软饮料5碳酸饮料教学课件

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth levelFifth level,Click to edit Master title style,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,碳酸饮料的分类及产品技术要求,1,碳酸饮料的分类,果汁型：原果汁含量不低于,2.5%,果味型：原果汁含量低于,2.5%,可乐型：,低热量型：甜味剂全部或部分代替糖类,其它型,产品技术要求,感官指标,色泽、香气与滋味、外观形态、空隙高度、杂质,理化指标,微生物指标,细菌总数、大肠杆菌总数、致病菌不得检出,2,碳酸饮料的生产工艺流程,3,碳酸饮料是由糖浆和碳酸水定量配制而成。,生产工艺过程可分为三个基本工序，即：糖浆调配、碳酸水制备、洗瓶灌装封口等。,碳酸饮料的生产工艺有一次灌装法和二次灌装法。,一次灌装法是将糖浆和水用定量混合机按一定比例进行连续混合，再充入二氧化碳，制成碳酸饮料，然后一次灌装入容器中。,二次灌装法是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。又称为现调式灌装法、预加糖浆法或后混合（,postmix,）法。,4,预调式一次灌装法工艺,饮用水水处理冷却气水混合,CO,2,糖浆调配冷却 ,混合灌装密封,检验,容器清洗 检验 成品,一次灌装法是将糖浆和水用定量混合机按一定比例连续混合，再充入二氧化碳，然后一次灌装入容器中。又称为预调式灌装法、成品灌装法或前混合（,premix）,法。,5,优点：,含气量易于控制；,糖浆与水的比例易于准确控制，即使容器改变也不需要改变配比，产品质量均一；,一次灌装不易产生泡沫喷涌；,调和机价格低。,缺点：,不适应灌装含果肉汽水，否则易堵塞混合机喷嘴影响生产；,需二级配料罐，并且如果当时用不完很容易变质。,6,现调式二次灌装法工艺,饮用水水处理冷却气水混合,CO,2,糖浆调配冷却,灌浆灌水密封,混匀检验,容器清洗 检验 成品,二次灌装法是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。又称为现调式灌装法、预加糖浆法或后混合（,postmix）,法。,7,优点,加料机结构简单，灌装时糖浆与水各成系统，便于分别清洗，分别控制微生物；,灌装时灌装机漏液仅损失水而不损失糖浆；,含果肉果汁饮料也可以顺利灌装。,缺点,碳酸水与糖浆温度不一致，在灌水时易产生大量泡沫涌出，降低含气量，同时影响操作；,仅在水中含有气体，糖浆中不含气体，因此要求水中含气量远高于成品要求的含气量；,容器改变后必须调整加料量，且容器规格不一时产品质量不稳定；,要求加糖浆量一定，太小时则浓度太高不利于设备工作，太多时加水量过低含气量易不足，一般,30-50mL,。,8,碳酸饮料工艺流程,9,糖浆的制备,10,调合糖浆,将甜味剂、酸味剂、香料和防腐剂等分别加入配料桶并混匀后所得的浆料。,原糖浆,把定量的砂糖，加入定量的水溶解，制得的具有一定浓度的糖液。,11,热溶法,热溶法生产一般采用不锈钢化糖锅，并配有搅拌器和加热装置。其生产过程是将糖和水的用量正确配准，通入蒸汽加热并不断搅拌。在加热时，表面有,杂物,浮出，须用筛子除去，否则会影响饮料质量，甚至会产生瓶口的环形物。待糖完全溶化后，将糖浆,保温,五分钟，便于杀菌，然后再经过板式换热器冷却至4050。但,不可长时间保持高温,，以免加重颜色并产生熟糖味。在配制果味糖浆前，还应测定其,浓度,，因为在加热过程中，有一部分水被蒸发掉。该法生产效率高，糖浆质量好，工厂多采用此法，糖浆浓度一般为65,Bx。,12,原糖浆的制备,溶糖方法,冷溶法与热溶法,冷溶法,将糖直接加入水中，在室温下进行搅拌使其溶解的方法，称为冷溶法。,采用冷溶法生产糖浆，可省去加热和冷却的过程，减少费用。但溶解时间长，设备容积大，利用率差，而且必须具有非常严格的卫生控制措施。,这种方法适合于采用优质砂糖生产短期内饮用的饮料的糖浆，浓度一般配成,45,65Bx,，如要存放一天，必须配成,65Bx,。,冷溶法所用设备一般采用内装搅拌器的不锈钢桶，设备便于彻底清洗，以保证无菌。,13,连续式：指糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却均连续进行。生产效率高，全封闭，全自动操作，糖液质量好，浓度差异小，但设备投资大。,计量、混合热溶解脱气、过滤糖度调整杀菌、冷却糖液。,溶液温度高，糖的溶解度大：,100,糖的溶解度,83%,，,0,时糖的溶解度约,64%,，有,19%,糖不溶解而析出。这也是一般制备糖浆浓度为,65%,的依据。,14,糖浆浓度的测定,我国饮料行业用的糖浆浓度单位有三种：,白利度（糖纯度，,Brix,，,Bx,）,即重量百分比浓度。白利度随温度而变化，在分析化验时统一校正至,20,以便比较,波美度（,BAUME Be,）,比重（相对密度）,糖浆浓度的换算,白利度波美度,1.8,15,的比重（相对密度）,144.3,（,144.3,Be,）,15,糖液配制,生产白利度,55,o,的糖浆，,1Kg,糖需多少水？,糖浆,100L,其浓度,55,o,Bx,，其中糖与水各多少呢,?,已知,55,o,Bx,的相对密度为,1.26Kg/L,。,57,o,Bx,的糖浆制成,100L 55,o,Bx,的糖浆，需加,57,o,Bx,的糖浆多少,?,水多少？已知已知,57,o,Bx,的相对密度为,1.271Kg/L,；,55,o,Bx,的相对密度为,1.26Kg/L,。,16,混合糖浆的制备,将已过滤的原糖浆放入配料容器中，在不断搅拌下，将各种所需原料按顺序逐一加入。如果是固体原料须经加水溶解过滤后再添加，加入的顺序是：,原糖浆 测定浓度后加入，并预先计算所需原糖浆的量。,部分甜味剂 甜叶菊、,AK,糖,防腐剂,若用苯甲酸钠，则须称量后用温水溶解，配成浓度为,25%,的溶液后再加入,酸味剂,一般常用,50%,的柠檬酸溶液,果汁,香精,(,常用水溶性,),色素,(,用热水溶化,),加水到规定的容积,17,配方设计原则,设计配方时，选用的各种原料应符合我国食品卫生标准中的规定，其质量也应符合有关标准。,根据目的进行,定位设计。,18,汽水配方实例,可乐,白砂糖,109.2,磷酸,0.728,糖,1.248,咖啡因,0.104,215071,香草香精,0.3,132054,可乐浆,1.644,加碳酸水至,1000,19,20,荔枝饮料（5）,白砂糖 65,柠檬酸 0.2,荔枝汁 50,Vc 0.1,168033,鲜荔枝香精 0.4,加水至 1000,21,22,冰红茶碳酸饮料,白砂糖 93.6,柠檬酸 1,磷酸 0.8,柠檬酸钠 0.3,焦糖 0.5,110101红茶香精 0.6,161071柠檬白柠檬香精 0.7,苯甲酸钠 0.1872,加水至 1000,23,24,运动饮料,乳酸钙 0.525,氯化钾 0.154,氯化镁 0.030,食盐 0.373,柠檬酸 1.850,柠檬酸钠 0.620,白砂糖 60,葡萄糖 10,Vc 0.1,148061,西柚香精 0.6,加水至 1000,25,26,柠檬茉莉碳酸饮料,白砂糖 114.4,柠檬酸 1.248,苯甲酸钠 0.198,164071 白柠檬香精 1.2,RD011004,茉莉香精 0.6,加碳酸水至 1000,27,28,碳酸化,29,碳酸化原理,碳酸化是指二氧化碳与水的混合。碳酸化程度会直接影响碳酸饮料的质量和口味，是饮料生产的重要工艺之一。,实质,在一定压力和温度下，二氧化碳在水中溶解的过程。,30,二氧化碳在碳酸饮料中的作用,清凉作用：当二氧化碳从体内排放出来时，会把体内的热带出来，降低体温，使人有凉爽之感。,H,2,CO,3,CO,2,H,2,O,抑制微生物生长，延长碳酸饮料的货架期。,突出香味，并使碳酸饮料具其特有的甜、酸味感。,适当的刹口感,。,31,碳酸饮料中,CO,2,的参考含量,品 名 含气量 品 名 含气量 品 名 含气量,冰淇淋汽水 1.5 柠檬汁汽水 2.53.5 沙示汽水 3.54,橙汁汽水 2.5 白柠檬汽水 2.53.5 麦精汽水 3.54,菠萝汽水 2.5 樱桃汽水 2.53.5 柠檬汽水 3.54,葡萄汽水 2.5 姜汁汽水 2.53.5 苏打水 45,苹果汁汽水 2.5 可乐汽水 3.5,4,矿泉水 4,5,草莓汽水 2.5 干姜汽水 3.54,32,二氧化碳在水中的溶解度,在一定的压力和一定温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量称为,溶解度,。这时气体从液体中逸出的速度和气体进入液体的速度达到平衡，称为,饱和,。未达到最大溶解量的水溶液，叫做,不饱和溶液,。,在一个绝对大气压下，温度为15.56时，一个容积的水可以溶解一个容积的二氧化碳气体，称为一气体容积，是碳酸饮料中二氧化碳溶解量的通用单位。,欧洲大陆常用的溶解量单位为克/升，即一升饮料中溶解的,CO,2,的克数。,1,容积约等于,2,克/升。,影响二氧化碳含量的因素,33,二氧化碳在水中的溶解度,二氧化碳溶解度与绝对压力的关系,在一个绝对大气压力下，温度为,15.56,1,容积的水可以溶解,1,容积的二氧化碳。,绝对压力,=,表压,+1,。,在温度不变的情况下，压力增加，溶解度增加。,压力,5kg/cm,2,溶解度服从,亨利定律,。,亨利定律：,S=Pi=P+1,34,二氧化碳在水中的溶解度,二氧化碳溶解度与温度的关系,在压力不变的情况下，温度降低，二氧化碳在水中的溶解度也随之增加。,亨利常数（,H,），即,S=HPi,二氧化碳溶解度和与水接触的面积和时间有关,在温度和压力一定的情况下，二氧化碳与水的接触面积大，接触时间长，二氧化碳在水中的溶解量则大。,35,空气对碳酸化的影响,二氧化碳在液体中的溶解度与液体中存在的溶质的性质和二氧化碳气体的纯度有关。,纯水较,含糖或含盐,的水更容易溶解二氧化碳。而二氧化碳气体中的,杂质,则阻碍二氧化碳的溶解。,当二氧化碳中有空气存在时，不仅影响二氧化碳在水中的溶解，而且空气的存在还会促进霉菌和腐败菌等好气性微生物的生长繁殖，使饮料变质。同时还能氧化香料使风味受到影响。,1容积空气的溶解,50,容积,CO,2,的溶解。,36,空气对碳酸化的影响,空气的混入还会使液体中存在未溶解的气泡，这些气泡在灌装泄压阶段将很快逸出，剧烈地搅动产品，使二氧化碳也逸出。不仅影响加盖后产品的含气量，还会引起灌装起沫。,二氧化碳中混入空气的原因,二氧化碳气体不纯；,水中溶解空气多；,糖浆中的溶解氧；,二氧化碳管路有孔隙；,抽水管道和送水管道有孔隙；,汽水混合机内及管道内混有空气；,糖浆管道以及配比器管道中空气的存在。,37,空气对碳酸化的影响,水中空气的去除,水中的空气可以用脱气机处理。,配制糖浆时避免过激地搅拌，采取静置的方法也可以除去糖浆中的气泡。,混合机顶部的排气阀应定时排放，避免空气积存。,严格检查各管道是否漏气，以尽量减少空气的混入。,减少水的硬度,。,预碳酸化。,38,二氧化碳的需求量,二氧化碳的理论需要量的计算,二氧化碳的利用率,二氧化碳在瓶装过程中的损耗一般为,40-60%,。二氧化碳的实际用量为瓶内含气量的,2.2-2.5,倍。,39,碳酸化设备,40,冷却设备 （气液混合体系的温度）,直接冷却,间接冷却,混合设备 （气液接触面积和接触时间）,混合机的作用是在压力作用下使二氧化碳气与较低温度水或糖浆混合而成为碳酸液。,种类：碳酸化罐、填料塔、喷射式混合机。,调压设备 （体系压力）,41,水或混合液的碳酸化：,低温冷却吸收式：二次灌装工艺中把进入汽水混合机的水预先,冷却,至,4,左右，在,0.441MPa,下进行碳酸化；一次灌装中则把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却至,16,18,，在,0.784MPa,下与,CO,2,混合。此法缺点是制冷量消耗大，冷却时间长或容易由于水冷却程度不够而造成含气量不足，而且生产成本高。优点是冷却后液体的温度低，可抑制微生物生产繁殖，设备造价低。,压力混合式：采用,较高的操作压力,来进行碳酸化，其优点是碳酸化效果好，节省能源，降低了成本，提高了产量。缺点是设备造价高。,42,碳酸饮料的灌装,43,灌装方法,二次灌装：,设备简单，投资少，适合,中小型饮料厂,由于糖浆和碳酸水温度不同，在向糖浆中灌碳酸水时容易产生大量泡沫，造成,CO,2,的损失及灌装量不足。可采取糖浆灌装前通过,冷却,方式解决。,由于糖浆未经碳酸化，与碳酸水混合后会使含气量降低，因此必须使碳酸水的,含气量,高于成品预期的含气量。,采用二次灌装，糖浆定量灌装，而碳酸水的灌装量会由于瓶子的容量不一致，或灌装后液面高低不一致而难于准确，从而使成品的质量有差异。,大型二次灌装设备在灌装密封设备后设置翻转混匀机，使糖浆和碳酸水均匀混合。,44,一次灌装：,先进，适合,大型饮料厂,早期的操作是将糖浆和处理水按一定比例加到二级配料罐中搅拌均匀，再经冷却、碳酸化后灌装。需要大容积的二级配料罐，且卫生难以保证。,对于大型的连续化生产线多采取定量混合方式：,把处理水和调合糖浆以一定比例作连续的混合，压入碳酸气后灌装。,常在混合机内配冷却器或冷却碳酸化器。目前多采用同步电动混合机。,优点是糖浆和水的比例准确，灌装容量容易控制；当灌装容量发生变化时，不需要改变比例，产品质量一致；灌装时糖浆和水的温度一致，气泡少，,CO,2,气的含量容易控制和产品质量稳定，含气量足，生产速度快。,缺点是,不适合带果肉碳酸饮料,，设备复杂，混合机与糖浆接触，洗涤和消毒不方便。,45,组合灌装：,特别是,果肉碳酸饮料,按一般的一次灌装法组合各机，当灌装带肉果汁碳酸饮料时，在调合机上装一个旁通，使调合,糖浆,按比例泵入另一管线而,不与水混合,，直接送入混合机末端，利用泵和控制系统将其与碳酸水混合，然后灌装。,46,指灌糖浆、碳酸水和封盖等操作的组合。,是装瓶线的心脏，是保证产品质量的关键工序。,二次灌装系统有灌浆机、灌水机和压盖机组成。,一次灌装系统，即在加糖浆工序中，配比器放在混合机之前。灌装系统由一个动力机构驱动的灌装机和压盖机组成。,灌装系统,47,灌装的质量要求：,达到预期的碳酸化水平,保证糖浆和水的准确比例,保证合理的和一致的灌装高度,容器顶隙应保持最低的空气量,密封严密有效,保持产品的稳定性（过度碳酸化、存在杂质、存在空气、灌装温度过高或温差较大等导致不稳定）,48,其它设备,49,容器和设备的清洗系统,CIP,，是英文,Clean-In-Place,的缩写，即就地清洗或称为原位清洗,其定义为,不拆卸设备或元件,在密闭的条件下,用一定温度和浓度的清洗液对清洗装置加以强力作用,使与食品接触的表面洗净和杀菌的方法,。,50,CIP,的优点：,能维持一定的清洗效果,保证产品的安全性。,节约操作时间、提高效率,以实现商业的最大利润。,节省劳动力,保证操作的安全性。,节省清洗用水和蒸汽。,相比之下,常规拆卸清洗的缺点是,:,费时、费力,易损坏联接件,;,设备停机时间长,设备利用率低,;,清洗不彻底,有时对操作者也不十分安全。,51,CIP,装置的分类（清洗液的使用方式）：,清洗剂单次使用的,CIP,系统,(single-use CIP systems),清洗剂重复使用的,CIP,系统,(reuse CIP systems),清洗剂多次使用的,CIP,系统,(multi-use CIP systems),CIP,使用的清洗剂,中性清洗剂,水和界面活性剂均属此类。,水几乎是所有清洗剂和食品的基本成分,当污物为完全可溶时,就不需要其他清洗剂而能清洗干净。,52,CIP,使用的清洗剂,中性清洗剂,界面活性剂可分为阳离子型、阴离子型和非离子型。当进行碱性清洗时,如添加界面活性剂可促进润湿性,并具有乳化和分散功能。对于油脂污物较小的清洗对象,可以降低水的表面张力,扩大污物与机械表面的接触面积,使洗剂能够渗透而提高清洗效果。,酸性清洗剂,酸性清洗剂是用以溶解设备表面矿物质沉积物,如钙镁的沉积物、硬水积石、啤酒积石、牛乳积石和草酸钙等。,常使用的无机酸为硝酸、磷酸、硫酸,;,有机酸为醇酸、葡萄糖酸和柠檬酸,乳酸和酒石酸。,酸性清洗剂不受,CO,2,的影响,比,NaOH,容易过水,可以冷清洗。使用合成的酸性清洗剂还具有抑制酵母和霉菌的作用。,53,CIP,使用的清洗剂,碱性清洗剂,碱性清洗剂是食品工厂使用最广泛的清洗剂。,碱与脂肪结合形成肥皂，与蛋白质形成可溶性物质而易于被水清除。,最常用的碱为氢氧化钠,(NaOH),氢氧化钾,(KOH),等,NaOH,的缺点是很难过水,过水时要冲洗很长时间。但是,由于,NaOH,的清洗效果是,NaHCO,3,的,4,倍,且在适当的温度下具有杀菌效果,因而得到最广泛的应用。其他碱性清洗剂有碳酸钠、碳酸氢钠、原硅酸钠甲基硅酸钠、磷酸三钠等。,54,CIP,使用的清洗剂,消毒剂,一些化学药品可作为,CIP,过程的消毒剂。如次氯酸盐、碘化物、稳定性二氧化氯、酸性阴离子表面活性剂等等。,在消毒设备时必须对设备和管路进行彻底的清洗。如果设备表面有食品残渣或污物存在,消毒剂的效力将会大大降低。,55,检验机,线上检测仪和控制机构,贴标机和盖上打印机,包装机和传送带,56,碳酸饮料常见的质量问题及处理方法,57,杂质,原料带来的杂质,水和砂糖,瓶子和瓶盖带来的杂质,机件碎屑或管道沉积物,混浊与沉淀,微生物引起的混浊、沉淀,酵母菌,58,混浊与沉淀,化学反应引起的混浊、沉淀,砂糖,淀粉和蛋白质,絮状物检测：,“Coca-Cola”,十日法和碳酸氢钠法,硬水,钙和镁,香精香料,焦糖色素,pH,值,配料方法,瓶盖和垫上附着杂质,59,变色与变味,变色,色素,变味,微生物,二氧化碳不纯,香精香料,回收饮料瓶,气不足或爆瓶,60,作业题,P99,61,Thank You!,62,