無(wú)菌灌裝線(xiàn)，作為食品加工與包裝工業(yè)中的核心生產(chǎn)設施，承載著(zhù)至關(guān)重要的樞紐功能。它不僅擔負著(zhù)將食品原料安全高效地轉移至包裝容器的使命，而且對食品的最終品質(zhì)及衛生安全標準產(chǎn)生決定性影響。在保障食品安全的工藝流程中，無(wú)菌灌裝線(xiàn)常采用先進(jìn)的濕法或干法滅菌技術(shù)。特別值得一提的是，汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)，作為干法滅菌中的尖端手段，以其高效性和環(huán)保性，在現代食品灌裝工藝中占據了舉足輕重的地位。

一、汽化過(guò)氧化氫滅菌機理

汽化過(guò)氧化氫（VHPS）滅菌，主要是通過(guò)其強氧化性破壞微生物的細胞壁和細胞膜，進(jìn)而穿透細胞導致蛋白質(zhì)變性和DNA損傷，使微生物失去活性。

二、汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)優(yōu)勢

汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)，作為一種前沿的微生物控制解決方案，巧妙地利用過(guò)氧化氫的強氧化屬性，通過(guò)其汽化后的廣泛散布，對滅菌區域內的微生物進(jìn)行無(wú)差別的徹底氧化破壞，實(shí)現了高效、精準的滅菌效果。該技術(shù)相較于傳統的熱處理或化學(xué)消殺手段，展現了其在滅菌速率、殘留物控制以及操作安全性方面的顯著(zhù)優(yōu)勢。汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)以其快速的滅菌周期、無(wú)化學(xué)殘留的特點(diǎn)以及簡(jiǎn)便安全的操作方法，正逐漸成為現代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的衛生保障措施。

三、汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)難點(diǎn)

汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)在能效和環(huán)保方面展現出無(wú)與倫比的優(yōu)勢，但其在實(shí)際應用中仍面臨一項關(guān)鍵挑戰：

“缺少過(guò)氧化氫氣體濃度的實(shí)時(shí)監控?！爆F有的工藝流程主要是通過(guò)過(guò)氧化氫溶液加藥量，理論上計算過(guò)氧化氫氣體濃度，缺乏對實(shí)際過(guò)程濃度的實(shí)時(shí)監控。

“缺少相對飽和度的計算?！痹跓o(wú)菌灌裝的滅菌工藝中，D值表現直接影響滅菌效果和每小時(shí)的出瓶效率。相對飽和度和過(guò)氧化氫氣體濃度又直接影響D值表現。

四、泰林生物解決方案

泰林生物針對汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)的難點(diǎn)，提出了與之對應的解決方案：
1.實(shí)時(shí)監測過(guò)氧化氫氣體濃度、水氣體濃度

通過(guò)上述兩個(gè)氣體濃度，計算出相應的過(guò)氧化氫相對飽和度。從過(guò)氧化氫汽化發(fā)生(VHPS)→輸送→滅菌→排殘，做到全程監控，把握每一處風(fēng)險點(diǎn)，從而在工藝上達到對D值優(yōu)化的效果。

2.汽化過(guò)氧化氫（VHPS）良好滅菌效果控制策略

①傳感器全程監控：通過(guò)高精度傳感器實(shí)時(shí)監測H2O2氣體濃度、H2O氣體濃度。實(shí)時(shí)計算相對飽和度，確保滅菌過(guò)程的保持最佳D值表現。

②實(shí)時(shí)反饋調整：傳感器響應速度為毫秒級，根據其輸出信號，無(wú)菌灌裝生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)調整過(guò)氧化氫加藥量、載氣流速，以達到最佳的滅菌效果。

3.汽化過(guò)氧化氫（VHPS）滅菌工藝開(kāi)發(fā)和驗證

①滅菌工藝開(kāi)發(fā)和驗證：確保滅菌過(guò)程中達到足夠的滅菌劑量，以消滅所有微生物，包括枯草桿菌黑色變種、耐熱的嗜熱芽孢桿菌等。

②生物指示劑：使用生物指示劑來(lái)驗證滅菌效果，通過(guò)培養后的顏色變化判斷微生物是否被完全殺滅。
4.汽化過(guò)氧化氫（VHPS）排殘

①殘留檢測：滅菌后，使用傳感器快速檢測滅菌殘留，確保環(huán)境中的H₂O₂達到安全標準。

②數據記錄和追溯：記錄滅菌過(guò)程中的所有參數，包括時(shí)間、溫度、濃度等，以便于后續的追溯和分析。

五、解決方案的特點(diǎn)

1.過(guò)氧化氫氣體濃度分析儀

利用高精度傳感器實(shí)時(shí)監測H₂O₂氣體濃度、H₂O氣體濃度和相對飽和度，實(shí)現滅菌過(guò)程的精確控制。

過(guò)氧化氫氣體濃度分析儀產(chǎn)品特點(diǎn) 

①檢測精確性高：光譜法原理，H₂O₂，示值誤差<±5%

②數據實(shí)時(shí)性高：實(shí)時(shí)濃度信號1s采集，且采集時(shí)間可自由設置 

③運行穩定性好：工業(yè)級光電組件，監測數據穩定可靠,重復性好

④響應時(shí)間短：TDLAS光譜分析技術(shù)，信號響應時(shí)間為ms級

⑤現場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單：多規格探頭一體式安裝,適配現場(chǎng)各種滅菌場(chǎng)合條件

⑥維護成本低：光譜檢測無(wú)需耗材,易維護,壽命長(cháng)

⑦可擴展性強：標準模擬/數字信號輸出,兼容各SCADA、DCS等監測控制系統

⑧檢測范圍廣：多光程設計,可同時(shí)監測 H₂O₂和H₂O

2.全方位守護：從VHPS發(fā)生到輸送、滅菌、排殘的全過(guò)程監控，確保每一滴純凈，全方位保障產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。

3.技術(shù)創(chuàng )新：采用TDLAS光譜分析技術(shù)，實(shí)現對分子的吸收線(xiàn)進(jìn)行測量和分析，得到分子性質(zhì)或濃度的結果。

4.自動(dòng)化操作：自動(dòng)化滅菌過(guò)程減少了人為誤差，提高了生產(chǎn)效率和滅菌質(zhì)量。

5.數據記錄與追溯：滅菌過(guò)程中的所有參數，包括時(shí)間、溫度、濃度等，都會(huì )被記錄，便于后續的追溯和分析。

6.高效率：精確控制滅菌時(shí)間、溫度和濃度，縮短生產(chǎn)周期，提高整體效率。

7.技術(shù)積淀：持續多年的高比例研發(fā)投入和產(chǎn)品技術(shù)積淀，承擔了國家重大科學(xué)儀器設備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項。
      8.環(huán)境適應性：傳感器和監測設備能夠在高壓、常壓、負壓環(huán)境以及高溫條件下穩定工作。
      9.行業(yè)認可：泰林公司參與起草編制了汽化過(guò)氧化氫濃度檢測儀的行業(yè)標準，顯示了其在該領(lǐng)域的權威性和專(zhuān)業(yè)性。

10.校準與溯源：與專(zhuān)業(yè)機構合作，進(jìn)行H₂O₂濃度檢測的溯源與校準，確保監測數據的準確性和可靠性。

六、應用案例

在某品牌的PET采用干法滅菌吹灌旋高速無(wú)菌灌裝線(xiàn)上，盡管生產(chǎn)工人遵循嚴格的衛生操作規程，整個(gè)滅菌工藝也是經(jīng)過(guò)嚴格的驗證，但還是出現偶爾長(cháng)菌現象。分析原因是整個(gè)滅菌工藝過(guò)程中，對過(guò)氧化氫氣體濃度是沒(méi)有實(shí)時(shí)監測的，關(guān)鍵滅菌工藝結點(diǎn)的過(guò)程參數（過(guò)氧化氫氣體濃度、相對飽和度）無(wú)實(shí)時(shí)反饋，對加藥量和載氣流速無(wú)實(shí)時(shí)控制。工藝滅菌階段狀態(tài)不穩定，造成滅菌不徹底導致了微生物污染。
1.泰林生物解決方案

為了解決這個(gè)問(wèn)題，公司決定采用浙江泰林生物技術(shù)股份有限公司提供的汽化過(guò)氧化氫滅菌工藝解決方案。該方案的工作流程如下：

①汽化過(guò)氧化氫VHPS發(fā)生階段：從過(guò)氧化氫蒸汽發(fā)生器啟動(dòng)的那一刻起，系統即開(kāi)始實(shí)時(shí)監測過(guò)氧化氫的汽化率，確保過(guò)氧化氫質(zhì)量以供后續使用。

②輸送階段：在過(guò)氧化氫輸送至滅菌箱體的過(guò)程中，系統持續監測其濃度，保證滅菌劑的濃度符合工藝要求。

③滅菌工藝關(guān)鍵點(diǎn)：在臨近瓶胚和瓶蓋滅菌工位的過(guò)氧化氫氣體噴射口安裝過(guò)氧化氫氣體濃度傳感器和水氣體濃度傳感器，實(shí)時(shí)監控滅菌工藝狀態(tài)并向發(fā)生器實(shí)時(shí)反饋信號，指導發(fā)生器調整加藥量和載氣流速。
2.結論及建議

①過(guò)氧化氫汽化（VHPS）階段：隨著(zhù)加藥量的提升，汽化率降低。在VHPS滅菌過(guò)程中，需持續關(guān)注汽化率的變化，盡可能提高汽化率。

②在滅菌工藝關(guān)鍵點(diǎn)：我們對過(guò)氧化氫氣體濃度和水氣體濃度做了持續監測。測試中還額外發(fā)現管路保溫伴熱問(wèn)題。由于伴熱不充分，導致管路內部過(guò)氧化氫氣體冷凝，從而使滅菌腔體中過(guò)氧化氫氣體濃度不達標；后續對管路保溫后，我們驗證了各階段過(guò)氧化氫濃度、水氣體濃度以及相對飽和度，數據穩定。因此，在我們滅菌過(guò)程中，需關(guān)注對整個(gè)灌裝系統的保溫情況。

泰林生物的過(guò)氧化氫氣體濃度和水氣體濃度在線(xiàn)監測方案確保了滅菌的均勻性和有效性。工藝改進(jìn)后，順利通過(guò)培養基模擬灌裝驗證，平時(shí)通過(guò)生物指示劑和全自動(dòng)菌落計數工作站配合驗證，該生產(chǎn)線(xiàn)的滅菌工藝有效、穩定。

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