《软饮料工艺》PPT课件.ppt

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1、第一章 概述第一节 软饮料的定义与分类一、饮料和软饮料的定义（一）饮料的定义 饮料是经过加工制作、供人饮用的食品，它以提供人们生活必需的水分和营养成分，达到生津止渴和增进身体健康为目的。（二）软饮料的定义 何谓软饮料，国际上无明确规定，一般认为不含酒精的饮料即为软饮料，各国规定有所不同。我国GB107891996规定：软饮料是指不含乙醇或乙醇含量小于0.5%的饮料制品，又称不含酒精饮料或非酒精饮料。,二、分 类 1 碳酸饮料类。2 果汁(浆)及果汁饮料类。3 蔬菜汁饮料类。4 含乳饮料类。5 植物蛋白饮料类6 瓶装饮用水类7 茶饮料类8 固体饮料类9 特殊用途饮料类10 其他饮料类,第二节 软

2、饮料用水及水处理一、饮料用水的水质要求（一）水源的分类及其特点1、地表水 地表水是指地球表面所存积的天然水，包括江水、河水、湖水、水库水、池塘水和浅井水等。2、地下水 地下水足指经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水等。3、城市自来水 其持点为：水质好且稳定。符合生活饮用水标准；水处理设备简单，容易处理，一次性投资小；但水价高，经常性费用大；使用时要注意控制Cl-，Fe3+含量及碱度、微生物量。,（二）水中杂质对饮料生产的影响1、天然水源中杂质的分类 天然水源中的杂质按其微粒分散的程度，大致可分为3类：悬浮物、胶体和溶解物质，见表1。表1 天然水源

3、杂质的分类,2、水源中杂质的特征及对饮料品质的影响（1）悬浮物质 天然水中凡是粒度大于200nm的杂质统称为悬浮物。这类杂物使水质呈混浊状态，大的肉眼可见，静置时会自行沉降。悬浮杂质主要是泥土、砂粒之类的无机物质，也有浮游生物(如蓝藻类、绿藻类、硅藻类)及微生物等。（2）胶体物质 胶体物质的大小为1200nm，具有两个很重要的特性：一是光线照射上去，被散射而呈浑浊的丁达尔现象；二是因吸附水中大量离子而带有电荷，使颗粒之间产生电性斥力而不能相互黏结，颗粒始终稳定在微粒状态而不能自行下沉，即具有胶体稳定性。,（3）溶解物质 这类杂质的微粒在1nm以下，以分子或离子状态存在于水中。溶解物主要是溶解气

4、体、溶解盐类和其他有机物。表2 天然水中无机盐离子概况,水的硬度：水的硬度是指水中离子沉淀肥皂的能力。硬脂酸钠+钙或镁离子硬脂酸钙或镁(肥皂)(沉淀物)水的硬度分为总硬度、碳酸盐硬度(暂时硬度)称非碳酸盐硬度(永久硬度)。a）碳酸盐硬度 碳酸盐硬度的主要化学成分是钙、镁的重碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。由于这些盐类一经加热煮沸就分解成为溶解度很小的碳酸盐、硬度大部可除去，故又称暂时硬度。上述化学反应的反应式如下：,b）非碳酸盐硬度 非碳酸盐硬度表示水中钙和镁的氯化物(CaCl2、MgCl2)、硫酸盐(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐Ca(NO3)2，Mg(N03)2等盐类的含量。这些盐类经加热

5、煮沸不会发生沉淀，硬度不变化。故又称永久硬度。c）总硬度 总硬度是暂时硬度和永久硬度之和；计算公式如下：,3、饮料用水的水质要求 饮料用水，除应符合我国“生活饮用水卫生标准(GB574985)”(表3)外，还应符合表4所列的指标。表3 生活饮用水的水质卫生标准,表4一般软饮料用水标准,二、软饮料用水的水处理（一）混凝沉淀法（絮凝法）要去除水中细小悬浮物和胶体物质，就应进行水处理。在水处理过积中有两种途径。一种是在水中加入混凝剂，使水中细小悬浮物及胶体物质互相吸附结合成较大的颗粒，从水中沉淀出来，此过程称混凝(Coagulation)。另一种方法是使细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对巨大的颗

6、粒表面而除去，这就是过滤；若两种途径并用，则过滤过程在混凝过程之后。,1、混凝剂 水处理中大量使用的混凝剂可分为铝盐和铁盐两类。铝盐有明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等；铁盐包括硫酸亚铁、硫酸铁及三氯化铁3种。它们的作用是自身先溶解形成胶体，再与水中杂质作用，以中和或吸附的形式使杂质凝聚成大颗粒而沉淀。2、助凝剂 为了提高混凝的效果，加速沉淀，有时需加入些辅助药剂，称助凝剂。助凝剂本身不起凝聚作用，仅帮助絮凝的形成、常用的助凝剂为：活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)及化学合成的高分子助凝剂、包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺(PMA)、聚内烯等。此外，还有用来调节pH值的碱、酸、石灰等。有时水中混浊度

7、不足，为了加速完成混凝过程，还可以投入黏土。3、混凝条件的确定 在确定混凝沉淀条件时，需考虑以下几方面因素：即原水的状况，包括水的温度、pH值及其他物理、化学件质；混凝剂的性状及添加量；助凝剂的性状及添加量；混凝沉淀的装置；混凝沉淀工艺(包括混凝剂、助凝剂等的添加顺序、搅拌强度及时间等)。总之，水处理时，应先进行小试，以确定最佳的混凝沉淀条件。,（二）水的过滤1、过滤原理 原水通过粒状滤料层时，其中一些悬浮物和胶体物质被截留在孔隙中或介质表面上，这种通过粒状介质层分离不溶性杂质的方法称为过滤。过滤过程是一系列不同过程的综合、包括阻力截留(筛滤)、重力沉降和接触凝聚。2、过滤的工艺过程 过滤的工

8、艺过程基本上由两个过程组成，即过滤和冲洗。过滤为生产清水的过程，而冲洗是从滤料表面冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。多数情况下，冲洗和过滤的水流方向相反，因而一般把冲洗称为反冲或反洗。3、过滤的形式（1）池式过滤 池式过滤主要是指将过滤介质即滤料填于池中的过滤形式。,（2）砂滤棒过滤器 当用水量较少，原水中只含少量有机物、细菌及其他杂质时，可采用砂滤棒过滤器。表 国产砂滤棒过滤器规格,（3）活性炭过滤 活性炭具有多孔性，可以吸附异味，去除各种杂质。反应式如下：式中：C*为活性炭；m=1-2。（4）其他过滤装置 钛棒过滤器、化学纤维蜂房式过滤器、孔离子吸附树脂过滤器,（三）硬水软化 饮料用水特

9、别是配制饮料用水、锅炉用水和洗瓶用水，除了对水的卫生条件要求较而外，对水的硬度要求更高。硬水软化的方法主要有：,石灰软化法离子交换法电渗析法反渗透法,1、石灰软化法 在水中加入石灰等化学约剂，在不加热的条件下除去CO2+，Mg2+，降低水的硬度，达到水质软化的目的，这种方法称之为石灰软化法。石灰软化法是一种既简单又经济的软化水的方法，此法不仅可以去除水中的CO2和大部分的碳酸盐硬度，而且可以降低水的碱度和含盐量。2、离子交换法 离子交换法是利用离子交换树脂交换离子的能力，按水处理的要求将原水中所不需要的离子通过交换而暂时占有，然后再将它释放到再生液中，使水得到软化的水处理方法。,3、反渗透法

10、反渗透的基本原理,（a）渗透（b）渗透平衡（c）反渗透,4、电渗析法 电渗析是利用离子交换膜和直流电场的作用，从水溶液和其他不带电组分中分离带电离子组分的一种电化学分离过程。,（四）水的消毒目前国内外常用的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。1、氯消毒 水的加氯消毒是当前世界各国最普遍使用的饮用水消毒法；由于此法操作简单，费用低，杀菌能力强，处理水量大，因此广泛用于日常生活水处理及没有采用自来水为水源的饮料厂的水处理。氯在水中的反应如下：几种常用的氯消毒剂：漂白粉、次氯酸钠、氯胺,2、紫外线消毒 紫外线是指波长为140-490nm的不可见光线。这种光线具有很强的杀菌能力，其中以250260

11、nm波长的杀菌效果最好。3、臭氧消毒臭氧(O3)是氧的一种变体，其分子由3个氧原子组成，性质很不稳定，虽比氧易溶于水，但溶解度仍较小，在水中易分解成O2和O。O是一个活泼的氧原子，具有很强的氧化能力，能使水中的细菌及其他微生物的酶、有机物等发生氧化反应。由于臭氧的不稳定性，出此通常随时制取并当场使用。在大多数情况下，均利用干燥的空气或氧气进行高压放电来制备臭氧。,第三节 配 料一、甜味剂 甜味剂是指能赋予食品甜味的食品添加剂。1、糖精钠 本品为无色至白色斜方晶系片状结品或无色结晶性风化粉末。甜度为蔗糖的200700倍，一般为300500倍。无热量，适宜在糖尿病、肥胖症等患者的低热食品中使用，但

12、不适宜于婴儿食品。2、其它 甜蜜素、异麦芽酮糖醇、甜味素、麦芽糖醇、木糖醇、甜菊糖甙、甘草、甘草酸一钾及三钾、甘草酸氨、阿力甜、乳糖醇、罗汉果甜甙、三氯蔗糖,二、酸度调节剂 酸度调节剂又称pH调节剂，是指能调节食品酸度的食品添加剂。1、柠檬酸 本品为无色透明晶体或白色结晶性粉末；易溶于水。但使用时应当注意，其水合物在干燥空气中易失去结晶水而风化，在潮湿空气中徐徐潮解。GB27601996规定，柠檬酸可用于各类食品，可根据生产需要量使用。2、其它 乳酸、酒石酸、苹果酸、磷酸、己二酸、富马酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸一钠、碳酸氢钾,三、食用香料 食用香料是指能用于调配食用香精并使食品增香的物质。

13、它不但能够增进食欲，有利消化吸收，而且对增加食品的花色品种和提高食品质量具食重要作用。GB27601996中，允许使用的食品用香料有天然香料140种、合成香料434种，暂时允许使用的香料有163种。GB27601996(1997增补品种)中有允许使用的香料品种256种，均可按照生产需要适量使用。,四、着色剂 食品着色剂又叫做食用色素，是指能使食品着色和改善食品色泽的食品添加剂。特殊颜色可以通过拼色来实现。拼色的方法如下：1、苋莱红 苋莱红为红棕色至暗红棕色粉末或颗粒；易溶于水、甘油，微溶于乙醇；不溶于油脂：耐光、耐热性强，耐氧化、还原性差；对柠檬酸、洒石酸稳定，遇铜、铁易退色；易被细菌分解。G

14、B27601996规定，可用于果汁(味)饮料、碳酸饮料，其最大使用量为0.05g/kg。2、其它 胭脂红、赤鲜红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝、叶绿素铜钠、-胡萝卜素、甜菜红、姜黄、红花黄、紫胶红、越橘红、焦糖色、红米红、栀子黄、菊花黄浸膏、黑豆红、高粱红、萝卜红,五、防腐剂 防腐剂是指对微生物具有杀灭、抑制或阻止生长作用的食品添加剂。1、苯甲酸和苯甲酸钠 苯甲酸为白色有光泽的片状或针状结晶；性质稳定；有吸湿性。苯甲酸难溶解于常温水，故常常使用苯甲酸钠。GB27601996规定，苯甲酸和苯甲酸钠可在碳酸饮料、果汁(味)饮料、桶装浓缩果蔬汁中使用，其最大使用量分别为0.2g/kg和2.0g/kg(

15、以苯甲酸计)，苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，以苯甲酸计，不得超过最大使用量。2、其它 山梨酸、山梨酸钾、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯,六、抗氧化剂 抗氧化剂是指能够防止或延缓食品氧化，提高食品稳定性，延长食品贮藏期的食品添加剂。1、D-异抗坏血酸钠 本品为白色至黄白色结晶性粉末或颗林；易溶于水。其干燥品在空气中稳定，但其水溶液对空气、金属离子、热和光均不稳定。GB27601996规定，可在果蔬汁饮料中使用，其最大使用量为0.15g/kg。2、植酸 本品为淡黄色黏稠状液体；易溶于水；加热时易分解。GB27601996规定，可在果蔬汁饮料中使用，其最大使用最为0.2gkg。,七、增稠剂 增稠剂

16、是指通过提高食品黏度，以提高食品体态稳定性的食品添加剂。1、琼脂 本品为白色至浅黄色薄膜带状或碎片、颗粒及粉末；不溶解于冷水，但在冷水中可吸水20倍以上而膨润软化；溶解于沸水；使用前应当预先用冷水浸泡10h以上再稀释、加热溶解。GB27601996规定，可用于各类食品，按生产需要适量使用，在饮料中的参考使用浓度为0.5-1g/kg。2、其它 明胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、海藻酸钾、果胶、卡拉胶、阿拉伯胶、黄原胶、海藻酸丙二醇酯、罗望子多糖胶、淀粉磷酸酯钠、磷酸化二淀粉磷酸酯、甲壳素、聚葡萄糖,八、酶制剂 果胶酶可用于果汁饮料的澄清、发酵，可将果胶物质分解而降低果汁黏度，破坏胶体保护作用，从而

17、提高果汁的出汁率，加速和加强澄清作用，可按照生产需要适量使用。使用果胶酶时应当注意：（1）由于酶是具有生物活性的蛋白质，热、紫外线、x射线、强酸、强碱、重金属离子等均可破坏其结构而变性失活。因此，使用过程中应当选择合适的温度、pH值、底物浓度，并根据生产条件进行试验，确定合适的用量。（2）使用酶制剂前，应当细心除去抑制剂，避免使用铜、铁等金属器具。在反应后期，为控制反应速度，可使用抑制剂。（3）要防止因酶制剂污染而导致产品中微生物的超标。,九、二氧化碳 二氧化碳是碳酸饮料与汽酒的主要原料之一，主要用于饮料的碳酸化，在碳酸饮料中起着其他物质无法替代的作用。二氧化碳在软饮料中的主要作用：(1)清凉

18、解暑(2)抑制微生物生长，延长饮料货架寿命(3)突出香味，增强饮料的风味特征(4)增加对口腔的刺激，给人以爽口感,十、乳化剂 乳化剂(emulsifier)是指能够改善乳化体中各种构成相之间的表面张力，从而提高其稳定性的食品添加剂。1、酪蛋白酸钠（酪元酸钠）本品为白色至蛋黄色粉末、颗粒或片状物，无色、无味或稍有特异香味；易溶于水，水溶液加酸时，会产生白色沉淀，影响产品质量；pH中性；为水溶性乳化剂，可稳定、强化蛋白质，具有很强的乳化增稠作用；若本品中有残存的乳糖或水溶性蛋白并发生蛋白质变性时，其颜色就会变黄，并具有臭味和碱味，添加到食品中后会影响质量。GB27601996规定，可在各类食品中按

19、生产需要量适量使用。在椰子汁中的参考用量为2-3g/kg。2、其它 山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐三硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、氢化松香甘油酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、改性大豆磷脂、六聚甘油单硬脂酸酯、六聚甘油单油酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、辛、葵酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯,第四节 包装容器及材料一、金属容器及材料 软饮料使用的金属包装材料有镀锡薄钢板、镀铬薄钢板和铝板。二、玻璃容器及材料饮料广泛采用玻璃瓶包装。三、塑料容器及材料四、复合薄膜容器及材料五、纸质容器及材料,第二章 碳酸饮料第一节 碳酸饮料的分类

20、及产品技术要求一、碳酸饮料的分类1、果汁型2、果味型3、可乐型4、低热量型5、其他型,二、产品的技术要求1、感官指标（见表21）表21 碳酸饮料的感官指标,2、理化指标（见表2-2）表22 碳酸饮料的理化指标3、微生物指标 细菌总数：每毫升小于100个；大肠杆菌总数：每100ml小于6个；致病菌：不得检出。,第二节 碳酸饮料的生产工艺流程一、二次灌装法(现调式)二次灌装法是先将调味糖浆定量注人容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。这种糖浆和水先后各自灌装的方法又称现调式灌装法、预加糖浆法或后混合法。,二、一次灌装法（预调式）将调味糠浆与水预先按一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合

21、后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器，这种将饮料预先调配并碳酸化后进行灌装的方式称为一次灌装法，又称预调式灌装法或前混合(premix)法。A加碳酸水的次灌装法 B一次灌装法,第三节 糖浆的制备一、糖溶液的制备（一）间歇式1、冷溶2、热溶(1)蒸汽加热溶解(2)热水溶解法（二）连续式（三）糖液的净化1、以过滤为主要手段2、以吸附为另一种手段,二、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，并允分混匀后所得的浓稠状糖浆，它是饮料的主体之一，与碳酸水混合即成碳酸饮料。糖浆的配制在配料室进行，配料室是饮料

22、生产中最重要的工作场所，它对清洁卫生的要求最为严格。配料室要与其他车间严格隔离，室内具有良好的清洗、消毒、排水、换气和防尘、防鼠、防蚊蝇等设施。,（一）物料处理 为了使配方中的物料混合均匀，减少局部浓度过高而造成的反应，物料不能直接加入，而应预先制成一定浓度的水溶液，并经过过滤，再进行混合配料。1、甜味剂 实际生产中往往不仅仅使用一种甜昧剂，而是使用两种或两种以上的甜味剂，这样风味更好。甜味剂应配成50%的水溶液再加入。用甜味剂代替砂糖时，饮料的固形物含量会下降，相对密度、黏度、外观等都会发生改变，口感也会变得单薄，因此必须加入增稠剂。2、酸味剂 酸味剂一般先配成50%的溶液，不同品种的碳酸饮

23、料分别使用不同的酸味剂，如柠檬酸常用于柑橘风味的磷酸饮料，而酒石酸则多用于葡萄风味的碳酸饮料和某些混合饮料。,3、色素 使用色素时、应注意以下几个方面：(1)色泽必须保持与饮料的名称相一致，果味、果汁汽水应接近新鲜水果或果汁的色泽。例如橙汁汽水，必须为橙红或橙黄色，可乐则应具有焦糖或类似于焦糖的色泽。(2)色素用量应符合GB2760-1996的规定。(3)生产中为了便于调配和过滤，一般先将色素配成5%的水溶液，配制用水应煮沸冷却后使用，或用蒸馏水。否则可能会因水的硬度太大而造成色素沉淀。配好的色素溶液需经过滤，再加入到糖液中。(4)溶解色素的容器应采用不锈钢或食用级塑料容器，不能使用铁、铜、铝

24、等容器和搅拌棒，以避免色素与这些金属发生化学反应。(5)色素溶液的稳定性较差，大多数色素溶液的耐光性也较差，应尽量做到随配随用，避光保存。(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，色索稳定，溶解快，但粉剂的焦糖色素需要先用水溶解过滤后，方可加入糖浆中。4、防腐剂 碳酸饮料因含有一氧化碳，具有压力并有一定的酸度，故不利于微生物的生长繁殖，因此防腐剂用量可相应减少。使用防腐剂时一般先把防腐剂溶解成20%30%的水溶液，然后在搅拌下缓慢加入到糖液中，避免由于局部浓度过高与酸反应而析出，产生沉淀，失去防腐作用。,（二）糖浆调配的投料顺序 糖浆调配时的投料顺序是：调配量大的先调

25、入，如糖液、水；配料时容易发生化学反应的间开调入，如酸和防腐剂；黏度大，易起泡的原料较迟调入、如乳化剂、稳定剂；挥发性的原料最后调入，如香精、香料。按照上述原则，投料的一般顺序为：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。,（三）调和工艺 糖浆调和工艺可分为间歇式和连续式两种，国内多采用间歇式。间歇式按调和时温度的不同又可分为冷调和与热调和两种。1、间歇式（1）热调和糖浆处理工艺 热调和就是在高温下进行配料，通常是用热溶糖液直接配料，然后冷却。这样只经过一次加热就完成了溶糖、调和与杀菌等全部操作，可节省能源。但不足之处是破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大，所以要选用耐

26、热香精，只适合于果味型饮料。(2)冷调和糖浆处理工艺 冷调和就是在常温下(也有提倡采用低于20的低温)进行配料，然后巴氏杀菌、冷却。该方法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。工艺流程为：常温(20)下调和原料均质第二调和罐(缓冲作用为主)90以上杀菌(30 s以内)，杀菌不良的返回溶解罐冷却至25缓冲罐送灌装车间。,2、连续式 连续式调和糖浆处理工艺流程为：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(用水调节糖桨浓度)混合器糖浆输出。用这种流程配制的糖浆，精度可达0.05波美度，可大大降低糖原料的损耗，并且由于是全封闭全自动操作，卫生状况

27、良好，但设备次性投资大。,第四节 碳酸化一、碳酸化原理水吸收二氧化碳的作用般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用（carbonation）。水和二氧化碳的混合过程实际上是一个化学反应过程。即：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，在定的温度条件下，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为溶解气体量；p为平衡压力；H为亨利常数(与溶质、溶剂及温度有关)。道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和。即：式中：pi为分压；i=1，2，.，n，即各组分气体在温度不变时，单独占据混合气体所占的全部体积时对器壁施加的压

28、力；p为总压力。,二、二氧化碳在水中的溶解度 在一定的温度和压力下、CO2在水中的最大溶解量叫做CO2在水中的溶解度。关于气体溶解度的表示方法，我国一般用溶于液体中的气体容积来表示，对于CO2来说，在0.1MPa、温度为1556时，1体积水可以溶解1体积的CO2，也就是说在0.1MPa、1556时，CO2的溶解度近似为1。欧洲则用每升溶液中所溶解的CO2质量(g/L)作为溶解度单位。表2-3 0.1MPa不同温度下CO2的溶解度,三、影响二氧化碳溶解度的因素 如前所述CO2在水中的溶解服从亨利定律和道尔顿定律，由此可知影响CO2溶解度的因素有以下几个方面。（一）二氧化碳气体的分压力 温度不变时

29、，CO2分压增高，CO2在水中的溶解度就会上升。在0.5MPa以下的压力时，成线性正比关系。例如0.1MPa、15.56时，1体积的水中可溶解1体积CO2，0.2MPa时，可溶解2体积CO2。（二）水的温度 压力较低时，在压力不变的情况下，水温降低，CO2在水中的溶解度会上升，反之，温度升高，溶解度下降。温度影响的常数称为亨利常数，以H表示。,表24 CO2的亨利常数,表2-5 修正CO2亨利常数的，数值 例 在25时，测得汽水的表压为0.5MPa，则CO2的溶解量 V(-pi)pi(0.7550.0042 6)6=4.38(倍容积)如不修正，则V=HPi=0.759 64.55(倍容积)。工

30、厂实际生产时，常把压力、温度及对应CO2的含量倍数制成表，直接查表即可。,（三）气体和液体的接触面积与时间 气体溶入液体不是瞬间能完成的，需要定的作用时间以产生一个动态平衡的环境，此时间太长会影响设备生产能力，应该从扩大气液接触面积来考虑，可把溶液喷雾成液滴状或薄膜状。（四）气液体系中的空气含量 经过计算，0.1MPa、20时，l体积空气溶解于水中可排走50倍体积的CO2。空气对碳酸化影响极大，对产品品质也影响极大。（五）液体的种类及存在于液体中的溶质 不同种类的液体以及液体中存在的不同溶质对CO2溶解度有很大的影响。在标准状态下，CO2在水中的溶解度是1.713，在酒精中则为4.329，这说

31、明液体本身的性质对cq溶解度有很大影响。,四、二氧化碳的需求量（一）二氧化碳理论需要量的计算 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为：在15.56时的体积为：则，0.1MPa、15.56时，CO2的理论需要量G理(g)可用下式计算：式中：G理为CO2的理论需要量；V汽为汽水容量(L)(忽略了汽水中其他成分对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；4401为CO2的摩尔质量(g)；Vmol为T下1mol CO2的容积(01MPa、1556时，为23.69L)。,碳酸饮料生产中CO2的实际消

32、耗量比理论需要量大得多，这是因为生产过程中CO2损耗很大。据有关资料报道，CO2在装瓶过程中的损耗一般为40%-60%，因此实际上CO2的用量为瓶内含气量的2.2-2.5倍，采用二次灌装法时，用量为2.5-3倍。,（二）二氧化碳的利用率,五、碳酸化的方式与系统（一）水或混合液的冷却 常用的冷却方法有：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。冷却装置按冷却器的热交换形式的不同可分为直接冷却和间接冷却。1、直接冷却 直接冷却就是直接把制冷剂通入冷却器以冷却水或混合液的冷却方式。冷却器多为排管或盘管式，直接浸没在装满水或混合液的冷冻箱(池)中，制冷剂在管中循环，用蒸发

33、压力控制温度，使水或混合液冷却到需要的温度范围。需要注意的是冷却装置进行热水或蒸汽杀菌时的安全性及对制冷剂的选择。2、间接冷却 间接冷却所用制冷剂不直接通入冷却器，而是先通入冷却介质(如盐水)，再将已经冷却的冷却介质通入冷却器对水或混合液进行冷却。饮料冷却器多为管式或板式热交换器。,（二）水或混合液的碳酸化 根据碳酸化所依附的主要条件，水或混合液的碳酸化，可分为低温冷却吸收式和压力混合式两种。1、低温冷却吸收式 低温冷却吸收式在二次灌装工艺中是把进入汽水混合机的水预先冷却至4左右，在0.441MPa压力下进行碳酸化操作。低温冷却吸收式的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

34、成含气量不足，且生产成本较高。优点是冷却后液体的温度低，可抑制微生物生长繁殖，设备造价低。2、压力混合式 压力混合式是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。缺点是设备造价较高。,（三）汽水混合机 碳酸化过程一般是在碳酸化器或汽水混合机内进行的。汽水混合机的类型很多，碳酸化器实际上是一个普通的受压容器。可以在其上部安装喷头、塔板，将液体分散成薄膜或雾状，使液体和C02充分接触，并进行混合。常用混合机有以下几种：1、薄膜式混合机,图2-1 薄膜式碳酸化罐,2、喷雾式混合机 这种混合机在碳酸化罐的顶部有旋转喷头或离心式雾化器(图2-1)，水或饮料经过

35、雾化，与C02混合，大大增加了接触面积，提高了C02在水中的溶解度，同时缩短了液体和C02的作用时间，提高了碳酸化效率。图2-2 雾化式碳酸化罐,3、喷射式混合机 这种混合机又称文丘里管式混合机，进口生产线大都使用这种混合机。以德国设备为例，其混合系统采用3只并联在一起的喷射混合器，使水与C02混合，然后在个由500mm x160mm的碳酸化罐内贮存，稍加静置后缓缓送向灌装机。这种混合机一般只要将温度、C02压力调节在规定范围内，就可取得较为满意的混合效果和较高的效率。图2-3 喷射式碳酸化器,4、填料塔式混合机 在填料塔内充填玻璃球或瓷环，当水喷洒到填料塔内，经过这些填充料时有较充分的接触面

36、积和碳酸化时间，可以作可变或不可变饱和度的混合机，见图2-4。填料塔式混合机是常规系统中最流行的混合机，但由于清洗困难，一般仅用做水的碳酸化，不适用于成品饮料的碳酸化。图24 填料塔式碳酸化罐,5、静态混合器 静态混合器是20世纪70年代开发的先进混合单元装置，结构简单，可用于各种物料，包括均相、非均相低黏度、高黏度以及非牛顿流体的混合、分散等操作，具有良好的效果。近年来，国内对静态混合器的研究与应用也有很大发展，并开始用于饮料的碳酸化工程。,第五节 碳酸饮料的灌装一、灌装的方法 如前所述。碳酸饮料的灌装方法有典型的二次灌装法和次灌装法，有时也使用组合灌接法。（一）二次灌装法 二次灌装法是种传

37、统的灌装方式，但现在仍然被采用。采用二次灌装法，设备简单、投资少，比较适合中小型饮料厂生产。从卫生角度考虑，二次灌装法易于保证产品卫生。对于含有果肉的碳酸饮料，若采用一次灌装法，果肉颗粒通过混合机时容易堵塞喷嘴，不易清洗，采用两次灌装法则更为有利。,（二）次灌装法 一次灌装法是较先进的灌装方式，大型的设备均采用这种灌装方式。最早的操作方法是将糖浆和处理水按一定比例加到二级配料罐中搅拌均匀，然后经过冷却、碳酸化后再灌装；这种方法需要大容积的一级配料罐，调和后如果不能立即冷却、碳酸化，则由于直接配料、糖度低，易受细菌污染，产品卫生条件难以保证。对于大型的连续化生产线多采用定量混合方式。,图26 碳

38、酸化冷却混合器,二、容器和设备的清洗系统（一）容器的清洗对于易拉罐、PET瓶等一次性容器和新玻璃瓶，由于出厂时包装严密，在搬运、贮存时不易受污染，比较容易清洗，一般不需要消毒，只需用无菌水喷淋洗涤即可用于灌装。对于多次使用的回收玻璃瓶，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。（二）CIP清洗系统 CIP即原地清洗或定置清洗。这种清洗方法，是用水和不同的洗涤液，按照固定的顺序通过泵循环，不用拆装设备以达到清洗目的。CIP清洗是保证产品质量和设备正常运行的必要手段，因而世界上很多软饮料生产厂家普遍采用CIP系统进行

39、设备的清洗。,第六节 碳酸饮料常见的质量问题及处理方法,CO2含量低，刹口感不明显；有固形物杂质；有沉淀物生成，包括絮状物的产生和不正常的混浊现象；生成黏性物质；风味异常变化，出现霉味、腐臭和产生异味等；变色，包括褐变和退色；过分起泡或不断冒泡等。,第一节 果蔬汁的概念与分类一、果蔬汁的定义 以新鲜或冷藏果蔬(也有一些采用干果)为原料，经过清洗、挑选后，采用物理的方法如压榨、浸提、离心等方法得到的果蔬汁液，称为果蔬汁，因此果蔬汁也有“液体果蔬”之称。以果蔬汁为基料，通过加糖、酸、香精、色素等调制的产品，称为果蔬汁饮料。,第三章 果蔬汁饮料,二、果蔬汁的分类,（一）果汁(浆)及果汁饮料(品)类1

40、、果汁2、果浆3、浓缩果汁4、浓缩果浆5、果肉饮料6、果汁饮料7、果粒果汁饮料8、水果饮料浓浆9、水果饮料,（二）蔬菜汁及蔬菜汁饮料(品)类 用新鲜或冷藏蔬菜(包括可食的根、茎、叶、花、果实，食用菌，食用藻类及蕨类)等为原料，经加工制成的制品。1、蔬菜汁2、蔬菜汁饮料3、复合果蔬汁4、发酵蔬菜汁饮料5、食用菌饮料6、藻类饮料7、蕨类饮料,第二节 果蔬汁的生产工艺 一、果蔬汁的工艺流程目前世界上生产的主要果蔬汁产品根据加工工艺的不同，可以分为5大类型：1、澄清汁2、混浊汁3、果肉饮料4、浓缩汁5、果汁粉,二、操作要点（一）原料选择 没有优质的原料就没有优质的产品，因此果蔬汁加工必须选择适宜制汁的

41、原料。一方面要求加工品种具有香味浓郁、色泽好、出汁率高、糖酸比合适、营养丰富等特点，另一方面生产时原料应该新鲜、清洁、健康、成熟，加工过程中要剔除腐烂果、霉变果、病虫果、未成熟果以及枝、叶等，以充分保证最终产品的质量。（二）清洗 原料的清洗是十分重要的，通过清洗可以去除果蔬表面的尘土、泥沙、微生物、农药残留以及携带的枝叶等。生产时经常需要对果蔬原料进行多次清洗果蔬原料的清洗包括流水输送、浸泡、刷洗(借喷淋)、高压喷淋等4道工序。,（三）破碎 因为果蔬的汁液都存在于果蔬的组织细胞内，只有打破细胞壁，细胞中的汁液和可溶性固形物才能出来，因此取汁之前，必须对果蔬进行破碎处理，以提高出汁率，特别是一些

42、果皮较厚、果肉致密的果蔬原料。破碎机的类型主要有辊式破碎机(挤压式破碎机)和锤式破碎机(锯齿式破碎机)。破碎时由于果肉组织接触氧气，会发生氧化反应，破坏果蔬汁的色泽、风味和营养成分等，需要采用一些措施防止氧化反应的发生，如破碎时喷雾加入维生素C或异维生素C，在密闭环境中进行充氮破碎或加热钝化酶活性等。,（四）取汁 果蔬的取汁工序是果蔬汁加工中的一道非常重要的工序，取汁方式是影响出汁率的个重要因素，也影响果蔬汁产品品质和生产效率。果蔬的出汁率可按下列公式计算：根据原料和产品形式的不同，取汁方式差异很大，主要有：压榨法 离心法 浸提法打浆法,1、压榨法主要榨汁机有：(1)带式榨汁机 目前我国北方地

43、区苹果浓缩计的生产广泛采用这种榨汁机、该机自动化连续工作，生产能力大，但是开放式压榨，卫生程度差，产生大量废水，出汁率较低。(2)HP/HPX卧式榨汁机 为瑞典Bucher-Cuyer产品，卧式圆筒结构，通过活塞的往复移动进行压榨，自动化、封闭式、卫生，但不能这续化压榨，该机带有CIP就地清洗系统，1992年后我国引进多台用于浓缩苹果汁生产。(3)气囊式榨汁机 为瑞典Bucher-Guyer产品，卧式圆筒结构，通过压缩空气将气囊膨大对浆料压榨。(4)螺旋榨汁机 结构简单，能连续工作，果汁中的固形物含量很高，不封闭、出汁率低，而且果汁呈浆状，生产能力较小，目前生产中使用较少。(5)裹包式榨汁机

44、一般是果蔬浆用尼龙布包裹起来，浆厚10cm左右，层层累起。层与层之间有隔板，便于果汁的流出，通过液压增压使果汁流出。(6)柑橘类果实榨汁机 专用性很强，有FMC的在线榨汁机(In1ine Extractor)、brown系列榨汁机(brown400，brown700，brown1100，brown2503)、安德逊榨汁机等。,2、离心法 通过卧式螺旋离心机来完成，利用离心力的原理实现果汁与果肉的分离。料浆通过中心送料管进入转筒的离心室，在高速离心力作用下，果渣甩至转筒壁上，由螺杆传送器将果渣不断地送往转筒的锥形末端而排出，果汁通过螺纹间隙从转筒的前端流出(图33)。图3-3 卧式离心机剖面图1

45、.螺杆推进器 2.转筒 3.清汁出口 4.排渣口 5.进料口,3、浸提法 主要适用于干果如酸枣、乌梅、红枣等或水果中果胶含量较高通过上述方法难以取汁的果蔬原料(如山楂)。由分批式和连续式两种浸提方式。连续逆流浸提法采用物料和浸提液双向移动。4、打浆法 在果蔬汁的加工中这种方法适用于果蔬浆和果肉饮料的生产。果肉饮料都是采用这种方法，如草莓汁、芒果汁、桃汁、山楂汁等。果疏原料经过破碎后需要立即在预煮机进行预煮，钝化果蔬中酶的活性，防止褐变，然后进行打浆，生产中一般采用三道打浆，筛网孔径的大小依次为1.2，0.8，0.5mm，经过打浆后果肉颗粒变小有利于均质处理。,（五）粗滤 除打浆法之外，其他方法

46、得到的果蔬汁液中含有大量的悬浮颗粒，如果肉纤维、果皮、果核等，它们的存在会影响产品的外观质量和风味，需要及时去除，粗滤可在榨汁过程中进行或单机操作，生产中通常使用振动筛，进行粗滤。对澄清汁粗滤后还需澄清与过滤、对于混浊汁和带肉饮料则需要均质与脱气。,（六）澄清与精滤1、澄清按澄清作用的机理，果蔬汁的澄清可分为5大类：(1)酶法澄清 果蔬汁中的胶体系统主要是由果胶、淀粉、蛋白质等大分子形成的，添加果胶酶和淀粉酶分解大分子果胶和淀粉，破坏果胶和淀粉在果蔬汁中形成的稳定体系，悬浮物质随着稳定体系的破坏而沉淀，果蔬汁得以澄清。生产中经常使用果胶复合酶，这种酶具有果胶酶、淀粉酶和蛋白酶等多种活性。国际上

47、著名的酶制剂公司有丹麦诺和诺德公司和法国的吉比特公司。(2)电荷中和澄清 果蔬汁中存在的果胶、单宁、纤维素等带负电荷，通过加入带正电荷的物质，发外电性中和，从而破坏果蔬汁稳定的胶体体系。如明胶法，明胶能与果蔬汁中的果胶、单宁相互凝聚并吸附果蔬汁中的其他悬浮物质，产生沉淀。另外，还有硅胶明胶法、壳聚糖法等,(3)吸附澄清 通过加入表面积大具有吸附能力的物质，吸附果蔬汁中的一些蛋白质、多酚类物质等，如膨润土澄清法、聚乙烯吡咯烷酮(PPVP)澄清法等。(4)冷热处理澄清 通过冷冻或加热处理使果蔬汁中的胶体物质变性，絮凝沉淀，如冷冻澄清、加热澄清。(5)超滤澄清 即利用超滤膜的选择性筛分，在压力驱动下

48、把溶液中的微粒、悬浮物质、胶体和大分子与溶剂和小分子分开。其优点是无相变，挥发性芳香成分损失少，在密闭管道中进行不受氧气的影响，能实现白动化生产。目前，在果蔬汁的生产中主要是采用酶分解和超滤结合的复合澄清法，其他一些澄清方法都是一些辅助性方法，为了提高澄清效果需要结合使用。2、过滤 果蔬汁的过滤方法主要采用压滤法，常用的压滤机有板框式过滤机、硅藻土过滤机、超滤机等3种。由于板框式和硅藻土过滤机不能连续化生产，企业往往需要两台或多台交替使用，且生产能力较小。,（七）均质与脱气1、均质 混浊汁与带肉饮料需要均质处理，均质的目的是使果蔬汁中的悬浮果肉颗粒进一步破碎细化，同时促进果肉细胞壁上的果胶溶出

49、，使果胶均匀分布于果蔬汁中，形成均一稳定的分散体系。如果不均质，由于果蔬汁中的悬浮果肉颗粒较大，产品不稳定，在重力的作用下果肉会慢慢向容器底部下沉，放置一段时间后就会出现分层现象，而且界限分明，容器上部的果蔬汁相对清亮，下部浑浊，影响产品的外观质量。生产中有时在均质前过一道胶体磨。,2、脱气 果蔬组织中溶解一定的空气，加工过程中又经过破碎、取汁、均质以及泵、管通的输送都会带入大量的空气到果蔬汁中，在生产过程中需要将这些溶解的空气脱除，称为脱气或去氧。脱氧的同时也会带来探发性芳香物的损失，因此在生产中有时添加香精来弥补这一部分损失；入外在柑橘类果汁加工时，为了避免外皮精油混入产生异味，榨汁后需要

50、对果汁进行减压去油，其后就不必再进行脱气。脱气的方法有真空脱气、气体置换脱气、加热脱气、化学脱气以及酶法脱气等。,（八）浓缩 浓缩果蔬汁与原汁相比，具有显著的优点：产品经过浓缩后，体积减少了、重量减轻了、可溶性固形物提高了。可以显著降低产品的包装、运输费用，增加产品的保藏性，延长产品的贮藏期，另外浓缩果蔬汁、除了加水还原成果蔬汁或果蔬汁饮料外，还可以作为其他食品工业的配料，用于果酒、奶制品、甜点等的配料。果蔬汁的浓缩比可以按下式计算：,1、真空浓缩法 大多数果蔬汁是热敏性食品，为了较好地保存果蔬汁的品质，浓缩应该在较低的温度下进行，因此多采用真空浓缩，即在减压的条件下使果蔬汁中的水分迅速蒸发，