第四章碳酸飲料課件

第四章

碳酸飲料第四章

碳酸飲料【教學(xué)目標(biāo)】了解碳酸飲料的分類及特點(diǎn)；了解一次灌裝法、二次灌裝法的基本工藝及其優(yōu)缺點(diǎn)；熟悉糖漿的制備方法、投料順序及遵循原則；熟悉碳酸化的原理與影響因素，掌握碳酸化的方法；掌握等壓式、負(fù)壓式及壓差式灌裝的基本原理；掌握碳酸飲料生產(chǎn)中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題、原因及解決方法。【教學(xué)目標(biāo)】了解碳酸飲料的分類及特點(diǎn)；第四章碳酸飲料第一節(jié)概述一、概念

碳酸飲料

(carbonateddrinks)——在一定條件下充入二氧化碳?xì)獾能涳嬃现破?，不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生二氧化碳?xì)獾娘嬃?。成品中二氧化碳?xì)獾暮?20℃時(shí)體積倍數(shù))不低于1.5倍。第四章碳酸飲料第一節(jié)概述第一節(jié)概述

二、碳酸飲料分類

1、果汁型含有一定量果汁的碳酸飲料，如桔汁汽水、橙汁汽水、菠蘿汁汽水或混合果汁汽水等。2、果味型以果味香精為主要香氣成分，含有少量果汁或不含果汁的碳酸飲料，如桔子味汽水、檸檬味汽水等。3、可樂(lè)型以可樂(lè)香精或類似可樂(lè)果香型的香精為主要香氣成分的碳酸飲料

。多數(shù)可樂(lè)含焦糖色。4、其它型除上述三類以外的碳酸飲料，如蘇打水、鹽汽水、姜汁汽水、運(yùn)動(dòng)汽水等。第一節(jié)概述二、碳酸飲料分類第一節(jié)概述三、碳酸飲料的風(fēng)味主要由CO2氣刺激口腔粘膜和味覺(jué)而產(chǎn)生清涼感。碳酸飲料的風(fēng)味與溶入飲料的CO2量、進(jìn)入口腔時(shí)氣化的CO2量及氣泡大小有關(guān)。四、碳酸飲料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值從營(yíng)養(yǎng)角度看，普通碳酸飲料除甜味劑如砂糖產(chǎn)生一定熱量外，幾乎沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；果汁型或蛋白型碳酸飲料據(jù)其品種和含量不同而具不同營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。第一節(jié)概述三、碳酸飲料的風(fēng)味

第一節(jié)概述五、產(chǎn)品質(zhì)量要求

1、感官指標(biāo)

應(yīng)具有反映該類產(chǎn)品特點(diǎn)的外觀、滋味，不得有異味、異臭和外來(lái)雜物。色澤：果汁型、果味型應(yīng)與果汁色澤相近，可樂(lè)型為棕紅色。香氣與滋味：香氣協(xié)調(diào)柔和，酸甜適口，有清涼感。外觀：清汁應(yīng)澄清透明無(wú)沉淀；渾汁應(yīng)均勻一致，有渾濁度。

2、理化指標(biāo)

CO2含量：≥1.5倍（20℃時(shí)同體積飲料中溶解的CO2的體積倍數(shù)）。果汁含量：≥2.5％（果汁型碳酸飲料，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

3、微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)<50個(gè)/ml；大腸桿菌總數(shù)<3個(gè)/ml；酵母菌、霉菌<50個(gè)/20ml；致病菌不得檢出。

4、食品添加劑和食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑

使用量及使用范圍應(yīng)符合GB2760和GB14880的規(guī)定。第第四章碳酸飲料

第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)設(shè)備一、水處理設(shè)備（水處理車間）二、配料設(shè)備（化糖間）化糖鍋糖漿過(guò)濾器配料罐滅菌器第四章碳酸飲料第二節(jié)第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)設(shè)備三、碳酸化設(shè)備（灌裝間）冷卻器脫氣機(jī)混合機(jī)四、灌裝設(shè)備（灌裝間）洗瓶機(jī)灌裝機(jī)封蓋機(jī)溫罐機(jī)第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)設(shè)備三、碳酸化設(shè)備（灌裝間）第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝碳酸飲料均由水、調(diào)味糖漿、CO2組成，生產(chǎn)工藝大致相同，根據(jù)以上三種成分的混合順序，碳酸飲料的生產(chǎn)大致分為兩種。一、二次灌裝法先將調(diào)味糖漿定量注入容器中，再加入碳酸水至規(guī)定容量，密封后混合均勻。這種糖漿和水先后各自灌裝的方法又稱現(xiàn)調(diào)法、預(yù)加糖漿法、后混合法、三段裝瓶法。二、一次灌裝法將調(diào)味糖漿與水預(yù)先按一定比例泵入混合機(jī)，進(jìn)行定量混合后冷卻，然后再碳酸化、灌裝，這種將飲料預(yù)先調(diào)配并碳酸化后進(jìn)行灌裝的方法又稱預(yù)調(diào)法、前混合法或成品灌裝法。第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝碳酸飲料均由水、調(diào)味糖漿、C第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝一、二次灌裝法優(yōu)點(diǎn)：對(duì)含果肉的碳酸飲料采用此法灌裝有利；水和糖漿不易污染；糖漿損失少；灌裝系統(tǒng)較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：成品中CO2含氣量不足，氣泡不夠細(xì)膩；灌裝時(shí)易出現(xiàn)反噴（噴涌）現(xiàn)象，造成裝量不足；成品質(zhì)量不穩(wěn)定。工藝：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→溫罐→檢驗(yàn)→貼標(biāo)→成品

↑

容器→清洗→消毒→檢驗(yàn)第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝一、二次灌裝法第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝二、一次灌裝法優(yōu)點(diǎn)：水和糖漿同時(shí)碳酸化，CO2含量充足；成品質(zhì)量較穩(wěn)定；灌裝時(shí)不易起泡、反沖；工藝簡(jiǎn)單，灌裝速度快。缺點(diǎn)：不適于帶果肉碳酸飲料的灌裝；糖漿水易受到污染；灌裝時(shí)易破瓶；設(shè)備較復(fù)雜，混合機(jī)與糖漿接觸，洗滌與消毒較嚴(yán)。工藝：

飲用水→水處理CO2↓↓糖漿→調(diào)配→混合→冷卻→碳酸化→灌裝→密封→溫罐→檢驗(yàn)→貼標(biāo)→成品容器→清洗→消毒→檢驗(yàn)飲用水→水處理→冷卻→氣水混合←CO2↓糖漿調(diào)配

混合→灌裝→密封→溫罐→檢驗(yàn)→貼標(biāo)→成品

↑容器→清洗→消毒→檢驗(yàn)第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（一）碳酸飲料的主要原料碳酸飲料的主要原料是糖漿、CO2和水。糖漿又稱為調(diào)味糖漿或主劑，是在一定濃度的糖液中，加入甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、防腐劑等，并允分混勻后所得的濃稠狀糖漿，它是飲料的主體之一，與碳酸水混合即成碳酸飲料。1、甜味劑可使用蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖等。常用白砂糖（甘蔗糖和甜菜糖，8～14％），也可使用低熱值人工合成甜味劑。2、酸味劑可用檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、磷酸等。常用檸檬酸(0.1～0.2%)，可樂(lè)型用磷酸(0.06～0.1%)。3、香精主要有檸檬、白檸檬、桔子、葡萄、菠蘿、桃、蘋果、草莓、橙、焦糖等香精(0.005～0.01‰)。天然果汁有柑桔、白檸檬、葡萄柚、蘋果、菠蘿、檸檬等，用量2.5～10%。第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（一）碳酸飲料的主要原料4、色素較多使用檸檬黃、日落黃、酸性紅、焦糖色等合成色素(<0.05‰)?？蓸?lè)型用焦糖色素(單倍耐酸型0.35～0.45%，雙倍耐酸型0.15～0.2%)。5、防腐劑使用較多的是苯甲酸鈉(<0.2‰)，其次是山梨酸鉀(<0.2‰)。6、CO2碳酸飲料中體積最大的成分，使飲料產(chǎn)生發(fā)泡特性，產(chǎn)生清涼感，提高飲料保藏性(>1.5倍體積)。要求CO2純度>99.5%。7、水飲料中含量最大的成分，大約為90％，低熱值碳酸飲料含水量98％左右。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（二）調(diào)配1、調(diào)配方法

⑴首先正確計(jì)量每次配料時(shí)所需原糖漿、酸味劑、香料、色素、水等。⑵各種配料分別用水溶解并攪拌均勻（有的需要過(guò)濾）。⑶將溶解好的配料按順序分別加入原糖漿中，并攪拌均勻。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（二）調(diào)配2、調(diào)配順序

⑴原糖漿（糖的溶解有熱溶法和冷溶法，溶解后須過(guò)濾、殺菌并測(cè)糖度）⑵防腐劑（加量<0.02％，配25％苯甲酸鈉液，苯甲酸溫水溶解、過(guò)濾）⑶酸味劑（加量0.1～0.2％，配成50％檸檬酸液，或溫水溶解過(guò)濾）⑷果汁（清汁或渾汁、濃縮果汁均需過(guò)濾后添加；加量2.5～10％）⑸色素（配成5％的水溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用；加量<0.05‰）⑹香精（常用水溶性香精，粉末香精配成5％的溶液并過(guò)濾；加量<0.01‰）⑺水。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（二）調(diào)配3、注意事項(xiàng)

⑴各原料分別溶解、分別添加，添加時(shí)不宜過(guò)度攪拌，以免混入過(guò)多空氣。⑵先加防腐劑，后加酸味劑，防止防腐劑局部濃度過(guò)高而產(chǎn)生沉淀。⑶調(diào)配好的調(diào)味糖漿應(yīng)與碳酸水配成成品小樣，觀色、品味應(yīng)與標(biāo)樣相符。⑷調(diào)好的調(diào)味糖漿應(yīng)盡快使用，以免分層、污染。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配二、碳酸化（一）CO2溶解度及計(jì)量單位在一定壓力下，CO2與水或糖漿混合并溶解在其中的過(guò)程，稱為碳酸飽和作用或碳酸化作用（Carbonation）。用于碳酸化的設(shè)備稱為碳酸化器或氣水混合機(jī)。各種碳酸飲料都有一個(gè)較佳的碳酸化度。溶解度：在水中溶解量，0℃為171ml/100mL，20℃為88ml/100mL，60℃為36ml/100mL；在水中生成碳酸，飽和水溶液pH值為4.5（25℃）。CO2的計(jì)量單位為‘本生容積’，即在一個(gè)大氣壓、0℃時(shí)溶于1個(gè)單位容積液體內(nèi)的CO2容積數(shù)，也稱為“X倍體積”。歐洲用g/L表示，1倍體積＝2g/L。第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序二、碳酸化第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序（二）CO2理論需要量的計(jì)算：

根據(jù)氣體常數(shù)，1mol氣體在0.1MPa、0℃時(shí)的體積為22.41L，因此1molCO2在T℃時(shí)的體積:

Vmol＝(273+T)/273×22.41（L）

則：G理＝V汽×N／Vmol×44.01（g）

式中：G理－－CO2理論需要量；V汽－－汽水容量（L）（忽略了汽水中其它成分對(duì)CO2溶解度的影響以及瓶頸空隙部分的影響）；N－－氣體吸收率即汽水含CO2的體積倍數(shù)；Vmol－－T℃下1molCO2的容積44.01－－CO2的摩爾質(zhì)量（g）；（二）CO2理論需要量的計(jì)算：根據(jù)氣體常數(shù)，1m（三）CO2的利用率

碳酸飲料生產(chǎn)中，CO2的實(shí)際消耗量比理論需要量大，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中CO2的損耗很大。裝瓶過(guò)程中損耗為40～60％，即實(shí)際上CO2的用量為瓶?jī)?nèi)含氣量的2.2～2.5倍；采用二次灌裝時(shí)用量為2.5～3倍。

一般果汁、果味型碳酸飲料的CO2容積為2～3倍，可樂(lè)型汽水為3～4倍。提高CO2利用率的方法：選用性能優(yōu)良的灌裝設(shè)備，在不影響操作和檢修的前提下，盡量縮短灌裝與封口之間的距離；經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，提高設(shè)備完好率，減少灌裝封口時(shí)的破損率（包括成品的）；提高灌裝、封口速度，減少灌裝后在空氣中的暴露時(shí)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。

（三）CO2的利用率碳酸飲料生產(chǎn)中，CO2的實(shí)際（四）影響碳酸化的因素1、氣體混合系統(tǒng)的絕對(duì)壓力和液體溫度在溫度不變時(shí)（15.56℃），CO2溶解度隨壓力增加而增加。在一般碳酸化壓力范圍內(nèi)（P<0.8MPa），CO2的溶解量服從亨利定律和道爾頓定律：

V

=Pi/0.098=P/0.098+1在壓力不變時(shí)，CO2溶解度隨溫度降低而增加，溫度影響常數(shù)稱為亨利常數(shù)，用H表示。碳酸化時(shí)料液溫度一般為0～4℃，常在4℃左右。

V=H

Pi/0.098H=α-βPi／0.098V=(α-βPi／0.098)

Pi／0.098C—溶解量,倍容積；Pi—絕對(duì)壓力,MPa；P—表壓力,MPa

0.098—

kgf/cm2與MPa轉(zhuǎn)換系數(shù);α、β—

修正常數(shù)。（四）影響碳酸化的因素2、CO2與溶液的接觸面積和接觸時(shí)間

CO2與溶液的接觸面越大，進(jìn)入溶液的CO2越多，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，溶液中CO2含量越高。接觸面積和接觸時(shí)間受生產(chǎn)條件限制。3、溶液對(duì)CO2的容納力溶液中存在的溶質(zhì)的性質(zhì)影響CO2的吸收，不同溶液溶解CO2的能力不同，如水比糖液對(duì)CO2的容納力更強(qiáng)。4、CO2純度與溶液中空氣含量

當(dāng)CO2中含有雜質(zhì)時(shí)，會(huì)阻礙CO2的溶解；料液中1容積的空氣會(huì)使料液少溶解50容積的CO2。為盡可能的除去原料水和糖漿中的溶解空氣，減少空氣對(duì)CO2溶解量的影響，可進(jìn)行脫氣處理。

（四）影響碳酸化的因素2、CO2與溶液的接觸面積和接觸時(shí)間（四）影響二、碳酸化（五）碳酸化方式與系統(tǒng)碳酸化系統(tǒng)一般由冷卻器、混合機(jī)和CO2凈化器組成。碳酸化過(guò)程一般是在碳酸化罐或管及填料塔內(nèi)進(jìn)行的，可在碳酸化罐的頂部安裝噴頭、塔板，將液體分散成薄膜或霧狀，使料液與CO2充分接觸并混合。碳酸化混合機(jī)有如下幾種：二、碳酸化1、薄膜式混合機(jī)2、噴霧式混合機(jī)3、噴射式碳酸化器4、填料塔式混合機(jī)5、靜態(tài)混合器1、薄膜式混合機(jī)2、噴霧式混合機(jī)3、噴射式碳酸化器4、填料塔（四）、碳酸化過(guò)程的注意事項(xiàng)

1、保持一個(gè)合理的碳酸化水平2、保持一個(gè)充分的過(guò)壓程度3、自始自終將空氣控制在最低限度4、保證水或產(chǎn)品中無(wú)雜質(zhì)5、保證恒定的灌裝壓力（四）、碳酸化過(guò)程的注意事項(xiàng)

第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序三、灌裝（一）灌裝的質(zhì)量要求1、達(dá)到預(yù)期的碳酸化水平；2、保證糖漿和水的正確比例；3、保持合理和一致的灌裝高度；4、容器頂隙應(yīng)保持最低的空氣量；5、密封嚴(yán)密有效；6、保持產(chǎn)品的穩(wěn)定。第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序三、灌裝（二）灌裝方式和系統(tǒng)二次灌裝系統(tǒng)由灌漿機(jī)（糖漿機(jī)、定量機(jī)）、灌水機(jī)和壓蓋機(jī)組成；一次灌裝系統(tǒng)由配比器、灌裝機(jī)和壓蓋機(jī)組成。1、灌漿機(jī)及其定量機(jī)構(gòu)灌漿機(jī)一般有24頭、48頭、96頭，常用定量機(jī)構(gòu)有兩種形式：（1）、液面密封式定量機(jī)構(gòu)又稱旋塞式定量杯機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)排氣管高低可改變定量的大小。定量較準(zhǔn)確，密封性好。（2）、容積式定量機(jī)構(gòu)定量機(jī)構(gòu)是量杯，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿可改變定量大小。定量較準(zhǔn)確。三、灌裝2、配比器

(1)比例泵法(2)孔板控制法3、灌裝機(jī)（1）壓差式灌裝機(jī)（2）等壓灌裝機(jī)（3）負(fù)壓灌裝機(jī)2、配比器四、容器和設(shè)備的清洗系統(tǒng)（一）容器的清洗

對(duì)于易拉罐、PET瓶等一次性容器和新玻璃瓶，由于出廠時(shí)包裝嚴(yán)密，在搬運(yùn)、貯存時(shí)不易受污染，比較容易清洗，一般不需要消毒，只需用無(wú)菌水噴淋洗滌即可用于灌裝。對(duì)于多次使用的回收玻璃瓶，由于瓶?jī)?nèi)殘留物的存在，很容易繁殖各種微生物，同時(shí)瓶子內(nèi)外均很臟，因此需用專用的洗滌劑和消毒液進(jìn)行洗刷和消毒，以符合衛(wèi)生要求。（二）CIP清洗系統(tǒng)CIP即原位清洗或定置清洗。這種清洗方法，是用水和不同的洗滌液，按照固定的順序通過(guò)泵循環(huán)，不用拆裝設(shè)備以達(dá)到清洗目的。CIP清洗是保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備正常運(yùn)行的必要手段，普遍采用CIP系統(tǒng)清洗軟飲料生產(chǎn)設(shè)備。四、容器和設(shè)備的清洗系統(tǒng)（一）容器的清洗第五節(jié)碳酸飲料主要品種及質(zhì)量控制一、碳酸飲料主要品種1、碳酸水（蘇打水、加汽水）2、可樂(lè)飲料3、果汁汽水(檸檬汁汽水、蘋果汁汽水、橙汁汽水）4、果味汽水（由色素、香精賦色賦香）5、汽水（加甜味劑、酸味劑、色素、香精）6、姜汁汽水第五節(jié)碳酸飲料主要品種及質(zhì)量控制一、碳酸飲料主要品種第五節(jié)碳酸飲料主要品種及質(zhì)量控制二、碳酸飲料質(zhì)量控制1、原料質(zhì)量控制水、糖、果汁或果漿、酸、CO2、防腐劑、色素及香精。中間物主要是調(diào)味糖漿、濃縮基料（飲料主劑：是香精、色素、酸、防腐劑、渾濁劑、果汁等的混合物）。2、工藝過(guò)程控制（在線檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、控制）3、成品檢驗(yàn)（理化指標(biāo)、微生物檢驗(yàn)）第五節(jié)碳酸飲料主要品種及質(zhì)量控制二、碳酸飲料質(zhì)量控制三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施（一）飲料含氣量不足影響因素：1、CO2的純度；2、CO2與水混合的效果及碳酸化程度；3、灌裝工藝對(duì)含氣量的影響。第五節(jié)碳酸飲料主要品種及質(zhì)量控制三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施第五節(jié)碳酸飲料主要品種三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施（二）灌裝時(shí)起泡引起的質(zhì)量問(wèn)題及原因分析1、料液溫度或瓶溫過(guò)高；2、CO2不純；3、液體中混有一定的空氣；4、成品料液中已形成大量CO2泡沫；5、操作不當(dāng)。（三）飲料的雜質(zhì)來(lái)源及其解決方法1、容器和蓋的不潔；2、水中的雜質(zhì)；3、原料中的雜質(zhì)；4、機(jī)件碎屑或管道沉淀物。三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施（四）混濁沉淀1、微生物引起的混濁和沉淀現(xiàn)象

90％以上的變質(zhì)事例是由過(guò)量酵母引起的。2、化學(xué)反應(yīng)引起的混濁和沉淀

多數(shù)由糖中膠質(zhì)凝聚而成；檸檬酸與Ca2＋、Mg2＋生成沉淀；香精、色素引起沉淀；配料不當(dāng)引起沉淀。3、物理或其他因素的作用三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施（五）飲料變質(zhì)的原因及解決途徑1、微生物引起的變質(zhì)酵母：發(fā)酵產(chǎn)氣產(chǎn)酸；形成乳白色膜和粘物質(zhì)；產(chǎn)生絮狀物或沉淀；變色、變味。霉菌：在果汁、糖漿及水中生長(zhǎng)，產(chǎn)生霉味；生成絮狀物或沉淀。細(xì)菌：產(chǎn)生混濁或形成絮狀物；產(chǎn)生過(guò)量氣體或粘性沉淀物；臭味和異味。三、碳酸飲料質(zhì)量問(wèn)題及防治措施（五）飲料變質(zhì)的原因及解決途徑2、化學(xué)反應(yīng)引起的變質(zhì)過(guò)量空氣使飲料變味，如醛或萜烯類的氧化變味；Fe2＋和Cu2＋的存在會(huì)產(chǎn)生沉淀；防腐劑與酸味劑加料順序不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生沉淀；過(guò)量氯或高堿度水使飲料變味；殘留堿液與酸反應(yīng)產(chǎn)生沉淀或變味。水、原輔料、CO2的處理及設(shè)備和飲料瓶的清洗必須嚴(yán)格。（五）飲料變質(zhì)的原因及解決途徑（五）飲料變質(zhì)的原因及解決途徑3、物理作用引起的變質(zhì)主要是光和溫度的作用。過(guò)度曝光使風(fēng)味劣變，產(chǎn)生餿味（雙乙酰味）、油膩味或萜烯風(fēng)味（柑橘類飲料）；光照使色素褪色，飲料色澤變淺；高溫使色素變性褪色，并加速氧化作用；高溫造成易揮發(fā)物質(zhì)（如香精）或熱敏性物質(zhì)（如果汁）的揮發(fā)或變性，使香氣減弱或風(fēng)味變異；高溫使CO2溶解量減少；低溫可產(chǎn)生沉淀，造成飲料分層或油水分離（柑橘類飲料），產(chǎn)生嚴(yán)重的絮狀物。飲料和糖漿應(yīng)貯藏于避光處，并避免高溫和冷凍。（五）飲料變質(zhì)的原因及解決途徑本章小結(jié)

重點(diǎn)掌握：一次灌裝法、二次灌裝法的基本工藝及其優(yōu)缺點(diǎn)；糖漿的制備方法、投料順序及遵循原則；碳酸化的原理與碳酸化的方法；等壓式、負(fù)壓式及壓差式灌裝的基本原理；碳酸飲料生產(chǎn)中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題、原因及解決方法。本章小結(jié)重點(diǎn)掌握：第四章

碳酸飲料第四章

碳酸飲料【教學(xué)目標(biāo)】了解碳酸飲料的分類及特點(diǎn)；了解一次灌裝法、二次灌裝法的基本工藝及其優(yōu)缺點(diǎn)；熟悉糖漿的制備方法、投料順序及遵循原則；熟悉碳酸化的原理與影響因素，掌握碳酸化的方法；掌握等壓式、負(fù)壓式及壓差式灌裝的基本原理；掌握碳酸飲料生產(chǎn)中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題、原因及解決方法?！窘虒W(xué)目標(biāo)】了解碳酸飲料的分類及特點(diǎn)；第四章碳酸飲料第一節(jié)概述一、概念

碳酸飲料

(carbonateddrinks)——在一定條件下充入二氧化碳?xì)獾能涳嬃现破?，不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生二氧化碳?xì)獾娘嬃稀３善分卸趸細(xì)獾暮?20℃時(shí)體積倍數(shù))不低于1.5倍。第四章碳酸飲料第一節(jié)概述第一節(jié)概述

二、碳酸飲料分類

1、果汁型含有一定量果汁的碳酸飲料，如桔汁汽水、橙汁汽水、菠蘿汁汽水或混合果汁汽水等。2、果味型以果味香精為主要香氣成分，含有少量果汁或不含果汁的碳酸飲料，如桔子味汽水、檸檬味汽水等。3、可樂(lè)型以可樂(lè)香精或類似可樂(lè)果香型的香精為主要香氣成分的碳酸飲料

。多數(shù)可樂(lè)含焦糖色。4、其它型除上述三類以外的碳酸飲料，如蘇打水、鹽汽水、姜汁汽水、運(yùn)動(dòng)汽水等。第一節(jié)概述二、碳酸飲料分類第一節(jié)概述三、碳酸飲料的風(fēng)味主要由CO2氣刺激口腔粘膜和味覺(jué)而產(chǎn)生清涼感。碳酸飲料的風(fēng)味與溶入飲料的CO2量、進(jìn)入口腔時(shí)氣化的CO2量及氣泡大小有關(guān)。四、碳酸飲料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值從營(yíng)養(yǎng)角度看，普通碳酸飲料除甜味劑如砂糖產(chǎn)生一定熱量外，幾乎沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；果汁型或蛋白型碳酸飲料據(jù)其品種和含量不同而具不同營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。第一節(jié)概述三、碳酸飲料的風(fēng)味

第一節(jié)概述五、產(chǎn)品質(zhì)量要求

1、感官指標(biāo)

應(yīng)具有反映該類產(chǎn)品特點(diǎn)的外觀、滋味，不得有異味、異臭和外來(lái)雜物。色澤：果汁型、果味型應(yīng)與果汁色澤相近，可樂(lè)型為棕紅色。香氣與滋味：香氣協(xié)調(diào)柔和，酸甜適口，有清涼感。外觀：清汁應(yīng)澄清透明無(wú)沉淀；渾汁應(yīng)均勻一致，有渾濁度。

2、理化指標(biāo)

CO2含量：≥1.5倍（20℃時(shí)同體積飲料中溶解的CO2的體積倍數(shù)）。果汁含量：≥2.5％（果汁型碳酸飲料，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

3、微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)<50個(gè)/ml；大腸桿菌總數(shù)<3個(gè)/ml；酵母菌、霉菌<50個(gè)/20ml；致病菌不得檢出。

4、食品添加劑和食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑

使用量及使用范圍應(yīng)符合GB2760和GB14880的規(guī)定。第第四章碳酸飲料

第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)設(shè)備一、水處理設(shè)備（水處理車間）二、配料設(shè)備（化糖間）化糖鍋糖漿過(guò)濾器配料罐滅菌器第四章碳酸飲料第二節(jié)第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)設(shè)備三、碳酸化設(shè)備（灌裝間）冷卻器脫氣機(jī)混合機(jī)四、灌裝設(shè)備（灌裝間）洗瓶機(jī)灌裝機(jī)封蓋機(jī)溫罐機(jī)第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)設(shè)備三、碳酸化設(shè)備（灌裝間）第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝碳酸飲料均由水、調(diào)味糖漿、CO2組成，生產(chǎn)工藝大致相同，根據(jù)以上三種成分的混合順序，碳酸飲料的生產(chǎn)大致分為兩種。一、二次灌裝法先將調(diào)味糖漿定量注入容器中，再加入碳酸水至規(guī)定容量，密封后混合均勻。這種糖漿和水先后各自灌裝的方法又稱現(xiàn)調(diào)法、預(yù)加糖漿法、后混合法、三段裝瓶法。二、一次灌裝法將調(diào)味糖漿與水預(yù)先按一定比例泵入混合機(jī)，進(jìn)行定量混合后冷卻，然后再碳酸化、灌裝，這種將飲料預(yù)先調(diào)配并碳酸化后進(jìn)行灌裝的方法又稱預(yù)調(diào)法、前混合法或成品灌裝法。第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝碳酸飲料均由水、調(diào)味糖漿、C第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝一、二次灌裝法優(yōu)點(diǎn)：對(duì)含果肉的碳酸飲料采用此法灌裝有利；水和糖漿不易污染；糖漿損失少；灌裝系統(tǒng)較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：成品中CO2含氣量不足，氣泡不夠細(xì)膩；灌裝時(shí)易出現(xiàn)反噴（噴涌）現(xiàn)象，造成裝量不足；成品質(zhì)量不穩(wěn)定。工藝：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→溫罐→檢驗(yàn)→貼標(biāo)→成品

↑

容器→清洗→消毒→檢驗(yàn)第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝一、二次灌裝法第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝二、一次灌裝法優(yōu)點(diǎn)：水和糖漿同時(shí)碳酸化，CO2含量充足；成品質(zhì)量較穩(wěn)定；灌裝時(shí)不易起泡、反沖；工藝簡(jiǎn)單，灌裝速度快。缺點(diǎn)：不適于帶果肉碳酸飲料的灌裝；糖漿水易受到污染；灌裝時(shí)易破瓶；設(shè)備較復(fù)雜，混合機(jī)與糖漿接觸，洗滌與消毒較嚴(yán)。工藝：

飲用水→水處理CO2↓↓糖漿→調(diào)配→混合→冷卻→碳酸化→灌裝→密封→溫罐→檢驗(yàn)→貼標(biāo)→成品容器→清洗→消毒→檢驗(yàn)飲用水→水處理→冷卻→氣水混合←CO2↓糖漿調(diào)配

混合→灌裝→密封→溫罐→檢驗(yàn)→貼標(biāo)→成品

↑容器→清洗→消毒→檢驗(yàn)第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（一）碳酸飲料的主要原料碳酸飲料的主要原料是糖漿、CO2和水。糖漿又稱為調(diào)味糖漿或主劑，是在一定濃度的糖液中，加入甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、防腐劑等，并允分混勻后所得的濃稠狀糖漿，它是飲料的主體之一，與碳酸水混合即成碳酸飲料。1、甜味劑可使用蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖等。常用白砂糖（甘蔗糖和甜菜糖，8～14％），也可使用低熱值人工合成甜味劑。2、酸味劑可用檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、磷酸等。常用檸檬酸(0.1～0.2%)，可樂(lè)型用磷酸(0.06～0.1%)。3、香精主要有檸檬、白檸檬、桔子、葡萄、菠蘿、桃、蘋果、草莓、橙、焦糖等香精(0.005～0.01‰)。天然果汁有柑桔、白檸檬、葡萄柚、蘋果、菠蘿、檸檬等，用量2.5～10%。第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（一）碳酸飲料的主要原料4、色素較多使用檸檬黃、日落黃、酸性紅、焦糖色等合成色素(<0.05‰)?？蓸?lè)型用焦糖色素(單倍耐酸型0.35～0.45%，雙倍耐酸型0.15～0.2%)。5、防腐劑使用較多的是苯甲酸鈉(<0.2‰)，其次是山梨酸鉀(<0.2‰)。6、CO2碳酸飲料中體積最大的成分，使飲料產(chǎn)生發(fā)泡特性，產(chǎn)生清涼感，提高飲料保藏性(>1.5倍體積)。要求CO2純度>99.5%。7、水飲料中含量最大的成分，大約為90％，低熱值碳酸飲料含水量98％左右。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（二）調(diào)配1、調(diào)配方法

⑴首先正確計(jì)量每次配料時(shí)所需原糖漿、酸味劑、香料、色素、水等。⑵各種配料分別用水溶解并攪拌均勻（有的需要過(guò)濾）。⑶將溶解好的配料按順序分別加入原糖漿中，并攪拌均勻。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（二）調(diào)配2、調(diào)配順序

⑴原糖漿（糖的溶解有熱溶法和冷溶法，溶解后須過(guò)濾、殺菌并測(cè)糖度）⑵防腐劑（加量<0.02％，配25％苯甲酸鈉液，苯甲酸溫水溶解、過(guò)濾）⑶酸味劑（加量0.1～0.2％，配成50％檸檬酸液，或溫水溶解過(guò)濾）⑷果汁（清汁或渾汁、濃縮果汁均需過(guò)濾后添加；加量2.5～10％）⑸色素（配成5％的水溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用；加量<0.05‰）⑹香精（常用水溶性香精，粉末香精配成5％的溶液并過(guò)濾；加量<0.01‰）⑺水。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配一、調(diào)味糖漿的調(diào)配（二）調(diào)配3、注意事項(xiàng)

⑴各原料分別溶解、分別添加，添加時(shí)不宜過(guò)度攪拌，以免混入過(guò)多空氣。⑵先加防腐劑，后加酸味劑，防止防腐劑局部濃度過(guò)高而產(chǎn)生沉淀。⑶調(diào)配好的調(diào)味糖漿應(yīng)與碳酸水配成成品小樣，觀色、品味應(yīng)與標(biāo)樣相符。⑷調(diào)好的調(diào)味糖漿應(yīng)盡快使用，以免分層、污染。一、調(diào)味糖漿的調(diào)配二、碳酸化（一）CO2溶解度及計(jì)量單位在一定壓力下，CO2與水或糖漿混合并溶解在其中的過(guò)程，稱為碳酸飽和作用或碳酸化作用（Carbonation）。用于碳酸化的設(shè)備稱為碳酸化器或氣水混合機(jī)。各種碳酸飲料都有一個(gè)較佳的碳酸化度。溶解度：在水中溶解量，0℃為171ml/100mL，20℃為88ml/100mL，60℃為36ml/100mL；在水中生成碳酸，飽和水溶液pH值為4.5（25℃）。CO2的計(jì)量單位為‘本生容積’，即在一個(gè)大氣壓、0℃時(shí)溶于1個(gè)單位容積液體內(nèi)的CO2容積數(shù)，也稱為“X倍體積”。歐洲用g/L表示，1倍體積＝2g/L。第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序二、碳酸化第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序（二）CO2理論需要量的計(jì)算：

根據(jù)氣體常數(shù)，1mol氣體在0.1MPa、0℃時(shí)的體積為22.41L，因此1molCO2在T℃時(shí)的體積:

Vmol＝(273+T)/273×22.41（L）

則：G理＝V汽×N／Vmol×44.01（g）

式中：G理－－CO2理論需要量；V汽－－汽水容量（L）（忽略了汽水中其它成分對(duì)CO2溶解度的影響以及瓶頸空隙部分的影響）；N－－氣體吸收率即汽水含CO2的體積倍數(shù)；Vmol－－T℃下1molCO2的容積44.01－－CO2的摩爾質(zhì)量（g）；（二）CO2理論需要量的計(jì)算：根據(jù)氣體常數(shù)，1m（三）CO2的利用率

碳酸飲料生產(chǎn)中，CO2的實(shí)際消耗量比理論需要量大，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中CO2的損耗很大。裝瓶過(guò)程中損耗為40～60％，即實(shí)際上CO2的用量為瓶?jī)?nèi)含氣量的2.2～2.5倍；采用二次灌裝時(shí)用量為2.5～3倍。

一般果汁、果味型碳酸飲料的CO2容積為2～3倍，可樂(lè)型汽水為3～4倍。提高CO2利用率的方法：選用性能優(yōu)良的灌裝設(shè)備，在不影響操作和檢修的前提下，盡量縮短灌裝與封口之間的距離；經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，提高設(shè)備完好率，減少灌裝封口時(shí)的破損率（包括成品的）；提高灌裝、封口速度，減少灌裝后在空氣中的暴露時(shí)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。

（三）CO2的利用率碳酸飲料生產(chǎn)中，CO2的實(shí)際（四）影響碳酸化的因素1、氣體混合系統(tǒng)的絕對(duì)壓力和液體溫度在溫度不變時(shí)（15.56℃），CO2溶解度隨壓力增加而增加。在一般碳酸化壓力范圍內(nèi)（P<0.8MPa），CO2的溶解量服從亨利定律和道爾頓定律：

V

=Pi/0.098=P/0.098+1在壓力不變時(shí)，CO2溶解度隨溫度降低而增加，溫度影響常數(shù)稱為亨利常數(shù)，用H表示。碳酸化時(shí)料液溫度一般為0～4℃，常在4℃左右。

V=H

Pi/0.098H=α-βPi／0.098V=(α-βPi／0.098)

Pi／0.098C—溶解量,倍容積；Pi—絕對(duì)壓力,MPa；P—表壓力,MPa

0.098—

kgf/cm2與MPa轉(zhuǎn)換系數(shù);α、β—

修正常數(shù)。（四）影響碳酸化的因素2、CO2與溶液的接觸面積和接觸時(shí)間

CO2與溶液的接觸面越大，進(jìn)入溶液的CO2越多，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，溶液中CO2含量越高。接觸面積和接觸時(shí)間受生產(chǎn)條件限制。3、溶液對(duì)CO2的容納力溶液中存在的溶質(zhì)的性質(zhì)影響CO2的吸收，不同溶液溶解CO2的能力不同，如水比糖液對(duì)CO2的容納力更強(qiáng)。4、CO2純度與溶液中空氣含量

當(dāng)CO2中含有雜質(zhì)時(shí)，會(huì)阻礙CO2的溶解；料液中1容積的空氣會(huì)使料液少溶解50容積的CO2。為盡可能的除去原料水和糖漿中的溶解空氣，減少空氣對(duì)CO2溶解量的影響，可進(jìn)行脫氣處理。

（四）影響碳酸化的因素2、CO2與溶液的接觸面積和接觸時(shí)間（四）影響二、碳酸化（五）碳酸化方式與系統(tǒng)碳酸化系統(tǒng)一般由冷卻器、混合機(jī)和CO2凈化器組成。碳酸化過(guò)程一般是在碳酸化罐或管及填料塔內(nèi)進(jìn)行的，可在碳酸化罐的頂部安裝噴頭、塔板，將液體分散成薄膜或霧狀，使料液與CO2充分接觸并混合。碳酸化混合機(jī)有如下幾種：二、碳酸化1、薄膜式混合機(jī)2、噴霧式混合機(jī)3、噴射式碳酸化器4、填料塔式混合機(jī)5、靜態(tài)混合器1、薄膜式混合機(jī)2、噴霧式混合機(jī)3、噴射式碳酸化器4、填料塔（四）、碳酸化過(guò)程的注意事項(xiàng)

1、保持一個(gè)合理的碳酸化水平2、保持一個(gè)充分的過(guò)壓程度3、自始自終將空氣控制在最低限度4、保證水或產(chǎn)品中無(wú)雜質(zhì)5、保證恒定的灌裝壓力（四）、碳酸化過(guò)程的注意事項(xiàng)

第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序三、灌裝（一）灌裝的質(zhì)量要求1、達(dá)到預(yù)期的碳酸化水平；2、保證糖漿和水的正確比例；3、保持合理和一致的灌裝高度；4、容器頂隙應(yīng)保持最低的空氣量；5、密封嚴(yán)密有效；6、保持產(chǎn)品的穩(wěn)定。第四節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要工序三、灌裝（二）灌裝方式和系統(tǒng)二次灌裝系統(tǒng)由灌漿機(jī)（糖漿機(jī)、定量機(jī)）、灌水機(jī)和壓蓋機(jī)組成；一次灌裝系統(tǒng)由配比器、灌裝機(jī)和壓蓋機(jī)組成。1、灌漿機(jī)及其定量機(jī)構(gòu)灌漿機(jī)一般有24頭、48頭、96頭，常用定量機(jī)構(gòu)有兩種形式：（1）、液面密封式定量機(jī)構(gòu)又稱旋塞式定量杯機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)排氣管高低可改變定量的大小。定量較準(zhǔn)確，密封性好。（2）、容積式定量機(jī)構(gòu)定量機(jī)構(gòu)是量杯，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿可改變定量大小。定量較準(zhǔn)確。三、灌裝2、配比器

(1)比例泵法(2)孔板控制法3、灌裝機(jī)（1）壓差式灌裝機(jī)（2）等壓灌裝機(jī)（3）負(fù)壓灌裝機(jī)2、配比器四、容器和設(shè)備的清洗系統(tǒng)（一）容器的清洗

對(duì)于易拉罐、PET瓶等一次性容器和新玻璃瓶，由于出廠時(shí)包裝嚴(yán)密，在搬運(yùn)、貯存時(shí)不易受污染，比較容易清洗，一般不需要消毒，只需用無(wú)菌水噴淋洗滌即可用于灌裝。對(duì)于多次使用的回收玻璃瓶，由于瓶?jī)?nèi)殘留物的存在，很容易繁殖各種微生物，同時(shí)瓶子內(nèi)外均很臟，因此需用專用的洗滌劑和消毒液進(jìn)行洗