Машини для розливу напоїв: вода, сік, газовані напої та алкогольні напої: універсальні варіанти

Як машини для розливу напоїв враховують основні властивості рідин

В’язкість, тиск CO₂, термочутливість та реакційна здатність до кисню як критичні критерії вибору

Під час вибору машини для розливу напоїв необхідно врахувати чотири ключові властивості рідини, щоб запобігти псуванню та зберегти якість продукту. В’язкість рідини відіграє тут важливу роль. Системи, що працюють за рахунок сили тяжіння, добре підходять для тонких рідин, таких як вода, але при роботі з більш в’язкими рідинами, наприклад соками чи смузі, краще показують себе поршневі машини. Газовані напої створюють зовсім іншу проблему: для них потрібні спеціальні методи розливу під протитиском, щоб уникнути надмірного пінення та втрат рівня газації, які можуть перевищувати 20 %. Для продуктів, чутливих до тепла, наприклад свіжих фруктових соків, виробники зазвичай застосовують гарячий розлив при температурі близько 85–95 °C згідно з вимогами FDA (21 CFR §113) або ж обирають холодний асептичний спосіб. Крафтове пиво та інші напої, чутливі до кисню, вимагають суворого контролю над його надходженням — зазвичай його рівень повинен залишатися нижче 0,5 частин на мільйон, що досягається за допомогою продування інертним газом. Підприємства, які ігнорують будь-який із цих важливих аспектів, часто стикаються з непостійними обсягами розливу, розвитком сторонніх смаків з часом, скороченням терміну придатності та, врешті-решт, зі зростанням рівня відходів у межах від 7 % до 12 % через використання обладнання, яке не відповідає їхнім конкретним потребам.

Чому універсальні машини для розливу напоїв виходять з ладу: дані з аудитів за ISO 22000 та FDA 21 CFR

Останні аудити за стандартами ISO 22000 та FDA 21 CFR виявили серйозні проблеми з так званими універсальними розливними машинами для напоїв. Коли ці машини перемикаються між різними рідинами, вони просто недостатньо безпечні. Газовані напої втрачають близько 30 % свого CO₂, оскільки ущільнення під тиском просто не витримують навантаження. Щодо переробки соків — це зовсім інша проблема: приблизно одна з восьми партій забруднюється мікроорганізмами через неконтрольовані зміни температури під час виробництва. Аналіз даних аудитів малює ще гіршу картину: приблизно у 40 % випадків ці машини не відповідають вимогам до маси наповнення при роботі з рідинами різної в’язкості, що порушує правила FDA щодо правильного маркування. Для кисень-чутливих продуктів, таких як пиво й вино, проблема стає ще більшою: типові машини часто протікають через мембранні клапани, що призводить до псування продукції. Усі ці недоліки досить часто призводять до добровільного вилучення продукції з ринку. FDA надіслала попереджувальні листи приблизно в одному з чотирьох випадків, коли такі універсальні машини використовувалися, спеціально звертаючи увагу на ризики перехресного забруднення. На цьому етапі здається досить очевидним, що спеціалізоване обладнання працює значно краще, ніж спроби примусово обробляти всі продукти на одній і тій самій системі, якщо компанії хочуть дотримуватися регуляторних вимог.

Машини для розливу води: високошвидкісні, малокомплексні, точні

Технології розливу за гравітаційним принципом та за принципом переливу, оптимізовані для некарбонованих напоїв з низькою в’язкістю

Установки для розливу води в бутлі переважно використовують системи розливу за принципом гравітації та переливу, оскільки вони механічно прості й чудово працюють із тонкими, рідкими рідинами. Основна ідея досить проста: ці машини працюють за рахунок повітряного тиску. Коли відкриваються насадки, продукт витікає, поки рідина не досягне датчикової трубки, яка негайно зупиняє весь процес. Тут немає потреби у складних насосах або ускладнених налаштуваннях тиску. Така конструкція дозволяє лініям виробництва випускати понад 24 тисячі пляшок на годину й забезпечує точність наповнення в межах приблизно ±0,5 %. Така точність має велике значення, оскільки навіть незначна помилка швидко накопичується. Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Food Engineering, показало, що похибка всього в 1 % може коштувати близько 40 тис. дол. США щорічно лише для однієї виробничої лінії. Ще одна перевага систем переливу — їхня здатність обробляти пляшки різної висоти без постійних регулювань, що робить їх ідеальними для сучасних легких пляшок із ПЕТ-пластмаси. Крім того, більшість таких машин виготовлені з нержавіючої сталі всередині, тому вони відповідають усім необхідним санітарним стандартам для звичайних напоїв і потребують меншої кількості очищення та технічного обслуговування загалом.

Машини для розливу соків та напоїв за технологією гарячого розливу: компроміси між безпекою, стабільністю та терміном придатності

Протоколи гарячого розливу (85–95 °C) та мікробіологічне валідування згідно з вимогами FDA 21 CFR §113

Машини для розливу напоїв, призначені для гарячого розливу, зазвичай пастеризують сік при температурах від 85 до 95 °C перед операціями упаковування. Процес нагрівання ефективно знищує шкідливі бактерії, такі як Escherichia coli та Salmonella, що відповідає вимогам регуляторного документу FDA 21 CFR §113. Під час самої операції розливу стерилізації підлягають одночасно як тара, так і її кришки, що дозволяє продуктам зберігати свіжість протягом до дванадцяти місяців без додавання хімічних консервантів. Для підтвердження справності таких систем виробники проводять кілька випробувань, зокрема мікробіологічні виклики, що підтверджують зниження патогенів щонайменше на п’ять логарифмічних одиниць, картографування розподілу температур у «холодних точках» продукту та перевірку міцності ущільнень у вакуумних умовах. Якщо система виявляє коливання температури понад ±2 °C під час обробки, вона автоматично вимикається, щоб уникнути потенційних проблем із якістю через неповну пастеризацію. Сучасне обладнання здатне забезпечувати сталість рівня наповнення з відхиленням менше ніж 0,1 % навіть при роботі при температурі 90 °C завдяки передовій технології рециркулюючих теплообмінників, яка зараз широко впроваджується в технологічних лініях.

Холодне асептичне наповнення порівняно з гарячим: оцінка сучасних можливостей машин для розливу напоїв для соків, чутливих до втрати поживних речовин

Холодне асептичне наповнення зберігає термолабільні поживні речовини, але вимагає строгіших умов контролю навколишнього середовища. На відміну від систем гарячого наповнення, воно вимагає чистих приміщень класу ISO 5 із фільтрацією повітря за допомогою фільтрів HEPA (<1 КУО/м³ повітря), попередньо стерилізованих ємностей за допомогою пероксиду водню або радіації, а також окремого обладнання для тунельної пастеризації.

Для делікатних соків, таких як асерола або асаї, холодне наповнення запобігає деградації поживних речовин на 15–30 %. Однак для соків з високим вмістом кислоти (pH < 4,6), де термочутливість менш критична, переважним залишається гаряче наповнення.

Машини для розливу газованих напоїв та пива: забезпечення цілісності CO₂ та виключення кисню

Ізобаричний (протитисковий) механізм наповнення та запобігання втраті CO₂ в реальному часі

Технологія ізобаричного наповнення запобігає втраті CO₂ шляхом точного встановлення тиску в ємності порівняно з тиском всередині напою до початку руху рідини. Якщо це зроблено правильно, це запобігає виходу неприємних бульбашок газу під час процесу наповнення. І повірте мені: втрата навіть 10 % CO₂ суттєво впливає на смак і відчуття від вуглекислих напоїв. Сьогодні більшість сучасного обладнання для наповнення оснащене датчиками тиску та електронними клапанами з керуванням через ПЛК, які регулюють потік газу за потребою, забезпечуючи стабільність тиску в межах приблизно ±0,1 бар. Що це означає на практиці? Виробники повідомляють про скорочення втрат CO₂ на 18–22 % після переходу від традиційних методів. Крім того, вони можуть випускати понад 300 пляшок на хвилину, не турбуючись про піну та розливи скрізь. Ще одним розумним рішенням є синхронізація процесу наповнення з етапом герметизації, що сприяє утриманню всієї цінної вуглекислоти, забезпечуючи споживачам послідовно газовані напої — від заводської полиці до їхнього склянки.

Санітарно-критичні поршневі та роторні системи з проникненням кисню < 0,5 ppm для алкоголю та крафтового пива

Напої, чутливі до вмісту кисню, зокрема такі, як пиво, потребують обладнання для розливу, яке обмежує надходження кисню до рівня нижче приблизно 0,5 частин на мільйон. На цьому рівні окиснення починає помітно впливати на смаковий профіль та спричиняти застаріння з часом. Поршневі розливні машини особливо добре підходять для цього застосування, оскільки вони створюють щільні ущільнення й використовують інертні гази під час процесу. Роторні системи також чудово підходять, особливо коли важлива швидкість, оскільки їх можна швидко очищати за допомогою стандартних протоколів CIP, що відповідають вимогам FDA. Більшість сучасних установок мають повністю нержавіючу сталь у всьому шляху руху рідини й оснащені трьома ущільнювальними кільцями, що дійсно допомагають запобігти проникненню мікроорганізмів. Крім того, з’явилися автоматичні датчики кисню, які навіть зупиняють роботу системи, якщо показники перевищують 0,3 ppm. Для крафтових пивоварень такий рівень контролю має вирішальне значення для збереження тонких хмелевих нот, що визначають їхні продукти. Виноробні також отримують користь, уникнувши проблеми псування, що нагадує оцет. Термін придатності збільшується на один–два місяці залежно від умов зберігання та типу продукту.

ЧаП

Які основні рідинні властивості впливають на розливні машини для напоїв?

В’язкість, тиск CO₂, теплова чутливість та реакційна здатність до кисню є ключовими властивостями, що впливають на вибір розливної машини.

Чому універсальні розливні машини є проблемними?

Універсальні розливні машини можуть призводити до таких проблем, як втрата газації, мікробне забруднення, невідповідність встановленій масі наповнення та псування, пов’язане з киснем, що призводить до вилучення продукції з продажу та якісних проблем.

У чому різниця між гарячим розливом і холодним асептичним розливом?

Процеси гарячого розливу є менш витратними, але знижують якість поживних речовин, тоді як холодний асептичний розлив зберігає більше поживних речовин, проте вимагає більших капітальних вкладень та суворішого контролю навколишнього середовища.

Як сучасні розливні машини для газованих напоїв зберігають CO₂ та запобігають проникненню кисню?

Сучасні машини використовують ізобаричний розлив для збереження газації, тоді як передові системи забезпечують дуже низький рівень проникнення кисню, щоб запобігти погіршенню смаку та псуванню.