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碳酸飲料含氣飲料的混合原理

來源:張家港市領(lǐng)冠機(jī)械有限公司   2017年01月03日 13:44   4572

一簡介:

定義:碳酸飲料(Carbonated Drinks)是指在一定條件下充入二氧化碳?xì)獾闹破?。不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生二氧化碳?xì)獾娘嬃虾虲O2氣含量在5%%以下,酒精含量0.5%以上的硬飲料,要求成品中CO2氣的含量(20℃時(shí))達(dá)一定的體積倍數(shù)。不同產(chǎn)品要求CO2體積倍數(shù)不一樣。

二:二氧化碳的作用

1.清涼作用:碳酸分解,這個(gè)分解是吸熱反應(yīng),當(dāng)二氧化碳從體內(nèi)排放出來時(shí),就把體內(nèi)的熱帶出來,起到清涼作用。

2.阻礙微生物的生長,延長汽水貨架壽命:上認(rèn)為3.5~4倍含氣量是汽水的安全區(qū)

3.突出香味:

4.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

三:碳酸化原理(汽水混合原理):

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(gè)化學(xué)過程:CO2+H2O↔H2CO3。這個(gè)過程服從亨利定律和道爾頓定律。

①    亨利定律:氣體溶解在液體中時(shí),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(shí)的氣體壓力成正比。即當(dāng)溫度T一定時(shí):

V=Hp

式中:V-溶解氣體量;p-平衡壓力;H-亨利常數(shù)

②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。

 

 

①溶解度:在一定壓力和溫度下,二氧化碳在水中的zui大溶解量。

②碳酸飲料中常用的溶解量單位叫“本生容積”,簡稱“容積”:在0.1MPa、溫度為0℃時(shí),溶于一單位容積內(nèi)的二氧化碳容積數(shù)。

③測定瓶裝碳酸飲料的氣體容積,需要知道測定時(shí)的溫度和瓶內(nèi)壓力。根據(jù)所得的壓力和溫度值,通過查表—二氧化碳吸收系數(shù)表查出CO2的容積倍數(shù)。

五CO2在水中的溶解度影響因素

1.CO2氣體分壓力

溫度不變,CO2分壓增高,CO2在水中的溶解度上升。

在5kgf/cm2以下的壓力時(shí),溶解度—壓力曲線近似一條直線,即服從亨利定律,S=Pi=P表+1

2.水溫

壓力較低,或壓力不變的情況下,水溫降低,CO2在水中的溶解度上升。S=HPi(表:溫度↓,H↑)

壓力較高時(shí),實(shí)際溶解度會偏離,因?yàn)镠也是壓力的函數(shù),H=α-βPi

3.氣體和液體的接觸面積與時(shí)間

氣體溶入液體不是瞬間完成的,需要一定的作用時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)動態(tài)平衡的環(huán)境,可以增加緩沖罐數(shù)量增加氣液接觸時(shí)間,可以把溶液噴霧成液滴狀或薄膜狀。

4.氣液體系中的空氣含量

根據(jù)道爾頓定律和亨利定律,各種氣體的溶解量不僅決定于各氣體在液體中的溶解度,而且決定于該氣體在混合氣體中的分壓。

六碳酸化過程中的注意事項(xiàng)

①.保持合理的碳酸化水平

碳酸化程度過高,會產(chǎn)生不正常的氣體逸出,這從質(zhì)量控制和CO2消耗方面來說是極不合理的。

某些產(chǎn)品由于過度碳酸化失去香味的魅力。

②將空氣混入控制在zui低限度

定期向混合機(jī)灌注液體(水或消毒劑),然后用CO2排出,以排除混合機(jī)內(nèi)積存的空氣;

過夜時(shí),碳酸化罐應(yīng)經(jīng)常保持一定的壓力,以防空氣進(jìn)入。

③保證水或產(chǎn)品中無雜質(zhì)

常見的雜質(zhì):空氣、CO2中的油或其它雜質(zhì)、瓶中的堿、小片碎標(biāo)簽、水中的雜質(zhì)、糖漿中未被溶解的雜質(zhì)等

④保持灌裝機(jī)一定的過壓程度:從混合機(jī)流向灌裝機(jī)時(shí)壓力降低,溫度也可能升高,飽和溶液立即變成過飽和溶液,飲料中的CO2會迅速涌出。因此灌裝機(jī)需要一個(gè)過壓力。即保持一個(gè)高于在灌裝機(jī)內(nèi)飽和溶液所需的壓力。

一般灌裝機(jī)壓力和容器平均壓力差為98kPa。 

目前生產(chǎn)中通常使混合機(jī)壓力高于灌裝機(jī)壓力19.6kPa,罐裝機(jī)壓力又比zui終產(chǎn)品含氣量的壓力高98kPa。

為了解決混合機(jī)和灌裝機(jī)之間的壓力差,可將混合機(jī)安裝在高位/使用過壓泵。

六產(chǎn)品質(zhì)量的影響

(1)CO2壓力對于飲料的味道影響很大:

①CO2過高,使飲料的甜酸味減弱;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。

②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*風(fēng)味,對于含揮發(fā)性成分低的柑桔型碳酸飲料尤其如此。

③有些碳酸飲料由于所用香精含易揮發(fā)的萜類物質(zhì),CO2過高會破壞原有的果香味而變苦。

④一般果汁型汽水含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CO2。

七碳酸飲料常見質(zhì)量問題及處理方法

①雜質(zhì)

灰塵、刷毛、大片商標(biāo)紙、蚊蟲、蒼蠅及其他昆蟲

原因:瓶子、瓶蓋未洗干凈;水、糖及其他輔料含有雜質(zhì);機(jī)件碎屑或管道沉淀物等

解決辦法:加強(qiáng)洗瓶工序的管理;原輔料過濾;控制易損件的磨損,管道定期清洗

②渾濁與沉淀

表現(xiàn):出現(xiàn)白色絮狀物,飲料混濁不透明,瓶底生成白色或其他沉淀物

原因:物理作用、化學(xué)反應(yīng)、微生物

1)物理變化引起的

現(xiàn)象:1周內(nèi)出現(xiàn)混濁、不透明、瓶底有一層云霧水,或微小顆粒沉積瓶底

原因:水過濾不*,礦物雜質(zhì)清除不干凈;瓶子未洗滌干凈,附著于瓶壁的雜質(zhì)被水浸泡后形成;水質(zhì)不適也會出現(xiàn)混濁或不透明。

解決辦法:嚴(yán)格洗瓶、驗(yàn)瓶及水處理

2)化學(xué)變化引起的混濁沉淀

原因:原輔料之間相互作用、空氣中、水源中氧氣或其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)

如:白砂糖中膠體物質(zhì)在一定時(shí)間內(nèi)凝聚形成沉淀;水質(zhì)硬度過高,鈣鎂離子與檸檬酸反應(yīng),生成不溶性沉淀;配料工序不當(dāng),苯甲酸鈉、香精量過大、乳化香精過期、色素用量過大等

解決辦法:砂糖;生產(chǎn)用水硬度合適;香精色素、嚴(yán)格使用量;嚴(yán)格執(zhí)行配料程序

3)微生物引起的

原因:封蓋不嚴(yán);設(shè)備未洗干凈;糖漿未及時(shí)冷卻裝瓶感染雜菌

如:微生物與糖作用,使糖變質(zhì),與檸檬酸作用會形成絲狀或白色云狀沉淀

解決辦法:保證足夠的CO2,各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格衛(wèi)生管理,容器、設(shè)備、管道、閥門定期進(jìn)行消毒殺菌

4)氣不足或爆瓶

 

氣不足解決辦法:降低水溫;排凈水中和CO2容器中的空氣;提高CO2的純度;選用優(yōu)良的混合設(shè)備;保持CO2供氣過程中的壓力穩(wěn)定平衡;進(jìn)入混合機(jī)中的水和CO2的比例適當(dāng);根據(jù)封蓋前汽水溫度和含氣量要求,調(diào)整混合機(jī)的混合壓力,保證含氣量;經(jīng)常檢查管路、閥門保證密封性。

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