项目六　碳酸饮料加工技术

【必备知识】

碳酸饮料的分类

碳酸饮料是指在一定条件下充入CO2的制品。不包括由发酵法自身产生的CO2的饮料。成品中CO2的含量（20℃时体积分数）不低于2.0倍。按照GB/T 10792—2008可将碳酸饮料分为4类。

1.果汁型

含有一定量果汁的碳酸饮料，如橘汁汽水、橙汁汽水、菠萝汁汽水或混合果汁汽水等。

2.果味型

以果味香精为主要香气成分，含有少量果汁或不含果汁的碳酸饮料，如橘子汽水、柠檬汽水等。

3.可乐型

以可乐香精或类似可乐香果香型的香精为主要香气成分的碳酸饮料。

4.其他型

上述3类以外的碳酸饮料，如苏打水、盐汽水、姜汁汽水、沙土汽水。

【关键技能】

一、碳酸饮料的生产工艺

碳酸饮料生产目前大多采用两种方法，即二次灌装法和一次灌装法。

（一）二次灌装法（现调式）

二次灌装法是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后混合均匀。这种糖浆和水先后各自灌装的方法叫现调式灌装法、预加糖浆法或后混合法。其工艺流程见图2-5。

（二）一次灌装法（预调式）

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，再冷却，并使该混合物吸收CO2后装入容器，这种将饮料预先调配并碳酸化后进行灌装的方式叫一次灌装法，又称前混合法、预调式灌装法或成品灌装法。其工艺流程如图2-6所示。

二、碳酸饮料的生产要点

（一）原糖浆的制备

在生产中，经常将砂糖制备成较高浓度的溶液，称为原糖浆，再以原糖浆添加柠檬酸、色素、香精等各种配料，制备成调味糖浆。如将原糖浆之外的配料预先混合，则称为原浆。

1.糖的溶解

把定量的砂糖加入定量的水溶解，制得的具有一定浓度的糖液，一般称为原糖浆。糖必须采用优质的砂糖，所用的水质可与瓶装水相同，要求优质纯净。溶糖方法有冷溶法与热溶法。立即使用的糖浆，在短期内即可消费的饮料可采用冷溶法；纯度要求较高或贮藏期较长的饮料，最好采用热溶法。热溶法可以杀灭附着于糖中的细菌，凝固糖中的杂物，使其分离。

2.糖浆浓度的测定

我国饮料行业所用的糖浆浓度单位有三种，即相对密度、百利度和波美度。

密度计法测定糖液浓度，操作简单、快速、准确率较高。其测定方法为将糖液盛放于玻璃量筒中，使密度计浮于糖液上（注意不要使密度计与容器壁接触），糖液面在密度计上所显示出的读数即为糖浆浓度（相对密度）。如测定碳酸饮料中糖的浓度，必须使饮料中的CO2完全逸出，然后再进行测定。在读数时，检验人员的视线要与液面在同一平面上，读出半月形最低点的刻度的读数。

3.糖液的配制

根据糖浆的浓度和体积，可求出糖和水的量，从而配制出所需浓度的原糖浆。

4.糖液过滤

制得的原糖浆必须进行严格的过滤，除去糖液中的许多微细杂质，常采用不锈钢板框压滤机或硅藻土过滤机过滤糖浆。

如果生产中采用质量较差的砂糖，则会导致饮料产生絮凝物、沉淀物、异味等，还会在装瓶时出现大量泡沫，影响生产速度。因此，应选用优质砂糖。若选用质量较差的砂糖必须用活性炭净化处理，处理方法为将糖用活性炭加入热糖浆中，边添加边用搅拌器不断搅拌。活性炭用量视糖及活性炭的质量而定，一般为糖质量的0.5%～1%。活性炭与糖溶液接触15min，温度保持在80℃。为了避免活性炭堵塞过滤器面层，在通过过滤器前也要加助滤剂，使用硅藻土的用量为糖质量的0.1%。

（二）调味糖浆的调配

1.调味糖浆的调配过程

调味糖浆是由制备好的原糖浆加入香料和色素等物料而制成的可以灌装的糖浆。调味糖浆的调配过程是：首先将已过滤的原糖浆转移入配料容器中；容器应为不锈钢材料，内装搅拌器，并有容积刻度。然后在不断搅拌下，有顺序地加入各种原辅料，其添加顺序及操作如下。

①原糖浆　测定其浓度，计算其需要量。

②25%的苯甲酸钠溶液　苯甲酸钠用温水溶解、过滤。

③50%的糖精钠溶液　糖精钠用温水溶解、过滤。

④酸溶液　50%的柠檬酸溶液或柠檬酸用温水溶解并过滤后使用。

⑤果汁　多用浓缩果汁。

⑥香料　水溶性。

⑦色素　用热水溶解后制成5%的水溶液。

⑧浑浊剂　稀释、过滤。

⑨定容　加水到规定体积。

2.糖浆的定量

糖浆定量是关系到汽水质量规格统一的关键操作。由于每瓶糖浆占每瓶汽水容量的20%左右，因此在定量上稍有差错，就会使饮料的味道起很大变化。超过定量要求，饮料会太甜太香，并影响成本；不足定量要求，饮料会淡而无味。故糖浆定量是控制成本和产品质量统一的重要操作。要使定量正确，应经常校正糖浆定量器，校正时要反复测定。要保持成品的一致性，配料的计量必须精细，用量过多或过少都是不对的。

（三）碳酸化

1. CO2在碳酸饮料中的作用

（1）清凉作用　喝汽水实际上是喝一定浓度的碳酸，碳酸在腹中由于温度升高、压力降低，即进行分解。这个分解是吸热反应，当CO2从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。

（2）阻碍微生物的生长，延长汽水的货架寿命　CO2能致死嗜氧微生物，并由于汽水中的压力能抑制微生物的生长。国际上认为3.5～4倍含气量是汽水的安全区。

（3）突出香味　CO2从汽水中逸出时，能带出香味，增强风味。

（4）有舒服的杀口感　CO2配合汽水中其他成分，产生一种特殊的风味，不同品种需要不同的杀口感，有的要强烈，有的要柔和，所以各个品种都具有特有的含气量。

2.碳酸化系统

碳酸化系统大致包括以下几个部分。

（1）CO2调压站　CO2调压站是一个根据所供应CO2的压力和混合机所需要的压力进行调节的设备。

（2）水冷却器　古老的水冷却装置是蛇形管，外加冰冷却。后来改用有搅拌器的水箱，内加排管，排管作为蒸发器，即直接通入氨或氟利昂使水箱中水降温，也可以用排管作为冷却器，通入低温盐水（氯化钙水溶液）或酒精溶液作为冷却介质。目前多数用板式热交换器作冷却器，一般放在混合机前或脱气机前，也可以放在混合机后作二次冷却用。

（3）混合机　混合机的作用是在压力作用下使CO2与较低的水和糖浆混合而成为碳酸液。要求混合机在一定的气体和液体温度下，在一定时间内，尽量增加两者的接触面积，以达到一定的饱和度。混合机的类型多种多样，常见的有薄膜式、喷雾式、喷射式和填料塔式混合机。

（四）玻璃瓶的洗涤

汽水的传统包装物是玻璃瓶。玻璃瓶可以作为一次性使用包装，但大多数仍为回收瓶。多次使用的包装，虽然增加了生产过程和流通过程中的不便，且难以远销，但回收瓶汽水价格低廉仍为其极有利的优点。

回收瓶需要经去污、杀菌等处理后才能重新灌装，所以洗瓶机庞大复杂，为生产线上占用资金很高的设备。洗瓶剂通常用碱，选择碱时要考查其去污力、杀菌力、润湿力、易冲去性等条件。杀菌力最强、去污力也好的当推烧碱（NaOH），通常用3.5%～4%的碱液。为了增强其他能力（如易冲去性），有的用复碱[如60%NaOH、40%纯碱（Na2CO3）或Na2SiO3]，还有的用复合磷酸钠或焦磷酸钠以增强对水的软化能力，避免瓶子在热碱水中冲洗时结垢。近来有用复合葡萄糖酸钠的。洗瓶用碱不可过浓，以免腐蚀玻璃。通常为了杀菌，碱液要加温到60～65℃，瓶子和碱液的接触时间通常不低于10min。

回收瓶进入洗瓶机以前要进行人工预检，目的是将不能用洗瓶机清洗的特殊污染瓶拣出以及除掉瓶口盖或瓶中插有的吸管等杂物，不使其进入洗瓶机。

一次性的玻璃瓶、聚酯瓶和易拉罐在生产以后的环节未受到污染的情况下，清洗比较简单，可以只用清水冲洗，还可以使用压缩空气干洗。

（五）灌装

1.灌装的质量要求

灌装是碳酸饮料生产的关键工序，不论采用玻璃瓶、金属罐和塑料容器等不同的包装形式，也不论采用何种灌装方式和灌装系统，都应保证碳酸饮料的质量要求，这些质量要求如下。

（1）达到预期的碳酸化水平　在碳酸化过程中，碳酸饮料的碳酸化应保持一个合理的水平，CO2含量必须符合规定要求。成品含气量不仅与混合机有关，灌装系统也是主要的决定因素。

（2）保证糖浆和水的正确比例　两次灌装法成品饮料的最后糖度决定于灌浆量、灌装高度和容器的容量，要保证糖浆量的准确度和控制灌装高度，而现代化的一次灌装法要保证配比器正确运行。

（3）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合规定标准，商品价值和适应饮料与容器的膨胀比例有关。例如，两次灌装时的灌装高度直接影响糖浆和水的比例。而灌得太满，顶隙小，在饮料由于温度升高而膨胀时，会导致压力增加，产生漏气和瓶破裂等现象。

（4）容器顶隙应保持最低的空气量　顶隙部分的空气含量多，会使饮料中的香气或其他成分发生氧化作用，导致变味变质。

（5）密封严密有效　密封是保护和保持饮料质量的关键因素，瓶装饮料不论是冠形盖还是旋紧盖都应密封严密，压盖时不应使容器有任何损坏之处，金属罐卷边质量应符合规定要求。

（6）保持产品的稳定　不稳定的产品开盖后会发生喷涌和泡沫溢出现象。造成碳酸饮料产品不稳定的因素主要有：过度碳酸化、过度饱和，存在泄气杂质，存在空气以及灌装温度高或温差较大等。任何碳酸饮料在大气压下都是不稳定的（过饱和），而且这种不稳定性随碳酸化度和温度升高而增加，因此冷瓶子（容器）、冷糖浆、冷水（冷饮料）对灌装是极为有利的。

2.灌装方式和系统

灌装是碳酸饮料生产的主要工序之一。灌装方式主要有两种，即二次灌装法和一次灌装法。所谓灌装系统是指灌糖浆、灌碳酸水和封盖等操作。灌装方式不同，灌装体系也是不同的。例如，两次灌装系统由灌浆机（又称糖浆机或定量机）、灌水机和压盖机组成。大规模生产均采用一次灌装法，加糖浆工序中，使用配比器，置于混合机前。灌装系统由同一个动力机构驱动的灌装机和压盖机组成。碳酸饮料由于是含气饮料，通常是在0.3～0.4MPa压力下灌装的，如果在常温下灌装高碳酸化度的产品，灌装压力有时可达0.6MPa。