長期供應果汁飲料生產線設備 碳酸飲料生產線設備

一、碳酸飲料的基本特征
（一）碳酸飲料的定義:指含有CO2的軟飲料的總稱
（二）分類
1．果汁型碳酸飲料：指含有2.5%及以上的天然果汁
2．果味型碳酸飲料：以香料為主要賦香劑，果汁含量低于2.5%
3．可樂型碳酸飲料：含有可樂果、白檸檬、月桂、焦糖色素
4．其它型碳酸飲料：乳蛋白碳酸飲料、冰淇淋汽水等
（三）CO2在水中的溶解度
1．CO2在碳酸飲料中的作用
2．CO2在液體中的溶解度
影響因素有：
（1）液體的溫度
（2）環(huán)境絕對壓力
（3）液體與CO2接觸的面積和時間
（4）CO2的純度
(四）碳酸飲料生產主要設備
  1．水處理設備（澄清、過濾凈化、消毒等，前面水處理已講過）
  2．糖漿調配設備（化糖鍋、夾層鍋、配料缸）
  3．碳酸化設備：CO2氣調壓站、水冷卻器、汽水混合機）
  4．洗瓶設備    

  5、灌裝設備


二、碳酸飲料的生產工藝
凈化←CO2 
（一）工藝流程（一次灌裝法）
↓

水源→水處理→冷卻脫氣→凈化→定量調和→
冷卻混合→
灌裝→壓蓋→檢查→成品
↑
↑
白砂糖→稱得→溶解→過濾→糖漿調和
檢驗←消毒←清洗←容器

（二）糖漿的制備與凋和
1．糖的溶解：
（1）冷溶法
（2）熱溶法
2．調和糖漿的調配

加入順序：原糖漿（加甜味劑）→加防腐劑→加酸味劑→加果汁→香精→色素→水（碳酸水）
（三）碳酸化過程
1．CO2氣調壓站     2. 水冷卻器     3. 汽水混合機（碳酸化罐）（四）灌裝、殺菌、檢驗
1．洗瓶   2. 灌裝   3. 殺菌   4、冷卻、檢驗

三、碳酸飲料生產常見的制裁量問題及解決辦法
小結：碳酸飲料生產工藝及設備
介紹指含有二氧化碳的軟飲料，通常由水、甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、二氧化碳氣及其他原輔料組成，俗稱汽水
技術要求 see page 83-84
生產的主要設備 see page 85－87
一、生產工藝流程－二次灌裝
飲用水→水處理→冷卻→氣水混合← CO2
                        ↓
糖漿→調配→冷卻→灌漿→灌水→密封→混勻→檢驗→成品飲料 
                 ↗
容器→清洗→ 檢驗
二次灌裝法流程示意圖
二次灌裝法是先將調味糖漿定量注入容器中，然后加入碳酸水至規(guī)定量，密封后再混合均勻。又稱為現(xiàn)調式灌裝法、預加糖漿法或后混合（postmix）法
一、生產工藝流程－一次灌裝
飲用水→水處理→冷卻→氣水混合← CO2
                        ↓
糖漿→調配→冷卻→ → →混合→灌裝→密封→檢驗→成品飲料 
                              ↗
容器－→－清洗－ → － → － 檢驗
加碳酸水的一次灌裝法流程示意圖

一、生產工藝流程－一次灌裝
飲用水→水處理
         ↓
        混合→冷卻→碳酸化→灌裝→密封→檢驗→成品飲料 
         ↑                  ↑
糖 漿 →調配                 ↑
容器－→－清洗－ → － － →檢驗
一次灌裝法流程示意圖
將調味糖漿與水預先按照一定比例泵入汽水混合機內，進行定量混合后再冷卻，然后將該混合物碳酸化后再裝入容器。又稱為預調式灌裝法、成品灌裝法或前混合（premix）法
糖漿的制備
溶糖分間歇式和連續(xù)式，間歇式又分為冷溶和熱溶（蒸汽加熱和熱水）
冷溶：配制短期內飲用的飲料糖漿。采用裝攪拌器的容器，把糖和水正確配準，在室溫下進行攪拌，待完全溶化，過濾去雜即成。一般45－650Bx（要存放1天必須是650Bx）。冷溶法生產須有嚴格的衛(wèi)生控制措施，但可以節(jié)省燃料
二、糖液的制備
提供稠度而有助于傳遞香味
提供能量和營養(yǎng)價值
飲料廠來說，從衛(wèi)生和濃度控制的觀點出發(fā)，糖漿的制備無疑是重要的。要達到配料摻和良好和完善，以生產一致性和高質量的飲料
將糖溶解于水中，一般稱為原糖漿或單糖漿。必須是優(yōu)質砂糖，溶解于一定量的水中，制成預計濃度的糖液，再經過濾、澄清后備用。其水也必須是純良的水，其水質可與灌裝用水相同
1.熱溶：零散飲料，純度要求高，或要求延長貯藏期的飲料。熱溶能殺滅糖內細菌；分離出凝固糖中的雜質；溶解迅速，短期內可生產大量糖液。一般采取不銹鋼的雙層溶糖鍋，并備有攪拌器，鍋底部有放料管道蒸汽加熱溶解 see page 89,熱水溶解 see page 89
2.連續(xù)式：指糖和水從供給到溶解、殺菌、濃度控制和糖液冷卻均連續(xù)進行。生產效率高，全封閉，全自動操作，糖液質量好，濃度差異小，但設備投資大。
計量、混合→熱溶解→脫氣、過濾→糖度調整→殺菌、冷卻→糖液
溶糖注意：溫度高，溶解度大，如100℃溶解83%糖，0℃時，約溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。這也是一般制備65%為宜的依據糖漿濃度測定
3.糖漿過濾：對于高質量優(yōu)質砂糖制備的糖漿，采取不銹鋼絲網、帆布、棉餅、板框等方式
4.凈化：針對質量較差的砂糖，會導致飲料產生凝結物、沉淀物，甚至異味；裝瓶時出現(xiàn)大量泡沫等；或者對一些特殊的飲料如白檸檬汽水 
5.對糖漿色度要求很高，一般要求凈化處理：加入0.5－1％活性炭到熱糖漿中，一邊添加一邊攪拌，活性炭與糖液接觸15min，溫度保持80℃，通過過濾器前加入0.1%硅藻土，避免活性炭堵塞過濾器面層。

三、糖漿調配
調合糖漿（果味糖漿或加香糖漿）指根據產品技術要求，配合好各種原料，可作灌裝的糖漿
配料準備和處理
投料順序（在不斷攪拌的情況下，但不能太劇烈）：
原糖漿：測定其濃度及需要的容積
防腐劑：稱量后溫水溶解
甜味劑：溫水溶解后加入
酸味劑：50％、果汁（乳化劑、穩(wěn)定劑）、色素、香精
加水到規(guī)定容積配合完畢后即可測定糖漿濃度，同時抽少量糖漿加碳酸水，觀察色澤，評味，檢查是否與標準樣符合
在攪拌器和容量刻度標尺的不銹鋼容器內調合；攪拌方式多為傾斜式或腰部式，可避免因振動而致使灰塵和油污等雜質掉入糖漿中
調合分：間歇式和連續(xù)式
間歇式：熱調合：在高溫下進行配料，通常用熱溶糖液直接配料，然后冷卻；只經過一次加熱就完成溶糖、調合與殺菌等工藝操作，節(jié)省能源，但破壞了果汁飲料的風味和營養(yǎng)成分，香精揮發(fā)損失大；所以要選耐熱的香精，只適合于果味性飲料。冷調合：常溫下（低于20℃）進行配料，然后巴式殺菌、冷卻；多用于含熱敏性香料多的果味型飲料和果汁行飲料的生產；常溫下調合原料→均質→第二調合罐（緩沖作用為主）→90℃以上殺菌（30S）→殺菌不良的返回溶解罐→冷卻至25℃→緩沖罐→糖漿輸出到灌裝車間。
連續(xù)式：各溶液高位槽→定量比例泵→混合器→第一調合罐→均質機→第二調合罐→定量比例泵（用水調節(jié)調節(jié)濃度）→混合器→糖漿輸出到灌裝車間。連續(xù)式配制糖漿濃度精度高（?1?7?1?76?1?7?1?720.05波美度），可大大降低糖原料的損耗，全封閉操作，衛(wèi)生狀況良好，設備一次投入大。
調合工藝流程的布置應遵循：注意衛(wèi)生，溶糖和配料分開；配料間與灌裝線應盡量靠近；管路要簡捷，減少彎頭，盡量利用液位差壓力，避免使用臨時膠管；與前后工序的設備能力要平衡；要便于操作和計量配制好的糖漿應立即裝瓶，尤其是乳濁型飲料，糖漿貯存時間長，會發(fā)生分層，裝瓶時應經常對糖漿加以攪拌

1. 二氧化碳的作用
清涼作用：碳酸在腹中由于溫度升高，即進行分解，這個分解是吸熱反應，當二氧化碳從體內排放出來時，就把體內的熱帶出來，起到清涼作用。H2CO3 ? CO2＋H2O：阻礙微生物的生長，延長汽水貨架壽命：國際上認為3.5～4倍含氣量是汽水的安全區(qū)
突出香味：有舒服否認剎口感：二氧化碳配合汽水中的氣體成分，產生一種特殊的風味
2.原理：水吸收二氧化碳的作用一般稱為二氧化碳飽和作用或碳酸化作用（Carbonation）。實際上是一個化學過程
CO2＋H2O?H2CO3亨利定律：氣體溶解在液體中時，在一定溫度下，一定量液體中溶解的氣體量與液體保持平衡時的氣體壓力成正比。即當溫度T一定時：
V＝Hp
式中：V－溶解氣體量；p－平衡壓力；H－亨利常數）
道爾頓定律：混合氣體的總壓力等于各組成氣體的分壓之和。
四、碳酸化
3.二氧化碳在水中的溶解度
在一定壓力和溫度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做溶解度。碳酸飲料中常用的溶解量單位叫“本生容積”，簡稱“容積”：在0.1MPa、溫度為0℃（15.56℃）時，溶于一單位容積內的二氧化碳容積數。美國有的工廠用“奧斯瓦德容積”，區(qū)別是用當時測定的溫度，由于溫度不同而發(fā)生的容積變化不再作調整。歐洲常用的溶解量單位為g/l。兩者的換算關系是1容積約等于2g/l。在標準情況下，1mol氣體的體積為22.4l，二氧化碳的克分子量為44g。所以二氧化碳的密度＝44g/22.4l＝1.96g/l（精確計算為44.01/22.26=1.98）。
4.CO2在水中的溶解度影響因素：氣液體系的絕對壓力和液體的溫度；CO2氣體的純度；液體中存在的溶質的性質；氣體和液體的接觸面積和接觸時間。CO2氣體的溶解度在0.1MPa、溫度為15.56℃時，一容積的水可以溶解一容積的CO2。
5.CO2理論需要量的計算
根據氣體常數1mol氣體在0.1MPa、0℃時為22.41L,因此1molCO2在T℃時的體積: Vmol＝(273+T)/273×22.41(L)
則：G理＝V汽×N/Vmol×44.01
式中： G理為CO2理論需要量； V汽為汽水容量（L）（忽略了汽水中其它成分對CO2溶解度的影響以及瓶頸空隙部分的影響）；N為氣體吸收率即汽水含CO2的體積倍數；44.01為CO2的摩爾質量（g）； Vmol為T℃下1molCO2的容積
6.CO2的利用率
二氧化碳的實際消耗量在碳酸飲料生產中比理論需要量大，因為生產過程中二氧化碳的損耗很大。
裝瓶過程中損耗為40～60％，即實際上二氧化碳的用量為瓶內含氣量的2.2～2.5倍；采用二次灌裝時，用量為2.5～3倍
提高CO2的利用率方法：選用性能優(yōu)良的灌裝設備，在不影響操作怕和檢修的前提下，盡量縮短灌裝與封口之間的距離；經常對設備進行檢修，提高設備完好率，減少灌裝封口時的破損率（包括成品的）；盡可能提高單位時間內的灌裝、封口速度、減少灌裝后在空氣中的暴露時間，減少CO2的逸散；使用密封性能良好的瓶蓋，減少漏氣現(xiàn)象
CO2壓力對于飲料的味道影響很大： CO2過高，使飲料的甜酸味減弱；過少碳酸氣給人的刺激太輕微，失去碳酸飲料應有的剎口感。對于風味復雜的碳酸飲料，CO2過高反而沖淡飲料應有的獨特風味，對于含揮發(fā)性成分低的柑桔型碳酸飲料尤其如此。有些碳酸飲料由于所用香精含易揮發(fā)的萜類物質，CO2過高會破壞原有的果香味而變苦。一般果汁型汽水含2～3倍容積的CO2，可樂型汽水和勾兌蘇打水含3～4倍容積的CO2
7.碳酸化方式和設備
水或混合液的冷卻：水的冷卻、糖漿的冷卻、水和糖漿混合液的冷卻、水冷卻后與糖漿混合后再冷卻
水或混合液的碳酸化：
低溫冷卻吸收式：二次灌裝工藝中把進入汽水混合機的水預先冷卻至4℃左右，在0.441MPa下進行碳酸化；一次灌裝中則把已經脫氣的糖漿和水的混合液冷卻至16～18℃，在0.784MPa下與CO2混合。此法缺點是制冷量消耗大，冷卻時間長或容易由于水冷卻程度不夠而造成含氣量不足，而且生產成本高。優(yōu)點是冷卻后液體的溫度低，可抑制微生物生產繁殖，設備造價低
壓力混合式：采用較高的操作壓力來進行碳酸化，其優(yōu)點是碳酸化效果好，節(jié)省能源，降低了成本，提高了產量。缺點是設備造價高
碳酸化系統(tǒng)：
二氧化碳氣調壓站（根據所供應的二氧化碳壓力和混合機所需壓力進行調節(jié)的設備）
水冷卻器、汽水混合機、薄膜式混合機、噴霧式混合機、噴射式混合機、填料塔式混合機、靜態(tài)混合器
碳酸化過程中的注意事項：
1.保持合理的碳酸化水平;          2.保持灌裝機一定的過壓程度
3.將空氣混入控制在最低限度;      4.保證水或產品中無雜質
5.保證恒定的灌裝壓力