第三章碳酸饮料

第三章碳酸饮料碳酸饮料即含CO2气的饮料，俗称汽水。通常由水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、CO2气及其他原辅料组成，是软饮料中的主要产品。

第一节碳酸饮料的分类及产品技术要求1.1碳酸饮料的分类：分五大类1、果汁型：指原果汁含量不低于2.5%的碳酸饮料。2、果味型：指以食用香精为主要赋香剂以及原果汁含量低于2.5%的碳酸饮料。3、可乐型：指含有焦糖色素、可乐香精、水果香精或类似可乐果、水果香型的带辛香和果香混合香气的碳酸饮料。无色可乐可不含焦糖色素。4、低热量型：以甜味剂全部或部分代替糖类的各型碳酸饮料和苏打水，其热量不高于75KJ/100ml5、其他型：除上述4型以外的含有植物提取物或非果香型的食用香精或赋香剂的碳酸饮料，如姜汁汽水、沙示汽水等。

1.2产品的技术要求

GB/T10792-2008<碳酸饮料(汽水)>1、感观指标：五型均对色泽、香气、滋味、外观、杂质提出要求.2、理化指标：五型分别对可溶性固形物、CO2容量、总酸以及咖啡因、防腐剂、着色剂等食品添加剂进行了规定。

第二节碳酸饮料生产的主要设备2.1水处理设备详见第一章2.2配糖浆设备1、化糖锅2、糖浆过滤设备：饮料泵过滤器：双联过滤器纸浆过滤器3、配料罐4、糖浆浓度测定计比重计测定白利度测定：550B×即100g糖溶液中含糖55g。

2.3碳酸化设备1、脱气—冷却器2、混合器3、调压站4、其他：预碳酸化器冷却碳酸化设备制冷系统2.4洗瓶设备刷洗式洗瓶机喷射式洗瓶机2.5灌装设备二次灌装：糖浆机灌水机压盖机一次灌装：洗瓶机混合机灌装机压盖机装箱机打码机检验器贴标机

CIP自动清洗装置

二氧化碳净化系统1粗滤器，2滤清器，3湿汽分离器，5粗滤器，6加热器碳酸化罐

可变饱和度碳酸化罐不动喷头碳酸化罐碳酸化罐带平行盘分散水装置的碳酸化罐带冷却装置的碳酸化罐文丘里管的碳酸化灌装过压力的形成提高混合机位置形成过压力使用过压力泵形成过压力双端浸冲式洗瓶机1一次喷洗，2二次喷洗，3高湍流洗剂喷洗，4水喷洗，5水喷洗，6最后水喷洗，7水喷洗，8水喷洗，9碱液喷洗，10第二次碱液浸瓶，11第一次次碱液浸瓶有量杯的糖浆加料机1量杯，2液槽，3轴，4，滚轮，5凸轮，6升高推进轴，7灌装管，8瓶，9浮标，10进液管，11支座加料机空气封闭式加料机液体静压式加料机1定量杯，2旋塞，3细管，4进液管，5灌装口等压式灌装示意图A进气管，通往料槽以上的气管；B进液管，通往料液下面的液管；C排气管，通往大气的排气管第三节碳酸饮料的生产工艺流程

碳酸饮料的生产工艺流程有两种，现调式和预调式3.1现调式（二次灌装法）<1>先把水和糖混合成糖浆，再添加酸味剂，香料、香精等制成调和糖浆，定量注入容器中，然后再充入碳酸水的二次灌装方式。

3.1现调式（二次灌装法）<2>工艺饮用水→水处理→冷却→混合机↑酸味剂、香精等CO2气↓砂糖→溶解→过滤→糖浆调和→冷却→灌浆机→装瓶机↑↓瓶→洗净→空瓶检查轧盖机↓混匀机↓制品检查↓成

品

3.2预调式（一次灌装法）<1>先将各种原辅料按工艺要求配制成调和糖浆，然后与充有二氧化碳的水（碳酸水）在配比器内按一定比例进行混合，进入灌装机一次灌装。这是发展趋势，有实力企业均用此法。

3.2预调式（一次灌装法）<2>工艺流程饮用水→水处理→脱气机酸味剂、香精等CO2气↓↓砂糖→溶解→过滤→糖浆调和→定量调和机→带冷却的混合机↓瓶→洗净→空瓶检查→自动检瓶机→装瓶机↓轧盖机↓制品检查↓

成

品

第四节糖浆的制备

在生产中将砂糖制成高浓度的糖液称之为原糖浆，再以原糖浆添加汽水主剂（香味剂、酸味剂、防腐剂和其他添加剂）制备成调味糖浆。

若将汽水主剂预先配合称之为原浆。原糖浆，汽水主剂，调味糖浆，原浆4.1糖浆浓度的测定糖浆浓度通常以百分浓度表示，饮料行业称之为白利糖度或白利度。简写成0BX。可用糖度表（或称锤度表）直接测定。另外，可以用相对密度，折光度换算成白利度。1、糖度表测定法<1>方法：将糖液盛放于玻璃量筒中，使糖度表浮于量筒糖液上，不要使糖度表与容器壁接触，糖液在糖度表上所显示出的读数即为糖浆浓度。<2>校正：一般液体浓度因温度不同而异。温度变化，液体容积也随之变化，以20℃为标准，低于20℃减去校正值，高于20℃则加上校正值。

例:糖浆温度是30℃,测浓度为530BX,在20℃时白利度是多少?1、查表:30℃500BX时的校正值是0.79

30℃550BX时的校正值是0.80注：在表上530BX查不出来2、在500BX-500BX范围内，校正值为0.80-0.79=0.0023、530BX在20℃时的白利度为：

53+0.79+（0.002×3）=53.7690BX4.1糖浆浓度的测定2、量糖计（折光计）测定法<1>方法：手提式量糖计测定糖浆浓度，直接读出浓度读数。阿贝氏折光仪（带有恒温装置）糖用折光仪<2>校正：购买量糖计时均附有校正系数表。

4.2糖浆的制备过程糖浆制备的一般工艺过程：

砂糖→称量→溶解→过滤→杀菌→冷却→脱气→浓度调整→配料→精滤→杀菌→冷却→暂存→糖浆

1、糖溶液的制备工艺过程：糖的溶解→糖浆浓度测定→糖液配制→净化<1>糖的溶解方法a.方式：

2种（间歇、连续）b.工艺过程

:3种过程（冷溶、热溶、连续式溶糖工艺）糖、水计量混合→热溶解→脱气→过滤→糖度调整→

杀菌冷却→备用<2>糖液的净化

a.

方式过滤b.过程粗、精滤，常、高压过滤吸附后过滤吸附后过滤4.2糖浆的制备过程2、糖浆的调配<1>添加剂的调制，执行GB2760-2011标准。①

人工合成甜味剂②

苯甲酸钠（防腐剂）溶液③

酸液的调制④

果汁⑤

色素液的调制<2>糖浆调配的投料顺序①

投料原则：有4条②

投料一般顺序糖液→防腐剂→甜味剂→酸味剂→果汁→乳化剂→稳定剂→色素→香精→加水定容。4.2糖浆的制备过程2、糖浆的调配<3>调和工艺a.热调和糖浆处理工艺：在高温下进行配料，在热溶糖液中直接配料，然后冷却，一次加热完成溶糖，调和及杀菌全部过程。b.冷调和糖浆处理工艺

c.连续式各溶液高位槽→定量比例泵→混合器→第一调和灌→均质机→第二调和罐→定量比例泵→混合器→糖浆输出

3、配方第五节碳酸化5.1碳酸化原理1、水吸收CO2的作用一般称为CO2饱和作用或碳酸化作用。2、碳酸化过程也就是将CO2溶解到饮料中的过程。碳酸化程度直接影响产品的质量，它是碳酸饮料中的重要生产步骤。3、碳酸化作用是在压力的作用下，将CO2与H2O混合，化合成碳酸.4、CO2在液体中的溶解量决定因素：气液体系的绝对压力和液体的温度

CO2的纯度和液体存在的溶质的性质气体和液体的接触面积和接触时间5、在温度不变的情况下，压力增加，溶解度也随之增加，过程遵循亨利定律和道尔顿定律。①亨利定律：V=HP温度一定时，溶解气体量与平衡压力成正比。

n②道尔顿定律：P=∑Pi混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和。i=15.2CO2在水中的溶解度1、概念：在一定的温度和压力下，CO2在水中的最大溶解量叫做CO2在水中的溶解度。此时的溶液称之为CO2饱和溶液，这时气体逸出与气体进入液体的速度达到平衡。2、表示方法：①用溶于液体中的气体容积来表示（我国常用）：②用每升溶液中所溶解的CO2质量，即g/L作为溶解度单位，欧州常用。③测定方法：执行GB12143.4汽水CO2测定仪

5.3影响CO2溶解度的因素1、CO2的分压。该压力越大，溶解度越大。2、水的温度。当压力一定时，温度越低，溶解度越大。3、气液两相接触的表面积。接触面积越大，溶解越好。4、气液两相接触的时间。接触时间越长，溶解度越大。5、水中的空气含量。空气在水中稍有溶解，在单位体积的水中溶解的空气其与压力、温度有关。溶解1体积的空气所需产生的压力与溶解50体积的CO2所产生的压力相同。即1体积空气溶解于水中可排走50倍体积的CO2。

6、液相中溶质的性质。5.4CO2的需求量1、CO2理论需要量的计算CO2理论需要量=(汽水容量×汽水吸收率）×44.01/绝温下1molCO2的容积绝温下1molCO2的容积=(273+T）×22.41/2732、CO2的利用率

CO2实际用量=CO2理论需要量/40%实际生产中，CO2有一定的损耗。CO2的用量为瓶内含气量的2.2—2.5倍。减少CO2损耗的措施：①缩短灌装与封口之间的距离②减少灌装封口时的破损率③提高灌装、封口速度④减少灌装后在空气中的暴露时间⑤减少CO2的逸散⑥

提高瓶盖的密封性级。

5.5碳酸化方式与系统

碳酸化过程大都采用冷却降温和加压相结合的方法以降低液温和提高CO2压力，并尽量扩大气液两相接触面积以促进碳酸化过程，达到一定的饱和度。1、CO2气调压站它是一个将CO2的压力调节到混合机所需压力的设备。

2、水和混合液的冷却①方法②

冷却装置

3、水或混合液的碳酸化①方式：a.低温冷却吸收式：

b压力混合式：

②汽水混合机它是混合水与CO2的设备a.薄膜式混合机

b.喷雾式混合机

c.喷射式混合机

薄膜式混合机带平行盘分散水装置的碳酸化罐带冷却装置的碳酸化罐喷雾式混合机

可变饱和度碳酸化罐不动喷头碳酸化罐喷射式混合机混合机（QHS）

QHS型饮料混合机QHS型饮料混合机，用于生产各种含气饮料(糖浆、二氧化碳)的碳酸化合比例混合，如可乐、汽水等饮料，是含汽饮料生产成套设备中的主要设备。(特别是中、高档次饮料生产的关键设备)主要特点：

1、本机采用了化工行业的先进技术——静态混合器（即酸化器），其液传质面积大，阻力损失小。效率高、能耗低、结构简单，并且采用了性能可靠、噪音小的多极离心泵，使整机性能得到保障。

2、本机采用二氧化碳回流脱氧，既能节省二氧化碳气，又能达到脱氧的目的，使脱氧水有较好的预碳化效果。

3、混合比例精确，易于调整，本机不需更换另部件就可以方便地调整产品及糖浆与水的比例。

4、本机可方便地调整含气量，根据饮料含气量的要求，通过适当的操作等加于调整。

5、本机设置完善的自动控制系统，具有动作协调、结构简单、生产连续、自动化程度高的优点。

6、本机设有原位清洗工艺流程，结构合理，可以方便地进行化学消毒、热消毒及清水冲洗，符合食品卫生法的要求。

含气量比2.5~2.85.6碳酸化过程的注意事项1、保持合理的碳酸化水平2、保持灌装机一定的过压程度3、将空气混入控制在最低限度4、保证水或产品中无杂质5、保证恒定的灌装压力第6节碳酸饮料的灌装6.1灌装系统的技术要求（质量要求）1、糖浆和水的正确比例①一次灌装法：确保配比器的正确运行②二次灌装法：保证灌糖浆量和灌装高度的准确2、保持合理一致的灌装高度①二次灌装中，饮料的灌装高度不一致就意味着瓶内糖浆和水的比例不一致，由此产品的质量有偏差。②灌装太满，温度升高时瓶内压力增加，造成漏气或容器破裂。3、达到预期的CO2含气量，达到预期的碳酸化水平4、封盖应密闭严密，保证内容物的质量5、保持产品的稳定性6、灌装设备性能稳定，便于控制和维修7、容器顶隙应保持最低的空气量

6.2灌装的方式：一次灌装法：二次灌装法：组合灌装法：应用果肉碳酸饮料的一次灌装法。6.3灌装系统灌装系统是指灌糖浆，灌碳酸水和封盖的组合。好的灌装系统和正确的操作不仅能保证产品的质量，而且能避免喷涌、滴漏、破瓶、废盖等，可减少停机时间。

6.3灌装系统1、灌浆机糖浆加料机、二次灌装系统中的灌装糖浆用设备。2、配比器配比器或混合器用于一次灌装系统中的水、糖浆的混合，常安装在混合机前，使调和糖浆与水按比例定量混合，冷却后再进行碳酸化，操作连续。3、灌装机①压盖式灌装②等压式灌装③负压灌装法4、封盖灌装后应及时封盖，停留时间不得超过10s，以减少CO2的逸散和空气的污染，保证饮料的质量和存放时间。5、灌装生产线

有量杯的糖浆加料机1量杯，2液槽，3轴，4，滚轮，5凸轮，6升高推进轴，7灌装管，8瓶，9浮标，10进液管，11支座等压式灌装A进气管，通往料槽以上的气管；B进液管，通往料液下面的液管；C排气管，通往大气的排气管DXGF24-32-8型等压灌装设备

DXGF24-32-8型等压灌装三合一瓶装机是在引进、消化、吸收国外同行先进技术的基础上，根据含气饮料灌装工艺要求，创新研制而成的一种先进灌装设备，主要用于可乐、汽水、汽酒、矿泉水等各种含气PET瓶装饮料生产，是中大型饮料厂生产的理想设备。

技术参数：

型号：DXGF24-24-6型

工位数：洗瓶24，灌装24，封盖6

生产能力：6000瓶／小时（500ml／瓶）

气源压力：0.7MPa

用气量：0.25M3／min

灌装方式：等压灌装

总电机功率：3KW

电机总容量：5.2KW

额定电压：380V

外形尺寸：2880×2180×2750（长×宽×高）

设备重量：4800Kg

6.4容器和设备的清洗系统1、容器的清洗①要求：由于碳酸饮料灌装后不再杀菌，故而容器的清洁与否直接影响的产品的质量和卫生指标。新容器，包装严密，无污染可不清洗，直接用无菌水洗涤喷淋后用于生产；有污染的，不净的均应清洗消毒后使用。洗涤消毒后达到要求：空瓶内外清洁无味，瓶口完整无损空瓶不残留余碱及其他洗涤剂大肠杆菌O个/mL

细菌总数<2个/mL②

洗瓶的方式与设备

③洗瓶的步骤浸泡→喷射→刷洗→验瓶

双端浸冲式洗瓶机1一次喷洗，2二次喷洗，3高湍流洗剂喷洗，4水喷洗，5水喷洗，6最后水喷洗，7水喷洗，8水喷洗，9碱液喷洗，10第二次碱液浸瓶，11第一次次碱液浸瓶洗瓶机6.4容器和设备的清洗系统2、CIP清洗系统CIP（CleaninginPlace）就地清洗或定置清洗，用水和不同的洗涤液，按照固定的程序通过泵循环，不用拆装设备以达到清洗的目的。①CIP清洗常用的洗涤剂a.混合碱洗涤剂：NaOH与Na2CO3b.单一碱洗涤剂：NaOH1%60-70℃

c.酸液洗涤剂：硝酸1%50-60℃

②清洗程序回收管道内产品剩余物→用水冲洗除去污物→用洗涤剂冲洗→用热水或蒸汽或化学药品消毒（化学消毒后→清水循环一次）

6.4容器和设备的清洗系统2、CIP清洗系统③CIP清洗的基本工艺过程a.CIP系统组成：酸罐碱罐热水罐清水罐气动执行阀清洗液送出分配器各种控制阀门清洗管路（两条清洗回路）电气控制箱b、碳酸饮料生产线洗涤工艺清水→碱液→清水清水→碱液→热水→酸液→热水→无菌水

CIP原位清洗系统的特点：

1.CIP清洗系统的经济运行成本低，结构紧凑，占地面积小.安装.维护方便，能有效地对缸罐容器及管道等生产设备进行就地清洗，其整个清洗过程均在密闭的生产设备，缸罐容器和管道中运行，从而大大减少了二次污染机会。2.该系统可根据生产需要分为一路至四路。龙其是二路及二路以上，既能分区同时清洗同一个或二个以上区域，也能在生产过程中边生产边清洗。这样在生产时就大大缩短了CIP清洗的时间。3.采用气动隔膜泵抽吸浓酸浓碱，不但提高了设备的完好率及降低了设备的维修率，更主要的是降低了运行成本。4.体外循环系统，可有效减少能耗。5.回水系统，可有效减少CIP用水。6.介质热水系统。7.尤其是全自动CIP，能对清洗液进行自动检测.加液.排放.显示与调整，对其运行可靠，自动化程度高，操作简单，清洗效果好，因而更符合现代大规模流体药品.食品加工工艺的卫生要求及生产环境要求。8、稳定的CIP原位清洗，采用人机界面图象显示。9、自动切换各工艺参数，自动调节清洗时间、PH、温度等参数。10、可选择手动控制或自动控制两种操作方式。11、所有操作均可记录，便于GMP认证。12、CIP清洗系统有单罐双罐及多罐供用户选择，有移动式及固定式。第七节碳酸饮料常见的质量问题及处理方法7.1成品检验1、检验方法：2、成品的感观检验方法①饮料外观：倒出来在白色背景下观察②风味：品尝③气味：倒入试味杯中试嗅气味④商标：观察⑤瓶口空间距离：3-6cm⑥瓶盖：紧不漏气，无划伤、图清晰⑦包装检验时总检：查封口查漏瓶查罐瓶、漏标

查合格证

7.1成品检验3、质量标准①GB10789-2007《碳酸配饮料感观指标》内容：均匀度，瓶盖，商标，透明度，口味，泡沫（高、持续时间）②GB10789-2007《碳酸配饮料理化指标》内容CO2：2.5-4倍溶积，糖精不得检出，酒精含量0.5%，糖度含量8%-10%，重金属铜、铅等。③GB10789-2007《碳酸配饮料微生