CN104996416B - 一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂 - Google Patents

Abstract

一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，属于化学稳定剂技术领域。其由以下重量百分比的原料组成：螯合或络合型稳定剂20～30%、保水剂1.8～8%、金属缓蚀剂0.1～1%、表面活性剂0.1～1%、纯水余量。本发明所述的过氧化氢稳定剂通过各组分的协同作用，使得过氧化氢在包材消毒应用中的效果特别明显。从而使过氧化氢在包材消毒应用时过氧化氢消耗显著降低，使用成本显著下降，安全性提高，无菌包装设备维护钝化周期延长，使用简单方便。

Description

一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂

技术领域

本发明属于化学稳定剂技术领域，具体涉及一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂。

背景技术

过氧化氢俗称双氧水，是一种重要的无机化工产品，在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保和军工等领域应用广泛。特别的，过氧化氢在完成杀菌消毒后，分解成氧气和水，不会产生有毒有害的残留物，是目前唯一获得公认的可用于无菌包装杀菌消毒的理想消毒剂。

乳品饮料无菌包装设备用过氧化氢消毒液灭菌系统主要有两种：一种是将过氧化氢消毒液加热到一定温度，然后对包装材料进行灭菌。这种灭菌一般在过氧化氢水槽内进行。另一种是将过氧化氢消毒液均匀地涂布或喷洒于包装材料表面，然后通过电加热、辐射或热空气加热蒸发过氧化氢，从而完成灭菌过程。灭菌过程一是通过包装纸或膜在过氧化氢槽中浸泡完成，二是在过氧化氢加热和蒸发的过程中完成。因此灭菌是在高温、高浓度的过氧化氢中和在很短的时间内完成的。牛奶对细菌很敏感，但由于牛奶本身经过超高温灭菌，所以它的包装经过氧化氢彻底灭菌后可以常温长期保存。

过氧化氢是一种相对不稳定的物质。纯净的或在低温下的过氧化氢是稳定的。在受到杂质的污染和温度、碱性物质以及粗糙的表面等因素的影响时，过氧化氢就会产生逐渐分解。过氧化氢经过长时间的包材杀菌消毒后，溶液中酸碱度就会发生变化、杂质聚集越来越多，如果槽中过氧化氢溶液酸度减低至弱酸性甚至中性或碱性，或含有较多的金属杂质离子、还原性物质，则过氧化氢的分解速度就会大大加快。过氧化氢的分解速度尤其与包装膜的印刷油墨和纸质有关，过氧化氢与包装膜接触后会与膜上油墨中的还原性物质和纸屑发生氧化还原反应，引起过氧化氢分解加快，过氧化氢浓度降低到一定程度就需要更换过氧化氢，造成过氧化氢溶液消耗量增加。

过氧化氢经过长时间的包材杀菌消毒后，溶液中杂质聚集越来越多，杂质会逐渐破坏不锈钢的钝化层，所以无菌包装设备的过氧化氢循环系统都需要定期进行钝化处理，造成设备维护钝化周期和成本的增加。如果不能及时检测过氧化氢浓度，过氧化氢浓度低于30%或设备消毒要求的最低限，则会造成包材消毒杀菌不彻底，引起乳品的产品质量事故，后果十分严重。

乳品饮料包材的杀菌消毒一般都在70-85℃下进行，由于水的沸点低于过氧化氢的沸点，在长时间的杀菌消毒过程中，水挥发的速度比过氧化氢要快，从而导致过氧化氢的浓度越来越高，浓度升高到一定程度就需要更换过氧化氢，造成过氧化氢溶液消耗量增加。过氧化氢浓度高于50%或设备消毒要求的最高限，消毒系统的危险性增加，另外还会造成包材残留过氧化氢，引起乳品的产品质量事故，后果十分严重。

乳品饮料包材浸入过氧化氢溶液中消毒的过程是十分短暂的，过氧化氢的表面张力较大，不能在较短的时间内均匀的涂布在包材表面，那么就不能够达到灭菌的作用，使该部分产品质量不合格，甚至会造成整个批次的产品不合格。

目前，市场上的过氧化氢消毒液，主要是向过氧化氢溶液中加入无机磷酸、镁盐、锡酸钠或有机磷类等稳定剂。该类稳定剂对上述问题有了部分解决，但没有彻底解决，特别是在较高温度下进行消毒的周期较短，一般只有3天甚至更短，在一定程度上解决了过氧化氢在包材消毒过程中稳定性会变差的问题，但是使用过久后，该类稳定剂还会以难以去除的盐的形式沉淀在无菌包装设备内壁，难于清理去除，使包材消毒不彻底。

目前，还未见有以螯合或络合型稳定剂、保水剂、金属缓蚀剂和表面活性剂为主要成分，各组分协同作用的过氧化氢稳定剂的报道。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于设计提供一种乳品饮料无菌包装设备中包装消毒用过氧化氢的稳定剂的技术方案。该稳定剂可使过氧化氢溶液在包装消毒过程中分解速度显著降低，并且使浓度上升速度显著下降，以及可以避免无菌包装设备内壁形成难以去除的析出物，效果明显，可以降低设备维护钝化周期和成本，制备方法工艺简单，适合于工业化生产，具有良好的经济效益。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：

螯合或络合型稳定剂20～30%、保水剂1.8～8%、金属缓蚀剂0.1～1%、表面活性剂0.1～1%、纯水余量。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：

螯合或络合型稳定剂22～28%、保水剂2～6%、金属缓蚀剂0.2～0.8%、表面活性剂0.2～0.8%、纯水余量。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：

螯合或络合型稳定剂24～26%、保水剂3～5%、金属缓蚀剂0.4～0.6%、表面活性剂0.4～0.6%、纯水余量。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于所述的螯合或络合型稳定剂为次氮基三亚甲基膦酸、二亚乙基三胺基五亚甲基膦酸、柠檬酸和酒石酸中的一种或几种。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于所述的保水剂为海藻糖、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和丙三醇中的一种或几种。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于所述的金属缓蚀剂为链烯基丁二酸、季戊四醇单油酸酯和脂肪胺-环氧乙烷加成物中的一种或几种。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于所述的表面活性剂为N-酰基谷氨酸、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或几种。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂采用以下工艺方法制备：按照本发明所述的稳定剂的质量百分比组成，将保水剂、金属缓蚀剂和表面活性剂依次加入螯合或络合型稳定剂中，混合均匀后，加入超纯水至配比要求，搅拌处理0.5-5h，即得到本发明所述过氧化氢稳定剂。

所述的一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂使用方法为：在室温条件下与过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，该稳定剂的浓度为0.0005-0.1%。，优选0.001-0.05%。

与现有技术相比，本发明设计的过氧化氢稳定剂以螯合或络合型稳定剂、保水剂、金属缓蚀剂和表面活性剂为主要成分。通过螯合或络合型稳定剂螯合或络合过氧化氢中的金属离子；通过保水剂抑制过氧化氢溶液中水分的散失，避免过氧化氢浓度过快升高；通过金属缓蚀剂保护无菌包装设备不锈钢内壁钝化层不被破坏，延长不锈钢层的钝化周期；通过加入表面活性剂，降低过氧化氢溶液的表面张力，使过氧化氢短时间均匀地涂布在包材的表面，确保过氧化氢对包材的充分消毒杀菌；所有稳定剂成分均不会在包材消毒杀菌过程中形成难以去除的析出物。通过上述稳定剂配方来实现对过氧化氢的稳定作用，从而有效降低了过氧化氢在包材消毒过程中的分解率，浓度变化较小，可以长期使用，对于无菌包装设备降低过氧化氢的消耗起到显著的效果。用于乳品饮料无菌包装设备中包装消毒的周期，常规稳定剂配方的过氧化氢最长不会超过3天，而该稳定剂配方的过氧化氢可以达到7-15天，甚至更长时间；使用常规稳定剂配方的过氧化氢1个月，无菌包装设备内壁就会形成难以去除的析出物，而使用该稳定剂配方的过氧化氢可以避免无菌包装设备内壁形成难以去除的析出物；使用常规稳定剂配方的过氧化氢1个月，需要对设备进行钝化，而使用该稳定剂配方的过氧化氢，可以3个月甚至更长时间对设备进行钝化，延长无菌包装设备维护钝化周期，降低维护成本；使用常规稳定剂配方的过氧化氢，很难对乳品饮料包装进行彻底消毒，导致产品经常出现涨包现象，而使用该稳定剂配方的过氧化氢，可以很好的避免涨包发生。本发明所述的过氧化氢稳定剂通过各组分的协同作用，使得过氧化氢在包材消毒应用中的效果特别明显。从而使过氧化氢在包材消毒应用时过氧化氢消耗显著降低，使用成本显著下降，安全性提高，无菌包装设备维护钝化周期延长，使用简单方便。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例，这些实施例只是用于进一步说明本发明，并不限制本发明申请权利要求的保护范围。

实施例1

一种乳品饮料无菌包装设备中包装消毒用过氧化氢的稳定剂，其由以下重量百分比的原料组成：次氮基三亚甲基膦酸20%、海藻糖 2%、季戊四醇单油酸酯0.2%、N-酰基谷氨酸 0.2%、纯水 77.6%。

其制备方法是：将海藻糖、季戊四醇单油酸酯和N-酰基谷氨酸依次加入次氮基三亚甲基膦酸，混合均匀后，加入超纯水至配比要求，搅拌处理2h，即得过氧化氢稳定剂。

在室温条件下该稳定剂与35%过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，该稳定剂的浓度为0.005%。将该过氧化氢溶液用于乳品饮料无菌包装设备中包装的消毒，进行多次试生产，均得到下列结果：使用15天后过氧化氢溶液的含量均在30-50%；过氧化氢稳定性好，稳定度约99.2%，在不更换设备部件的情况下设备内壁无需钝化；使用该稳定剂配方过氧化氢3个月，乳品饮料无菌包装设备内壁未见白色析出物；对采用该过氧化氢溶液消毒的包装灌装的乳品饮料成品作无菌培养均未见菌落产生，成品包装在储存和出售过程中也未见涨包现象。

表1 实施例1过程中过氧化氢浓度和稳定度变化情况

该实施例1中螯合或络合型稳定剂采用次氮基三亚甲基膦酸、二亚乙基三胺基五亚甲基膦酸、柠檬酸和酒石酸中的一种或几种；保水剂采用海藻糖、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和丙三醇中的一种或几种；金属缓蚀剂采用链烯基丁二酸、季戊四醇单油酸酯和脂肪胺-环氧乙烷加成物中的一种或几种；表面活性剂采用N-酰基谷氨酸、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或几种。最后也能达到与实施例1相同的技术效果。

实施例2

一种乳品饮料无菌包装设备中包装消毒用过氧化氢的稳定剂，其由以下重量百分比的原料组成：二亚乙基三胺基五亚甲基膦酸 25%、丙三醇5%；链烯基丁二酸0.1%、琥珀酸二异辛酯磺酸钠 0.5%、纯水69.4%。

其制备方法是：将丙三醇、季戊四醇单油酸酯和琥珀酸二异辛酯磺酸钠依次加入二亚乙基三胺基五亚甲基膦酸，混合均匀后，加入超纯水至配比要求，搅拌处理3h，即得过氧化氢稳定剂。

在室温条件下该稳定剂与35%过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，该稳定剂的浓度为0.003%。将该过氧化氢溶液用于小试模拟乳品饮料无菌包装设备中包装的消毒。将过氧化氢溶液置于100mL容量瓶中，然后将乳品饮料包装碎片置于过氧化氢溶液中，最后将容量瓶置于70-85℃水浴中模拟乳品饮料无菌包装设备中包装消毒的实验。进行多次小试，均得到下列结果：使用15天后过氧化氢溶液的含量均在30-50%，并且过氧化氢稳定性好，稳定度达到98.8%。

表2 实施例2过程中过氧化氢浓度和稳定度变化情况

实施例3

一种乳品饮料无菌包装设备中包装消毒用过氧化氢的稳定剂，其由以下重量百分比的原料组成：柠檬酸 30%、聚丙烯酰胺8%、烯基丁二酸 1%、失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯1%、纯水60%。

其制备方法是：将海藻糖、烯基丁二酸和失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯依次加入柠檬酸，混合均匀后，加入超纯水至配比要求，搅拌处理2.5h，即得过氧化氢稳定剂。

在室温条件下该稳定剂与35%过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，该稳定剂的浓度为0.001%。将该过氧化氢溶液用于小试模拟乳品饮料无菌包装设备中包装的消毒。将过氧化氢溶液置于100mL容量瓶中，然后将乳品饮料包装碎片置于过氧化氢溶液中，最后将容量瓶置于70-85℃水浴中模拟乳品饮料无菌包装设备中包装消毒的实验。进行多次小试，均得到下列结果：使用15天后过氧化氢溶液的含量均在30-50%，并且过氧化氢稳定性好，稳定度达到99.5%。

表3 实施例3过程中过氧化氢浓度和稳定度变化情况

实施例4

一种乳品饮料无菌包装设备中包装消毒用过氧化氢的稳定剂，其由以下重量百分比的原料组成：酒石酸28%、羟甲基纤维素6%、季戊四醇单油酸酯0.8%、失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯0.8%、纯水64.4%。

其制备方法是：将羟甲基纤维素、季戊四醇单油酸酯和失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯依次加入酒石酸，混合均匀后，加入超纯水至配比要求，搅拌处理1h，即得过氧化氢稳定剂。

在室温条件下该稳定剂与35%过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，该稳定剂的浓度为0.01%。将该过氧化氢溶液用于小试模拟乳品饮料无菌包装设备中包装的消毒。将过氧化氢溶液置于100mL容量瓶中，然后将乳品饮料包装碎片置于过氧化氢溶液中，最后将容量瓶置于70-85℃水浴中模拟乳品饮料无菌包装设备中包装消毒的实验。进行多次小试，均得到下列结果：使用15天后过氧化氢溶液的含量均在30-50%，并且过氧化氢稳定性好，稳定度达到99.1%。

表4 实施例4过程中过氧化氢浓度和稳定度变化情况

实施例5

一种乳品饮料无菌包装设备中包装消毒用过氧化氢的稳定剂，其由以下重量百分比的原料组成：柠檬酸24%、海藻糖3%、季戊四醇单油酸酯0.4%、琥珀酸二异辛酯磺酸钠0.4%、纯水72.2%。

其制备方法是：将海藻糖、季戊四醇单油酸酯和琥珀酸二异辛酯磺酸钠依次加入柠檬酸，混合均匀后，加入超纯水至配比要求，搅拌处理1.5h，即得过氧化氢稳定剂。

在室温条件下该稳定剂与35%过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，该稳定剂的浓度为0.03%。将该过氧化氢溶液用于小试模拟乳品饮料无菌包装设备中包装的消毒。将过氧化氢溶液置于100mL容量瓶中，然后将乳品饮料包装碎片置于过氧化氢溶液中，最后将容量瓶置于70-85℃水浴中模拟乳品饮料无菌包装设备中包装消毒的实验。进行多次小试，均得到下列结果：使用15天后过氧化氢溶液的含量均在30-50%，并且过氧化氢稳定性好，稳定度达到99.6%。

表5 实施例5过程中过氧化氢浓度和稳定度变化情况

Claims (5)

1.一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：次氮基三亚甲基膦酸20%、海藻糖 2%、季戊四醇单油酸酯0.2%、N-酰基谷氨酸 0.2%、纯水 77.6%。

2.一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：二亚乙基三胺基五亚甲基膦酸 25%、丙三醇5%；链烯基丁二酸0.1%、琥珀酸二异辛酯磺酸钠 0.5%、纯水69.4%。

3.一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：柠檬酸 30%、聚丙烯酰胺8%、烯基丁二酸 1%、失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯1%、纯水60%。

4.一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：酒石酸28%、羟甲基纤维素6%、季戊四醇单油酸酯0.8%、失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯0.8%、纯水64.4%。

5.一种乳品饮料无菌包装设备中过氧化氢消毒液的稳定剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：柠檬酸24%、海藻糖3%、季戊四醇单油酸酯0.4%、琥珀酸二异辛酯磺酸钠0.4%、纯水72.2%。