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1、第四章 碳酸饮料,1,本章主要内容,1.碳酸饮料生产工艺及设备2.碳酸饮料质量标准3.碳酸饮料生产中易出现的质量问题及解决方法,2,重点和难点,碳酸化工序，影响因素以及提高措施灌装工序，起泡现象产生的原因以及如何防止碳酸饮料的质量问题,3,第一节 碳酸饮料生产工艺流程,碳酸饮料生产工艺有一次灌装法和二次灌装法。一次灌装法是将糖浆和水按一定比例连续混合并碳酸化，一次灌装入瓶。二次灌装法是将配好的糖浆先灌装入瓶，再灌入碳酸水。,4,一次灌装工艺流程,5,二次灌装工艺流程,6,一次灌装设备流程图,7,二次灌装设备流程图,8,一、配料工序,9,（一）化糖,1.间歇式冷溶法 节约燃料；溶解速度慢，时间长
2、 设备利用率低。,2.间歇式热溶法 杀菌 速度快 耗能,10,3、连续式化糖,糖和水的供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却均连续进行。国外大都采用此法。该法效率高，糖液质量好，浓度误差小，但设备投资高。,工艺流程：计量、混合热溶解脱气、过滤糖度调整杀菌、冷却糖溶液,11,化糖时注意：,（1）搅拌时不能过于激烈；（2）单纯糖浆应加强卫生管理。,（1）白利度（Brix）（2）波美度（0Be）,糖浆浓度的表示方法：,12,（二）糖液净化,目的：除去糖液中的微细夹杂物和微生物。1、过滤方法（为主要手段）：自然过滤：滤布等，采用热过滤或冷过滤 加压过滤；板框过滤机、糖浆过滤机2、吸附（次要手段）：对于砂
3、糖质量较差或有特殊要求的饮料，采用活性碳吸附脱色。,13,系统由料液混合泵、冷热缸、双联过滤器、机架以及连接管件有机组成。同时发挥溶解、加热（或冷却）和过滤三种作用。速度快、效率高。,14,（三）配料,1.糖浆的配合过程,（1）单纯糖浆（2）苯甲酸钠溶液（25%）（3）甜味剂溶液（4）酸味料溶液,（5）果汁（6）色素（7）香精（8）加水到规定刻度,15,2.配料时应注意的问题,（1）一边搅拌一边投料；（2）搅拌速度不能过高，时间不能过长（3）甜味剂和防腐剂应在加酸之前加入（4）配料完毕后测定糖浆浓度（5）配料完毕后应立即装瓶（6）调配量大的先加入，易起泡和挥发性的后加入。,16,3.矿泉水作为
4、清凉饮料水基的局限性,（1）矿化度问题（2）碱度问题（3）硬度问题（4）铁、锰问题,17,4、配料工艺,间歇式调和工艺：热调和糖浆工艺：冷调和糖浆工艺：连续式调和工艺：,18,二、碳酸化工序,碳酸化的作用：（1）清凉作用（2）阻碍微生物的生长（3）突出香味（4）有舒服的刹口感,19,（一）影响碳酸化效果的因素,1.温度和压力 在1atm下，CO2在100个体积水中的溶解度：,CO2在水中的溶解度与温度成反比，与作用于液体表面的压力成正比。,20,2.空气,1个体积的空气大约排除50个体积的CO2。同时空气的存在会造成灌装时的起泡喷涌现象。,3.饮料性质,不同种类的液体及液体中存在的不同溶质对二
5、氧化碳的溶解度有很大的影响。,21,（二）CO2溶解度的计量,CO2溶解度以在标准状态下溶解在水中的气体体积数（G.V.）来度量。标准状态指1atm，20。,22,CO2在标准状态下在水中的溶解度近似为1，碳酸饮料以此作为溶解度的单位，即在此条件下，碳酸饮料中所溶解的CO2气体的量为1个气体体积（1 G.V.）。,23,国标规定：可乐饮料中CO2含量不低于3倍气体容积，其它碳酸饮料中不低于2.5倍气体容积。,国际上碳酸饮料中CO2含量以g/L 表示。气体体积倍数1.84=CO2含量（g/L）,24,（三）提高碳酸化效果的措施,1.降低水温 2.排净水中及CO2容器中的空气 3.提高CO2的纯度
6、 4.选用优良的气水混合设备 5.保持CO2供气过程中的压力平衡 6.CO2和水的混合比例恰当,25,（四）碳酸化方式,碳酸化设备主要包括：气水混合机 冷冻机组（冷冻机、冷冻水箱）CO2钢瓶或CO2发生器。,26,碳酸化方式主要有两种：,27,（五）碳酸化系统,1.CO2气体调压器 钢瓶 净化器 气体加热器 降压阀 2.水冷却器 水箱、冷冻机组 3.气水混合机 薄膜式、喷雾式、喷射式,28,薄膜式气水混合机,29,喷雾式混合机,CO2 液位计 汽水 水,30,喷射式混合机,CO2水 汽水储罐 混合器组 汽水,31,一次性汽水混合机流程图,空气 出口 糖浆 CO2 预碳酸化罐 处 CO2理 水
7、预碳酸化 混合器 水泵 混料器 高压泵脱氧预碳化段 配料混合段 稳定贮存段,CO2,灌装,CO2,32,预碳酸化,比例混合,二次碳酸化,碳酸化,33,34,35,三、灌装工序,有两种灌装方式：一次灌装：将混合好的汽水一次灌装入瓶的方法；二次灌装：先灌装糖浆，后灌装碳酸水；,36,（一）灌装方法,（1）二级配料混装法,1.一次灌装法,37,（2）比例泵法 糖浆+碳酸水 比例混合 灌装（3）配比法 计量糖浆+计量水 混合 充CO2 灌装,38,一次灌装法的优点：,（1）灌装时糖浆与水的比例失误小，比例准确，容器的容量发生变化时，不需改变比例，产品质量一致；（2）糖浆和水的温度一致，起泡少。,39,
8、2.二次灌装法,缺点：（1）灌装时易起泡（2）产品含气量难以提高,优点:（1）易于清洗（2）投资少（3）浪费少,40,（二）灌装设备,对于二次灌装：糖料机（糖浆加料机）装水机 对于一次灌装：等压灌装机,41,1.糖料机,量杯式加料机 空气封闭式加料机 料槽 液面 定量杯料槽 量杯,42,2.装水机,高压灌装（加压灌装）：瓶内在1个大气压下灌装，分水头压力与瓶中压力差大。,按其原理，分为两种：,43,等压灌装：增加瓶内压力，使之与分水头压力差减小，或压力相等后再进行灌装。,高压灌装压力差大，流速快，CO2损失严重。使用得最普遍的是等压灌装。,44,等压灌装机,通往瓶中有三条通路：一条是通往料槽液
9、面以上的气管-注气阀(A)一条是通往料槽液面下的料管-液体阀(B)第三条是通往大气的排气-气孔(C),45,等压灌装过程,（1）充气：打开气管A，料槽上部的CO2进入瓶中，使料槽上部和瓶内处于相等的压力下。（2）灌装：瓶中压力增大，反压力打开B管。,46,（3）关闭：瓶中液面升至气管A时封闭A管。瓶内上部气体压缩，压力增大，该压力和位差压力相等时停止灌装。（4）放气：由于凸轮转动，封闭气管和料管，打开排气管，泻去瓶中压力。,47,48,冲瓶、灌装、封口机,49,(三)起泡现象,1.概念 采用等压灌装时，碳酸饮料灌装完毕后，灌装头脱离瓶口的一瞬间，瓶内出现大量泡沫并涌出瓶外，这种现象称为起泡（反
10、喷现象）。,50,2.影响（1）浪费产品，导致装量不足；（2）导致产品中CO2含量不足；（3）污染环境。,51,3.产生反喷现象的原因,本质原因：是一种物理现象，是过饱和气液体系中CO2的逸出。,52,从生产中说：（1）料液或瓶的温度过高；（2）料液中有大量空气存在；（3）装瓶前料液中CO2已形成气泡；（4）瓶内壁有水垢存在；（5）灌装头缺陷；（6）震动,53,4.反喷现象的防止,（1）节流排气法 当碳酸饮料灌装至一定量时，灌装机上凸轮打开排气阀，将瓶中液面上部的压力通过节流排出。,54,采用节流排气，主要是控制泄压过程，不致使CO2同时迅速达到分离压值，而是在节流中逐步分离，所以就不会有大量
11、泡沫涌出瓶外。,55,节流排气法缺点：,不同品种饮料含气量要求不同，因此在灌装完毕后，碳酸饮料瓶中液面上部的CO2 压力值也各异。而在排气机构中，排气阀的开启大小和开启时间往往是定值。,56,所以，对于要求含气量低的碳酸饮料，可能在灌装头未脱离瓶口之前，瓶内的压力气体已通过节流排完。,对于要求含气量高的碳酸饮料，则可能在节流排气时间内尚未排完，因此，在瓶口脱离灌装头时，致使瓶内残存的压力气体突然释放出来，造成碳酸饮料大量反喷。,57,含气量要求低的碳酸饮料,节流排气法应用范围,58,（2）冷却工艺法,在生产中，混合机和灌装机的连接一般采用直接连接法。如果混合机混合出来的溶液为饱和碳酸溶液，则由
12、混合机输送至灌装机的过程中，液体的温度会自然升高，使饱和碳酸化溶液变为过饱和碳酸化溶液。,59,因此，在灌装过程中，CO2会从溶液中涌出，尤其在灌装压力降低时会产生过多的泡沫，导致反喷现象的发生。即使采用节流排气，也不能防止。,60,为了克服由于温度或压力变化所引起的反喷现象，利用比混合时更低的温度对已混合好的饱和碳酸溶液再进行冷却。,61,冷却工艺法的缺点：对5以上混合的碳酸化溶液进行再冷却，在灌装时有比较理想的防反喷效果。但对0-4状态下混合的碳酸化溶液进行再冷却，效果不佳。设备投入比较大。,62,（3）过压力法,即在已饱和的碳酸化溶液液面上，再施加一个额外压力，这个过压力使原有的气液体系
13、平衡状态失去平衡，气相中一部分CO2分子又重新回到液体内部。此时，碳酸化溶液由饱和状态转变为不饱和状态。,63,由于增加了过压力，液体表面CO2溶解度增大，并逐步向液体深度扩散。所以，在灌装完毕泄压时，虽然大量的压力气体由瓶中迅速排出，但首先排出的是过压力；,64,另外，由于惯性的作用，液体中CO2分子扩散的方向不可能迅速转变为相反的方向。因此，溶液中溶解的CO2，不可能迅速从液体中分离而产生反喷。,65,为了得到所需的过压力，在生产中采用：混合机压力 0.2Kg/cm2 灌装机压力 1Kg/cm2 成品含气量,66,有两种方法实现过压力：,位差法 混合机 灌装机 约120cm,67,使用过压
14、力泵,将过压力泵（去沫泵）安装在混合机和灌装机之间。灌装机 混合机 过压力泵,68,四、洗瓶工序,（一）洗瓶要求 1.空瓶内外清洁无味；2.空瓶不残留余碱或其它洗涤剂；3.瓶内经微生物检验，不发现大肠菌群，细菌菌落不超过2个。,69,(二、常用洗涤剂),洗涤剂的基本要求：渗透性强，对有机物溶解性大，能完全被水冲走；起泡性小；对设备腐蚀性小；无毒；可以在硬度较大的水中使用不结垢；价格低,废水处理容易；可用简单方法测定其浓度,70,（二）常用洗涤剂,1.NaOH 特点：成本低，去油、去污能力强，灭菌效果好。与Na2CO3混合使用，可提高清洗效果；加入磷酸钠，可除去瓶内壁水垢；加入葡萄糖酸钙，可除去
15、瓶口铁锈。,71,2.过氧乙酸 0.2%浓度。使用效果好。,72,（三）洗涤条件,碱液浓度：2-4%碱液温度：44-60 浸泡时间：5-20min,注意：碱液浓度4%以上或温度超过77 时，易导致玻璃瓶变形。,73,（四）洗涤方式,洗瓶的基本方式是：浸、冲、刷 小型厂：浸刷式 大型厂：浸冲式，多用洗瓶机,74,洗瓶一般流程：,75,76,CIP清洗系统,CIP清洗常用的洗涤剂：温和碱液洗涤剂 单一碱洗涤剂 酸液洗涤剂清洗程序：回收管道内的产品剩余物，用水冲去污物 用洗涤剂清洗 用热水、蒸气或化学药品消毒,77,（五）检瓶（验空瓶）,1.空瓶检查的目的（1）检查破损（2）检查空瓶的洗净和冲净程度
16、,78,2.空瓶检查的主要项目（1）瓶口裂隙（2）洗后液体残留（3）尘土、杂质（4）其它可能污染,79,3.空瓶检查方法 空瓶检查可采用肉眼检查法，也可采用检瓶机。检瓶在传送带上进行。,80,（六）与洗瓶相关的问题,1.洗完的瓶子表面不透明，有模糊的一层。这是由于水的硬度过高所引起。2.洗瓶温度最高70。阶段温度差不超过30。,81,3.瓶刷应保持清洁。可采用含氯量50ppm的漂白粉每天两次消毒。4.特别油污的瓶子，需要在20%的NaOH或磷酸钠溶液中短时间浸泡后再洗。,82,5.手工洗瓶时，应注意碱液对皮肤的腐蚀。6.瓶口有锈的瓶子，可将瓶口在浓盐水中浸一下再用布擦掉。或在稀盐水中短时间浸泡
17、后擦洗。7.最后的冲洗应采用处理水。,83,五、压盖、检验、贴标工序,（一）压盖 玻璃瓶-皇冠盖-压盖机 聚酯瓶-防盗盖-自动旋盖机,84,皇冠盖,85,盖消毒方法：（1）75%酒精浸泡3-5min，烘干（2）150-200ppm漂白粉消毒，清洗（3）水蒸汽蒸15-20min,压盖质量的好坏主要与瓶质量有关,86,压盖机,87,高速旋盖机,88,(二)检验(验实瓶),目测检验检测机 凡是液面高度不够，有杂物，无盖，瓶子不洁，密封不严，裂纹瓶，异形瓶等一律检出。,89,（三）贴标,人工贴标贴标机 贴标要求贴正、贴牢，保持商标面清洁，打印出厂日期。,90,第二节 碳酸饮料质量标准（GB10792-
18、95）,1.主题内容与适用范围2.引用标准3.术语4.产品分类,5.技术要求6.试验方法7.检验规则8.标志、包装、运输、贮存,91,一、术语,1.保质日期 指预示在标签上规定的条件下保证本产品质量的日期。在此期间，本产品完全适用于出售，并符合标签上或产品标准中所规定的质量，但超过此期限，本产品仍然可能是可以食用的。,92,2.保存日期 指预示在标签上规定的条件下本产品可以食用的最终日期。在此之后，该产品不再适于食用。,93,二、技术要求,1.感官指标（1）色泽：应接近与品名相符的鲜果或果汁的色泽；（2）香气：具有（接近）该品种鲜果之香气，香气（较）协调柔和。,94,（3）滋味：具有该品种鲜果
19、汁之滋味。味感协调、柔和，酸甜适口，有清凉感。（4）透明浊度：清汁型：澄清透明，无沉淀 浑汁型：浑浊度均匀一致，浊度适宜，允许有少量果肉沉淀（5）杂质：无肉眼可见之外来杂质,95,2.理化指标,（1）可溶性固形物（20折光计），%果汁和果味型：高糖 10 中糖 6.510 低糖 4.06.5 可乐型：7.0,96,（2）CO2容量（20时容积倍数），果汁和果味型：2.5 可乐型：3.0 其他型：2.5,97,（3）酸（以适当酸计），%高糖 0.12 中糖 0.10 低糖 0.05 可乐型 0.08 其他型 0.30,98,（4）甜味剂，着色剂，乳化剂，食用香料 按GB2760规定（5）苯甲酸钠
20、含量(g/Kg)0.30(6)砷（以As计）,mg/Kg 0.5 铅（以Pb计）,mg/Kg 1.0 铜（以Cu计）,mg/Kg 10.0,99,3.微生物指标,（1）细菌总数（菌落数），个/ml 100（2）大肠菌群，个/100ml 6（3）致病菌 不得检出,100,4.保质期,瓶装：3个月罐装：6个月,101,第三节 碳酸饮料生产中常出现得问题,一、杂质 碳酸饮料中出现的杂质指肉眼可见的、有一定形状的非化学反应产物。,102,杂质一般不影响口味，但影响产品的商品价值 杂质分为：,103,不明显杂质：数量极少的体积极小的灰尘、小白点、小黑点等 明显杂质：数量较多的小体积杂质 令人厌恶的杂质：
21、刷毛、大片商标纸、烟头、草棍、苍蝇、蚊子及其它昆虫,104,造成杂质的原因,1.瓶子或瓶盖不净；2.水中杂质；3.原料中杂质；4.机件碎屑或管道沉积物 5.操作人员责任感不强,105,二、含气量不足,导致碳酸饮料“没劲”的主要原因有：1.空气的影响 2.糖浆或水温度过高,106,3.灌装机阀门或管道漏气 4.混合机内水和CO2接触面积小 5.灌装后未及时压盖 6.瓶和瓶盖不配套,107,三、混浊、沉淀,1.物理性变化 表现形式：外观呈现沉淀状态。生产1-2周，瓶底即呈现一层云雾状，或有矿物质微小颗粒沉积瓶底；有时呈现水质混浊。原因：水处理设备有缺陷 瓶子未洗涤干净 水质不合适,108,2.化学
22、性变化,表现形式及原因：（1）起盖后与空气接触立即形成胶质状态 这是由于酸碱中和所引起的。洗瓶的碱液未冲洗净，生产过程中的原辅料起反应。（2）产生沉淀，这是由于水中钙、镁离子与柠檬酸反应；（3）配料顺序不对。,109,3.细菌繁殖,（1）产生浑浊，形成丝状或絮状沉淀，主要是由于封盖不严，使CO2逸出，失去CO2的杀菌防腐能力，使进入的微生物与糖或酸发生作用；（2）产生酸败味，化糖容器未洗净；,110,防止措施：,对于物理或化学原因引起的浑浊其措施：水处理硬度合适；选择优质砂糖；选用优质香精和色素，控制使用量；严格执行操作程序；严格洗瓶、验瓶工序等。对微生物造成的浑浊：保证足够的CO2含量；严格卫生管理；加强辅料管理；对设备定期消毒杀菌；加强过滤介质的灭菌；防止空气混入。,111,四、变色,1.色素不稳定 2.水质硬度过高 3.瓶中残留有碱液,112,4.瓶子是无色的，光线照射强 5.生产车间未消毒 6.储藏库不通风，温度高 7.酸度过高,113,1.图示碳酸饮料的工艺流程和设备流程2.碳酸饮料生产的六个工序3.简述配料顺序和应注意的问题4.影响碳酸化效果的因素5.等压灌装的原理6.洗瓶的方法7.碳酸饮料生产中易出现的问题,思考题,114,
