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1、碳酸饮料的生产工艺流程 一、碳酸饮料的基本特征 30min （一）碳酸饮料的定义:指含有CO2的软饮料的总称 （二）分类 1果汁型碳酸饮料：指含有2.5%及以上的天然果汁 2果味型碳酸饮料：以香料为主要赋香剂，果汁含量低于2.5% 3可乐型碳酸饮料：含有可乐果、白柠檬、月桂、焦糖色素 4其它型碳酸饮料：乳蛋白碳酸饮料、冰淇淋汽水等 （三）CO2在水中的溶解度 1CO2在碳酸饮料中的作用 2CO2在液体中的溶解度 影响因素有： （1）液体的温度 （2）环境绝对压力 （3）液体与CO2接触的面积和时间 （4）CO2的纯度 (四）碳酸饮料生产主要设备 1水处理设备（澄清、过滤净化、消毒等，前面水处理
2、已讲过） 2糖浆调配设备（化糖锅、夹层锅、配料缸） 3碳酸化设备：CO2气调压站、水冷却器、汽水混合机） 4洗瓶设备 5、灌装设备 二、碳酸饮料的生产工艺 净化CO2 （一）工艺流程（一次灌装法） 水源水处理冷却脱气净化定量调和 冷却混合 灌装压盖检查成品 白砂糖称得溶解过滤糖浆调和 检验消毒清洗容器 （二）糖浆的制备与凋和 1糖的溶解： （1）冷溶法 （2）热溶法 2调和糖浆的调配 加入顺序：原糖浆（加甜味剂）加防腐剂加酸味剂加果汁香精色素水（碳酸水） （三）碳酸化过程 1CO2气调压站 2. 水冷却器 3. 汽水混合机（碳酸化罐）（四）灌装、杀菌、检验 1洗瓶 2. 灌装 3. 杀菌 4、
3、冷却、检验 三、碳酸饮料生产常见的制裁量问题及解决办法 小结：碳酸饮料生产工艺及设备 介绍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 技术要求 see page 83-84 生产的主要设备 see page 8587 一、生产工艺流程二次灌装 饮用水水处理冷却气水混合 CO2 糖浆调配冷却灌浆灌水密封混匀检验成品饮料 容器清洗 检验 二次灌装法流程示意图 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、生产工艺流程一次灌装 饮用水水处理冷
4、却气水混合 CO2 糖浆调配冷却 混合灌装密封检验成品饮料 容器清洗 检验 加碳酸水的一次灌装法流程示意图 一、生产工艺流程一次灌装 饮用水水处理 混合冷却碳酸化灌装密封检验成品饮料 糖 浆 调配 容器清洗 检验 一次灌装法流程示意图 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 糖浆的制备 溶糖分间歇式和连续式，间歇式又分为冷溶和热溶（蒸汽加热和热水） 冷溶：配制短期内饮用的饮料糖浆。采用装搅拌器的容器，把糖和水正确配准，在室温下进行搅拌，待完全溶化，过滤去杂即成。一般4565
5、0Bx（要存放1天必须是650Bx）。冷溶法生产须有严格的卫生控制措施，但可以节省燃料 二、糖液的制备 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 1.热溶：零散饮料，纯度要求高，或要求延长贮藏期的饮料。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，并备有搅拌
6、器，锅底部有放料管道蒸汽加热溶解 see page 89,热水溶解 see page 89 2.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%为宜的依据糖浆浓度测定 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
7、；或者对一些特殊的饮料如白柠檬汽水 5.对糖浆色度要求很高，一般要求净化处理：加入0.51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。 三、糖浆调配 调合糖浆（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，
8、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调合；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 调合分：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；常温下调合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
9、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：注意卫生，溶糖和配料分开；配料间与灌装线应尽量靠近；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；与前后工序的设备能力要平衡；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 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
10、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，延长汽水货架寿命：国际上认为3.54倍含气量是汽水的安全区 突出香味：有舒服否认剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味 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（Carbonation）。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
11、组成气体的分压之和。 四、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/22.4l1.96g/l（精确计算为44.01/22.26=1.98）。 4.CO2
12、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。 5.CO2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1molCO2在T时的体积: Vmol(273+T)/27322.41(L) 则：G理V汽N/Vmol44.01 式中： G理为CO2理论需要量； V汽为汽水容量（L）（忽略了汽水中其它成分对CO2溶解度的影响以及瓶颈空隙部分的影响）；N为气体吸收率即汽水含CO2的体积倍数；44.01为
13、CO2的摩尔质量（g）； Vmol为T下1molCO2的容积 6.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。 装瓶过程中损耗为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CO2的逸散；使用密封性能良好的瓶盖，减少漏气现象 CO2压力对
14、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 7.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
15、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1618，在0.784MPa下与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 碳酸化过程中的注意事项： 1.保持合理的碳酸化水平
