碳酸饮料生产工艺

(SoftDrinksTechnology)第二节碳酸饮料（二）一.产品技术要求根据GB10792规定，碳酸饮料产品的技术要求项目果汁型果味型可乐型低热量型其它型色泽应接近与品名相符的鲜果或果汁的色泽应接近与品名相符的鲜果或果汁的色泽深棕色或无色具有与品名相符的色泽具有与品名相符的色泽香气具有该品种鲜果之香气,香气协调柔和具有近似该品种鲜果之香气,香气协调柔和具有可乐果及水果应有的香气,香气协调柔和具有该品种应有的香气,香气协调柔和具有该品种应有的香气,香气协调柔和滋味具有该品种鲜果汁之滋味,味感纯正、爽口,酸甜适口,有清凉感具有该近似品种鲜果汁之滋味,味感较纯正、爽口,酸甜适口,有清凉感口味正常,味感纯正、爽口,酸甜适口,有清凉、刹口感具有该品种应有的滋味,味感纯正、爽口,酸甜适口,有清凉感具有该品种应有的滋味,味感纯正、爽口,酸甜适口,有清凉感外观清汁类透明,无沉淀外观混汁类浑浊均匀,浊度适宜,允许有少量果肉沉淀浑浊均匀,浊度适宜,允许有少量沉淀杂质无肉眼可见的外来杂质②理化指标项目果汁型果味型可乐型低热值型其它型柑橘柠檬其它柑橘柠檬其它可溶性固形物/%,(20℃折光仪法)全糖≥9.0≤4.5≥9.0低糖≥4.5≥4.5二氧化碳气容量(20℃时容积倍数)倍≥2.02.02.52.03.0按相应型气容量要求2.0总酸/g/L以一分子水柠檬酸计1.000.601.000.600.80按相应型总酸要求0.60以磷酸计0.45咖啡因/mg/L≤150甜味剂按GB2760规定防腐剂按GB2760规定着色剂按GB2760规定•微生物指标•细菌总数≤100个/ml;大肠杆菌总数≤3/ml;致病菌不得检出。二、碳酸饮料生产的工艺流程1.二次灌装法(现调式)“二次灌装”即水先经冷却碳酸化，然后再分别灌装糖浆和碳酸水，这在中小型厂中常采用。现调式二次灌装法工艺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↗↓容器→清洗→检验成品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）法现调式二次灌装法工艺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；灌装时灌装机漏液仅损失水而不损失糖浆；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要求加糖浆量一定，太小时则浓度太高不利于设备工作，太多时加水量过低含气量易不足，一般30～50ml2.预调式一次灌装法工艺饮用水→水处理↓混合→冷却→碳酸化→灌装→密封→检验↑↑↓糖浆→调配↑成品容器－→－清洗－→－－→检验一次灌装法是将糖浆和水用定量混合机按一定比例连续混合，再充入二氧化碳，然后一次灌装入容器中。又称为预调式灌装法、成品灌装法或前混合（premix）法预调式一次灌装法工艺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需二级配料罐，并且如果当时用不完很容易变质碳酸饮料工艺流程碳酸饮料工艺流程三、操作要点（一）糖浆的制备和配合糖浆制备的工艺流程：砂糖→称量→溶解→过滤→杀菌→冷却→脱气→浓度调整→配料→精滤（均质）→杀菌→冷却→贮存（缓冲罐）→糖浆原糖浆的制备1.甜味剂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。2.溶糖方法：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）。注意：①采用优质砂糖②冷溶法生产须有严格的卫生控制措施，充分保证车间的清洁卫生，并对容器、管道进行定期和不定期的清洗。③溶糖过程完全不加热，糖液在制备中极易受微生物污染，溶解后的糖液要尽快用完，不得积压④搅拌速度不宜过快，一旦砂糖完全溶化应立即停止搅拌，防止搅拌过度混入过多空气，加速糖液变质热溶：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。3.设备：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。3.热溶方法：1）蒸汽加热溶解：将水和糖按比例加入到溶糖锅，通入蒸汽加热，高温下搅拌溶解。2）热水溶解：边搅拌边把糖加入到热水中溶解，然后杀菌、过滤、冷却。工艺流程：50~55℃热水搅拌溶解→粗过滤→90℃杀菌→冷却→39℃精滤→冷却至20℃→糖溶液。4.糖浆浓度的测定(1)比重计测定法(2)其它测定法（波美表、糖度表、折光仪）①波美度(BAUME°Be)15℃相对密度＝144.3/(144.3-Be)（比水重者）②白利度(Brix,°Bx)指含糖量的重量%,55°Bx即含糖55%(Wt)比重计•5.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•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：•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%硅藻土助滤，避免活性炭堵塞过滤器面层。6.糖浆的调配糖浆又称为调和糖浆或主剂,一般是根据不同碳酸饮料的要求,在一定浓度的糖液中,加入甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、防腐剂等,并充分混匀后所得的稠状糖浆,它是饮料的主体之一,与碳酸水混合即成碳酸饮料。1）原料处理•甜味剂配成50%水溶液加入,同时用增稠剂增稠,常用羧甲基纤维素钠CMC、黄原胶。国内0.05%～0.15%的CMC可保持稠厚感3个月；国外黄原胶保持稠厚感6个月•酸味剂配成50%水溶液加入,不同品种的碳酸饮料分别用不同的酸味剂。柠檬酸用于柑橘风味、酒石酸用于葡萄风味、磷酸用于可乐。•防腐剂•碳酸饮料因含CO2，具有压力和一定酸度，不利于微生物生长繁殖，用量减少。一般配成20%-30%的水溶液加入,不断搅拌,避免局部浓度过高与酸反应析出而沉淀，失去防腐作用。•香精水溶性香精、乳化香精，添加量•色素1）与饮料名称相一致，果汁、果味汽水应接近新鲜水果或果汁的颜色。橙汁汽水必须为橙色或橙黄色，可乐应具有焦糖色或类似焦糖色泽2）用量应符合GB2760规定3）先配成5%的水溶液加入,配制时应煮沸冷却后使用，或用蒸馏水，否则可能会因水的硬度太大而造成色素沉淀。过滤后加入到糖液中。4）色素溶液的稳定性较差，大多数色素溶液的耐光性也较差，随配随用，避光保存5）溶解色素的容器应采用不锈钢或食用级塑料溶解，不能使用铁、铝等容器，避免色素与金属发生化学反应6）焦糖色素分为液态和粉剂两种。液态的焦糖色素使用方便，不必溶解，色素稳定，溶解快；粉剂的先溶解过滤才可加入糖浆中。7.糖浆的配合1）糖浆调配的投料顺序糖液→防腐剂→甜味剂→酸味剂→果汁→乳化剂→稳定剂→色素→香精→加水定容糖浆调配的顺序原则：☆调配量大的先调入，如糖液、水；☆配料容易发生化学反应的间开调入，如酸和防腐剂；☆粘度大、起泡性原料较迟调入，如乳浊剂、稳定剂；☆挥发性的原料最后调入，如香精、香料。☆各种原料应先配成溶液过滤后，在搅拌下徐徐加入以避免局部浓度过高。混合不均匀；同时搅拌不能太激烈，以免造成空气大量混入影响、装和储藏。另外，空气对碳酸化影响很大。☆调和糖浆配制时的加料顺序，是十分重要的，加料次序不当，将有可能失去原料应起的作用。☆如料温过高加入香精则将很快挥发而失去香味，加酸后再加入防腐剂容易使其与料液分离，漂浮于液面，形成浮渣而不再溶解。☆顺序变更，有时还能产生化学反应，或使制品造成乳状溶液，或使制品变质。☆加入乳化剂和香精时，要缓慢地搅拌，避免小油滴浮于液面或产生沉淀。乳化剂可以帮助香精溶解，宜在香精加入之前加入，这样可减少搅拌的时间。2）调和设备多为带搅拌器和容量刻度标尺的不锈钢容器,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。3）调和工艺间歇式间歇式按调和时温度的不同又可分为冷调和与热调和1）热调和糖浆处理工艺在高温下进行配料，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，•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，只适合于果味型饮料。2）冷调和糖浆处理工艺•即常温下（低于20℃）进行配料，然后巴氏杀菌、冷却•多用于含热敏性香料多的果味型饮料和果汁型饮料的生产；•工艺流程：常温下调合原料→均质（果汁）→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。注：均质是指含果汁的糖浆配料后通过高压均质，从而提高其均匀性、稳定性，防止沉淀。如果没有果汁一般不用均质，不加乳化剂、增稠剂的更不必均质连续式调和糖浆处理工艺流程：各溶液高位槽→定量比例泵(调节各溶液比例)→混合器→第一调和罐→均质机→第二调和罐→定量比例泵(用水调节糖浆浓度)→混合器→糖浆输出到灌装车间特点：连续式配制糖浆精度高（∓0.05°Bx），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。注意：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8.、几种汽水配方实例可乐白砂糖109.2磷酸0.728焦糖1.248咖啡因0.104215071香草香精0.3132054可乐浆1.644加碳酸水至1000荔枝饮料（5％）•白砂糖65•柠檬酸0.2•荔枝汁50•Vc0.1•168033鲜荔枝香精0.4•加水至1000冰红茶碳酸饮料•白纱糖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1000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1000柠檬茉莉碳酸饮料•白纱糖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1000（二）碳酸化1、二氧化碳的作用第一，清凉作用：碳酸分解，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。第二，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第三，突出香味：第四，有舒服的剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味2.碳酸化原理：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。这个过程服从亨利定律和道尔顿定律亨利定律：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。三、二氧化碳在水中的溶解度•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。•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℃时，溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。•测定瓶装碳酸饮料的气体容积，需要知道测定时的温度和瓶内压力。根据