Кафедра пищевой биотехнологии

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

                                                                                                  

по дисциплине «Технология пивоваренного и безалкогольного производств»

Производство среднегазированных классических безалкогольных напитков

 

 

 

Аннатация

 

Пояснительная записка содержит страниц, в том числе таблиц, приложения 4 листа А4, 5 источников, 4 листа формата А1.

Графическая часть выполнена на листах формата А1. В данном проекте изложены основные положения о технологии производства среднегазированных классических безалкогольных напитков, произведен расчет необходимого сырья и подбор оборудования, указаны основные показатели качества готового продукта, разработана принципиально-технологическая схема производства среднегазированных безалкогольных напитков. Выполнена машинно-аппаратурная схема производства  и план здания на отм. 0,0.

 

 

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….5

1 Характеристика сырья………………………………………………………....6

1.1 Вода…………………………………………………………………………...8

1.2 Сахар и подслащивающие вещества………………………………………..8

1.3 Плодово-ягодные полупродукты …………………………………………...8

1.4 Пищевые кислоты……………………………………………………………9

1.5 Диоксид углерода…………………………………………………………......9

1.6 Красители……………………………………………………………………10

1.7 Ароматические вещества…………………………………………………...11

1.8 Консерванты…………………………………………………………………11

2 Принципиально – технологическая схема ….……………………………….12

2.1 Водоподготовка …………………………………………………………….12

2.2 Приготовление сахарного сиропа…………………………………………20

2.3 Приготовление купажных сиропов………………………………………..22

2.4 Насыщение воды и напитков диоксидом углерода………………………24

2.5 Розлив напитков…………………………………………………………….25

2.6 Укупорка, бракераж и этикетирование……………………………………25

2.7 Хранение газированных безалкогольных напитков……………………...26

3 Расчет расхода сырья на 2000 дал напитка………………………………… 27

4 Машинно-аппаратурная схема……………………………….………………30

5 Дефекты напитков…………………………………………………………….32

 

 

 

Введение

 

Безалкогольные напитки относятся к продуктам питания, употребляемым всеми людьми планеты, воздействуя на организм человека в течение всей его жизни. Они широко распространены и потребляются в России и во многих зарубежных странах.

Безалкогольная промышленность в России находится на высоком уровне развития. Следует отметить разнообразие ассортимента, высокое качество напитков, красивое внешнее оформление продукции.

На большинстве заводов безалкогольных газированных напитков установлено современное высокопроизводительное оборудование, в широких масштабах осуществлена механизация и автоматизация производственных процессов, создана надежная стерилизация на участках производства готовой продукции, в результате чего обеспечивается высокое качество напитков. Широкий ассортимент рассчитан на удовлетворение разных вкусов потребителей. Ассортимент выпускаемых напитков основан на применении фруктов, трав, экстрактов, настоев, сиропов, концентратов и т.п. Питательная ценность безалкогольных напитков обуславливается содержащимися в них сахарами - глюкозой, фруктозой и т.д. Кроме основной цели - утоление жажды - некоторые газированные напитки предназначены также для улучшения аппетита и повышение тонуса организма, восстановления сил и для диетических целей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика сырья

 

Безалкогольные напитки изготовляют из питьевой, минеральной питьевой воды, соков, настоев и экстрактов растительного сырья, продуктов пчеловодства, ароматизаторов, сахара или его заменителей и подсластителей с внесением вкусоароматических добавок, красителей и других компонентов.

В нашей стране традиционно выпускается большой ассортимент безалкогольных напитков. Наибольшее распространение получили напитки «Буратино», «Дюшес», «Ситро», «Тархун», «Колокольчик», цитрусовые -«Лимонный», «Апельсиновый», напитки сложного состава «Саяны», «Байкал» и некоторые другие, вырабатываемые из концентратов отечественного и зарубежного производства. В настоящее время разрабатываются технологии новых напитков с использованием натурального растительного сырья.

Производство безалкогольных напитков состоит из подготовки воды, приготовления купажа и затем напитка. Общей является классификация напитков в зависимости от внешнего вида, используемого сырья и технологии, степени насыщения диоксидом углерода, а также способа обработки продукта.

По внешнему виду напитки подразделяют на жидкие (прозрачные и замутненные), а также концентраты напитков, выпускаемые в потребительской таре. В зависимости от используемых сырья, технологии и назначения напитки делят на следующие группы: сокосодержащие, на пряно-ароматическом (вкусоароматическом) растительном сырье, на ароматизаторах, на зерновом сырье, специального назначения, а также искусственно минерализованные воды. В зависимости от степени насыщения диоксидом углерода жидкие напитки бывают сильногазированные, среднегазированные, слабогазированные и негазированные. Массовая доля диоксида углерода в сильногазированных напитках должна быть не менее  0,4 %, в среднегазированных - не менее 0,3 %, в слабогазированных - не менее 0,2 %. По способу обработки напитки бывают непастеризованные и пастеризованные, с применением и без применения консервантов; холодного, горячего или асептического розлива.

К сокосодержащим напиткам относят изделия, содержащие от 3 до     50 % сока. Напитки с содержанием сока 10-50 % можно именовать по названию сока («Клюквенный», «Вишневый»).

К напиткам, приготовленных на ароматизаторах, относят напитки, не содержащие сока, и изготовленные с использованием ароматических веществ (эссенций, эфирных масел, эмульсий, основ и др.), например, «Грушевый», «Дюшес», «Экзотик».

Напитки на пряно-ароматическом сырье содержат экстракты, настои, концентрированные основы или концентраты, полученные с применением растительного сырья («Золотая осень», «Вишенка»).

 

В напитках, вырабатываемых с использованием спиртованных соков, настоев растительного сырья или виноматериалов, допускается содержание спирта не выше 1 - 2 %.

Безалкогольные напитки на зерновом сырье имеют в своем состав продукты переработки зернового сырья (квасы «Московский», «Ароматный»).

Искусственно минерализованные воды приготовляют из питьевой воды добавлением неорганических солей («Содовая столовая», «Сельтерская столовая»).

Напитки специального назначения представляют собой витаминизированные, тонизирующие и с пониженной калорийностью безалкогольные напитка предназначенные для определенных категорий (спортсменов, детей, лиц испытывающих перегрузки, для больных, страдающих сахарным диабетом и др.). Для людей, больных диабетом, рекомендуют напитки, в которых сахар полностью заменен подсластителями или сахарозаменителями («Лимонный» «Апельсиновый»). Низкокалорийные напитки - это напитки с содержание! углеводов не более 5 %.

К концентратам напитков относят однородные, равномерно окрашенные сыпучие, гранулированные порошки, таблетки, а также сиропы представляющие собой густую, вязкую жидкость. Напитки из концентратов получают растворением порошка, таблетки или сиропообразной массы в вод /13/.

Из всего ассортимента безалкогольной продукции в наибольшем объеме выпускают газированные безалкогольные напитки.

Газированные безалкогольные напитки представляют собой насыщенные диоксидом углерода водные растворы смесей сахарного сиропа или сахарозаменителей, соков плодовоовощных спиртованных или натуральных экстрактов плодово-ягодных, овощных из растительного сырья (в том числе и зернового), настоев цитрусовых спиртовых, настоев трав и пряностей, вин эссенций, ароматических композиций пищевых, концентратов и концентрированных основ для напитков, красителей, пищевых кислот и прочих не компонентов.

Для производства газированных безалкогольных напитков используют сырье, полупродукты, отвечающие требованиям действующих ГОСТов и гигиенических заключений или имеющие разрешение органов СанПиНа РФ для применения при производстве данного вида продукции.

 

 

 

1.1 Вода

Вода — должна отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Кроме того, с учетом особенностей состава безалкогольных напитков, к воде предъявляются дополнительные требования. Жесткость и щелочность должны быть не выше 1,5 ммоль/дм³. Вода с избыточной щелочностью нейтрализует кислоты, вносимые в напитки, что приводит к их перерасходу. Соли жесткости образуют малорастворимые сое­динения с компонентами напитков, в результате появляется осадок.

Используемая для производства безалкогольных напитков вода, имеющая жесткость более 6 ммоль/дм³, а также при других отклонениях в составе, должна подвергаться обработке.

 

1.2 Сахар и подслащивающие вещества

 

Вносимый в напиток сахар придает ему сладкий вкус, смягчает кислотность, способствует ассимиляции ароматических веществ, вводимых в напиток. Сахар, применяемый для производства напитков, представляет собой сахарозу, получаемую из тростника или сахарной свеклы. Для производства напитков используют сахар в виде сахара-песка, сахара-рафинада или жидкого сахара. На вкус сахар должен быть сладкий, без сахар должен хорошо растворяться в воде, при этом раствор должен быть прозрачным.

Кроме сахара, в последние годы на заводах безалкогольных напитков широкое распространение получили подслащивающие вещества.

В настоящее время для этих целей в Российской Федерации применяют природные и синтетические подслащивающие вещества, а также смеси этих веществ. К числу указанных подслащивающих веществ, разрешенных к использованию в Российской Федерации, относятся: глюкоза, фруктоза, глюкозный и фруктозный сиропы, сорбит, ксилит, манит, глициризин, стевиозид, сахарин, аспартам, цикломат, ацесульфат К, неогесперидин ДС, сукралоза, а также их смеси.

 

1.3 Плодово-ягодные полупродукты

 

К плодово-ягодным полупродуктам относятся соки плодово-ягодные натуральные, соки плодовые и ягодные концентрированные, соки плодово-ягодные спиртованные, морсы плодово-ягодные спиртованные, концентрат для напитка «Яблоко», сиропы плодовые и ягодные натуральные, экстракты плодовые и ягодные, экстракты растительного сырья, а также получившие широкое распространение в Российской Федерации сокосодержащие основы напитков для приготовления напитков, соков, нектаров. Для изготовления основ сокосодержащих напитков в качестве исходного сырья используют экзотические плоды и полупродукты (соки, концентраты соков, фруктовую мякоть, пюре).

Ряд фирм (например «Делер Евроцитрус», «Каргилл» и др.) специализи­руется на разработке и производстве совершенно новых фруктовых концентратов и основ, так называемых мультифруктовых смесей, состоящих иногда из пятнадцати отдельных соков.

 

1.4 Пищевые кислоты

 

Для приготовления безалкогольных газированных напитков используют различные пищевые кислоты, в том числе лимонную, dl-винную, фторфосфорную, аскорбиновую, сорбиновую. Аскорбиновую кислоту применяют для витаминизации напитков, сорбиновую - для повышения стойкости напитков.

Взаимозаменяемость кислот устанавливается в следующих соотношениях:  1 г безводной лимонной кислоты соответствует 0,766 г       100 %-ной фторфосфорной, 1,047 г яблочной.

          Кислота лимонная (ГОСТ 908). Массовая доля лимонной кислоты не менее 99,5 %. Кислота виннокаменная (ГОСТ 21205). Это белый порошок или бесцветные крис­таллы кислого вкуса. Массовая доля винной кислоты 99,0 %. Используется для приготовления сухих смесей для напитков, так как менее гигроскопична, чем лимонная.

          Кислота dl-винная (ТУ 6-09-3938) синтезируется из малинового ангидрида и перекиси водорода. Это белый кристаллический порошок с массовой долей кислоты не менее 99 %. Используется как виннокаменная.

          Кислота ортофосфорная марки А - пищевая (ГОСТ 10678). По внешнему виду — сиро­пообразный раствор кислого вкуса, без запаха, с массовой долей ортофосфорной кислоты не менее 73,0 %.

           Кислота аскорбиновая (ГФ СССР, изд. X, ст. 6). Это однородный кристаллический порошок белого цвета, без запаха, кислого вкуса, массовая доля влаги не более 0,1 %, аскорби­новой кислоты не менее 99,0 %.

          Кислота молочная выпускается 40 % концентрацией 3-х сортов, массовая доля молочной кислоты не менее 35-37,5 %. Получают ее биохимическим путем, сбраживанием углеводсодержащего сырья молочнокислыми бактериями. Используют в производстве напитков на зерновом сырье.

 

1.5 Диоксид углерода

 

В зависимости от температуры и давления СО₂ может находиться в газообразном, жидком и твердом состояниях. Это бесцветный инертный газ или жидкость без запаха, объемная доля CO₂, жидкий СО (ГОСТ 8050). При обычных условиях это газ, хорошо растворимый в воде. Получают диоксид углерода из дымовых газов, образующихся при сжигании кокса, угля и природного газа, из различных карбонатов (известняк, мел), при сбраживании заторов в производстве спирта и пивного сусла.

 

 

 

1.6 Красители

 

Применяются для подкрашивания безалкогольных напитков. Подразделяются на натуральные и синтетические. К натуральным пищевым красителям относят колер, энокраситель, сафлоровый желтый, красители из ягод бузины, выжимок черники, кизила, вишни и других плодов и ягод, а также корнеплодов. К синтетическим красителям относятся тартразин Ф и индигокармин.

 Колер (ТУ 10-04-06-67) — раствор жженого сахара. По внешнему виду — густая жидкость темно-коричневого цвета, горького вкуса, с массовой долей сухих веществ 70,0 ± 2 %, кислот, в пересчете на лимонную, — не менее     0,8 %.

           Энокраситель (ОСТ 18-239) — получают из выжимок винограда красных сортов. Ос­новным красящим веществом является энин, относящийся к группе антоционинов. Настаивание выжимок проводят в воде или 1 %-м растворе НС1 в течение 12-20 часов. Полученный настой фильтруют и упаривают. Это жидкость темно-гранатового цвета, без осадка и мути.

Вкус и запах — слабо выраженный винный, кислый. Хорошо растворяется в воде. Массовая доля сухих веществ — не менее 30,0 %.

            Индигокармин (ТУ 18-16-143) — получают сульфитированием органического крае) теля индиго с последующей нейтрализацией. По внешнему виду — синевато-черная нерасслаивающаяся паста, массовая доля сухого остатка — не менее 45 %, красителя — не мене 22,5 %.

           Тартразин Ф — порошок оранжево-желтого цвета, без вкуса и аромата. Массовая дол красителя — не менее 85 %. По физико-химическим и органолептическим показателя должен соответствовать требованиям действующей НТД.

             Красители натуральные пищевые (ОСТ 18-405). В зависимости от вида используемого сырья выпускают концентрированными или порошкообразными. Концентрированные бузиновый, вишневый, виноградный, ежевичный, черничный, черноплодно-рябиновый черносмородиновый, фитолакковый; порошкообразный - свекольный. По внешнему виду концентрированные - густая сиропообразная жидкость, кисло-сладкого и слабо кислого вкуса; порошкообразный — интенсивного красного или темно-красного цвета. Массовая доля сухих веществ в зависимости от наименования – 35 - 68 %.

            Краситель свекольный порошковый (ТУ 10-04-04-19) представляет собой свекольный сок, обезвоженный методом сублимационной сушки. По внешнему виду - сыпучий мелкодисперсный порошок от красного до темно-бордового цвета, с массовой долей влаги не более 4 %.

 

 

 

 

 

 

1.7 Ароматические вещества

 

Ароматические вещества, используемые для производства напитков, в зависимости от способа получения разделяются на настои, экстракты и эссенции, приготовляемые из растительного сырья, синтетически душистых веществ и из смеси натуральных и синтетических душистых веществ, ароматические смеси (ароматизаторы), выпускаемые с красителями и без них, вкусо-ароматические основы, вкусо-ароматические смеси (эмульсии), ароматические композиции.

 

          1.8 Консерванты

             

            К консервантам, разрешенных для использования в производстве напитков относятся бензоат натрия, юглон, плюмбагин, сорбиновая и аскорбиновая кислоты.

 

 

2 Принципиально – технологическая схема производства среднегазированных безалкогольных напитков

 

2.1 Водоподготовка

 

 Учитывая ежегодно повышающийся дефицит воды, на заводах безалкогольных напитков используемая вода должна строго разделяться на воду, потребляемую для технологических целей и воду, расходуемую для промышленных целей (питание котлов, отопление помещений, охлаждение или нагревание полуфабрикатов или готовой продукции). На предприятиях должен быть организован сбор и многократное использование воды для промышленных целей. В зависимости от назначения воды к ее качеству предъявляются различные требования, что определяет характер и степень ее подработки.

Подготовку воды для технологических нужд производство безалкогольных напитков производят в соответствии с «Технологической инструкцией по водоподготовке для производства пива и безалкогольных напитков» ТИ 10-5031536-73-90, утвержденной НПО напитков и минеральных вод 20.12.1990 г. взамен ТИ 18-6-17-85 и ТИ 10-04-06-144-87. Изложение разделов инструкции, относящихся к подготовке воды для технологических нужд производства безалкогольной продукции, приведено ниже.

Вода, используемая в производстве безалкогольных напитков должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Вода питьевая». Однако к органолептическим, химическим и микробиологическим показателям воды, используемой для технологических нужд производства, предъявляются дополнительные требования.

К органолептическим показателям, определяющим качество воды в безалкогольном производстве, относятся: вкус, запах, цвет и прозрачность.

Вода, используемая для технологических целей производства напитков, должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь посторонних привкусов и запахов и соответствовать требованиям, представленным в таблице 1.

 

Таблица 1- Органолептические показатели

 

Показатель	Значение
Запах при 20 ºС и подогревании воды до 60 ºС, баллы, не более	0
Привкус при 20 ºС, баллы, не более	0
Цветность по платиново-кобальтовой или имитирующей шкале, град, не более	10
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более	10

 

 

Требования к качественному и количественному составу минеральных примесей, используемой в технологических целях безалкогольного производства, представлены в таблице 2.

 

 

Таблица  2 - Химические показатели

 

Показатели	Значение
Жесткость (общая), мг экв/дм3, не более	0,7
Щелочность, мг экв/дм3, не более	1,0
Минеральные примеси, мг экв/дм3 Марганец , не более	0,1
Железо, не более	0,1
Алюминий, не более	0,1
Сульфаты	100-150
Хлориды	100-150
Медь, не более	0,1
Цинк, не более	5,0
Нитраты, не более	10
Нитраты, следы
Свинец, не более	0,1
Кремний, не более	2,0
Мышьяк, не более	0,05
Фтор, не более	1,5
рН	3-6

 

Содержание активного хлора в воде после хлорирования должно составлять 6,0-10,0 мг/дм³, после дехлорирования содержание активного хлора  должно равно 0.

Микробиологические показатели воды, используемой в технологических целях безалкогольного производства, составляют: общее количество бактерий в 1 см³ неразбавленной воды, не более 25; количество бактерий группы кишечной палочки в 1 дм³, не более 3.

Способы водоподготовки. Подготовка воды в зависимости от качества исходной воды и вырабатываемого напитка включает следующие способы: обезжелезивание, осветление, обеззараживание, фильтрование, умягчение.

Выбор способа водоподготовки зависит от качества исходной воды, принятой технологии производства, мощности предприятия и определяется индивидуально для каждого завода с учетом присущих ему особенностей. Для получения воды, соответствующей требованиям безалкогольного производства, допускается использование комбинированных схем водоподготовки, включающих несколько способов.

 

 

 

 

 

 Осветление воды. Вода мутностью более 1,0 мг/дм должна быть специально обработана с целью ее осветления. Осветление воды проводят способом отстаивания и коагулирования.

            Отстаивание проводится в отстойниках периодического или непрерывного действия. Продолжительность процесса отстаивания зависит от размера взвешенных частиц, ее устанавливают опытным путем. Осветление воды происходит за счет силы тяжести, под действием которой взвешенные частицы осаждаются.

Коагуляцией достигается ускорение процесса осаждения коллоиднодисперстных примесей с частицами размером 0,1-10 мкм, содержащихся в воде. Наиболее типичными из этих примесей являются кремниевая кислота и гуминовые вещества.

Оборудование для проведения коагулирования включает в себя реактор для растворения коагулянта, оборудованный мешалкой или системой перфорированных труб для подачи сжатого  воздуха, дозатор,  смеситель и отстойник.

Осветление воды способом коагуляции достигается добавлением  коагулянта: сернокислого алюминия (A1₂(S0₄)₃· 18 H₂О) сернокислого железа (Fe₂ (SО₄)₃·9Н₂О), железного купороса (FeSО₄·7Н₂О), карбоната натрия (Na₂C0₃), гидроксида натрия (NaOH). Метод основан на протекании процесса гидролитической диссоциации указанных веществ и образовании хлопьев гидроксида алюминия или железа, выпадающих в осадок с находящимися в воде взвесями под действием силы тяжести. Коагулянты вводят в воду двумя способами: в виде раствора при объемном соотношении коагулянта - обрабатываемая вода 1:100 или в виде сухого измельченного порошка.

           Фильтрование воды проводят с целью удаления из нее грубодисперсных примесей с частицами размером более 1,0 мкм. Для фильтрования воды применяют открытые (самотечные) или закрытые (напорные) фильтры.

В открытые фильтры вода поступает самотеком, в закрытые подается насосом или из напорных баков под давлением, необходимым для преодоления сопротивления фильтрующего слоя и коммуникаций.

Фильтры закрытого типа в зависимости от фильтрующего материала или конструкции фильтрующего элемента подразделяются на песочные, угольно-песочные, пластинчатые, керамические.

Песочный фильтр представляет собой стальной цилиндрический сосуд, внутри которого укреплена решетка с отверстиями диаметром 1 мм. На решетку уложен слой мелкого гравия (5-7 см), слой крупного песка (5-10 см) и слой - (около 40 см) мелкого песка. Через распределительную головку подают в фильтр воду, она проходит через слой песка, фильтруется и отводится по патрубку, к которому прикреплен воздушник для удаления воздуха при заполнении фильтра водой.

 

 

 

Угольно-песочные фильтры используют для удаления из воды грубодисперсных примесей, красящих и запахообразующих веществ. Фильтрующие материалы представлены четырьмя слоями: гравий - 10 см; песок - 35-40 см; активный уголь - 15 см; гравий 10 см. Слой один от другого отделяют коррозиестойкими сетками.

Пластинчатые и керамические фильтры в зависимости от применяемых фильтрующих элементов можно использовать для обеззараживания воды.

Обезжелезивание воды осуществляют аэрированием, коагулированием, известкованием, катионированием, хлорированием.

Также можно обезжелезивать воду фильтрованием ее через песочный фильтр, в котором песок предварительно модифицирован. Модификация песка заключается в нанесении на его поверхность пленки из гидроксида железа и диоксида марганца.

Данный способ рекомендуется применять для вод с содержанием железа До 10 мг/дм. В результате обработки воды на песочных фильтрах достигается 80 % снижение содержания железа.

Для проведения процессов обезжелезивания можно использовать песочные фильтры марки ШЗ-ВФА, одно- и двухпоточные /4/.

Умягчение воды проводят для снижения общего содержания солей в ней (обессоливание) и, прежде всего, для уменьшения концентрации солей жесткости. Процесс умягчения характеризуется снижением следующих показателей: жесткости, щелочности воды, содержания ионов Са²⁺, Mg²⁺, сухого остатка.

Умягчают воду реагентным, термическим, ионообменным, электродиализ­ным и мембранным способами.

Реагентные способы умягчения воды (известковый и известково-содовый) основаны на связывании анионами содержащихся в воде ионов кальция и магния и катионами карбонат-ионов с образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок.

При известковом способе обработку воды проводят гидроксидом кальция, получаемым из свежеобожжонной извести после ее гашения. Данный способ эффективен для обработки воды с высокой кальциевой и низкой магниевой жесткостью.

При известково-содовом способе для устранения временной жесткости воды ее обрабатывают известью, а постоянной жесткости - кальцинированной содой.

Преимущества способов заключается в том, что они просты в исполнении и дешевы, а к недостаткам можно отнести большие производственные площади, образуется большое количество сточных щелочных вод, а также шлама при использовании реактора.

Установки для умягчения  воды  включают буферные  резервуары для необработанной воды, сборники-смесители, отстойники, фильтры, резервуары для умягчения воды, насосы, система трубопроводов.

 

 

Сборники-смесители наполняют водой до половины объема, добавляют. расчетное количество извести или соды, затем при перемешивании заполняют водой до полного объема.

После перемешивания перекачивают умягченную воду в отстойники, отстаивают ее в течение шести часов. Осветленную воду фильтруют через песочные или другие фильтры и направляют в резервуар умягченной воды.

При термическом способе жесткую воду подвергают умягчению нагреванием. При температуре кипения происходит разложение гидрокарбонатов с образованием почти нерастворимых в холодной воде карбонатов и выделением диоксида углерода. Наиболее полно реакция протекает при быстром удалении диоксида углерода, что наблюдается при кипячении воды с перемешиванием и продуванием воздуха.

При наличии в воде карбоната натрия (Nа₂СО₃) и бикарбоната магния [Мg(НСO₃)₂] кипячение воды неэффективно, так как карбонат натрия при этом | полностью остается в растворе, и образующийся карбонат магния удаляется не полностью. Содержащийся в воде карбонат натрия можно осадить хлористым кальцием. Для удаления карбоната магния рекомендуют горячее фильтрование.

Этот способ даст положительный эффект, в случае превышения содержания в воде ионов кальция и магния над гидрокарбонат-ионами.

По ионообменному способу для умягчения воды используют высокоэффективные синтетические ионообменные смолы, которые представляют собой высокополимерные, нерастворимые в воде органические вещества. Они состоят из трехмерной пространственной сетки (матрицы), содержащей ионогенные группы.

В воде активные группы ионитов диссоциируют на неподвижные, связанные с матрицей ионы и подвижные противоионы.

В зависимости от знака заряда противоиона иониты подразделяются на катиониты, аниониты и амфолиты. Катиониты применяют в основном для умягчения воды и удаления других катионов, которые содержатся в небольших количествах, а анионитами удаляют из воды кислоты и кислотные остатки.

Для умягчения воды используют Н- и Na-катиониты, в которых катионы натрия и водорода обмениваются на катионы кальция и магния солей жесткости. В результате Н-катионирования соли карбонатной жесткости разрушаются. При этом выделяется свободный диоксид углерода, а вместо солей некарбонатной жесткости образуются соответствующие анионам кислоты, и повышается кислотность умягченной воды. При умягчении Na-катионированием в воде накапливаются гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды натрия. Вследствие образования бикарбонатов натрия возрастает щелочность воды.

           Качество ионитов, применяемых в пищевой промышленности помимо отсутствия токсичности определяется химической и термической стойкостью,           механической     прочностью,      высокой            обменной

емкостью, быстрым установлением сорбционного равновесия, способностью к достаточно полной регенерации. В бродильных производствах используют катиониты: КУ-1; КУ-2; КУ-2-8; КУ-28.

Используют параллельное и последовательное Na-катионитовое и Н- катионитовое умягчение /5/.

Ионообменный способ целесообразно использовать при содержании солей до 1,5 г/дм воды, а при концентрации 1,5-10 г/дм³ экономически оправдан электродиализный способ.

Электродиализ представляет собой перенос ионов через ионитовые  мембраны под действием приложенного к ним электрического поля.    

Ионитовые мембраны изготавливают из смеси измельченного ионита и связывающего  материала (полиэтилена, полистирола). Ионитовые мембраны из-за наличия в них ионогенных групп являются электрохимически активными и обладают ионной селективностью. Ионитовые мембраны подразделяются на катионитовые и анионитовые. В электродиализном аппарате катионитовые  и анионитовые мембраны чередуются, образуя обессоливающие и концентрирующие камеры. На предприятиях по производству напитков используют электродиализные установки типа ЭОУ-НИИПМ-25 (М) БАУ (с фильтром БАУ) или типа ЭОУ-НИИПМ-25 (М) (без фильтра БАУ).

Электродиализная установка состоит из электродиализного аппарата «Родник» и пульта управления. Но применение электродиализного способа сопряжено с трудностями, вызванными необходимостью предварительной очистки обрабатываемой воды, так как вследствие осаждения слаборастворимых солей и засорения мембран коллоидными массами снижается эффективность работы электродиализных аппаратов.

Кроме того, эксплуатация этих аппаратов сопряжена со значительным расходом электроэнергии.

Мембранный способ умягчения воды, основанный на принципе обратного осмоса, может быть использован для обработки вод любого солесодержания.

При обессоливании воды этим методом жидкость нагнетают через полупроницаемые мембраны; они пропускают растворитель (воду), но задерживают растворенные вещества (гидратированные ионы солей и молекулы органических соединений). В процессе обратноосматической обработки исходная вода под давлением, превышающим осмотическое, подается в аппарат; из него выходят два потока: фильтрат, очищенный от растворенных веществ, и концентрат с увеличенным по сравнению с исходной жидкостью содержанием растворенных веществ.

Полупроницаемые мембраны - основная часть обратноосматического аппарата, они обуславливают эффективность его работы. Качество полупроницаемых мембран оценивают по значениям производительности и селективности.

 

 

 

Для обработки воды используются системы предварительной подготовки, состоящие из блока глубинных фильтров и блока дозирования стабилизирующих растворов, и системы мембранной подготовки, состоящие из блоков рулонных обратноосматических разделителей, а  также   сборников

исходной воды, пермеата, концентрата, моющих растворов, растворов кислот, дозировочных насосов и насосов высокого давления.

Блок глубинных фильтров (типа ФОЖ-2,5-0,11 с фильтрующими элементами типа ФВПТ-0,25-5) предназначен для очистки воды от примесей размером более 5 мкм.

Блок дозирования стабилизирующих растворов предназначен для введения в исходную воду веществ, препятствующих выпадению осадков труднорастворимых веществ на мембранах.

 Деминерализация воды осуществляется на мембранной установке типа МРР 120-21К-01, действие которой основано на принципе обратного осмоса. Установка МРР 120-21К-01 состоит из электронасосных агрегатов, блоков мембранных разделителей, емкостей, фильтров, датчиков и пульта управления с контрольно-измерительной аппаратурой, системы трубопроводов с арматурой. Также установка МРР 120-21К-01 укомплектована блоком промывки мембранных аппаратов.

В процессе обработки воды на мембранной установке происходи накопление осадков труднорастворимых солей на поверхности мембраны, что ухудшает селективность и проницаемость мембран. Для регенерации мембран фильтрующие элементы промывают раствором, состоящим из серной кислоты лимонной кислоты, триполифосфат, синтанол в течение 2-3 ч. В случае длительной остановки системы мембранной очистки предусмотрена ее консервация с использованием раствора, содержащего сульфат меди и серную кислоту.

Обеззараживание воды достигается фильтрованием ее через обеспложивающие фильтры, хлорированием, обработкой ионами серебра, бактерицидным облучением, ультразвуковыми волнами.

При обеспложивающем фильтровании микроорганизмы, содержащиеся в воде, задерживаются фильтровальными материалами (фильтр-картон, керамическими свечами) с порами диаметром 1,50-1,57 мкм.

Перед обеспложивающим фильтрованием воду пропускают через песочный фильтр или другой фильтр грубой очистки.

Хлорирование воды является наиболее распространенным способом ее обеззараживания. Растворение хлора в воде сопровождается его гидролизом с образованием хлористоводородной и хлорноватистой кислот. Хлорная известь разлагается в кислой среде с выделением свободного кислорода, а в нейтральной и щелочной - с образованием хлорноватистой кислоты, которая разлагается с выделением свободного хлора.

Свободный хлор и кислород воздействуют на протоплазму клеток микроорганизмов, инактивируя и дезинфицируя воду.

Хлор оказывает бактерицидное действие только на вегетативные формы микроорганизмов.

Для хлорирования воды применяют хлорную известь NaOCl₂ или хлорноватистый кальций Са(ОС1)₂.

Хлорная известь и гипохлорид кальция дозируются в воде в виде отстоенных 1-2 % растворов и выдерживают в течение двух часов.

Доза хлора зависит от количества микроорганизмов, а также от рН, жесткости воды и содержания в ней органических веществ. При наличии микроорганизмов, образующих споры, дозу хлора и продолжительность обработки воды увеличивают.

При хлорировании избегают получения избытка хлора. Перед хлорированием из воды должны быть удалены органические вещества, так как могут образоваться вредные хлорорганические соединения.

Преимуществами хлорирования воды являются быстрое действие хлора и простота оборудования, недостатком - остаточный хлор придает воде характерный привкус, а продукты его реакции с веществами типа фенолов –хлорфенольный запах.

Дехлорирование воды, то есть удаление из нее избытка свободного хлора после обеззараживания хлоросодержащими веществами, производят фильтрова­нием воды через слои активного угля или аэрацией.

В фильтрах с активным углем происходит сорбция хлоросодержащих веществ (НОС1, NHC1, NH₂C1), которые окисляя уголь до С0₂ восстанав­ливаются до хлоридов.

Для дехлорирования воды применяют активные угли (березовый, торфяной, косточковый, антрацитовый), устойчивые против истирания и имеющие размер зерен 1-3 мм.      

         Фильтр для активного угля представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, снабженный герметически закрывающимся люком,

 для загрузки и выгрузки активного угля, перфорированным диском, на который помещается слой активного угля высотой около 2 м.

Обработка воды ионами серебра основана на его бактерицидном действии на плазму  клеток микроорганизмов,  содержащихся в воде. Ионы серебра проникают внутрь микробной клетки, соединяются с протоплазмой и разрушают ее. Кроме того, ионы серебра, адсорбируясь на микробной клетке, играют роль катализаторов в процессе окисления плазмы кислородом воздуха.

Ионы серебра оказывают бактерицидное действие только на вегетативные формы бактерий. Доза серебра при обработке воды азотнокислым серебром, а также при контакте воды с посеребренным песком или при анодном растворении серебра составляет 0,03-0,5 мг/дм³, продолжительность процесса обработки воды - не менее двух часов.

Для обработки воды ионами серебра применяют ионаторы - сосуды, снабженные поплавками, погружаемые в обрабатываемую воду. На поплавках закреплены серебряные электроды, к которым подводится постоянный электрический ток.     Образующиеся   в   результате электролиза

 ионы серебра поступают в протекающую через ионатор воду и дезинфицируют ее.

При бактерицидном облучении воды стерилизация ее происходит вследствие фотохимического действия на протоплазму и воздействия ультрафиолетового излучения на ферменты клеток бактерий.

Основными факторами, влияющими на эффективность обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами, являются мощность потока поглощения излучения водой и сопротивляемость бактерий действию бактерицидных лучей.

В результате воздействия ультрафиолетового излучения погибают вегетативные и споровые формы бактерий.

Вода, подлежащая обеззараживанию бактерицидным облучением, должна быть малой цветности, не содержать коллоидных и взвешенных веществ, поглощающих и рассеивающих ультрафиолетовые лучи.

Для бактерицидного облучения воды применяются аргонно-ртутные, ртутно-кварцевые лампы с оксидными электродами и аргонно-ртутным наполнением. Под действием тока ртутные пары дают свет, богатый ультрафиолетовыми лучами.

Для обеззараживания воды применяют установки с непогруженными и погруженными источниками излучения ультрафиолетовых лучей. Бактерицид­ные лампы располагаются на пути следования потока воды.

 

2.2 Приготовление сахарного сиропа

 

2.2.1 Приготовление белого сахарного сиропа. Белый сахарный сироп представляет собой концентрированный водный раствор сахара.

Белый сахарный сироп готовят двумя способами: горячим и холодным. На предприятиях распространен горячий способ, применяя который можно получить стерильным сахарный сироп.

Для приготовления сахарного сиропа в сироповарочный котел задают рассчитанное количество воды и нагревают до кипения. Не прекращая, при перемешивании в котел загружают требуемое количество сахара (в котлах без механических мешалок сахар задают при температуре воды 40 – 50 °С). После полного растворения сахара раствору дают вскипеть, снимают образующуюся на его поверхности пену. Затем раствор сахара кипятят при перемешивании в течение 30 минут для полного уничтожения слизеобразующих бактерий.

При достижении в сиропе массовой доли сухих веществ в количестве 60-65 % варку прекращают. Сироп в горячем состоянии подают на фильтр. Для фильтрования сахарного сиропа применяют фильтры различных конструкций (сетчатые, тканевые, рамные).

Во избежание загрязнения сиропа микроорганизмами и потерь ароматических веществ, в процессе последующего купажирования отфильтро­ванный сироп охлаждают до 10...20 °С. Охлаждение производят рассолом или охлажденной водой в противоточных змеевиковых, пластинчатых теплообменниках или при помощи змеевиков, установленных в сборниках.

При варке сахарного сиропа холодным способом сахар растворяют при температуре 60…70 °С, затем фильтруют и охлаждают сироп.

Для приготовления сахарного сиропа могут быть использованы: производственный брак; промывная вода; пена, собранная при варке; остатки сахара из мешков, растворенные в воде. Такие растворы предварительно обрабатывают.

Наряду с белым сахарным сиропом на отдельных заводах используется жидкий сахар, доставленный на заводы безалкогольных напитков в специализированных цистернах.

 

2.2.2 Приготовление инвертного сахарного сиропа. Инвертным сиропом называют смесь равных количеств глюкозы и фруктозы, получающаяся в процессе гидролиза сахарозы при нагревании со слабыми органическими кислотами (лимонной, молочной кислотами).

Наряду с инвертным сахаром образуется продукт более глубокого распада сахаров - асиметилфурфурол, содержание которого регламентируется органами здравоохранения.

Инвертный сахарный сироп готовят следующим образом. В  сироповарочный котел наливают заданное количество воды, нагревают до  кипения и загружают необходимое количество сахара. После кипячения в  течение 30 минут сахарный сироп с содержанием сухих веществ 65...70 %  пропускают через фильтр-ловушку и охлаждают до 70 °С. После охлаждения в сахарный сироп вносят 50 %-ный водный раствор лимонной кислоты, смесь тщательно перемешивают и выдерживают при 70 °С в течение двух часов, периодически перемешивая. За 10 минут до окончания инверсии в сироп вносят активный уголь. Смесь выдерживают 10 минут, затем фильтруют, охлаждают до 20 °С передают в сборники для хранения.

Варку сахарного сиропа производят в открытых или закрытых эмалированных или изготовленных из нержавеющей стали медных, луженых котлах с паровым обогревом. Сироп в процессе варки перемешивают  механическими мешалками.

После  фильтрования  и  охлаждения  готовый  сахарный  сироп  подают насосом    в    закрытые    эмалированные,    алюминиевые    или    стальные    с антикоррозионным покрытием  сборники,  имеющие  мерные  стекла.  В  этих сборниках   готовый   сахарный   сироп   хранят   при   температуре   10...20 ºС. Сборники размещают на площадке над купажными аппаратами.

 

2.2.3 Приготовление колера. Колер представляет собой термическую обработку сахарозы. Для приготовления колера используют котлы разнообразных конструкций с огневым или электрическим обогревом.

Для удаления вредных газов, образующихся в процессе варки колера, над котлами устанавливают вытяжные зонты, а котлы, имеющие крышки, снабжают вытяжными трубами.

 

Колероварочный котел монтируют в изолированном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Для предохранения от брызг горячего колера обслуживающий персонал должен работать в фартуках, рукавицах и очках.

Для варки колера в котел вносят сахар, добавляют 1...2 % воды (от массы сахара), нагревают при постоянном перемешивании до температуры 160...165 °С, сахар начинает  плавиться и  приобретать  темно-бурую  окраску.

 Затем, прекратив нагрев, добавляют тонкой струей при перемешивании горячую воду температурой 75...90 °С в количестве 8 % (от массы загруженного сахара). Далее температуру в аппарате повышают до            180...200 °С и при этой температуре проводят карамелизацию сахара до появления темно-коричневого цвета.

Окончание карамелизации устанавливают по следующим признакам: горячая капля колера, нанесенная на стеклянную пластинку, не растекается; горячие капли колера при погружении в холодную воду твердеют и всплывают.

           По завершении варки массу охлаждают до 60 °С, а затем задают горячую воду с таким расчетом, чтобы после размешивания получить колер с

массовой долей сухих веществ не менее 70 ±2 %. Выход колера составляет около 105 % к массе израсходованного сырья. Длительность одного цикла получения колера 3...5 ч.

Колер хранят в закрытых эмалированных, алюминиевых или из нержавеющей стали сборниках, оснащенных рубашками для охлаждения и мешалками /6/.

 

2.3 Приготовление купажных сиропов

 

 Купажным сиропом называют полупродукт безалкогольного производства, представляющий собой смесь всех составных частей напитка.

Процесс приготовления смеси из отдельных составных частей напитка называется купажированием, а полученная смесь - купажным сиропом.

Купажирование – это основная и наиболее ответственная стадия производства, от которой зависят все показатели качества готовой продукции.

Перед купажированием, компоненты, составляющие  будущую композицию   купажа,   подвергают специальной   обработке. С этой   целью проводят детерпенизацию настоев, хранящихся в бочках,  предварительное растворение концентратов в горячей воде и фильтрование соков на фильтре. Затем компоненты насосом задают в сборники-мерники, откуда они по мере надобности направляются в купажный чан.

Сборники-мерники с компонентами купажа устанавливаются на  специальной предкупажной площадке, расположенной выше верхних купажных чанов не менее чем на 0,5 м в целях обеспечения самотека.

Объем сборников-мерников рассчитывают в следующем размере: для сахарного сиропа и спиртовых соков около 50 %, для кислот, эссенций и гасителей около 8 % объема купажного сиропа.

 

 

 Способы приготовления купажных сиропов. Купажные сиропы готовят в закрытых или открытых купажных, эмалированных, алюминиевых или изготовленных из нержавеющей стали чанах. Перемешивание в купажных чанах большой емкости производится лопастными или пропеллерными мешалками или диоксидом углерода через специально барботирующее устройство. В купажных чанах небольшой вместимости допускается перемешивание ручными мешалками. Купажные чаны оснащены рубашками для охлаждения купажного сиропа. Купажный сироп приготовляют холодным, полугорячим и горячим способами.

Холодный способ применяют для получения купажных сиропов при использовании цитрусовых настоев, пищевых эссенций, композиций и концентратов. В купажный чан набирают сахарный сироп температурой 8...15 °С и затем при перемешивании добавляют остальные полуфабрикаты в следующей последовательности: плодово-ягодный сок или экстракт, концентрат, вино, раствор кислоты, раствор красителя, цитрусовые настои, композиции и пищевые эссенции.

Все указанные компоненты тщательно перемешивают, фильтруют и охлаждают до 8...10 °С. Купажный сироп замутненных напитков фильтрованию не подвергают. При этом способе сохраняются натуральный вкус, аромат и цвет применяемого сырья.

Полугорячий способ заключается в том, что часть сока или вина задают в сироповарочный котел для варки с сахаром, а далее нагревают до кипения, а затем при размешивании добавляют кислоту и кипятят 30 минут, удаляя периодически образующуюся пену. Не допускают бурного кипения смеси, чтобы не улетучились ароматические вещества плодово-ягодных полуфабрикатов.

Смесь фильтруют в горячем состоянии, быстро охлаждают, перекачивают в сборники сиропа или купажные чаны. По достижении температуры 20 °С в сироп подают остальные 50-70 % сока или вина и другие компоненты согласно рецептуре напитка в той же последовательности, что и при холодном способе.

При полугорячем способе в напитке сохраняются вкусовые и  ароматические свойства плодово-ягодного полуфабриката.

Горячий способ основан на том, что всю норму плодово-ягодного сока и вина вносят в сироповарочный котел, нагревают до 50...60 °С и при t перемешивании засыпают все количество сахара. Далее процесс ведут так же, как и  при  полугорячем  способе. В  результате  варки   получают  хорошо осветленный сироп, приготовленные напитки имеют хорошую стойкость.

Недостатком полугорячего и горячего способов является частичная потеря  ароматических веществ при изготовлении сиропа/7/.

 Фильтрование и охлаждение купажных сиропов. После приготовления купажный сироп направляют на фильтрование. На большинстве безалкогольных заводов используют фильтр-прессы, в которых фильтрационным материалом служит фильтр-картон марки Т.

Отфильтрованный купажный сироп поступает затем в теплообменник для охлаждения до температуры 8...10 °С, а далее - в напорные сборники-мерники купажного сиропа.

Готовый купажный сироп должен быть совершенно прозрачным, без опалесценции и мути, осадка и посторонних взвешенных частиц, иметь хорошо выраженный вкус, аромат, цвет, свойственный данному виду напитка. Содержание сухих веществ в сиропе 30...45 % .

 

          2.4 Насыщение воды и напитков диоксидом углерода

 

          Процесс насыщения воды и напитков диоксидом углерода называется сатурацией.

Растворимость диоксида углерода в воде зависит от температуры и давления. Поэтому насыщение воды и напитков диоксида углерода считают целесообразным проводить при давлении газа 0,5...0,6 МПа и температуре воды 1...2 °С.

На растворимость СО₂ значительно влияют состав и концентрация растворенных в воде минеральных солей, и особенно соли жесткости, которые уменьшают растворимость в ней диоксида углерода, который частично ими связывается.

Присутствие в напитках воздуха, как и любого другого газа, снижает растворимость диоксида углерода, поэтому их перед сатурацией для более полного насыщения деаэрируют в специальном аппарате - деаэраторе.

На степень насыщения  воды  диоксидом  углерода  влияет; продолжительность контакта  газа с  жидкостью. Наибольшее   насыщение диоксидом углерода достигается в первые пять часов. Следовательно, продолжительность контакта между диоксидом углерода и жидкостью сверх оптимального времени практически не оправдана.

Степень насыщения воды и напитков диоксидом углерода зависит от площади контакта жидкости с газом. Чем больше площадь поверхности контакта жидкости с газом, тем больше растворяется диоксида углерода. Для насыщения воды диоксидом углерода применяют следующие способы: перемешивание воды с диоксидом углерода; распыление воды до Мельчайших частиц, смешивание ее в противотоке с диоксидом углерода, а затем дополнительное насыщение диоксидом углерода в процессе орошения тонких пленок воды в керамической насадке; перемешивание воды с диоксидом углерода, а также распыление ее до капель или тонких пленок и насыщение диоксидом углерода.

Для насыщения воды диоксидом углерода используют сатурационные установки (сатураторы). В зависимости от используемых способов насыщения води и напитка диоксидом углерода сатураторы подразделяют на смесительные, распылительные и комбинированные.

Для безалкогольной промышленности выпускают сатурационные установки Е 6-АССМ, АСАСММ, РЗ-ВСВ-3, РЗ-ВСВ-6, РЗ-ВСВ-12 и ВСБ.

Сатурационная установка Е 6-АССМ предназначена для использования на заводах небольшой мощности, состоит из следующих основных частей: сатурационной колонки, насоса подачи воды и электропусковой аппаратуры.

В сатурационной установке АСАСММ предусмотрена деаэрация воды с последующим насыщением ее диоксидом углерода. Установка состоит из деаэрационной и сатурационной колонок, двух насосов, электродвигателей и водоструйного эжектора.

Непрерывно действующая автоматическая установка РЗ-ВСВ-3 состоит из деаэрационной колонки, колонки насыщения и вихревых насосов.

Сатурационная установка ВСБ состоит из деаэрационной и сатурационной  колонки, сборника обратной воды, струйной насадки, эжектора и насосов.

 

2.5 Розлив напитков

 

Газированные напитки разливают по двум схемам:

- дозирование купажного сиропа → заполнение бутылок газированной водой → укупорка бутылок → перемешивание содержимого бутылок → бракераж напитка → наклеивание этикеток;

- деаэрация воды → перемешивание воды и купажного сиропа →  насыщение диоксидом углерода в водно-купажной смеси → заполнение  бутылок готовым напитком → укупорка бутылок → бракераж напитка → наклеивание этикеток (синхронно-смесительный способ).

Готовый купажный сироп температурой не выше 10 °С предварительно выдержанный в течение 2...4 ч дозируют в чистые бутылки по объему. Заполнение бутылок до номинальной вместимости газированной водой ведут в  изобарических условиях температурой не выше 4 °С. Кроме того, во избежание потерь диоксида углерода исключают резкий перепад между давлением в сатурационной установке и рабочим давлением в бачке разливочной машины.

 

2.6 Укупорка, бракераж и этикетирование

 

          Затем бутылки с напитком укупоривают кронен-пробкой или  полиэтиленовой пробкой. Для получения однородной смеси тотчас после Укупорки содержимое бутылок  тщательно  перемешивают с  помощью автоматического смесителя. Далее бутылки с напитком бракеруют путем их просмотра на световом экране. При этом контролируют отсутствие посторонних включений, мути и опалесценции, а также полноту налива, чистоту внутренней наружной поверхностей бутылок. Затем наклеивают этикетку на  этикетировочном  автомате,  допускается  наклеивание  этикеток

вручную. Бутылки с напитками укладываются в ящики или упаковывают в термоусадочную пленку и направляют на склад готовой продукции.

 

 

 

На заводах большой и средней мощности при производстве безалкогольных напитков применяют синхронно-смесительный способ, при котором в одних установках предварительно деаэрированную воду и сироп смешивают в определенных соотношениях, а затем смесь насыщают диоксидом углерода, в других - воду насыщают диоксидом углерода, после чего смешивают с сиропом.

При синхронно-смесительном способе достигают высокой степени насыщения напитков диоксидом углерода, стабильности их физико-химических показателей, а также исключает применение дозатора сиропа и перемешивающего автомата.

Для приготовления безалкогольных напитков применяют синхронно- смесительные установки Б2-ВРР16, РЗ-ВНС-1, РЗ-ВНС-2 и Ш4-ВНС.

Синхронно-смесительная установка Ш4-ВНС предназначена для  приготовления газированных напитков в потоке. Установка состоит из  основания, на котором смонтированы колонка насыщения, колонка деаэрации, струйная насадка, емкость для сиропа,      смесительная    колонка,

вихревые насосы, вакуум-насос. Установки оборудованы датчиками, контрольно-измерительной и управляющей аппаратурой. На отечественных заводах эксплуатируются различные типы синхронно-смесительных установок зарубежных фирм, в которых процессы насыщения воды и напитков диоксидом углерода не отличаются от рассмотренных выше.

 

          2.7 Хранение газированных безалкогольных напитков

 

            Готовые безалкогольные напитки хранят на складе готовой продукции. Помещение склада должно быть сухим и хорошо вентилироваться. Температуру в помещении поддерживают в пределах от 0 до 12 °С.

Газированные напитки транспортируют в ящиках. При этом летом их необходимо предохранять от нагревания, а зимой - от охлаждения /6/.

Склад готовой продукции должен вмещать не менее двухсуточной  выработки предприятия.

 

 

3 Расчет расхода сырья на 2000 дал напитка

 

Расход сырья на 2000 дал готового напитка рассчитывается с учетом содержания сухих веществ в сырье, содержания сырья в готовом напитке, прироста сухих веществ за счет инверсии сахарозы и фактических потерь сухих веществ ( в %): безалкогольные газированные напитки 4,35; сиропы товарные 2,8.

 

Таблица 3 - Рецептура на 2000 дал ( 20000 дм³ ) готового напитка “Лимонад”

 

Наименование сырья	Содержание сырья в готовом напитке		Содержание сухих веществ в сырье
	Единица измерения	Количество	Массовая доля, %	Масса сухих веществ в сырье, кг
Сахар	кг	2035,8	99,85	101,63
Кислота лимонная	кг	28,16	90,87	1,28
Эссенция “Композиция для купажа напитка Лимонад”	дм³	77,2	-	-
Колер	кг	19,2	70,00	0,67
Натрия бензоат	кг	3,54	99,00	0,17
Двуокись углерода	кг	83	-	-
Вода питьевая	дм³	20000	-	-

 

Расход сока на приготовление 2000 дал напитка рассчитывают как сумму расхода части сока, которая вносится в сороповарочный котел для совместного уваривания с сахаром, учитывая потери сухих веществ (р), и расхода части сока, которая вносится в купажный сироп, с учетом потерь сухих веществ ( p – p₁).

На варку сахарного сиропа расходуется 50 % сока. Расход сока, который вносится в сироповарочный котел (в кг в пересчете на сухие вещества),

 

 

 

где - содержание сока в 2000 дал готового напитка по рецептуре, вносимое с сахаром, кг;

        - фактические потери сухих веществ, % (=4,35)

 

                                              кг

 

Расход товарного сахара ( в кг на 2000 дал напитка) определяются по формуле

 

 

Расход лимонной кислоты на производство 2000 дал напитка состоит из количества кислоты, используемой для инверсии сахарозы, и количества кислоты, вносимой в купажный сироп.

 

 кг

 

Расход лимонной кислоты на инверсию сахарозы, кг

 

л

 

где - расход лимонной кислоты на инверсию 100 кг сахара (=0,75 кг).

 

 кг

 

Расход лимонной кислоты (в кг) в пересчете на сухое вещество

 

                                                      Л_св1=Л

 

где  - содержание сухих веществ лимонной кислоте, %.

 

 кг

 

Расчет лимонной кислоты с учетом потерь, :

 

Л_СВ2=

                                              кг

Расход товарной лимонной кислоты, вносимой в купажный сироп, без учета потерь, кг

 

                                                 кг

 

Расход лимонной кислоты, вносимой в купажный сироп, без учета потерь, кг

 

 кг

 

Расход лимонной кислоты, вносимой в купажный сироп, с учетом потерь (в кг в пересчете на сухое вещество на производство на производство 2000 дал напитка):

 

                                                    

                                                    

Общий расход кислоты с учетом потерь составит:

в пересчете на сухое вещество:

 

                                                      

                                                        кг

в натуральной массе:

 

Расход колера на приготовление 2000 дал готового напитка в пересчете на сухие вещества, кг

                                              

                                       

 

где - содержание сухих веществ в 2000 дал готового напитка по рецептуре, кг.

 

                                 кг

 

Расход колера в натуральной массе

 

                                                  

 

где - содержание сухих веществ в колере, %.

                                            %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Машинно-аппаратурная схема производства газированных безалкогольных напитков

 

Машинно-аппаратурная  схема производства газированных  безалкогольных напитков приведена на листе 3.

Вода, используемая для производства безалкогольных напитков, из сборника 32.1 насосом 16.10 подается для осветления на угольно-песочный I фильтр 29.2, а из него через промежуточный сборник 32.2 подается насосом 16.12 ля умягчения на катионитовый фильтр 33.1, далее в сборник 32.3. Отсюда умягченную воду насосом перекачивают для обеззараживания на ультрафиолет 35, далее - в промежуточный сборник 32.4. Затем подготовленная вода насосом 16.16 подается на теплообменник 10.3 и далее в сироповарочный котел 7 или; синхронно-смесительную установку 18.

Сахарный   песок, концентраты, лимонная кислота и   другое   сырье доставляют на завод автотранспортом.

Мешки с сахаром, поступившие на производство, укладывают на поддоны р с помощью автопогрузчика доставляют к месту складирования. По мере удобности сахар взвешивают на весах 1 и ссыпают в приемный бункер 3. Далее с помощью винтового конвейера 4 сахар направляют в промежуточный бункер 5  и далее в сироповарочный котел, куда насосом 16.17 подают подготовленную воду. Готовый сахарный сироп через фильтр-ловушку 8 насосом 9 подают для охлаждения на теплообменник ЮЛ и затем в сборник для хранения 11.1.

Банки с сиропом и концентратами напитков, ящики с кислотами и другими составляющими напитков поступают на склад для хранения. После соответствующей подработки составляющие купажного сиропа задают в сборники.

По мере надобности расчетное количество сырья и сахарный сироп из сборников 111, 111, 132, 133, 13.4 задают в купажный чан 15 откуда после тщательного перемешивания готовый купажный сироп насосом 16.1 перекачивают на фильтр-пресс 17, далее в сборник 11.2 и затем для охлаждения на теплообменник 10.2. Охлажденный купажный сироп поступает на синхронно-смесительную установку 18, где он смешивается с охлажденной водой, насыщается диоксидом углерода, затем полученный газированный напиток направляют на розлив.

Преформы поступают на станцию разогрева 36 для придания преформам пластичности, затем на агрегат выдува 37 для выдува бутылок. Готовые бутылки : поступают на розлив.

Пустые бутылки подают к разливочному автомату 20 в который поступает газированный напиток из синхронно-смесительной установки 18.

Бутылки с налитым напитком подают к укупорочному автомату 21, бракеражному автомату 22, этикетировочному автомату 24, накопительному столику 25, автомату для упаковки в термоусадочную пленку 26 и в термотоннель 27.

 

Готовую продукцию направляют в склад готовой продукции.

Забракованную продукцию после бракеражного автомата направляют в промежуточный сборник 23 и насосом 16.4 перекачивают в сборник для брака 28. Далее брак напитков насосом 16.5 подают на угольно-песочный фильтр 29.1 для удаления аромата и осветления, откуда брак поступает в фильтр с костяной крупкой 30 для снятия цветности и затем насосом 16.7 подают в вакуум-аппарат 31 для уваривания. Затем уваренный брак перекачивают насосом 16.8 в сборник 11.3, откуда в сироповарочный котел 7 для окончательного уваривания и кипячения.

 

 

5. Дефекты напитков

 

Основные дефекты напитков связаны с возникновением в них осадков. Нарушение стойкости вызывается причинами биологического и небиологического характера. Биологи­ческие помутнения появляются в результате развития различных видов микроорганизмов, которые в напитках могут потреблять сахар, органические кислоты, другие растворимые ве­щества.

Безалкогольные напитки представляют собой хорошую питательную среду для дрожжей, бактерий, плесневых грибов, в них присутствуют в небольших концентрациях азотистые вещества, витамины; рН напитков 2,5-4,0.

Признаки микробиологической порчи напитков:

• внешние изменения - появление мути, слизи, осадка, изменение окраски, появле­ние на поверхности колец, пленок;
• повышение давления в бутылке из-за накопления углекислого газа. При открывании образуется большое количество пены, наблюдается выброс напитка, иногда - разрыв бутылки;
• изменение вкуса, запаха. Появляется переброженный вкус, маслянистый привкус (признак развития лейконостока), вкус плесени и др.

Наиболее часто в напитках развиваются дрожжи. Они размножаются при наличии хотя бы небольшого количества кислорода, вызывают брожение в основном напитков на фруктовых соках. Осмофильные, устойчивые к высоким концентрациям сахара дрожжи вызывают порчу сиропов, концентратов. Инфицируют напитки также молочнокислые и уксус­нокислые бактерии.

Уксуснокислые нуждаются в присутствии кислорода, предпочитают рН не ниже 4, чаще размножаются в негазированных напитках и квасе, сбраживаемом в открытых емкос­тях, с образованием пленок на поверхности.

Молочнокислые бактерии образуют устойчивую муть и приводят к увеличению кислотности в продукте. К ним относят и слизеобразующие бактерии - лейконосток, которые превращают сахарозу в слизистый продукт декстран. Они попадают в напиток в основном с сахаром. Размножаются очень быстро при пониженной кислотности. В напитках на сахарозаменителях молочнокислые бактерии способны развиваться, потребляя в качестве источника питания лимонную кислоту.

Особое место среди бактерий - вредителей производства занимает кишечная палочка. Она определяется в качестве так называемого санитарно-показательного микроорганизма. Ее присутствие обычно не оказывает отрицательного влияния на продукт, но повышенные концентрации этих бактерий свидетельствуют о загрязненности напитков возбудителями желудочно-кишечной инфекции и другими патогенными микроорганизмами. Подробнее - в подразделе «Микробиологические показатели».

Плесневые грибы развиваются крайне редко, как правило - при плохом санитарном состоянии производства, в зонах застоя в емкостях, трубопроводах, придают характерный запах и вкус.

 

Предотвратить микробиологическую порчу напитков можно путем обеспечения хорошего санитарного состояния оборудования, трубопроводов, применения термической обра­ботки сахарных, купажных сиропов, создания высокой кислотности и степени насыщения диоксидом углерода готового продукта.

Из специальных методов повышения биологической стойкости используют пастери­зацию напитков на зерновом сырье и применение консервантов. В нашей стране разрешены следующие консерванты: бензойная кислота и се соли, сорбиновая кислота и ее соли, производные нафтохинона - юглон и плюмбагин.

Бензоат натрия применяется в настоящее время наиболее широко. В концентрации 0,07-0,1 % хорошо подавляет жизнедеятельность микроорганизмов. В большей степени действует на дрожжи и плесени, в меньшей степени - на бактерии. По внешнему виду - белый кристаллический порошок без запаха или со слабым запахом, вкус сладковато-соле­ный. Может раздражать кожу и слизистые оболочки, не обладает кумулятивной способностью, не проникает через неповрежденную кожу. Хранить в укупоренном виде можно до 10 лет.

Сорбиновая кислота - используется одна или в смеси с аскорбиновой кислотой соответственно в концентрациях 0,03 % и 0,005-0,01 %. Хорошо подавляет развитие дрожжей и плесеней. Представляет собой белый кристаллический порошок с легким характерным запахом. Плохо растворяется в воде. Используют чаще сорбат натрия, который содержит 83,5 % сорбиновой кислоты.

Производные 1,4-нафтохинона - юглон и плюмбагин - порошки желто-оранжевого цвета, воздействуют на различные виды микроорганизмов. Плохо растворимы в воде, лучше - в спирте. На стадии приготовления купажного сиропа вносят один из консервантов из расчета: на 100 дал напитка - 177 г бензоата натрия, 0,7 г юглона, 3 г плюмбагина, 300 г сорбиновой кислоты или 100 г смеси указанных консервантов с 500 г аскорбиновой кис­лоты. Применяют водные растворы, а юглон, плюмбагин - растворенными в спирте или в настое, эссенции, предусмотренных рецептурой. Вносят в купажный сироп до фильтрования, выдерживают 2 часа, для сорбиновой кислоты - 1 час, затем фильтруют.

Кроме биологических помутнений, в напитках могут образовываться осадки коллоидной природы. Коллоидные небиологические помутнения связаны с нарушением стабильности коллоидной системы напитков: дубильных пектиновых веществ и др., а также с химическими реакциями между составными частями продукта. При взаимодействии карбоната кальция, содержащегося в воде, с лимонной кислотой образуется осадок лимоннокислого кальция или появляется опалесценция напитка.

Помутнение и осадки могут также образовываться при взаимодействии солей железа с дубильными веществами соков и вин, с колером. В присутствии меди и кислорода активируются окислительные процессы,        в

 

результате которых осмоляются эфирные масла цитрусовых настоев. Пектиновые, белковые, дубильные и красящие вещества, которые содержатся в напитках в виде коллоидных растворов, под влиянием разных факторов (изменение кислотности среды, влияние тепла и т. д.) могут коагулировать с образованием взвесей.

Предотвращение коллоидных помутнений сводится к устранению причин, их вызывающих, с помощью технологических приемов: умягчение воды, фильтрование компонен­тов купажа или купажного сиропа, хорошее насыщение воды диоксидом углерода, что уменьшает окислительные процессы, и т. п.

 

 

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте рассмотрено производство пива с использованием светлого и карамельного солодов. На листах формата А₁ представлены показатели качества готового продукта, принципиально-технологическая схема, машинно-аппаратурная схема, план на отм. 0,00. На основании продуктового расчета и подбора оборудования описана машинно-аппаратурная схема производства среднегазированных безалкогольных напитков. На четвертом листе представлен план на отм. 0,00.

Проектом предусмотрен горячий способ приготовления сахарного сиропа, что позволит получить более стабильный в микробиологическом отношении продукт. Выбрана гибкая технологическая схема, позволяющая работать предприятию на разном сырье. Разработана универсальная система водоподготовки, которая позволяет скорректировать состав воды до оптимального значения. Выбранный синхронно-смесительный способ насыщения напитка углекислым газом обеспечивает наиболее полное удаление воздуха из воды, мельчайшее распыление воды в карбонизаторах, что способствует гомогенизации смеси купажного сиропа, воды и углекислого газа, а также высокой степени насыщения напитка.

 

 

Список использованных источников

 

1 Г.А. Ермолаева, Производство напитков // Пиво и напитки. - 2000. - № 4. -С. 54-55.

• Производство безалкогольных напитков: Справочник / Под ред. В.В. Рудольфа, А.В. Орещенко, Г.М. Яшкова. - Спб.: Профессия, 2000. - 360 с.
• Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производ­ства. - М.: Колос, 1999. - 448 с.
• Г.А. Ермолаева Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков / Ермолаева Г.А., Колчев Р.А. - М.: Академия, 2000. - 416 с.
• Дипломное проектирование завода по производству пива и безалкоголь­ных напитков / Под ред. К.А. Калунянц. - М.: Агропромиздат, 1987. - 272 с.

 Скачать: KURSOVAYa-PO-NAPITKAM-.doc