無菌灌裝設備專利技術綜述

聶蘭蘭

摘 要：無菌灌裝主要用于液體灌裝，無菌產品在日常生活產品中占據重要地位，作者對無菌灌裝設備的年申請量、該領域的主要申請人、主要類號分析，研究該領域的發展狀況。進一步對領域的主要灌裝技術的發展趨勢分析，針對整體無菌灌裝設備、無菌灌裝的滅菌技術、灌裝容器于灌裝口的無縫連接、無菌灌裝閥主要技術路線研究，分析在不同時期該技術的發展趨勢。

關鍵詞：無菌灌裝設備；專利技術；發展

1 概述

無菌包裝及無菌灌裝產業也為食品包裝盒食品機械產業帶來新的發展方向，并在液態乳制品與液態果汁等飲品的無菌包裝中得到廣泛應用與推廣[1]。然而無菌灌裝必須保證灌裝的物料無菌、灌裝設備無菌、包裝容器無菌等無菌環境。通常無菌灌裝有整體灌裝處于無菌環境，灌裝的物料滅菌等操作，因而在無菌灌裝中不僅包含無菌灌裝工藝，還包含滅菌方法。

2 無菌灌裝技術

無菌灌裝技術通常包含滅菌和灌裝技術。

常用的無菌灌裝首先需要對包裝物料及包裝容器進行滅菌處理。灌裝物料通常采用巴氏滅菌等，針對不同的灌裝物料，其滅菌采用的工藝及設備也會有差異[2]。

無菌包裝技術自上世紀40年代問世以來，特別是最近二三十年伴隨著無菌包裝技術的創新發展與產業鏈的不斷完善，無菌包裝產品以其特有的性能逐步風靡全球并受到消費者的喜愛，無菌包裝技術的相關的滅菌技術成為技術研發的熱點，相應其專利申請亦異常活躍。

2.1 主要申請人申請量

從圖1可知，在無菌灌裝方面較強的外國企業有利樂、NIPO、TOXO、克朗斯；中國發展較好的企業有上海普利、杭州中亞，且外國其他企業在無菌包裝的專利申請量比中國專利申請量較多。

2.2 主要申請號的分布

由于無菌灌裝的產品有多種，因而在IPC的分類上，有多種不同的分類，從圖2可知，無菌灌裝的技術主要分在B65B55、B67C3、B65B31、B65B39、A61K9的小組中，從分類號的分布可知，目前世界的無菌灌裝技術主要分在包裝領域和奶制品灌裝領域中。

2.3 無菌灌裝主要技術的專利申請量

現從滅菌技術的技術路線分析，無菌灌裝設備中常用的滅菌技術的專利申請量，主要從灌裝閥與灌裝容器無縫連接、無菌灌裝閥及閥口氣體滅菌、無菌灌裝方法、整體灌裝滅菌設備。

（1）灌裝閥與灌裝容器無縫連接，該技術的專利申請量在1964-2005年之間，處于增長狀態，隨著整體灌裝技術設備的成本高，促使灌裝企業需求成本低、模塊依賴程度低的設備，因而促使灌裝閥與灌裝容器無縫連接；在2006-2011期間，該項技術的發展有所下降，灌裝閥與灌裝容器無縫連接主要用于袋裝產品的灌裝，無菌產品的灌裝通常采用立體化的包裝產品，且袋裝產品的保存期較盒裝的包裝產品的保存期短，袋裝產品消費的滯緩，一定程度上會阻礙灌裝閥與灌裝容器無縫連接的發展；2012-2014年期間專利申請量有所增加，盒裝包裝產品的供應商主要是利樂公司，利樂公司在無菌灌裝包裝材料中占據龍頭企業的地位，其包裝材料較一般包裝材料價格更貴，但隨著產品運輸、人工成本的提升，迫切需要另一種包裝形式降低無菌產品的成本，而袋裝產品確實不錯的選擇，因而促進灌裝閥與灌裝容器無縫連接技術的發展。

（2）無菌灌裝閥或閥口氣體滅菌，該技術雖然可以提高無菌灌裝的質量，但其灌裝效率低，每一次的灌裝過程中都需要在灌裝閥或閥口通入無菌氣體，包裝局部無菌環境，該灌裝方法對無菌要求高，生產量不高的產品有一定的市場份額。無菌灌裝閥或閥口氣體滅菌技術，在1964-2011年期間，專利申請量緩慢增加，但在2012之后該技術發展的專利申請量逐漸減少，隨著市場競爭的提升，灌裝產品的企業發展比較集中，國內主要為伊利、蒙牛等，這些企業都是灌裝行業的龍頭，灌裝量較大，因而無菌灌裝閥及閥口氣體滅菌不能滿足這些企業的大規模生產需求，但對于一些生產量少、品質高的產品，該技術仍然有市場需求，只是需求不大，導致該項技術發展緩慢。

（3）無菌灌裝的滅菌技術，不管是大批量生產還是小產量，該項技術在無菌灌裝中必不可少。從1964-1993年間，該技術的專利申請量較少，在這個時段，主要采用的滅菌方法為巴氏滅菌法，雖然保質期較短，但依然可以滿足當時人們的需求，當時人們一次買足一星期的奶制品的消耗量；在1988-1999年，專利申請量迅猛增加，隨著奶制品的消耗量的增加，延長產品的保存期是人們迫切需要解決的問題，因而人們在不斷尋求新的滅菌技術，促進滅菌技術專利申請量的增加；但在2000-2005年期間，增長有所緩慢；但在2005年以后，該項技術的專利申請量迅猛增加，隨著光、電、磁滅菌技術的發展，以及人們對生活品質的提高，人們對無菌產品的消費不僅僅限于乳制品，也在向果蔬產品的發展，這促進對果蔬產品滅菌技術的發展，增加滅菌專利的申請量。

（4）整體灌裝滅菌設備，是指整個灌裝流程全部處于無菌環境，1964-2014期間，年增加量處于平穩上升，整體無菌環境在無菌灌裝中設備的集成化程度高，生產效率高，設備在操作過程中需要的人工較少，同時無菌產品的品質可以得到保障，因而該項技術一直備受無菌灌裝商及企業親睞。

3 結束語

無菌灌裝技術主要掌握在外國人手里，中國的無菌灌裝技術一直處于落后狀態，無菌灌裝設備依賴進口，然而中國市場對無菌灌裝的產品需求量大，導致中國居民在消費無菌產品時，其附加值較高，面對該形式，中國市場需要自己研發無菌灌裝設備及無菌灌裝技術，改變目前的形勢，無菌產品屬于市場基礎消費品的一種，因而對無菌灌裝技術的發展與研究是非常有意義的。

參考文獻

[1]無愛蔣.無菌包裝產業差異化戰略研究-以S公司為例[D].蘇州：蘇州大學，2013.

[2]李志杰.利樂A1無菌灌裝機-新一代的高效生產線[J].食品安全導刊，2008.