新型抗菌熱塑性聚氨酯(TPU)肉品分割輸送帶采用抗菌TPU，并通過特殊的擠出壓延工藝制成，主要用于畜類、禽類、魚類等肉品的清洗、分割加工過程中的輸送。與目前市場上常見的鏈板肉品分割帶、PVC或PU肉品分割帶相比，TPU肉品分割輸送帶具有抗菌、易清洗、安全、環(huán)保、節(jié)能、節(jié)水等優(yōu)點，符合國家食品安全生產(chǎn)標準。
1 引言
20世紀50年代，瑞士Habasit公司z早開發(fā)出將聚氯乙烯(PVC)或聚氨酯(PU)樹脂涂覆于織物骨架材料表面的輕型輸送帶，由此開辟了輸送帶的輕量化時代，隨后德國Siegling、荷蘭Ammeraal也陸續(xù)跨入輕型輸送帶行業(yè)[1]。1972年，美國Intralox公司首先應用輕質且節(jié)能的塑料鏈板取代金屬網(wǎng)帶，避免了金屬網(wǎng)帶易生銹、難清洗、功耗大的缺點[2]，自此輸送帶市場被PVC或PU輸送帶及鏈板輸送帶所分割。
輕型輸送帶具有平面式和模塊化的特點，適用于各種應用場合。PVC或PU輸送帶具有優(yōu)良的電絕緣性、阻燃性、耐化學腐蝕性，且原材料價格低廉，易于改性和加工，因此生產(chǎn)廠商眾多。然而，對于畜類、禽類、魚類等肉品的清洗、分割加工過程所需的肉品分割帶，PVC或PU因含大量增塑劑等有害小分子而存在安全衛(wèi)生隱患。鏈板輸送帶因易于更換、定位精準而廣泛運用于物流行業(yè)，同時因其材質耐切割且耐沖擊，也被廣泛用于肉品分割加工輸送。但是鏈板肉品分割帶存在耗能高、耗水多、污水排放量大和抗菌衛(wèi)生不足等缺點。本文研發(fā)新型抗菌熱塑性聚氨酯(TPU)肉品分割帶，能夠有效解決以上問題，故在屠宰、肉食品加工行業(yè)的應用前景廣泛。
2 鏈板肉品分割帶的應用
鏈板肉品分割帶是由許多模塊化鏈板通過孔和軸連接組裝而成的輸送帶，其中以塑料鏈板更為常見。鏈板材質剛性較大、耐切割及耐沖擊，適宜輸送重的物料，其還能承受物料裝載時的沖擊，且結構精密，傳輸定位準確。但由于鏈板材質輸送帶構造復雜，有摩擦的動關節(jié)多，因此耗電量較大，同時其軸孔部位、鏈板之間常常發(fā)出較大的摩擦噪音。此外，鏈板結構中存在較多縫隙，屠宰加工過程中產(chǎn)生的肉屑、油脂、皮毛、血污等極易粘附在鏈板縫隙中，由此增加了鏈板肉品分割帶的清洗難度，既耗時耗力，又需要消耗大量的凈水進行沖洗，顯著增加了污水的處理和排放。即便如此，少量的肉屑等污垢仍會殘留于縫隙，一方面縫隙殘留物中容易滋生細菌，如大腸桿菌、沙氏門菌、葡萄球菌等，甚至是寄生蟲卵，由此對肉品造成嚴重的污染[3];另一方面，縫隙殘留物長期存在會腐敗，產(chǎn)生尸胺等有毒物質，并伴隨惡臭氣味，嚴重污染輸送帶及其肉品。
為了提高鏈板肉品分割帶的清洗效果，生產(chǎn)企業(yè)通常還會使用專用清洗劑，這也會增加清洗后廢水的污染程度和處理難度。另外，為防止鏈板肉品分割帶的污染，保證生產(chǎn)的肉品符合國家以及歐美等國的衛(wèi)生安全標準，企業(yè)必須對鏈板輸送帶進行嚴格的消毒。在消毒過程中必然會使用大量的化學試劑，進而增加了肉品化學污染的可能性，同樣也增大了輸送帶清洗水中化學品的含量，加大了廢水的污染程度和處理難度。
對鏈板肉品分割帶清洗之后的廢水進行檢測發(fā)現(xiàn)：COD約為1500mg/L;BOD約為8000mg/L;SS為600～900mg/L;pH為6.2～6.9;大腸桿菌數(shù)為5×105個/L。按照國家標準(GB 13457-92)規(guī)定的三級排放標準為：COD為500mg/L;BOD為300mg/L;SS為400mg/L;pH為6.0～8.5;大腸桿菌數(shù)為10000個/L[4]。由此對比可知，清洗鏈板肉品分割帶的廢水遠遠超過國標規(guī)定的排放標準，必須對廢水進行處理，大幅降低COD、BOD、SS以及大腸桿菌數(shù)等指標值，達標后方可排放，而廢水處理費用較高，顯著增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
由于鏈板肉品分割帶在耗電量、耗水量、廢水處理成本等方面遠高于PVC或PU輸送帶，目前此類分割帶的市場占有率明顯降低。
3 PVC或PU肉品分割帶的應用
PVC或PU肉品分割帶是在PET織物骨架材料上涂覆PVC或PU樹脂而構成。眾所周知，軟質PVC含有大量增塑劑，在使用過程中其會不斷釋放和遷移。增塑劑的遷出一方面會導致材料逐漸變硬、變脆，甚至斷裂，另一方面析出的增塑劑成分對肉品的氣味和味道有所影響，而且此類物質被消費者攝取后會直接影響身體健康。世界衛(wèi)生組織于1995年公布的相關內(nèi)容指出：PVC塑料所用的鄰苯二甲酸酯類物質是一類環(huán)境雌激素，是必須控制的一類擾亂人體內(nèi)分泌的化學物質[5]。歐盟于1997年公布了第三類重點化學物質風險評價，其中的6種鄰苯二甲酸酯類物質也被美國EPA列入“優(yōu)先監(jiān)測污染的名單”，特別是鄰苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)。目前，DEHP對人體毒性的研究還不充分，但從已有的研究結果看，DEHP類似于環(huán)境荷爾蒙，由于其會在體內(nèi)停留一段時間才能排出，長期攝入會發(fā)生類雌激素效應，導致人體雌激素或抗雄激素活性上升，對機體產(chǎn)生生殖和發(fā)育毒性，危害男性生殖能力，促使女孩性早熟，并造成人體內(nèi)分泌失調和免疫力下降，嚴重的可能會引起肝癌[6]。鑒于DEHP嚴重危害人體健康，且不易降解，具有生物濃縮特性，世界各國都已將其列為毒性化學物質。
PU材質的肉品分割帶的表面塑料中雖然不具有增塑劑析出遷移的風險，但是纖維織物骨架層會吸收血水或油脂，而PU不具備抗菌特性，易導致整個輸送帶的污染，同時其表面和底面受血水、油脂污染運行時會打滑不順，并且這種輸送帶也難以清洗。另外，PU材質的肉品分割帶制造成本高于PVC材質的肉品分割帶，因此目前選用者較少。
4新型抗菌TPU肉品分割帶的開發(fā)和應用
TPU是一種熱塑性彈性體材料，具有硬度范圍廣、機械強度高、耐寒性突出、耐水、耐油等優(yōu)點，經(jīng)過適當?shù)目咕男?，又能具有持久的抗菌特性，尤其適用于制造肉品分割輸送帶。TPU是代替PVC或PU肉品分割帶以及鏈板肉品分割帶的良好材質，已在屠宰、肉食品加工行業(yè)應用。
新型抗菌TPU肉品分割帶以凱芙拉纖維(Kevlar)單絲作為骨架層材料，通過特殊的擠出和壓延工藝包覆TPU而制成的輕型齒形輸送帶，其結構如圖1所示。與前述兩類傳統(tǒng)肉品分割帶相比，新型抗菌TPU肉品分割帶在節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保、安全衛(wèi)生、使用壽命長等方面均具有突出的優(yōu)越性。
首先，新型抗菌TPU肉品分割帶外觀為封閉密合實體帶，既無軸孔或鏈板之間的縫隙，又無含水、含油的纖維織物裸露在外，清洗方便簡易,不僅節(jié)省清洗用水量，而且無需采用特殊的清潔劑、消毒劑，可降低清洗廢水受到化學試劑污染，簡化廢水處理過程，降低生產(chǎn)成本。
其次，TPU材質的新型輸送帶質量遠小于塑料鏈板輸送帶，且為整體結構，可有效避免鏈板輸送帶中軸孔的摩擦功耗，因此運行時具有能耗低的優(yōu)勢，進而降低使用成本。
再者，新型抗菌TPU肉品分割帶具有齒形結構，直接采用塑料齒輪驅動，在其運行過程中并非像PVC或PU肉品分割帶一直處于繃緊狀態(tài)，因此該類輸送帶的使用壽命較長。
此外，新型抗菌TPU肉品分割帶在肉品分割加工輸送過程中不會釋放塑化劑，對肉制品不會產(chǎn)生化學污染。與PVC肉品分割帶相比，新型輸送帶使肉品加工更安全衛(wèi)生。同時，新型輸送帶采用抗菌性能優(yōu)異的TPU材料作包覆層，能夠較大程度地抑制細菌的滋生與繁殖，減少肉品受到細菌污染的可能。青島平度九聯(lián)廠對新型抗菌TPU肉品分割帶與兩種傳統(tǒng)肉品分割帶進行運行后清洗前、后的細菌菌落數(shù)對比，檢測結果見表1。
新型抗菌TPU肉品分割帶在清洗前菌落數(shù)僅為鏈板肉品分割帶的19.7%、PVC肉品分割帶的24.1%，表明該新型輸送帶采用的TPU材料具有明顯的抗菌效果，同時它的實體結構可有效避免肉屑、血水和污垢的殘留。該新型輸送帶經(jīng)清洗后菌落數(shù)仍為z低，僅為傳統(tǒng)肉品分割帶的25%～30%，表明該新型輸送帶的實體帶、無縫隙和無纖維織物裸露的結構易于清洗。鏈板肉品分割帶在清洗前后細菌含量均z高，幾乎無法保證肉品安全，縮短肉制品的保質期。而PVC肉品分割帶在清洗前后細菌菌落數(shù)接近于鏈板帶，遠高于新型輸送帶。顯然新型抗菌TPU肉品分割帶在加工過程中有效控制了細菌含量，能保證肉制品的安全衛(wèi)生，完全滿足國家標準要求。幾種肉品分割帶的清洗耗水量對比表明，新型抗菌TPU肉品分割帶耗水量僅為鏈板肉品分割帶的1/2，比PVC肉品分割帶還節(jié)省1/3左右的耗水量。由此可見，新型抗菌TPU肉品分割帶易清洗，節(jié)約清洗水量和清洗時間，減少污水排放，其應用可顯著提高經(jīng)濟和社會效益。
5 總結與展望
中國從輕型輸送帶用于食品加工行業(yè)到新型抗菌TPU肉品分割帶的研發(fā)應用，經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展。與此同時，世界各國逐漸重視節(jié)能環(huán)保、安全衛(wèi)生等問題，我國也出臺了相關政策，提倡低碳、節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。用于屠宰、分割、剔骨、稱重、分級、分份、包裝的新型抗菌TPU肉品分割帶具有優(yōu)異的抗菌防霉性能和耐動物油、耐切割、耐腐爛、耐熱水和各類清洗劑清洗、易于清洗等特點，其應用范圍日益增長。目前，該新型輸送帶的制造廠家不斷增加，國外以美國Intralox及以色列Volta公司為主，國內(nèi)只有艾艾精密工業(yè)輸送系統(tǒng)(上海)股份有限公司生產(chǎn)此產(chǎn)品，也被認定具有國際先進水平。屠宰行業(yè)的肉品分割帶必然從高耗能、高污染向輕量化、環(huán)保節(jié)能、安全衛(wèi)生的方向發(fā)展，進一步提高抗菌、高強度、輕量化、易清洗的水平是對肉品分割帶的市場需求。
