碳酸飲料生產(chǎn)工藝資料整理

關(guān)于碳酸飲料生產(chǎn)工藝資料整理2024/4/42概念簡介碳酸飲料：指含有二氧化碳的軟飲料，不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生的二氧化碳?xì)獾娘嬃?，通常由水、甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、二氧化碳?xì)饧捌渌o料組成，俗稱汽水。碳酸飲料按類型可分為果汁型、果味型、可樂型和其他型。果汁型碳酸飲料：指果汁含量在2.5%以上的碳酸飲料，如橙汁汽水、檸檬汁汽水、橘汁汽水、菠蘿汁汽水等。第2頁,共48頁，2024年2月25日，星期天一、生產(chǎn)工藝流程－一次灌裝

果汁碳酸飲料工藝流程示例：

原水→水處理(膜滲透、脫氧）無菌在線添加CO2↓果汁經(jīng)過濾→

調(diào)配過濾預(yù)熱脫氣UHT滅菌→料液貯罐40T

→↑↑

糖漿→過濾過濾輔料經(jīng)溶解瓶坯、制瓶→洗瓶

→灌裝、封蓋↓↓↓成品封箱溫瓶噴碼

第3頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/441水處理原水經(jīng)膜滲透系統(tǒng)處理制成純水（電導(dǎo)率≤10ms/cm），再經(jīng)脫氧（-0.09～-0.095Mpa）才能進(jìn)入調(diào)配工序。經(jīng)脫氧后的純水再經(jīng)紫外線殺菌、冷卻后（冷卻到1-3℃）進(jìn)入碳酸化工序。經(jīng)處理的純水，送進(jìn)車間使用，生產(chǎn)時每班檢測一次RO水的感官指標(biāo)、理化指標(biāo)，每周對純凈水的微生物指標(biāo)測定一次，每年一次送外進(jìn)行全項檢測，以保證飲料用水的質(zhì)量。返回工藝流程圖第4頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/452糖液的制備使用80-85度熱水溶解白糖，制成一定糖度的糖液。熱溶能殺滅糖內(nèi)細(xì)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或循環(huán)加熱系統(tǒng)，并備有攪拌器，鍋底部有放料管道。第5頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/462糖液的制備糖漿熱溶后，一般稱為原糖漿或單糖漿。制備過程需注意：1、用糖必須是優(yōu)質(zhì)砂糖，砂糖可使用碳化糖或硫化糖。2、采用碳化糖時，溶解后可過濾后直接使用；采用硫化糖時，溶解調(diào)制成預(yù)定濃度糖漿后需經(jīng)活性炭吸附，并經(jīng)由硅藻土過濾器過濾方可使用。（我們一般直接采用優(yōu)質(zhì)碳化糖！）3、用水水質(zhì)必須達(dá)到純凈水標(biāo)準(zhǔn)，可與灌裝用水相同。4、溶糖時，溫度越高溶解度越大，如100℃溶解83%糖，0℃時，約溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。這也是一般制備溶糖65%為宜的依據(jù)。第6頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/472糖液的制備糖漿過濾：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。凈化：質(zhì)量較差的砂糖，會導(dǎo)致飲料產(chǎn)生凝結(jié)物、沉淀物，甚至異味；灌裝時出現(xiàn)大量泡沫；或者對一些特殊的飲料如白檸檬汽水，對糖漿色度要求很高，一般要求凈化處理：加入0.1%-0.3%（根據(jù)白砂糖進(jìn)廠檢驗的色值決定）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＞85℃，通過過濾器前加入0.3%（根據(jù)過濾效果適當(dāng)增減，一般0.3%左右）硅藻土，避免活性炭堵塞過濾器面層。單糖熱碳處理效果評定：1.0.45U白色濾膜過濾，活性碳顆粒數(shù)：<10粒/100ml糖漿

2.0.8U黑色濾膜過濾，不可看見硅藻土顆?；蚬柙逋练蹖?。單糖使用時間：<25℃,不超過24小時用完，第7頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/483調(diào)配、過濾配料開始前對原物料的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確定其規(guī)格、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、感官狀況等無誤后方可開投入使用。香精的添加順序，先加濁香精，后加澄清的水性香精，最后加澄清的油性香精。攪拌均勻后取樣檢測折光、總酸、香氣、組織狀態(tài)等，與標(biāo)準(zhǔn)比較，如有差異進(jìn)行調(diào)整，合格后方可進(jìn)入下道工序。清汁類產(chǎn)品的過濾細(xì)度一級25μm，二級5μm；濁汁低果汁含量產(chǎn)品的過濾細(xì)度120-150目，二級；濁汁高果汁含量產(chǎn)品過濾精度80-100目。應(yīng)做好濾網(wǎng)的清洗，過濾網(wǎng)每罐檢查并清洗一次（觀察過濾網(wǎng)清潔狀況）第8頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/494UHT滅菌對于加汽果汁產(chǎn)品，因調(diào)配時加入的濃縮漿或輔料含有有害微生物，需要進(jìn)行ＵＨＴ滅菌。

對料液進(jìn)行高溫瞬時滅菌，滅菌溫度和時間按配方要求，料液滅菌后冷卻到4-6℃左右輸入暫貯罐中。料液滅菌溫度≥95℃（依具體產(chǎn)品配方要求），控制料液流量，保證工藝要求的殺菌時間。第9頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/410５料液暫貯保持殺菌后料液的無菌性。注意衛(wèi)生，配料間與灌裝線應(yīng)盡量靠近且分開；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(shè)備能力要平衡；要便于操作和計量。第10頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4116、碳酸化（包括混比）

達(dá)到規(guī)定要求的物料，經(jīng)高壓泵泵入二氧化碳混比機(jī)，和從二氧化碳罐貯罐進(jìn)來高壓二氧化碳在二氧化碳混比罐中進(jìn)行混合。第11頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4126、碳酸化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(jìn)行分解，這個分解是吸熱反應(yīng)，當(dāng)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，延長產(chǎn)品貨架壽命：國際上認(rèn)為3.5～4倍含氣量是汽水的安全區(qū)。突出香味：有舒服的剎口感：二氧化碳配合汽水中的氣體成分，產(chǎn)生一種特殊的風(fēng)味。第12頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/413

二氧化碳采用食品級二氧化碳，純度應(yīng)達(dá)到99.99％，為提高二氧化碳潔凈度，某些企業(yè)在使用前通過凈化設(shè)備對二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行處理使用，例如可口可樂選用的凈化流程：

二氧化碳罐車→液體儲罐（壓力13.5-22Kg/cm2）→氣化器（水溫40-70℃）→調(diào)壓閥（9Kg/cm2）→水洗器→氧化器（2-3%高錳酸鉀溶液）→中和器（5-10%碳酸鈉溶液）→水氣分離器→吸附器→精濾器→緩沖罐→流量計→生產(chǎn)線（壓力0.7-0.8Mpa）6、碳酸化第13頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4146、碳酸化

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(xué)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(dāng)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(shù)）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。第14頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4156、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”：在一個大氣壓、溫度為0℃時，溶于一單位容積內(nèi)的二氧化碳容積數(shù)。（CO2氣體的溶解度在0.1MPa、溫度為15.56℃時，1容積的水可以溶解1容積的CO2

）

第15頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4166、碳酸化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。第16頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4176、碳酸化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。灌裝過程中損耗為40～60％，即實際上二氧化碳的用量為瓶內(nèi)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(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)常對設(shè)備進(jìn)行檢修，提高設(shè)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。第17頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4186、碳酸化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(yīng)有的剎口感。對于風(fēng)味復(fù)雜的碳酸飲料，CO2過高反而沖淡飲料應(yīng)有的獨特風(fēng)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。第18頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4196、碳酸化6）碳酸化方式水或混合液的冷卻：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：一次灌裝中把已經(jīng)脫氣的糖漿和水的混合液冷卻至6℃以下，在管道中與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(shè)備造價低。壓力混合式：采用較高的操作壓力來進(jìn)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。缺點是設(shè)備造價高。第19頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4206、碳酸化碳酸化過程中的注意事項：保持合理的碳酸化水平保持灌裝機(jī)一定的過壓程度將空氣混入控制在最低限度保證水或產(chǎn)品中無雜質(zhì)保證恒定的灌裝壓力第20頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/421

1）灌裝方法一次灌裝：先進(jìn)，適合大型飲料廠。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。7、灌裝封蓋第21頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4222）灌裝系統(tǒng)指灌裝料液和封蓋等操作的組合體系。一次灌裝系統(tǒng)加糖漿工序中，配比器放在混比之前。灌裝系統(tǒng)由一個動力機(jī)構(gòu)驅(qū)動的灌裝機(jī)和壓蓋機(jī)組成。灌裝機(jī)：壓差式、等壓式、負(fù)壓式7、灌裝封蓋第22頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/423

3）灌裝的質(zhì)量要求：達(dá)到預(yù)期的碳酸化水平；保證糖漿和水的準(zhǔn)確比例；保證合理的和一致的灌裝高度；容器頂隙應(yīng)保持最低的空氣量；密封嚴(yán)密有效；保持產(chǎn)品的穩(wěn)定性（過度碳酸化、存在雜質(zhì)、存在空氣、灌裝溫度過高或溫差較大等導(dǎo)致不穩(wěn)定）。7、灌裝封蓋第23頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4248、溫瓶

噴碼后的冷產(chǎn)品進(jìn)入溫瓶區(qū)，利用噴淋的溫水進(jìn)行暖瓶使產(chǎn)品的溫度提高到28℃到35℃，并通過熱風(fēng)吹干。此工序是為了使低溫下的CO2，由液態(tài)氣化為氣態(tài)，保持產(chǎn)品的正常狀態(tài)。返回工藝流程圖第24頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/425二、碳酸飲料工藝點及常見質(zhì)量問題

工藝關(guān)鍵點：使用一次灌裝工藝進(jìn)行碳酸飲料生產(chǎn)的，工藝關(guān)鍵包括以下幾方面：

1、物料的質(zhì)量，主要包括瓶質(zhì)量、蓋質(zhì)量、熱縮標(biāo)簽質(zhì)量、熱縮膜質(zhì)量、二氧化碳；

2、濃漿制備，包括糖漿溶解及過濾、濃漿的調(diào)配；

3、產(chǎn)品混比，包括混比及碳酸化；

4、產(chǎn)品灌裝；

5、設(shè)備的清洗及滅菌；第25頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/426常見質(zhì)量問題：CO2含量低，剎口感不明顯有固形物雜質(zhì)沉淀風(fēng)味異常變化，霉味、腐臭、異味變色過分起泡或不斷冒泡等二、碳酸飲料工藝點及常見質(zhì)量問題第26頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/427三、生產(chǎn)系統(tǒng)的CIP清洗1.CIP概述

1.1定義：

CIP，是英文Clean-In-Place的縮寫，即就地清洗或稱為原位清洗,其定義為不拆卸設(shè)備或元件,在密閉的條件下,用一定溫度和濃度的清洗液對清洗裝置加以強(qiáng)力作用,使與食品接觸的表面洗凈和殺菌的方法。

第27頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4281.CIP概述

1.2CIP的優(yōu)點：與傳統(tǒng)的手工拆卸機(jī)器零件的清洗方式相比,CIP的優(yōu)點主要有:(1)能維持一定的清洗效果,保證產(chǎn)品的安全性。

(2)節(jié)約操作時間、提高效率,以實現(xiàn)商業(yè)的最大利潤。

(3)節(jié)省勞動力,保證操作的安全性。

(4)節(jié)省清洗用水和蒸汽。

第28頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4292.CIP裝置

CIP裝置的分類：

根據(jù)清洗液的使用方式可以分為以下三種類型：（1）清洗劑單次使用的CIP系統(tǒng)

(single-useCIPsystems)

（2）清洗劑重復(fù)使用的CIP系統(tǒng)

(reuseCIPsystems)

（3）清洗劑多次使用的CIP系統(tǒng)

(multi-useCIPsystems)以下著重介紹下第二種——第29頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4302.1清洗劑重復(fù)使用的CIP系統(tǒng)第30頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4312.1清洗劑重復(fù)使用的CIP系統(tǒng)第31頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4322.1清洗劑重復(fù)使用的CIP系統(tǒng)

特點：水、堿、酸等各種清洗液分別放在各自的貯桶里,清洗完畢堿酸等洗滌液回收。當(dāng)洗滌劑濃度降低時,補(bǔ)充酸、堿再反復(fù)使用。此系統(tǒng)在國內(nèi)使用較為普遍,由于酸、堿清洗劑都是在貯液罐中稀釋調(diào)配,因此系統(tǒng)比較龐大。第32頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4333.CIP使用的清洗劑

一般的清洗過程首先需要將污物從被清洗表面分離,再將此污物在清洗液中分散形成一種穩(wěn)定的懸浮狀態(tài),并防止污物重新沉淀在被清洗物的表面上。在自然界,污物分離的過程是頗為復(fù)雜的,不是一種單一的化學(xué)品就能達(dá)此目的。實際,都是幾種清洗劑混合使用。第33頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4343.CIP使用的清洗劑

3.1中性清洗劑

水和界面活性劑均屬此類。水幾乎是所有清洗劑和食品的基本成分,當(dāng)污物為完全可溶時,就不需要其他清洗劑而能清洗干凈。

第34頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4353.CIP使用的清洗劑

界面活性劑可分為陽離子型、陰離子型和非離子型。當(dāng)進(jìn)行堿性清洗時,如添加界面活性劑可促進(jìn)潤濕性,并具有乳化和分散功能。對于油脂污物較小的清洗對象,可以降低水的表面張力,擴(kuò)大污物與機(jī)械表面的接觸面積,使洗劑能夠滲透而提高清洗效果。

第35頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4363.CIP使用的清洗劑

3.2酸性清洗劑

酸性清洗劑是用以溶解設(shè)備表面礦物質(zhì)沉積物,如鈣鎂的沉積物、硬水積石、啤酒積石、牛乳積石和草酸鈣等。

常使用的無機(jī)酸為硝酸、磷酸、硫酸;有機(jī)酸為醇酸、葡萄糖酸和檸檬酸,乳酸和酒石酸。酸性清洗劑不受CO2的影響,比NaOH容易過水,可以冷清洗。使用合成的酸性清洗劑還具有抑制酵母和霉菌的作用。

第36頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4373.CIP使用的清洗劑

3.3堿性清洗劑

堿性清洗劑是食品工廠使用最廣泛的清洗劑。堿與脂肪結(jié)合形成肥皂，與蛋白質(zhì)形成可溶性物質(zhì)而易于被水清除。

最常用的堿為氫氧化鈉(NaOH),氫氧化鉀(KOH)等,NaOH的缺點是很難過水,過水時要沖洗很長時間。但是,由于NaOH的清洗效果是NaHCO3

的4倍,且在適當(dāng)?shù)臏囟认戮哂袣⒕Ч?因而得到最廣泛的應(yīng)用。其他堿性清洗劑有碳酸鈉、碳酸氫鈉、原硅酸鈉甲基硅酸鈉、磷酸三鈉等。

第37頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4383.CIP使用的清洗劑

3.4消毒劑一些化學(xué)藥品可作為CIP過程的消毒劑。如次氯酸鹽、碘化物、穩(wěn)定性二氧化氯、酸性陰離子表面活性劑等等。在消毒設(shè)備時必須對設(shè)備和管路進(jìn)行徹底的清洗。如果設(shè)備表面有食品殘渣或污物存在,消毒劑的效力將會大大降低。第38頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4394.流速的影響

雷諾數(shù)對污物殘留率的影響第39頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4405.清洗溫度

提高清洗溫度可以增大污物與清洗劑的化學(xué)反應(yīng)速度;減少清洗液的粘度從而提高雷諾數(shù)（Re）,可以增加污物中可溶性物質(zhì)的溶解量。但溫度過高,將造成污物中的蛋白質(zhì)變性致使污物與設(shè)備間的結(jié)合力提高,反而阻礙清洗的進(jìn)行。通常堿液溫度為70～85℃。對于熱水消毒,水溫必須>92℃。第40頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4416.清洗時間

清洗效果與時間的關(guān)系第41頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/4427.CIP程序第42頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/443四、加汽果汁的過程及成品檢驗010產(chǎn)品過程及成品檢驗計劃（試用版）檢驗項目檢測頻率檢驗標(biāo)準(zhǔn)檢測說明空瓶外觀每班一次瓶口：端面平整，螺紋應(yīng)圓滑，無甭缺，溢料毛邊不超過0.1mm；瓶體：塑化良好，無氣泡，無污點及霧狀發(fā)白，色澤均勻，成型飽滿，瓶體無明顯收縮、變形；瓶底：完整，注點偏離中心不多于5mm，無穿孔、發(fā)白。尺寸每班一次見瓶型圖，偏差±1.5mm耐內(nèi)壓力每班一次加壓到1Mpa,保持30秒，瓶子不破裂取10個樣瓶，瓶盛水到注點，在有防護(hù)裝置的條件下，加壓到1MPa，保持30s，觀察瓶是否破裂，并記錄測試結(jié)果。糖液溫度每罐≥85℃糖液保持85℃以上，加入白砂糖量0.2%的活性碳，反應(yīng)20分鐘后，加入白砂糖量0.1%的硅藻土，經(jīng)過濾機(jī)過濾硅藻土雜質(zhì)每罐不允許有/100ml使用0.8微米的黑色膜抽濾檢測活性碳雜質(zhì)每罐＜10個粒子/100ml使用0.45微米白色膜抽濾檢測第43頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/444四、加汽果汁的過程及成品檢驗濃漿折光每罐橙味：47.6-48.4brix檸檬味：41.2-42brixGB/T12143.1糖酸比每罐橙味：62.6-71.2檸檬味：79.2-95.5折光/總酸滋氣味每罐符合標(biāo)樣目測、品嘗色澤每罐符合標(biāo)樣光線充足明亮處觀察脫氧水菌落總數(shù)每班≤10cfu/mlGB/T4789.2在線產(chǎn)品理化指標(biāo)折光每小時見配方GB/T12143.1總酸每小時見配方GB/T12456感官指標(biāo)每小時符合標(biāo)樣目測、品嘗二氧化碳?xì)馊萘浚?0℃)/倍半成品每小時≥3.5二氧化碳壓力檢測儀成品每班GB/T10792-2008凈含量半成品每班不低于標(biāo)注含量（排氣后）比重法瓶口糖斑成品與旋蓋頭等同數(shù)量/周期無每周期開機(jī)時取樣檢測，105-110℃*1小時烘烤扭力半成品與旋蓋頭等同數(shù)量/班11-19lbf·in先漏氣后斷開第44頁,共48頁，2024年2月25日，星期天2024/4/445四、加汽果汁的過程及成品檢驗密封性半成品與旋蓋頭等同數(shù)量/班≥80psi/60s