《食品工藝學(xué)》第三章碳酸飲料加工《食品工藝學(xué)》第三章碳酸飲料加工CompanyLogo學(xué)習(xí)目的和要求：

通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握碳酸飲料的概念、分類、生產(chǎn)工藝；主要是工藝過程：包括糖液制備、糖漿調(diào)合、碳酸化、灌裝、清洗(CIP清洗)和生產(chǎn)中常見質(zhì)量問題以及解決方法。CompanyLoCompanyLogo碳酸飲料(CarbonatedDrinks)

俗稱汽水，指在一定條件下充入二氧化碳?xì)獾娘嬃现破?，成品中CO2的含量（20℃時體積倍數(shù)）不低于2.0倍，但是不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生CO2氣的飲料。一、碳酸飲料的概念和分類

果汁型汽水

果味型汽水

可樂型汽水

低熱量型汽水：甜味劑熱量≦75kJ/100mL

其他型汽水碳酸飲料CompanyLoCompanyLogo果汁型：原果汁≥2.5%，果汁調(diào)整風(fēng)味，如：黑松鮮橙Ｃ，黑松檸檬Ｃ果味型：原果汁<2.5%，香精香料作賦香劑，如：雪碧，七喜可樂型：含可樂果、古柯葉、月桂等物質(zhì)提取的辛香和白檸檬油、甜橙油等果香的混合型香氣，焦糖色，磷酸，如：可口可樂，百事可樂低熱量型：以甜味劑部分或全部代替蔗糖，成品熱量<75kJ/100ml，如：健怡可口可樂，輕怡百事可樂其它型：鹽汽水，蘇打水，充二氧化碳的礦泉水，滋補(bǔ)汽水，如：延中鹽汽水，碧純鹽汽水CompanyLoCompanyLogo全國碳酸飲料銷售額前十名及均價（2006年3月全國連鎖超市統(tǒng)計信息）CompanyLoCompanyLogo二、飲料配方設(shè)計

配方：是某一個品種飲料的原輔料組成及數(shù)量。⑴了解原料的糖酸含量

⑵了解參考配方的原輔料比例

⑶自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)研究

⑷中試及配方調(diào)整

⑸批量生產(chǎn)試驗(yàn)

⑹正式生產(chǎn)

１、軟飲料企業(yè)如何進(jìn)行配方設(shè)計

CompanyLoCompanyLogo2、糖酸比

糖酸比＝甜度含量/酸含量

每一種產(chǎn)品均有特定的糖酸比(但應(yīng)根據(jù)地域、人群、知識層次、性別進(jìn)行調(diào)整)。

糖酸比是決定汽水風(fēng)味的決定性因素。

甜度以1%的蔗糖溶液為1，其他甜味劑參照甜度倍數(shù)換算為蔗糖含量。

一般來說，各種汽水的甜度為8-15%，常見為12.5-13.5%。

各種汽水的酸度為0.05-0.25%，常見為0.08-0.15%。CompanyLoCompanyLogo3、汽水配方舉例：

砂糖8%

甜蜜素0.1%(相當(dāng)于蔗糖5%)

檸檬酸0.12%

桔子原汁5%

桔子香精0.12%

日落黃色素0.002%

胭脂紅色素0.0001%

底料量500mL/瓶CompanyLoCompanyLogo4、工業(yè)生產(chǎn)配方

⑴以飲料重量為配料依據(jù)：％(w/w)

需要測定糖液的比重，換算麻煩。

⑵以飲料體積為配料依據(jù)：％(w/v)

實(shí)際生產(chǎn)時均以灌裝體積進(jìn)行計量，此法一般推廣。

研究配方時按％(w/v)設(shè)定配方比例，通過試驗(yàn)確定最佳比例。

計算工業(yè)生產(chǎn)配方時，只需在原百分比配方上乘以相應(yīng)的倍數(shù)即可得到工業(yè)生產(chǎn)配方。CompanyLoCompanyLogo三、碳酸飲料加工工藝CompanyLoCompanyLogo二次灌裝法（現(xiàn)調(diào)式）：先配好調(diào)味糖漿灌入包裝容器，再灌裝碳酸水（充入二氧化碳的水）。CompanyLoCompanyLogo二次灌裝法特點(diǎn)：

1）工藝過程簡單，便于掌握；

2）設(shè)備投資少，易于操作；

3）生產(chǎn)規(guī)模較小，適合于小型工廠；

4）調(diào)整配方容易，便于轉(zhuǎn)向；

5）底料占據(jù)體積，剎口感較小。CompanyLoCompanyLogo一次灌裝法（預(yù)混法）：將調(diào)味糖漿、氣、水定量混合，再灌裝。CompanyLoCompanyLogo一次灌裝法特點(diǎn)：

(1)工藝過程復(fù)雜，但自動程度較高;設(shè)備復(fù)雜，投資大；

(2)生產(chǎn)規(guī)模大，適合大型連續(xù)化工廠；

(3)調(diào)整配方較難，剎口感強(qiáng)。CompanyLoCompanyLogo加工工序：1、水處理2、糖液的制備3、糖漿調(diào)配4、碳酸化5、空瓶的清洗6、碳酸飲料的灌裝

CompanyLoCompanyLogo1、原糖漿的制備提供稠度而有助于傳遞香味；提供能量和營養(yǎng)價值。飲料廠來說，從衛(wèi)生和濃度控制的觀點(diǎn)出發(fā)，糖漿的制備是重要的。將糖溶解于水后的溶液，一般稱為原糖漿。必須是優(yōu)質(zhì)砂糖，溶解于一定量的水中，制成預(yù)計濃度的糖液，再經(jīng)過濾、澄清后備用。CompanyLoCompanyLogo砂糖→稱量→糖的溶解→糖漿過濾→殺菌→冷卻→脫氣→測定濃度

溶糖方式：間歇式和連續(xù)式。（1）間歇式：分為冷溶和熱溶

冷溶：配制短期內(nèi)飲用的飲料糖漿。采用裝攪拌器的容器，把糖和水正確配準(zhǔn)，在室溫下進(jìn)行攪拌，待完全溶化，過濾去雜即成。一般45－65%

（要存放1天必須是65%）。冷溶法生產(chǎn)須有嚴(yán)格的衛(wèi)生控制措施，但可以節(jié)省燃料。CompanyLoCompanyLogo熱溶：要求延長貯藏期的碳酸飲料。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，并備有攪拌器，鍋底部有放料管道。（1）蒸汽加熱溶解（2）熱水溶解：國內(nèi)廠家多采取熱水溶解的方法，即邊攪拌邊把糖逐步加入到熱水中溶解，然后加熱殺菌、過濾、冷卻。CompanyLoCompanyLogo（2）連續(xù)式：連續(xù)式：指糖和水從供給到溶解、殺菌、濃度控制和糖液冷卻均連續(xù)進(jìn)行。

糖、水計量→混合→熱溶解→脫氣、過濾→糖度調(diào)整→殺菌、冷卻→糖液生產(chǎn)效率高，全封閉，全自動操作，糖液質(zhì)量好，濃度差異小，但設(shè)備投資大。國外自動控制程度較高，多用此法。CompanyLoCompanyLogo溶糖注意：（1）溫度對溶解度的影響：如100℃溶解83%糖，0℃時，約溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。（2）糖漿濃度測定：糖度計、比重計、波美表法（3）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。（4）凈化：針對質(zhì)量較差的砂糖；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。方法：加入0.5－1％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80℃，通過過濾器前加入0.1%硅藻土，避免活性炭堵塞過濾器面層。CompanyLoCompanyLogo2、糖漿調(diào)配

調(diào)合糖漿（果味糖漿或加香糖漿）指根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，配合好各種原輔料，可直接灌裝的糖漿。糖漿調(diào)配時的投料順序依據(jù)：（1）調(diào)配量最大的先調(diào)入，如糖液；（2）配料間容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的間開調(diào)入，如酸和防腐劑；（3）粘度大，易起泡的原料較遲調(diào)入、如乳化劑、穩(wěn)定別；（4）揮發(fā)性的原料最后調(diào)入，如香精、香料。CompanyLoCompanyLogo投料順序與前處理：原糖漿：測定其濃度及需要的容積防腐劑：稱量后溫水溶解甜味劑：溫水溶解后加入酸味劑：50％果汁（乳化、穩(wěn)定劑）色素香精加水到規(guī)定容積CompanyLoCompanyLogo調(diào)合一般在具有攪拌器和容量刻度標(biāo)尺的不銹鋼容器內(nèi)；攪拌方式多為傾斜式或腰部式，可避免因振動而致使灰塵和油污等雜質(zhì)掉入糖漿。調(diào)合完畢后即可測定糖漿濃度，同時抽少量糖漿加碳酸水，觀察色澤，評味，檢查是否與標(biāo)準(zhǔn)樣符合。

調(diào)合：間歇式和連續(xù)式CompanyLoCompanyLogo間歇式：有熱調(diào)和和冷調(diào)和兩種。冷調(diào)合：常溫下（低于20℃）進(jìn)行配料，然后巴氏殺菌、冷卻；多用于含熱敏性香料多的果味型飲料和果汁型飲料的生產(chǎn)；熱調(diào)合：在高溫下進(jìn)行配料，通常用熱溶糖液直接配料，然后冷卻；只經(jīng)過一次加熱就完成溶糖、調(diào)合與殺菌等工藝操作，節(jié)省能源，但破壞了果汁飲料的風(fēng)味和營養(yǎng)成分，香精揮發(fā)損失大；所以要選耐熱的香精，只適合于果味性飲料。CompanyLoCompanyLogo連續(xù)式：

工藝過程：各溶液→定量比例泵→混合器→第一調(diào)合罐→均質(zhì)機(jī)→第二調(diào)合罐→定量比例泵（用水調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)濃度）→混合器→糖漿輸出到灌裝車間。連續(xù)式配制糖漿濃度精度高（?0.05波美度），可大大降低糖原料的損耗，全封閉操作，衛(wèi)生狀況良好，設(shè)備一次投入大。CompanyLoCompanyLogo調(diào)合工藝流程的布置應(yīng)遵循：注意衛(wèi)生，溶糖和配料分開；配料間與灌裝線應(yīng)盡量靠近；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。配制好的糖漿應(yīng)立即裝瓶，尤其是渾濁型飲料，糖漿貯存時間長，會發(fā)生分層，裝瓶時應(yīng)經(jīng)常對糖漿加以攪拌。CompanyLoCompanyLogo3、碳酸化

將CO2與水（或原漿/水混合液）混合的過程稱為碳酸化。

（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，延長汽水貨架壽命：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。CompanyLoCompanyLogo（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(shí)際上是一個化學(xué)過程：H2CO3?CO2＋H2O

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

（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。CompanyLoCompanyLogo（3）CO2在水中的溶解度影響因素(A)氣液體系的絕對壓力和液體的溫度；(B)CO2氣體的純度；(C)液體中存在的溶質(zhì)的性質(zhì)；(D)氣體和液體的接觸面積和接觸時間。CompanyLoCompanyLogo（4）CO2理論需要量的計算根據(jù)氣體常數(shù)1mol氣體在0.1MPa、0℃時為22.41L,因此1molCO2在T℃時的體積:Vmol＝(273+T)/273×22.41(L)則：G理＝(V汽×N)/Vmol×44.01

CO2理論需要量T℃下1molCO2的容積氣體吸收率即汽水含CO2的體積倍數(shù)CO2的摩爾質(zhì)量N=2~3CompanyLoCompanyLogoCO2的利用率二氧化碳的實(shí)際消耗量在碳酸飲料生產(chǎn)中比理論需要量大，因?yàn)樯a(chǎn)過程中二氧化碳的損耗很大。裝瓶過程中損耗為40～60％，即實(shí)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。CompanyLoCompanyLogo提高CO2的利用率方法：（1）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；（2）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）；（3）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；（4）使用密封性能良好的瓶蓋，減少漏氣現(xiàn)象。CompanyLoCompanyLogoCO2壓力對于飲料的味道影響很大：

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。CO2過高，使飲料的甜酸味減弱；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(dú)特風(fēng)味(柑桔型碳酸飲料)。另外，有些碳酸飲料由于所用香精易揮發(fā)，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CO2CompanyLoCompanyLogo4、碳酸飲料的灌裝1.灌裝方法二次灌裝

由于糖漿和碳酸水溫度不同，在向糖漿中灌碳酸水時容易產(chǎn)生大量泡沫，容易造成CO2的損失及灌裝量不足。(冷卻方式解決)碳酸水的含氣量高于成品預(yù)期的含氣量CompanyLoCompanyLogo如糖漿和碳酸水的比例為1:4。成品含氣量為3倍容積，則碳酸水的含氣量為3×5/4＝3.75倍的容積。

采用二次灌裝，糖漿定量灌裝，而碳酸水的灌裝量會由于瓶子的容量不一致，或灌裝后液面高低不一致而難于準(zhǔn)確，從而使成品的質(zhì)量有差異。 如大型二次灌裝設(shè)備在灌裝密封設(shè)備后設(shè)置翻轉(zhuǎn)混勻機(jī)，使糖漿和碳酸水均勻混合。CompanyLoCompanyLogo優(yōu)點(diǎn)是糖漿和水的比例準(zhǔn)確，灌裝容量容易控制；當(dāng)灌裝容量發(fā)生變化時，不需要改變比例，產(chǎn)品質(zhì)量一致；灌裝時糖漿和水的溫度一致，氣泡少，CO2氣的含量容易控制和穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，含氣量足，生產(chǎn)速度快。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，混合機(jī)與糖漿接觸，洗滌和消毒不方便，不適合帶果肉碳酸飲料。

一次灌裝：CompanyLoCompanyLogo四、碳酸飲料常見質(zhì)量問題（一）碳酸飲料的質(zhì)量要求

1、感觀指標(biāo)：

（１）均勻度:沒有分層現(xiàn)象。

（２）瓶蓋:不漏氣，不帶銹。

（３）商標(biāo):端正，與內(nèi)容一致。

（４）透明度:呈現(xiàn)產(chǎn)品所應(yīng)有的顏色，澄清透明，無雜質(zhì)。

（５）口味:無異味，具有成品應(yīng)有的芳香味或酒精香味。

（６）泡沫:倒入杯內(nèi)，泡沫高2cm以上，持續(xù)時間2min以上。CompanyLoCompanyLogo2、理化指標(biāo)：

（１）二氧化碳:為容積的2.5-4倍。

（２）糖精:不得檢出。

（３）酒精量:0.5%以下。（４）重金屬:

銅(以Cu計)≤10mg/kg

鉛(以Pb計)≤1mg/kg

砷(以As計)≤0.5mg/kg3、微生物指標(biāo)：

（１）菌落總數(shù):≤100個/ml。

（２）大腸桿菌:≤5個/ml。

（３）致病菌:不得檢出。

4、保質(zhì)期：三個月不沉淀變質(zhì)。CompanyLoCompanyLogo（二）汽水中常見的質(zhì)量問題及其預(yù)防

汽水中出現(xiàn)的質(zhì)量問題是多種多樣的，歸納起來有以下幾種：有雜質(zhì)，沒"勁"，混濁，沉淀，成糊狀，有辣味，異味等。CompanyLoCompanyLogo1、雜質(zhì)

汽水中的雜質(zhì)指肉眼可見，有一定形狀的非化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。

不明顯雜質(zhì)包括數(shù)量極少的體積極少的灰塵，小白點(diǎn)，小黑點(diǎn)等；

明顯雜質(zhì)包括數(shù)量較多的小體積雜質(zhì)；包括刷毛，大片商標(biāo)紙，草棍，蒼蠅，蚊子等，使人一看厭惡。CompanyLoCompanyLogo（１）瓶子或瓶蓋不凈。

（２）水中有夾雜物。

（３）原料有雜質(zhì)。

（４）機(jī)件碎屑或管道沉積物。

造成雜質(zhì)的原因CompanyLoCompanyLogo2、沒“勁”

汽水沒“勁”實(shí)際上是沒氣，更確切地說是二氧化碳量太少或沒有。這樣的汽水開蓋時無聲，沒有氣泡冒出。

因二氧化碳溶解于水后呈微酸性，有一定的滅菌作用，另外二氧化碳代替氧存在時，可抑制需氧微生物的生長繁殖，略有防止變質(zhì)的作用，所以，二氧化碳含量低還能造成一些汽水后來的變質(zhì)，因此，必須認(rèn)真對待。CompanyLoCompanyLogo造成二氧化碳含量不足的原因：

(１)二氧化碳不純:回收的、未經(jīng)分離處理的、酸或堿法。

(２)水溫過高。

(３)混合不好。

(４)有空氣混入。

(５)混合機(jī)碳酸水閥門或管路漏氣。

(６)灌水機(jī)膠嘴漏氣或瓶托位置太低造成漏氣。

(７)壓蓋不及時或不嚴(yán)，使二氧化碳在高溫下散失。

（8）蓋、瓶口不合格，或瓶，蓋不配套。

除此之外，還有因水或料中有關(guān)成分與二氧化碳反應(yīng)消耗碳酸造成含氣不足。CompanyLoCompanyLogo3、混濁，沉淀

主要是由于原料處理過程中產(chǎn)生物理、化學(xué)變化及微生物的繁殖造成的。

（１）物理性變化:

其外觀形態(tài)主要呈現(xiàn)沉淀狀態(tài)（在應(yīng)有的保質(zhì)期內(nèi)，生產(chǎn)不到1-2周），瓶底即呈現(xiàn)一層云霧狀，或有礦物性微小顆粒沉積瓶底，另外也有呈現(xiàn)雜質(zhì)混濁，不透明。

主要原因來自水質(zhì)上和濾水器械上的問題，不能使水中的礦物質(zhì)徹底清除，或水質(zhì)不適。CompanyLoCompanyLogo（２）化學(xué)性變化:

①起蓋后與空氣接觸立即產(chǎn)生膠質(zhì)態(tài)物質(zhì)（酸、堿中和作用引起的，由于洗瓶所用堿液沒有沖凈，殘留在瓶內(nèi)的堿液與原料中的酸產(chǎn)生中和而發(fā)生變化）。因此含堿的水質(zhì)不適合生產(chǎn)汽水。

②配料兌制工序處理不當(dāng)，也可使產(chǎn)品產(chǎn)生混濁不透明的現(xiàn)象。

（３）微生物繁殖:

由于封蓋不嚴(yán)，使二氧化碳溢出，失出二氧化碳的殺菌防腐能力，侵入的空氣帶有酵母菌，從而產(chǎn)生發(fā)酵氣體。

CompanyLoCompanyLogo２．預(yù)防措施

在各工藝加強(qiáng)凈化措施，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（１）生產(chǎn)用水一定要按飲用水標(biāo)準(zhǔn)，不符合要求的決不使用。

如有自備水井，初用時應(yīng)進(jìn)行一次徹底消毒滅菌，一般用30%有效氯的漂白粉0.02%-0.05％與0.001%-0.002%高錳酸鉀，將此稀溶液注入井內(nèi)進(jìn)行消毒滅菌，經(jīng)防疫部門化驗(yàn)合格方可使用。要減少井水的污染，加強(qiáng)衛(wèi)生管理。CompanyLoCompanyLogo（２）如設(shè)立自備水塔，須距地面10m以上為佳。因?yàn)檫@樣可以由于位差產(chǎn)生一定的壓力，可以滲透過砂濾層，起到過濾的作用。

（３）所用配料器皿要保持清潔，并經(jīng)常水煮殺菌；過濾器械也要及時洗刷，保持其衛(wèi)生和性能良好。

（４）配料室內(nèi)應(yīng)保持清衛(wèi)生，要定期進(jìn)行空氣殺菌。一般使用福爾馬林、高錳酸鉀、硫黃或紫外燈。同時禁止非操作人員出入。

（５）配料間要按操作順序配料，防止化學(xué)變化。

（６）凡是需要溶解的原料必須進(jìn)行高溫處理。CompanyLoCompanyLogo4、糊狀

汽水生產(chǎn)放置幾天，出現(xiàn)乳白色膠體狀態(tài)，往外倒時成了漿糊狀。造成這種膠體物的原因有以下幾種：

（１）原料糖質(zhì)量差，含有較多的膠質(zhì)、蛋白質(zhì)。

（２）二氧化碳?xì)夂坎蛔慊蚩諝饣烊脒^多，使一些好氣性微生物生長繁殖。

（３）由于瓶子沒經(jīng)徹底消毒，瓶里殘留的細(xì)菌利用汽水中的營養(yǎng)成分生成膠體物。

CompanyLoCompanyLogo5、辣味

有的汽水甜味不足，辣味有余，但又不是薄荷等類原料的辣味。喝下去以后很快讓人打嗝，甜味、香味等都不足。

這主要是由于此汽水中原料添加量不足、料少或無料造成的，其辣味主要是二氧化碳的酸辣味。因?yàn)樵咸砑恿坎蛔?、料少或無料，制品糖度低，阻力小，所以遇熱分解得快，喝后二氧化碳很快從體內(nèi)分解排放出來。CompanyLoCompanyLogo1.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,其定義是不拆卸設(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。五、軟飲料生產(chǎn)系統(tǒng)的清洗CompanyLoCompanyLogo1.2CIP的歷史

CIP系統(tǒng)最初于五十年代在美國的乳品工業(yè)得到應(yīng)用,1955年CIP系統(tǒng)與自動控制技術(shù)相結(jié)合，使其在食品工業(yè)的其它領(lǐng)域得以應(yīng)用?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于軟飲料、乳品、果醬、酒類等機(jī)械化程度較高的食品生產(chǎn)企業(yè)中。

CompanyLoCompanyLogo

1.3CIP的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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(shí)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。CompanyLoCompanyLogo2.CIP裝置根據(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)CompanyLoCompanyLogo2.1清洗劑單次使用的CIP系統(tǒng)CompanyLoCompanyLogo2.2清洗劑重復(fù)使用的CIP系統(tǒng)CompanyLoCompanyLogo2.2清洗劑重復(fù)使用的CIP系統(tǒng)CompanyLoCompanyLogo2.3清洗劑多次使用的CIP系統(tǒng)CompanyLoCompanyLogo消毒劑1234酸性清洗劑堿性清洗劑（最廣泛）中性清潔劑清潔劑的種類3.CIP使用的清洗劑水和表面活性劑礦物質(zhì)沉積物無機(jī)酸：硝酸、磷酸、硫酸;有機(jī)酸：葡萄糖酸和檸檬酸,乳酸和酒石酸NaOH、KOH、碳酸鈉、碳酸氫鈉次氯酸鹽、碘化物CompanyLoCompanyLogo4.CIP程序CompanyLo《食品工藝學(xué)》第三章碳酸飲料加工《食品工藝學(xué)》第三章碳酸飲料加工CompanyLogo學(xué)習(xí)目的和要求：

通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握碳酸飲料的概念、分類、生產(chǎn)工藝；主要是工藝過程：包括糖液制備、糖漿調(diào)合、碳酸化、灌裝、清洗(CIP清洗)和生產(chǎn)中常見質(zhì)量問題以及解決方法。CompanyLoCompanyLogo碳酸飲料(CarbonatedDrinks)

俗稱汽水，指在一定條件下充入二氧化碳?xì)獾娘嬃现破?，成品中CO2的含量（20℃時體積倍數(shù)）不低于2.0倍，但是不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生CO2氣的飲料。一、碳酸飲料的概念和分類

果汁型汽水

果味型汽水

可樂型汽水

低熱量型汽水：甜味劑熱量≦75kJ/100mL

其他型汽水碳酸飲料CompanyLoCompanyLogo果汁型：原果汁≥2.5%，果汁調(diào)整風(fēng)味，如：黑松鮮橙Ｃ，黑松檸檬Ｃ果味型：原果汁<2.5%，香精香料作賦香劑，如：雪碧，七喜可樂型：含可樂果、古柯葉、月桂等物質(zhì)提取的辛香和白檸檬油、甜橙油等果香的混合型香氣，焦糖色，磷酸，如：可口可樂，百事可樂低熱量型：以甜味劑部分或全部代替蔗糖，成品熱量<75kJ/100ml，如：健怡可口可樂，輕怡百事可樂其它型：鹽汽水，蘇打水，充二氧化碳的礦泉水，滋補(bǔ)汽水，如：延中鹽汽水，碧純鹽汽水CompanyLoCompanyLogo全國碳酸飲料銷售額前十名及均價（2006年3月全國連鎖超市統(tǒng)計信息）CompanyLoCompanyLogo二、飲料配方設(shè)計

配方：是某一個品種飲料的原輔料組成及數(shù)量。⑴了解原料的糖酸含量

⑵了解參考配方的原輔料比例

⑶自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)研究

⑷中試及配方調(diào)整

⑸批量生產(chǎn)試驗(yàn)

⑹正式生產(chǎn)

１、軟飲料企業(yè)如何進(jìn)行配方設(shè)計

CompanyLoCompanyLogo2、糖酸比

糖酸比＝甜度含量/酸含量

每一種產(chǎn)品均有特定的糖酸比(但應(yīng)根據(jù)地域、人群、知識層次、性別進(jìn)行調(diào)整)。

糖酸比是決定汽水風(fēng)味的決定性因素。

甜度以1%的蔗糖溶液為1，其他甜味劑參照甜度倍數(shù)換算為蔗糖含量。

一般來說，各種汽水的甜度為8-15%，常見為12.5-13.5%。

各種汽水的酸度為0.05-0.25%，常見為0.08-0.15%。CompanyLoCompanyLogo3、汽水配方舉例：

砂糖8%

甜蜜素0.1%(相當(dāng)于蔗糖5%)

檸檬酸0.12%

桔子原汁5%

桔子香精0.12%

日落黃色素0.002%

胭脂紅色素0.0001%

底料量500mL/瓶CompanyLoCompanyLogo4、工業(yè)生產(chǎn)配方

⑴以飲料重量為配料依據(jù)：％(w/w)

需要測定糖液的比重，換算麻煩。

⑵以飲料體積為配料依據(jù)：％(w/v)

實(shí)際生產(chǎn)時均以灌裝體積進(jìn)行計量，此法一般推廣。

研究配方時按％(w/v)設(shè)定配方比例，通過試驗(yàn)確定最佳比例。

計算工業(yè)生產(chǎn)配方時，只需在原百分比配方上乘以相應(yīng)的倍數(shù)即可得到工業(yè)生產(chǎn)配方。CompanyLoCompanyLogo三、碳酸飲料加工工藝CompanyLoCompanyLogo二次灌裝法（現(xiàn)調(diào)式）：先配好調(diào)味糖漿灌入包裝容器，再灌裝碳酸水（充入二氧化碳的水）。CompanyLoCompanyLogo二次灌裝法特點(diǎn)：

1）工藝過程簡單，便于掌握；

2）設(shè)備投資少，易于操作；

3）生產(chǎn)規(guī)模較小，適合于小型工廠；

4）調(diào)整配方容易，便于轉(zhuǎn)向；

5）底料占據(jù)體積，剎口感較小。CompanyLoCompanyLogo一次灌裝法（預(yù)混法）：將調(diào)味糖漿、氣、水定量混合，再灌裝。CompanyLoCompanyLogo一次灌裝法特點(diǎn)：

(1)工藝過程復(fù)雜，但自動程度較高;設(shè)備復(fù)雜，投資大；

(2)生產(chǎn)規(guī)模大，適合大型連續(xù)化工廠；

(3)調(diào)整配方較難，剎口感強(qiáng)。CompanyLoCompanyLogo加工工序：1、水處理2、糖液的制備3、糖漿調(diào)配4、碳酸化5、空瓶的清洗6、碳酸飲料的灌裝

CompanyLoCompanyLogo1、原糖漿的制備提供稠度而有助于傳遞香味；提供能量和營養(yǎng)價值。飲料廠來說，從衛(wèi)生和濃度控制的觀點(diǎn)出發(fā)，糖漿的制備是重要的。將糖溶解于水后的溶液，一般稱為原糖漿。必須是優(yōu)質(zhì)砂糖，溶解于一定量的水中，制成預(yù)計濃度的糖液，再經(jīng)過濾、澄清后備用。CompanyLoCompanyLogo砂糖→稱量→糖的溶解→糖漿過濾→殺菌→冷卻→脫氣→測定濃度

溶糖方式：間歇式和連續(xù)式。（1）間歇式：分為冷溶和熱溶

冷溶：配制短期內(nèi)飲用的飲料糖漿。采用裝攪拌器的容器，把糖和水正確配準(zhǔn)，在室溫下進(jìn)行攪拌，待完全溶化，過濾去雜即成。一般45－65%

（要存放1天必須是65%）。冷溶法生產(chǎn)須有嚴(yán)格的衛(wèi)生控制措施，但可以節(jié)省燃料。CompanyLoCompanyLogo熱溶：要求延長貯藏期的碳酸飲料。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，并備有攪拌器，鍋底部有放料管道。（1）蒸汽加熱溶解（2）熱水溶解：國內(nèi)廠家多采取熱水溶解的方法，即邊攪拌邊把糖逐步加入到熱水中溶解，然后加熱殺菌、過濾、冷卻。CompanyLoCompanyLogo（2）連續(xù)式：連續(xù)式：指糖和水從供給到溶解、殺菌、濃度控制和糖液冷卻均連續(xù)進(jìn)行。

糖、水計量→混合→熱溶解→脫氣、過濾→糖度調(diào)整→殺菌、冷卻→糖液生產(chǎn)效率高，全封閉，全自動操作，糖液質(zhì)量好，濃度差異小，但設(shè)備投資大。國外自動控制程度較高，多用此法。CompanyLoCompanyLogo溶糖注意：（1）溫度對溶解度的影響：如100℃溶解83%糖，0℃時，約溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。（2）糖漿濃度測定：糖度計、比重計、波美表法（3）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。（4）凈化：針對質(zhì)量較差的砂糖；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。方法：加入0.5－1％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80℃，通過過濾器前加入0.1%硅藻土，避免活性炭堵塞過濾器面層。CompanyLoCompanyLogo2、糖漿調(diào)配

調(diào)合糖漿（果味糖漿或加香糖漿）指根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，配合好各種原輔料，可直接灌裝的糖漿。糖漿調(diào)配時的投料順序依據(jù)：（1）調(diào)配量最大的先調(diào)入，如糖液；（2）配料間容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的間開調(diào)入，如酸和防腐劑；（3）粘度大，易起泡的原料較遲調(diào)入、如乳化劑、穩(wěn)定別；（4）揮發(fā)性的原料最后調(diào)入，如香精、香料。CompanyLoCompanyLogo投料順序與前處理：原糖漿：測定其濃度及需要的容積防腐劑：稱量后溫水溶解甜味劑：溫水溶解后加入酸味劑：50％果汁（乳化、穩(wěn)定劑）色素香精加水到規(guī)定容積CompanyLoCompanyLogo調(diào)合一般在具有攪拌器和容量刻度標(biāo)尺的不銹鋼容器內(nèi)；攪拌方式多為傾斜式或腰部式，可避免因振動而致使灰塵和油污等雜質(zhì)掉入糖漿。調(diào)合完畢后即可測定糖漿濃度，同時抽少量糖漿加碳酸水，觀察色澤，評味，檢查是否與標(biāo)準(zhǔn)樣符合。

調(diào)合：間歇式和連續(xù)式CompanyLoCompanyLogo間歇式：有熱調(diào)和和冷調(diào)和兩種。冷調(diào)合：常溫下（低于20℃）進(jìn)行配料，然后巴氏殺菌、冷卻；多用于含熱敏性香料多的果味型飲料和果汁型飲料的生產(chǎn)；熱調(diào)合：在高溫下進(jìn)行配料，通常用熱溶糖液直接配料，然后冷卻；只經(jīng)過一次加熱就完成溶糖、調(diào)合與殺菌等工藝操作，節(jié)省能源，但破壞了果汁飲料的風(fēng)味和營養(yǎng)成分，香精揮發(fā)損失大；所以要選耐熱的香精，只適合于果味性飲料。CompanyLoCompanyLogo連續(xù)式：

工藝過程：各溶液→定量比例泵→混合器→第一調(diào)合罐→均質(zhì)機(jī)→第二調(diào)合罐→定量比例泵（用水調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)濃度）→混合器→糖漿輸出到灌裝車間。連續(xù)式配制糖漿濃度精度高（?0.05波美度），可大大降低糖原料的損耗，全封閉操作，衛(wèi)生狀況良好，設(shè)備一次投入大。CompanyLoCompanyLogo調(diào)合工藝流程的布置應(yīng)遵循：注意衛(wèi)生，溶糖和配料分開；配料間與灌裝線應(yīng)盡量靠近；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。配制好的糖漿應(yīng)立即裝瓶，尤其是渾濁型飲料，糖漿貯存時間長，會發(fā)生分層，裝瓶時應(yīng)經(jīng)常對糖漿加以攪拌。CompanyLoCompanyLogo3、碳酸化

將CO2與水（或原漿/水混合液）混合的過程稱為碳酸化。

（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，延長汽水貨架壽命：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。CompanyLoCompanyLogo（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(shí)際上是一個化學(xué)過程：H2CO3?CO2＋H2O

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

（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。CompanyLoCompanyLogo（3）CO2在水中的溶解度影響因素(A)氣液體系的絕對壓力和液體的溫度；(B)CO2氣體的純度；(C)液體中存在的溶質(zhì)的性質(zhì)；(D)氣體和液體的接觸面積和接觸時間。CompanyLoCompanyLogo（4）CO2理論需要量的計算根據(jù)氣體常數(shù)1mol氣體在0.1MPa、0℃時為22.41L,因此1molCO2在T℃時的體積:Vmol＝(273+T)/273×22.41(L)則：G理＝(V汽×N)/Vmol×44.01

CO2理論需要量T℃下1molCO2的容積氣體吸收率即汽水含CO2的體積倍數(shù)CO2的摩爾質(zhì)量N=2~3CompanyLoCompanyLogoCO2的利用率二氧化碳的實(shí)際消耗量在碳酸飲料生產(chǎn)中比理論需要量大，因?yàn)樯a(chǎn)過程中二氧化碳的損耗很大。裝瓶過程中損耗為40～60％，即實(shí)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。CompanyLoCompanyLogo提高CO2的利用率方法：（1）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；（2）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）；（3）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；（4）使用密封性能良好的瓶蓋，減少漏氣現(xiàn)象。CompanyLoCompanyLogoCO2壓力對于飲料的味道影響很大：

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。CO2過高，使飲料的甜酸味減弱；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(dú)特風(fēng)味(柑桔型碳酸飲料)。另外，有些碳酸飲料由于所用香精易揮發(fā)，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CO2CompanyLoCompanyLogo4、碳酸飲料的灌裝1.灌裝方法二次灌裝

由于糖漿和碳酸水溫度不同，在向糖漿中灌碳酸水時容易產(chǎn)生大量泡沫，容易造成CO2的損失及灌裝量不足。(冷卻方式解決)碳酸水的含氣量高于成品預(yù)期的含氣量CompanyLoCompanyLogo如糖漿和碳酸水的比例為1:4。成品含氣量為3倍容積，則碳酸水的含氣量為3×5/4＝3.75倍的容積。

采用二次灌裝，糖漿定量灌裝，而碳酸水的灌裝量會由于瓶子的容量不一致，或灌裝后液面高低不一致而難于準(zhǔn)確，從而使成品的質(zhì)量有差異。 如大型二次灌裝設(shè)備在灌裝密封設(shè)備后設(shè)置翻轉(zhuǎn)混勻機(jī)，使糖漿和碳酸水均勻混合。CompanyLoCompanyLogo優(yōu)點(diǎn)是糖漿和水的比例準(zhǔn)確，灌裝容量容易控制；當(dāng)灌裝容量發(fā)生變化時，不需要改變比例，產(chǎn)品質(zhì)量一致；灌裝時糖漿和水的溫度一致，氣泡少，CO2氣的含量容易控制和穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，含氣量足，生產(chǎn)速度快。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，混合機(jī)與糖漿接觸，洗滌和消毒不方便，不適合帶果肉碳酸飲料。

一次灌裝：CompanyLoCompanyLogo四、碳酸飲料常見質(zhì)量問題（一）碳酸飲料的質(zhì)量要求

1、感觀指標(biāo)：

（１）均勻度:沒有分層現(xiàn)象。

（２）瓶蓋:不漏氣，不帶銹。

（３）商標(biāo):端正，與內(nèi)容一致。

（４）透明度:呈現(xiàn)產(chǎn)品所應(yīng)有的顏色，澄清透明，無雜質(zhì)。

（５）口味:無異味，具有成品應(yīng)有的芳香味或酒精香味。

（６）泡沫:倒入杯內(nèi)，泡沫高2cm以上，持續(xù)時間2min以上。CompanyLoCompanyLogo2、理化指標(biāo)：

（１）二氧化碳:為容積的2.5-4倍。

（２）糖精:不得檢出。

（３）酒精量:0.5%以下。（４）重金屬:

銅(以Cu計)≤10mg/kg

鉛(以Pb計)≤1mg/kg

砷(以As計)≤0.5mg/kg3、微生物指標(biāo)：

（１）菌落總數(shù):≤100個/ml。

（２）大腸桿菌:≤5個/ml。

（３）致病菌:不得檢出。

4、保質(zhì)期：三個月不沉淀變質(zhì)。CompanyLoCompanyLogo（二）汽水中常見的質(zhì)量問題及其預(yù)防

汽水中出現(xiàn)的質(zhì)量問題是多種多樣的，歸納起來有以下幾種：有雜質(zhì)，沒"勁"，混濁，沉淀，成糊狀，有辣味，異味等。CompanyLoCompanyLogo1、雜質(zhì)

汽水中的雜質(zhì)指肉眼可見，有一定形狀的非化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。

不明顯雜質(zhì)包括數(shù)量極少的體積極少的灰塵，小白點(diǎn)，小黑點(diǎn)等；

明顯雜質(zhì)包括數(shù)量較多的小體積雜質(zhì)；包括刷毛，大片商標(biāo)紙，草棍，蒼蠅，蚊子等，使人一看厭惡。CompanyLoCompanyLogo（１）瓶子或瓶蓋不凈。

（２）水中有夾雜物。

（３）原料有雜質(zhì)。

（４）機(jī)件碎屑或管道沉積物。

造成雜質(zhì)的原因CompanyLoCompanyLogo2、沒“勁”

汽水沒“勁”實(shí)際上是沒氣，更確切地說是二氧化碳量太少或沒有。這樣的汽水開蓋時無聲，沒有氣泡冒出。

因二氧化碳溶解于水后呈微酸性，有一定的滅菌作用，另外二氧化碳代替氧存在時，可抑制需氧微生物的生長繁殖，略有防止變質(zhì)的作用，所以，二氧化碳含量低還能造成一些汽水后來的變質(zhì)，因此，必須認(rèn)真對待。CompanyLoCompanyLogo造成二氧化碳含量不足的原因：

(１)二氧化碳不純:回收的、未經(jīng)分離處理的、酸或堿法。

(２)水溫過高。

(３)混合不好。

(４)有空氣混入。

(５)混合機(jī)碳酸水閥門或管路漏氣。

(６)灌水機(jī)膠嘴漏氣或瓶托位置太低造成漏氣。

(７)壓蓋不及時或不嚴(yán)，使二氧化碳在高溫下散失。

（8）蓋、瓶口不合格，或瓶，蓋不配套。

除此之外，還有因水或料中有關(guān)成分與二氧化碳反應(yīng)消耗碳酸造成含氣不足。CompanyLoCompanyLogo3、混濁，沉淀

主要是由于原料處理過程中產(chǎn)生物理、化學(xué)變化及微生物的繁殖造成的。

（１）物理性變化:

其外觀形態(tài)主要呈現(xiàn)沉淀狀態(tài)（在應(yīng)有的保質(zhì)期內(nèi)，生產(chǎn)不到1-2周），瓶底即呈現(xiàn)一層云霧狀，或有礦物性微小顆粒沉積瓶底，另外也有呈現(xiàn)雜質(zhì)混濁，不透明。

主要原因來自水質(zhì)上和濾水器械上的問題，不能使水中的礦物質(zhì)徹底清除，或水質(zhì)不適。CompanyLoCompanyLogo（２）化學(xué)性變化:

①起蓋后與空氣接觸立即產(chǎn)生膠質(zhì)態(tài)物質(zhì)（酸、堿中和作用引起的，由于洗瓶所用堿液沒有沖凈，殘留在瓶內(nèi)的堿液與原料中的酸產(chǎn)生中和而發(fā)生變化）。因此含堿的水質(zhì)不適合生產(chǎn)汽水。

②配料兌制工序處理不當(dāng)，也可使產(chǎn)品產(chǎn)生混濁不透明的現(xiàn)象。

（３）微生物繁殖:

由于封蓋不嚴(yán)，使二氧化碳溢出，失出二氧化碳的殺菌防腐能力，侵入的空氣帶有酵母菌，從而產(chǎn)生發(fā)酵氣體。

CompanyLoCompanyL