3-3碳酸饮料生产工艺

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,Dep. Of Food Science & Technology,Soft Drink Technology,软饮料工艺学,碳酸饮料加工技术,碳酸饮料,生产工艺,本节主要内容,糖浆的制备和配合,碳酸化,调和方式及调和器,碳酸饮料灌装线,碳酸饮料常见的质量问题及处理方法,教学重点,:,1,碳酸饮料的生产工艺；,2,碳酸饮料的原料配制及配方设计；,3,碳酸饮料生产过程的主要工序的控制 。,教学难点：,1,碳酸饮料糖浆的配合过程；,2,碳酸化原理及操作；,3,碳酸饮料调和方法和调和设备,。,一、概念,碳酸饮料,是指含有,二氧化碳,的软饮料，通常由水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、二氧化碳气及其他原辅料组成，,俗称汽水,。,二、分类,1,）果汁型,2,）果味型,3,）可乐型,4,）其他型,碳酸饮料概念及生产工艺,三、主要生产设备,（,1,）,水处理系统,：水过滤、澄清、软化、消毒、排气,（,2,）,糖浆调配设备,：化糖锅（夹层锅,),、糖浆过滤器（内有筛网）、配料罐（调配缸）,（,3,）,碳酸化设备,（,最关键,）：二氧化碳生成器、二氧化碳气调压站、水冷却器、混合机,（,4,）,洗瓶设备,：清洗、消毒,（,5,）,灌装设备,糖浆过滤器,二氧化碳发生器,夹层锅,灌装设备,三、灌装方法,（,1,）,一次灌装法（预调法）,先将各种原辅料按工艺要求配成调和糖浆 再与,CO2,混合 灌装,一次灌装工艺流程,一次灌装法,是将调味糖浆与水预先按照一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器。又称为,预调式灌装法,、,成品灌装法,或,前混合（,premix,）法,三、灌装方法,（,2,）,二次灌装法,先将调和糖浆（原料与配方与一次灌装相同）定量灌入瓶中 再充入碳酸水 封口,二次灌装工艺流程,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,（一）糖浆的制备与配合,一、糖浆的制备,1,、糖浆的作用,提供稠度而有助于传递香味,提供能量和营养价值,饮料厂来说，从卫生和浓度控制的观点出发，糖浆的制备无疑是重要的。要达到配料掺和良好和完善，以生产一致性和高质量的饮料,将糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。必须是优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后备用。其水也必须是纯良的水，其水质可与灌装用水相同,2,、原糖浆的配制,饮料厂来说，从卫生和浓度控制的观点出发，糖浆的制备无疑是重要的。要达到配料掺和良好和完善，以,生产一致性,和,高质量,的饮料,将糖溶解于水中，一般称为,原糖浆,或,单糖浆,。必须是优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后备用。其水也必须是纯良的水，其水质可与灌装用水相同,(1),溶糖的方式,冷溶法,：配制,短期内饮用,的饮料糖浆。,特点,：不加热不杀菌，口感好，但效率低，易感染病菌。,一般,4565,0,Bx,（要存放,1,天必须是,65,0,Bx,）。,冷溶法生产须有严格的卫生控制措施，但可以节省燃料,蒸汽加热或热水,热溶,：零散饮料，纯度要求高，或,要求延长贮藏期,的饮料。,特点,：加热杀菌，效率高，但风味较差。,一般配成,55-60BX,。,溶解迅速，短期内可生产大量糖 液。,一般采取,不锈钢的双层溶糖锅,，并备有,搅拌器,，锅底部有放料管道。,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。,特点,：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。,生产流程,：,计量、混合热溶解脱气、过滤糖度调整杀菌、冷却糖液,溶糖注意,：温度高，溶解度大，如,100,溶解,83%,糖，,0,时，约溶解,64%,的糖，有,19%,糖不溶解而析出。这也是一般制备,65%,为宜的依据。,(2),糖浆浓度测定：,糖度测定仪器：比重计、波美表、糖度表、折光仪,a,、比重测定,b,、白利度,指含糖量的质量百分率,如：如,50BX,即,100g,糖液中含糖,50g,(3),糖浆过滤,：,对于高质量优质砂糖制备的糖浆，采取不锈钢丝网、帆布、棉饼、板框等方式,(4),净化,：,针对质量较差的砂糖，会导致饮料产生凝结物、沉淀物，甚至异味；装瓶时出现大量泡沫等；或者对一些特殊的饮料如白柠檬汽水，对糖浆色度要求很高，一般要求净化处理。,净化处理,：加入,0.5%1,活性炭,到热糖浆中，一边添加一边搅拌，活性炭与糖液,接触,15min,，,温度保持,80,，通过过滤器前,加入,0.1%,硅藻土,，避免活性炭堵塞过滤器面层。,二、调味糖浆配置,调味糖浆,（,果味糖浆或加香糖浆,）指根据产品技术要求，配合好各种原料，可作灌装的糖浆。,配料准备和处理,投料顺序,（在不断搅拌的情况下，但不能太剧烈）：,原糖浆,：测定其浓度及需要的容积,防腐剂,：称量后温水溶解,甜味剂,：温水溶解后加入,酸味剂,：,50,果汁,（乳化剂、稳定剂）,色素,香精,加水到规定容积,配合完毕后,即可,测定糖浆浓度,，,同时抽少量糖浆加碳酸水，观察色泽，评味，检查是否与标准样符合,在搅拌器和容量刻度标尺的不锈钢容器内,配合,；,搅拌方式,多为,倾斜式,或,腰部式,，可避免因振动而致使灰尘和油污等杂质掉入糖浆中,配合分：间歇式和连续式,间歇式,：,热调合,：在高温下进行配料，通常用热溶糖液直接配料，然后冷却；只经过一次加热就完成溶糖、调合与杀菌等工艺操作，节省能源，但破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大；所以要选耐热的香精，只适合于果味性饮料。,冷调合,：常温下（低于,20,）进行配料，然后巴式杀菌、冷却；多用于含热敏性香料多的果味型饮料和果汁行饮料的生产；,常温下调和：原料均质第二调合罐（缓冲作用为主）,90,以上杀菌（,30S,）杀菌不良的返回溶解罐冷却至,25,缓冲罐糖浆输出到灌装车间。,连续式：,各溶液高位槽定量比例泵混合器第一调合罐均质机第二调合罐定量比例泵（用水调节调节浓度）混合器糖浆输出到灌装车间。,连续式配制糖浆浓度精度高（,0.05,波美度），可大大降低糖原料的损耗，全封闭操作，卫生状况良好，设备一次投入大。,调合工艺流程的布置应遵循,：,(1),注意卫生，溶糖和配料分开；,(2),配料间与灌装线应尽量靠近；,(3),管路要简捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，避免使用临时胶管；,(4),与前后工序的设备能力要平衡；,(5),要便于操作和计量。,配制好的糖浆应立即装瓶，尤其是乳浊型饮料，糖浆贮存时间长，会发生分层，装瓶时应经常对糖浆加以搅拌。,二 碳酸化,1.,二氧化碳的作用,清凉作用,：碳酸在腹中由于温度升高，即进行分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。,H,2,CO,3, CO,2,H,2,O,阻碍微生物的生长，延长汽水货架寿命,：国际上认为,3.5,4,倍含气量是汽水的安全区,突出香味,：,有舒服剎口感,：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味,3.,二氧化碳在水中的溶解度,在一定压力和温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做,溶解度,。碳酸饮料中常用的溶解量单位叫“本生容积”，简称“容积”：在,0.1MPa,、温度为,0,（,15.56,）时，溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。,美国,有的工厂用“,奥斯瓦德容积,”，区别是用当时测定的温度，由于温度不同而发生的容积变化不再作调整。,欧洲,常用的溶解量单位为,g/l,。两者的换算关系是,1,容积约等于,2g/l,。在标准情况下，,1mol,气体的体积为,22.4l,，二氧化碳的克分子量为,44g,。所以二氧化碳的密度,44g/22.4l,1.96g/l,（精确计算为,44.01/22.26=1.98,）。,4. CO2,在水中的溶解度影响因素,气液体系的绝对压力和液体的温度；,CO,2,气体的纯度；,液体中存在的溶质的性质；,气体和液体的接触面积和接触时间。,CO,2,气体的溶解度在,0.1MPa,、温度为,15.56,时，一容积的水可以溶解一容积的,CO,2,。,5. CO,2,理论需要量的计算,根据气体常数,1mol,气体在,0.1MPa,、,0,时为,22.41L,因此,1molCO,2,在,T,时的体积,: V,mol,(273+T)/27322.41(L),则：,G,理,V,汽,N/V,mol,44.01,式中：,G,理,-CO,2,理论需要量；,V,汽,-,汽水容量（,L,）（忽略了汽水中其它成分对,CO,2,溶解度的影响以及瓶颈空隙部分的影响）；,N-,气体吸收率即汽水含,CO,2,的体积倍数；,44.01-CO,2,的摩尔质量（,g,）；,V,mol,-T,下,1molCO,2,的容积,CO,2,的利用率,二氧化碳的实际消耗量在碳酸饮料生产中比理论需要量大，因为生产过程中二氧化碳的损耗很大。,装瓶过程,中,损耗为,40,60,，,即实际上二氧化碳的用量为瓶内含气量的,2.2,2.5,倍,；采用,二次灌装,时，用量为,2.5,3,倍,提高,CO,2,的利用率方法,：,选用性能优良的灌装设备,，在不影响操作怕和检修的前提下，尽量缩短灌装与封口之间的距离；,经常对设备进行检修，,提高设备完好率,，减少灌装封口时的破损率（包括成品的）；,尽可能提高单位时间内的灌装、封口速度、减少灌装后在空气中的暴露时间，,减少,CO,2,的逸散,；,使用密封性能良好的瓶盖,，减少漏气现象,CO,2,压力对于饮料的味道影响很大,：,CO,2,过高,，使饮料的,甜酸味减弱,；,过少碳酸气,给人的,刺激太轻微,，,失去,碳酸饮料应有的,剎口感,。,对于风味复杂的碳酸饮料，,CO,2,过高,反而,冲淡饮料应有的独特风味,，对于含挥发性成分低的柑桔型碳酸饮料尤其如此。,有些碳酸饮料由于,所用香精含易挥发的萜类物质,，,CO,2,过高,会,破坏原有的果香味而变苦,。,一般果汁型汽水含,2,3,倍容积的,CO,2,，可乐型汽水和勾兑苏打水含,3,4,倍容积的,CO,2,碳酸化设备,1.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。,2.冷却设备 （气液混合体系的温度）,3.调压设备 （体系压力）,6.,碳酸化方式和设备,水或混合液的冷却,：水的冷却、糖浆的冷却、水和糖浆混合液的冷却、水冷却后与糖浆混合后再冷却,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,碳酸化系统,：,二氧化碳气调压站,（根据所供应的二氧化碳压力和混合机所需压力进行调节的设备）,水冷却器,汽水混合机,：,薄膜式混合机,喷雾式混合机,喷射式混合机,填料塔式混合机,静态混合器,薄膜式混合机,喷雾式混合机,碳 酸 化 罐,填料塔式混合机,碳酸化过程中的注意事项,：,保持合理的碳酸化水平,保持灌装机一定的过压程度,将空气混入控制在最低限度,保证水或产品中无杂质,保证恒定的灌装压力,三 调和方式及调和器,一、调和方式,现调式（二次灌装法）,水先经冷却和碳酸化，然后再与加味糖浆分别灌入容器,(,瓶,),中调和成汽水的方式。适用于含有果肉成分的汽水。,预调式（一次灌装法）,水与加味糖浆按一定比例先调好，再经冷却混合，将达到一定含气量的成品灌入容器,(,瓶或罐,),中的方式。,组合式,二、调和器,配比泵法,孔板控制法,注射器法,四玻璃瓶的洗涤,60,65,摄氏度,3.5,4,的氢氧化钠碱洗，瓶子与碱液的接触时间不少于。,后水洗,进洗瓶机之前要进行人工预检,1.,灌装方法,二次灌装,：,设备简单，投资少，适合中小型饮料厂,从卫生角度来讲，二次灌装容易保证产品卫生；,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。如糖浆和碳酸水的比例为,1,：,4,。成品含气量为,3,倍容积，则碳酸水的含气量为,35/4,3.75,倍的容积。,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,五 碳酸饮料的灌装,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稳定；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,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,按一般的一次灌装法组合各机，在调合机以后加入一个旁路，采用注射式混合机进行冷却碳酸化，然后灌装。,2.,灌装系统,指灌糖浆、碳酸水和封盖等操作的组合体系,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,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,灌浆机与配比器,灌装机：压差式、,等压式,、负压式,封口机：,灌装生产线,3.,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）,不正常的混浊与沉淀,产品污染了微生物，多为酵母,原辅材料质量差或处理不妥，发生沉降、凝聚等。,砂糖的纯度不高,水的浊度过高,乳化剂乳化不完全,酸、碱中和或酸,、碱与盐类的置换反应，防腐剂与酸反应,六碳酸饮料常见质量问题及处理方法,.,变色,（,1,）褐变。褐变包括有酶促褐变和非酶褐变,。,酶促褐变,食品中含的多酚氧化酶造成（三个必要条件：多酚类物质、多酚氧化酶和氧气）,非酶褐变,由美拉德反应、焦糖化反应等造成,美拉德反应必要条件：含羰基的物质和含氨基的物质 ）,（,2,）褪色,产生褪色的主要原因：,光线的照射使耐光性弱的物质，主要是色素变性褪色,温度过高使耐热性弱的色素变性褪色或加速物质氧化还原反应的褪色,变味,原辅材料质量差或处理不妥，如,2,中杂质量高，又上净化方法不妥,来源于空气中的,2,使物质产生氧化作用而变味，如香精（特别是萜类）的氧化变味,配制时间过长。温度过高引起挥发性物质如香精挥发逃逸，造成香味不足,微生物污染，其代谢产物使得产品变味，如酵母产酒精、醋酸菌产酸等,酸甜比例失调，配料不妥造成变味,气压过高或过低，使风味失调,.,气不足或爆瓶,碳酸化效果差,温度过高或,2,压力太大，由于储藏温度高或,2,含量又大，气体增加而爆瓶,瓶质量太差,保证碳酸饮料质量的途径,减少微生物污染，造成不利于微生物生长繁殖的环境,（,1,）控制微生物的进入,改善工厂环境卫生，保持工厂车间的清洁,加强设备、机械的清洗与消毒,加强容器的清洗与消毒,搞好操作卫生工作,加强原辅材料的保管和处理,加强水的处理,（,2,）加强杀菌,包括糖的杀菌以及设备、容器的杀菌,（,3,） 改变微生物生存环境,在允许的范围内添加适量防腐剂,减少饮料溶解的空气，尤其是,2,.,杜绝昆虫的进入,搞好工厂环境卫生，消灭工厂范围内的昆虫滋生地,生产车间采用双重门、窗，保持四周特别是地板干净,加强容器的处理,小结,本章介绍了碳酸饮料的概念，并对碳酸饮料的生产技术进行介绍，重点对碳酸饮料生产中糖浆调配和碳酸化的原理和操作步骤进行详细。,重点要求掌握：,1,）糖浆的调配；,2,）碳酸化的原理及操作要点。,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,内容总结,Dep. Of Food Science & Technology。调和方式及调和器。b、白利度 指含糖量的质量百分率。如：如50BX即100g糖液中含糖50g。则：G理V汽N/Vmol44.01。有些碳酸饮料由于所用香精含易挥发的萜类物质，CO2过高会破坏原有的果香味而变苦。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。一次灌装中则把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却至1618，在0.784MPa下与CO2混合。从卫生角度来讲，二次灌装容易保证产品卫生。二次灌装系统有灌浆机、灌水机和压盖机组成。褐变包括有酶促褐变和非酶褐变。酶促褐变食品中含的多酚氧化酶造成（三个必要条件：多酚类物质、多酚氧化酶和氧气）。非酶褐变由美拉德反应、焦糖化反应等造成。减少微生物污染，造成不利于微生物生长繁殖的环境。改善工厂环境卫生，保持工厂车间的清洁。谢谢观看/欢迎下载,