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第14章 包装设备发展史(1)

啤酒包装古已有之。从苏美尔人、古埃及人酿造啤酒开始,啤酒包装经历了陶器时代、木器时代到玻璃瓶时代、金属时代的发展演变过程,今后将向PET塑料瓶包装方向发展。随着包装容器的变化,包装机械设备也不断进步,由原始手工操作到机械化、自动化,包装设备的不断改进,促进了啤酒业的发展。啤酒业的发展过程和人类科技文明息息相关,同样,啤酒包装设备的发展也离不开科学技术的进步。

1. 古代啤酒的包装容器

1990年夏天,一个旅游者在埃及金字塔所在地的吉萨高地骑马驰骋的时候,马腿不慎掉进了一个洞里。这是掩埋在地下的墓地,它有漂亮的拱顶,用石膏封闭,上面有象形文字。经考证,建造金字塔的一位监工埋葬在这里。考古学家和专家陆续在这里找到了一千多座建造金字塔工人和监工的坟墓。这些人不仅留下了他们的职位和头衔,也留下了大量的啤酒罐 。这些啤酒罐留在这里,是为了让死者也能喝酒解渴。这一发现,从而也证实了前面提到的这样一个事实:古埃及建造金字塔时,工人每天的口粮是3罐啤酒,还有面包和大蒜。啤酒罐的出土,也为我们研究啤酒包装容器提供了物证。

人类在新石器时代就开始制作使用陶器,因此,古代啤酒一直与陶器密不可分。从中东地区出土的大量文物中,证明古代的苏美尔人、古埃及人从远古时代开始,使用石器和陶器作为啤酒容器。在本书第二章已经提到,古埃及的象形文字中,小陶罐就代表“啤酒” 。欧洲的考古学家明确指出,小陶罐的象形符号就代表“啤酒”,说明了陶罐对于古埃及啤酒的象征意义和重要性。

陶罐作为啤酒容器,自啤酒问世到公元纪年开始,时间长达7000年之久。这是古代啤酒一段漫长的摸索期,几乎没有什么大的变化。由于全部手工操作,啤酒发酵完成以后,直接倒入小陶罐饮用,根本不需要包装设备。

2. 橡木桶包装

公元1世纪前后,啤酒大规模传入欧洲,啤酒酿造工艺发生了明显的变化,从过去制作面包酿造啤酒,逐步转变到生产麦汁进行发酵。随着大量酿酒作坊的出现,啤酒生产规模的扩大,啤酒设备也发生了根本的变化,陶罐容器全部淘汰。橡木桶包装取而代之。橡木桶代替陶罐是欧洲人对啤酒业发展的重要贡献。

橡木桶的制作是一项技术性专业性非常强的工作,许多是世代相传。销售用的啤酒桶一般25~50升 ,啤酒工厂有专业的制桶车间,聘请专业的制桶匠负责加工制作 。欧洲出现了许多专业的制桶作坊,还有制桶行业工会。

中世纪的家庭酿酒作坊、修道院酿酒作坊基本上是自产自销,许多是前店后厂的产销形式,不需出厂便可以完成。德国的贮藏啤酒问世之前,全部生产“上面发酵”啤酒。啤酒经橡木桶发酵,然后送到附近的小酒店销售,采用直接从酒桶流入酒杯的方法上桌。这种酒有一个明显的特点,就是木桶中仍然有活的酵母继续缓慢发酵。由于发酵活动的存在,啤酒的口味不断地改变,每天的口味各不相同。如果将这种酒分装,啤酒接触到氧气,容易引起污染,存放期只能保持3~5天。

中世纪后期,德国的“下面发酵”法生产贮藏啤酒成功,生产规模扩大,销售的范围越来越远,于是产生了分装的问题。啤酒由于含有二氧化碳,啤酒分装难度很大,必须有专门的设备,于是产生了最早的装桶机 。早期的装桶机就是一根酒管直通到底,酒阀十分简单。这样的装桶机肯定灌不满,或者会溢出很多的酒,造成浪费。后来的装桶机作了改进,安装了回气管排气。这种改进后装桶机克服了装不满的问题,有效减少了酒的浪费。

橡木酒桶在欧洲使用近2000年,直到上世纪中期才逐步退出历史舞台。虽然如此,至今还有少数欧洲的小厂仍然使用橡木桶。橡木桶成为欧洲啤酒业的象征,直到如今,每逢节日或庆典,欧洲的啤酒厂都喜欢用橡木酒桶和马车作广告宣传。特别是慕尼黑啤酒节的马车巡游,非常富有异国情调和民族特色。穿着巴伐利亚传统服饰的慕尼黑酿酒工人,坐在堆满橡木桶的华丽马车上,在啤酒节的巡游队伍中十分抢眼。

欧洲的许多小酒吧对橡木桶有一种割舍不断的情结,仍然将废弃的木桶作为餐台和装饰。德国的许多啤酒厂无论室外雕塑还是办公室的小摆饰,也都离不开橡木桶符号元素,毫无疑问,橡木桶已经成为欧洲啤酒文化的重要组成部分。

橡木桶取代古代的陶罐作为啤酒的容器,对欧洲啤酒业的发展产生过推动作用,作出了巨大的贡献。但是,任何事物都是发展的、变化的,随着新材料、新技术的推广应用和啤酒生产机械化、现代化的实现,橡木桶的局限性越来越明显。一方面橡木桶加工制作困难,特别是制作大容量的橡木桶,一般的加工作坊难以胜任。据有关资料介绍,当时的发酵罐一般3000~5000立升,个别的厂家也有5万立升的发酵罐,这在当时是了不得的奇迹,因而罐的容量受到限制。而且,制造橡木桶要耗用大量的珍贵木材,造成资源的大量耗费和环境的破坏;另一方面,橡木桶的最大弱点是笨重,运输、搬运困难,容易破损,不适于机械化大生产。酿酒厂的生产工人艰难地将大木桶推进生产车间 。20世纪60年代开始,逐步采用金属材料代替,20世纪80年代以后,基本上采用不锈钢材料制作,橡木桶渐次退出历史舞台。

3. 瓶装时代

17世纪,玻璃瓶全部是手工制作的,极其珍贵,只有宫廷中才能见到的工艺品。后来,玻璃瓶作为包装容器面世,由于其珍贵稀少,当时一些国家开征玻璃税,制约了玻璃工业的发展。英国1834年宣布废除玻璃税,玻璃瓶的使用才大量出现。 18世纪末,工业革命推动了玻璃工业的发展,机器吹瓶大大提高了玻璃瓶的产量,玻璃瓶作为啤酒的包装容器应运而生。由于玻璃瓶的大量使用和电动机的普及,啤酒包装发生了革命性的变化。从洗瓶、灌装、压盖、杀菌和贴标所有工序全部实行了机械化,从而大大提高了生产效率。

20世纪初,啤酒生产机械化的实现,人们从繁重的体力劳动中解放出来,产量成倍提高,质量更趋稳定,迎来了啤酒业又一个大发展的高潮。啤酒包装设备的发展同样经历了由手工操作到机械化的过程。下面我们将详细介绍包装机械由手工操作到机械化生产的两个阶段:

其一,手工操作阶段。从玻璃瓶使用开始,空瓶都是需要清洗的。最早阶段浸瓶、洗瓶全部手工操作,先将空瓶在槽中浸泡 ,然后用毛刷洗瓶机进行内外刷洗,用清水冲洗干净,最后用于灌装啤酒 。

手工洗瓶、手工灌酒需要大量的人工,是费时、费力的工作。在没有实现机械化的时代,这是唯一的办法。后来,在手工洗瓶的基础上,逐步进行改进,人们发明了半自动灌酒机、压盖机 ,生产效率有了一定的提高。

18世纪末、19世纪初,欧洲进入工业巧合的时代。啤酒工厂已经使用了蒸汽机驱动,地下酒窖中的贮酒木桶通过合流器,进入酒泵送到一层楼面的包装车间。当时的包装还是以木桶为主。一层楼面有两台贮酒缓冲罐,一台供应桶装;另一台供应瓶装。瓶装的规模很小,只有一台简易的手动装瓶机这就是最早的啤酒包装车间。

为了减轻劳动强度,提高效率,人们发明了简易的机械,将洗瓶刷安装在手柄转动的轮子上,使用大量的清水清洗瓶子,利用这样的设备一小时可以清洗800个左右的瓶子,比起纯粹的手工刷瓶,是一项了不起的突破。玻璃瓶清洗完毕,立即灌装啤酒。灌装是啤酒包装最重要的环节,最早的灌装全部手工操作,速度慢,灌装质量差。灌装后必须加盖,防止啤酒溢出。手工阶段的啤酒瓶封盖是非常麻烦的,首先要将软木塞用水煮沸,风干后,用木槌打入瓶颈。为了保险起见,还要加一层蜡密封。19世纪后期,聪明的德国人发明了半自动的灌酒机、压盖机,借助机械动力的作用,实现半机械化的生产,提高了生产效率。最初啤酒的灌装由中间商完成,中间商从啤酒工厂买进桶装啤酒,再装瓶外卖。这样的销售形式对啤酒的质量肯定有影响,后来,逐步转变为啤酒工厂灌装啤酒,因而促进了啤酒机械化的进程。

其二,啤酒包装机械化阶段。19世纪初,工业革命推动了啤酒业向机械化方向发展,啤酒包装设备的技术革新日新月异。19世纪末,电动机的大量使用为啤酒包装机械的发展提供了广阔的空间。以电动机为动力的洗瓶机、灌酒机、压盖机、杀菌机、贴标机等在很短的时间内面世,啤酒生产机械化的浪潮到来了。德国的许多啤酒厂出现了相当规模的灌酒车间 。

19世纪末出现了马达驱动的洗瓶机,是现代洗瓶机的雏形。马达带动皮带轮驱动两条平行的主链条,链条上装有金属吊篮,放入玻璃瓶,通过浸泡槽清洗 。现代洗瓶机将吊篮进行了改进,增加了进出瓶机构和除标装置,增加了浸泡槽,基本原理没有太大变化。

回转式自动灌酒机也是现代灌酒机的雏形。灌酒机上部是酒缸,中间是灌酒平台,马达驱动酒缸和灌酒平台作圆周运动,空瓶通过气缸顶向酒阀,并开启酒阀灌酒,和现代的灌酒机原理也是相同的。自动灌酒机同时配套了电动压盖机,见“早期压盖机”。虽然笨重,但是下盖装置等和现代压盖机大同小异。最早的瓶塞是软木塞,只能手工操作。

1872年英国人亨利·巴雷霆特发明了螺旋盖,比软木塞大大进了一步,获得广泛应用。随后不久,荷兰人发明了一种瓷质旋转型瓶塞 。1892年,英国人威廉·佩恩特设计了一种特殊的瓶盖,倒置时像古代皇帝头上的冠冕,后来习惯叫它“皇冠盖” 。这种瓶盖的特点是封口严密,容易开启,适合机械化生产,因而饮料、酒类等食品行业广泛使用,100多年来,一直居主导地位。

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