饮料具有补充水分和营养的功能,且口感优良,独具风味,已成为现代人们日常饮食的一部分。包装产业在国内外迅速发展,应用无菌包装技术对饮料进行包装被广泛利用。但是,目前市场上的无菌包装装置存在着成本高、操作繁琐复杂、工厂占地面积大等问题。发展一款操作便利、成本低、安全有效的无菌包装装置很有必要。本文首先将水玻璃和聚乙烯醇溶液进行混合得到铸膜液,倒模成型后对膜的表面特征和性能进行评价和测试,得到最佳参数的制膜工艺并对其进行优化;最后将水玻璃-聚乙烯醇复合超滤膜应用于自制的无菌包装系统中,对适合的饮料进行过滤除菌并包装,通过检测包装装置的完整性和包装储藏后的微生物数量对无菌包装过滤系统的有效性进行评估。整个研究主要得出如下结论:(1)确定了水玻璃-聚乙烯醇复合超滤膜配方(聚乙烯醇含量为5 g/100m L,水玻璃含量为5.1%),及其制作方法(聚乙烯醇溶液与水玻璃溶液按1:1混合后磁力搅拌30 min使其均匀反应,静置24 h脱气后,取8 m L铸膜液倒入直径为9 mm的圆形塑料培养皿中,置于30℃的烘箱中干燥24 h制得平板膜,将膜与平板分离后使用2 mol/L硫酸溶液浸泡膜层24 h,再用纯水多次洗涤后,浸泡于纯水中待用)。硫酸后处理的水玻璃-聚乙烯醇复合超滤膜水通量为88.08 L/(m~2·h),蛋清蛋白截留率为87.88%,牛血清白蛋白截留率为93.24%,截留分子量小于65000 Da)。(2)预处理的饮用水、啤酒、鸡尾酒作为过滤原液通过5.1%水玻璃-聚乙烯醇复合超滤膜过滤后,饮用水的通量在过滤30 min时达到稳定,通量为81.93L/(m~2·h);啤酒和鸡尾酒在过滤60 min时通量达到稳定,通量分别为44.59 L/(m~2·h)和42.92 L/(m~2·h);操作压力在-0.1 MPa时饮料通量最佳,饮用水通量达到87.05L/(m~2·h),啤酒通量为47.98 L/(m~2·h),鸡尾酒通量为52.44 L/(m~2·h)。啤酒、鸡尾酒通过水玻璃-聚乙烯醇复合超滤膜过滤后测量固形物含量结果表明,对于啤酒和鸡尾酒这类清亮型饮料而言,固形物的透过率均高达98%以上,对于营养物质的透过率高。膜过滤饮料后造成的污染通过浓度为0.1%的NaClO清洗剂浸泡20 min,综合节能高效环保,清洗效果佳,可以达到93.64%的膜饮料通量恢复率。(3)使用5.1%水玻璃-聚乙烯醇复合超滤膜应用于自制的无菌包装过滤系统进行饮料过滤包装结果表明,通过无菌过滤包装系统的饮用水通量为81.36L/(m~2·h),啤酒通量为41.51 L/(m~2·h),鸡尾酒通量为45.46 L/(m~2·h);啤酒及鸡尾酒的固形物透过率为98%。该结论与第2章中所得数据保持一致。证明了无菌过滤包装系统中膜的完整性。确定了在自制无菌包装系统中的工艺参数,饮料推进速度为2 mL/min,啤酒、鸡尾酒的推进速度为1 mL/min,饮用水过滤时间为30 min,啤酒和鸡尾酒过滤时间为60 min。饮料通过无菌过滤包装系统进行灌装储存,保存28 d后饮料的菌落总数均在国家标准范围内,其中饮用水中大肠菌群、粪链球菌、铜绿假单胞菌、产气荚膜梭菌均未检出,啤酒、鸡尾酒中大肠杆菌和有害菌均未检出。保存180 d后微生物指标依然符合国家标准。证明了采用无菌过滤包装系统进行无菌过滤和无菌包装的有效性。