飲料無塵車間無菌灌裝是指將經過殺菌后已獲得商業無菌狀態的半成品流體，封閉在已殺菌的容器中，在潔凈環境下灌注，灌裝后灌裝容器保持密封以防止再度感染，達到在不加防腐劑、不經冷藏條件下得到較長質保期的灌裝方法。由于無菌飲料灌裝的滅菌時間短，因而飲料的營養成分破壞少，色、味保持較好，近年來在牛奶、酸奶、果汁等灌裝中均得到廣泛應用。
無菌灌裝包含：灌裝材料無菌、灌裝產品無菌、灌裝環境無菌和灌裝后完整封合四個要素。“無菌”表明了產品中不含任何影響產品質量的微生物，“完整封合”表明了經過適當的機械手段將產品封合到一定容積的灌裝內，能防止微生物和氣體或水蒸汽進入灌裝。
1、無菌灌裝材料：無菌灌裝材料一般有金屬罐、玻璃瓶、塑料容器、復合罐、紙基復合材料、多層復合軟灌裝等幾種。
2、灌裝產品的無菌：食品物料的殺菌分為熱力殺菌和冷殺菌。目前主要以熱力殺菌為主，其又分超高溫殺菌和高溫短時殺菌兩種，物料的冷殺菌方法主要指紫外線和微波殺菌。簡單解釋如下：
1）超高溫殺菌是指在溫度和時間分別為135-150℃和2-8秒的條件下，對乳品或其他飲料進行處理的一種工藝。
2）對超高溫殺菌有蒸煮味的物料可采用高溫短時殺菌，在溫度為70-75℃和時間為15-20s的條件下進行殺菌處理。
3）冷殺菌方法是指采用紫外線殺菌、輻射殺菌、微波照射殺菌等以達到殺菌目的。
由于飲料粘度、PH值、熱敏性、易氧化性等特殊性，使得殺菌方法和設備也各有差別。PH值大小往往決定了物料殺菌時的溫度和時間，PH值的高低取決于飲料中酸性物質的多少，分離程度如何等。低酸性飲料PH值大于4.6，可以為致病微生物提供理想的生長條件，微生物也可良好地生長，一般采用超高溫瞬時殺菌；酸性飲料的PH值在3.7-4.6之間，它其中的致病菌不易生長，但細菌可以生長，一般采用超高溫瞬時殺菌或高溫短時殺菌，對低酸性飲料可通過加酸或發酵的方法使之轉化為酸性飲料，從而降低殺菌要求，提高貨架壽命，此法用于處理飲料中的番茄汗、乳酪等。高酸性飲料的PH值小于3.7，在此酸度下致病菌無法生長，細菌也無法生長，因此殺菌并不是需要特別注意的問題，保持品質成為首要目的。一般采用巴氏殺菌就可滿足要求，即在62℃下處理30分鐘，也可用超高溫瞬時殺菌或高溫短時殺菌，視具體情況而定。
3、灌裝環境的無菌：無菌灌裝系統主要分為兩大類系統，敞開式無菌灌裝系統和封閉式無菌灌裝系統。它們之間zui大的區別是封閉式無菌灌裝系統比敞開式無菌灌裝系統多了無菌室；灌裝材料要在無菌室內殺菌、成形、灌裝。由于無菌室一直通有無菌氣體保持其正壓，所以無菌室能有效防止微生物的污染，因此在飲料生產中應用廣泛。
無菌灌裝環境首先要確保的是設備無菌，主要殺菌方法有加熱法和化學法。對敞開式無菌灌裝機而言，在無菌充填之前，灌裝機內與產品接觸的表面必須經過殺菌。其殺菌是通過灌裝機自身產生的無菌熱空氣（或無菌熱蒸汽）來實現的。在殺菌過程中，無菌熱空氣直接接觸灌裝機與產品接觸的表面進行殺菌。
封閉式無菌灌裝機的殺菌只通過無菌熱空氣是不夠的，還要保證封閉空間的無菌，即無菌室的殺菌。生產前，無菌室一般用雙氧水噴霧和無菌空氣的干燥來實現，無菌空氣是通過灌裝機內的無菌空氣加熱器將其加熱至一定溫度所得到的；殺菌時，液態雙氧水噴射至無菌熱空氣中并瞬時蒸發，這樣無菌空氣和雙氧水氣體的混合物進入無菌室進行殺菌，冷凝在內表面的雙氧水通過無菌熱空氣進行干燥，從而完成無菌室的殺菌。
作為環境的殺菌一般采用洗滌、加熱、藥物和紫外線照射等措施，對與飲料相接觸的裝置和整個容器表面進行殺菌處理，空間環境則多采用藥物殺菌，整個灌裝系統無菌狀態的維持則靠進入無菌空氣并使整個系統保持一定的正壓，以防止外部空氣中微生物侵入。
建議敞開式無菌灌裝系統和封閉式無菌灌裝系統的外圍環境也是“正壓無菌無塵室”。這個無塵無菌空氣又是如何形成的呢？其“無塵”主要依靠初中過濾器過濾器循環過濾得到；“無菌”則是在凈化機組內配套安裝“NICOLER動態殺菌組件”，空氣每被循環一次即進行一次殺菌，使得受控環境始終控制在在線殺菌狀況，對人體無任何害處。設備停機時微生物會繁殖，可能導致大量微生物不能充分殺死。因此設備在清洗后應盡量抽干，以便沒有水或溶液殘留。
4、灌裝封口：灌裝封口對無菌灌裝來說是zui后一個環節，也是關鍵的一個環節，其直接影響產品的灌裝品質和儲存期。其要求是一方面能防止微生物和氣體或水蒸汽侵入，另一方面是不能讓產品自身的氣味和原液溢出。 多數無菌灌裝封口采用熱封、超聲波或膠片、氣封，有些用折疊、項合封口，封口時注意壓力應均勻分布于密封表面；封口過程的條件如封口溫度、時間、壓力必須有安全界限，并能控制；封口表面應避免產品或其它污物污染；封口位置必須準確，特別是熱成型/灌裝/封口同機進行情況下，更應防止封口位置發生偏差。