前言：

在社會科技水平飛速發展的今天，包裝飲用水行業瓶身的殺菌技術也在不斷被創新。從傳統的濕法殺菌，到如今被眾多水企廣泛采用的瓶胚干法殺菌，不僅是對殺菌效率的提升，更是對水企實現降本增效的強大推動力。

那么，這兩種瓶身殺菌方式各有什么特點呢？他們在進行殺菌作業的時候又需要經過哪些步驟呢？下面，我們就來具體地探討一下。

一、傳統的濕法殺菌

1、簡介

簡單來說，濕法殺菌指的是通過一些特定溶液對空瓶進行噴淋式沖洗，最終達成殺菌滅菌目的的瓶身殺菌技術。目前市面上針對濕法殺菌的溶液使用普遍存在著一些差異，例如部分廠家采取的殺菌溶液是0.8～1.2ppm的臭氧水對空瓶進行噴淋式沖洗殺菌，部分則選取過氧乙酸先進行殺菌后再用無菌水進行沖洗。不過總的來說，不論是選取何種溶液進行殺菌，其整體的殺菌原理基本大致相同。

圖片選自：[1]張騰飛.瓶胚干法殺菌技術在飲用天然礦泉水生產中的應用[J].食品安全導刊,2020,No.272(13):30-31.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2020.13.015.

2、濕法殺菌步驟

由于所選取的溶液不同以及不同廠商在實際生產過程中的不同調整，濕法殺菌的具體步驟也不盡相同，而我們這部分主要以選取過氧乙酸作為殺菌溶液進行步驟的闡述。

第一步：UV滅菌，完成吹瓶工作

這一步主要是通過紫外線的照射進行簡單的滅菌處理，并不屬于真正意義上的濕法殺菌步驟之中。一般情況下，瓶身在吹制完成之后，空瓶會經過或不經過風道傳送至殺菌設備中，這才會開始進入到下一步正式的濕法殺菌環節。

第二步：用過氧乙酸對瓶身的內部和外部進行噴淋式沖洗殺菌

在消毒殺菌這一步，為了讓空瓶內壁的每一處位置都能被充分噴淋，并且有充足的時間進行殺菌處理，所以整個過程將持續16秒左右，其中主要的消耗品是過氧乙酸、水和熱蒸汽這三種物料。

而在濃度方面，為了能夠達到充分的滅菌效果，一般情況下廠家都會選擇較高濃度的過氧乙酸進行殺菌，例如通常情況下溶液濃度應在1800~2000ppm之間才能達到要求；在溫度方面，整個沖洗的過程中溫度應始終保持在60℃左右，這主要是為了盡可能地去加快過氧乙酸的反應速率。而在沖洗壓力方面，需要達到2.1bar，這能夠保障空瓶內外壁輕微瑕疵、縫隙處的細菌、粉塵顆粒也可以被徹底殺菌、沖洗掉。

第三步：瀝干

這一步主要是將沖洗殺菌過程中殘留的過氧乙酸通過重力的作用，將瓶身內部和外部掛壁的溶液瀝干。

第四步：無菌水沖洗

由于上一步的瀝干操作只能夠將大部分成股或成液滴狀流下的溶液進行瀝干，并不能夠完全去除瓶身內外部殘留的過氧乙酸溶液，所以需要依靠無菌水進行進一步沖洗。

但值得注意的是，在這一步中使用的無菌水首先要經過137℃的高溫加熱后，再冷卻至常溫溫度，最終才能作為沖洗所用的無菌水。防止瓶身因遇到過高溫度而產生變形和析出有毒有害的化學物質。

在這一部分的物料消耗上，主要包括水、熱蒸汽和冷媒三方面。

第五步：再瀝干

這是整個濕法殺菌過程中的最后一步，主要目的是讓經過無菌水沖洗過后的瓶身徹底干燥。在完成這一步驟之后，便可以開始后續的灌裝作業。

圖片描述：傳統濕法殺菌－瓶殺菌工藝流程

圖片出自：柳玉.西得樂Predis瓶胚干式殺菌技術[J].飲料工業，2016,19(02):71-72.

3、濕法殺菌的優缺點分析

優點：

①對于設備精度的要求不嚴格

②對于配套設施要求較低

濕法殺菌的優勢主要就是在于它對本身的殺菌設備和配套設施的要求都不是很高，所以最終設備成本就會下降。

我們舉例來講，濕法殺菌的主要步驟其實就只有兩處，一是殺菌溶液噴淋，二是無菌水沖洗，這兩步對于設備的精度要求并不高且不易損壞，無需頻繁的校準和維護。

另一方面，由于濕法殺菌技術主要是在空瓶階段進行作業，也就說廠商只需要在灌裝之前的這一步注重傳輸時的清潔即可。除此以外，從瓶胚一直到吹瓶結束，再到殺菌之前所有步驟所涉及到的設備，均無需達到高要求的無菌無塵狀態。

缺點：

①資源浪費、環境污染

②對于瓶型的限制大

③可能存在副產物

④殺菌作業時間較長

首先，濕法殺菌最主要的缺點就是在于它對于能源、物料的消耗過大。例如濕法殺菌為了保障殺菌的效果達標，就需要高濃度的殺菌溶液來噴淋空瓶內壁，但同時為了在最終盡可能地沖洗掉這些溶液，又需要用大量的無菌水進行沖洗，我們以36000b/h的灌裝系統為例，在濕法殺菌中用于沖空瓶、瓶蓋基本上每小時至少消耗無菌水15噸。

然而這也就導致濕法殺菌面臨著三個無法避免的問題，即水資源浪費，化學試劑排放污染，能源、物料成本升高。隨著水企經營時間的加長，這些問題會逐漸更加顯著。

其次，雖然濕法殺菌在空瓶階段作業降低了對于設備的要求，但卻提升了對于瓶型的要求。由于濕法殺菌主要采用的是殺菌溶液噴淋消毒、無菌水沖洗去殘留，所以復雜的抑或者是有棱角、有死角的瓶型極易讓殺菌溶液噴灑不到位、無菌水沖洗不到位。所以當這種類型的瓶型與濕法殺菌技術進行結合的時候，就極易出現殺菌不到位或者是瓶中有殺菌溶液殘留的現象。而只有最為簡單的、瓶口過度圓滑的圓形瓶，才是最適合濕法殺菌的。

另外，尤其針對采取臭氧水作為殺菌溶液的水企來說還需要特別注意一點，由于原始狀態下的礦泉水往往含有一定量的溴化物，當這類溴化物與臭氧結合后極易產生溴酸鹽，這就導致在最終的成品水檢驗中容易存在水質檢驗不合格的風險。

除此以外，由于每個瓶子都需要至少16s的殺菌過程，若想提升效率就需要更多的設備同時進行殺菌作業，很明顯這不是一個降本增效的好方法。

圖片描述：傳統濕法殺菌工藝能耗表

圖片出自：柳玉.西得樂Predis瓶胚干式殺菌技術[J].飲料工業，2016,19(02):71-72.

4、總結

濕法殺菌有著非常明顯的優缺點存在，依據其優勢來看，設備無需高精準要求、設備維護成本低、配套設施要求低等等，最終都決定了濕法殺菌在設備價格上存在著一定優勢。這對于初期沒有任何經驗、資金量不足亦或是不打算長久經營，只是借此鋪路的企業來說，還是相對友好一些的。

但是我們反觀其劣勢，隨著水企經營時間的不斷加長，每年多余的水資源、工業蒸汽、殺菌溶液的支出其實就已經達到了百萬之巨，這些設備以外的支出甚至僅需一年的時間就超過了最初的設備支出。

所以總體看來，濕法殺菌技術至少并不是最好的殺菌解決方案。

二、現代的瓶胚干法殺菌

1、簡介

瓶胚干法殺菌指的是在整個殺菌工序中瓶胚基本保持干燥狀態（不包括過氧化氫溶液冷凝階段），并且完成后無需進行無菌水沖洗的一種殺菌技術。在操作流程方面，瓶胚干法殺菌技術的作業時間是在吹瓶完成之前的瓶胚階段，這與濕法殺菌在空瓶階段的作業方式存在很大不同。

2、瓶胚干法殺菌步驟

通過搜索我們發現，在涉及到瓶胚干法殺菌的相關文獻中，西得樂 Predis 干式殺菌技術的出現頻次最高，具有一定的代表性，所以我們主要針對其步驟進行具體闡述。

第一步：瓶口UV殺菌

從這一步開始，我們就正式進入了瓶胚干法殺菌的流程。這一步的紫外線殺菌主要是針對瓶胚中的瓶口進行殺菌與消毒，避免在后續殺菌過程中由于瓶口存在細菌而造成二次污染。

第二步：無菌空氣除塵

由于在之前的流程中瓶胚并非處于無塵設備之中，所以其內部大概率會存在一定的灰塵顆粒。但這些大型顆粒性質穩定，無法與后續的雙氧水產生反應，所以利用無菌空氣將其吹出瓶胚內部，是最快捷、最有效，也是最廉價的處理方式。

第三步：噴灑高溫霧化的雙氧水

在這一步，我們需要向瓶身內部噴灑高溫的霧化雙氧水，此時的雙氧水均以小液滴的形式存在，這么做的主要目的是用極少的雙氧水溶液就可以覆蓋住瓶胚內壁的所有面積，達到高效、高性價比的殺菌效果。

當霧化的雙氧水遇到干冷的瓶胚內壁時，會瞬間冷凝。這一步可以確保原本以小液滴形式存在的雙氧水不會飄出瓶胚之外，而是以更加穩定的形式附著在內壁表面。

第四步：紅外線加熱

最初始的瓶胚硬度極高，所以在吹瓶之前必須要通過加熱的方式先將瓶胚進行軟化。不過除此之外，這一步重點還在于可以通過加熱的方式活化以穩定形式存在的雙氧水，通過更加快速的反應速率實現高效滅菌。

除此之外，隨著瓶胚受紅外線加熱，溫度不斷增高，雙氧水也會不斷加速其反應速率直到完全分解。例如一般情況下，當瓶胚的溫度被加熱至60℃時，雙氧水分解率為50%左右，而當瓶胚溫度達到了90—100℃時，雙氧水就被分解了90%，最后，當瓶胚被加熱到了100℃以上時，雙氧水便會開始急劇分解，一部分分解成為氧氣，另一部分分解成為水。而生成的水由于處在高溫環境中，會瞬間變成水蒸氣，飄散于空氣之中。

而正常情況下，瓶胚的加熱一般要達到150℃到200℃之間進行，遠高于雙氧水完全分解的溫度，無需考慮有多余的雙氧水殘留內壁，這也是為什么瓶胚干法殺菌并不存在無菌水沖洗這一步驟的原因。

第五步：瓶胚外壁UV殺菌

截至目前，我們已經針對瓶口、瓶胚內壁進行了徹底的殺菌消毒作業。而這一步就是利用紫外線的殺菌技術，對瓶胚外壁進行最后的滅菌操作，徹底確保瓶胚的每一角落都被徹底殺菌。在這一步結束之后，最為核心的干法滅菌步驟也就結束了。

第六步：紅外線再次加熱

這一步主要就是利用紅外線節能爐進行再一次地加熱，確保瓶胚徹底軟化，能夠達到接下來的吹瓶標準。

第七步：運輸、吹瓶與罐裝

到這一步已經不屬于干法滅菌的范疇之內了，所以我們放在一起來講。

在這一步中，已經被完全滅菌的瓶胚會在潔凈的環境下被運輸至吹瓶機，在無菌的環境下完成吹瓶工作，再通過潔凈的運輸環境進入到最終的無菌灌裝環節。

從運輸到吹瓶再到灌裝，每一步都要保障瓶胚或者是空瓶不會受到微生物細菌、塵埃顆粒的二次污染，否則之前的所有步驟就都失去了效果。

圖片描述：西得樂 PredisTM 瓶坯干式殺菌

圖片出自：柳玉.西得樂Predis瓶胚干式殺菌技術[J].飲料工業，2016,19(02):71-72.

3、瓶胚干法殺菌的優缺點分析

優點：

①低能耗，低物料消耗

②降低瓶損率

③可承載更多瓶型

④用時短

瓶胚干法殺菌的最主要優勢就是在于其較低的能源以及物料的消耗，例如其使用的雙氧水呈霧化注入瓶胚內壁再冷凝，最后再分解，就充分表明了瓶胚干法殺菌僅需要極少的殺菌溶液就可以達到滅菌目的，并且不存在任何的水資源消耗，不僅節約了成本而且還更加環保。

其次，瓶胚干法殺菌由于是在瓶胚階段進行作業，所以就無需傳統濕法殺菌中的氣流輸送和風道過濾，避免了在運輸中造成的瓶身二次污染和損壞，降低了瓶損率。同時也降低了對于設備的維護成本。

除了這些因素，瓶胚干法殺菌還可以承載更多的瓶型設計，這同樣與其在瓶胚階段作業有著密不可分的關系。由于濕法殺菌主要在空瓶階段進行，就對瓶型的要求極高。

例如如果瓶型存在死角，就會讓殺菌溶液無法噴淋到所有位置，并且無法將多余水分徹底瀝干，甚至會造成殺菌溶液的殘留。而瓶胚干法殺菌的所有殺菌步驟都在吹瓶之前完成，與瓶型沒有任何的關系，所以理論上來講瓶胚干法殺菌可以支持目前所有的瓶型設計。

最后一點，瓶胚干法殺菌的滅菌時間非常短，基本在幾秒之內就可以完成，相較于濕法殺菌的16s作業時間，瓶胚干法殺菌的效率要更加高效。

缺點：

①設備精度高、維護成本高

②對于配套設施的要求較高

在缺點方面，瓶胚干法殺菌技術的局限性總體體現在其對于設備的高要求，這就導致成本的增加。

例如瓶胚干法殺菌技術所需要的霧化裝置、紫外線裝置都需要較高的精度，如果前者出現問題就會導致雙氧水不能完全覆蓋瓶胚內壁，后者紫外線強度不夠同樣會導致殺菌效果減弱，這就需要有更多的維護費用的支出。

另一方面，瓶胚干法殺菌技術必須與無菌吹瓶技術、無菌灌裝技術以及超潔凈的運輸系統共同搭配來使用，這是因為它是在完成吹瓶之前就已經殺菌完畢，任何后續流程的瑕疵也都有可能造成二次污染。

4、總結

干法殺菌技術除了我們上述所說的瓶胚干法殺菌以外，其實還包含了空瓶干法殺菌和隔離倉干法殺菌。但是由于前者依舊是在空瓶階段進行作業，與濕法殺菌有著一些共同的缺陷，而后者則是占地面積大且殺菌時間長。兩者均不是最佳的干法殺菌方式，所以我們并沒有詳細介紹。

而我們所詳細介紹的瓶胚干法殺菌在彌補了上面所說的幾種殺菌方式的不足之處以外，它的投資回報周期也較短。

例如我們以48000p/h，年運行時間為 6000h的無菌生產線為例。它和傳統濕法殺菌技術相比，每年僅節水量就能達到 6萬噸，蒸汽用量也能節省9000噸。而至于容易因排放問題而造成污染的殺菌溶液，每年也可以節省 8.4 萬升。

如果我們將以上節省成本按比例換算成人民幣的話，首先我們以北京市工商用水每立方米5元的標準來計算，瓶胚干法殺菌技術用水方面一年可以節省30萬元的支出；

其次以非采暖用1Mpa（含）蒸汽每噸221.69元的終端價格來看，一年可節省1995210元的支出；

最后如果8.4萬升溶液采用的是雙氧水，那么大約可節省252.5萬元，如果采取的是3g/h低濃度的臭氧發生器，大約可節省126萬元，除此之外，不同溶液也會對應不同的價格。

但綜上所述，瓶胚干法殺菌一年大概可以節省350萬元的支出費用，假設水企的投資為500萬元，那么投資回收周期大約是在1.5年左右，周期較短。

所以對于前期設備的采購資金較為充足、想要做長久品牌的水企來說，瓶胚干式殺菌整體實際換算下來，無論是成本、效率還是環保，表現力都十分不錯。

拿聲結語：

總體來看，濕法殺菌和瓶胚干法殺菌他們都有著各自的優劣勢，簡單概括就是前者設備成本低、耗能成本高，后者設備成本高、耗能成本低。

不過這種說法主要還是為了更加便于您進行簡單的理解，實際上的瓶胚干法殺菌更像是傳統濕法殺菌的升級版本。它基本上在涵蓋了濕法殺菌的所有優勢的同時也彌補了濕法殺菌的不足之處。所以，在殺菌方式上面，我們更加推薦您干法殺菌。

但凡事也皆有利弊，具體的殺菌方式選擇最主要的還是要根據水企的需求、資金等方面來看，如果您在看完這篇文章后對于瓶胚殺菌還存有任何的不解之處亦或是在糾結如何選擇，歡迎您隨時來找我們咨詢，拿聲期待與您的相約。