獨家“綠色乙酸”技術減少PET瓶飲料制造過程中40%的二氧化碳排放量

在DNP集團中負責PET瓶用無菌灌裝係統等的開發、銷售、維護服務的株式會社Aceptic System (APS)，迄今為止在PET瓶用無菌灌裝係統方面，開發了領先業界的革新性能源消耗量及CO2排放量削減方式。將作為PET瓶基礎的小試管形狀的預制棒帶入灌裝工廠，在當地使其膨脹，從而提高運輸效率，降低環境負荷;以超高溫、短時間的最小必要能量對飲料進行滅菌;在常溫下進行灌裝，使PET瓶變薄，減少塑料使用量等，在飲料制造過程的各工序中實現了高生產效率和環境性能。APS於2021年開始開發綠色乙酸。日本政府宣佈其目標是碳中和，飲料制造商也開始衹力於利用自己的技術進一步促進碳中和，同時加速對環境的考慮。

DNP PET瓶無菌灌裝係統 (常規)

在飲料制造過程的各工序中實現了高生產效率和環境性能。

• 瓶子成型:將小型試管狀預制件帶到灌裝車間，在現場充氣以提高運輸效率
• 瓶裝滅菌:減少藥物用量
• 內容液滅菌:以超高溫、短時間的最小必要能量進行滅菌
• 無菌填充:通過在室溫下填充內容液，可以使容器變薄並減少塑料使用量

伴隨以上，CO ₂排放量的削減

從開發的早期階段開始，我們註意到“液體處理過程”，其在飲料制造過程中消耗的能量最大。

在無菌灌裝係統中，通常將茶和果汁等產品原液用水稀釋制成產品溶液，在超高溫 (UHT:Ultra High Temperature) 下對“全量”進行加熱滅菌，冷卻後灌裝。雖然該過程對於保持飲料的味道，味道，安全性等是必不可少的，但是存在在加熱時消耗全部能量並且排放大量CO2的問題。

因此，APS專註於水，這是軟飲料的主要原料。由於飲料工廠使用的水最初非常幹淨，如果它只是水，很有可能通過加熱以外的方法進行滅菌......。如果水未經加熱滅菌，我們認為加熱滅菌可以被抑制到僅產品原液的最小液體量，並且可以大大減少能量消耗。

有兩種未加熱的水消毒方法:使用“紫外線” (UV) 燈進行UV消毒，或使用過濾過濾器進行消毒。然而，紫外線滅菌對某些真菌 (如黴菌) 的影響有限，而過濾滅菌過濾器的方法對真菌和細菌孢子具有滅菌作用，同時完全去除極小的“可過濾細菌”。存在單獨不能對飲料進行充分滅菌的問題。

為了應對這些挑戰，APS開發了一種環保意識技術“綠色乙酸”，通過結合UV滅菌和過濾滅菌過濾器對水進行非加熱滅菌。

首先，對成為對象的水進行UV殺菌。這裡的要點不是通常作為殺菌燈流行的“低壓UV燈”，而是使用能夠以高功率照射更寬波長的紫外線的“中壓UV燈”。使用中壓UV燈的UV滅菌設備在日本並不流行，但我們對設備進行了一些改造，並實現了係統的集成。

關於使用這種中壓UV燈進行滅菌，我們根據國內外論文仔細檢查了要確認的細菌，收集並驗證了20多株可過濾細菌，發現所有細菌均為99.9999%或更高確認具有高殺菌效果。

然後，用中壓UV燈處理的水通過過濾滅菌過濾器。通過這樣做，可以物理地去除可能通過UV滅菌及其尸體存活的微生物，並產生無菌水。

這種稱為“UV滅菌+過濾滅菌過濾器”的兩步滅菌工藝具有等於或高於藥物生產中使用的極高無菌保證水平的效果，並且可以確保飲料的安全性。

最後，將制造出的無菌水與通過其他工序加熱滅菌的產品原液在無菌環境下混合後填充。與傳統飲料生產相比，該係統可降低能耗，並減少整個生產線的二氧化碳排放量。與此同時，每年可以降低數千萬日元的運營成本。

自2024年4月以來1號配備綠色乙酸的灌裝係統已在一家大型飲料制造商全面運營。與傳統的全量加熱滅菌方法相比，引入該係統的飲料制造商在液體處理過程中將CO2排放量減少約80% ^※2。此外，用於清洗瓶子，蓋子和無菌室的無菌水也從傳統的加熱滅菌轉換為非加熱滅菌。

在容器的滅菌中，通過採用“兩步滅菌係統”，在PET瓶的形狀膨脹之前對預制體進行滅菌，並在將其制成瓶子形狀後再次對其進行滅菌，瓶子滅菌所需的藥物使用量大大減少實現了。這些組合相當於將整個飲料生產線的二氧化碳排放量減少約40%。

綠色乙酸被採納為“先進設備和係統”，受經濟產業省和自然資源和能源局的節能補貼，因為它被證明具有高節能性能^*3。通過引進本技術，可大幅降低飲料制造商的設備投資成本。

• 2.當稀釋倍率為5倍時，約80%的減少效果。根據用水稀釋產品原液的倍率，削減效果也不同。

• 3.Green Aceptic被註冊為一般公司共同創建倡議“節能投資促進/需求結構轉換支持項目”2024年補充預算的先進設施和係統的補充目標設施。

另一方面，在引入時，有必要考慮作為飲料制造商，以最大限度地減少由於切換制造過程而對產品的影響。由於將水和產品原液分開滅菌後進行混合，因此與傳統的全量加熱滅菌制造方法相比，驗證味道，風味，香味等非常重要。因此，APS加深了與飲料制造商的合作，並加強了與設備引入相關的支持。

APS目前旨在進一步提高綠色乙酸的節能效果和安全性，並進一步改進和創新技術，以適應更廣泛的飲料。
例如，根據茶、運動飲料、碳酸飲料等殺菌水平不同的飲料的種類和特性，優化UV的照射量和過濾滅菌過濾器的種類，進一步降低成本等。

DNP集團今後也將繼續發揮在日本國內獲得最高市場份額的PET瓶用無菌灌裝係統的優勢，將綠色醋酸纖維培育成為“飲料行業標準”的技術。為了實現這一目標，我們將在2030年之前積累運營業績，目標是在國內飲料制造商的多條生產線上引入。

我們還將加深與在全球開展業務的飲料制造商的合作，並加速海外擴張。特別是在亞洲地區，由於可以利用無菌灌裝係統特點的茶飲料市場迅速增長，我們正在開發一個有前途的市場。

從中長期來看，我們計劃將綠色乙酸的應用範圍擴展到包裝在紙容器和罐頭中的飲料的生產，而不僅僅是PET瓶軟飲料。因此，我們正在進一步研究DNP的各種包裝技術。

DNP集團衹力於將搭載了既降低環境負荷又經濟合理性的綠色醋酸纖維的無菌灌裝係統作為飲料行業整體的標準係統進行滲透。作為旨在實現工廠碳中和的飲料制造商的良好合作夥伴，我們將繼續為未來的脫碳社會創造“理所當然”。