quy trình sản xuất nước giải khát pha chế có ga

Nước: Nước là nguyên liệu chính không thể thiếu được, nó giữ vai tròquan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm, vì thế chấtlượng nước đòi hỏi phải cao, thoả mãn các tiêu chuẩn cầnt

MỤC LỤC

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 tròquan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm, vì thế chấtlượng nước đòi hỏi phải cao, thoả mãn các tiêu chuẩn cầnthiết 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 Đườnglà thành phần chính ảnh hưởng đến các chỉ số chất lượngcủa nước giải khát Ngoài ra đường còn tác dụng điều hoàgiữa vị chua, độ ngọt và mùi thơm của nước giải khát

$ Nguồn cung cấp đường:

-Chủ yếu từ cây mía Hàm lượng đường trong cây mía từ8÷16% Khi sản xuất chúng ta có thể lấy được 78÷90%lượng đường trong cây mía, trong điều kiện sản suất hiệusuất thấp chỉ thu được 55÷65%

-Ở Campuchia, đường được sản xuất từ cây thốt nốt, còn

ở các nước châu Âu đường được sản xuất từ củ cảiđường

$ Chỉ tiêu :

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

Chỉ tiêu Đường tinh luyện Đường cát trắngThượng

1 Hàm lượng lượng Sacaroza

tính bằng % chất khô không

nhỏ hơn

2 Độ ẩm tính bằng phần

trăm khối lượng không lớn

hơn

3 Hàm lượng đường khử tính

bằng % khối lượng không lớn

hơn

4 Hàm lượng tro tính bằng

phần trăm khối lượng không

5 Độ màu, tính bằng độ

7 Mùi vị

Tinh thể đường cũng như dung dịch đường tan trong nước cất có mùi vị ngọt không có mùi vị lạ

ánh

Trắng sáng

3.1 Acid citric ( C 6 H 8 O 7 H 2 O):

$ 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:

-Khi hoà tan trong nước cất phải tạo ra dung dịch trong suốt,không màu, vị chua tinh khiết.

3.2 Acid tactric ( C 4 H 6 O 6 ):

$ Nguồn cung cấp: thu nhận từ nguồn phế thải của sản

xuất rượu nho

$ Nguồn cung cấp: có thể thu nhận bằng phương pháp lên

men nhờ chủng vi khuẩn lactic Denbriuc.

Ngoài ra CO2 tan trong nước còn hạn chế được hoạt động của tạpkhuẩn, giữ cho nước lâu hỏng

$ 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 suấtcao 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 :

-Tự nhiên: Màu trích từ quả mận, sim, mua … màu từ phảnứng caramen

Mùi thu nhận từ vỏ quả, rễ cây bằng cáchngâm cồn rồi đem chưng cất

-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 cácmuối 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

Xử lý

Bài khí

Rửa, soi chai

Xử lý

H + /Enzy m

Đườ

ng 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 sảnphẩm Vì thế đòi hỏi phải có chất lượng cao hơn nước thôngthường Nguồn nước dùng cho sản xuất lấy từ giếng ngầm.Không có sự khác nhau nhiều về các chỉ tiêu của nước giữamùa khô và mùa mưa

-pH = 6.0 – 6,7

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

Không khí

Sữa vôi Clo

Chất keo tụ

Clo

Sữa vôi

Xử lý thô

Xử lý tinh

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

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

-Hàm lượng sắt tổng cộng : 16.6 – 20.0mg/l

$ Việc xử lý cần hai giai đoạn:

-Giai đoạn I: Khử sắt bằng oxy, khử phèn bằng dung dịchsữa vôi, rồi để lắng và lọc trong Nước thu được đạtđược tất cả các chỉ tiêu của nước sinh hoạt

-Giai đoạn II: Tiếp tục làm mềm nước bằng dung dịch sữavôi, lọc cát và lọc than giúp thu được nước hoàn toànvô trùng, nước trong suốt hơn, có thể uống trực tiếpđược

 Xử lý lần I :

Nước được lấy trực tiếp từ giếng khoan sâu 200m bơm lên thápcó gắn quạt gió để tăng luợng oxy hòa tan vào nước Nguyêntắc: oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, muối Fe3+ bị tủa và được tách ra.Nhờ đó, nước giảm độ tanh và không xuất hiện cặn vàng củamuối Fe2+ Do nước ngầm tiếp xúc với không khí khi lưu lại trênmặt thoáng bể lắng, nên ion Fe2+ có phản ứng :

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

Sau đó nước được hoà trộn với sữa vôi và Clo nhằm giúp choquá trình keo tụ xảy ra nhanh và triệt để hơn rồi cho vào bểlắng để tách các hạt ra khỏi nước, giảm lượng cặn Nướcngầm có pH = 6.0 – 6.7, có chứa một lượng khí CO2 hòa tan vàcó mặt các ion H+ , HCO3 Do đó, trước hết sẽ có các phản ứngtrung 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 giữnước, dễ đóng cặn trong các đường ống dẫn nhất là làmtăng 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

MgCO3+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCO3 

MgSO4+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4

MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2  + CaCl2

Dưới tác dụng của ion Ca2+ , các hạt keo sẽ kết tụ dạng bôngvà lắng xuống Trong quá trình lắng bông keo sẽ kéo theo cáccặn khác như : CaCO3, các hạt đất , cát nhỏ, tạp chất hữu cơ…có trong nước

Lượng vôi sử dụng : 40kg/h

Phần nước sau khi lắng xuống được bơm qua bồn lọc cát, loại bỏnhững hạt cặn nhỏ, làm cho nước trong suốt Do lớp lọc là cátvà sỏi dày mà các hạt cặn lơ lửng, hạt keo tụ và một số visinh vật bị giữ lại

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

Độ cứng tổng cộng

Tổng số vi khuẩn hiếu khí

8 ÷ 9,5

4 ÷ 10 20÷150 Vết

100 - 200 mg CaCO 3 /l

≤ 20vk/ml

Từ trên nước được đi phục vụ cho cư xá, sinh hoạt của nhà máy,vệ sinh công nghiệp, nước rửa chai, phần còn lại được xử lýlần thứ II đáp ứng nhu cầu nước pha chế

 Xử lý lần II:

Sau khi xử lý lần I có pH = 8,4 ÷ 9,5 độ cứng toàn phần 100 ÷

200 mg CaCO3/l, với tỷ lệ thấp của độ cứng tạm thời ( do cácmuối canxi, magie bicacbônat tạo nên) Ta tiếp tục làm mềmnước bằng cách lắng trong lần 2

Để lắng nhanh và triệt để các kết tủa, ngoài việc cho sữa vôivà clo cần cho thêm vào nước chất kết keo tụ Hiện dùng phènnhóm 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 tantốt trong nước, các phản ứng xảy ra triệt để, ngoài ra cũngtiếp 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 keotụ, kéo các hạt keo tụ lắng xuống

Để vô trùng nước, nhà máy dùng dung dịch keo clorua vôi.Lượng sử dụng được tính sao cho nồng độ clo trong nước đạt 18 ÷

20 ppm.Nước sau khi lắng và vô trùng được đưa qua các bồn lọc

cát để loại bỏ cặn nhỏ và xác vi sinh vật, sau đó đi qua thanhoạt tính, than sẽ hấp thụ các màu, mùi clo còn dư nhằm loạibỏ các tác nhân gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sảnphẩm và sức khoẻ người tiêu dùng

Nước xử lý lần II được dùng để nấu đường, pha chế và chiếtsản 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:

-Hàm lượng clo : 0

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

-E.coli : 0

Nước xử lý xong được đưa xuống các bồn chứa ở phân xưởngpha chế Tất cả lượng nước sau xử lý lần II này phải sử dụnghết trong ngày, nếu không qua ngày sau phải xả bỏ vì có thểnhiễm vi sinh vật

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

1 Đườ ng nướ c và o

2 Á p kế châ n khô ng

3 Ố ng hú t khí ra

4 Vò i sen

5 Ố ng thuỷ

6 Bình lọc

7 Bơm châ n khô ng

8 Ố ng nướ c đã bà i khí ra

9 Phao

$ Nguyên lý hoạt động:

Nước được đưa từ trên xuống theo thiết bị bài khí, phun thànhtừng tia do tác dụng của vòi sen Ta sử dụng bơm chân không đểhút không khí ra ngoài Không khí hút ra ngoài được lọc lại quabình 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 dạngsyrup 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 VSVtrong đường

3 Nghịch đảo đường (85 – 90 oC) 4 ưu điểm:

-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 suấtthu hồi sản phẩm

-Tránh sự kết tinh đường

4 Kết hợp sử dụng than hoạt tính để tăng độ trong, ngoàichức năng hấp phụ chất màu và mùi, than hoạt tính cònđóng vai trò chất trợ lọc cho việc lọc rong dịch đường Kếthợp sử dụng cánh khuấy và gia nhiệt để dịch syrup hoànlưu, đạt độ trong 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 tính theo trọng lượng.

Thường sử dụng xúc tác acid citric : 0.3%; 85oC; 180 phút, hiệusuất thuỷ phân 81% Ngoài ra có thể sử dụng các loại xúc táckhác như:

-Acid tartaric: 0.2%, 85oC, 180 phút, hiệu suất thuỷ phân 86% :

ít sử dụng vì giá thành cao

-Acid vô cơ H3PO4: 0.065%, 85oC, 180 phút, hiệu suất thuỷphân 90%: chỉ sử dụng cho nước giải khác có gas vì CO2

sẽ làm át đi vị the, chát của H3PO4

Có thể sử dụng enzym cho hiệu suất cao và không cần gia nhiệtnhưng giá thành mắc

Quá trình chuyển hóa đường saccarose theo phản ứng:

C12H22O11 + H2O  C6H12O6 + C6H12O6

(saccharose) (glucose) (fructose)Sản phẩm dịch syrup chứa hỗn hợp các mono và disaccharide.Các thông số của quá trình có thể thay đổi tuỳ thuộc vàotừng nhà máy

$ Thiết bị :

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

Nồ i nấ u syrup

+ Nguyên tắc hoạt động:

Cho nước vào nồi với lượng xác định, cho hơi nước vào gianhiệtđồng thời khởi động hệ thống khuấy Khi nhiệt độ nướckhoảng 60oC cho đường vào qua phễu nhập liệu Khi nhiệt độdung dịch đạt khoảng 80oC ta cho than hoạt tính vào Cho acid ( đãchuẩn bị sẵn dưới dạng dung dịch 40 -50%) Giữ ở nhiệt độ 80-

85oC trong điều kiện có khuấy đảo để quá trình chuyển hóađường và hấp phụ các hoạt chất trong dung dịch bởi than hoạttính xảy ra tốt

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

-Tăng độ trong dịch syrup

$ Phương pháp lọc:

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

-Lọc tinh: sử dụng máy lọc khung bản

$ Thông số kỹ thuật:

Sử dụng bột trợ lọc (diatomit) : dịch đường sau khi nấu có độnhớt cao, các hạt rắn tạp chất có hàm lượng, kích thước và tốcđộ lắng trong dịch đường rất nhỏ Vì vậy, ta sử dụng bộ trợ lọcđể 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 tiếpđể tăng nhiệt độ dịch đường.

$ Thiết bị: Máy lọc khung bản

+ Nguyên tắc hoạt động:

Dịch đường dưới tác dụng của áp suất 5 – 6 at được đẩy vàocác rãnh của khung rồi vào khoảng trống bên trong khung Banđầu dịch đường được bơm tuần hoàn để trải chất trợ lọc lênbề mặt lọc Dịch đường sạch chui qua lớp vải lọc rồi chảy theocác rãnh trên bề mặt bản, cuối cùng tập trung ở rãnh nằmngang phía dưới và theo van đi ra ngoài Bã đuợc bám vào bềmặt vải và ngày càng dày lên cho tới khi khoảng trống củakhung vải chứa đầy bã, lúc đó dịch đường không chảy đượcnữa (vì trở lực của bã quá lớn), ngừng cung cấp dịch đường vàtiến hành rữa bã

Trong khi lọc, cứ khoảng 15 – 20 phút nên lấy mẫu kiểm tra 1 lầnnhằm phát hiện kịp thời sự cố lủng bố lọc (lúc đó dịch đường

bị đục do lẫn than và bột trợ lọc)

-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 nguộikhoảng 45 giây Khoảng thời gian rất ngắn đó, dịch đường được

vật sẽ bị tiêu diệt Vì vậy, làm nguội nhanh dịch đường, sau khinấu và lọc là một khâu quan trọng nhằm bảo đảm chất lượngvệ 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 các bồn có đèn cực tím để diệt VSV hoặcphòng vô trùng : yêu cầu kín, có thể xông hơi vào để diệt visinh vật Dịch đường phải đạt các chỉ tiêu sau:

-Dạng ngoài : Trong suốt, màu vàng rất nhạt

-Cảm quan : Mùi thơm của đường, không có mùi mật mía

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

-Độ Baume (Bé) : 35 ÷ 36o

-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 bên ngoài Do hiện tượng đối lưu nhiệtvà dẫn nhiệt, nước lạnh sẽ nóng dần lên và dịch đường sẽnguội đi Để tăng hiệu quả giải nhiệt người ta bố trí 2 dòngnước và dịch đường đi ngược chiều nhau

1 Đườ ng nướ c và o

$ Cách thực hiện:

-Khi pha chế, các nguyên vật liệu rắn phải hoà tan vàonước tạo dung dịch đồng nhất Hương liệu được hoà tantrong cồn thực phẩm và đựng trong bao bì đậy nắp kín

-Tuyệt đối theo công thức.

-Theo thứ tự đã định: không đồng thời cho 2 chất vào cùnglúc, trộn các thành phần có hàm lượng lớn trước, cácchất có hàm lượng nhỏ hơn cho vào sau Các chất dễbay hơi cho vào sau

-Siro pha chế phải:

 Nấu, lọc kỹ

 Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường

-Chính xác, sạch sẽ

-Thứ tự pha chế :

 Vệ sinh bồn

 Bơm siro trắng

 Cho máy khuấy hoạt động

 Hiệu chỉnh siro đến 35o Bx

 Cho lần lượt các chất vào qua vải lọc

 Thêm nước cho đủ lượng theo công thức

 Tiếp tục khuấy trộn 15 phút

 Lấy mẫu thử hàm lượng đường, acid, độ màu

 Khi các chỉ tiêu hoá- lý đều đạt thì lấy mẫu kiểm tra

vi sinh Ngưng khuấy 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 ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

$ Chỉ tiêu kỹ thuật:

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

-Tổng số VSV hiếu khí trong 1ml siro mùi không được vượtquá 50KL

-Tổng số VSV hiếu khí trong 1ml nước pha chế và chiết chaikhông được vượt quá 25 Khi pha chế, các nguyên vậtliệu rắn phải hoà tan vào nước tạo dung dịch đồngnhất Hương liệu được hoà tan trong cồn thực phẩm vàđựng trong bao bì đậy nắp kín

$ Thông số kỹ thuật:

-Tỉ lệ các thành phần : phụ thuộc vào từng sản phẩmvà công thức riêng của từng nhà máy

-Nhiệt độ: thường ở nhiệt độ thấp hoặc nhiệt độ thườngtránh sự tổn thất các cấu tử hương

-Tốc độ cánh khuấy: tuỳ vào từng sản phẩm

-Hàm mục tiêu:

 Nồng độ chất khô: 10 -11% tính theo lượng đường

 pH: vừa phải để sản phẩm có vị chua ngọt