碳酸饮料生产工艺资料-整理课件

2023/6/91碳酸饮料生产工艺目录概念简介一、生产工艺流程（主要介绍一次灌装）二、碳酸饮料工艺点及常见质量问题三、生产系统的CIP清洗四、加汽果汁的过程及成品检验2023/6/922023/6/93概念简介碳酸饮料：指含有二氧化碳的软饮料，不包括由发酵法自身产生的二氧化碳气的饮料，通常由水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、二氧化碳气及其他原辅料组成，俗称汽水。碳酸饮料按类型可分为果汁型、果味型、可乐型和其他型。果汁型碳酸饮料：指果汁含量在2.5%以上的碳酸饮料，如橙汁汽水、柠檬汁汽水、橘汁汽水、菠萝汁汽水等。一、生产工艺流程－一次灌装

果汁碳酸饮料工艺流程示例：

原水→水处理(膜渗透、脱氧）无菌在线添加CO2↓果汁经过滤→

调配

过滤预热脱气UHT灭菌→料液贮罐40T

→↑↑

糖浆→过滤过滤辅料经溶解瓶坯、制瓶→洗瓶

→灌装、封盖↓↓↓成品封箱温瓶

喷码

1水处理原水经膜渗透系统处理制成纯水（电导率≤10ms/cm），再经脱氧（-0.09～-0.095Mpa）才能进入调配工序。经脱氧后的纯水再经紫外线杀菌、冷却后（冷却到1-3℃）进入碳酸化工序。经处理的纯水，送进车间使用，生产时每班检测一次RO水的感官指标、理化指标，每周对纯净水的微生物指标测定一次，每年一次送外进行全项检测，以保证饮料用水的质量。2023/6/95返回工艺流程图2023/6/962糖液的制备使用80-85度热水溶解白糖，制成一定糖度的糖液。热溶能杀灭糖内细菌；分离出凝固糖中的杂质；溶解迅速，短期内可生产大量糖液。一般采取不锈钢的双层溶糖锅或循环加热系统，并备有搅拌器，锅底部有放料管道。2023/6/972糖液的制备糖浆热溶后，一般称为原糖浆或单糖浆。制备过程需注意：1、用糖必须是优质砂糖，砂糖可使用碳化糖或硫化糖。2、采用碳化糖时，溶解后可过滤后直接使用；采用硫化糖时，溶解调制成预定浓度糖浆后需经活性炭吸附，并经由硅藻土过滤器过滤方可使用。（我们一般直接采用优质碳化糖！）3、用水水质必须达到纯净水标准，可与灌装用水相同。4、溶糖时，温度越高溶解度越大，如100℃溶解83%糖，0℃时，约溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。这也是一般制备溶糖65%为宜的依据。2023/6/982糖液的制备糖浆过滤：对于高质量优质砂糖制备的糖浆，采取不锈钢丝网、帆布、棉饼、板框等方式。净化：质量较差的砂糖，会导致饮料产生凝结物、沉淀物，甚至异味；灌装时出现大量泡沫；或者对一些特殊的饮料如白柠檬汽水，对糖浆色度要求很高，一般要求净化处理：加入0.1%-0.3%（根据白砂糖进厂检验的色值决定）活性炭到热糖浆中，一边添加一边搅拌，活性炭与糖液接触＞15min，温度保持＞85℃，通过过滤器前加入0.3%（根据过滤效果适当增减，一般0.3%左右）硅藻土，避免活性炭堵塞过滤器面层。单糖热碳处理效果评定：1.0.45U白色滤膜过滤，活性碳颗粒数：<10粒/100ml糖浆

2.0.8U黑色滤膜过滤，不可看见硅藻土颗粒或硅藻土粉层。单糖使用时间：<25℃,不超过24小时用完，3调配、过滤配料开始前对原物料的质量进行检查，确定其规格、生产日期、保质期、感官状况等无误后方可开投入使用。香精的添加顺序，先加浊香精，后加澄清的水性香精，最后加澄清的油性香精。搅拌均匀后取样检测折光、总酸、香气、组织状态等，与标准比较，如有差异进行调整，合格后方可进入下道工序。清汁类产品的过滤细度一级25μm，二级5μm；浊汁低果汁含量产品的过滤细度120-150目，二级；浊汁高果汁含量产品过滤精度80-100目。应做好滤网的清洗，过滤网每罐检查并清洗一次（观察过滤网清洁状况）2023/6/994UHT灭菌对于加汽果汁产品，因调配时加入的浓缩浆或辅料含有有害微生物，需要进行ＵＨＴ灭菌。

对料液进行高温瞬时灭菌，灭菌温度和时间按配方要求，料液灭菌后冷却到4-6℃左右输入暂贮罐中。料液灭菌温度≥95℃（依具体产品配方要求），控制料液流量，保证工艺要求的杀菌时间。2023/6/9102023/6/911５料液暂贮保持杀菌后料液的无菌性。注意卫生，配料间与灌装线应尽量靠近且分开；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；与前后工序的设备能力要平衡；要便于操作和计量。6、碳酸化（包括混比）

达到规定要求的物料，经高压泵泵入二氧化碳混比机，和从二氧化碳罐贮罐进来高压二氧化碳在二氧化碳混比罐中进行混合。2023/6/9122023/6/9136、碳酸化1）

二氧化碳的作用：清凉作用：碳酸在腹中由于温度升高，即进行分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。H2CO3↔

CO2＋H2O阻碍微生物的生长，延长产品货架寿命：国际上认为3.5～4倍含气量是汽水的安全区。突出香味：有舒服的剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味。2023/6/914

二氧化碳采用食品级二氧化碳，纯度应达到99.99％，为提高二氧化碳洁净度，某些企业在使用前通过净化设备对二氧化碳气体进行处理使用，例如可口可乐选用的净化流程：

二氧化碳罐车→液体储罐（压力13.5-22Kg/cm2）→气化器（水温40-70℃）→调压阀（9Kg/cm2）→水洗器→氧化器（2-3%高锰酸钾溶液）→中和器（5-10%碳酸钠溶液）→水气分离器→吸附器→精滤器→缓冲罐→流量计→生产线（压力0.7-0.8Mpa）6、碳酸化2023/6/9156、碳酸化

2）原理：水吸收二氧化碳的作用一般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用（Carbonation）。实际上是一个化学过程：CO2＋H2O↔H2CO3亨利定律：气体溶解在液体中时，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。即当温度T一定时：V＝Hp（式中：V－溶解气体量；p－平衡压力；H－亨利常数）道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压之和。2023/6/9166、碳酸化

3）二氧化碳在水中的溶解度在一定压力和温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做溶解度。碳酸饮料中常用的溶解量单位叫“本生容积”，简称“容积”：在一个大气压、温度为0℃时，溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。（CO2气体的溶解度在0.1MPa、温度为15.56℃时，1容积的水可以溶解1容积的CO2

）

2023/6/9176、碳酸化4）CO2在水中的溶解度影响因素：气液体系的绝对压力和液体的温度；CO2气体的纯度；液体中存在的溶质的性质；气体和液体的接触面积和接触时间。CO2气体的溶解度在0.1MPa、温度为15.56℃时，一容积的水可以溶解一容积的CO2。2023/6/9186、碳酸化CO2的利用率：二氧化碳的实际消耗量在碳酸饮料生产中比理论需要量大，因为生产过程中二氧化碳的损耗很大。灌装过程中损耗为40～60％，即实际上二氧化碳的用量为瓶内含气量的2.2～2.5倍；采用二次灌装时，用量为2.5～3倍。提高CO2的利用率方法：

选用性能优良的灌装设备，在不影响操作和检修的前提下，尽量缩短灌装与封口之间的距离；经常对设备进行检修，提高设备完好率，减少灌装封口时的破损率（包括成品的）；尽可能提高单位时间内的灌装、封口速度、减少灌装后在空气中的暴露时间，减少CO2的逸散；使用密封性能良好的瓶盖，减少漏气现象。2023/6/9196、碳酸化CO2压力对于饮料的味道影响很大：CO2过高，使饮料的甜酸味减弱；过少碳酸气给人的刺激太轻微，失去碳酸饮料应有的剎口感。对于风味复杂的碳酸饮料，CO2过高反而冲淡饮料应有的独特风味，对于含挥发性成分低的柑桔型碳酸饮料尤其如此。有些碳酸饮料由于所用香精含易挥发的萜类物质，CO2过高会破坏原有的果香味而变苦。一般果汁型汽水含2～3倍容积的CO2，可乐型汽水和勾兑苏打水含3～4倍容积的CO2。2023/6/9206、碳酸化6）碳酸化方式水或混合液的冷却：水的冷却、糖浆的冷却、水和糖浆混合液的冷却、水冷却后与糖浆混合后再冷却水或混合液的碳酸化：低温冷却吸收式：一次灌装中把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却至6℃以下，在管道中与CO2混合。此法缺点是制冷量消耗大，冷却时间长或容易由于水冷却程度不够而造成含气量不足，而且生产成本高。优点是冷却后液体的温度低，可抑制微生物生产繁殖，设备造价低。压力混合式：采用较高的操作压力来进行碳酸化，其优点是碳酸化效果好，节省能源，降低了成本，提高了产量。缺点是设备造价高。2023/6/9216、碳酸化碳酸化过程中的注意事项：保持合理的碳酸化水平保持灌装机一定的过压程度将空气混入控制在最低限度保证水或产品中无杂质保证恒定的灌装压力2023/6/922

1）灌装方法一次灌装：先进，适合大型饮料厂。将糖浆和处理水按一定比例加到二级配料罐中搅拌均匀，再经冷却、碳酸化后灌装。需要大容积的二级配料罐。7、灌装封盖2023/6/9232）灌装系统指灌装料液和封盖等操作的组合体系。一次灌装系统加糖浆工序中，配比器放在混比之前。灌装系统由一个动力机构驱动的灌装机和压盖机组成。灌装机：压差式、等压式、负压式7、灌装封盖2023/6/924

3）灌装的质量要求：达到预期的碳酸化水平；保证糖浆和水的准确比例；保证合理的和一致的灌装高度；容器顶隙应保持最低的空气量；密封严密有效；保持产品的稳定性（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导致不稳定）。7、灌装封盖8、温瓶

喷码后的冷产品进入温瓶区，利用喷淋的温水进行暖瓶使产品的温度提高到28℃到35℃，并通过热风吹干。此工序是为了使低温下的CO2，由液态气化为气态，保持产品的正常状态。2023/6/925返回工艺流程图26可编辑二、碳酸饮料工艺点及常见质量问题

工艺关键点：使用一次灌装工艺进行碳酸饮料生产的，工艺关键包括以下几方面：

1、物料的质量，主要包括瓶质量、盖质量、热缩标签质量、热缩膜质量、二氧化碳；

2、浓浆制备，包括糖浆溶解及过滤、浓浆的调配；

3、产品混比，包括混比及碳酸化；

4、产品灌装；

5、设备的清洗及灭菌；2023/6/9272023/6/928常见质量问题：CO2含量低，剎口感不明显有固形物杂质沉淀风味异常变化，霉味、腐臭、异味变色过分起泡或不断冒泡等二、碳酸饮料工艺点及常见质量问题2023/6/929三、生产系统的CIP清洗1.CIP概述

1.1定义：

CIP，是英文Clean-In-Place的缩写，即就地清洗或称为原位清洗,其定义为不拆卸设备或元件,在密闭的条件下,用一定温度和浓度的清洗液对清洗装置加以强力作用,使与食品接触的表面洗净和杀菌的方法。

2023/6/9301.CIP概述

1.2CIP的优点：与传统的手工拆卸机器零件的清洗方式相比,CIP的优点主要有:(1)能维持一定的清洗效果,保证产品的安全性。

(2)节约操作时间、提高效率,以实现商业的最大利润。

(3)节省劳动力,保证操作的安全性。

(4)节省清洗用水和蒸汽。

2023/6/9312.CIP装置

CIP装置的分类：

根据清洗液的使用方式可以分为以下三种类型：（1）清洗剂单次使用的CIP系统

(single-useCIPsystems)

（2）清洗剂重复使用的CIP系统

(reuseCIPsystems)

（3）清洗剂多次使用的CIP系统

(multi-useCIPsystems)以下着重介绍下第二种——2023/6/9322.1清洗剂重复使用的CIP系统2023/6/9332.1清洗剂重复使用的CIP系统2023/6/9342.1清洗剂重复使用的CIP系统

特点：水、碱、酸等各种清洗液分别放在各自的贮桶里,清洗完毕碱酸等洗涤液回收。当洗涤剂浓度降低时,补充酸、碱再反复使用。此系统在国内使用较为普遍,由于酸、碱清洗剂都是在贮液罐中稀释调配,因此系统比较庞大。2023/6/9353.CIP使用的清洗剂

一般的清洗过程首先需要将污物从被清洗表面分离,再将此污物在清洗液中分散形成一种稳定的悬浮状态,并防止污物重新沉淀在被清洗物的表面上。在自然界,污物分离的过程是颇为复杂的,不是一种单一的化学品就能达此目的。实际,都是几种清洗剂混合使用。2023/6/9363.CIP使用的清洗剂

3.1中性清洗剂

水和界面活性剂均属此类。水几乎是所有清洗剂和食品的基本成分,当污物为完全可溶时,就不需要其他清洗剂而能清洗干净。

2023/6/9373.CIP使用的清洗剂

界面活性剂可分为阳离子型、阴离子型和非离子型。当进行碱性清洗时,如添加界面活性剂可促进润湿性,并具有乳化和分散功能。对于油脂污物较小的清洗对象,可以降低水的表面张力,扩大污物与机械表面的接触面积,使洗剂能够渗透而提高清洗效果。

2023/6/9383.CIP使用的清洗剂

3.2酸性清洗剂

酸性清洗剂是用以溶解设备表面矿物质沉积物,如钙镁的沉积物、硬水积石、啤酒积石、牛乳积石和草酸钙等。

常使用的无机酸为硝酸、磷酸、硫酸;有机酸为醇酸、葡萄糖酸和柠檬酸,乳酸和酒石酸。酸性清洗剂不受CO2的影响,比NaOH容易过水,可以冷清洗。使用合成的酸性清洗剂还具有抑制酵母和霉菌的作用。

2023/6/9393.CIP使用的清洗剂

3.3碱性清洗剂

碱性清洗剂是食品工厂使用最广泛的清洗剂。碱与脂肪结合形成肥皂，与蛋白质形成可溶性物质而易于被水清除。

最常用的碱为氢氧化钠(NaOH),氢氧化钾(KOH)等,NaOH的缺点是很难过水,过水时要冲洗很长时间。但是,由于NaOH的清洗效果是NaHCO3

的4倍,且在适当的温度下具有杀菌效果,因而得到最广泛的应用。其他碱性清洗剂有碳酸钠、碳酸氢钠、原硅酸钠甲基硅酸钠、磷酸三钠等。

2023/6/9403.CIP使用的清洗剂

3.4消毒剂一些化学药品可作为CIP过程的消毒剂。如次氯酸盐、碘化物、稳定性二氧化氯、酸性阴离子表面活性剂等等。在消毒设备时必须对设备和管路进行彻底的清洗。如果设备表面有食品残渣或污物存在,消毒剂的效力将会大大降低。2023/6/9414.流速的影响

雷诺数对污物残留率的影响2023/6/9425.清洗温度

提高清洗温度可以增大污物与清洗剂的化学反应速度;减少清洗液的粘度从而提高雷诺数（Re）,可以增加污物中可溶性物质的溶解量。但温度过高,将造成污物中的蛋白质变性致使污物与设备间的结合力提高,反而阻碍清洗的进行。通常碱液温度为70～85℃。对于热水消毒,水温必须>92℃。2023/6/9436.清洗时间

清洗效果与时间的关系2023/6/9447.CIP程序四、加汽果汁的过程及成品检验010产品过程及成品检验计划（试用版）检验项目检测频率检验标准检测说明空瓶外观每班一次瓶口：端面平整，螺纹应圆滑，无甭缺，溢料毛边不超过0.1mm；瓶体：塑化良好，无气泡，无污点及雾状发白，色泽均匀，成型饱满，瓶体无明显收缩、变形；瓶底：完整，注点偏离中心不多于5mm，无穿孔、发白。尺寸每班一次见瓶型图，偏差±1.5mm耐内压力每班一次加压到1Mpa,保持30秒，瓶子不破裂取10个样瓶，瓶盛水到注点，在有防护装置的条件下，加压到1MPa，保持30s，观察瓶是否破裂，并记录测试结果。糖液温度每罐≥85℃糖液保持85℃以上，加入白砂糖量0.2%的活性碳，反应20分钟后，加入白砂糖量0.1%的硅藻土，经过滤机过滤硅藻土杂质每罐不允许有/100ml使用0.8微米的黑色膜抽滤检测活性碳杂质每罐＜10个粒子/100ml使用0.45微米白色膜抽滤检测2023/6/945四、加汽果汁的过程及成品检验2023/6/946浓浆折光每罐橙味：47.6-48.4brix柠檬味：41.2-42brixGB/T12143.1糖酸比每罐橙味：62.6-71.2柠檬味：79.2-95.5折光/总酸滋气味每罐符合标样目测、品尝色泽每罐符合标样光线充足明亮处观察脱氧水菌落总数每班≤10cfu/mlGB/T4789.2在线产品理化指标折光每小时见配方GB/T12143.1总酸每小时见配方GB/T12456感官指标每小时符合标样目测、品尝二氧化碳气容量（20℃)/倍半成品每小时≥3.5二氧化碳压力检测仪成品每班GB/T10792-2008净含量半成品每班不低于标注含量（排气后）比重法瓶口糖斑成品与旋盖头等同数量/周期无每周期开机时取样检测，105-110℃*1小时烘烤扭力半成品与旋盖头等同数量/班11-19lbf·in先漏气后断开四、加汽果汁的过程及成品检验2023/6/947密封性半成品与旋盖头等同数量/班≥80psi/60s气密性检测仪抽样要求正常检测样品每小时2瓶当天检测一瓶，另一瓶30℃保温5天后复测微生物保温样品每