Технология изготовления газированных безалкогольных напитков

Концентрированные соки получают из натуральных соков путем частичного удаления из них воды. Современная  техника концентрирования с улавливанием летучих ароматических веществ  обеспечивает получение высококачественных концентратов с сохранением почти  всех биологически активных и красящих веществ натуральных соков.

Концентрирование соков  производят методами выпаривания, вымораживания  и обратного осмоса. Наибольшее применение находит концентрирование выпариванием. Концентрирование вымораживанием, хотя и обеспечивает высокое качество концентрата, но пока еще остается экономически невыгодным. Концентрирование обратным осмосом - новый способ, который интенсивно изучается и совершенствуется.

Для сохранения натуральных  свойств соков концентрирование выпариванием производят при возможно более низкой температуре и в  течение короткого времени. Некоторые  виды соков, например цитрусовые, особенно чувствительны к нагреванию, а  такие, как яблочный и вишневый, выдерживают  кратковременный нагрев до 45-55 °С без заметного изменения натуральных свойств. Поэтому в зависимости от вида сока используют различные типы выпарных аппаратов с различными режимами концентрирования. Термолабильные соки (цитрусовые) концентрируют при низкой температуре без улавливания летучих компонентов. Для этого применяют специальные низкотемпературные аппараты, в которых потери ароматических веществ при концентрировании невелики.

Соки других плодов концентрируют  с улавливанием летучих ароматических  веществ. Для отгона ароматических  веществ необходимо выпарить от 10 до 40 % воды от массы сока. Образующейся при выпаривании вторичный пар является носителем ароматических веществ. Процесс улавливания ароматических веществ проводят в отдельных установках независимо от упаривания сока. Установки для улавливания ароматических веществ работают преимущественно по методу испарения и фракционной дистилляции и обеспечивают получение концентрата, содержащего ароматических веществ в 150-200 раз больше, чем в исходном соке. Хороший цвет, вкус и сохранность витаминов в соке обеспечиваются при улавливании ароматических веществ на вакуум-установках. Однако установки, работающие при атмосферном давлении, более просты по устройству и экономичны.

Современными аппаратами для концентрирования соков являются пленочные выпарные вакуум-аппараты, в которых процесс концентрирования производится при температуре 10-35 °С в тонком слое под высоким вакуумом. Пребывание сока в вакуум-аппарате колеблется от 3 до 20 с. Концентрирование в пленочных аппаратах комбинируют с рекуперацией ароматических веществ. Для концентрирования яблочного сока применяют установку производства СФРЮ «Единство».

Химический состав концентрата  яблочного сока довольно постоянен  независимо от сортовых различий сырья. Физико-химические показатели яблочного  сока и концентрата.

Концентрат яблочного  сока используют для приготовления  напитка «Золотой ранет», а также  для приготовления концентрата  этого напитка. При хранении концентрата  яблочного сока наблюдается потемнение его цвета в результате реакций  меланоидинообразования. В этих реакциях первостепенную роль играют свободные аминокислоты, составляющие 70 % общего азота сока и сахара. Из аминокислот концентрат содержит в наибольшем количестве аспарагиновую кислоту и серин, а также аспарагин, аргинин, глутаминовую кислоту, треонин, аланин, лейцин, валин, аминомасляную кислоту. При хранении особенно нестабильны глутаминовая кислота, треонин, аминомасляная кислота, фенилаланин, лейцин, валин.

Под влиянием низкого рН при хранении подвергаются изменению моносахара с образованием темноокрашенных продуктов и оксиметилфурфурола. Для предотвращения этих процессов концентраты следует сохранять при температуре не выше 20 °С.

В данном проекте используют концентрированный яблочный сок.

3. Описание машинно- аппаратурной схемы производства и технологии изготовления продукта

 

Рис. 1 Машинно – аппаратурная схема линии производства газированных безалкогольных напитков

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с  комплекса оборудования для обработки воды (дефферезаторы, песочные и керамические фильтры, бактерицидные установки и ультрафильтрационные аппараты).

Следующим идет комплекс оборудования для приготовления сахарного и купажного сиропов, состоящий из системы сироповарочных аппаратов, насосов, теплообменников, сироповарочной станции и колероварочного аппарата.

Далее следует комплекс оборудования для приготовления купажных сиропов, состоящий из купажных аппаратов, фильтр-прессов и теплообменников.

Завершающим является комплекс оборудования для насыщения воды диоксидом углерода и приготовления газированных напитков (сатураторы, струйные аппараты I синхронно-смесительные установки), а также упаковочное оборудование.

Машинно-аппаратурная схема  линии производства газированных безалкогольных напитков представлена на рис. 1

Устройство и  принцип действия линии. Вода, являющаяся основным компонентом газированного напитка, сначала фильтруется в песочном фильтре 9 грубой очистки. Тонкая обеспложивающая фильтрация воды осуществляется в керамическом свечном фильтре 8.

Для тонкой очистки воды используют фильтр-пресс 7, также работающий под давлением. Осветленная вода насосом 6 подается в катионитовый фильтр 5 для умягчения. Регенерация фильтров осуществляется с помощью солерастворителя 3 путем изменения тока воды. Умягченная вода подвергается обеззараживанию ультрафиолетовыми лучами в бактерицидной установке 4. Насосом 1 вода подается в холодильник 2, где охлаждается до температуры 4...7 °С и направляется в производство.

Сахар по мере надобности очищают  от посторонних примесей, взвешивают и загружают в сироповарочный аппарат 12. Туда же наливают воду в количестве 40 % к массе сахара, подают исправимый брак из цеха и кипятят в течение 20...25 мин. Готовый сахарный сироп насосом 13 подают на охлаждение в теплообменник 14.

В целях предотвращения кристаллизации сахарозы и придания сахарному сиропу  мягкого и приятного вкуса его направляют в сироповарочный аппарат 15 для инверсии. Инвертный сахарный сироп после охлаждения в теплообменнике 17 до 25 °С насосом 16 перекачивается в сборник 22.

Соки и настои из сборника 19, отфильтрованные при необходимости в фильтр- прессе 20, насосом 18 подаются в стальной эмалированный сборник 21. Для растворения лимонной кислоты и эссенции, а также для приготовления разных добавок на предкупажной площадке размещены сборники 24 и 25.

Колер, используемый для  окраски напитков, готовят путем  нагревания сахара до 180...200 °С в колеровочном аппарате 10, куда наливают воду в количестве 1...3 % к массе сахара. Из колеровочного аппарата 10 колер насосом 11 направляется в сборник 23.

Купажный сироп готовится в вертикальных купажных аппаратах 26...28, снабженных мешалками якорного типа. Все компоненты купажа поступают в аппарат самотеком из сборников 21, 23...25, смонтированных на предкупажной площадке. Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре 29, охлаждается до температуры 8...10 °С и насосом 30 подается в напорный сборник 31, откуда самотеком подается на непрерывно действующую установку для смешивания купажа с водой и насыщения напитка диоксидом углерода.

 

 

 

 

1.4 Технологическая  сема производства газированных  безалкогольных напитков

 

Раздел 2. Расчет основных и вспомогательных материалов напитка «Яблоко»

 

Расчет количества основных продуктов напитка «Яблоко»

Расчет расхода сырья  на 100 дал напитка «Яблоко» на спиртованном соке произведен для предприятия, на котором фактические потери сухих  веществ при производстве напитка составляют 4,2%, в том числе при варке сахарного сиропа 1%, а расход диоксида углерода составляет 16 кг. Купажный сироп напитка готовят полугорячим способом.

Рецептура на 100 дал напитка  «Яблоко» представлена в таблице 2.6:

Таблица 2.6

Рецептура на 100 дал напитка  «Яблоко»

Сырье	Содержание сухих веществ  в готовом напитке	Содержание сухих веществ  в сырье, % масс.
Сахар, кг	65,7	99,85
Кислота лимонная, кг	1,408	90,97
Сок яблочный, дм3	133,7	-
Колер, кг	0,48	70,0
Диоксид углерода, кг Бензоат натрия	4,0 0,177	- 99,46

 

Сахар. Норма расхода сахара (при содержании сухих веществ 99,85%, влажностью 0,15%) на приготовление 100 дал  напитка «Яблоко» с учетом принятых потерь сухих веществ рассчитывается по формулам:

в пересчете на сухие вещества (кг)

 

, (2.1)

где С_р – содержание сухих веществ сахара в 100 дал готового напитка, кг;

П – фактические общие потери сухих веществ, %.

с учетом влажности (кг)

, (2.2)

где в – влажность сахара, %.

Яблочный сок. Расход сока на 100 дал напитка рассчитывают с  учетом расхода той части сока, которая вносится в сироповарочный котел, в пересчете на сухие вещества производят по формуле:

(2.3)

где Н_Д1 - расход сока для внесения в сироповарочный котел в пересчете на сухие вещества, кг; Д₀ - содержание сока в 100 дал готового напитка, дм³, В₂ - содержание сухих веществ в 1 дм³ сока, кг; П – фактические общие потери сухих веществ, %.

Полученную величину расхода  сока переводят в объемные единицы  измерения по формуле:

 

(2.4)

где Н₀₁ - количество сока, вносимого в сироповарочный котел, дм³.

 дм³

 дм³

Расчет величины расхода  для той части сока, которая  вносится в купажный сироп, в пересчете на сухие вещества производят по формуле:

(2.5)

где Н_Д2 – расход сока, для внесения в купажный сироп в пересчете на сухие вещества, кг; П₁ – потери сухих веществ на стадии варки сахарного сиропа, %.

Полученную величину расхода  сока переводят в объемные единицы  измерения, используя формулу:

(2.6)

где Н₀₂ – количество сока, вносимого в купажный сироп, дм³.

 дм³

 дм³

Норма расхода сока на приготовление 100 дал напитка, получаемого полугорячим  способом, определяется из выражений:

- в пересчете на сухие  вещества

(2.7)

- в пересчете на объемные  единицы измерения

(2.8)

 дм³

 дм³

Лимонная кислота. Норма  расхода лимонной кислоты на 100 дал  готового напитка зависит от содержания сухих веществ лимонной кислоты, вносимой в напиток с соком, и определяется как разность между содержанием сухих веществ кислоты в 100 дал готового напитка сучетом потерь сухих веществ и содержанием сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком.

Для расчета содержания сухих  веществ кислоты в 100 дал готового напитка с учетом потерь сухих  веществ используют формулу:

, (2.9)

где К_н – содержание лимонной кислоты в 100 дал готового напитка по рецептуре, кг;

В – доля сухих веществ  в лимонной кислоте, масс.%; П – фактические общие потери сухих веществ, масс.%; П₁ – потери сухих веществ на стадии варки сиропа, масс.%.

Содержание сухих веществ  лимонной кислоты, вносимой с соком, равно

, (2.10)

где а – содержание сухих  веществ лимонной кислоты,вносимой с соком, кг; К – содержание сухих веществ лимонной кислоты в 100 см³ сока по действующему стандарту, г; Н₀ – норма расхода сока на приготовление 100дал напитка, дм³.

кг

Рассчитав содержание сухих веществ в 100 дал готового напитка с учетом потерь сухих веществ и содержание сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком, определяют норму расхода лимонной кислоты на 100 дал готового напитка:

- в пересчете на сухие  вещества

(2.11)

- в натуральной массе

(2.12)

кг

кг

Колер. Норму расхода колера на приготовление 100 дал напитка  с учетом потерь сухих веществ  определяют по следующим формулам:

- в пересчете на сухие  вещества

, (2.13)

 

- в натуральной массе

, (2.14)

где Э_п – норма расхода колера на приготовление 100 дал напитка в пересчете на сухие вещества, кг; Э – количество сухих веществ колера в 100 дал готового напитка по рецептуре, кг; Э_м – норма расхода колера на приготовление 100 дал напитка, кг;