碳酸饮料生产线
上架时间:
2017-06-14
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一、碳酸饮料的基本特征
(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
1.CO2在碳酸饮料中的作用
2.CO2在液体中的溶解度
影响因素有:
(1)液体的温度
(2)环境**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
1.CO2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、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 85-87
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45-650Bx(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;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0.5-1%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。


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,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(?1?7?1?76?1?7?1?720.05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 ? CO2+H2O: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
CO2+H2O?H2CO3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:
V=Hp
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。
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**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**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)/273×22.41(L)
则:G理=V汽×N/Vmol×44.01
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2~3倍容积的CO2,可乐型汽水和勾兑苏打水含3~4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;          2.保持灌装机一定的过压程度
3.将空气混入控制在**限度;      4.保证水或产品中无杂质
5.保证恒定的灌装压力



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