Технология изготовления газированных безалкогольных напитков

Для фильтрования воды используют в  основном закрытые фильтры, в которые  жидкость попадает с помощью насоса или из закрытых напорных баков под  давлением.

Самотечный фильтр для воды, производительностью 1 м³/ч и более, широко применяется в безалкогольной промышленности.

В результате скопления большого количества осадков в фильтрующем слое скорость фильтрования снижается. Поэтому 1—2 раза в месяц фильтр промывают, пропуская через фильтрующий слой воду с большой скоростью в направлении, противоположном фильтрованию.

При биологической очистке воды применяются мембранные и керамические фильтры. Керамический представляет собой герметический корпус с плотно закрывающейся крышкой и решеткой внутри, на которой укреплены полые керамические свечи с размером пор около 1,5 мкм.

Вода под давлением поступает в фильтр и проникает через поры во внутреннюю их часть. Мелкие взвеси и микроорганизмы задерживаются на наружной поверхности. Из свечей вода направляется в верхнюю часть корпуса и через штуцер выводится в сборник чистой воды.

При снижении производительности керамических фильтров их необходимо перезаряжать регенерированными свечами. С целью регенерации их обрабатывают 2 %-ным раствором соляной кислоты и 2 %-иым раствором щелочи с последующей промывкой дистиллированной водой.

В случае загрязнения воды минеральными и органическими примесями, находящимися в коллоидно-дисперсном состоянии, применяют коагуляцию коллоидных примесей. При этом воду дополнительно обрабатывают реагентом, приводящим к коагуляции примесей, в результате чего ускоряется их осаждение. В качестве коагулятора целесообразно использовать сернокислый глннозем, который в водном растворе подвергается гидролизу.

Для удаления бикарбоната  железа воду аэрируют, при этом железо окисляется, образуя гидроокись в  виде осадка. Выделяющаяся при гидролизе СО₂ уходит вместе с воздухом в атмосферу. Для аэрирования воды используют простейшие разбрызгивающие устройства или градирни.

Умягчению подлежит вода, жесткость  которой превышает 6 мг-экв/л. Прогрессивным способом изменения ее солевого состава (водоумягчеиие) является ионообменный, предусматривающий реакцию ионнного обмена между солями воды и ионами. Иониты делятся на катиониты и аниониты, в которых обменивающимися нонами являются соответственно катионы и анионы.

Для умягчения воды в безалкогольной промышленности используют катиониты, в которых обменивающимся ионом является ион натрия Na+ или водорода Н⁺. При №+-катиоии- роваиии соли кальция и магния превращаются в легкорастворимые соли натрия, а бикарбонаты кальция и магния — соответственно в бикарбонаты натрия, в результате чего щелочность воды возрастает. При Н⁺-катионироваиии вместо солей некарбонатной жесткости образуются кислоты, повышающие кислотность воды.

В настоящее время высокоэффективными искусственными ионитами являются сульфоуголь и синтетические ионообменные смолы. Сульфоуголь получают в процессе обработки коксующихся каменных углей серной кислотой при высокой температуре с дальнейшей промывкой и сушкой. Синтетические катионнтовые смолы относятся к высокополимериым кислотам и обладают большой реакционной способностью.

Производится катионитовое водоумягчение с учетом жесткости исходной воды, а также требуемого солевого состава умягченной, поступающей иа технологические нужды.

Для катиоиитового умягчения используют установки, состоящие из катионитовых фильтров, солерастворнтеля, сборника солевой воды н сборника умягченной воды.

Катионитовый фильтр представляет собой цилиндрический сосуд, в верхней части которого имеется люк для загрузки кварцевого песка и катионита. Для равномерного распределения умягченной воды в нижней части фильтра устанавливают дренажное устройство. При заполнении фильтра кварцевым песком' нижний слой следует заполнить более крупными зернами (20—30 мм), а верхний мелкими (1,5—-2 мм). Сверху на слой кварцевого песка насыпают слой катионита высотой 1—1,5 м.

Основное оборудование для  отделения, очистки и умягчения воды:

Таблица 3.12

оборудование	Назначение и марка
Фильтр: осветительный вертикальный      однокамерный    керамический водород-катиоиитовый первый  водород-катиоиитовый второй ступени (применяется в качестве контактного резервуара) иатрий-катиоиитовый первой ступени (применяется в качестве угольного фильтра) Сборник чугунный эмалированный Установка электролизная «Поток»  или «КТИПП	Для обработки воды ФОВ-1,5-6 П14-ВФВ ФИП 1- 1.06 Н ФИП 1-1-1-1,5.0,6Н       ФИП-1-1.06а СЧЭН-0,4-10, СЧЭН-0.63-10 Хлорирование воды

  3.1 Расчет и описание керамического свечного фильтра

Применяемая для приготовления  безалкогольных напитков вода должна удовлетворять требованиям, предъявляемым  к питьевой воде. Обычно вода городских  водопроводов удовлетворяет этим требованиям. Необходимо лишь отметить, что высокая  жесткость воды неблагоприятно сказывается  на вкусовых качествах напитков.

В целях удаления из воды взвешенных частиц и микроорганизмов  ее следует фильтровать. Для тонкой обеспложивающей фильтрации воды используется керамические свечной фильтр, его  обычно включают в технологическую  схему после песочного фильтра.

Фильтр представляет собой  цилиндрический стальной сосуд со сферическим  днищем, который состоит из корпуса, крышки, решетки, свечей и манометра. Крышка фильтра сферическая и  крепится к корпусу с помощью  откидных болтов.

Между корпусом и крышкой  помещена решетка, на которой укреплено 37 фильтрующих элементов, представляющих собой керамические свечи из фарфоровой массы, выполненные в виде стаканов со сферическими днищами. Каждая свеча  укреплена в металлической головке  с выводным штуцером.

В нижней части фильтра  расположены входной патрубок с  вентилем  и спускной кран , в крышке имеется патрубок для отвода фильтрата.

Вода должна быть предварительно пропущена через песочные или  другие фильтры грубой очистки. Вода, подлежащая фильтрации, подается в  фильтр через нижний входной патрубок под давлением 0.03-0.035 МПа. Пройдя через  поры керамической свечи, очищенная  вода собирается во внутренней полости  фильтрующего элемента, откуда через  отверстия в выводных штуцерах поступает  в полость крышки и по верхнему выводному патрубку направляется в  производство.

В качестве фильтрующих элементов  в керамическом свечном фильтре  выступают свечи, размер пор которых  не превышает 1.5-1.27 мкм. Каждая свеча пропускает 120 л воды в час при давлении 0.2-0.25 МПа. Фильтр из 37 свечей фильтрует в 1 мин 74 л воды. Целостность керамических свечей проверяется визуально: свечи помещают в жидкость и во внутренней полости их создают давление. Место повреждения определяют по интенсивному выделению пузырьков воздуха с поверхности свечи.

Для обеспечения нормальной производительности фильтра необходимо ежедневно очищать свечи обратным током воды в течение 10 мин при  давлении не свыше 0.03 МПа. Для этой цели открывают фильтр, вынимают батарею  и с каждой свечи механически  счищают образовавшийся налет. Если на свечах осел клеевидный налет, нужно  прокипятить их в 5%-ном растворе питьевой соды.

Дезинфекция свечей производится через каждые две недели путем  помещения их на 10-12 ч в раствор  марганцовокислого калия. Корпус фильтра  стерилизуется раствором хлорной  извести.

При транспортировке фильтра  следует избегать резких ударов и  не допускать падения фильтра, так  как это может нарушить бакелитовое  покрытие на поверхности фильтра.

Так как время регенерации ионообменной колонны 4 часа за сутки, то время работы керамического свечного фильтра в сутки составит:

,                                 (5.1)

где τ_ксф – время работы керамического свечного фильтра в сутки, ч,

τ_сут – количество часом в сутки, ч,

τ_ри – время регенерации ионообменной колонны, ч.

Необходимо учитывать  воду, идущую на окончательное ополаскивание  оборудования, составляющую 10% от суточной потребности завода в воде, таким  образом суточная потребность составит:

 

,                                    (5.2)

где – объем воды, необходимый для приготовления купажа, л.

Расход воды в час:

,                                                              (5.3)

где G_ч – расход воды в час, л/ч.

Значит необходим керамический свечной фильтр производительностью 49.7 л/ч. Характеристика фильтра представлены в таблице 3.13

   Таблица 3.13. Характеристика керамического свечного фильтра

Показатель	Численное значение
Производительность, м3/ч	2.5
Рабочее давление, МПа	0.2-0.25
Число фильтрующих свечей	37
Площадь поверхности элементов  фильтрования, м2	1.75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Изучено, обобщено и проанализировано состояние газированной безалкогольной промышленности в России.

Рассмотрены характеристики готовой продукции, особенности  ее применения и хранения, а также  исходного сырья, используемого  для ее  изготовления.

Подробно рассмотрены  требования к безалкогольной продукции  и исходному сырью, а также  методы технохимического контроля основных показателей назначения.

 Изучена и обобщена  информация по технологии изготовления  газированных безалкогольных напитков.

На основе всестороннего  изучения и анализа технической  информации и патентных данных произведена  разработка технологии изготовления газированных безалкогольных напитков.

Подробно рассмотрены  технологические схемы, различные  рецептуры и выбрана технология, отвечающая современному уровню производства и гарантирующая выпуск высококачественной продукции.

Разработана технологическая  схема получения безалкогольных напитков.

Проведены расчеты материального  баланса на единицу продукции.

Положительной стороной данного  проекта является то, что он основан  на современных достижениях техники, науки и технологии и гарантирует  стабильный выпуск продукции высокого качества при низких энергозатратах.

Внедрение данного проекта  позволит обеспечить население республики Татарстан качественными и вкусными, а главное полезными газированными  безалкогольными напитками по приемлемой цене.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Колчева Р.А., Ермолаева Г.А. Производство пива и безалкогольных напитков. М.: Агропромиздат, 1985. 219-226 с.

2. Кайшев В.Г. Состояние и развитие продовольственного комплекса России: Пиво и напитки, 2006–№1, 6-8 с.

3. Помозова В.А. Производство кваса и безалкогольных напитков. СПб: ГИОРД, 2006. 192 с.

4. Королев Д.А., Чекан Л.И., Денщиков М.Т. Технология безалкогольных  напитков. М.: Пищепромиздат, 1962. 514 с

5. Колесникова И.А., Зазирная М.В., Сергеева Н.М. Сырье для производства безалкогольных напитков: Справочник. Киев: Урожай, 1992. 238 с.

6. Тихомиров В.Г. Технология  и организация пивоваренного  и безалкогольного производств.  М.: Колосс, 2007. 461 с.

7. Шуманн Г. Безалкогольные напитки: сырье, технологии, нормативы. СПб.: Профессия, 2004. 275 с.

8. Рудольф В.В., Орещенко А.В., Яшнова П.Я. Производство безалкогольных напитков: Справочник. СПб.: Профессия, 2000. 356 с.

9. Колотуша П.В., Домарецкий В.А., Емельянова Н.А. Технологическое проектирование солодовенных и пивобезалкогольных заводов. Киев.: Высшая школа, 1987. 254 с.

10. Урюпин Е.А. Современные  тенденции развития рынка безалкогольных  газированных напитков. Пиво и  напитки. - 2006. - №2. - С.17.

11. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. - М: Академия, 2000. - 414 с.

12. Колесникова И.Л., Сергеева  Н.М. Сырье для производства  безалкогольных напитков. – К:  Технiка, 1988. – 165 с.

13. Справочник по производству  безалкогольных напитков. – М:  Пищевая промышленность, 1979. – 368 с.

14. Рудольф В.В., Балашев В.Е. Технология и оборудование производства безалкогольных напитков. – М: Пищевая промышленность, 1969. – 163 с.

15. Кретов И.Т., Антипов С.Т., Шолохов С.В. Инженерные расчеты технологического оборудования предприятий бродильной промышленности. – М: Колос, 2004. – 391 с.

16. Попов В.И. Оборудование  предприятий пивоваренной и безалкогольной  промышленности. – М: Пищевая  промышленность. 1974. – 280 с.

17. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков А.Н., Панфилов В.А., Ураков О.А. Машины и аппараты пищевых производств. – М.: Высшая школа, кн.1, 2001. – 697 с.