第四章 碳酸饮料

1、第四章第四章 碳酸饮料碳酸饮料碳酸饮料概况碳酸饮料概况碳酸饮料是指含有二氧化碳的软材料，俗称汽水。碳酸饮料是指含有二氧化碳的软材料，俗称汽水。碳酸碳酸饮料饮料最初的发现是从饮用天然涌出的碳酸泉水开始的。最初的发现是从饮用天然涌出的碳酸泉水开始的。以后证实以后证实 人为地将水和二氧化碳气混合一起，与含人为地将水和二氧化碳气混合一起，与含有二氧化碳气的天然矿泉水一样，具有特异的风味。有二氧化碳气的天然矿泉水一样，具有特异的风味。英国人普里司特莱发明了制造碳酸饱和水的设备，英国人普里司特莱发明了制造碳酸饱和水的设备，成为制造碳酸饮料的始祖成为制造碳酸饮料的始祖。18071807年美国推出果汁碳酸水，

2、在碳酸水中添加果汁年美国推出果汁碳酸水，在碳酸水中添加果汁用以调味，这种产品受到欢迎，以此为开端开始工用以调味，这种产品受到欢迎，以此为开端开始工业化生产。业化生产。碳碳酸酸饮饮料料历历史史第一节第一节 糖浆的制备和配合糖浆的制备和配合一一. . 原糖浆的制备原糖浆的制备1. 1. 糖的溶解糖的溶解 把定量的砂糖加入定量的水溶解，制得具有一定浓度的把定量的砂糖加入定量的水溶解，制得具有一定浓度的糖液，一般称为糖液，一般称为原糖浆或单糖浆。原糖浆或单糖浆。冷溶法冷溶法优点：过程短，成本低优点：过程短，成本低缺点：溶糖时间长，易缺点：溶糖时间长，易污染微生物污染微生物热溶法热溶法优点：对砂糖有杀菌

3、优点：对砂糖有杀菌作用，时间短作用，时间短缺点：能耗高缺点：能耗高多采用多采用热溶法热溶法热水溶解法具体流程：热水溶解法具体流程：（50505555）热水搅拌溶糖粗过滤（）热水搅拌溶糖粗过滤（9090）杀菌精滤）杀菌精滤冷却（至冷却（至2020）糖液）糖液另外，有的公司自动控制程度较高，大多数采用连续式溶另外，有的公司自动控制程度较高，大多数采用连续式溶糖方法。这种方法连续操作，生产效率高，糖液质量好，糖方法。这种方法连续操作，生产效率高，糖液质量好，浓度误差小，但设备投资大。浓度误差小，但设备投资大。2. 2. 糖液的过滤糖液的过滤为了保证糖浆的质量，除去砂糖带来的或溶糖过程中带来为了保证糖

4、浆的质量，除去砂糖带来的或溶糖过程中带来的杂质，糖液必须经过净化过滤。的杂质，糖液必须经过净化过滤。过滤可以采用不锈钢丝网、滤袋等进行自然过滤，也可以过滤可以采用不锈钢丝网、滤袋等进行自然过滤，也可以采用板框压缩设备进行加压过滤，若砂糖质量较差，一般采用板框压缩设备进行加压过滤，若砂糖质量较差，一般必须采用活性碳净化处理，向热糖浆中加入必须采用活性碳净化处理，向热糖浆中加入0.50.51 1的活的活性炭，同时加入一些助滤剂，如性炭，同时加入一些助滤剂，如0.10.1的硅藻土。的硅藻土。二、糖浆的调配二、糖浆的调配 根据不同碳酸饮料的要求，在糖液中加入酸味剂和香精、色根据不同碳酸饮料的要求，在糖

5、液中加入酸味剂和香精、色素、防腐剂等混合均匀，即为素、防腐剂等混合均匀，即为调和糖浆或调味糖浆。调和糖浆或调味糖浆。调配顺序应该考虑几个原则：调配顺序应该考虑几个原则：调配量大的先加入，如糖液、水；调配量大的先加入，如糖液、水；配料中容易发生化学反应的隔开调入，如酸和防腐剂；配料中容易发生化学反应的隔开调入，如酸和防腐剂；粘度大、起泡性原料较迟调入，如稳定剂；粘度大、起泡性原料较迟调入，如稳定剂；挥发性原料最后调入，如香精香料。挥发性原料最后调入，如香精香料。一般顺序如下：一般顺序如下：糖液防腐剂酸味剂果汁色素香精加水至规定容积糖液防腐剂酸味剂果汁色素香精加水至规定容积第二节第二节 碳酸化碳酸

6、化一、二氧化碳在软饮料中的主要作用一、二氧化碳在软饮料中的主要作用 饮料厂所用的二氧化碳主要是发酵产生的，这主要是酒精、饮料厂所用的二氧化碳主要是发酵产生的，这主要是酒精、白酒和啤酒生产中酵母利用葡萄糖后生成酒精和二氧化碳。白酒和啤酒生产中酵母利用葡萄糖后生成酒精和二氧化碳。由于发酵过程会夹杂一些杂质，具有发酵气味，因此要经过由于发酵过程会夹杂一些杂质，具有发酵气味，因此要经过高锰酸钾溶液氧化、水洗和活性炭吸附脱臭等处理才可以使高锰酸钾溶液氧化、水洗和活性炭吸附脱臭等处理才可以使用。用。清凉作用清凉作用二氧化碳溶解在饮料中成为一定浓度的碳酸，在人体中由于温度升高，压二氧化碳溶解在饮料中成为一定

7、浓度的碳酸，在人体中由于温度升高，压力降低，即进行分解，这个分解反应是吸热反应，当二氧化碳从人体排出力降低，即进行分解，这个分解反应是吸热反应，当二氧化碳从人体排出时，就会把人体内的热量带走，起到清凉作用。时，就会把人体内的热量带走，起到清凉作用。抑菌作用抑菌作用碳酸饮料碳酸饮料PH在在2.54之间，除耐酸菌外，其他微生物难以生存。特别是需之间，除耐酸菌外，其他微生物难以生存。特别是需氧微生物，并由于汽水具有一定的压力，抑制了微生物的生长，延长了保氧微生物，并由于汽水具有一定的压力，抑制了微生物的生长，延长了保质期。质期。突出香味突出香味二氧化碳在汽水中溢出时，能带出香味，增强饮料风味。二氧化

8、碳在汽水中溢出时，能带出香味，增强饮料风味。具有特殊的杀口感具有特殊的杀口感饮用碳酸饮料时，二氧化碳的气压对口腔产生刺激性的杀口感。饮用碳酸饮料时，二氧化碳的气压对口腔产生刺激性的杀口感。 二氧化碳的作用二氧化碳的作用二、二、 二氧化碳在水中的溶解度二氧化碳在水中的溶解度1.碳酸化原理碳酸化原理饮料生产中将二氧化碳和水混合的过程称为碳酸化过程。碳饮料生产中将二氧化碳和水混合的过程称为碳酸化过程。碳酸化程度直接影响产品质量和品味，是碳酸饮料生产中的重酸化程度直接影响产品质量和品味，是碳酸饮料生产中的重要步骤。要步骤。碳酸化作用是在压力的作用下，将二氧化碳气体与水混合生碳酸化作用是在压力的作用下，

9、将二氧化碳气体与水混合生成碳酸。成碳酸。二氧化碳的分压二氧化碳的分压压力越大，溶解度越大，通常二氧化碳的压力取压力越大，溶解度越大，通常二氧化碳的压力取0.30.30.4MPa0.4MPa；水的温度水的温度当压力一定时，温度越低，溶解度越大，一般碳酸化温度取当压力一定时，温度越低，溶解度越大，一般碳酸化温度取3 355；二氧化碳与水的接触面积二氧化碳与水的接触面积接触面积越大，溶解越好；接触面积越大，溶解越好；水中的空气含量水中的空气含量试验证明溶解少量的空气会排走大量的二氧化碳。试验证明溶解少量的空气会排走大量的二氧化碳。2.2.影响碳酸化的主要因素影响碳酸化的主要因素2 2）喷雾式混合机）

10、喷雾式混合机这种混合机在碳酸化罐的顶这种混合机在碳酸化罐的顶部有旋转喷头或离心式雾化部有旋转喷头或离心式雾化器器( (图图3-3)3-3)，水或饮料经过雾，水或饮料经过雾化，与化，与COCO2 2混合，大大增加了混合，大大增加了接触面积，提高了接触面积，提高了COCO2 2在水中在水中的溶解度，同时缩短了液体的溶解度，同时缩短了液体和和COCO2 2的作用时间，提高了碳的作用时间，提高了碳酸化效率。酸化效率。 (3)喷射式碳酸化混合机喷射式碳酸化混合机 这种混合机又称文丘里管式混合机，水或混合液在一定压力下这种混合机又称文丘里管式混合机，水或混合液在一定压力下进入一个狭窄的文丘里管，在管道的咽

11、喉处连通进入一个狭窄的文丘里管，在管道的咽喉处连通co2的进口，的进口， co2通过管道进入，因为压力差促使水爆裂成细滴，扩大了与通过管道进入，因为压力差促使水爆裂成细滴，扩大了与co2的接触面积，促进了的接触面积，促进了co2的溶解的溶解.这种混合机多用于预碳酸化或追这种混合机多用于预碳酸化或追加碳酸化，后面通常接碳酸化罐或板式热交换器，以保证气体加碳酸化，后面通常接碳酸化罐或板式热交换器，以保证气体全部溶解。全部溶解。 (4)(4)填料塔式碳酸化混合机填料塔式碳酸化混合机 此种混合机为立式圆柱体，塔内装有塔板，塔板上填充玻璃珠此种混合机为立式圆柱体，塔内装有塔板，塔板上填充玻璃珠或瓷环，水

12、喷洒在填料上，可扩大与或瓷环，水喷洒在填料上，可扩大与coco2 2的接触面积并延长接触的接触面积并延长接触时间，装上可变饱和度装置即可调节时间，装上可变饱和度装置即可调节coco2 2的溶解量的溶解量. .该种混合机多该种混合机多用于水的碳酸化而不用于饮料糖浆的碳酸化，因为后者不易清洗用于水的碳酸化而不用于饮料糖浆的碳酸化，因为后者不易清洗。第三节第三节 碳酸饮料的罐装碳酸饮料的罐装一一. 罐装方法罐装方法罐装方法有一次罐装法罐装方法有一次罐装法（premix）和二次罐装法和二次罐装法（postmix）两种。两种。一次灌装法特点一次灌装法特点优点：优点：糖浆和水的比例准确，罐装容量容易控制，

13、当罐装容量糖浆和水的比例准确，罐装容量容易控制，当罐装容量发生变化时，不需要改变比例，产品质量一致。发生变化时，不需要改变比例，产品质量一致。罐装时糖浆和水的温度一致，起泡少，二氧化碳含量容罐装时糖浆和水的温度一致，起泡少，二氧化碳含量容易控制和稳定。很多大型的碳酸饮料公司都是采用这种易控制和稳定。很多大型的碳酸饮料公司都是采用这种方式。方式。缺点：缺点：是不太适合带果肉碳酸饮料的罐装，而且设备复杂，混是不太适合带果肉碳酸饮料的罐装，而且设备复杂，混合机与糖浆接触，清洗与消毒都不太方便。合机与糖浆接触，清洗与消毒都不太方便。2.2.二次罐装法二次罐装法定义：定义：又称现调式，是指将调和糖浆通过

14、灌浆机定量注入容又称现调式，是指将调和糖浆通过灌浆机定量注入容器中，然后通过另一灌水机注入经过冷却、碳酸化的水，在器中，然后通过另一灌水机注入经过冷却、碳酸化的水，在容器内混合而成碳酸饮料的罐装方式。容器内混合而成碳酸饮料的罐装方式。 这种方法由于糖浆和碳酸水的温度不同，在这种方法由于糖浆和碳酸水的温度不同，在向糖浆注入碳酸水时容易激起多量的泡沫，造成向糖浆注入碳酸水时容易激起多量的泡沫，造成二氧化碳损失增加及罐装量不足，所以糖浆在罐二氧化碳损失增加及罐装量不足，所以糖浆在罐装前要先冷却，使其温度接近碳酸水的温度。另装前要先冷却，使其温度接近碳酸水的温度。另外，由于糖浆没有经过二氧化碳气体饱和

15、，与碳外，由于糖浆没有经过二氧化碳气体饱和，与碳酸水混合后的成品中含气量下降，所以采用这种酸水混合后的成品中含气量下降，所以采用这种方式时，必须提高碳酸水的含气量，以便调和后方式时，必须提高碳酸水的含气量，以便调和后达到预期成品的含气量。达到预期成品的含气量。二次灌装法特点二次灌装法特点 该方法的优点是结构简单，操作简便，设备便宜该方法的优点是结构简单，操作简便，设备便宜; ;缺点缺点是灌装速度较慢，灌装液位难以准确控制，排气时会带出一部是灌装速度较慢，灌装液位难以准确控制，排气时会带出一部分分coco2 2，对泡沫多、含气量大的品种如可乐饮料，常常发生灌，对泡沫多、含气量大的品种如可乐饮料，

16、常常发生灌装困难。装困难。二二. 碳酸饮料常见质量问题碳酸饮料常见质量问题1.杂质杂质像体积极小的灰尘、毛刷毛、甚至一些纸屑、虫子等。这些像体积极小的灰尘、毛刷毛、甚至一些纸屑、虫子等。这些杂质很大程度上可能是由原料带入的。一般而言，水和砂糖杂质很大程度上可能是由原料带入的。一般而言，水和砂糖最易带入杂质，而酸、色素、香料等辅料里的杂质较少。对最易带入杂质，而酸、色素、香料等辅料里的杂质较少。对于原料带入的杂质，一方面要加强对工艺的控制，通过多次于原料带入的杂质，一方面要加强对工艺的控制，通过多次过滤清除杂质，另一方面也要对原料的质量严格检测。过滤清除杂质，另一方面也要对原料的质量严格检测。另

17、外，管道的沉积物也会导致饮料中产生杂质，因此所有管另外，管道的沉积物也会导致饮料中产生杂质，因此所有管道都应定期清洗，定期用酸液、碱液排除沉淀物，保持清洁道都应定期清洗，定期用酸液、碱液排除沉淀物，保持清洁状态。状态。2.二氧化碳含量不足二氧化碳含量不足二氧化碳含量低容易引起饮料变质，主要是由于二氧化碳含二氧化碳含量低容易引起饮料变质，主要是由于二氧化碳含量低，对微生物的抑制作用不够。量低，对微生物的抑制作用不够。造成二氧化碳量不足的原因有很多，例如，二氧化碳气体不造成二氧化碳量不足的原因有很多，例如，二氧化碳气体不纯，碳酸化过程中混合不好，调配糖浆时的温度过高，混合纯，碳酸化过程中混合不好，

18、调配糖浆时的温度过高，混合机和罐装机的管道或阀门漏气，压盖不严等。在处理时，应机和罐装机的管道或阀门漏气，压盖不严等。在处理时，应该根据具体情况查明原因，找出合理的解决方法。该根据具体情况查明原因，找出合理的解决方法。 3.混浊与沉淀混浊与沉淀 碳酸饮料有时候会出现白色絮状物，使饮料混浊不透明，同碳酸饮料有时候会出现白色絮状物，使饮料混浊不透明，同时在瓶底生成白色或其他沉淀物。沉淀的原因有很多。时在瓶底生成白色或其他沉淀物。沉淀的原因有很多。例如糖中含有的胶质会凝聚形成沉淀；例如糖中含有的胶质会凝聚形成沉淀；饮料用水中含有杂质；饮料用水中含有杂质；香精色素用量过多；香精色素用量过多；配料方法不

19、当，饮料中添加苯甲酸钠过多时，会与柠檬酸作用，配料方法不当，饮料中添加苯甲酸钠过多时，会与柠檬酸作用，生成结晶的苯甲酸，形成有规则的小亮片沉淀；生成结晶的苯甲酸，形成有规则的小亮片沉淀；管道及罐装设备内清洁与否，布局是否合理也直接关系饮料的管道及罐装设备内清洁与否，布局是否合理也直接关系饮料的质量，管道内壁若高凸不平以及死角处的杂质容易残留；质量，管道内壁若高凸不平以及死角处的杂质容易残留；微生物对糖和柠檬酸的分解作用，可能形成白色沉淀，多数由微生物对糖和柠檬酸的分解作用，可能形成白色沉淀，多数由酵母菌引起酵母菌引起三三. 解决措施解决措施加强原料的管理，尤其是砂糖和水质的检测工作，砂糖应该做

20、絮凝加强原料的管理，尤其是砂糖和水质的检测工作，砂糖应该做絮凝实验；实验；保证产品含有足够的二氧化碳；保证产品含有足够的二氧化碳；减少生产各环节的污染，水处理、配料、罐装、压盖等工序都必须减少生产各环节的污染，水处理、配料、罐装、压盖等工序都必须严格执行卫生标准；严格执行卫生标准；对所用的容器、设备有关部分及管道、阀门要定期进行消毒灭菌；对所用的容器、设备有关部分及管道、阀门要定期进行消毒灭菌；防止空气混入，空气进入，一是降低了二氧化碳的含量，二是有利防止空气混入，空气进入，一是降低了二氧化碳的含量，二是有利于微生物的生长，所以应对设备、管道、混合机等部位的密封程度于微生物的生长，所以应对设备

21、、管道、混合机等部位的密封程度进行检查和及时维修；进行检查和及时维修；配料工序要合理，注意加入防腐剂和酸味剂的次序；配料工序要合理，注意加入防腐剂和酸味剂的次序；选用优质的香精和食用色素，注意用量和使用方法选用优质的香精和食用色素，注意用量和使用方法1）香精形成商品性生产）香精形成商品性生产，增加了汽水品，增加了汽水品种，吸引了各种不同爱好的消费者；种，吸引了各种不同爱好的消费者；2）液体）液体CO2的制成的制成，减少了生产，减少了生产CO2的的麻烦，进一步有利于工业化生产；麻烦，进一步有利于工业化生产；3）发明了帽形软木塞和皇冠盖）发明了帽形软木塞和皇冠盖，使汽水，使汽水能进行运输，并能贮存

22、一定时间，可保持能进行运输，并能贮存一定时间，可保持CO2的一定含量。的一定含量。4）美国成功的制造出机械化汽水生产线）美国成功的制造出机械化汽水生产线，更促进了汽水的工业化发展。更促进了汽水的工业化发展。汽水发展速汽水发展速度快的原因度快的原因第二节：汽水生产设备第二节：汽水生产设备设备设备水处理水处理冷冻冷冻碳酸化碳酸化 配料配料灌装灌装清洗清洗二 分类碳酸碳酸饮料饮料果汁型果汁型果味型果味型可乐型可乐型低热低热量型量型其他型其他型果汁果汁2.5%，固形物，固形物8-10%，酸，酸0.2-0.3%，CO2：2-2.5倍；如桔汁倍；如桔汁果汁果汁2.5%，糖，糖8-10%，酸，酸0.1-0.

23、2%，CO2：2-4倍，倍，如桔子汽水如桔子汽水含焦糖色素、可乐香精、水果香精或类似可乐、水含焦糖色素、可乐香精、水果香精或类似可乐、水果型的混合香气果型的混合香气以甜味剂全部或部分代替糖类，热量每以甜味剂全部或部分代替糖类，热量每100ml不高不高于于75J含有植物抽提物或非果香型的食用香精为赋香剂的含有植物抽提物或非果香型的食用香精为赋香剂的碳酸饮料；碳酸饮料；水处理系统水处理系统由于各地水质不同，由于各地水质不同，各厂各厂的经济条件不一，的经济条件不一，所采用的水处理方所采用的水处理方法也有差别。法也有差别。制冷系统制冷系统主要作用主要作用在于冷却灌装在于冷却灌装用的软水和混合糖浆用的软

24、水和混合糖浆，保证水的温度足够低，保证水的温度足够低，最大程度的保留最大程度的保留CO2。制冷方式：制冷方式：直冷式，间直冷式，间接冷式接冷式制冷制冷设备设备：压缩机、贮压缩机、贮氨罐、减压阀、油氨分氨罐、减压阀、油氨分离器、蒸发器、冷凝器、离器、蒸发器、冷凝器、冷却器冷却器配料系统配料系统作用：作用：将砂糖溶解过滤后，冷将砂糖溶解过滤后，冷却到一定温度；却到一定温度；将糖溶液与需要的配料将糖溶液与需要的配料包括果汁、香精香料、柠包括果汁、香精香料、柠檬酸、色素等配成混合糖檬酸、色素等配成混合糖浆，然后进入灌装程序。浆，然后进入灌装程序。主要设备：主要设备：溶糖锅、糖浆过滤器、糖溶糖锅、糖浆过

25、滤器、糖浆贮罐、糖浆冷却器。浆贮罐、糖浆冷却器。灌装系统灌装系统卸瓶机、洗箱机、洗卸瓶机、洗箱机、洗瓶机、混合机、罐装瓶机、混合机、罐装机、压盖机、打码机、机、压盖机、打码机、检验器、贴标机、装检验器、贴标机、装箱机、箱机、CIP自动清洗自动清洗设备设备第三节：汽水生产工艺第三节：汽水生产工艺一次罐装法一次罐装法（预调式罐装法、成品罐装法、前混（预调式罐装法、成品罐装法、前混合法）：新方法，将调味糖浆与水预先按一定比合法）：新方法，将调味糖浆与水预先按一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器。然后将该混合物碳酸化

26、后再装入容器。二次罐装法二次罐装法（后混法、预加糖浆法、现调式罐装（后混法、预加糖浆法、现调式罐装法）：旧方法。法）：旧方法。一二次灌装法（后混法）一二次灌装法（后混法）饮 用 水二 氧 化 碳水 处 理 冷 却净 化汽 水 混 合辅 料空 瓶洗 瓶 工 序空 瓶 检 查成 品产 品 检 验压 盖二 次 灌 装一 次 灌 装冷 却配 料过 滤溶 化砂 糖二次灌装法特点二次灌装法特点工艺过程简单，便于掌握1.设备投资少，易于操作2.生产规模较小，适合于小型工厂3.调整配方容易，便于转向4.底料占据体积，刹口感较小5.二一次灌装法（预混法） 饮用水 冷却辅料空瓶洗瓶工序空瓶检查水处理二氧化碳净化成

27、品成品检查压盖装瓶汽水混合冷却定量混合配料过滤溶化砂糖汽水混合一次灌装法特点一次灌装法特点设备复杂，投资大设备复杂，投资大生产规模大，适合大型连续化工厂生产规模大，适合大型连续化工厂调整配方较难，刹口感强调整配方较难，刹口感强3 3工艺过程复杂，但自动程度较高；工艺过程复杂，但自动程度较高；1 12 24 4第四节第四节 糖浆的制备和配合糖浆的制备和配合糖浆制备的工艺流程糖浆制备的工艺流程砂糖砂糖称量称量溶解溶解过滤过滤杀菌杀菌冷却冷却脱气脱气浓度调整浓度调整配料配料均质均质杀菌杀菌冷却冷却贮存贮存糖浆糖浆热水溶糖工艺：热水溶糖工艺：50-55 热水搅拌溶糖热水搅拌溶糖冷却冷却20 粗过滤粗过

28、滤 39 精滤精滤 90 杀菌（杀菌不良返回溶糖罐）杀菌（杀菌不良返回溶糖罐）糖液糖液一一 糖溶液的制备糖溶液的制备连续式连续式间歇式间歇式热热溶溶冷冷溶溶热 水热 水溶解溶解蒸 汽蒸 汽加热加热优点：设备简单；节约燃料。缺点：时间长，设备利优点：设备简单；节约燃料。缺点：时间长，设备利用率低，缺少杀菌工序，对于防止糖浆的污染是不利用率低，缺少杀菌工序，对于防止糖浆的污染是不利的，因此要求车间卫生高，如果存放一天，必须配成的，因此要求车间卫生高，如果存放一天，必须配成60-65OBx。零散饮料，纯度要求较零散饮料，纯度要求较高或要求延长贮藏期的高或要求延长贮藏期的最好。优点：能杀灭附最好。优点

29、：能杀灭附于糖内的细菌；可分离于糖内的细菌；可分离糖中杂质；溶解快。糖中杂质；溶解快。优点：溶糖速度快，可杀菌，能量消耗相对少；优点：溶糖速度快，可杀菌，能量消耗相对少；缺点：直接通蒸汽会因冷凝带入冷凝水，糖缺点：直接通蒸汽会因冷凝带入冷凝水，糖浓度和质量受影响；若用夹层锅，因锅壁温浓度和质量受影响；若用夹层锅，因锅壁温度较高出现死角，易使糖粘结；有杂质浮于度较高出现死角，易使糖粘结；有杂质浮于液面需进行过滤；影响操作环境。液面需进行过滤；影响操作环境。优点：避免蒸汽加热时糖的粘结；优点：避免蒸汽加热时糖的粘结；采用采用50-55热水，减少了蒸汽带来的麻烦；热水，减少了蒸汽带来的麻烦；粗过滤可

30、除去糖液中的悬浮物和杂质，减轻粗过滤可除去糖液中的悬浮物和杂质，减轻后续工作负担；后续工作负担；在在39 过滤，避免产生絮凝物；温度过低使过滤，避免产生絮凝物；温度过低使糖液黏度上升影响过滤效果；糖液黏度上升影响过滤效果；采用精滤，过滤出的糖液呈无色透明状采用精滤，过滤出的糖液呈无色透明状连续式连续式：糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度：糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却都是连续进行。国外大多采控制和糖液冷却都是连续进行。国外大多采用此法。用此法。优点优点：生产效率高，全封闭，全自动操作，：生产效率高，全封闭，全自动操作，糖液质量好，浓度误差小；糖液质量好，浓度误差小；缺点缺点：设备投资

31、大。：设备投资大。糖液的配制也可采用浓糖浆进行调配。糖液的配制也可采用浓糖浆进行调配。例例1 1：用：用57%57%糖液配制糖液配制100L55%100L55%的标准糖浆，应加的标准糖浆，应加57%57%的的糖液多少糖液多少kgkg？应加水多少？应加水多少kgkg？（已知？（已知57%57%的糖液密度的糖液密度为为1.2711.271；55%55%的糖液密度为的糖液密度为1.2631.263）例例2 2：现有糖浆：现有糖浆23L23L，其浓度为，其浓度为55550 0BxBx，其中糖和水各多，其中糖和水各多少？（少？（55550 0BxBx相对密度为相对密度为1.26kg/L1.26kg/L）

32、3 3、糖液的净化、糖液的净化1）以过滤为）以过滤为主要手段主要手段：适：适用于精细优质用于精细优质砂糖或饮料用砂糖或饮料用糖糖净化净化2）以吸附为主）以吸附为主：砂：砂糖质量较差或一些特糖质量较差或一些特殊饮料，如无色透明殊饮料，如无色透明白柠檬汽水，对糖液白柠檬汽水，对糖液色度要求很高，用色度要求很高，用活活性炭（一般用量为砂性炭（一般用量为砂糖质量糖质量0.5-1%）。）。二、糖液的调配定义定义：根据不同碳酸饮料的要求，在糖液中加：根据不同碳酸饮料的要求，在糖液中加入酸味剂和香精、色素、防腐剂、果汁及定量入酸味剂和香精、色素、防腐剂、果汁及定量的水等，混合均匀即为糖浆，此过程为糖浆的的水

33、等，混合均匀即为糖浆，此过程为糖浆的调配。调配。1.1.物料处理物料处理物料需预先制成一定浓度的水溶液，并经过过物料需预先制成一定浓度的水溶液，并经过过滤在进行调配。滤在进行调配。2.2.糖浆调糖浆调配原则配原则调配量大的先调入，如糖液、水调配量大的先调入，如糖液、水配料容易发生化学反应的间开调入，如酸和防腐剂配料容易发生化学反应的间开调入，如酸和防腐剂黏度大，起泡性原料较迟调入，如乳浊剂、稳定剂黏度大，起泡性原料较迟调入，如乳浊剂、稳定剂挥发性原料最后调入，如香精香料挥发性原料最后调入，如香精香料2.12.1一般顺序一般顺序注意：注意：各种原料配成溶液后在各种原料配成溶液后在搅拌作用下缓慢加

34、入搅拌作用下缓慢加入，搅拌，搅拌不能太剧烈，不能太剧烈，避免避免空气大量混入空气大量混入影响灌装和储藏，也影响碳酸化。影响灌装和储藏，也影响碳酸化。糖酸比是决定汽水风味的决定性因素糖酸比是决定汽水风味的决定性因素各种汽水的甜度为各种汽水的甜度为8-15%各种汽水的酸度为各种汽水的酸度为0.05-0.25%常见为常见为12.5-13.5%常见为常见为0.08-0.15%其它辅料参考用量：其它辅料参考用量： 一般一般 常用常用香精香精 0.01-0.25 0.08-0.150.01-0.25 0.08-0.15色素色素 0.0001-0.005%0.0001-0.005%果汁果汁 1%1%、5%5

35、%、10%10%、30%30%提取液提取液 1%1%、5%5%、10%10%防腐剂防腐剂 参照国家标准参照国家标准2.22.2调和工艺调和工艺2.2.12.2.1间歇式：间歇式：热调和热调和：在高温下进行配料，通常用热溶糖的糖液直接配料，：在高温下进行配料，通常用热溶糖的糖液直接配料，然后冷却。然后冷却。优点优点：只经过一次加热就完成：只经过一次加热就完成了溶糖、调和、杀菌的操作，了溶糖、调和、杀菌的操作，节省能源；节省能源；缺点缺点：破坏了果汁饮料的风味：破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大，和营养成分，香精挥发损失大，所以香精要选用耐热的，只适所以香精要选用耐热的，只适用于用于果

36、味型果味型冷调和冷调和：在常温下（也有人提出在：在常温下（也有人提出在20）进行配料，然后杀）进行配料，然后杀菌，冷却，多用于热敏性香料多的和菌，冷却，多用于热敏性香料多的和果汁型饮料果汁型饮料的生产。的生产。2.3.22.3.2连续式连续式优点优点：糖浆精度高，大量降低原料的损耗，由于糖浆精度高，大量降低原料的损耗，由于是全封闭自动操作，卫生状况好；是全封闭自动操作，卫生状况好；缺点缺点：设备一次投资大设备一次投资大。各溶液高位槽各溶液高位槽第一调和罐第一调和罐混合器混合器混合器混合器 定量比例泵定量比例泵第二调和罐第二调和罐 均质机均质机 输出输出定量比例泵定量比例泵调和工艺流程的布置应遵

37、循的原则调和工艺流程的布置应遵循的原则注意卫生，溶糖部分与配料部分应分开；注意卫生，溶糖部分与配料部分应分开；配料间与罐装线应尽量靠近；配料间与罐装线应尽量靠近；管路要简捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，管路要简捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，避免使用临时胶管；避免使用临时胶管；与前后工序的设备能力要平衡；与前后工序的设备能力要平衡；便于操作、计量。便于操作、计量。第五节：碳酸化第五节：碳酸化一、碳酸化原理一、碳酸化原理水吸收CO2的作用称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用(carbonation)CO2+H2O H2CO3亨利定律亨利定律：气体溶解在液体中时，在一定温度下，一定量液体：气体溶解

38、在液体中时，在一定温度下，一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。即当温度度T一定时：一定时：V=Hp；V：溶解气体量；：溶解气体量；p：平衡压力；：平衡压力；H：亨利常数：亨利常数道尔顿定律道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压力：混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和。之和。二、影响二氧化碳溶解度的因素二、影响二氧化碳溶解度的因素溶解度溶解度：在一定温度和压力下，：在一定温度和压力下，CO2在水中的最大溶在水中的最大溶解量（实际上是方程的动态平衡）叫解量（实际上是方程的动态平衡）叫CO2在水中的溶在水中的

39、溶解度。解度。气体的溶解度多用溶于液体中的气体的溶解度多用溶于液体中的气体容积气体容积来表示，来表示，对对CO2来说，在来说，在0.1MPa，温度为，温度为15.56时，时，1体积水体积水可溶解可溶解1体积的体积的CO2，即，即CO2的溶解度近似为的溶解度近似为1。欧洲常用的溶解量单位为欧洲常用的溶解量单位为g/L，两者的关系是，两者的关系是1容容积约等于积约等于2g/L。影响因素影响因素2）水的温度）水的温度3）接触面积和接触时间）接触面积和接触时间1）二氧化碳气体的分压力）二氧化碳气体的分压力4）液体和溶质的种类）液体和溶质的种类在标准状态下，在标准状态下，CO2在水中的溶解度为在水中的溶

40、解度为1.713，在酒精的为在酒精的为4.329；当液体中有胶类、盐类时有利于当液体中有胶类、盐类时有利于CO2溶解，溶解，悬浮杂质不利于悬浮杂质不利于CO2溶入。溶入。5）空气）空气CO2的亨利常数的亨利常数注：注：H是指在一定温度下，单位体积的溶液在单位压力下溶是指在一定温度下，单位体积的溶液在单位压力下溶解的解的CO2的体积数的体积数在汽水混合时，即碳酸化时，水温越高，达到所在汽水混合时，即碳酸化时，水温越高，达到所需含气量使用的压力越高，但压力较高时，需含气量使用的压力越高，但压力较高时，实际实际溶解度偏离亨利定律溶解度偏离亨利定律，真值小于理论值，因为亨，真值小于理论值，因为亨利常数

41、是压力和温度的函数即利常数是压力和温度的函数即H=f（T，p）；）；因此引入因此引入两个参数来修正；两个参数来修正；即即H= -Pi修正修正CO2亨利常数的亨利常数的值值例：在例：在25时，测得汽水的表压为时，测得汽水的表压为0.5MPa，则，则CO2的溶解量为：的溶解量为：V= （-Pi）Pi（ Pi 为绝对压力）为绝对压力）在实际工业化生产时常用工程大气压作为压力单位，在实际工业化生产时常用工程大气压作为压力单位，一般以一般以1kgf/cm2（1.01105Pa）的压力表示）的压力表示1个工程个工程大气压，简称大气压。因为在大气压，简称大气压。因为在1个大气压下，压力表个大气压下，压力表显

42、示为显示为0kg/cm2，所以绝对压力应为，所以绝对压力应为表压表压+1。所以。所以Pi=0.510+1=6kgf/cm2。V=（0.755-0.00426）6=4.38（倍容积）（倍容积）糖浆混合机及其管线中存在有空气糖浆混合机及其管线中存在有空气糖浆中溶解有空气糖浆中溶解有空气糖浆管路中存在有空气糖浆管路中存在有空气抽水管线有泄露抽水管线有泄露空气来源空气来源 CO2气路有泄露气路有泄露水中溶解有空气水中溶解有空气CO2不纯不纯脱氧排气脱氧排气：一般在准备一般在准备碳酸化之前。碳酸化之前。方式有两种：方式有两种：真空脱气和真空脱气和CO2脱氧。脱氧。三、二氧化碳的需要量三、二氧化碳的需要量

43、根据气体常数根据气体常数1mol气体在气体在0.1MPa、0时为时为22.41L，因此，因此，1molCO2在在T 时的体积为：时的体积为：Vmol= 22.41（L）在在15.56的体积为：的体积为：Vmol= 22.41=23.69（L）所以在所以在0.1MPa、15.56时，时，CO2的理论需要量为：的理论需要量为：G理理= 44.01G理：理：CO2理论需要量；理论需要量；V汽：汽：汽水容量汽水容量L（忽略了汽水中其他成分对（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）；溶解度的影响以及瓶颈空隙部分的影响）；N：气体吸收率即汽水含气体吸收率即汽水含CO2的体积倍数的

44、体积倍数；44.01：CO2的摩尔质量；的摩尔质量；Vmol：T 下下1molCO2的容积的容积（0.1MPa、15.56 ，23.69L）。）。例：一间汽水厂生产例：一间汽水厂生产355mL/罐的汽水，罐的汽水，24罐为一箱，罐为一箱，CO2的吸收率为的吸收率为3，问生产，问生产100箱汽水理论上需要多少克箱汽水理论上需要多少克CO2（室温为（室温为25）v先计算先计算25 时时CO2的体积的体积Vmol，在计算，在计算CO2的理论的理论需要量需要量G理。理。Vmol=（273+25）/27322.41=24.46（L）G理理=（0.355241003）/24.4644.014600（g）v

45、 CO2的利用率的利用率:v 生产过程中生产过程中CO2的实际消耗量要比理论需要量大得多，主要是因为生产过的实际消耗量要比理论需要量大得多，主要是因为生产过程中程中CO2的损耗很大。的损耗很大。例：一个钢瓶装例：一个钢瓶装20KgCO2，问能生产容量为，问能生产容量为355ml/罐，罐，气体吸收率为气体吸收率为3.5的汽水多少箱（的汽水多少箱（1箱箱24罐）（罐）（CO2利用利用率为率为40%，室温，室温 25）首先计算出每箱汽水的首先计算出每箱汽水的CO2的理论需要量：的理论需要量：G理理=V汽汽N/Vmol 44.01=（355/1000） 24 3.5/24.46 44.01=53.65

46、4（g）每箱汽水每箱汽水CO2的实际需要量：的实际需要量：G实实=G理理/40%=134.14（g）；）；箱数箱数n=20 1000/G实实=20 1000/134.14=149四、生产中碳酸化应注意的问题四、生产中碳酸化应注意的问题1装瓶前装瓶前2注意控制水温注意控制水温3成品饮料所含空气量越少越好成品饮料所含空气量越少越好4用二次罐装设备碳酸化中应加大用二次罐装设备碳酸化中应加大CO2溶解量溶解量五、碳酸化的方式与系统五、碳酸化的方式与系统1低温冷却吸收式：低温冷却吸收式：在二次罐装工艺中在二次罐装工艺中是把进入汽水混合机的水预先冷却至是把进入汽水混合机的水预先冷却至44左右，在左右，在0

47、.441MPa0.441MPa下进行碳酸化操下进行碳酸化操作；作；在一次罐装法中是把已经脱气的糖浆在一次罐装法中是把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却到和水的混合液冷却到16-1816-18，在，在0.784MPa0.784MPa与与CO2CO2混合。混合。2压力混合式压力混合式：采用较高压：采用较高压力进行碳酸化力进行碳酸化优点优点：碳酸化效果好，节：碳酸化效果好，节省能源，降低了成本，提省能源，降低了成本，提高了产量。高了产量。缺点：缺点：设备造价较高。设备造价较高。1.1.水或混合液的碳酸化水或混合液的碳酸化优点优点：冷却后液体温度低，可抑制微生物生长，设备造价低。：冷却后液体温度低，可抑制

48、微生物生长，设备造价低。缺点缺点：制冷量消耗大，冷却时间长或容易由于冷却程度不够而造成含：制冷量消耗大，冷却时间长或容易由于冷却程度不够而造成含气量不足，且生产成本高。气量不足，且生产成本高。汽水混合机汽水混合机碳酸化过程一般是在碳酸碳酸化过程一般是在碳酸化器或汽水混合机内进行化器或汽水混合机内进行的的1）薄膜式混合机）薄膜式混合机2）喷雾式混合机）喷雾式混合机3）喷射式混合机）喷射式混合机4）填料塔式混合）填料塔式混合机机5）静态混合器）静态混合器1）薄膜式混合机）薄膜式混合机老式混合机：老式混合机：CO2气体通过减压阀，稳定气体通过减压阀，稳定的对碳酸化罐加压的对碳酸化罐加压0.4-0.6

49、MPa（根据温度调节压（根据温度调节压力）；力）；罐上部固定罐上部固定7-8组一正一反扣组一正一反扣在一起的圆盘，延长水在混在一起的圆盘，延长水在混合罐内停留时间，同时形成合罐内停留时间，同时形成薄膜，使薄膜，使CO2和水充分混合。和水充分混合。在罐内装一组在罐内装一组空心波纹板式空心波纹板式冷却器，使水冷却器，使水或成品饮料在或成品饮料在冷却片上分散冷却片上分散成薄膜，同时成薄膜，同时进行进行冷却和碳冷却和碳酸化过程酸化过程。2）喷雾式混合机）喷雾式混合机在碳酸化罐的顶部有在碳酸化罐的顶部有旋旋转喷头或离心式雾化器；转喷头或离心式雾化器；作用：作用：大大增加了接触面积，大大增加了接触面积，提

50、高了提高了CO2在水中的溶在水中的溶解度；解度； 缩短了液体和缩短了液体和CO2的作的作用时间，提高了碳酸化用时间，提高了碳酸化效率。效率。3）喷射式混合机）喷射式混合机又称又称文丘里管式混合机文丘里管式混合机，进口生产线大都采用此进口生产线大都采用此混合机。混合机。4）填料塔式混合机）填料塔式混合机在填料塔内充填玻璃球在填料塔内充填玻璃球或瓷环，当水喷洒到填或瓷环，当水喷洒到填料塔内，经过这些填充料塔内，经过这些填充料时有较充分的接触面料时有较充分的接触面积和碳酸化时间。积和碳酸化时间。此设备清洗困难所以此设备清洗困难所以只只用做水的碳酸化，用做水的碳酸化，不适不适用于成品饮料的碳酸化。用于

51、成品饮料的碳酸化。第六节、碳酸饮料的灌装第六节、碳酸饮料的灌装-灌装系统灌装系统灌装系统：灌装系统：灌糖浆、灌碳酸水和封盖灌糖浆、灌碳酸水和封盖等操作的组等操作的组合体系。合体系。灌装方法不同，灌装体系也不同；灌装方法不同，灌装体系也不同；二次灌装系统由灌浆机（糖浆机或定量机）、灌二次灌装系统由灌浆机（糖浆机或定量机）、灌水机和压盖机组成。水机和压盖机组成。一次灌装法中增加了一次灌装法中增加了配比器配比器。一、灌浆机一、灌浆机灌浆机一般有灌浆机一般有12头、头、16头、头、24头，由头，由定量定量机构、瓶座、回转盘、机构、瓶座、回转盘、进出瓶装置和传动机进出瓶装置和传动机组成。根据定量机构组成

52、。根据定量机构的不同可分为：的不同可分为：1）容积式灌浆机）容积式灌浆机：最简单的是量杯式加最简单的是量杯式加料机。料机。2）液面密封式灌浆机）液面密封式灌浆机也称空气封闭杯式灌浆也称空气封闭杯式灌浆机或旋塞式定量杯灌浆机或旋塞式定量杯灌浆机机。3）液体静压式灌浆机）液体静压式灌浆机一个活筒塞，有两个接一个活筒塞，有两个接口，一个连接到料槽，口，一个连接到料槽，一个在下端通往灌瓶。一个在下端通往灌瓶。活塞筒内有一个活塞块，活塞筒内有一个活塞块，上面有一个可以从外部上面有一个可以从外部调节的螺杆，螺杆的长调节的螺杆，螺杆的长短可以固定住活塞块上短可以固定住活塞块上升的高度。升的高度。二、配比器二

53、、配比器也称混合器，用于一次罐装系统。也称混合器，用于一次罐装系统。配比器安装在混合机前，将调味糖浆与水按比例定量混合配比器安装在混合机前，将调味糖浆与水按比例定量混合冷却后再进行碳酸化，使操作连续化。冷却后再进行碳酸化，使操作连续化。主要方法有主要方法有配比泵法、孔板控制法和注射法配比泵法、孔板控制法和注射法。三、罐装方式三、罐装方式1）压差式罐装：）压差式罐装：又称启闭式罐装，比较老式。又称启闭式罐装，比较老式。优点：优点：机器结构简单，操作简便，适用于小型机。机器结构简单，操作简便，适用于小型机。缺点：缺点：灌装速度慢，液面较难控制，由于瓶中空气不能排出，灌装速度慢，液面较难控制，由于瓶

54、中空气不能排出，故料液会在瓶中受阻不能罐满。含气量高的产品不宜采用。故料液会在瓶中受阻不能罐满。含气量高的产品不宜采用。2）等压式罐装：）等压式罐装：先往瓶中充气，使瓶内的气压与贮液器中的气压相先往瓶中充气，使瓶内的气压与贮液器中的气压相等，然后再罐装。等，然后再罐装。通往瓶中的通路有通往瓶中的通路有3条：条：第一条是与贮液箱上部气室相通的进气管；第一条是与贮液箱上部气室相通的进气管；第二条是与贮液箱液体相连的贮液管；第二条是与贮液箱液体相连的贮液管；第三条是与大气相通的排气管。第三条是与大气相通的排气管。这这3条通路的启闭是由等压罐装阀控制。条通路的启闭是由等压罐装阀控制。3）负压式灌装：）

55、负压式灌装：也称真空式灌装，原来是用于也称真空式灌装，原来是用于非碳酸饮料非碳酸饮料的灌装。的灌装。用于碳酸饮料时则为用于碳酸饮料时则为负压式和等压式负压式和等压式的组合。的组合。四、封盖机或封罐机四、封盖机或封罐机见教材P117，自学。五、灌装的质量要求五、灌装的质量要求1）达到预期的碳酸化水平；）达到预期的碳酸化水平；2）保证糖浆和水的正确比例；）保证糖浆和水的正确比例；3）保持合理和一致的灌装高度，）保持合理和一致的灌装高度，灌装高度的精确性与保证内容物符灌装高度的精确性与保证内容物符合规定标准，商品价值和适应饮料与容器的膨胀比例有关。合规定标准，商品价值和适应饮料与容器的膨胀比例有关。

56、4）容器顶隙应保持最低的空气量；）容器顶隙应保持最低的空气量；5）密封严密有效；）密封严密有效；6）保持产品的稳定性，不稳定的产品开盖后会发生喷涌和泡沫外溢）保持产品的稳定性，不稳定的产品开盖后会发生喷涌和泡沫外溢的现象。造成碳酸饮料不稳定的因素有：的现象。造成碳酸饮料不稳定的因素有：过度碳酸化、存在杂质、过度碳酸化、存在杂质、存在空气、灌装温度过高或温差较大等。存在空气、灌装温度过高或温差较大等。可用简单可用简单的方法测的方法测定其浓度定其浓度在洗瓶机在洗瓶机内可起到内可起到润滑作用，润滑作用，价格低，价格低，废水容易废水容易处理处理对设备腐蚀对设备腐蚀性小，无毒，性小，无毒，可在硬度大可在

57、硬度大的水中使用的水中使用而不容易结而不容易结垢垢在瓶的表在瓶的表面不产生面不产生膜状物，膜状物，起泡性小起泡性小渗透性强，对渗透性强，对有机物溶解性有机物溶解性大，可以乳化大，可以乳化油脂，不易附油脂，不易附着在瓶表面，着在瓶表面，完全能溶于水完全能溶于水中并被水冲走中并被水冲走洗瓶用洗涤剂基本要求洗瓶用洗涤剂基本要求常用的洗瓶剂为氢氧化钠溶液常用的洗瓶剂为氢氧化钠溶液；单独使用单独使用NaOH的条件为：的条件为：浓度浓度2-3.5%，温，温度度55-65，时间，时间10-20min；当浓度超过当浓度超过4%或温度超过或温度超过77，对玻璃瓶，对玻璃瓶有腐蚀作用或使玻璃瓶爆裂；有腐蚀作用或使玻璃瓶爆裂；此外此外碳酸钠、偏硅酸钠、磷酸钠碳酸钠、偏硅酸钠、磷酸钠也是常用也是常用的洗涤剂；的洗涤剂；洗瓶设备洗