Nước giải khát pha chế có gas

Nước giải khát pha chế có gas

MỤC LỤC

I NGUYÊN LIỆU 2

1 Nước 2

2 Đường 2

3 Acid thực phẩm 3

4 Khí CO2 4

5 Các chất màu 4

6 Chất bảo quản 4

II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 5

A Sơ đồ khối ……… 5

B Thuyết minh quy trình ……… 6

1 Quá trình xử lý nước 6

2 Bài khí nước 9

3 Nấu syrup 10

4 Quá trình lọc 11

5 Làm nguội 12

6 Phối trộn 13

7 Quá trình sản xuất CO2 16

8 Bão hoà CO2 18

9 Chiết rót sản phẩm 19

III.SẢN PHẨM - CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 23

1 Chỉ tiêu hóa lý 23

2 Chỉ tiêu cảm quan 23

3 Chỉ tiêu vệ sinh 23

4 Chỉ tiêu vi sinh vật 24

IV.THÀNH TỰU 25

1 Nấu HFS từ tinh bột 25

2 Thiết bị phối trộn 27

3 Phương pháp kiểm tra độ kín của chai 28

Tài liệu tham khảo

I NGUYÊN LIỆU

1 Nước:

Nước là nguyên liệu chính không thể thiếu được, nó giữ vai trò quan trọng trong việc hìnhthành vị của sản phẩm, vì thế chất lượng nước đòi hỏi phải cao, thoả mãn các tiêu chuẩncần thiết về:

$ Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không có vị lạ

$ Chỉ tiêu hoá lý:

-Độ cứng tổng < 2 mg đương lượng/l

-Chất khô < 850 mg/l

-Sắt, mangan, nhôm < 0,1 mg/l

-Clo : âm tính

$ Chỉ tiêu vi sinh:

-Tổng số vi khuẩn hiếu khí < 75 cfu/ml

-Không có vi sinh vật gây bệnh

2 Đường:

Đa số nước giải khát đều chứa khoảng 8 ÷10% đường Đường là thành phần chính ảnhhưởng đến các chỉ số chất lượng của nước giải khát Ngoài ra đường còn tác dụng điềuhoà giữa vị chua, độ ngọt và mùi thơm của nước giải khát

$ Nguồn cung cấp đường:

chúng ta có thể lấy được 78÷90% lượng đường trong cây mía, trong điều kiệnsản suất hiệu suất thấp chỉ thu được 55÷65%

-Ở Campuchia, đường được sản xuất từ cây thốt nốt, còn ở các nước châu Âu đườngđược sản xuất từ củ cải đường

$ Chỉ tiêu :

Đường dùng trong nước giải khát phải đạt tiêu chuẩn quốc gia trình bày ở bảng sau:

Chỉ tiêu Đường tinh luyện

Đường cát trắng Thượng

hạng

Hạng 1 Hạng 2

1 Hàm lượng lượng Sacaroza tính

2 Độ ẩm tính bằng phần trăm khối

3 Hàm lượng đường khử tính bằng

4 Hàm lượng tro tính bằng phần

5 Độ màu, tính bằng độ Stame ( o St)

6 Hình dạng Tinh thể đồng đều, tơi khô kkhông vón cục

7 Mùi vị Tinh thể đường cũng như dung dịch đường tan trongnước cất có mùi vị ngọt không có mùi vị lạ

3 Acid thực phẩm:

Là thành phần không thể thiếu tạo vị chua dịu hấp dẫn cho nước giải khát

$ Nguồn cung cấp: sản phẩm công nghiệp thu nhận bằng phương pháp lên men

$ Tiêu chuẩn:

-Kim loại nặng < 50 ppm

-Độ tinh khiết > 99%

-Tạp chất cho phép:

Ngoài ra CO2 tan trong nước còn hạn chế được hoạt động của tạp khuẩn, giữ cho nước lâuhỏng.

$ Nguồn cung cấp: thu nhận từ phản ứng lên men, phản ứng đốt cháy

$ Để bão hoà CO2 trong sản xuất nước giải khát, người ta thường dùng CO2 lỏng đựng

trong bình thép dưới áp suất cao 60 -70 at

$ Chỉ tiêu cảm quan: không có mùi cay, mùi hôi của các tạp chất hữu cơ

$ Chỉ tiêu hoá lý:

-Không lẫn các khí độc

5 Các chất màu, mùi:

Làm tăng giá trị cảm quan của nước giải khát

$ Nguồn thu nhận :

Mùi thu nhận từ vỏ quả, rễ cây bằng cách ngâm cồn rồi đem chưngcất

-Tổng hợp: nhập của nước ngoài là chủ yếu

6 Chất bảo quản:

Chất bảo quản hay sử dụng là acid sorbic, acid benzoic và các muối của chúng

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

A Sơ đồ khối:

B Thuyết minh quy trình:

1 Quá trình xử lý nước:

Đóng nắp/

ghép mí Rót chai/lon

Xếp thùng, Bảo quản

Sản phẩm Rửa, kiểm tra

H + / Enzym

Đườn

g Bột trợ lọcThan hoạt

tính

Tạp chất

$ Mục đích: làm sạch, làm mềm nước và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh có trong nước.Trong nước giải khát, nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm Vì thế đòi hỏi phải cóchất lượng cao hơn nước thông thường Nguồn nước dùng cho sản xuất lấy từ giếng ngầm.Không có sự khác nhau nhiều về các chỉ tiêu của nước giữa mùa khô và mùa mưa

-Hàm lượng NaCl : 300mg/l, ứng với hàm lượng Cl- là 118mg/l

Nước giếng

Khử sắt

Lắng trong lần 1

Lọc cát lần 1

Lắng trong lần 2

Nước qua xử lý lần 2

Lọc cát lần 2

Lọc than

Nước qua xử lý lần 1

Sữa vôi

Xử lý thô

Xử lý tinh

-Độ cứng (tính theo CaCO3 ) : 20.8mg/l

$ Việc xử lý cần hai giai đoạn:

-Giai đoạn I: Khử sắt bằng oxy, khử phèn bằng dung dịch sữa vôi, rồi để lắng vàlọc trong Nước thu được đạt được tất cả các chỉ tiêu của nước sinh hoạt

-Giai đoạn II: Tiếp tục làm mềm nước bằng dung dịch sữa vôi, lọc cát và lọc thangiúp thu được nước hoàn toàn vô trùng, nước trong suốt hơn, có thể uống trựctiếp được

Nước được lấy trực tiếp từ giếng khoan sâu 200m bơm lên tháp có gắn quạt gió để tăngluợng oxy hòa tan vào nước Nguyên tắc: oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, muối Fe3+ bị tủa vàđược tách ra Nhờ đó, nước giảm độ tanh và không xuất hiện cặn vàng của muối Fe2+ Donước ngầm tiếp xúc với không khí khi lưu lại trên mặt thoáng bể lắng, nên ion Fe2+ cóphản ứng :

4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ +2H2O

Sau đó nước được hoà trộn với sữa vôi và Clo nhằm giúp cho quá trình keo tụ xảy ranhanh và triệt để hơn rồi cho vào bể lắng để tách các hạt ra khỏi nước, giảm lượng cặn.Nước ngầm có pH = 6.0 – 6.7, có chứa một lượng khí CO2 hòa tan và có mặt các ion H+ ,HCO3 Do đó, trước hết sẽ có các phản ứng trung hoà:

Ca(OH)2 + 2H+ = Ca2+ + H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3  + H2O

pH dung dịch sẽ chuyển từ axit nhẹ sang trung tính rồi sang kiềm, do lượng sữa vôi cho dư

so với nhu cầu các phản ứng trên

Độ cứng tạm thời ảnh hưởng bất lợi đến quá trình lưu giữ nước, dễ đóng cặn trong cácđường ống dẫn nhất là làm tăng lượng cặn khi nấu đường, gây trở ngại việc lọc trong dịchđường

Ca(HCO3)2 = CaCO3  + CO2  + H2O

Sữa vôi cũng có tác dụng làm mềm nước:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3  + H2O

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

MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2  + CaCl2

Dưới tác dụng của ion Ca2+ , các hạt keo sẽ kết tụ dạng bông và lắng xuống Trong quátrình lắng bông keo sẽ kéo theo các cặn khác như : CaCO3, các hạt đất , cát nhỏ, tạp chấthữu cơ… có trong nước

Lượng vôi sử dụng : 40kg/h

Phần nước sau khi lắng xuống được bơm qua bồn lọc cát, loại bỏ những hạt cặn nhỏ, làmcho nước trong suốt Do lớp lọc là cát và sỏi dày mà các hạt cặn lơ lửng, hạt keo tụ và mộtsố vi sinh vật bị giữ lại

Sau khi xử lý nước cần đạt các chỉ tiêu sau:

pH

Độ kiềm với chỉ thị Phênolphtalein P =

Độ kiềm với chỉ thị Mêtyl da cam M =

Cl 2

Độ cứng tổng cộng

Tổng số vi khuẩn hiếu khí

8 ÷ 9,5

4 ÷ 10 20÷150 Vết

Để lắng nhanh và triệt để các kết tủa, ngoài việc cho sữa vôi và clo cần cho thêm vàonước chất kết keo tụ Hiện dùng phèn nhóm Al2(SO4)3.18H2O

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(HCO3) = 3 CaSO4 + 2 Al(OH3) + 6 CO2 + H2O

Trong khi phối trộn nên khuấy đảo mạnh để các chất hòa tan tốt trong nước, các phản ứngxảy ra triệt để, ngoài ra cũng tiếp tục oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ Ơû pH = 9,5 ÷ 10,2 Độ cứng

= 80 ÷ 85 mg CaCO3/l, nếu lượng phèn đưa vào đủ, sẽ xuất hiện keo tụ, kéo các hạt keo tụlắng xuống

Để vô trùng nước, nhà máy dùng dung dịch keo clorua vôi Lượng sử dụng được tính saocho nồng độ clo trong nước đạt 18 ÷ 20 ppm.Nước sau khi lắng và vô trùng được đưa quacác bồn lọc cát để loại bỏ cặn nhỏ và xác vi sinh vật, sau đó đi qua than hoạt tính, than sẽhấp thụ các màu, mùi clo còn dư nhằm loại bỏ các tác nhân gây ảnh hưởng xấu đến chấtlượng sản phẩm và sức khoẻ người tiêu dùng

Nước xử lý lần II được dùng để nấu đường, pha chế và chiết sản phẩm

Giai đoạn này tách phần lớn vi sinh vật nên gọi là xử lý vi sinh

Sau lọc cát, nước cần phải thoả các tiêu chuẩn sau:

pH

Độ kiềm với chỉ thị Phênolphtalein P =

Độ kiềm với chỉ thị Mêtyl da cam M =

Nước sau khi qua lọc than (nước pha chế) phải đạt các chỉ tiêu sau :

-Hàm lượng clo : 0

-Tổng số vi khuẩn hiếu khí : không lớn hơn 20 khuẩn lạc trong 100 ml

-E.coli : 0

Nước xử lý xong được đưa xuống các bồn chứa ở phân xưởng pha chế Tất cả lượng nướcsau xử lý lần II này phải sử dụng hết trong ngày, nếu không qua ngày sau phải xả bỏ vì cóthể nhiễm vi sinh vật

Năng suất của xử lý lần II : trên 10m3/h

2 Bài khí nước:

$ Mục đích:

Đuổi không khí có trong nước để tăng khả năng bão hòa CO2 vào dung dịch

$ Thiết bị bài khí:

1 Đường nước vào

2 Áp kế chân không

3 Ống hút khí ra

4 Vòi sen

5 Ống thuỷ

6 Bình lọc

7 Bơm chân không

8 Ống nước đã bài khí ra

9 Phao

$ Nguyên lý hoạt động:

Nước được đưa từ trên xuống theo thiết bị bài khí, phun thành từng tia do tác dụng của vòisen Ta sử dụng bơm chân không để hút không khí ra ngoài Không khí hút ra ngoài đượclọc lại qua bình lọc nhằm tránh cho nước vào máy bơm làm hỏng bơm

3 Nấu syrup:

Đường trước khi pha vào nước giải khát cần nấu thành dạng syrup có nồng độ 50 -70%

$ Mục đích :

1 Đồng nhất dịch syrup: có gia nhiệt nên tính đồng nhất cao

2 An toàn: trong đường có chứa tế bào VSV, tiêu diệt VSV trong đường

-Xúc tác acid hoặc enzym, tăng cường độ ngọt

-Cải thiện vị ngọt ( đường nghịch đảo có vị ngọt cao)

-Tăng nồng độ đường bên trong syrup nên tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm

-Tránh sự kết tinh đường

4 Kết hợp sử dụng than hoạt tính để tăng độ trong, ngoài chức năng hấp phụ chấtmàu và mùi, than hoạt tính còn đóng vai trò chất trợ lọc cho việc lọc rong dịchđường Kết hợp sử dụng cánh khuấy và gia nhiệt để dịch syrup hoàn lưu, đạt độtrong thích hợp

$ Thông số kỹ thuật :

Lượng than hoạt tính sử dụng : 0.5% đối với đường RS và 0.16-0.2% đối với đường RE tínhtheo trọng lượng

Thường sử dụng xúc tác acid citric : 0.3%; 85oC; 180 phút, hiệu suất thuỷ phân 81% Ngoài

ra có thể sử dụng các loại xúc tác khác như:

$ Thiết bị :

Thường dùng các nồi nấu bằng đồng hay thép không rỉ có cánh khuấy liên tục, có lớp vỏ áochứa hơi nước Dung tích nồi tuỳ theo công suất thiết kế và sản xuất thực tế, thường từ 1 –4m3

+ Nguyên tắc hoạt động:

Cho nước vào nồi với lượng xác định, cho hơi nước vào gia nhiệtđồng thời khởi động hệ

trình chuyển hóa đường và hấp phụ các hoạt chất trong dung dịch bởi than hoạt tính xảy ratốt

4 Quá trình lọc:

Lọc syrup phải thực hiện ở trạng thái nóng

$ Mục đích :

-Tách hết các hợp chất cơ học như rác, đất đá

-Lọc thô: sử dụng màn lọc ở cửa ra của thiết bị nấu syrup

-Lọc tinh: sử dụng máy lọc khung bản

$ Thông số kỹ thuật :

Sử dụng bột trợ lọc (diatomit) : dịch đường sau khi nấu có độ nhớt cao, các hạt rắn tạp chấtcó hàm lượng, kích thước và tốc độ lắng trong dịch đường rất nhỏ Vì vậy, ta sử dụng bộtrợ lọc để tăng tốc độ lọc, giảm tốc độ bít vải lọc

-Thời gian lọc : khoảng 1 giờ

-Khi nhiệt độ dịch đường nhỏ hơn 75oC, mở van hơi trực tiếp để tăng nhiệt độ dịchđường

$ Thiết bị : Máy lọc khung bản

Dịch đường dưới tác dụng của áp suất 5 – 6 at được đẩy vào các rãnh của khung rồi vàokhoảng trống bên trong khung Ban đầu dịch đường được bơm tuần hoàn để trải chất trợlọc lên bề mặt lọc Dịch đường sạch chui qua lớp vải lọc rồi chảy theo các rãnh trên bềmặt bản, cuối cùng tập trung ở rãnh nằm ngang phía dưới và theo van đi ra ngoài Bã đuợcbám vào bề mặt vải và ngày càng dày lên cho tới khi khoảng trống của khung vải chứađầy bã, lúc đó dịch đường không chảy được nữa (vì trở lực của bã quá lớn), ngừng cungcấp dịch đường và tiến hành rữa bã.

Trong khi lọc, cứ khoảng 15 – 20 phút nên lấy mẫu kiểm tra 1 lần nhằm phát hiện kịp thờisự cố lủng bố lọc (lúc đó dịch đường bị đục do lẫn than và bột trợ lọc)

5 Làm nguội :

Sau khi lọc, nước đường được bơm đi làm lạnh hạ nhiệt độ xuống 26 ÷ 28oC

$ Mục đích :

-Hạn chế tổn thất, giữ được hương thơm khi pha chế

-Chuẩn bị cho quá trình phối trộn tạo sản phẩm

Mặt khác, thời gian dịch đường đi trong thiết bị làm nguội khoảng 45 giây Khoảng thờigian rất ngắn đó, dịch đường được hạ nhiệt độ từ 80oC (sau thiết bị lọc) xuống 26 ÷ 28oC,các vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt Vì vậy, làm nguội nhanh dịch đường, sau khi nấu và lọc làmột khâu quan trọng nhằm bảo đảm chất lượng vệ sinh của dịch đường thu được

$ Thông số kỹ thuật : làm nguội càng nhanh càng tốt

Dịch đường thu được gọi là siro trắng hay siro trung tính (siro neutre) được chứa trong cácbồn có đèn cực tím để diệt VSV hoặc phòng vô trùng : yêu cầu kín, có thể xông hơi vào đểdiệt vi sinh vật Dịch đường phải đạt các chỉ tiêu sau:

-Dạng ngoài : Trong suốt, màu vàng rất nhạt

-Nhiệt độ sau khi ra khỏi thiết bị làm nguội : 26 ÷ 28oC

-Tổng số vi sinh vật hiếu khí < 50 KL/ml, không có nấm men

Đường RE, RS phải được nấu và chứa riêng từng loại

$ Thiết bị : Trao đổi nhiệt bản mỏng hoặc ống lồng ống

+ Nguyên tắc hoạt động :

Nước lạnh đi bên trong ống hoặc trong khoảng giữa củabản, còn dịch đường được đi bênngoài Do hiện tượng đối lưu nhiệt và dẫn nhiệt, nước lạnh sẽ nóng dần lên và dịch đường

sẽ nguội đi Để tăng hiệu quả giải nhiệt người ta bố trí 2 dòng nước và dịch đường đingược chiều nhau.

1 Đường nước vào

nhất Hương liệu được hoà tan trong cồn thực phẩm và đựng trong bao bì đậynắp kín

-Tuyệt đối theo công thức

-Theo thứ tự đã định: không đồng thời cho 2 chất vào cùng lúc, trộn các thành phầncó hàm lượng lớn trước, các chất có hàm lượng nhỏ hơn cho vào sau Các chấtdễ bay hơi cho vào sau

-Siro pha chế phải:

 Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường

-Chính xác, sạch sẽ

-Thứ tự pha chế :

 Cho lần lượt các chất vào qua vải lọc

Khi sản xuất tiếp nên khuấy lại 30 phút để đạt độ đồng nhất

Siro pha xong chưa chiết hết, lưu trữ tới 48 giờ (kể từ khi pha chế) mà vẫn không ảnhhưởng đến chất lượng sản phẩm.

$ Chỉ tiêu kỹ thuật :

-Siro mùi của mỗi loại sản phẩm phải đạt các chỉ tiêu hoá-lý và cảm quan qui định

25 Khi pha chế, các nguyên vật liệu rắn phải hoà tan vào nước tạo dung dịchđồng nhất Hương liệu được hoà tan trong cồn thực phẩm và đựng trong bao bìđậy nắp kín

$ Thông số kỹ thuật :

-Tỉ lệ các thành phần : phụ thuộc vào từng sản phẩm và công thức riêng của từngnhà máy

-Nhiệt độ: thường ở nhiệt độ thấp hoặc nhiệt độ thường tránh sự tổn thất các cấu tửhương

-Tốc độ cánh khuấy: tuỳ vào từng sản phẩm

-Hàm mục tiêu:

$ Thiết bị : Hình trụ đứng, có cánh khuấy, có hoặc không có lớp vỏ áo giải nhiệt

2 Cửa vệ sinh

3 Ống dẫn syrup

4 Ống dẫn phụ gia

5 Nước vào

6 Van lấy mẫu

7 Van tháo sản phẩm

8 Cánh khuấy

CHÚ THÍCH :

Thiết bị phối trộn

Dầu DO và không khí bơm vào buồng đốt, cháy bằng tia lửa điện tạo thành hỗn hợp khíchứa nhiều CO2 và nhiệt lượng (đốt DO nên CO2 có nhiều khí lạ)

Cho hỗn hợp đi qua tháp rữa nước, rữa bụi và muội than sau đó cho qua tháp hấp thụ đểhấp thụ CO2 vào nước còn hỗn hợp khí thoát ra ngoài

Dung dịch đưa vào tháp giải hấp, bơm từ trên xuống dạng phun tia và nhận nhiệt từ nơi đốtgiúp cho việc giải hấp CO2

Khí CO2 đưa vào tháp làm nguội tách nước

oxy hóa khí lạ

Sơ đồ lọc CO2:

CO2 chưa tinh sạch Xử lý KMnO4

Trung hoà với Na2CO3

Lọc than hoạt tính

Lọc vĩ

Nén

Làm lạnh

CO2 sạch

2 Hệ thống ốn làm nguội

3 Thiết bị làm nóng

4 Bình tách dầu

5 Bình tách ẩm 6.Thùng làm lạnh

KMnO 4 Na 2 CO 3 Than hoạt tính

Gas CO 2 thu được từ quá trình đốt dầu DO

Lọc vỉ

Dung dịch KMnO4 có tác dụng sát trùng và oxi hoá các aldehyt này thành các axit hữu cơtương ứng Hơi của các axit này sẽ bị hấp thụ bởi dung dịch (dd) Na2CO3, dd Na2CO3 cóphản ứng kiềm, do sự thuỷ phân của ion CO32-

Gas CO2 tiếp tục đi qua bồn chứa than hoạt tính, lượng aldehyt chưa kịp oxy hoá sẽ bị hấpthụ Khi qua thiết bị lọc vỉ, các bộ phận của thiết bị này sẽ giữ lại các hơi nước, các tạpchất cơ trong trường hợp CO2 lôi cuốn theo

CO2 tinh khiết qua máy nén để tăng hiệu quả thu hồi CO2 , giảm áp suất dãn nở và đạt ápsuất 75 kg/cm3, qua máy hút ẩm làm khô

Khí CO2 khô được hóa lỏng bằng hệ thống lạnh với tác nhân R22 và đạt nhiệt độ -22oC

CO2 lỏng đưa vào bồn dự trữ và bảo quản ở -22oC Khi sử dụng đưa qua bộ trao đổi nhiệt

CO2 lỏng chuyển thành CO2 khí , khí có nhiệt độ cao nên trước khi đưa vào sản xuất phảiđược làm nguội

$ Chỉ tiêu kỹ thuật :

-CO2 trước khi đưa vào hệ thống lọc phải có hàm lượng không thấp hơn 99,9%

-Cảm quan : CO2 phải không có mùi cay, mùi hôi của các tạp chất hữu cơ

$ Mục đích : nạp CO2 vào sản phẩm với hàm lượng 0.4-0.6% nhằm :

-Tăng giá trị cảm quan : kích thích tiêu hóa, ngon miệng, giải khát

-Bảo quản : tạo môi trường yếm khí

$ Thông số kỹ thuật :

-Nhiệt độ : 1-2o C Nhiệt độ càng thấp , độ bão hòa CO2 trong chất lỏng càng cao vànguợc lại, nhưng nếu nhiệt độ quá thấp có thể gây ra sự kết tinh đường và đôngtụ một số protein làm sản phẩm bị đục

-Aùp lực : 0.5-1.2 MPa Aùp lực càng lớn, độ hòa tan càng cao Nhưng nếu cao quá áplực đè lên thiết bị cao, không an toàn cho thiết bị

-Nồng độ chất tan thấp : sản phẩm dễ bão hòa CO2

$ Thiết bị :

Tháp hấp thụ dạng hình trụ có khả năng chịu áp cao Bên trong có các dĩa hình chóp đểtăng cường sự tiếp xúc giữa sản phẩm và CO2.