无菌灌装设备专利技术综述

聂兰兰

摘 要：无菌灌装主要用于液体灌装，无菌产品在日常生活产品中占据重要地位，作者对无菌灌装设备的年申请量、该领域的主要申请人、主要类号分析，研究该领域的发展状况。进一步对领域的主要灌装技术的发展趋势分析，针对整体无菌灌装设备、无菌灌装的灭菌技术、灌装容器于灌装口的无缝连接、无菌灌装阀主要技术路线研究，分析在不同时期该技术的发展趋势。

关键词：无菌灌装设备；专利技术；发展

1 概述

无菌包装及无菌灌装产业也为食品包装盒食品机械产业带来新的发展方向，并在液态乳制品与液态果汁等饮品的无菌包装中得到广泛应用与推广[1]。然而无菌灌装必须保证灌装的物料无菌、灌装设备无菌、包装容器无菌等无菌环境。通常无菌灌装有整体灌装处于无菌环境，灌装的物料灭菌等操作，因而在无菌灌装中不仅包含无菌灌装工艺，还包含灭菌方法。

2 无菌灌装技术

无菌灌装技术通常包含灭菌和灌装技术。

常用的无菌灌装首先需要对包装物料及包装容器进行灭菌处理。灌装物料通常采用巴氏灭菌等，针对不同的灌装物料，其灭菌采用的工艺及设备也会有差异[2]。

无菌包装技术自上世纪40年代问世以来，特别是最近二三十年伴随着无菌包装技术的创新发展与产业链的不断完善，无菌包装产品以其特有的性能逐步风靡全球并受到消费者的喜爱，无菌包装技术的相关的灭菌技术成为技术研发的热点，相应其专利申请亦异常活跃。

2.1 主要申请人申请量

从图1可知，在无菌灌装方面较强的外国企业有利乐、NIPO、TOXO、克朗斯；中国发展较好的企业有上海普利、杭州中亚，且外国其他企业在无菌包装的专利申请量比中国专利申请量较多。

2.2 主要申请号的分布

由于无菌灌装的产品有多种，因而在IPC的分类上，有多种不同的分类，从图2可知，无菌灌装的技术主要分在B65B55、B67C3、B65B31、B65B39、A61K9的小组中，从分类号的分布可知，目前世界的无菌灌装技术主要分在包装领域和奶制品灌装领域中。

2.3 无菌灌装主要技术的专利申请量

现从灭菌技术的技术路线分析，无菌灌装设备中常用的灭菌技术的专利申请量，主要从灌装阀与灌装容器无缝连接、无菌灌装阀及阀口气体灭菌、无菌灌装方法、整体灌装灭菌设备。

（1）灌装阀与灌装容器无缝连接，该技术的专利申请量在1964-2005年之间，处于增长状态，随着整体灌装技术设备的成本高，促使灌裝企业需求成本低、模块依赖程度低的设备，因而促使灌装阀与灌装容器无缝连接；在2006-2011期间，该项技术的发展有所下降，灌装阀与灌装容器无缝连接主要用于袋装产品的灌装，无菌产品的灌装通常采用立体化的包装产品，且袋装产品的保存期较盒装的包装产品的保存期短，袋装产品消费的滞缓，一定程度上会阻碍灌装阀与灌装容器无缝连接的发展；2012-2014年期间专利申请量有所增加，盒装包装产品的供应商主要是利乐公司，利乐公司在无菌灌装包装材料中占据龙头企业的地位，其包装材料较一般包装材料价格更贵，但随着产品运输、人工成本的提升，迫切需要另一种包装形式降低无菌产品的成本，而袋装产品确实不错的选择，因而促进灌装阀与灌装容器无缝连接技术的发展。

（2）无菌灌装阀或阀口气体灭菌，该技术虽然可以提高无菌灌装的质量，但其灌装效率低，每一次的灌装过程中都需要在灌装阀或阀口通入无菌气体，包装局部无菌环境，该灌装方法对无菌要求高，生产量不高的产品有一定的市场份额。无菌灌装阀或阀口气体灭菌技术，在1964-2011年期间，专利申请量缓慢增加，但在2012之后该技术发展的专利申请量逐渐减少，随着市场竞争的提升，灌装产品的企业发展比较集中，国内主要为伊利、蒙牛等，这些企业都是灌装行业的龙头，灌装量较大，因而无菌灌装阀及阀口气体灭菌不能满足这些企业的大规模生产需求，但对于一些生产量少、品质高的产品，该技术仍然有市场需求，只是需求不大，导致该项技术发展缓慢。

（3）无菌灌装的灭菌技术，不管是大批量生产还是小产量，该项技术在无菌灌装中必不可少。从1964-1993年间，该技术的专利申请量较少，在这个时段，主要采用的灭菌方法为巴氏灭菌法，虽然保质期较短，但依然可以满足当时人们的需求，当时人们一次买足一星期的奶制品的消耗量；在1988-1999年，专利申请量迅猛增加，随着奶制品的消耗量的增加，延长产品的保存期是人们迫切需要解决的问题，因而人们在不断寻求新的灭菌技术，促进灭菌技术专利申请量的增加；但在2000-2005年期间，增长有所缓慢；但在2005年以后，该项技术的专利申请量迅猛增加，随着光、电、磁灭菌技术的发展，以及人们对生活品质的提高，人们对无菌产品的消费不仅仅限于乳制品，也在向果蔬产品的发展，这促进对果蔬产品灭菌技术的发展，增加灭菌专利的申请量。

（4）整体灌装灭菌设备，是指整个灌装流程全部处于无菌环境，1964-2014期间，年增加量处于平稳上升，整体无菌环境在无菌灌装中设备的集成化程度高，生产效率高，设备在操作过程中需要的人工较少，同时无菌产品的品质可以得到保障，因而该项技术一直备受无菌灌装商及企业亲睐。

3 结束语

无菌灌装技术主要掌握在外国人手里，中国的无菌灌装技术一直处于落后状态，无菌灌装设备依赖进口，然而中国市场对无菌灌装的产品需求量大，导致中国居民在消费无菌产品时，其附加值较高，面对该形式，中国市场需要自己研发无菌灌装设备及无菌灌装技术，改变目前的形势，无菌产品属于市场基础消费品的一种，因而对无菌灌装技术的发展与研究是非常有意义的。

参考文献

[1]无爱蒋.无菌包装产业差异化战略研究-以S公司为例[D].苏州：苏州大学，2013.

[2]李志杰.利乐A1无菌灌装机-新一代的高效生产线[J].食品安全导刊，2008.