独家“绿色乙酸”技术减少PET瓶饮料制造过程中40%的二氧化碳排放量

在DNP集团中负责PET瓶用无菌灌装系统等的开发、销售、维护服务的株式会社Aceptic System (APS)，迄今为止在PET瓶用无菌灌装系统方面，开发了领先业界的革新性能源消耗量及CO2排放量削减方式。将作为PET瓶基础的小试管形状的预制棒带入灌装工厂，在当地使其膨胀，从而提高运输效率，降低环境负荷;以超高温、短时间的最小必要能量对饮料进行灭菌;在常温下进行灌装，使PET瓶变薄，减少塑料使用量等，在饮料制造过程的各工序中实现了高生产效率和环境性能。APS于2021年开始开发绿色乙酸。日本政府宣布其目标是碳中和，饮料制造商也开始致力于利用自己的技术进一步促进碳中和，同时加速对环境的考虑。

DNP PET瓶无菌灌装系统 (常规)

在饮料制造过程的各工序中实现了高生产效率和环境性能。

• 瓶子成型:将小型试管状预制件带到灌装车间，在现场充气以提高运输效率
• 瓶装灭菌:减少药物用量
• 内容液灭菌:以超高温、短时间的最小必要能量进行灭菌
• 无菌填充:通过在室温下填充内容液，可以使容器变薄并减少塑料使用量

伴随以上，CO ₂排放量的削减

从开发的早期阶段开始，我们注意到“液体处理过程”，其在饮料制造过程中消耗的能量最大。

在无菌灌装系统中，通常将茶和果汁等产品原液用水稀释制成产品溶液，在超高温 (UHT:Ultra High Temperature) 下对“全量”进行加热灭菌，冷却后灌装。虽然该过程对于保持饮料的味道，味道，安全性等是必不可少的，但是存在在加热时消耗全部能量并且排放大量CO2的问题。

因此，APS专注于水，这是软饮料的主要原料。由于饮料工厂使用的水最初非常干净，如果它只是水，很有可能通过加热以外的方法进行灭菌......。如果水未经加热灭菌，我们认为加热灭菌可以被抑制到仅产品原液的最小液体量，并且可以大大减少能量消耗。

有两种未加热的水消毒方法:使用“紫外线” (UV) 灯进行UV消毒，或使用过滤过滤器进行消毒。然而，紫外线灭菌对某些真菌 (如霉菌) 的影响有限，而过滤灭菌过滤器的方法对真菌和细菌孢子具有灭菌作用，同时完全去除极小的“可过滤细菌”。存在单独不能对饮料进行充分灭菌的问题。

为了应对这些挑战，APS开发了一种环保意识技术“绿色乙酸”，通过结合UV灭菌和过滤灭菌过滤器对水进行非加热灭菌。

首先，对成为对象的水进行UV杀菌。这里的要点不是通常作为杀菌灯流行的“低压UV灯”，而是使用能够以高功率照射更宽波长的紫外线的“中压UV灯”。使用中压UV灯的UV灭菌设备在日本并不流行，但我们对设备进行了一些改造，并实现了系统的集成。

关于使用这种中压UV灯进行灭菌，我们根据国内外论文仔细检查了要确认的细菌，收集并验证了20多株可过滤细菌，发现所有细菌均为99.9999%或更高确认具有高杀菌效果。

然后，用中压UV灯处理的水通过过滤灭菌过滤器。通过这样做，可以物理地去除可能通过UV灭菌及其尸体存活的微生物，并产生无菌水。

这种称为“UV灭菌+过滤灭菌过滤器”的两步灭菌工艺具有等于或高于药物生产中使用的极高无菌保证水平的效果，并且可以确保饮料的安全性。

最后，将制造出的无菌水与通过其他工序加热灭菌的产品原液在无菌环境下混合后填充。与传统饮料生产相比，该系统可降低能耗，并减少整个生产线的二氧化碳排放量。与此同时，每年可以降低数千万日元的运营成本。

自2024年4月以来1号配备绿色乙酸的灌装系统已在一家大型饮料制造商全面运营。与传统的全量加热灭菌方法相比，引入该系统的饮料制造商在液体处理过程中将CO2排放量减少约80% ^※2。此外，用于清洗瓶子，盖子和无菌室的无菌水也从传统的加热灭菌转换为非加热灭菌。

在容器的灭菌中，通过采用“两步灭菌系统”，在PET瓶的形状膨胀之前对预制体进行灭菌，并在将其制成瓶子形状后再次对其进行灭菌，瓶子灭菌所需的药物使用量大大减少实现了。这些组合相当于将整个饮料生产线的二氧化碳排放量减少约40%。

绿色乙酸被采纳为“先进设备和系统”，受经济产业省和自然资源和能源局的节能补贴，因为它被证明具有高节能性能^*3。通过引进本技术，可大幅降低饮料制造商的设备投资成本。

• 2.当稀释倍率为5倍时，约80%的减少效果。根据用水稀释产品原液的倍率，削减效果也不同。

• 3.Green Aceptic被注册为一般公司共同创建倡议“节能投资促进/需求结构转换支持项目”2024年补充预算的先进设施和系统的补充目标设施。

另一方面，在引入时，有必要考虑作为饮料制造商，以最大限度地减少由于切换制造过程而对产品的影响。由于将水和产品原液分开灭菌后进行混合，因此与传统的全量加热灭菌制造方法相比，验证味道，风味，香味等非常重要。因此，APS加深了与饮料制造商的合作，并加强了与设备引入相关的支持。

APS目前旨在进一步提高绿色乙酸的节能效果和安全性，并进一步改进和创新技术，以适应更广泛的饮料。
例如，根据茶、运动饮料、碳酸饮料等杀菌水平不同的饮料的种类和特性，优化UV的照射量和过滤灭菌过滤器的种类，进一步降低成本等。

DNP集团今后也将继续发挥在日本国内获得最高市场份额的PET瓶用无菌灌装系统的优势，将绿色醋酸纤维培育成为“饮料行业标准”的技术。为了实现这一目标，我们将在2030年之前积累运营业绩，目标是在国内饮料制造商的多条生产线上引入。

我们还将加深与在全球开展业务的饮料制造商的合作，并加速海外扩张。特别是在亚洲地区，由于可以利用无菌灌装系统特点的茶饮料市场迅速增长，我们正在开发一个有前途的市场。

从中长期来看，我们计划将绿色乙酸的应用范围扩展到包装在纸容器和罐头中的饮料的生产，而不仅仅是PET瓶软饮料。因此，我们正在进一步研究DNP的各种包装技术。

DNP集团致力于将搭载了既降低环境负荷又经济合理性的绿色醋酸纤维的无菌灌装系统作为饮料行业整体的标准系统进行渗透。作为旨在实现工厂碳中和的饮料制造商的良好合作伙伴，我们将继续为未来的脱碳社会创造“理所当然”。