1-2碳酸饮料加工

2019/8/18模块一软饮料加工技术2019/8/181234单元1概述单元2软饮料生产的原辅材料单元3碳酸饮料单元4果蔬汁饮料5单元5包装饮用水内容提要6单元6植物蛋白饮料2019/8/18单元3碳酸饮料的生产一、概述1、分类2、生产工艺流程二、糖浆的制备1、原糖浆的制备2、调味糖浆的制备三、碳酸化1、二氧化碳的作用及在水中的溶解度2、碳酸化设备四玻璃瓶的洗涤1、玻璃瓶洗涤过程及标准2、洗涤设备五灌装六碳酸饮料生产中的常见质量问题1、质量要求2、碳酸饮料常见质量问题及控制2019/8/181、定义：是指在一定条件下充入CO2的制品。不包括由发酵法自身产生CO2的饮料。成品中CO2的含量（20℃时体积倍数）不低于2.0倍。所以又称“汽水”。2.内容物水、糖（糖浆）、CO2、汽水主剂（添加剂）一、概述2019/8/183.碳酸饮料的分类按GB10789-2007，可将碳酸饮料分为5大类：2019/8/18（一）果汁型碳酸饮料指原果汁含量不低于2.5%的碳酸饮料，如桔汁汽水、橙汁汽水、菠萝汁汽水或混合果汁汽水等。（二）果味型碳酸饮料指以果香型食用香精为主要赋香剂，原果汁含量低于2.5%的碳酸饮料，如桔子汽水、柠檬汽水等。（三）可乐型碳酸饮料指含有焦糖色、可乐香精或类似可乐果和水果香型的辛香、果香混合香型的碳酸饮料。无色可乐不含焦糖色。3.碳酸饮料的分类2019/8/18（四）低热量型碳酸饮料指以甜味剂全部或部分代替糖类的各型碳酸饮料和苏打水。成品热量低于75kJ/100mL。（五）其他型碳酸饮料指含有植物抽提物或非果香型的食用香精为赋香剂以及补充人体运动后失去的电解质、能量等的碳酸饮料，如姜汁汽水、沙示汽水、运动汽水等。3.碳酸饮料的分类2019/8/18二、碳酸饮料生产工艺1.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）：CO2生成器、CO2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2019/8/18夹层锅碳酸饮料主要生产设备2019/8/18二氧碳发生器2019/8/18糖浆过滤器糖浆调和罐2019/8/18水冷却器水冷却器二氧化碳贮罐2019/8/18灌装设备2019/8/182、碳酸饮料生产的工艺类型糖浆制备碳酸化灌装一次灌装（预调式）二次灌装（现调式）2019/8/18现调式二次灌装法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。又称现调式灌装法、预加糖浆法或后混合法。2019/8/18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；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。现调式二次灌装法2019/8/18预调式一次灌装法2019/8/18预调式一次灌装法2019/8/18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；设备较复杂，混合机与糖浆接触，洗涤与消毒要求较严；需二级配料罐，并且如果当时用不完很容易变质。预调式一次灌装法2019/8/182019/8/18三、糖浆的制备几个概念将砂糖加水制备成较高浓度的溶液，称之为原糖浆。如将原糖浆之外的配料预先配合，则称为原浆。以原糖浆配添加柠檬酸、色素、香精等各种配料，制备成调味糖浆。原糖浆原浆调味糖浆原糖浆制备调味糖浆调配2019/8/18冷溶法和热溶法常用浓度单位、测定方法糖溶解糖浆浓度测定糖液过滤、净化原糖浆工厂多采用热溶法糖浆浓度一般为65°Bx我国饮料行业所用的糖浆浓度单位有三种：百利度°Bx重量百分比浓度波美度B’e相对密度糖浆浓度的换算百利度＝波美度×1.815℃的比重(相对密度)＝144.3／（144.3－B’e）1、原糖浆的制备2019/8/18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：(1)原糖浆：测定浓度后加入，并预先计算所需原糖浆的量；(2)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；(3)其它甜味剂：如选用糖精钠，应用温水溶解后投入；(4)酸味剂：一般常用50%的柠檬酸溶液；(5)果汁：多用浓缩汁；(6)色素(用热水溶化)、香精(常用水溶性)；(7)加水到规定的容积。2、调味糖浆的制备2019/8/183、调味糖浆的配方*配方设计（根据目的进行定位设计）是某一个品种饮料的原辅料组成及数量。*配方依据⑴了解果蔬原料的糖酸含量；⑵了解参考配方的原辅料比例；⑶自行设计实验及实验研究；⑷中试及配方调整；⑸批量生产试验；⑹正式生产。2019/8/183、调味糖浆的配方*糖酸比糖酸比＝甜度含量/酸含量每一种产品均有特定的糖酸比(但应根据地域、人群、知识层次、性别进行调整)甜度以1%的蔗糖溶液为1，其他甜味剂参照甜度倍数换算为蔗糖含量糖酸比是决定汽水风味的决定性因素。一般来说，各种汽水的甜度为8-15%，常见为12.5-13.5%。各种汽水的酸度为0.05-0.25%，常见为0.08-0.15%。2019/8/183、调味糖浆的配方*其它辅料参考用量一般常用香精0.01-0.250.08-0.15色素0.0001-0.005%果汁≤1%、≤5%、≤10%、≤30%提取液≤1%、≤5%、≤10%防腐剂参照国家标准2019/8/183、调味糖浆的配方*工业生产配方⑴以饮料重量为配料依据：％(w/w)需要测定糖液的比重，换算麻烦。⑵以饮料体积为配料依据：％(w/v)实际生产时均以灌装体积进行计量，此法建议推广。研究配方时按％(w/v)设定配方比例，通过试验确定最佳比例。计算工业生产配方时，只需在原百分比配方上乘以相应的倍数即可得到工业生产配方。2019/8/18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10002019/8/18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10002019/8/18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白纱糖60葡萄糖10Vc0.1148061西柚香精0.6加水至10002019/8/18四、碳酸化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。2019/8/181.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。nH2CO3↔CO2＋H2O2.抑制微生物生长，延长碳酸饮料的货架期。3.突出香味，并使碳酸饮料具其特有的甜、酸味感4.适当的刹口感1、CO2在碳酸饮料中的作用2019/8/18影响CO2在水中溶解度的因素单位：溶积（1）液体的温度（2）CO2的分压（3）液体与CO2接触的面积和时间（4）CO2的纯度和水中杂质的影响2019/8/18二氧化碳调压站水冷却器汽水混合机（扩大接触面积）薄膜式碳酸化器喷雾式碳酸化器喷射式碳酸化器2、碳酸化系统2019/8/18薄膜式碳酸化器容器内CO2的压力控制在0.4-0.6MPa2019/8/18喷雾式混合器工作时，CO2充满罐内，活塞泵将水泵入碳酸化罐中央的竖管，形成高压水，通过喷雾器将水喷成小水滴，在CO2气体中落下，与CO2气体充分接触，形成碳酸水。2019/8/18喷射式混合器当水流至收缩的喷嘴处时，流速增加，压力迅速下降，形成低压区，这样就不断吸收CO2。当水离开喷嘴时，周围的环境压力与水的内部压力形成较大的压差。为了维持平衡，水会爆裂成细小的水滴，增加了水与CO2的接触面积，提高了混合效果。2019/8/18目前，我国碳酸饮料的内包装有玻璃瓶、易拉罐和聚酯（PET）瓶等材料。易拉罐和聚酯瓶一般都是新瓶，污染程度轻，比较容易清洗；玻璃瓶有新瓶和回收瓶两种，而回收的玻璃瓶，由于瓶内残留物的存在，很容易繁殖各种微生物，同时瓶子内外均很脏，因此需用专用的洗涤剂和消毒液进行洗刷和消毒，以符合卫生要求。五、玻璃瓶的洗涤2019/8/18特别是由于灌装碳酸饮料的过程不进行加热灭菌，为了确保产品的质量，应该把瓶子的洗涤作为最重要的工序之一。瓶子洗涤后必须符合以下要求：瓶子内外清洁无味；空瓶子不残留碱及其他洗涤剂；空瓶子经微生物检验，大肠菌群、细菌菌落不能超过2个。五、玻璃瓶的洗涤2019/8/18五、玻璃瓶的洗涤2019/8/18六、灌装灌装的质量要求：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）2019/8/18灌装方式压差式灌装等压式灌装负压式灌装灌装方式2019/8/18压差式灌装示意图压差式灌装2019/8/18压差式灌装也称启闭式，老式的机器多采用这种方法。通往瓶子的阀门只有两个通路，一通料罐，一通大气。当通往料罐的通路打开时，汽水便流入瓶中，达到瓶中与料罐等压。由于瓶中空气不能换出，所以流入的水不满。这时阀门换向，通往料罐的通路封闭，通往大气的通路打开，空气即逸出（时间很短），压力降低。阀门再换向，汽水再流入瓶中。这样反复4、5次，至装满为止。2019/8/18压差式灌装这种方式的优点是机器结构简单，含气量小，适用于小型机。其缺点是瓶中液面很难控制，灌装机与压盖机分离，使饮料有较长时间接触外界空气，容易发生杂菌污染和二氧化碳损失。目前先进的灌装机已不采用这种结构的灌装阀。2019/8/18等压式灌装示意图等压式灌装2019/8/18等压式式灌装现在大多数机器采用等压式灌装。通往瓶中的有三条通路，进气管、料管和排气管。灌装可分为4个阶段：充气反压→灌装回气→排除气管余液→排除液管余液。①当瓶子上升顶住阀门造成密闭，第一次打开气管，贮液槽上层的二氧化碳进入瓶内，使瓶中与料槽上部的压力相等，以保持等压灌装。2019/8/18等压式式灌装②由于瓶中由一个大气压变为更高的压力，由于这个反压力的作用，自动打开料管的弹簧阀，使料管与瓶子接通，汽水由于位差流入瓶中，瓶中的空气通过气管被换入料槽顶部。当瓶内液面上升至气管下端小孔时，饮料堵住气体返回的通道。剩余气体积存在瓶颈内，使液体和气体处于平衡状态，实现瓶内液体等高度定量。③即由凸轮作用，封闭气管和料管，打开排气管，使瓶与大气相通，气体排出，泄去瓶中压力，气管中汽水流入瓶中达到预期的液面。排气后瓶子脱离密闭状态，送往轧盖机封盖。2019/8/18负压式灌装负压灌装机原来用于非碳酸饮料，它有一个真空室和饮料瓶相通，瓶中空气首先被抽出形成负压，当料液槽接通瓶子后，常压下饮料即流入瓶中。用于灌装碳酸饮料时，是负压式和等压式的组合。即首先造成瓶子的真空，然后再进行等压灌装。这种灌装机目前多用于啤酒，由于啤酒更怕氧化，所以瓶子抽空以后再灌注，啤酒可以更少地接触空气，以降低溶解氧。2019/8/18七、碳酸饮料常见质量问题*感观指标*理化指标*微生物指标2019/8/181、碳酸饮料的质量指标*感观指标（１）均匀度:没有分层现象，液面距瓶口3~6cm。（２）瓶盖:不