第三章 碳酸飲料

第三章碳酸飲料第1頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)碳酸飲料的歷史與現(xiàn)狀碳酸飲料的生產(chǎn)歷史不長，始于18世紀(jì)末至19世紀(jì)初。最初的發(fā)現(xiàn)是從飲用天然涌出的碳酸泉水開始的。就是說，碳酸飲料的前身是天然礦泉水。1772年英國人普里司特萊發(fā)明了制造碳酸飽和水的設(shè)備，成為制造碳酸飲料的始祖。1807年，美國推出果汁碳酸水，在碳酸水中添加果汁用以調(diào)味，以此為開端開始工業(yè)化生產(chǎn)。第2頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)碳酸飲料的歷史與現(xiàn)狀我國碳酸飲料工業(yè)起步較晚，20世紀(jì)初，隨著帝國主義入侵，汽水設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入我國，在沿海主要城市建立起小型汽水廠。早在20世紀(jì)初“可口可樂”已在亞洲面世，首先在菲律賓生產(chǎn)，并運(yùn)來中國出售，在上海等城市銷售。1927年“可口可樂”在上海及天津設(shè)廠生產(chǎn)，稍后更在青島及廣州生產(chǎn)。1933年，在上海的可口可樂生產(chǎn)廠是美國以外最大的“可口可樂”廠，在1948年，更是美國境外第一家年產(chǎn)量超過一百萬箱的工廠。

1948年，可口可樂撤出中國。第3頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)碳酸飲料的歷史與現(xiàn)狀解放前夕，我國飲料總產(chǎn)量僅有5000t。1980年后，碳酸飲料迅速發(fā)展。1978年12月13日，可口可樂公司與中國糧油進(jìn)出口總公司在北京飯店簽訂協(xié)議。從1979年起，用寄售方式由中糧總公司安排銷售?？煽诳蓸烦冯x大陸30年后重返中國市場?？煽诳蓸吩诒本┙◤S，1981年4月正式投產(chǎn)。目前，可口可樂已在中國建有39家灌裝廠，天津和上海兩個主劑廠。第4頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)碳酸飲料的歷史與現(xiàn)狀1981年，百事可樂在深圳與深圳罐頭廠(深深寶前身)合作開設(shè)了第一家飲料生產(chǎn)工廠，成為了內(nèi)地首家生產(chǎn)百事系列碳酸飲料的中美合資企業(yè)，也正式宣告了投資中國歷程的開始。目前，百事在中國設(shè)立了24家飲料灌裝廠，1家濃縮液廠。第5頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)碳酸飲料的歷史與現(xiàn)狀1995年碳酸飲料總產(chǎn)量已達(dá)300萬t，占軟飲料總產(chǎn)量的50%左右。2010年，碳酸飲料總產(chǎn)量達(dá)1265萬噸，占軟飲料總產(chǎn)量的13%左右。碳酸飲料市場一直是可口可樂和百事可樂的天下。第6頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三可口可樂旗下產(chǎn)品可口可樂健怡雪碧醒目芬達(dá)占中國市場碳酸飲料市場53%的市場份額第7頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三百事可樂旗下產(chǎn)品占中國市場碳酸飲料市場45%的市場份額第8頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三碳酸飲料市場單品滲透情況可口可樂和百事可樂依舊是中國市場上的兩大巨頭隨著消費(fèi)者健康意識的加強(qiáng)，傳統(tǒng)可樂的飲用比例有所下降，低糖的健怡可樂市場滲透情況有所增加。數(shù)據(jù)來源：中國市場與媒體研究CMMS%第9頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)主要設(shè)備1、水處理系統(tǒng)：水過濾、澄清、軟化、消毒、排氣2、糖漿調(diào)配設(shè)備：化糖鍋（夾層鍋)、糖漿過濾器（內(nèi)有篩網(wǎng)）、配料罐（調(diào)配缸）3、碳酸化設(shè)備（最關(guān)鍵）：二氧化碳生成器、二氧化碳?xì)庹{(diào)壓站、水冷卻器、混合機(jī)4、洗瓶設(shè)備：清洗、消毒5、灌裝設(shè)備（一次灌裝設(shè)備和二次灌裝設(shè)備）第10頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三夾層鍋第11頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三二氧化碳發(fā)生器二氧化碳貯罐第12頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

糖漿過濾器

糖漿調(diào)和罐

第13頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三水冷卻器

第14頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三灌裝設(shè)備

第15頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)碳酸飲料生產(chǎn)工藝流程碳酸飲料生產(chǎn)工藝流程可分為三個基本工序：糖漿的調(diào)配、碳酸化和灌裝。第16頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三一、糖漿的調(diào)配原糖漿（單糖漿）：將砂糖溶解在水中所得的濃度較高的糖水溶液。糖漿又稱為調(diào)和糖漿或主劑，一般是根據(jù)不同碳酸飲料的要求，在一定濃度的糖液中，加入甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、防腐劑等，并充分混勻后所得的濃稠狀糖漿。碳酸飲料成分：水、糖、二氧化碳和主劑。第17頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三1、原糖漿制備原糖漿制備的生產(chǎn)工藝流程：砂糖→稱量→溶解→凈化過濾→殺菌、冷卻→脫氣→濃度調(diào)整→配料→精濾（均質(zhì)）→殺菌→冷卻→貯存（緩沖罐）→糖漿我國碳酸飲料中使用最多的甜味料是蔗糖，一般使用質(zhì)量最好的白砂糖。

第18頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

制備糖溶液首先需將砂糖溶解，砂糖的溶解（包括糖液的處理）分為:間歇式▼熱溶（又分為蒸汽加熱溶解和熱水溶解)▼冷溶連續(xù)式1、原糖漿制備第19頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三（1）冷溶法——在室溫條件下不經(jīng)加熱，把砂糖加入水中不斷進(jìn)行攪拌溶解的方法。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，省去了加熱和冷卻過程，減少了費(fèi)用。

缺點(diǎn)：但是溶解時間長，設(shè)備大，利用率低。由于完全不經(jīng)加熱，缺少殺菌工序。對于防止糖液的污染是不利的。冷溶法制得的糖液必須馬上用完。冷溶法成本最低，在美國一般采用此法。由于這種工藝對衛(wèi)生管理要求特別嚴(yán)格，從配漿室到裝瓶的整個過程，必須充分保證清潔衛(wèi)生，美國可口可樂工廠規(guī)定每星期六停止生產(chǎn)，專門搞衛(wèi)生，從配漿室到裝瓶工段都要進(jìn)行徹底的清潔消毒。1、原糖漿制備-間歇式第20頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三1、原糖漿制備-間歇式

（2）熱溶法①蒸汽加熱溶解法優(yōu)點(diǎn)：溶糖速度快，可殺菌，能量消耗相對較少缺點(diǎn)：★直接通蒸汽到溶糖罐內(nèi)會因?yàn)檎羝淠木壒蕩肜淠且簼舛群唾|(zhì)量受到影響★若用夾層鍋加熱，則因鍋壁溫度較高，攪拌出現(xiàn)死角時，容易粘結(jié)，影響傳熱效果和糖液質(zhì)量★有凝固雜質(zhì)浮于液面，一般需要進(jìn)行過濾★蒸汽會影響操作環(huán)境第21頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三1、原糖漿制備-間歇式

（2）熱溶法②熱水溶解法（50～55℃）熱水?dāng)嚢枞芴恰譃V（90℃）殺菌（殺菌不良則返回溶糖罐）→（39℃）精濾冷卻（至20℃）→糖液（配料用）第22頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三1、原糖漿制備-連續(xù)式

砂糖的連續(xù)溶解——糖和水從供給到溶解、殺菌、濃度控制和糖液冷卻都是連續(xù)進(jìn)行。國外因自動控制程度較高，大多采用此法。該方法生產(chǎn)效率高，全封閉，全自動操作，糖液質(zhì)量好，濃度誤差小（士０.1°Bx),但設(shè)備投資較大。流程：計量、混合→熱溶解→脫氣、過濾→糖度調(diào)整→殺菌、冷卻→糖液

第23頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、糖漿的調(diào)配

糖漿的調(diào)配——根據(jù)不同碳酸飲料的要求，在糖液中加入酸味劑和香精、色素、防腐劑、果汁及定量的水等，混合均勻即為糖漿的過程。

第24頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、糖漿的調(diào)配糖漿調(diào)配的投料順序遵循以下幾個原則：調(diào)配量大的先調(diào)入，如糖液、水配料容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的間開調(diào)入，如酸和防腐劑粘度大、起泡性原料較遲調(diào)入，如乳化劑、穩(wěn)定劑揮發(fā)性的原料最后調(diào)入，如香精、香料第25頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、糖漿的調(diào)配糖漿調(diào)配投料順序：糖液（測定其濃度及需要的容積）→防腐劑（稱量后溫水溶解20%-30%的水溶液）→甜味劑（溫水溶解配成50%水溶液加入）→酸味劑（50％溶液）→果汁→乳化劑、穩(wěn)定劑→色素（5%的水溶液）→香精→加水定容各種原料應(yīng)先配成溶液過濾后，在攪拌下徐徐加入以避免局部濃度過高，混合不均勻，同時攪拌不能太劇烈，以免造成空氣大量混入，影響碳酸化、灌裝和降低保藏性。第26頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三二、碳酸化碳酸化是指二氧化碳與水的混合。碳酸化程度會直接影響碳酸飲料的質(zhì)量和口味，是飲料生產(chǎn)的重要工藝之一。設(shè)備：汽水混合機(jī)，噴霧式混合機(jī)、噴射式混合機(jī)（國外進(jìn)口生產(chǎn)線常用）、填料塔式混合機(jī)（僅用作水的碳酸化）、靜態(tài)混合器（70年代后開發(fā)的先進(jìn)混合單元裝置）。第27頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

薄膜式混合機(jī)噴霧式混合機(jī)碳酸化罐填料塔式混合機(jī)汽水混合機(jī)

①薄膜式混合機(jī)②噴霧式混合機(jī)③填料塔式混合機(jī)第28頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三三、灌裝灌裝是碳酸飲料生產(chǎn)的關(guān)鍵工序。灌裝方法有一次灌裝法和二次灌裝法。灌裝方式：壓差式灌裝、等壓式灌裝和負(fù)壓式灌裝。第29頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

灌裝方法

“二次灌裝”法——先將調(diào)味糖漿定量注入容器中，然后加入碳酸水至規(guī)定量，密封后再混合均勻。適用于中小企業(yè)，含果肉碳酸飲料的灌裝。

“一次灌裝”——將水與調(diào)味糖漿預(yù)先按照一定比例泵入汽水混合機(jī)內(nèi)，進(jìn)行定量混合后再冷卻，然后將該混合物碳酸化后再裝入容器。是較先進(jìn)的灌裝方式，大型的設(shè)備均采用這種灌裝方式。第30頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第31頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

二次灌

裝法第32頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三“一次灌裝”法的優(yōu)點(diǎn)（1）由于預(yù)先使用配比器，灌裝時糖漿和水的比例準(zhǔn)確。（2）容器容量變化時，不需改變糖漿量，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而“二次灌裝”法需要重新調(diào)整糖漿定量。（3）糖漿和水的溫度一致，避免了由于溫差而造成起泡現(xiàn)象，引起風(fēng)味、ＣＯ2的損失。而“二次灌裝”法中糖漿和碳酸水的溫度不一致，灌裝碳酸水時，容易產(chǎn)生大量的泡沫，造成ＣＯ2的損失和灌裝量不足。（4）自動化程度高，生產(chǎn)速度快。第33頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三“一次灌裝”法的缺點(diǎn)生產(chǎn)不同風(fēng)味產(chǎn)品時，每次必須全部清洗混合器和灌裝機(jī)。而“二次灌裝”法則由于糖漿和碳酸水各自有自己的管路分別灌裝，清洗比較容易。采用配比器不利于帶果肉的產(chǎn)品生產(chǎn)。一般都需要排氣設(shè)備除去水中的空氣，否則如采用水和糖漿混合，再碳酸化時，空氣更難分離出來，對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量都有很大影響。第34頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第35頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

灌裝方式壓差式灌裝：老式機(jī)器多為這種灌裝機(jī)，采用虹吸原理。缺點(diǎn)：灌裝速度較慢，液面較難控制，含氣量高的產(chǎn)品不宜采用，因而先進(jìn)的灌裝機(jī)已不采用這種方式。等壓式灌裝：碳酸飲料的一次灌裝法多采用等壓方式。等壓灌裝時液體不受直接沖擊，CO2損失極少，且可保持穩(wěn)定的灌裝壓力，適用于碳酸飲料、啤酒、礦泉水和汽酒等灌裝壓力0.5MPa以下的含氣或不含氣飲料的灌裝。負(fù)壓式灌裝：主要用在非碳酸飲料的灌裝，如啤酒等。第37頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第38頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第39頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

灌裝質(zhì)量要求（1）達(dá)到預(yù)期的碳酸化水平（二氧化碳含量）；（2）保證糖漿和水的正確比例；（3）保持合理和一致的灌裝高度（灌的太滿，頂隙小，在飲料由于溫度升高而膨脹時，會導(dǎo)致壓力增加，產(chǎn)生漏氣和爆瓶等現(xiàn)象）；（4）容器頂隙應(yīng)保持最低的空氣量（頂隙部分的空氣含量多，會使飲料中的香氣或其它成分發(fā)生氧化作用，導(dǎo)致產(chǎn)品變味變質(zhì)）；（5）密封嚴(yán)密有效（6）保持產(chǎn)品的穩(wěn)定性；不穩(wěn)定的產(chǎn)品開蓋后會發(fā)生噴涌和泡沫外溢現(xiàn)象。第40頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)碳酸飲料常見質(zhì)量問題1、雜質(zhì)2、混濁與沉淀：物理因素、化學(xué)因素、微生物因素3、變色4、變味5、氣不足或爆瓶6、產(chǎn)生膠體變質(zhì)第41頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三雜質(zhì)，主要指肉眼可見的、具有一定形狀的非化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。對制品質(zhì)量影響很大。雜質(zhì)可分為：不明顯雜質(zhì)、明顯雜質(zhì)和使人厭惡的雜質(zhì)。1、雜質(zhì)第42頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三不明顯雜質(zhì)：一般是指數(shù)量極少、體積極小的灰塵、小白點(diǎn)、小黑點(diǎn)等。明顯雜質(zhì)：指數(shù)量較多的小體積雜質(zhì)，或數(shù)量雖然不多，但體積使人厭惡的雜質(zhì)：包括刷毛、大片商標(biāo)紙、蚊蟲、蒼蠅及其他昆蟲等。1、雜質(zhì)第43頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三造成雜質(zhì)的原因a．瓶子或瓶蓋沒有洗凈；b．水、糖及其它輔料含有雜質(zhì)，而糖漿過濾時未除掉；c．機(jī)件碎屑或管道沉積物；d．操作人員責(zé)任感不強(qiáng)。一般，問題最大的是瓶子不潔。第44頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、混濁與沉淀碳酸飲料有時會出現(xiàn)白色絮狀物，使飲料混濁不透明，同時在瓶底生成白色或其他沉淀物。飲料的混濁、沉淀變質(zhì)原因很多，主要是由于物理作用、化學(xué)反應(yīng)和微生物活動引起的。第45頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三（1）物理變化引起的混濁沉淀物理性變化引起的混濁沉淀一般表現(xiàn)為生產(chǎn)出的飲料1周內(nèi)即出現(xiàn)混濁、不透明或瓶底有一層云霧水，或有微小顆粒沉積瓶底。原因：水過濾不徹底，未使其中的礦物雜質(zhì)清除干凈；瓶子未洗滌干凈，附著于瓶壁的雜質(zhì)被水浸泡后形成沉淀；水質(zhì)不適也會出現(xiàn)混濁或不透明。第46頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三（2）化學(xué)性變化引起的混濁沉淀由于化學(xué)反應(yīng)引起的混濁、沉淀，多數(shù)是由于糖中膠質(zhì)凝聚而形成的。因?yàn)橛械奶菑S生產(chǎn)的白砂糖，糖蜜分離不完全，在糖蜜中的膠質(zhì)隨糖蜜帶入砂糖。膠質(zhì)雖然外觀澄清透明，但時間一長，即由原來的小微粒凝聚成塊，出現(xiàn)混濁沉淀。如飲料中有焦糖存在，還將與膠質(zhì)一起凝聚，則更加難以處理。糖中除膠質(zhì)外，有時還含有蛋白質(zhì)，也容易引起凝聚造成沉淀。第47頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三生產(chǎn)透明的碳酸飲料時，應(yīng)盡量不使用甜菜糖，因?yàn)樗敉性碥疹愇镔|(zhì)。皂苷類有膠體性質(zhì)，它會吸附糖漿中的其他雜質(zhì)，慢慢形成絮塊沉淀。飲料用水硬度過高，水中的鈣、鎂與檸檬酸作用．生成不溶性沉淀物。水質(zhì)硬度過高，配料方法又不當(dāng)，如添加苯甲酸鈉過多時，則與檸檬酸作用生成結(jié)晶的小亮片狀的苯甲酸沉淀。（2）化學(xué)性變化引起的混濁沉淀第48頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三使用焦糖于含鞣酸的飲料中，易發(fā)生沉淀。如某廠的“桔子茶汽水”放一段時間后就出現(xiàn)片狀沉淀現(xiàn)象，這可能就是茶中鞣酸與焦糖的作用造成的。香精用量過大，或者使用不合格的、變質(zhì)的香精，也會引起白色混濁或懸浮物。色素用量過大也會引起沉淀。（2）化學(xué)性變化引起的混濁沉淀第49頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三（3）微生物引起的混濁沉淀在飲料生產(chǎn)過程中有微生物侵入時，這些微生物便會與糖分作用使糖變質(zhì)產(chǎn)生混濁；與檸檬酸作用(檸檬酸含量少時尤為明顯)使其形成絲狀或白色云狀沉淀。但有時飲料中雖然存在微生物卻沒有引起變質(zhì)，主要原因是有碳酸氣存在起到抑制微生物生長的作用。其原因是封蓋不嚴(yán)，使二氧化碳溢出，浸入的空氣中帶有細(xì)菌，從而使產(chǎn)品發(fā)生酸??；由于設(shè)備未清洗干凈或生產(chǎn)中沒有及時將糖漿冷卻裝瓶，以致感染雜菌產(chǎn)生酸敗味。第50頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三對于化學(xué)反應(yīng)和物理原因引起的混濁沉淀，采取的控制措施有：生產(chǎn)用水硬度必須合適，注意不用硬度過高的水；注意選擇合格優(yōu)質(zhì)砂糖；選用優(yōu)質(zhì)香精和食用色素，嚴(yán)格控制使用量；嚴(yán)格執(zhí)行配料操作程序；嚴(yán)格洗瓶、驗(yàn)瓶及水處理操作。對于微生物造成的混濁沉淀可采取以下措施：保證足夠的CO2含量；減少各環(huán)節(jié)的污染，從水處理、配料、容器洗滌到灌裝、壓蓋等工序都要進(jìn)行嚴(yán)格的衛(wèi)生管理；加強(qiáng)原輔材料的管理；對所有容器、設(shè)備、管道、閥門定期進(jìn)行消毒殺菌；加強(qiáng)過濾介質(zhì)的消毒滅菌工作；防止空氣混入等?；鞚崤c沉淀控制措施第51頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三3、變色碳酸飲料在貯存中會出現(xiàn)變色、退色等現(xiàn)象，特別是受到陽光的長時間照射。其原因是飲料中的CO2是人工壓入的，在飲料中不穩(wěn)定，當(dāng)飲料受到日光照射時，其中的色素在水、CO2、少量空氣和日光中紫外線的復(fù)雜作用下發(fā)生氧化作用。另外，色素在受熱或在氧化酶作用下發(fā)生分解，或飲料貯存時間太長，也會使色素分解，失去著色能力，在酸性條件下形成色素酸沉淀，飲料原有的色澤也會逐漸消失。因此，碳酸飲料應(yīng)盡量避光保存，避免過度曝光；貯存時間不能太長；貯存溫度不能過高；每批存放的數(shù)量不能過多。第52頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三4、變味

微生物污染污染了產(chǎn)酸酵母，會有一種不愉快的乙醛味和酸味；污染了醋酸菌，則會產(chǎn)生強(qiáng)烈的醋酸味。

操作不當(dāng)配料時容器設(shè)備沒有洗凈會產(chǎn)生酸敗味或雙乙酰味；檸檬酸用量過多造成澀味；糖精鈉用量過多造成苦味；香精質(zhì)量差、使用量不當(dāng)形成異味；回收瓶洗滌不凈而帶入各種雜味。第53頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三有的碳酸飲料甜味不足，辣味有余，喝后很快就打嗝。這主要是由于此飲料中原料添加量不足或無料造成的。其辣味主要是二氧化碳的酸辣味，因?yàn)闊o料、少料，則粘度低、阻力小，喝后二氧化碳很快從體內(nèi)分解排放出來，使人打嗝。4、變味第54頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三5、氣不足或爆瓶氣不足俗稱沒勁，開蓋時無聲，沒有氣泡冒出。飲料中CO2含量不足，在保質(zhì)期內(nèi)容易變質(zhì)，同時還會影響飲料的風(fēng)味。CO2含量不足的主要原因有：CO2氣不純；碳酸化時液體溫度過高；混合