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瓶裝礦泉水生產工藝的“三微”管理


      水是生命之源,盡管自然界適合飲用的水源有多種,但最有安全保證的水源,應是受到很好保護,水質優良,動態穩定而平衡的深部成因的地下水。而天然飲用礦泉水便是符合這種嚴格質量要求的水源。天然礦泉水是特定地質條件下形成的液態礦產資源,沒有受到任何污染、不含致病菌和有害物質的天然、純凈、安全、衛生、 有利健康的飲用水。

       從營養學角度看,它含有多種人體有益健康的微量元素、符合人體生理要求、又可調節人體酸堿平衡,這些特點都是一般飲用水所不具備的。因此,天然飲用礦泉水是一種任何水源所不能替代的飲用水。 天然飲用礦泉水既然是一種健康的飲用水,所以不允許加入任何添加劑、防腐劑等,其生產工藝管理是一個特殊的系統工程,我們把它稱之為“三微”管理,即微生物指標的控制、微量元素的控制和生產空間的微塵微粒的控制。  

   一、微生物指標的控制  

       天然礦泉水一般不含微生物或極少微生物。據報道,從水源地采取的礦泉水樣化驗,多數樣品的記數少于20個/ml,這些細菌代表了原生微生物群落。雖然這些原 生細菌在天然環境中的地下水中數量很少,但是在礦泉水裝瓶后繁殖的速度很快。

     除原生菌外,礦泉水中還有被視為污染質的菌種,主要來自灌裝過程中的取水工 具、輸水管道、貯水罐、過濾和灌裝設備、瓶子、瓶蓋以及灌裝過程中礦泉水與空氣、人的接觸等污染途徑。瓶裝礦泉水中微生物的生存與繁殖和原水的物理化學性 質也有一定關系,如原水中有機物、磷、氮、錳、鐵等含量較高時,輸水流速在1--2m/s以下,水溫低于20度、取水滯留時間較長等因素,也給衛生物繁殖 創造條件。

      根據國家標準GB8537---1995《飲用天然礦泉水》的規定,微生物指中水源水與灌裝產品的大腸菌群達到“雙零”。據國家技術監督局1997年飲用天然礦泉水產品全國統檢結果,查出的微生物指標不合格產品,在總計776批次查樣中,不合格產品達129批次,從而導致微生物指標不合格的產品占不合格總數的76.3%,微生物指標不符合國家標準要求,說明微生物超標是影響我國礦泉水產品質量的首要因素。  
      我國目前大中型瓶裝礦泉水企業所具有的生產設備和技術力量,其產品的微生物指標達到“雙零”已不是難題,問題在于如何將“人、機、料、法、環“這五個環節,作為一個系統工程嚴格按規程操作運行。從理論上講,礦泉水經過氧化塔和三級精濾后已是無菌水,但在實際操作中對上述五個環節的疏忽,都可能造成礦泉水的二次污染,從而導致微生指標 失控。

       以浙江康師傅礦泉水公司為例,該公司是我國較大型瓶裝水企業之一,為市場提供了大量優質礦泉水產品,在消費者中享有盛譽,這與該公 司先進的工藝設備、雄厚的技術力量和齊全的檢測設備等優越條件是分不開的,灌裝設備是從意大利引進的全封閉、全自動化的“三合一”灌裝機,每小時生產能力達10000---12000支;水處理設備自美國引進。

      整個生產過程,從水源開采、水量控制、輸水管道、水質處理、中間貯水、過濾設備、礦泉水灌裝、容 器消毒和封蓋,直到管道清洗消毒及產品的檢督檢查等一系列工序,有健全的質量保證體系和嚴格的內部管理制度。例如,每次開機前均要對灌裝機的灌裝頭、旋蓋機及沖瓶機的水嘴,用濃度75%的酒精噴灑設備,之后再用無菌毛巾擦一次。

      為了保持灌裝間的無菌狀態,必須控制青霉、曲霉等霉菌。甲醛是一種強烈還原劑,當其與氧化劑反應時可產生大量的熱量而使甲醛蒸發。常用的氧化劑是高錳酸鉀。其用量甲醛為40ml/m3,高錳酸鉀20---30g。該方法殺菌效果較好。

       實際生產中人們對于礦泉水包裝材料的滅菌消毒有所忽視,實踐證明它是造成礦泉水二次污染的途徑之一。該廠對包裝材料的選用和滅菌處理也是相當嚴格的,不論是自產的還是外購的空瓶,都分別投入瓶倉進行臭氧滅菌消毒。從瓶倉抽檢的空瓶,其微生物檢測結果應為陰性,細菌指標為“雙零”。

      通過化驗檢測可按瓶子的污染程度直導滅菌時間的長短和臭氧的濃度。瓶蓋是在于瓶子溫和以后投入瓶倉經臭氧滅菌消毒,其微生物抽檢要求與瓶子的一樣。蓋倉的出口直接通往無菌間的旋蓋機 上,按需要送出。  

二、微量元素含量的控制  

      何謂微量元素?從生理角度看,元素按人體的含量不同而分為宏量元素和微 量元素。凡占人體總重量萬分之一以上者為宏量元素,如碳、氫、氧、氮、鈣、鈉、鎂等;凡占人體總重量萬分之一以下者稱為微量元素,如鋰、鍶、鋅、碘、氟、 鉻等。飲用天然礦泉水以其含有多種對人體健康的微量元素為主要特征。

      在水處理過程中,必須保證按國家標準《飲用天然礦泉水》所規定的界限指標,微量元素不能發生任何變化。為此,國家標準規定在飲用天然礦泉水的特性和主要成分條件下,允許曝氣、傾析、過濾和除去或加入二氧化碳。德國等國家的礦泉水法規中,也允許通過氧化和過濾除去不穩定物質,但必須保持水源水原有特性不變。

     我國有很大部分飲用礦泉水資源屬于含鍶和偏硅酸的重碳酸鈣水,由于水的含鈣量較高,瓶裝水產品易產生碳酸鈣沉淀物,使用該類型礦泉水的飲水機也容易結垢。我國有些地區分布有天然碳酸型礦泉水,其特點是水的鐵、錳含量較高,瓶裝礦泉水 產品由于鐵、錳的氧化而使水呈鐵銹色,并生成沉淀物,口感為墨水味。為此必須對水源的水進行的水處理,但同時又要保存原水的其它有益化學組份沒有變 化,工藝比較復雜。  

     以黑龍江省五大連池礦泉水為例,該礦泉水屬含鐵和偏硅酸的重碳酸礦泉水。主要生產工藝流程是:曝氣→一級錳砂過濾 →氧化塔→二級錳砂過濾→精濾→氣水混合→灌裝。爆氣的方法可采用射流爆氣、跌水爆氣、壓縮空氣爆氣、穿孔管爆氣及蓮噴頭爆氣等。常用的是穿孔管爆氣和壓縮空氣爆氣兩種方法聯合使用。

     水源水進入車間通過穿孔管爆氣后落在水池內,水池底部縱橫交錯的壓縮空氣管不斷的往水中注入空氣,爆氣后的礦泉水進入貯水罐。貯水罐的底部呈V型,以利于鐵錳等不穩定礦物的沉淀排出。貯水罐頂部不要封頂,以便水中二氧化碳氣體的排出,頂部出口須用濾布封口以防止塵粒和蚊蟲等落入罐內。  

      過濾罐中使用的砂料必須是強度好的天然錳砂。人工錳砂的強度較差,易變成粉狀物而起相反的作用。如果錳砂沒有起到應有的作用,必然影響礦泉水在氧化塔中的預期效果。  
      氧化塔是水處理環節中最關鍵的部分,氧化塔的高度容量以及臭氧分布是否均勻,直接影響到滅菌效果。若使用整塊鈦板,底部應有支架,否則水壓易造成鈦板破裂; 若使用鈦管,須注意管子的位置,孔徑要一致,氣泡越細越好。在氧化過程中水的溫度不可忽視,因為五大連池碳酸礦泉為低溫冷礦泉,常年水溫在2---4度。 如果水溫較高應考慮使用制冷裝置以使水溫下降到6度較好。  
      自氧化塔留出的水,通過緩沖罐使其沉淀,再進入二級錳砂過濾。其內部以石英砂為主,上層為活性炭,其表面要形成一層膜,膜最要定時沖洗。經過二級過濾的水中不穩定礦物質已經除去,只要再經過耐臭氧腐蝕的三級精濾以除去細菌和細微塵粒,再次沖入二氧化碳氣體,即可生產出瓶裝礦泉水產品。  
    三、生產車間微塵微粒的控制  
    無菌包裝是食品飲料生產過程中質量控制的重要措施之一,礦泉水生產也不例外。灌裝車間空氣凈化是無菌包裝的關鍵所在,其作用是防止灌裝過程中細菌及霉菌的再次污染。空氣潔凈技術是研究微環境的污染控制技術,即對空氣的微塵微粒濃度加以控制的技術。一般來說,礦泉水生產工藝的凈化環境要求,包括潔凈車間的空氣溫度、濕度、含塵量、氣流速度、壓力、光線照度、噪音、靜電量等。  

      國家標準《飲用天然礦泉水廠衛生規范》GB16330---1996,對清洗車間和灌裝車間的上述各項要求均做了規定,只要嚴格按照《規范》要求去操作,實現清洗車間100000級、灌裝車間10000級和生產局部100級潔凈度的技術指標,從而實現無菌灌裝是完全可以實現的。


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