出灌装间，送入普通生产区。由此，可将BFS生产工艺归纳为3个基本工艺流程（图2）。
1
挤出成型
注塑机和型坯挤出头将塑料粒子经挤压、热熔（170～230℃，3.5×107Pa）形成的管坯挤入到打开的模具中，型坯割刀在头模下面将管坯切断，主模具合拢，在将容器底部密封的同时，的芯轴灌注单元下降到容器颈部位置，在压缩气体或真空的作用下将管坯制成容器，同时在模具内的循环水系统作用下将容器冷却。
2
灌装
通过的芯轴单元，将待灌装的产品经过精密计量灌入到容器内（时间压力定量法），同时排出容器内的空气，并在容器的颈部形成“鲁尔接口”。
3
密封、模具打开
BFS无菌灌装机的组成系统
BFS机器按性能通常可分为10个组成系统，图3为BFS机器的外形及布局示意图。
1、液压系统
液压系统由液压泵、控制阀门、冷却系统等组成。这个系统可以提供1.6×107 Pa的压力，主要用于设备运行的驱动，例如模具机构从挤出位置到灌装位置的移动、主模具和头部成型模具的闭合和打开、尾部机械手装置的提升和下降等机械运动。系统提供的压力可以满足PE/PP 2种材质的加工需要。
2、气动系统
气动系统由空气压缩机、过滤系统、控制减压系统、输送系统等组成。通常情况下需要提供（8～10）×106 Pa的压力和500L/min的流量。这一系统可分为2个子系统：（1）通用压缩空气系统：主要用于进行气缸、阀门气动元件的运作；（2）洁净压缩空气系统：空气采用了除油、除水和除菌过滤，主要用于型坯的支撑空气、容器成型空气、药液灌装系统的动力空气（时间压力定量法）。所有与洁净气体接触的部件均使用AISI 316/316L/316Ti不锈钢或符合食品级要求、符合USP规定的塑料或弹性体材料制造。
3、真空系统
真空系统由水环真空泵、控制阀门、分配系统等组成，用于容器的成型和灌装后管线剩余液滴的吸除。分配系统、管线、控制阀以及模具和灌装嘴内的真空管线，可用85℃的热水进行CIP。
4 、芯轴升降控制及灌装系统
芯轴系统采用了直线式气动机构控制，避免了采用液压件会出现液压油渗漏的危险。通过的芯轴单元，可将产品经过精密计量系统灌入容器内，灌装结束后芯轴单元回撤，头模合拢，在真空作用下进行容器的密封。
灌装系统包括除菌过滤器、灌装阀组、灌装嘴（针）、风淋室、导向和驱动装置。将待灌装的产品经除菌过滤后，通过精密计量将产品灌入到容器内，同时排出容器内的空气，并在容器颈部上形成“鲁尔接口”。灌装系统可在计算机程序控制下进行CIP/SIP，快速实现不同批次、不同品种之间的转换。
5、塑坯控制系统
塑坯控制系统由螺杆挤压机（注塑机）、型坯挤出头、温度控制系统等组成。在螺杆挤压机内，塑料粒子被挤压、加热，在压力的作用下被强迫通过挤出头，热融状态的塑料通过挤出头形成型坯，这时螺杆挤压机的速度（转速）控制挤出型坯的速度。通过调整挤出头成型模的间隙可以调解型坯不同位置的厚度。通过对控制参数的调整，可以对挤出的塑坯速度和厚度进行的控制，以保证在同一参数控制下产品厚度是稳定、均一的。
6、 模具机构
模具机构的主模和头模是分开的。模具中设有真空系统、冷却系统和液压驱动系统。真空系统不但可以在容器成型过程中保证容器各部位的壁厚均匀，还可以在生产过程中对模具进行清洁。产品成型模具安装在高强度不锈钢板的合模装置上，可提供较高的合模力，在生产聚（PP）产品时会体现其优势。在模具上还可以增设批号，完善产品生产过程的可追溯性和防伪能力。
7、 冷却水系统
冷却水系统由控制阀、流量计、压力和温度传感器、流量调节器以及必要的管线和软管、过滤器组成。冷却水系统可分为3个回路：
（1）模具冷却回路，采用冷却介质（通常为12 ℃冷却水）的封闭循环回路。 这一回路的主要作用是使容器在成型后立即得到冷却，以保证在灌装热敏性产品时产品质量不受影响。 模具的冷却效果会直接影响产品的质量（如容器的透光率、光洁度、灌装溶液的温度等）。
（2）液压油和挤出机的冷却回路，冷却介质可循环使用或排放。 这一回路的作用是调整和控制挤出机及液压油的温度。温度是否稳定会直接影响容器的质量（如容器的光洁度和型坯的壁厚均匀度）。由于要给液压油降温的热交换器在液压油箱内，所以要防止泄漏造成液压油变质。
（3）水环真空泵的冷却回路，冷却介质通常被排放掉。这一回路主要用于水环真空泵的密封和降温，应注意流量的变化会影响真空度。
8、控制系统
控制系统由机载计算机系统、控制屏、传感器等组成。主要作用是监测、控制和调整BFS机器各机构的运行参数。系统中有安全级别的设置，可以防止人为更改工艺参数的风险。在BFS计算机控制系统中可设置多个用户组，最多可有40个用户，其安全级别可在1～99之间设置。 只有1人拥有的安全级别（通常是质量授权人），以下的安全级别都由他来决定设置，可用任何键盘输入，如设定值的改变，首先要求输入密码，每个操作人员有各自的密码，依据密码的权限允许做一定范围的操作，每个设定值被定义了可接受的权限，如果要改变一个值，密码窗口就会自动显示（提供密码信息）。生产过程的所有参数都可以保存在计算机系统中，可以随时查阅和打印不同时间、不同批号的生产数据。完全符合欧盟《药品生产中计算机处理系统的验证指南》的要求。
9、CIP/SIP系统
CIP/SIP系统在计算机程序控制3个步骤（CIP/SIP/无菌气体吹干），对所有的物料过滤器、管线进行清洗和灭菌。可以快速实现不同产品生产或相同产品不同批次生产环节中的CIP/SIP，而且工艺参数互相关联，分布在不同位置的18个温度传感器保证了系统参数的真实性，使得CIP/SIP验证的稳定性和重现性非常可靠。
10、 辅助系统和公用设施
辅助系统和公用设施由空调、制水、纯蒸汽、配电、水冷机组、空气压缩机、无菌配制系统等组成，是BFS无菌灌装工艺的重要组成部分。辅助系统和公用设施要符合无菌工艺的要求。
4.与BFS生产线配套的重要设施和设备
BFS工艺是一种先进的无菌灌装工艺，而无菌工艺是一个系统工程。工艺流程的完整性和各环节的无菌保障能力都是非常重要的。一些与BFS机器相配套的设施和设备也是BFS无菌灌装工艺的重要组成部分。
要有符合无菌工艺要求的厂房和公用系统
1 、洁净厂房
BFS工艺是一种无菌灌装工艺，各功能间的设置应符合无菌工艺要求，更衣间的设置要符合无菌更衣要求、称量间一定要负压、BFS机器灌装部分要有C级背景下的A级层流保护、灌装间要实施悬浮粒子和微生物的动态监测。因产品输送通道的起点在A级层流区，终点在普通生产区，所以产品通道的两端要有大于30 Pa的压差。
2 、制水系统
工艺用水是无菌产品生产的重要原料，无论是在配制还是在CIP/SIP过程中，都直接影响无菌工艺的成败和无菌产品的质量，因此应保证工艺用水的各项指标不超标。工艺用水的分配系统可以CIP/SIP，纯化水系统的碳过滤罐必须可以灭菌，并保证按经过验证的SOP进行清洗，要在源头上严控工艺用水的内毒素；纯蒸汽供应及分配系统是SIP的关键设备，要有足够的产
汽量和压力，输送管线必须可以有效地排除冷凝水。BFS机器在进行SIP时，冷凝水的存在会导致SIP失败。注射用水和纯蒸汽应在使用点加装除菌过滤器。
3 、压缩气体系统
在BFS工艺中为保证CIP/SIP的效果，限度地减少残留量，原则上不使用输送泵，用洁净的压缩空气或惰性气体做动力输送物料。压缩气体直接与物料接触，必须保证压缩气体无菌、无油、无水、无不溶性微粒。压缩气体的输送系统要有活性炭过滤器用于吸附蒸发状态的油雾和异味，压缩气体使用点要安装除菌过滤器，气体过滤器应列入完整性检测范围之内。
要有可以CIP/ SIP的无菌配液系统
无菌配液系统由配液罐、无菌储罐、称重模块、除菌过滤器、阀门、工艺管线等组成。要求进入无菌储罐的物料要达到无菌要求，并可在无菌状态下保存较长时间。这一系统在工艺过程中要进行CIP/SIP，要求耐高压、耐高温、无残留。传统配置系统中的液位计、输送泵等设施因无法进行有效的CIP/SIP，应使用称重模块代替液位计，用洁净的压缩气体代替输送泵，用组合阀来实现工艺管线在不同工艺过程中的流向和介质转换，减少盲管和残留量。
图4为可实现CIP的配料罐接口及联接方式。因各企业设备、工艺不同，配置系统CIP/SIP在设计、施工中很大程度上要依赖工程技术人员的实际经验，而不是设计人员的事前设计。在使用和操作中对SOP和操作人员的依赖性较强，所以事前对CIP/SIP的原理和施工、操作要点进行了解显得非常重要。在设计施工中一定要注意细节，在无菌工艺中细节决定成败。
完整的BFS工艺要有相应的后处理设备
因BFS产品在加工的过程中，各部位都存在密封不严和泄漏的可能，因此要有一个与之配套的检漏设备。目前，有高频电检测法、压力+高频电检测法、旋转真空检测法等。 图5为旋转式真空检漏机。通过生产实际和检测结果看国产的旋转式真空检漏机，在BFS工艺中比较适用。产品在检漏机内左右各旋转180°，只要容器的任何一个部位有泄漏，在真空的作用下容器内的物料就会减少，在灯检工序中就会被发现剔除。
图6为塑料安瓿印字机。规范的BFS产品通常采用印字的方式，标注产品的名称和批号等信息。BFS产品印字机可以同BFS机器的冲边机连线运行。模板印字不但字迹清晰牢固，而且防伪能力强。如果产品采用贴标的方式，要在容器上设计贴标区，直接贴在容器上要考虑黏合剂迁移问题。
5.结语
BFS工艺是一种与技术、法规、设备配套的技术成熟的无菌灌装工艺，是目前的无菌灌装工艺。采用BFS无菌灌装工艺生产无菌药品不仅会规范无菌药品的生产包装形式，还会改善我国无菌药品生产设备和技术落后、产品开发困难的被动局面，缩短与制药在无菌药品生产中的差距，为人类的健康事业提供安全有效的产品。
标题：无菌灌装技术原理及特点
设备用途
?实验型无菌灌装机为小型杀菌机配套设备，广泛应用于牛奶、果汁、茶饮料、调味品、含乳饮料、番茄酱、奶油、冰激凌、蛋制品等产品的
新品研发与样品制作。非常适合各大学院校及生产单位的研发机构为获取实验数据少量生产和小批量试生产而使用。
性能和结构特点
1.采用超洁净顶部空气过滤器，对工作台内部空气全部过滤，并可在工
作室内置臭氧和紫外线杀菌灯，对工作室内全面杀菌。
2.工作台为进口不锈钢筛孔式台面，两侧为高透明度进口防碎PE 侧档板，使整个工作室显得宽敞明亮。
3.顶部采用可调风量送风系统，轻触型开关调节风速，使工作区风速处于
理想状态。
4.配脚踏式罐装控制器可和内置储浆罐出料阀门联动，可控制灌装量，以适用各种瓶型。
5.工作台内部上方配有工作日光灯，台面底部配有废液收集槽，保障工 作时台面不因液体的倾倒而污染，同时便于清洗、消毒。
6.设备系统内装有3升或5升的夹套保温式缓冲罐，配备单头充填阀(也
可按客户要求定制灌装阀)。阀口灌装部位做臭氧保护。
7.系统内配有SIP组件，可以满足无菌灌装充填时SIP使用。
标题：无菌冷灌装工艺流程
随着PET瓶包装在世界范围的蓬勃发展，果汁和软饮料的灌装正在由热灌装向无菌冷灌装进发。根据市场及消费者对饮料品质的不断追求，热灌装市场的份额将会逐步减少，取而代之的将是前景看好的无菌冷灌装。
无菌冷灌装的技术优势
1、在常温状态下进行灌装，限度减少饮料的受热时间，产品维生素损失很少，营养更丰富，保持了饮料产品的原汁原味。
2、在不使用防腐剂和其他任何添加剂的情况下，能够让产品有更好的保鲜度，还原水果天然美味及色泽，为消费者提供最天然的绿色食品。
3、相较于热灌装，包装材料成本可以减少1/2～1/3，有利于在市场上的竞争。
4、由于是常温灌装，瓶型不象热灌装瓶那样须防止瓶子受热变形而单调，企业可自由设计瓶型，提升企业的品牌形象，增强市场竞争力。
5、无菌冷灌装对产品的适应范围更广，如混合茶、奶茶、纯奶和含蛋白的饮料都能采用生产，而热灌装却不能。
PET瓶无菌冷灌装设备简介
1、PET无菌冷灌装线工艺流程。
正确实现产品的灭菌及灌装设备、灌装环境、空瓶、瓶盖等的无菌处理，是PET瓶无菌冷灌装的关键。整个灌装过程在隔离装置内操作，其无菌技术达到D6级(几乎没有微生物存在)。所有接触产品的设备、物品甚至空间都经过严格灭菌。
2、瓶子的消毒。
可根据瓶子的容积或来源采用：用蒸汽雾化消毒剂均匀喷射到瓶子内壁实现瓶子内壁的消毒作用，或采用了浸泡灭菌的方法，即先将空瓶灌满消毒液，经过设定的浸泡时间实现彻底的灭菌。瓶外部采用消毒剂多次喷淋，对瓶子外部的彻底消毒灭菌。
3、通过水、蒸汽、消毒液的优化组合，保证限度的节约能源。
4、进口的不锈钢管道、管件和卫生泵，美国PALL的过滤器等组成消毒液回收过滤循环利用系统。
瓶盖输送、消毒装置
消毒、冲瓶、灌装、旋盖三合一机组
采用模块化设计，将消毒机、冲瓶机、灌装机和旋盖机组合成四合一机组，采用隔离罩将台面以上部分全密封，采用符合卫生标准的平台结构。
冲瓶机采用插入式喷嘴，可进行多次无菌水冲洗、沥干，使得残留浓度小于0.1ppm。灌装阀采用非接触式流量计式定量灌装，有效防止二次污染。采用进口灌装阀专用电磁流量计，计量精度高；设置有自动假瓶机构，在CIP清洗和SIP灭菌时自动装上。
旋盖机采用磁悬浮式拧盖头，采用抓盖、上盖方式。封盖前用无菌水冲洗瓶螺口，封盖后用无菌水对瓶外表进行冲洗。
采用持瓶口输送方式，其特点在于灌装两种不同的瓶子时，若瓶径相同，便毋须更换输送的格式，从而减少停机时间。
无菌隔离技术
无菌隔离装置是灌装环境无菌的保证，特别的密封技术保证隔离装置内具有100级的洁净度。其特点是：
1、该装置直接安装于设备上，其围板上直接安装多付隔离手套和隔离传递装置等，可在不破坏无菌环境的情况下，调整生产步骤或排除故障。
2、无菌隔离装置使气动、电动和驱动装置有效的与无菌环境隔离，易于保养而又不影响无菌环境的运作。
3、省却了传统的“洁净室”，操作人员不必穿特殊的工作服。
4、是最小尺寸的无菌室，由于表面积减少，过滤空气量减少，故运行成本减少。
5、隔离装置内为正压，与室外的差压为10～20Pa，以保证周围的空气不能进入隔离室。隔离室内各角边设计有利于进行清洗，不留死角。
6、可连续运行48～72小时而无须进行环境的消毒灭菌。
灌装设备的外部灭菌(COP)
灌装设备的外部灭菌是保证灌装过程中不会有外部细菌带入产品中。采用进口的以泡沫发生器为主的外部泡沫清洗系统(COP)，按相应程序，如“无菌水-泡沫消毒-无菌水-碱性消毒-无菌水-碱性消毒-无菌水-酸性消毒-无菌水”程序，依一定的时间对灌装阀、拧盖头、星轮组件、设备表面、隔离罩内表面等进行灭菌。
灭菌间隔时间在隔离罩不打开的条件下连续工作48～72小时进行一次。灌装设备的内部与物料接触部分的清洗(CIP)和灭菌(SIP）。
灌装设备配置独立CIP就地清洗系统，如果在停止生产数小时后再生产，则必须在停止生产后马上对物料管路、料缸、灌装阀等物料通道进行酸、碱和无菌水清洗(CIP)，保证物料通道的洁净。在恢复生产时，首先要对物料通道进行消毒，用无菌水冲洗，然后进行蒸汽杀菌，保证物料通道的无菌环境。
其他辅助系统的灭菌
为了保证产品是在无菌条件下生产，各辅助系统的灭菌也非常重要，防止由于这些系统将细菌带入产品中，如：无菌水管道、无菌空气管道等。
标题：无菌冷灌装技术及优缺点是什么
??无菌灌装技术经多年发展，可以应用于生产的食品饮料品种也越来越多，已广泛应用于水、碳酸饮料、运动饮料、牛奶、果蔬汁饮料、茶饮料等，其优点是：
??1、采用超高温瞬时杀菌技术(UHT)，对物料进行4~30s的热处理，上保留了产品的口感和色泽不发生重大改变，并限度上保留了物料中维生素(热敏性营养素)的含量，不被破坏或减少。
??2、整个灌装操作是在无菌、常温条件下完成，最终产品中不添加防腐剂等，精简生产工艺。
??3、提高生产力，避免像热灌装耗费能源，降低了能源损耗，降低产品制造成本。4、，可广泛适用于灌装各类产品。
??目前无菌灌装虽被广泛应用于食品生产中，但国内可以检测验证无菌灌装生产线的检测机构较少，广东省微生物分析检测中心(以下简称广微测)就是国内少有几家可以进行无菌灌装验证的具有独立法人地位的第三方检测机构。
??广微测提供以下无菌灌装验证检测服务：
??1、PET瓶无菌冷灌装生产线(检测方法：GB/T 24571-2009)
??1)无菌灌装验证方案制订
??2)环境验证
??3)外部清洗(COP)清洗效果验证
??4)外部消毒(SOP)消毒效果验证
??5)包装材料消毒效果验证
??6)培养基灌注验证
??2、无菌吹灌旋一体机通用技术要求(检测方法：GB/T 41124-2021)
??1)无菌验证方案制订
??2)无菌机操作区过氧化氢浓度测定
??3)杀菌后瓶、盖内过氧化氢残留测定
??4)洁净室(区)内设备表面着色试验
??5)洁净室(区)压差测试
??6)洁净室(区)杀菌效率测试(贴片测试)
??7)灌装封盖区域的洁净室(区)空气洁净度测试
??8)瓶坯/瓶、盖(膜)杀菌效率测试
??9)培养基灌装测试
??除以上两种国家推荐性检测标准，广微测面向社会还承接针对各类型包装无菌灌装生产线的无菌灌装验证方案制订，并提供制订无菌灌装企业标准、团体标准、行业标准等技术服务。
??陈工 刘工
??邮政编码：510003
??E-email：、
??交通指引：地铁路线(广州地铁6号线黄花岗A出口，左转直走约50米)。
标题：无菌冷灌装技术及优缺点有哪些
无菌冷灌装是什么意思
1、无菌包装技术诞生于二十世纪三十年代，PET无菌冷灌装生产线采用无菌空间进行杀菌，确保整个灌装过程达到无菌要求。
2、无菌冷灌装是指在无菌条件下对产品进行冷（常温）灌装，这是相对于通常采用在一般条件下进行的高温热灌装方式而言的。在无菌条件下灌装时，设备上可能会引起产品发生微生物污染的部位均保持无菌状态，所以不必在产品内添加防腐剂，也不必在产品灌装封口后再进行后期杀菌，就可以满足长货架期的要求，同时可保持产品的口感、色泽和风味。
3、无菌冷灌装技术的关键是保证灌装封口后的产品内微生物控制在允许范围内，为了保证无菌冷灌装的成功，生产线必须满足以下基本要求：产品经过超高温瞬时杀菌达到无菌状态；包装材料和密封容器要无菌；灌装设备达到无菌状态；灌装和封盖要在无菌环境下进行；关键控制点的建立、监测、记录和控制。
无菌冷灌装技术要求
一、环境要求
1、对于瓶杀菌区、盖杀菌区、瓶冲洗区、灌装区、封盖区采用层流罩保证无菌的空间，并维持系统的正压，并保证环境的风向从灌装区、封盖区向瓶冲洗区、杀菌区流动。
2、空间温度控制在25℃以下，在开始灌装和中间短停期间，对空间做杀菌处理，已达到无菌环境要求，并维持环境无菌状态。其中对空间进行尘埃粒子、沉降菌、浮游菌检测，并到达工艺要求。
二、原料要求
无菌灌装的重点之一就是物料无菌工艺。对于内容物，采用UHT进行杀菌，杀菌条件为138℃，并及时冷却到常温，进入无菌灌装机灌装或进入无菌缓冲罐。
三、包材要求
1、对于无菌冷灌装包装材料：盖和瓶，要求生产后在很短时间内使用，同时，在传递和存储过程中，进了减少和外界接触，并保持正压传送。
2、瓶和盖子在一定浓度和温度的杀菌剂作用下，通过一定的杀菌时间，杀灭瓶和盖的初始带菌，并用净化后的无菌水进行冲洗，确保无化学残留，对挂壁的水利用无菌气进行吹干，然后供灌装和封盖使用。
四、设备要求
为保证设备在运行状态达到无菌，在启动时，对设备内表面进行杀菌处理，对定相关管理进行高温水或蒸汽灭菌，灭菌后的设备保持一定的无菌正压，维持下去进行无菌冷灌装。
五、人员要求
需严格管控无菌环境的人员进入，避免在正常生产时进入，正常生产时操作或处理故障必须行对人员进行风浴，穿戴无菌服，手和工具必须消毒处理后，方可进入，且必须维持系统的无菌正压过程，并控制人数不超过2人。
无菌冷灌装技术优缺点
1、无菌冷灌装技术采用超高温瞬时杀菌技术，对物料的热处理时间不超过30秒，地保证了产品的口感和色泽，并限度地保存了物料中维生素的含量。
2、无菌冷灌装操作均在无菌、常温环境下进行，产品中不添加防腐剂，从而保证了产品的安全性。
3、无菌冷灌装技术提高了生产能力，节约了原材料，降低了能源损耗，使产品制造成本降低。
4、无菌冷灌装技术的先进性，可以广泛适用于灌装各种产品。
5、由于技术还比较新，无菌冷灌装技术目前的生产成本相较于传统灌装技术是比较高的。
标题：无菌冷灌装技术一般企业怎么没有
PET瓶热灌装与无菌冷灌装技术对比
经过十多年的不懈努力，PET无菌冷灌装技术已越来越完善，生产的饮料品种也越来越多，包括果蔬汁饮料、茶饮料、运动饮料、碳酸饮料、水等等。目前在北美和欧洲PET瓶装乳饮料已非常普遍。在吹瓶过程中通过增加适当的阻隔层，解决瓶子的透气性，使得PET瓶在啤酒领域的应用也变得更加现实。
PET无菌冷灌装技术要点
◆产品经过UHT超高温达到无菌状态
调配完成后的初产品如何获得理想的保质期，是通过对产品进行高温杀菌实现的。PET无菌冷灌装生产线一般采用 UHT超高温灭菌工艺来实现这一目的。目前国际上对超高温杀菌还没有明确的定义，一般认为温度在138—145℃，时间在1—30秒之间的杀菌方式是高温短时灭菌，也就是大多数无菌包装食品通常采用的工艺。
PET无菌灌装生产线在设计UHT超高温灭菌工艺时，要选择适当的杀菌温度和时间，以尽可能提高产品的杀菌值(Fo值)，同时还要保证产品的风味和营养物质可以得到的保留。目前PET无菌冷灌装生产线多采用列管式超高温灭菌机。
◆包装材料的灭菌，是无菌冷灌装生产工艺中最关键的一步
由于标准PET瓶不耐热，只能采用化学试剂进行灭菌，要保证瓶子和盖子得到有效的灭菌，且不能让化学试剂影响到产品，无菌灌装采取了以下措施：
1．要求最初吹制的瓶子原始菌落数不超过10CFU／瓶
2．输送瓶子采用无菌空气，配有空气输送带
3．瓶子内部采用类消毒剂进行杀菌，可以达到很高的杀菌效果
4．同时对瓶子外部进行消毒剂杀菌
5．消毒剂有自动回收和浓度测定系统，保证消毒剂浓度稳定
6．用无菌水将瓶中残留的消毒剂冲洗干净，再用无菌空气吹干，保证残留消毒剂不会对物料产生影响
7．瓶盖一般采用消毒剂浸泡杀菌，通过控制浸泡时间保证杀菌效果
◆灌装设备达到无菌状态
无菌冷灌装的主体设备要求符合食品卫生级设计，主要在管道和阀门技术、材料表面的抛光、重要区域的表面设计、选择抗腐蚀材料等几方面具有优势，还带有CIP系统、杀菌(SIP)系统以及设备外部泡沫清洗系统(COP)。另外，无菌冷灌装机都设计有自己独特的无菌灌装阀，这些措施确保设备方面不会给物料带来二次污染。
由于冷灌装后PET瓶不会收缩，这样物料和瓶盖之间会有一部分空气，其中的氧气在存放过程中会缓慢氧化物料，从而导致饮料变质。所以，无菌冷灌装设备会添加一套氮气(或其他惰性气体)置换系统，将顶部空气吹走，保证产品尽可能不被氧化。
◆灌装和封盖在无菌环境下进行
PET无菌冷灌装线无菌环境的保持，一般采用空气净化间隔离措施。目前食品加工企业采用净化间是从医药行业发展而来的，技术等级有统一标准。
PET无菌冷灌装主体灌装机区要求设计为D100级无菌间，外面还有万级净化间，通过净化间的无菌风过滤系统保证灌装环境内空气洁净度，使物料不会被空气中悬浮的微生物二次污染，同时控制净化间的温湿度，确保无菌灌装机始终处于良好的工作状态。
在整个环境体系中，操作人员是的污染源，设计空气净化间在净化空气的同时，还很好的降低了人员带来的污染；操作人员在进入万级净化间时，要经过喷淋杀菌；百级净化间设计的小而实用，可以使操作人员不破坏其无菌环境进行操作；净化设备的内表面可以进行自动清洗和消毒。
◆无菌冷灌装生产线关键控制点的建立、监测、记录和控制
PET无菌冷灌装线的生产是一个非常负责的连续式生产过程，在这个过程中任何一项操作失误或产品微生物的二次污染，都有可能造成整个无菌控制系统的失败，影响整批产品的安全性。所以建立科学完善的监测控制体系是无菌冷灌装生产线成功运转的关键因素，目前饮料行业普遍采用的是HACCP管理体系。
HACCP是危害分析和关键控制点(Hazard analysis and critical points)的缩写，是一种能使食品生产企业在生产环境下及时鉴别并控制潜在危害，从而预防不合格产品的具有高度逻辑性和评价系统的管理方法。该体系共包括7个方面的基本原理，其中确定控制危害的关键控制点(CCP)、建立各控制点的关键限值(CL)、建立监测各控制点的程序等是体系的关键部分。
PET无菌冷灌装生产线工艺过程复杂，无菌环境的控制要求非常严格。只有按照HACCP体系去管理和控制，才能真正确保产品安全性。
热灌装工艺
热灌装工艺一般可分为两种：一种是高温热灌装，即物料经过UHT瞬时杀菌后，降温到85-92℃进行灌装，同时需要进行产品回流以保持恒定的灌装温度，然后保持该温度对瓶盖进行杀菌；一种是物料杀菌灌装后在65-75℃进行巴氏杀菌并添加防腐剂。这两种方式无需对产品、瓶子和盖子进行单独灭菌，只需将产品在高温下保持足够长的时间即可达到杀菌效果。
两种灌装工艺技术的比较
两种灌装工艺相比，的区别是饮料受热时间不同。大家知道，热处理时间越长，对饮料品质影响越大。无菌冷灌装只采用UHT超高温瞬时灭菌，物料受热时间短，营养成分损失少，品质和口感也没有明显变化，并且在高温情况下完全可以保证杀菌效果；而热灌装采用的杀菌方式使物料长时间处在高温状态下，严重影响产品口感、色泽以及热敏性营养素含量。
热灌装工艺决定了热灌装方式只适宜生产高酸性产品，因高酸环境本身对微生物具有抑制作用，对低酸性饮料则不能很好保证其产品的安全性，产品不良率较高。如果用热灌装工艺生产中性茶饮料，则需添加防腐剂。对于无菌冷灌装，由于整个过程是在无菌条件下进行的，其工艺适应性很强，能够生产的产品
类型非常广泛，包括中性茶饮品、乳饮料以及其它各种饮料，只需对前处理设备进行适当调整即可改变产品类型。
热灌装技术
无菌冷灌装技术
瓶及瓶盖质量要求
需要使用结晶耐热PET瓶（能够承受85℃-92℃的高温且不变形）和专用的耐热瓶盖
可使用普通PET瓶（耐热温度60℃）和标准盖
物料要求
在高温下保持较长的时间并且要添加防腐剂
对物料进行UHT灭菌后冷却至常温
瓶子杀菌要求
和不杀菌或用臭氧水，含氯水简单冲洗
必须用消毒液浸泡或喷淋灭菌
瓶盖消毒要求
可用UV照射方式或用含氯水简单冲洗
必须用消毒液浸泡或喷淋灭菌
灌装环境要求
要求没有无菌冷灌高，十万级净化即可
灌装区百级净化；灌装间及前期灌装线万级净化，并且几乎没有微生物存在
灌装设备要求
灌装系统采用外循环方式并要求有CIP
采用非接触式灌装方式，要求有完善的CIP和SIP系统，对灌装空间要求与外界的包装物传递方式有严格要求
灌装后期要求
需要倒瓶杀菌链及喷淋冷却设备
无需后处理
实际操作性
工艺环境操作简单，品控管理相对宽松
工艺环境操作极为复杂，品控管理要求极为严格
操作风险性
较小
大
对产品风味影响
有一定影响
影响极小
两种PET瓶的比较
从灌装工艺可以看出，两种灌装方式对PET瓶的要求是不同的。热灌装工艺要求PET瓶能承受85-92℃的高温且不变形，这就要求增大PET材料的结晶度，同时在吹瓶时要限制诱导应力的产生。其使用的PET瓶就有以下特点：瓶壁厚，并需要高晶体化程度增强热稳定性；高拉伸率已达到坚硬；有明确的瓶壁肋骨防止热收缩；要求有结晶瓶口等，大大局限了瓶型设计的自由度。
无菌冷灌装可使用标准PET轻质瓶(耐热温度为60℃)和标准盖，这样大幅度降低了瓶子和盖子的成本，还可根据产品特性自由设计独特瓶型，进行个性化包装。
PET无菌冷灌装与热灌装相比的突出优点
◆高品质
产品受热时间缩短、无菌环境的制造与维持以及科学的管理方式保证了无菌冷灌装产品的高质量。
◆低成本
原材料的节省、能源消耗的节省以及人员的节省使得无菌冷灌装产品的低成本优势可以在短时间内显现出来。
◆广泛的适用性
无菌灌装技术的提高，使得各种饮料、饮品灌装工艺越来越接近，适用性越来越高。
项目
热灌装PET瓶
无菌冷灌装PET瓶
瓶重
重
轻
瓶颈
特殊结晶瓶颈
标准瓶颈
原料配比率
要求高
标准
瓶型设计
带热肋板的特殊瓶型
可用户化得瓶型设计
耐受温度
85-92℃
60℃
透氧性
瓶壁厚，透氧性低
瓶壁薄，透氧性高
瓶盖
耐高温瓶盖
标准盖
瓶和盖成本
高
低
