Công nghệ sản xuất nước giải khát có gas

NƯỚC • Nước cấp sử dụng phải đạt các tiêu chuẩn như: • - Chỉ tiêu cảm quan: nước trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ • Chỉ tiêu vi sinh: tổng vi khuẩn hiếu khi < 75 CFU/ml • Đán

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

NƯỚC GIẢI KHÁT

Phân loại

• Nước chứa khí cacbonic

• Nước giải khát pha chế

• Nước giải khát lên men

• Nước giải khát chữa bệnh

• Các dạng nước quả: nước quả cô đặc, nước quả ngâm đường, nước quả

ngâm cồn

NƯỚC

• Nước cấp sử dụng phải đạt các tiêu chuẩn như:

• - Chỉ tiêu cảm quan: nước trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ

• Chỉ tiêu vi sinh: tổng vi khuẩn hiếu khi < 75 CFU/ml

• Đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nước: dựa trên hai khái niệm

– Chuẩn số E.coli: là thể tích nước ít nhất cho phép phát hiện một vi trùng đường ruột

– Chỉ số coli: là số vi trùng đường ruột E.coli tối đa cho phép trong 1l nước Hai chỉ số này phụ thuộc vào quy định của từng nước, vì nó phụ thuộc vào trình độ kĩ thuật và yêu cầu của đời sống xã hội

• Đối với nước dùng pha chế nước giải khát yêu cầu tổng số VSV không quá

20 tế bào/1ml và đảm bảo đạt tiêu chuẩn (TCVN 6096 : 2004)

• Nhiệt độ: nhiệt độ của nước phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí

hậu, sự thay đồi của nước phụ thuộc vào từng loại nước

• Màu sắc: màu của nước được gây ra bởi các chất hữu cơ trong giai đoạn phân hủy của các loại thực vật như: tannin, axithumix, các chất glumid,

các hợp chất keo, nước thải công nghiệp hoặc do sự phát triển của rong rêu, tảo Đơn vị đo màu sắc của nước là TCU

• Độ đục: độ đục của nước là do các chất lơ lửng bao gồm những loại có kích thước nhỏ như hạt keo đến các hệ phân tán thô như các hạt huyền phù, các hạt cặn đất cát Đơn vị đo độ đục của nước là NTU

• Mùi vị: Mùi thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hữu cơ có

trong nước hay sản phẩm của quá trình thủy phân các chất và các chất khí gây nên Vị của nước là do các muối khoáng hòa tan trong nước tạo thành

• Độ pH: đặc trưng bằng nồng độ ion H+ có trong nước

• Độ acid của nước được đo bằng mg/l theo CaCO3

• Độ cứng của nước: xác định bởi muối canxi và magie hòa tan trong nước

• Độ cứng tạm thời: chỉ tổng lượng muối bicacbonat hòa tan trong nước và

dễ tách ra khỏi nước bằng đun sôi

• Độ cứng vĩnh cữu: chỉ các muối hòa tan trong nước thường là sự kết hợp giữa ion Ca2+, Mg2+ với các ion của acid mạnh như Cl-, SO42-

Chỉ tiêu chất lượng nước

• Sự tạo thành caramen xảy ra qua 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: ở nhiệt độ 1020C – 1500C saccharoza bị nóng

chảy và bị mất nước khoảng 10% tạo thành caramenlan

• Giai đoạn 2: caramenlen tiếp tục bị mất nước tới 14% tạo

thành caramenlen

• Giai đoạn 3: caramenlen tiếp tục bị mất nước tới 25% tạo

thành caramenlin, không hòa tan hoàn toàn trong nước

ĐƯỜNG - CHẤT TẠO NGỌT

KHÍ CO 2

CO2 có thể thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau :

•Từ khói lò đốt của các lò hơi hay lò nhiệt điện , lò nung vôi

•Từ các nguồn nước khoáng được bão hòa CO2 thiên nhiên

•Từ quá trình lên men dịch đường ở các nhà máy bia , rượu

Yêu cầu kĩ thuật: Trước khi vào bồn chứa Na2CO3 đã được pha loãng, CO2 được chuyển về dạng khí nhờ dòng khí nóng của đường ống CO2 được sục từ đáy bồn lên

để đi vào các bồn lọc tiếp theo nhờ sự chênh lệch áp suất, áp suất trong bồn chứa

Na2CO3 là 8 kg/cm2 Than hoạt tính có tác dụng loại đi các khí không mong muốn như aldehyt, aceton, diacetyl…với mục đích khử mùi

Thuốc tím tiêu diệt một phần vi sinh vật, loại aldehyde trong CO2 công nghiệp

Vai trò CO2 trong nước giải khát

Khi tan trong nước, khí CO2 sẽ tạo thành H2CO3, có vị chua dễ chịu

Khi vào cơ thể, CO2 sẽ thu nhiệt và bay hơi, tạo cảm giác mát, gây vị cay nhẹ, the nơi đầu lưỡi

Ngoài ra, CO2 hòa tan trong nước còn hạn chế được hoạt động của các tạp khuẩn, các

vi sinh vật hiếu khí, giữ cho sản phẩm nước giải khát lâu bị hỏng

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sạch:

Chất lượng gaz nhập về

Độ kín đường ống và thiết bị làm sạch

Độ tinh khiết và thời gian thay các chất làm sạch

Áp suất của bồn làm sạch

ACID THỰC PHẨM

• Acid citric, acid tartaric, acid malic

• Công dụng của acid thực phẩm:

– Tạo vị chua tự nhiên và dịu

– Chống lại sự hồi đường succarose

• Acid citric tiêu chuẩn: 100g /1kg đường nguyên liệu – Ức chế VSV, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

– Trong sản xuất thường dùng một số acid như: acid citric, acid tartaric , acid malic

CHẤT TẠO MÙI (HƯƠNG LIỆU)

Hương liệu được chia làm nhiều loại hương dựa vào nguồn gốc của nó có thể chia làm nhiều loại:

• Hương liệu tự nhiên:

CHẤT TẠO MÀU

Dựa vào nguồn gốc ta cĩ thể chia phẩm màu ra thành 2 loại: tự

nhiên và tổng hợp

- Chất màu tự nhiên: được trích từ rễ cây, vỏ cây, củ, quả hoặc màu caramel, màu carotenoid

- Chất màu tổng hợp: sử dụng với hàm lượng thấp và khá bền

• Tartrazine(C16H9N4Na3O9S2) cho nước cream soda, táo

• Sunset yellow FCF(C16H10N2Na2O7S2) cho nước cam, cream soda

YÊU CẦU KHI SỬ DỤNG CHẤT MÀU

• Là những chất không có độc tính, không gây ung thư

• Những sản phẩm chuyển hoá của các chất màu là những chất không có độc tính

• Các chất màu có tính đồng nhất cao Trong đó phải chứa trên 60% phẩm màu nguyên chất còn lại là những chất không độc

• Phẩm màu là chất không được chứa các tạp chất sau:

– Cr, Se, U (các chất này được coi là những chất gây ung thư)

– Một vài chất thuộc nhóm cacbua hydro thơm & đa vòng các chất này thường gây ung thư

– Hg cadimi (là những chất độc)

– Không được chứa các chất như As, Pb, các kim loại nặng

• Trong quá trình sử dụng không được gây ngộ độc tích luỹ

Chất bảo quản

Trong quá trình bảo quản nước ngọt, cần sử dụng thêm một lượng chất bảo quản nhằm ngăn chặn sự lên men và nấm mốc phát triển

• Chất bảo quản thường sử dụng trong sản xuất là: Acid Benzoic và Sodium Benzoate

• Theo quy định của bộ Y tế năm 1998 (QĐ 867/BYT) thì liều lượng Acid Benzoic và Sodium Benzoate tối đa

sử dụng trong chế biến nước giải khát 600mg/kg

B QUY TRÌNH SẢN XUẤT

1 Kiểm tra và xử lý nguyên liệu

2 Chuẩn bị dịch syrup thành phẩm

3 Bão hòa CO 2 ( trực tiếp hay gián tiếp)- Phối trộn

4 Chiết chai và hoàn thiện sản phẩm

Bổ sung nước bão

hòa CO2 vào chai

Phối trộn syrup thành phẩm với nước bão hòa CO2Rót hỗn hợp vào chai Đóng nắp chai

Pha loãng syrup thành phẩm Bão hòa CO2

Rót chai

Đóng nắp chai NGK

Xử lí nước

Chỉ tiêu chất lượng nước

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 ↓ + 2 H2O

Mg(HCO3)2+Ca(OH)2 = MgCO3↓+ CaCO3 + 2 H2O

Xử lý nước tinh:

 Mục đích: làm giảm độ cứng của nước, đồng thời loại bỏ những

chất lơ lửng và những kết tủa dạng hạt nhỏ, diệt VSV, khử màu, mùi

Phương pháp: sử dụng Ca(OH)2 để làm giảm độ cứng của nước, sử dụng FeSO4.7 H2O làm chất trợ lắng để tách các chất lơ lửng, các kết tủa dạng cặn nhỏ ra khỏi nước Đồng thời, sử dụng Chlorine để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và diệt vi sinh vật

Các phản ứng xảy ra như sau:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 ↓ + 2 H2O

Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 = MgCO3 ↓+ CaCO3 + 2 H2O

MgCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ + Mg(OH)2

Sử dụng chất trợ lắng là FeSO4 Khi cho FeSO4 vào nước sẽ xảy ra phản ứng sau:

• Vệ sinh thiết bị, nhận hóa chất xử lý nước từ kho nguyên vật liệu

• Cân và pha hóa chất theo hướng dẫn xử lý nước

• Vận hành thiết bị xử lý nước, bao gồm: thiết bị lọc, valve, bơm, đèn

UV, hệ thống RO, hệ thống cấp hóa chất xử lý nước, vận hành hệ

thống thu hồi nước

• Xử lý nước: Theo dõi thông số nước, điều chỉnh hóa chất cấp vào

• Cung cấp nước đã xử lý cho sản xuất: Theo dõi chất lượng nước, áp lực nước; Điều tiết lượng nước cấp của tiền xử lý nước; Tính toán hóa chất cần sử dụng cho tổ nước;

• Kiểm tra hóa chất, tình trạng hoạt động thiết bị

• Kiểm tra sự rò rỉ của thiết bị, đường ống

• Kiểm tra nguyên vật liệu khi nhận

• Kiểm tra chất lượng nước của tổ nước

Nước thô Lọc than hoạt tính, cát

Bồn nước thô Trao đổi Cationit

Xử lí UV Quạt tháp

Trao đổi anionit

Cát

THAN HOẠT TÍNH

ĐÁ TRẮNG

VỆ SINH ĐỊNH KÌ: BẰNG CÁCH RỬA NGƯỢC CHO TỚI KHI NƯỚC TRONG

Hoàn nguyên

• Khóa van cấp nước

• Xả nước dơ, mở van thông hơi

• Mở van, bơm hóa chất vào cột ngâm 1 tiếng

• Xả nước hóa chất ngâm, bơm nước xả hóa chất

– Cation: bật bơm degas, mở van hồi lưu

– Anion: dùng nước degas để rửa

• Đối với cột cation: Sử dụng dung dịch HCl 1-1,5% (30 lít + 170 lít nước)

• Đối với cột anion: Sử dụng dung dịch NaOH 1-1,5% (7kg + 300 lít nước)

• Tiến hành xả ngược dung dịch HCl, NaOH vào 2 cột cation và anion

• Rửa ngược: mở van thông hơi, mở van cấp nước

• Rửa xuôi: khóa van thông hơi, mở van cấp nước

• Thời gian tái sinh là 4 giờ

• Tổng chất khô hòa tan cột cation < 20

• Tổng chất khô hòa tan cột anion < 3

Bài khí nước

Mục đích: tăng khả năng bảo hòa CO2 Nước được đưa vào thiết bị bài khí theo đường ống (1) Dưới tác dụng của vòi sen (4), nước phun ra thành tia và khi bơm chân không (7) hoạt động, không khí sẽ tách ra khỏi nước và đi ra ngoài được lọc lại qua bình lọc (6), nhằm tránh cho nước vào bơm làm hỏng bơm Nước được bài khí lấy ra ngoài theo ống (8) sau đó qua pha chế

Nấu đường

đường succarose thành đường chuyển hóa

•Phương pháp nóng: Đường được hòa tan với nước đun sôi, sau đó

đem đi lọc và làm lạnh

•Ưu điểm của phương pháp:

– Rút ngắn thời gian hòa tan đường

– Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các vi sinh vật có trong đường và nước sẽ bị tiêu diệt

– Nhiệt độ cao còn tăng khả năng chuyển hóa đường từ dạng

saccrose sang glucose và fructose, làm tăng độ ngọt của dịch sirô,

và có vị thơm hơn

– Nhiệt độ nấu đường sẽ được khống chế trong khoảng từ 80o đến

90oC

Nấu đường

+ Hòa tan các cấu tử đường vào hỗn hợp

+ Tiêu diệt vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản sản phẩm

+ Tạo điều kiện saccharose chuyển hóa thành đường nghịch đảo làm tăng vị ngọt dịu của đường

để chuẩn bị cho phối chế hương liệu tạo siro bán thành phẩm

100L nl 98L trước rót

? L nl cần dùng L trước nấu

mđường dd = Vdd x 100.10-3 x d ( d là khối lượng riêng theo độ Baume )

M chất khô đường = mdd x 99.97 % Hao hụt đường do bốc hơi theo nước 5%: mđường cần dùng = mđường x 105 %

-Đối với đường saccarose: Cân nguyên liệu Bơm nước xử lý vào nồi tỷ lệ được sử dụng là 700kg

đường/100 lít siro, mở cánh khuấy, mở van hơi cấp nhiệt cho nước Nâng nhiệt độ nước trong nồi đạt

650C- 750C, bắt đầu cho đường vào Tiến hành cho một lượng acid citric vào khoảng 1,5- 2g/1kg đường

và tiếp tục khuấy, gia nhiệt đến 900C - 920C và giữ ở nhiệt độ này trong thời gian 10 phút để tạo điều kiện cho quá trình chuyển hóa đường saccharose thành đường nghịch đảo khoảng 20-30% Lúc này hàm lượng chất khô tăng lên, nhiệt độ trung bình của đường khử cũng cao hơn đường saccharose Cho vào dung dịch một lượng nhất định natri benzoat (2g/1lit siro) để bảo quản siro ngăn chặn sự phát triển của nấm men, nấm mốc Tiến hành khuấy đều và đem siro đi lọc nóng ở nhiệt độ 800C- 850C

-Đối với nước: Cho nước vào nồi Khi nhiệt độ nước khoảng 600C, thì cho dung dịch đường đi qua phễu nạp liệu Đến khi nhiệt độ nước đường 70oC – 750C cho bột trợ lọc vào, đun đến 800C – 900C, ta bổ sung than hoạt tính Hạ nhiệt độ xuống 850C trong 40 đến 60 phút

- Bổ sung acid citric với tỷ lệ 0,24g giữ ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút

- Tiếp tục làm nguội siro xuống nhiệt độ phòng (300C) bằng phương pháp tự

nhiên hay dùng nước làm nguội

-Bổ sung màu (tùy chọn), sau đó, bổ sung hương (cam, chanh, dâu ) kết hợp với việc khuấy trộn cho màu, hương phân tán đều

- Bơm dung dịch đường qua thiết bị lọc nguội

để tách tạp chất khỏi dung dịch đường

Chuẩn bị syrup

Bổ sung bột trợ lọc

Bổ sung than hoạt tính

Thời gian

Bổ sung hương, acid,

màu

Nồi đường

Nồi nước

• Kiểm traTank nấu, CIP và các thiết bị như cánh khuấy, đèn UV, hệ thống cấp hơi gia nhiệt đường (steam, air …)

• Kiểm tra hóa chất, tình trạng hoạt động thiết bị, kiểm tra sự rò rỉ của thiết bị, đường ống, kiểm tra nguyên vật liệu khi nhận, kiểm tra chất lượng nước của

tổ nước

• Chuẩn bị tank cần bơm đường

• Kiểm tra đường trước khi nấu: Số lượng, chất lượng đường cần nấu

• Hệ thống xử lý đường nguội

• Hệ thống xử lý đường nóng

• Thiết bị áp lực, hệ thống chiller; Thiết bị tháp giải nhiệt

• Thực hiện việc kiểm tra đường sau khi nấu: thể tích, brix, ngoại quan

• Thực hiện việc giao nhận/ trả kho đường hạt với bộ phận kho đúng theo số lượng đã đề xuất

Vệ sinh: Thực hiện CIP tank, mixer, đường ống, hệ thống lọc đường

• Tính toán lượng đường hao hụt cho từng mẻ, đường được xử lý;

• Kiểm tra thể tích, khối lượng của đường đã xử lý;

Làm lạnh nước đã xử lý

• Mục đích:

• Làm lạnh nước 50C-80C để tăng khả năng hòa tan của

CO2 và giữ CO2 trong nước

• Giảm tổn thất CO2 khi chiết rót

• Nguyên lý: dựa vào sự tiếp xúc gián tiếp giữa tác nhân

làm lạnh (glycol) với nước để hạ nhiệt độ của nước

xuống 120C rồi được bơm qua thiết bị làm lạnh thứ 2 để

hạ nhiệt độ xuống 50C -80C

• Phối trộn – Làm lạnh

• Nước sau khi đã xử lý được phốiu trộn với siro mùi đã

được chuẩn bị từ trước Hạ nhiệt độ hỗn hợp xuống còn

10C -30C Cho hỗn hợp nước đã pha chế chạy qua

đường ống nén CO2

Lọc dịch đường

 Mục đích:

 Loại bỏ các tạp chất trong quá trình thao tác thực hiện và trong quá trình vận hành máy Loại bỏ các tạp chất vật lý có thể có trong nguyên liệu đường

và nước

 Tăng độ trong của dịch syrup

 Phương pháp lọc

 Lọc thô: Sử dụng màn lọc ở cửa ra thiết bị nấu syrup

 Lọc tinh: Sử dụng máy lọc khung bản

 Thời gian lọc: 1 giờ dưới áp suất 5 – 6 at duy trì ở 800C

 Chú ý: Khi nhiệt độ dịch đường nhỏ hơn 750C thì mở van hơi để tăng nhiệt độ dịch đường

 Kiểm tra bố lọc thường xuyên tránh bị lủng

• Giữ được hương thơm khi pha chế

• Chuẩn bị cho quá trình phối trộn

• Hạn chế xảy ra phản ứng Maillard

• Tiêu diệt vi sinh vật do thời gian làm nguội ngắn khoảng 45 giây

• Dịch đường thu được phải đạt các chỉ tiêu sau:

• Cảm quan: có mùi thơm của đường, không có mùi mật mía, trong suốt, có màu vàng nhạt

• Nhiệt độ 200C – 250C

• Độ Brix: 64 - 65

Làm nguội dịch đường

Pha chế syrup

Pha chế syrup

+ Tiếp tục cho nước vào nồi nấu để đạt nhiệt độ khối syrup ở

800C thì cho hỗn hợp hương liệu vào Ngừng gia nhiệt, xả van hơi quá nhiệt từ nồi ra ngoài và vẫn tiếp tục khuấy

• Thiết bị sử dụng

• + Ở công đoạn này, tất cả dung dịch vẫn còn trong nồi nấu syrup Thông số nhiệt độ giai đoạn cho phụ gia và màu là

900C, nhiệt độ được hạ xuống còn 800C khi cho hỗn hợp

hương Tốc độ cánh khuấy không thay đổi và được duy trì ở mức 120 vòng/phút

Hương liệu 5ml / 1L sản phẩm

Acid citric 1,24 g/ 1L sản phẩm, sử dụng dươi dạng dung dịch 400g / L

Natri benzoate dung 2% so với lượng đường trong syrup, pha thành dung dịch 400g / L

Màu thực phẩm: 0.3g / L sản phẩm, sử dụng dưới dạng dung dich 300 g / L

Hàm lượng CO2: 6g / L sản phẩm

Thể tích trước khi pha chế

Thể tích trước khi làm lạnh X 0.3 = số g cần dùng

Số lít dung dich đi vào phối trộn = số g cần dùng / 300

Khối lượng đường trước khi làm lạnh X 0.2 = số g cần dùng

Số lít dung dich đi vào phối trộn = số g cần dùng / 400

Bảo hòa CO 2

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bão hóa CO2

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ

bão hòa CO 2

Bão hòa CO2

1- Thiết bị bài khí

2,3- Thiết bị bão hòa CO2

4- Bơm chân không

5- Thiết bị chứa nước đã

12- Bồn chứa sản phẩm