碳酸飲料的生產(chǎn)工藝流程

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(chǎn)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(diào)配設備（化糖鍋、夾層鍋、配料缸）
3．碳酸化設備：CO2氣調(diào)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(chǎn)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(diào)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(diào)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(diào)和糖漿的調(diào)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(diào)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(chǎn)常見的制裁量問題及解決辦法
小結(jié)：碳酸飲料生產(chǎn)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

一、生產(chǎn)工藝流程－二次灌裝
飲用水→水處理→冷卻→氣水混合← CO2

糖漿→調(diào)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(diào)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(diào)式灌裝法、預加糖漿法或后混合（postmix）法
一、生產(chǎn)工藝流程－一次灌裝
飲用水→水處理→冷卻→氣水混合← CO2
糖漿→調(diào)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(chǎn)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(diào)配

容器－→－清洗－ → － － →檢驗

一次灌裝法流程示意圖
將調(diào)味糖漿與水預先按照一定比例泵入汽水混合機內(nèi)，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(diào)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)一致性和高質(zhì)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(zhì)砂糖，溶解于一定量的水中，制成預計濃度的糖液，再經(jīng)過濾、澄清后備用。其水也必須是純良的水，其水質(zhì)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(nèi)細菌；分離出凝固糖中的雜質(zhì)；溶解迅速，短期內(nèi)可生產(chǎn)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.

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(chǎn)效率高，全封閉，全自動操作，糖液質(zhì)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(diào)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(jù)糖漿濃度測定

3.糖漿過濾：對于高質(zhì)量優(yōu)質(zhì)砂糖制備的糖漿，采取不銹鋼絲網(wǎng)、帆布、棉餅、板框等方式

4.凈化：針對質(zhì)量較差的砂糖，會導致飲料產(chǎn)生凝結(jié)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(diào)配

調(diào)合糖漿（果味糖漿或加香糖漿）指根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)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(nèi)調(diào)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(zhì)掉入糖漿中
調(diào)合分：間歇式和連續(xù)式
調(diào)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(jīng)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(nèi)排放出來時，就把體內(nèi)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(chǎn)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

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****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(nèi)的二氧化碳容積數(shù)。

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(zhì)的性質(zhì)；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。

6.CO2的利用率
二氧化碳的實際消耗量在碳酸飲料生產(chǎn)中比理論需要量大，因為生產(chǎn)過程中二氧化碳的損耗很大。
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(jīng)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(nèi)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(zhì)，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(jīng)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(chǎn)成本高。優(yōu)點是冷卻后液體的溫度低，可抑制微生物生產(chǎn)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(chǎn)量。

碳酸化系統(tǒng)：

二氧化碳氣調(diào)壓站（根據(jù)所供應的二氧化碳壓力和混合機所需壓力進行調(diào)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(chǎn)品中無雜質(zhì)
5.保證恒定的灌裝壓力

五、碳酸飲料的灌裝

（一）.灌裝方法:
1、二次灌裝：設備簡單，投資少，適合中小型飲料廠
從衛(wèi)生角度來講，二次灌裝容易保證產(chǎn)品衛(wèi)生；由于糖漿未經(jīng)碳酸化，與碳酸水混合后會使含氣量降低，因此必須使碳酸水的含氣量高于成品預期的含氣量。如糖漿和碳酸水的比例為1：4。成品含氣量為3倍容積，則碳酸水的含氣量為3×5/4＝3.75倍的容積。

2.一次灌裝：
適合大型飲料廠.早期的操作是將糖漿和處理水按一定比例加到二級配料罐中攪拌均勻，再經(jīng)冷卻、碳酸化后灌裝。需要大容積的二級配料罐，且衛(wèi)生難以保證對于大型的連續(xù)化生產(chǎn)線多采取定量混合方式：把處理水和調(diào)合糖漿以一定比例作連續(xù)的混合，壓入碳酸氣后灌裝。常在混合機內(nèi)配冷卻器或冷卻碳酸化器。目前多采用同步電動混合機。
缺點：是不適合帶果肉碳酸飲料，設備復雜，混合機與糖漿接觸，洗滌，換生產(chǎn)線和消毒不方便.

五、碳酸飲料的灌裝

1.灌裝系統(tǒng)：指灌糖漿、碳酸水和封蓋等操作的組合體系
二次灌裝系統(tǒng)有灌漿機、灌水機和壓蓋機組成
一次灌裝系統(tǒng)加糖漿工序中，配比器放在混合機之前。灌裝系統(tǒng)由一個動力機構(gòu)驅(qū)動的灌裝機和壓蓋機組成
灌裝機：壓差式、等壓式、負壓式
封口機：灌裝生產(chǎn)線

2、灌裝的質(zhì)量要求：
A、達到預期的碳酸化水平、保證糖漿和水的準確比例
B、保證合理的和一致的灌裝高度
C、容器頂隙應保持最低的空氣量
D、密封嚴密有效
E、保持產(chǎn)品的穩(wěn)定性