碳酸饮料生产工艺培训教材

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1、2019/7/21,1,碳 酸 饮 料 生 产 工 艺,目 录,概念简介 一、生产工艺流程（主要介绍一次灌装） 二、碳酸饮料工艺点及常见质量问题 三、生产系统的CIP清洗 四、加汽果汁的过程及成品检验,2019/7/21,2,2019/7/21,3,概念简介,碳酸饮料：指含有二氧化碳的软饮料，不包括由发酵法自身产生的二氧化碳气的饮料，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。 碳酸饮料按类型可分为果汁型、果味型、可乐型和其他型。 果汁型碳酸饮料：指果汁含量在2.5%以上的碳酸饮料，如橙汁汽水、柠檬汁汽水、橘汁汽水、菠萝汁汽水等。,一、生产工艺流程一次灌装,

2、果汁碳酸饮料工艺流程示例： 原水水处理(膜渗透、脱氧） 无菌在线添加CO2 果汁经过滤 调配 过滤 预热 脱气 UHT灭菌 料液贮罐40T 糖浆 过滤 过滤 辅料经溶解 瓶坯、制瓶洗瓶 灌装、封盖 成品 封箱 温瓶 喷码,1 水处理,原水经膜渗透系统处理制成纯水（电导率 10ms/cm），再经脱氧（-0.09 -0.095Mpa）才能进入调配工序。 经脱氧后的纯水再经紫外线杀菌、冷却后（冷却到1-3 ）进入碳酸化工序。 经处理的纯水，送进车间使用，生产时每班检测一次RO水的感官指标、理化指标，每周对纯净水的微生物指标测定一次，每年一次送外进行全项检测，以保证饮料用水的质量。,2019/7/21

3、,5,返回工艺流程图,2019/7/21,6,2 糖液的制备,使用80-85度热水溶解白糖，制成一定糖度的糖液。 热溶能杀灭糖内细菌；分离出凝固糖中的杂质；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或循环加热系统，并备有搅拌器，锅底部有放料管道。,2019/7/21,7,2 糖液的制备,糖浆热溶后，一般称为原糖浆或单糖浆。 制备过程需注意： 1、用糖必须是优质砂糖，砂糖可使用碳化糖或硫化糖。 2、采用碳化糖时，溶解后可过滤后直接使用；采用硫化糖时，溶解调制成预定浓度糖浆后需经活性炭吸附，并经由硅藻土过滤器过滤方可使用。 （我们一般直接采用优质碳化糖！） 3、用水水质必须达到纯

4、净水标准，可与灌装用水相同。 4、溶糖时，温度越高溶解度越大，如100溶解83%糖，0时，约溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。这也是一般制备溶糖65%为宜的依据。,2019/7/21,8,2 糖液的制备,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。 净化：质量较差的砂糖，会导致饮料产生凝结物、沉淀物，甚至异味；灌装时出现大量泡沫；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：加入0.1%-0.3%（根据白砂糖进厂检验的色值决定）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85，通过过滤器前加入0.

5、3%（根据过滤效果适当增减，一般0.3%左右）硅藻土，避免活性炭堵塞过滤器面层。 单糖热碳处理效果评定： 1. 0.45U白色滤膜过滤，活性碳颗粒数：10粒/100ml糖浆 2. 0.8U黑色滤膜过滤，不可看见硅藻土颗粒或硅藻土粉层。单糖使用时间：25 , 不超过24小时用完，,3 调配、过滤,配料开始前对原物料的质量进行检查，确定其规格、生产日期、保质期、感官状况等无误后方可开投入使用。 香精的添加顺序，先加浊香精，后加澄清的水性香精，最后加澄清的油性香精。搅拌均匀后取样检测折光、总酸、香气、组织状态等，与标准比较，如有差异进行调整，合格后方可进入下道工序。 清汁类产品的过滤细度一级25m，

6、二级5m；浊汁低果汁含量产品的过滤细度120-150目，二级；浊汁高果汁含量产品过滤精度80-100目。 应做好滤网的清洗，过滤网每罐检查并清洗一次（观察过滤网清洁状况）,2019/7/21,9,4 UHT灭菌,对于加汽果汁产品，因调配时加入的浓缩浆或辅料含有有害微生物，需要进行灭菌。 对料液进行高温瞬时灭菌，灭菌温度和时间按配方要求，料液灭菌后冷却到4-6左右输入暂贮罐中。 料液灭菌温度95（依具体产品配方要求），控制料液流量，保证工艺要求的杀菌时间。,2019/7/21,10,2019/7/21,11, 料液暂贮,保持杀菌后料液的无菌性。 注意卫生，配料间与灌装线应尽量靠近且分开；管路要简

7、捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，避免使用临时胶管；与前后工序的设备能力要平衡；要便于操作和计量。,6、碳酸化（包括混比）,达到规定要求的物料，经高压泵泵入二氧化碳混比机，和从二氧化碳罐贮罐进来高压二氧化碳在二氧化碳混比罐中进行混合。,2019/7/21,12,2019/7/21,13,6、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。 H2CO3 CO2H2O 阻碍微生物的生长，延长产品货架寿命：国际上认为3.54倍含气量是汽水的安全区。 突出香味： 有舒服的剎口感：二氧化碳配合

8、汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味。,2019/7/21,14,二氧化碳采用食品级二氧化碳，纯度应达到99.99，为提高二氧化碳洁净度，某些企业在使用前通过净化设备对二氧化碳气体进行处理使用，例如可口可乐选用的净化流程： 二氧化碳罐车液体储罐（压力13.5-22Kg/cm2）气化器（水温40-70）调压阀（9Kg/cm2 ）水洗器氧化器（2-3%高锰酸钾溶液）中和器（5-10%碳酸钠溶液）水气分离器吸附器精滤器缓冲罐流量计生产线（压力0.7-0.8Mpa）,6、碳酸化,2019/7/21,15,6、碳酸化,2）原理：水吸收二氧化碳的作用一般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用（Carbonati

9、on）。 实际上是一个化学过程：CO2H2OH2CO3 亨利定律：气体溶解在液体中时，在一定温度下，一定量液体中溶解的气体量与液体保持平衡时的气体压力成正比。 即当温度T一定时： VHp （式中：V溶解气体量；p平衡压力；H亨利常数） 道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压之和。,2019/7/21,16,6、碳酸化,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”：在一个大气压、温度为0时， 溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。 （CO2气体的溶解度在0.1MPa、温度为15.56时，1容积的

10、水可以溶解1容积的CO2 ）,2019/7/21,17,6、碳酸化,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； CO2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。 CO2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CO2。,2019/7/21,18,6、碳酸化,CO2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。灌装过程中损耗为4060，即实际上二氧化碳的用量为瓶内含气量的2.22.5倍；采用二次灌装时，用量为2.53倍。 提高CO2的利用率方法： 选用性能优良

11、的灌装设备，在不影响操作和检修的前提下，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CO2的逸散；使用密封性能良好的瓶盖，减少漏气现象。,2019/7/21,19,6、碳酸化,CO2压力对于饮料的味道影响很大： CO2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，CO2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，CO2过高会破坏原有

12、的果香味而变苦。 一般果汁型汽水含23倍容积的CO2，可乐型汽水和勾兑苏打水含34倍容积的CO2。,2019/7/21,20,6、碳酸化,6）碳酸化方式 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：一次灌装中把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却至6以下，在管道中与CO2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

13、高了产量。缺点是设备造价高。,2019/7/21,21,6、碳酸化,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,2019/7/21,22,1）灌装方法 一次灌装：先进，适合大型饮料厂。 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。,7、灌装 封盖,2019/7/21,23,2）灌装系统 指灌装料液和封盖等操作的组合体系。 一次灌装系统加糖浆工序中，配比器放在混比之前。灌装系统由一个动力机构驱动的灌装机和压盖机组成。 灌装机：压差式、等压式、负压

14、式,7、灌装 封盖,2019/7/21,24,3）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）。,7、灌装 封盖,8、温瓶,喷码后的冷产品进入温瓶区，利用喷淋的温水进行暖瓶使产品的温度提高到28到35，并通过热风吹干。 此工序是为了使低温下的CO2，由液态气化为气态，保持产品的正常状态。,2019/7/21,25,返回工艺流程图,二、碳酸饮料工艺点及常见质量问题,工艺关键点： 使用一次灌装工艺进行碳酸饮料生产的

15、，工艺关键包括以下几方面： 1、物料的质量，主要包括瓶质量、盖质量、热缩标签质 量、热缩膜质量、二氧化碳； 2、浓浆制备，包括糖浆溶解及过滤、浓浆的调配； 3、产品混比，包括混比及碳酸化； 4、产品灌装； 5、设备的清洗及灭菌；,2019/7/21,26,2019/7/21,27,常见质量问题： CO2含量低，剎口感不明显 有固形物杂质 沉淀 风味异常变化，霉味、腐臭、异味 变色 过分起泡或不断冒泡等,二、碳酸饮料工艺点及常见质量问题,2019/7/21,28,三、生产系统的CIP清洗,1. CIP概述,1.1 定义： CIP ，是英文Clean-In-Place的缩写，即就地清洗或称为原位清

16、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。,2019/7/21,29,1.CIP概述,1.2 CIP 的优点： 与传统的手工拆卸机器零件的清洗方式相比,CIP 的优点主要有: (1) 能维持一定的清洗效果, 保证产品的安全性。 (2) 节约操作时间、提高效率, 以实现商业的最 大利润。 (3) 节省劳动力, 保证操作的安全性。 (4) 节省清洗用水和蒸汽。,2019/7/21,30,2. CIP 装置,CIP装置的分类： 根据清洗液的使用方式可以分为以下三种类型： （1）清洗剂单次使用的CIP系统 (single-use CIP systems ) （2）清洗剂重复使用的CIP系统 (reuse CIP