專利名稱：塑料瓶熱灌裝獲得保鮮飲品的方法、所用瓶蓋及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲品的包裝保存方法，具體涉及塑料瓶熱灌裝獲得保鮮飲品的方法，同時，本發(fā)明還涉及實施該方法時所用瓶蓋及制蓋的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有飲品包裝保存方法，或者說保鮮包裝飲品的制造工藝方法主要有三種——金屬罐裝飲品工藝，已有200多年的歷史，其滅菌效果可靠，保存時間長，產(chǎn)品抗外壓，在早期的飲品包裝中一直保持有不俗的市場份額，其缺陷在于包裝材料成本偏高，封蓋后頂部留有空氣、殺菌釜滅菌的能耗大，傳熱慢、罐內(nèi)溫度分布不勻，靠過度加熱保證良好滅菌效果，使熱敏感飲品的營養(yǎng)成分嚴重破壞，也加快了氧化褐變，難以保持飲品自然原汁風(fēng)味；——充填惰性氣體的保鮮工藝，特別是充CO2氣體的碳酸飲料已有100多年的歷史，目前的市場份額仍是最大，擁有特殊口味及習(xí)慣飲用偏好，可繼續(xù)主導(dǎo)市場，其缺陷在于工藝中滅菌不完全，需依賴防腐劑和高壓力CO2抑菌保鮮，頂部空隙留有空氣，部分碳酸飲料灌裝后在含氣下再加熱滅菌，更加增大了包裝容器的壓力負擔；——超高溫滅菌與無菌包裝工藝起源于1950年，由美國的Jams Dole公司首先開發(fā)出無菌罐裝的產(chǎn)品，1961年利樂公司開發(fā)了無菌紙塑復(fù)合包裝產(chǎn)品，以后美國的波爾公司又逐步發(fā)展了玻璃瓶的無菌罐裝，90年代初法國希臘克公司開發(fā)了塑料瓶的無菌灌裝設(shè)備，以后歐美又開發(fā)了啤酒罐和啤酒瓶的無菌灌裝工藝和設(shè)備，與前二種保鮮工藝比有很大進步在保證無菌下，避免了過度加熱飲品，也無需添加防腐劑，基本能保留原汁風(fēng)味，此工藝在20世紀70年代、80年代、90年代取得了長足的發(fā)展并獲得了極成功的商業(yè)推廣，已成為飲品保鮮的主流，其缺陷在于飲品的工藝規(guī)程過于苛刻，維持系統(tǒng)復(fù)雜，運行中輔料耗用過大，使清洗、滅菌成本偏高，相對于產(chǎn)出率偏低，灌裝間還存在氧化性殺菌氣氛；對于紙塑復(fù)合材料的無菌包裝工藝還有單位容量飲品所耗用包裝材料面積偏大，包裝使用中的損耗率高，使飲品的包裝費用偏高；成品耐壓、耐沖擊差，使貯存及運輸中破損率高，也會增加成本。對于塑料瓶的無菌灌裝工藝還存在無菌設(shè)備一次性投資龐大，產(chǎn)品封蓋后留有較多空氣(包括溶于飲液中的)。
近十多年來，市場上大量涌出塑料瓶，特別是PET瓶熱灌裝的飲品，現(xiàn)有飲品的PET瓶熱灌裝工藝建立在PET瓶耐熱性能改進的基礎(chǔ)上，其流程如圖1，與無菌灌裝工藝相比，簡化了滅菌工序，運行費用大幅降低，熱灌裝溫度根據(jù)PET瓶的耐熱性能也有變化，對于全結(jié)晶的耐熱瓶，灌裝溫度選擇在88℃～94℃范圍，相應(yīng)也需選用耐熱性能更高的瓶蓋，對于一般易滅菌飲液，保溫滅菌效果接近無菌處理，其缺陷是飲液被過度加熱，用于熱敏感飲液灌裝時，因保溫滅菌作用使其營養(yǎng)成分及原汁風(fēng)味遭受破壞，并伴有氧化褐變，其次是包裝材料費用增大；對于部分結(jié)晶的耐熱瓶，灌裝溫度選擇在80℃～88℃范圍，用于灌裝高酸性飲液時，飲品保溫后可達到無菌，能長期保鮮，其缺陷是用于灌裝低酸性及中性飲液時，保溫滅菌效果不理想，在保鮮期內(nèi)總會有一定比例的飲品發(fā)生微生物變質(zhì)。
像牛乳這類富營養(yǎng)飲品，以上兩種灌裝條件都難以使瓶裝飲品獲得無菌化。
現(xiàn)有熱灌裝工藝，從高溫狀態(tài)的飲液經(jīng)冷淋轉(zhuǎn)為低溫時，飲液瓶內(nèi)會形成負壓，迫使容器內(nèi)陷變形，影響產(chǎn)品外觀。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服綜上所述的現(xiàn)有飲品灌裝工藝的不足——提高飲品保鮮效果，并降低飲品包裝保存的綜合成本，進而，拓寬熱灌裝工藝的適用范圍。
具體講，本發(fā)明的目的在于提供一種塑料瓶熱灌裝獲得保鮮飲品的工藝方法，使在80℃～94℃下灌裝后制得的飲品，主要是低酸性及中性飲品能達到無菌，相應(yīng)還降低熱敏感飲品營養(yǎng)成分及原汁風(fēng)味的損失；也包含這樣的目的使各種飲料更多地選擇部分結(jié)晶的耐熱瓶作為容器，更多地選擇低一點的熱灌裝溫度；也包含這樣的目的用改進的熱灌方法灌裝像牛乳一類的富營養(yǎng)飲品，能獲得長保鮮期的無菌效果。
本發(fā)明的目的還在于提供一種作為飲品添加劑運載體的帶內(nèi)塞瓶蓋，用于配合飲品滅菌及其后的碳酸化中和，本發(fā)明的目的還在于提供上述瓶蓋的制法。
為了清楚、完整地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，有必要先交代其構(gòu)思的來歷，飲品滅菌工藝在早期的經(jīng)典創(chuàng)造是巴斯德發(fā)明的巴氏滅菌法，當它使用于啤酒或水果罐頭時，一般可獲得理想的保鮮效果，原理就在于上述飲品的PH值較低，其酸性可降低飲品加熱滅菌的F值(達到同一指定無菌效果所采用的熱處理程強度，用熱處理的溫度×?xí)r間來表示)；長期以來人們并沒有自覺利用這一原理，上述例子只是“酸液滅菌原理”的偶然利用，或者說是被動利用、無意識利用。
由美國制罐公司開發(fā)的“在密封容器中熱處理低酸食品的方法”(CN86102945A)已部分意識到“加酸滅菌”工藝的實用價值，但該發(fā)明專利公開的卻是一種特殊的專門的“加酸滅菌”方法將食品與一種酸及其內(nèi)酯混合物或該混合物前體結(jié)合，用的量能有效控制食品變色和降低其平衡PH至4.6或4.6以下，用糖醛酸及其內(nèi)酯在足以達到該食品工業(yè)滅菌要求的時間/溫度參數(shù)下熱處理之，使其達到工業(yè)滅菌標準。該方法增加了被處理食品的酸度，也改變了食品原有的自然組成成分，從而使其可應(yīng)用的范圍受到很大限制，特別是難以應(yīng)用于飲品加工。
由于有意愿將上述“酸液滅菌原理”慣常性地應(yīng)用于飲品加工的廣闊領(lǐng)域，使其成為通用工藝，便促成了本發(fā)明的完整技術(shù)構(gòu)思a、通過飲品調(diào)配、預(yù)先設(shè)置容器中酸性殺菌氣氛；b、通過高溫充填及封蓋保溫完成滅菌；c、在隔絕外界空氣下啟動碳酸化、中和作用，使飲品從高酸性狀態(tài)轉(zhuǎn)回適宜飲用狀態(tài)。
后一功能通過本發(fā)明的封裝有堿性碳酸化劑的瓶蓋來配合實現(xiàn)，也涉及對瓶蓋及瓶裝飲品的工藝處理。
為了提高飲品保鮮效果，又不增加過多成本，本發(fā)明采用上述“酸液滅菌原理”來改進現(xiàn)有飲品熱灌裝工藝，如圖2所示，其特征在于將飲液的酸性部分與堿性部分分開滅菌、然后在密封下混合成飲液，具體是將添加堿性劑的步驟從調(diào)配工序中分離出來a、調(diào)配時，添加食用酸酸化調(diào)配液至PH2.0～5.0，b、將已酸化的調(diào)配液經(jīng)UHT處理后于80℃～94℃下熱充填于塑料瓶內(nèi)，封蓋后保持高溫狀態(tài)30s～80s，可對容器內(nèi)壁及瓶裝液施行強化滅菌，c、堿性劑由瓶蓋作為運載體通過飲品工藝過程控制釋放入瓶裝液。
本發(fā)明技術(shù)方案中用于配合灌裝、封口及無菌化的瓶蓋實際上還是一種飲品添加劑的運載體，添加劑——堿性碳酸鹽封裝于蓋內(nèi)頂并經(jīng)過無菌化處理，運載體的功能是在容器內(nèi)完成無菌化后，經(jīng)外力作用使瓶蓋內(nèi)在結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而將添加劑釋放于容器瓶內(nèi)。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖1是現(xiàn)有飲品的PET瓶熱灌裝工藝流程2是本發(fā)明的塑料瓶熱灌裝獲得保鮮飲品的工藝流程3是瓶蓋組件內(nèi)塞的預(yù)成型剖視4改進的內(nèi)塞預(yù)制件的剖視5本發(fā)明瓶蓋的1例剖視結(jié)構(gòu)6本發(fā)明瓶蓋的另1例剖視結(jié)構(gòu)號說明10內(nèi)塞11環(huán)形槽壁12銳齒 13薄密封小室14堿性添加劑20蓋體 21孔洞 22環(huán)形軟墊
具體實施例方式實施例1封蓋由具有相互嵌套結(jié)構(gòu)的蓋體(20)與內(nèi)塞(10)兩部分組成，內(nèi)塞(10)起初是一預(yù)制件如圖3所示，中間是一上凸的拱形隔擋板，隔擋板外周邊緣凸出一拱形抵擋環(huán)，在抵擋環(huán)上部設(shè)有一肩部，隔擋板下面接近外周處向下凸出一環(huán)形槽壁(11)，將添加劑(14)碳酸鈉壓成片劑，片劑底面及環(huán)周覆有乙基纖維素，環(huán)周上再涂一層蜂蠟，在內(nèi)塞脫模處于高溫下，將片劑嵌入內(nèi)塞底槽里，形成熱封合之密封結(jié)構(gòu)一薄密封小室(13)；蓋體(20)內(nèi)頂有與內(nèi)塞環(huán)形肩部對接的環(huán)形軟墊(22)，蓋體頂部中間又設(shè)一貫穿的孔洞(21)，蓋體與內(nèi)塞壓緊時，孔洞成為唯一的氣體通道；以上內(nèi)塞與蓋體嵌套起來即獲得本發(fā)明的一例瓶蓋，可用于茶飲品灌裝，以綠茶為例，按圖2所示的工藝流程進行綠茶萃取液中添加檸檬酸至PH2.8～3.0，經(jīng)105℃×16s的UHT處理后于86℃充填于500ml的PET耐熱瓶中，加封上面所述的瓶蓋，倒瓶保溫30s，第一步冷淋到50℃，從瓶蓋上端套壓一空氣噴嘴，釋放約5倍以內(nèi)的大氣壓力，擠壓內(nèi)塞使內(nèi)塞底槽的壓片型碳酸鈉落入飲液中，發(fā)生中和作用形成混合均一，PH值合適的飲液，進一步冷卻到15℃，最后包裝成可出售的商品。
實施例2封蓋由具有相互嵌套結(jié)構(gòu)的蓋體(20)與內(nèi)塞(10)兩部分組成，內(nèi)塞(10)先按圖3預(yù)成型中間是一上凸的拱形隔擋板，隔擋板外周邊緣凸出一拱形抵擋環(huán)，在抵擋環(huán)之上設(shè)有一肩部，隔擋板下面接近外周處向下凸出一環(huán)形薄高壁(11)，將添加劑(14)碳酸鈣按劑量加入其中，再將內(nèi)塞環(huán)形薄壁二次熱處理變形碳酸鈣接近被完全封閉，允許中間有小的空隙，在空隙上噴涂一層熱熔的乙基纖維素膜，再將已密封的內(nèi)塞(10)經(jīng)輻射處理，完成添加劑的無菌化蓋體(20)內(nèi)頂設(shè)有與內(nèi)塞環(huán)形肩部對接的軟墊(22)，蓋體頂部中間又設(shè)一貫穿孔洞(21)，蓋體與內(nèi)塞壓緊時，孔洞(21)成為唯一的氣體通道；以上內(nèi)塞(10)與蓋體(20)嵌套起來又獲得本發(fā)明的一例瓶蓋，可用于乳飲品的灌裝，按圖2所示的工藝流程進行在牛乳液中添加檸檬酸至PH2.8～3.0，經(jīng)130℃×8s的UHT處理后于88℃下充填于300ml的PET耐熱瓶中，加封上面所述的瓶蓋，倒瓶保溫50s，第一步冷淋到60℃，從瓶蓋上端套壓一空氣噴嘴，釋放約6倍以內(nèi)的大氣壓力，擠壓內(nèi)塞使內(nèi)塞底槽中的碳酸鈣暴露于飲液中，發(fā)生中和作用形成混合均一，PH值合適的飲液，進一步冷卻到15℃，最后包裝成可出售的商品。
本例提供了一種含鈣飲品的制法，克服了以往鈣飲液經(jīng)UHT處理時結(jié)垢的缺陷，并能獲得理想無菌的乳飲品。
實施例3封蓋由具有相互嵌套結(jié)構(gòu)的蓋體(20)及內(nèi)塞(10)組成，內(nèi)塞(10)起初是一預(yù)制件，如圖3所示中間是一上凸的拱形隔擋板，隔擋板外周邊緣凸出一拱形抵擋環(huán)，在抵檔環(huán)之上設(shè)有一環(huán)形肩部，隔擋板底端向下凸出一環(huán)形薄壁空槽(11)，堿性劑(14)是壓片劑型，片劑底面及外周覆有PP膜，與內(nèi)塞同材質(zhì)，將片劑嵌入內(nèi)塞底槽中，PP膜朝外，環(huán)槽壁向里壓緊下經(jīng)受微波輻射處理可形成熱封合，冷卻后待用；蓋體內(nèi)頂向下凸出一定高度。
以上內(nèi)塞(10)及蓋體(20)可用于乳飲品的熱灌裝，參照圖2所示的工藝流程進行在牛乳液中添加食用酸至PH2.8～3.5，經(jīng)134℃×8s的UHT處理后于90℃下充填于500ml的PET耐熱瓶中，瓶子接受適當機械擠壓獲得輕度彈性變形，加封上述內(nèi)塞(10)后形成容器內(nèi)真空負壓，保溫50s，第一步冷淋到60℃～65℃，再封外蓋蓋體(20)；蓋體內(nèi)頂與內(nèi)塞拱形隔擋板發(fā)生擠壓力，使壓片劑(14)包膜破裂，將堿性劑暴露于飲液中，堿性劑均勻分散后，立即將飲品冷淋到常溫。
實施例4用圖4所示的內(nèi)塞預(yù)制件代替實施例2中瓶蓋內(nèi)塞的預(yù)制件(圖3)，所得瓶蓋，其內(nèi)塞隔擋板從中間向下凸出一銳齒(12)，只需3倍以內(nèi)的大氣壓力即可刺穿空隙上的密封薄膜，將添加劑暴露于飲液中。
實施例5用圖4所示的內(nèi)塞預(yù)制件代替實施例3中瓶蓋內(nèi)塞的預(yù)制件(圖3)，再將壓片劑中間設(shè)一空洞，壓片劑下半身覆一層PP隔離膜，所得瓶蓋，其內(nèi)塞隔擋板從中間向下凸出一銳齒(12)，銳齒穿入壓片劑空洞。
實施例6將實施例4中的瓶蓋蓋體頂部孔洞設(shè)置成篩狀，具有伸縮性，封蓋后從篩孔處沖壓蓋頂可作用于內(nèi)塞，使隔擋板上的銳齒穿破壓片劑上的薄膜，暴露堿性劑。
實施例7實施例2制得的瓶裝飲品，堿性劑已暴露出來，可進一步經(jīng)受超聲水浴作用，使飲液均質(zhì)化。
實施例8實施例2制得的瓶裝飲品，堿性劑已暴露出來，可進一步經(jīng)受微波輻射，使之加熱均質(zhì)化，再次冷卻。
實施例9上述實施例制得的裝箱飲品，在倉庫中倒置處理12小時，保證添加劑充分溶出。
瓶蓋內(nèi)塞的最佳制法，分3步a、內(nèi)塞(10)先按圖3預(yù)成型，內(nèi)塞隔擋板底端具有一環(huán)形薄壁空槽(11)，b、堿性碳酸化劑制成壓片劑型(14)，底端覆PP膜，c、內(nèi)塞預(yù)成型件脫膜處于高溫下，將壓片劑(14)嵌入薄壁空槽中，PP膜朝外，再將槽壁(11)前端折邊并熱壓合密封起來。
所制得的內(nèi)塞(10)可用于代替實施例1～實施例3中瓶蓋內(nèi)塞，代替例2內(nèi)塞后，獲得一例本發(fā)明的瓶蓋如圖5所示；內(nèi)塞按圖4預(yù)成型，可制得本發(fā)明的另一例瓶蓋如圖6所示。
從實施例可以看出，本發(fā)明工藝方法制得的飲品與現(xiàn)有工藝方法制得的飲品在組成成分上是一致的，或者差別僅在于含有少量CO2，從結(jié)果來看，至多可以認為本發(fā)明工藝中另加了食用酸/堿性鹽的復(fù)合緩沖劑。本發(fā)明方法因利用了飲液的酸/堿兩組成部分易于單獨滅菌的原理、降低了達到工業(yè)滅菌標準所需的物理處理強度，從而提高了飲品品質(zhì)，飲品的無菌安全有了保證；相應(yīng)飲品包裝、處理的綜合成本也降低。
其次，瓶中形成的CO2氣體可消除現(xiàn)有熱灌裝工藝中常見的塑料瓶體因負壓而內(nèi)陷變形的缺陷。
權(quán)利要求
1.一種塑料瓶熱灌裝獲得保鮮飲品的方法，其特征在于將飲液的酸性部分與堿性部分分開滅菌，然后在密封下混合成飲液，具體是將添加堿性劑的步驟從調(diào)配工序中分離出來a、調(diào)配時，添加食用酸酸化調(diào)配液至PH2.0～5.0，b、將羽已酸化的調(diào)配液經(jīng)UHT處理后于80℃～94℃下熱充填于塑料瓶內(nèi)，封蓋后保持高溫狀態(tài)30s～80s，c、堿性劑由瓶蓋作為運載體通過飲品工藝過程控制釋放于瓶中液。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于可用于制造營養(yǎng)強化飲品工藝中強化劑與堿性劑是一體的，由瓶蓋釋放出來，加入瓶裝液。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于可用于制造鈣強化飲品工藝中鈣強化劑選用CaCO3，CaCO3同時也作為堿性劑由瓶蓋加入。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于將完成裝箱的飲品倒置處理6～24小時。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于堿性劑釋放于瓶中液后，瓶裝飲品再接受超聲處理。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于堿性劑釋放于瓶中液后，瓶裝飲品接受微波輻射，再冷卻。
7.一種實施權(quán)利要求1熱灌裝方法的瓶蓋，由具有相互嵌套結(jié)構(gòu)的蓋體和內(nèi)塞組成，其特征在于a、內(nèi)塞中間是一上凸的拱形隔擋板，隔擋板外周邊緣凸出一拱形抵擋環(huán)，在抵擋環(huán)之上設(shè)有一環(huán)形肩部，隔擋板底端設(shè)有一薄密封小室，室中裝有堿性碳酸化劑，b、蓋體內(nèi)頂邊緣覆有可與內(nèi)塞肩部對接的環(huán)形軟墊，蓋體頂部中間設(shè)有貫穿的孔洞。
8.如權(quán)利要求7所述的瓶蓋，其特征在于在內(nèi)塞密封小室中設(shè)有一由內(nèi)塞隔擋板中間凸出的銳齒。
9.一種制造權(quán)利要求7或8所述瓶蓋的方法，其特征在于內(nèi)塞的加工包括以下步驟a、內(nèi)塞先預(yù)成型，內(nèi)塞隔擋板底端具有一環(huán)形薄壁空槽，b、堿性碳酸化劑制成壓片劑型，底端覆PP膜，c、內(nèi)塞預(yù)成型件脫模處于高溫下，將壓片劑嵌入薄壁空槽中，壓片劑上PP膜朝外，再將槽壁前端折邊，并熱壓合密封起來。
全文摘要
本發(fā)明涉及塑料瓶熱灌裝獲得保鮮飲品的方法，還涉及實施該方法所用瓶蓋及制蓋的方法，主要目的是使在80～94℃下用塑料瓶熱灌裝制得的飲品能有效地達到無菌，本發(fā)明工藝的關(guān)鍵在于將飲料組成的酸性與堿性部分分開處理滅菌，然后在無菌下混合成飲品，本發(fā)明瓶蓋配合工藝中的分隔及混合，本發(fā)明工藝可廣泛應(yīng)用于飲料灌裝，特別適用于富營養(yǎng)而又難滅菌的飲料灌裝，與現(xiàn)有工藝比滅菌處理的物理強度可降低，滅菌效率卻提高。
文檔編號B65B55/00GK1511762SQ02154168
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者舒建平 申請人:舒建平, 舒小紅