前言：

在社会科技水平飞速发展的今天，包装饮用水行业瓶身的杀菌技术也在不断被创新。从传统的湿法杀菌，到如今被众多水企广泛采用的瓶胚干法杀菌，不仅是对杀菌效率的提升，更是对水企实现降本增效的强大推动力。

那么，这两种瓶身杀菌方式各有什么特点呢？他们在进行杀菌作业的时候又需要经过哪些步骤呢？下面，我们就来具体地探讨一下。

一、传统的湿法杀菌

1、简介

简单来说，湿法杀菌指的是通过一些特定溶液对空瓶进行喷淋式冲洗，最终达成杀菌灭菌目的的瓶身杀菌技术。目前市面上针对湿法杀菌的溶液使用普遍存在着一些差异，例如部分厂家采取的杀菌溶液是0.8～1.2ppm的臭氧水对空瓶进行喷淋式冲洗杀菌，部分则选取过氧乙酸先进行杀菌后再用无菌水进行冲洗。不过总的来说，不论是选取何种溶液进行杀菌，其整体的杀菌原理基本大致相同。

图片选自：[1]张腾飞.瓶胚干法杀菌技术在饮用天然矿泉水生产中的应用[J].食品安全导刊,2020,No.272(13):30-31.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2020.13.015.

2、湿法杀菌步骤

由于所选取的溶液不同以及不同厂商在实际生产过程中的不同调整，湿法杀菌的具体步骤也不尽相同，而我们这部分主要以选取过氧乙酸作为杀菌溶液进行步骤的阐述。

第一步：UV灭菌，完成吹瓶工作

这一步主要是通过紫外线的照射进行简单的灭菌处理，并不属于真正意义上的湿法杀菌步骤之中。一般情况下，瓶身在吹制完成之后，空瓶会经过或不经过风道传送至杀菌设备中，这才会开始进入到下一步正式的湿法杀菌环节。

第二步：用过氧乙酸对瓶身的内部和外部进行喷淋式冲洗杀菌

在消毒杀菌这一步，为了让空瓶内壁的每一处位置都能被充分喷淋，并且有充足的时间进行杀菌处理，所以整个过程将持续16秒左右，其中主要的消耗品是过氧乙酸、水和热蒸汽这三种物料。

而在浓度方面，为了能够达到充分的灭菌效果，一般情况下厂家都会选择较高浓度的过氧乙酸进行杀菌，例如通常情况下溶液浓度应在1800~2000ppm之间才能达到要求；在温度方面，整个冲洗的过程中温度应始终保持在60℃左右，这主要是为了尽可能地去加快过氧乙酸的反应速率。而在冲洗压力方面，需要达到2.1bar，这能够保障空瓶内外壁轻微瑕疵、缝隙处的细菌、粉尘颗粒也可以被彻底杀菌、冲洗掉。

第三步：沥干

这一步主要是将冲洗杀菌过程中残留的过氧乙酸通过重力的作用，将瓶身内部和外部挂壁的溶液沥干。

第四步：无菌水冲洗

由于上一步的沥干操作只能够将大部分成股或成液滴状流下的溶液进行沥干，并不能够完全去除瓶身内外部残留的过氧乙酸溶液，所以需要依靠无菌水进行进一步冲洗。

但值得注意的是，在这一步中使用的无菌水首先要经过137℃的高温加热后，再冷却至常温温度，最终才能作为冲洗所用的无菌水。防止瓶身因遇到过高温度而产生变形和析出有毒有害的化学物质。

在这一部分的物料消耗上，主要包括水、热蒸汽和冷媒三方面。

第五步：再沥干

这是整个湿法杀菌过程中的最后一步，主要目的是让经过无菌水冲洗过后的瓶身彻底干燥。在完成这一步骤之后，便可以开始后续的灌装作业。

图片描述：传统湿法杀菌－瓶杀菌工艺流程

图片出自：柳玉.西得乐Predis瓶胚干式杀菌技术[J].饮料工业，2016,19(02):71-72.

3、湿法杀菌的优缺点分析

优点：

①对于设备精度的要求不严格

②对于配套设施要求较低

湿法杀菌的优势主要就是在于它对本身的杀菌设备和配套设施的要求都不是很高，所以最终设备成本就会下降。

我们举例来讲，湿法杀菌的主要步骤其实就只有两处，一是杀菌溶液喷淋，二是无菌水冲洗，这两步对于设备的精度要求并不高且不易损坏，无需频繁的校准和维护。

另一方面，由于湿法杀菌技术主要是在空瓶阶段进行作业，也就说厂商只需要在灌装之前的这一步注重传输时的清洁即可。除此以外，从瓶胚一直到吹瓶结束，再到杀菌之前所有步骤所涉及到的设备，均无需达到高要求的无菌无尘状态。

缺点：

①资源浪费、环境污染

②对于瓶型的限制大

③可能存在副产物

④杀菌作业时间较长

首先，湿法杀菌最主要的缺点就是在于它对于能源、物料的消耗过大。例如湿法杀菌为了保障杀菌的效果达标，就需要高浓度的杀菌溶液来喷淋空瓶内壁，但同时为了在最终尽可能地冲洗掉这些溶液，又需要用大量的无菌水进行冲洗，我们以36000b/h的灌装系统为例，在湿法杀菌中用于冲空瓶、瓶盖基本上每小时至少消耗无菌水15吨。

然而这也就导致湿法杀菌面临着三个无法避免的问题，即水资源浪费，化学试剂排放污染，能源、物料成本升高。随着水企经营时间的加长，这些问题会逐渐更加显著。

其次，虽然湿法杀菌在空瓶阶段作业降低了对于设备的要求，但却提升了对于瓶型的要求。由于湿法杀菌主要采用的是杀菌溶液喷淋消毒、无菌水冲洗去残留，所以复杂的抑或者是有棱角、有死角的瓶型极易让杀菌溶液喷洒不到位、无菌水冲洗不到位。所以当这种类型的瓶型与湿法杀菌技术进行结合的时候，就极易出现杀菌不到位或者是瓶中有杀菌溶液残留的现象。而只有最为简单的、瓶口过度圆滑的圆形瓶，才是最适合湿法杀菌的。

另外，尤其针对采取臭氧水作为杀菌溶液的水企来说还需要特别注意一点，由于原始状态下的矿泉水往往含有一定量的溴化物，当这类溴化物与臭氧结合后极易产生溴酸盐，这就导致在最终的成品水检验中容易存在水质检验不合格的风险。

除此以外，由于每个瓶子都需要至少16s的杀菌过程，若想提升效率就需要更多的设备同时进行杀菌作业，很明显这不是一个降本增效的好方法。

图片描述：传统湿法杀菌工艺能耗表

图片出自：柳玉.西得乐Predis瓶胚干式杀菌技术[J].饮料工业，2016,19(02):71-72.

4、总结

湿法杀菌有着非常明显的优缺点存在，依据其优势来看，设备无需高精准要求、设备维护成本低、配套设施要求低等等，最终都决定了湿法杀菌在设备价格上存在着一定优势。这对于初期没有任何经验、资金量不足亦或是不打算长久经营，只是借此铺路的企业来说，还是相对友好一些的。

但是我们反观其劣势，随着水企经营时间的不断加长，每年多余的水资源、工业蒸汽、杀菌溶液的支出其实就已经达到了百万之巨，这些设备以外的支出甚至仅需一年的时间就超过了最初的设备支出。

所以总体看来，湿法杀菌技术至少并不是最好的杀菌解决方案。

二、现代的瓶胚干法杀菌

1、简介

瓶胚干法杀菌指的是在整个杀菌工序中瓶胚基本保持干燥状态（不包括过氧化氢溶液冷凝阶段），并且完成后无需进行无菌水冲洗的一种杀菌技术。在操作流程方面，瓶胚干法杀菌技术的作业时间是在吹瓶完成之前的瓶胚阶段，这与湿法杀菌在空瓶阶段的作业方式存在很大不同。

2、瓶胚干法杀菌步骤

通过搜索我们发现，在涉及到瓶胚干法杀菌的相关文献中，西得乐 Predis 干式杀菌技术的出现频次最高，具有一定的代表性，所以我们主要针对其步骤进行具体阐述。

第一步：瓶口UV杀菌

从这一步开始，我们就正式进入了瓶胚干法杀菌的流程。这一步的紫外线杀菌主要是针对瓶胚中的瓶口进行杀菌与消毒，避免在后续杀菌过程中由于瓶口存在细菌而造成二次污染。

第二步：无菌空气除尘

由于在之前的流程中瓶胚并非处于无尘设备之中，所以其内部大概率会存在一定的灰尘颗粒。但这些大型颗粒性质稳定，无法与后续的双氧水产生反应，所以利用无菌空气将其吹出瓶胚内部，是最快捷、最有效，也是最廉价的处理方式。

第三步：喷洒高温雾化的双氧水

在这一步，我们需要向瓶身内部喷洒高温的雾化双氧水，此时的双氧水均以小液滴的形式存在，这么做的主要目的是用极少的双氧水溶液就可以覆盖住瓶胚内壁的所有面积，达到高效、高性价比的杀菌效果。

当雾化的双氧水遇到干冷的瓶胚内壁时，会瞬间冷凝。这一步可以确保原本以小液滴形式存在的双氧水不会飘出瓶胚之外，而是以更加稳定的形式附着在内壁表面。

第四步：红外线加热

最初始的瓶胚硬度极高，所以在吹瓶之前必须要通过加热的方式先将瓶胚进行软化。不过除此之外，这一步重点还在于可以通过加热的方式活化以稳定形式存在的双氧水，通过更加快速的反应速率实现高效灭菌。

除此之外，随着瓶胚受红外线加热，温度不断增高，双氧水也会不断加速其反应速率直到完全分解。例如一般情况下，当瓶胚的温度被加热至60℃时，双氧水分解率为50%左右，而当瓶胚温度达到了90—100℃时，双氧水就被分解了90%，最后，当瓶胚被加热到了100℃以上时，双氧水便会开始急剧分解，一部分分解成为氧气，另一部分分解成为水。而生成的水由于处在高温环境中，会瞬间变成水蒸气，飘散于空气之中。

而正常情况下，瓶胚的加热一般要达到150℃到200℃之间进行，远高于双氧水完全分解的温度，无需考虑有多余的双氧水残留内壁，这也是为什么瓶胚干法杀菌并不存在无菌水冲洗这一步骤的原因。

第五步：瓶胚外壁UV杀菌

截至目前，我们已经针对瓶口、瓶胚内壁进行了彻底的杀菌消毒作业。而这一步就是利用紫外线的杀菌技术，对瓶胚外壁进行最后的灭菌操作，彻底确保瓶胚的每一角落都被彻底杀菌。在这一步结束之后，最为核心的干法灭菌步骤也就结束了。

第六步：红外线再次加热

这一步主要就是利用红外线节能炉进行再一次地加热，确保瓶胚彻底软化，能够达到接下来的吹瓶标准。

第七步：运输、吹瓶与罐装

到这一步已经不属于干法灭菌的范畴之内了，所以我们放在一起来讲。

在这一步中，已经被完全灭菌的瓶胚会在洁净的环境下被运输至吹瓶机，在无菌的环境下完成吹瓶工作，再通过洁净的运输环境进入到最终的无菌灌装环节。

从运输到吹瓶再到灌装，每一步都要保障瓶胚或者是空瓶不会受到微生物细菌、尘埃颗粒的二次污染，否则之前的所有步骤就都失去了效果。

图片描述：西得乐 PredisTM 瓶坯干式杀菌

图片出自：柳玉.西得乐Predis瓶胚干式杀菌技术[J].饮料工业，2016,19(02):71-72.

3、瓶胚干法杀菌的优缺点分析

优点：

①低能耗，低物料消耗

②降低瓶损率

③可承载更多瓶型

④用时短

瓶胚干法杀菌的最主要优势就是在于其较低的能源以及物料的消耗，例如其使用的双氧水呈雾化注入瓶胚内壁再冷凝，最后再分解，就充分表明了瓶胚干法杀菌仅需要极少的杀菌溶液就可以达到灭菌目的，并且不存在任何的水资源消耗，不仅节约了成本而且还更加环保。

其次，瓶胚干法杀菌由于是在瓶胚阶段进行作业，所以就无需传统湿法杀菌中的气流输送和风道过滤，避免了在运输中造成的瓶身二次污染和损坏，降低了瓶损率。同时也降低了对于设备的维护成本。

除了这些因素，瓶胚干法杀菌还可以承载更多的瓶型设计，这同样与其在瓶胚阶段作业有着密不可分的关系。由于湿法杀菌主要在空瓶阶段进行，就对瓶型的要求极高。

例如如果瓶型存在死角，就会让杀菌溶液无法喷淋到所有位置，并且无法将多余水分彻底沥干，甚至会造成杀菌溶液的残留。而瓶胚干法杀菌的所有杀菌步骤都在吹瓶之前完成，与瓶型没有任何的关系，所以理论上来讲瓶胚干法杀菌可以支持目前所有的瓶型设计。

最后一点，瓶胚干法杀菌的灭菌时间非常短，基本在几秒之内就可以完成，相较于湿法杀菌的16s作业时间，瓶胚干法杀菌的效率要更加高效。

缺点：

①设备精度高、维护成本高

②对于配套设施的要求较高

在缺点方面，瓶胚干法杀菌技术的局限性总体体现在其对于设备的高要求，这就导致成本的增加。

例如瓶胚干法杀菌技术所需要的雾化装置、紫外线装置都需要较高的精度，如果前者出现问题就会导致双氧水不能完全覆盖瓶胚内壁，后者紫外线强度不够同样会导致杀菌效果减弱，这就需要有更多的维护费用的支出。

另一方面，瓶胚干法杀菌技术必须与无菌吹瓶技术、无菌灌装技术以及超洁净的运输系统共同搭配来使用，这是因为它是在完成吹瓶之前就已经杀菌完毕，任何后续流程的瑕疵也都有可能造成二次污染。

4、总结

干法杀菌技术除了我们上述所说的瓶胚干法杀菌以外，其实还包含了空瓶干法杀菌和隔离仓干法杀菌。但是由于前者依旧是在空瓶阶段进行作业，与湿法杀菌有着一些共同的缺陷，而后者则是占地面积大且杀菌时间长。两者均不是最佳的干法杀菌方式，所以我们并没有详细介绍。

而我们所详细介绍的瓶胚干法杀菌在弥补了上面所说的几种杀菌方式的不足之处以外，它的投资回报周期也较短。

例如我们以48000p/h，年运行时间为 6000h的无菌生产线为例。它和传统湿法杀菌技术相比，每年仅节水量就能达到 6万吨，蒸汽用量也能节省9000吨。而至于容易因排放问题而造成污染的杀菌溶液，每年也可以节省 8.4 万升。

如果我们将以上节省成本按比例换算成人民币的话，首先我们以北京市工商用水每立方米5元的标准来计算，瓶胚干法杀菌技术用水方面一年可以节省30万元的支出；

其次以非采暖用1Mpa（含）蒸汽每吨221.69元的终端价格来看，一年可节省1995210元的支出；

最后如果8.4万升溶液采用的是双氧水，那么大约可节省252.5万元，如果采取的是3g/h低浓度的臭氧发生器，大约可节省126万元，除此之外，不同溶液也会对应不同的价格。

但综上所述，瓶胚干法杀菌一年大概可以节省350万元的支出费用，假设水企的投资为500万元，那么投资回收周期大约是在1.5年左右，周期较短。

所以对于前期设备的采购资金较为充足、想要做长久品牌的水企来说，瓶胚干式杀菌整体实际换算下来，无论是成本、效率还是环保，表现力都十分不错。

拿声结语：

总体来看，湿法杀菌和瓶胚干法杀菌他们都有着各自的优劣势，简单概括就是前者设备成本低、耗能成本高，后者设备成本高、耗能成本低。

不过这种说法主要还是为了更加便于您进行简单的理解，实际上的瓶胚干法杀菌更像是传统湿法杀菌的升级版本。它基本上在涵盖了湿法杀菌的所有优势的同时也弥补了湿法杀菌的不足之处。所以，在杀菌方式上面，我们更加推荐您干法杀菌。

但凡事也皆有利弊，具体的杀菌方式选择最主要的还是要根据水企的需求、资金等方面来看，如果您在看完这篇文章后对于瓶胚杀菌还存有任何的不解之处亦或是在纠结如何选择，欢迎您随时来找我们咨询，拿声期待与您的相约。