Tổng quan: Công nghệ sản xuất nước giải khát

Tổng quan: Công nghệ sản xuất nước giải khát

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

NƯỚC GIẢI KHÁT

Phân loại

• Nước chứa khí cacbonic

• Nước giải khát pha chế

• Nước giải khát lên men

• Nước giải khát chữa bệnh

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

CNSX NƯỚC GIẢI KHÁT PHA CHẾ

A NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT

1 NƯỚC

• Nước sử dụng phải đạt những tiêu chuẩn như :

– Chỉ tiêu cảm quan: nước phải trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ.

• Chỉ tiêu hoá lý: hàm lượng các muối và kim loại phải thoả mãn (TCVN6096:2004).

– Chỉ tiêu vi sinh

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

2 ĐƯỜNG - CHẤT TẠO NGỌT

• - Sử dụng các lọai đường kết tinh chất lượng cao như

RS, RE của các nhà máy đường Biên Hòa, Khánh Hội…

• - Saccharose rất dễ bị thủy phân Khi bị thủy phân, làm tăng độ ngọt của siro, hạn chế được sự tái kết tinh của Saccharose trong dịch siro và sản phẩm

3 KHÍ CO2

CO2 có thể thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau :

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

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

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

Yêu cầu kĩ thuật: khí CO2 trước khi đưa vào sử dụng phải

Vai trò của CO2 trong NGK

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

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

• Ngoài ra, CO2 hòa tan trong nước còn hạn chế được hoạt động của các tạp khuẩn, các vi sinh vật hiếu khí, giữ cho sản phẩm nước giải khát lâu bị hỏng

4 ACID THỰC PHẨM

• Acid citric, acid tartaric, acid malic

• Công dụng của acid thực phẩm:

– Tạo vị chua tự nhiên và dịu

– Ức chế VSV, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

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

5 CHẤT TẠO MÙI (HƯƠNG LIỆU)

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

• Hương liệu tự nhiên:

Bộ Y Tế(QĐ 505/BYT) và phải sử dụng đúng liều lượng cho phép

6 CHẤT TẠO MÀU

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

6 CHẤT TẠO MÀU

YÊU CẦU SỬ DỤNG

• Phẩm màu sử dụng phải đảm bảo độ tinh khiết và phải nằm trong danh mục cho phép của Bộ Y Tế hiện hành (QĐ 505/BYT)

• Liều lượng sử dụng nói chung: <= 0.03%

YÊU CẦU KHI SỬ DỤNG CHẤT MÀU

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

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

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

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

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

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

– Hg cadimi (là những chất độc)

7 CHẤT BẢO QUẢN

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

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

• Theo quy định của bộ Y tế năm 1998 (QĐ 867/BYT) thì liều lượng Acid Benzoic và Sodium Benzoate tối đa sử dụng trong chế biến nước giải khát 600mg/kg

B QUY TRÌNH SẢN XUẤT

1 Kiểm tra và xử lý nguyên liệu.

2 Chuẩn bị dịch syrup thành phẩm.

3 Bão hòa CO2( trực tiếp hay gián tiếp)- Phối trộn.

4 Chiết chai và hoàn thiện sản phẩm.

Bổ sung nước bão

Phối trộn syrup thành phẩm

Rót hỗn hợp vào chai Đóng nắp chai

Pha loãng syrup thành phẩm

Rót chai

Đóng nắp chai NGK

1.XỬ LÝ NƯỚC :

Mục đích của quá trình xử lí nước

• Làm sạch

• Làm mềm nước

• Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh cĩ trong nước

- Việc xử lí nước được chia làm hai giai đoạn : xử lí thơ

và xử lí tinh.

Xử lý nước thô:

 Mục đích: nhằm khử sắt, đồng thời loại bỏ các chất cặn bẩn, hữu cơ, diệt một phần vi sinh vật

và một phần làm mềm nước.

 Phương pháp: chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ bằng

2 tác nhân là: Oxy và Chlorine (Ca(OCl)2 ).

Xử lý nước thô

Nước khai thác

Ca(OCl) 2 10%

Tháp oxy hóa Bể phản ứng

Bồn lọc cát

Nước thô

Bể chứa

400 m 3

Bơm cấp Giếng CN 70-90 m 3 /h

Xử lý nước tinh

Xử lý nước tinh:

 Mục đích: làm giảm độ cứng của nước, đồng

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

 Phương pháp: sử dụng Ca(OH)2 để làm giảm

độ cứng của nước, sử dụng FeSO4.7 H2O làm

Nước thô

Đưa vào sản xuất

Đèn UV

Các phản ứng xảy ra như sau:

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

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

● MgCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ + Mg(OH)2 

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

Đồng thời trong nước lúc đó đã có Chlorine nên

sẽ xảy ra phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ theo phản ứng:

● Fe2+ + OCl- + 2H+  Fe3+ + Cl- + H2O

Fe3+ tác dụng với vôi tạo thành kết tủa Fe(OH)3dạng cặn bông:

● Fe3+ + 3 OH-  Fe(OH)3 

SAND FILTER

• A granular or coarse media filter.

• A close vessel usually cylindrical in shape

with rounded top, vent cock, baffle and lateral

underdrain pipe.

• Equipment for removal of suspended solids

after sedimentation.

FROM SANDFILTER

POLISHING FILTER

• Removes carbon residual, flakes of scales or rust

which may be break loose from the water line.

• Cylindrical vessel which contains fiber cartridge

• Maintenance includes periodic replacement of filter

cartridges and chlorine sanitation.

Polishing Filter

CARBON

PURIFIED

WATER

POLISHED WATER

POLISHING FILTER

2 BÀI KHÍ NƯỚC

M c ích: l ục Đích: l Đích: l àm tăng khả năng bão hòa

CO2

1 Đường nước vào 2 Aùp kế chân không.

3 Ống hút không khí vào 4 Vòi sen.

7 Bơm chân không 8 Ống tháo nước đã bài khí

ra 9 Phao.

Nước được đưa vào thiết bị bài khí theo đướng ống (1) Dưới tác dụng của vòi sen (4) nước được phun ra thành những tia nhỏ, và khi bơm chân không (7) hoạt động không khí sẽ tách khỏi nước và đi ra ngoài Không khí hút ra ngoài được lọc lại qua bình lọc (6), nhằm tránh cho nước vào bơm làm hỏng máy bơm Mực nước trong bình tách khí được quan sát bởi ống thủy (5) và được điều chỉnh bởi

– Những chất hỗ trợ như than hoạt tính, bột trợ lọc

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

đem đi lọc và làm lạnh.

•Ưu điểm của phương pháp:

– Rút ngắn thời gian hòa tan đường

– Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các vi sinh vật có trong đường và

nước sẽ bị tiêu diệt

– Nhiệt độ cao còn tăng khả năng chuyển hóa đường từ dạng saccrose sang glucose và fructose, từ đó làm tăng độ ngọt của dịch sirô, và có vị thơm hơn.

• Nhiệt độ nấu đường sẽ được khống chế trong khoảng từ 80 o đến 90 o C

Tác dụng của than hoạt tính, bột trợ lọc, acid

các tạp chất hữu cơ, hết mùi mật mía.

tượng bít lỗ vải lọc.

của nhiệt độ, nước … là các tác nhân chuyển hóa đường saccarose thành đường chuyển hóa.

Hình :Nồi nấu siro đường.

• 1 – Phễu nhập liệu;

• 2 – Đường nước vào;

• 3 – Nhiệt kế;

• 4 – Vỏ ngoài;

• 5 – Oáng thủy quan sát;

• 6 – Van lấy mẫu;

• 7 – Đường nước ngưng;

• 8 – Cửa tháo siro;

• 9 – Cánh khuấy;

• 10 – Vỏ trong;

• 11 – Đường hơi vào;

• 12 – Aùp kế hơi nước;

• 13 – Van an toàn.

Trình tự tiến hành nấu sirô đường

• Bơm nước vào và gia nhiệt nước lên đến 55 –

• Cho đường vào, hịa tan hết trong nước

• Gia nhiệt dung dịch đến sơi.

• Bơm dung dịch đường qua thiết bị lọc nĩng để tách tạp chất ra khỏi syrup.

Đầu tiên cho nước vào nồi.

Khi nhiệt độ nước khoảng 60oC, cho đường vào qua

phễu nạp liệu

Khi nhiệt độ nước đường đạt 70oC -75oC cho bột trợ lọc vàoKhi nhiệt độ dung dịch trong nồi đạt 80-90oC , ta bổ sung

than hoạt tính vào, Cho acid

Khống chế nhiệt độ dung dịch trong nồi khoảng 86 đến 90oC, giữ nguyên nhiệt độ này trong 40 đến 60 phút Tiến hành lọc nóng

5 Làm nguội dịch đường:

• Dịch đường (siro trắng) sau khi lọc xong được đưa qua hệ

• Tránh sự ngưng tụ nước trong bồn chứa tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.

• Giữ được hương thơm khi pha chế.

• Dịch đường sau khi được làm lạnh xuống thì được bảo quản trong thùng tráng men (hoặc thùng nhôm,thùng gỗ…)Thông thường trong các nhà máy lớn, ngưới ta thường chứa trong các bồn có đèn cực tím để tiêu diệt vi sinh vật, giúp bảo quản được tốt hơn và lâu hơn.

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

-Cảm quan: có mùi thơm của đường, không có mùi mật mía, trong suốt hoặc có màu vàng rất nhạt.

-Nhiệt độ: 20_250C

6 Pha chế syrup thành phẩm:

* Mục đích :

• Hòa tan các cấu tử có trong thành phần nước giải khát thành một dung dịch đồng nhất gồm: syrup trắng , acid thực phẩm, chất màu , chất mùi , chất bảo quản…

• Công thức pha chế (xác định hàm lượng từng loại nguyên liệu cần thiết cho vào pha chế ) là bí mật của mỗi nhà sản xuất, nó tuỳ theo từng loại sản phẩm

* Nguyên tắc pha chế:

• Dựa vào công thức pha chế thì cho cấu tử có số lượng nhiều vào trước, hương liệu luôn cho sau cùng, lúc này ít khuấy đảo nhất, nhiệt độ thấp nhất để tránh tổn thất hương

• Các cấu tử nguyên liệu cần được chuẩn bị trước ở dạng tối ưu nhất vì tiến hành pha chế ở dạng dung dịch Đối với nguyên liệu rắn thì phải hòa tan vào nước nóng, lọc và làm nguội trước khi phối trộn

7 Xử lý CO2

Lọc dd KMnO 4 ,

Na 2 CO 3

Lọc rửa nước

Lò đốt

Tháp cất Không

CO 2

Hệ thống làm lạnh

Lọc than hoạt tính

Lọc vải

R22

Hệ thống ngưng tụ

Bộ làm mát khí CO 2

Ghi chú :

Bơm dd MEA nghèo

dd MEA nghèo

Hỗn hợp khí

H 2 O

dd MEA

Bộ lọc

Thiết bị trao đổi nhiệt

CO2 chưa tinh sạch

Xử lý KMnO4

Trung hòa với Na2CO3

Lọc than hoạt tính

Lọc v i ải

CO2 tinh sạch

8 Pha chế, làm lạnh và bão hòa CO2:

• Bão hòa CO2 là quá trình truyền khối giữ pha khí là CO2và pha lỏng là dung dịch siro bán thành phẩm

• Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình này là áp suất

P và nhiệt độ T , ngoài ra còn có nồng độ các chất tan, lượng không khí, tạp chất, bề mặt tiếp xúc, thời gian tiếp xucù, tốc độ chuyển động giữ CO2 và dung dich, …

• Nhiệt độ: nhiệt độ càng thấp, độ hòa tan CO2 trong chất lỏng càng cao và ngược lại, thường hạ nhiệt độ dung dịch xuống 2-4 0 C.

trong dung dịch lỏng càng cao và ngược lại, thông thường từ 2-5 at.

• Bề mặt tiếp xúc: khi tăng bề mặt tiếp xúc giưã CO2 và khối chất lỏng thì tăng khả năng hòa tan CO2 vào khối chất lỏng đó.

• Ngoài ra nồng độ các chất hòa tan và chất điện ly có trong

Phương pháp pha chế

1.Phương pháp pha chế gián tiếp: nước sau khi

tiếp được đem phối trộn với dung dịch siro đã pha chế

2.Phương pháp pha chế trực tiếp: nước sau khi

9 Rửa chai

Nhiệt độ rửa chai phụ thuộc vào thiết bị và độ bền nhiệt của chất tẩy rửa và chai, thường không quá 80C.

• Hóa chất thường dùng là NaOH kết hợp với chất chống mốc Nồng độ của nó ảnh hưởng nhiều đến mức độ và thời gian rữa và nồng độ này phụ thuộc vào thiết bị.

10 Chiết rót và hoàn thiện sản phẩm

• Đối với nước ngọt có gas, khi tiến hành chiết rót không đúng kỹ thuật sẽ gây tổn thất CO2, làm giảm chất lượng nước giải khát

• Chiết rót nước ngọt có gas dựa trên nguyên tắc đẳng áp, đảm bảo được chất lượng sản phẩm, ít tốn hao CO2, ít bị không khí và vi

Hình: nguyên lý cấu tạo máy chiết chai

đẳng áp

1 - Thùng chứa nước ngọt;

2 - Van chiết;

3 - pittông nâng chai;

4 - Oáng nước ngọt vào thùng chứa;

5 - Khí nén;

6 - Van bảo hiểm;

7 - Phao có van không khí để điều chỉnh áp suất;

8 - Xilanh vòi chiết;

9 - Đầu xilanh ( hình loa kèn bằng cao su)

SƠ ĐỒ HOÀN THIỆN SẢN

PHẨM

Nước bão hòa CO 2 Syrup bán thành phẩm CO 2 , nước

Ổn định chất lượng

Chiết chai và đóng nắp

Gián

Nước Xử lý Bài khí

Pha chế sirô bán thành phẩm

Acid thực phẩm

Màu, Mùi, Chất bảo quản

Phối trộn Bảo hòa CO2 Làm sạch, khử trùng CO2

Chiết lon

Ghép mí

Lon

Kiểm tra,dán nhãn,

C CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC GIẢI KHÁT

• Cũng như một số sản phẩm khác, chất lượng nước giải khát được xét theo 3 tiêu chuẩn chính:

– + Tiêu chuẩn Hóa Lý

– + Tiêu chuẩn Vi Sinh.

– + Tiêu chuẩn Cảm Quan.

• Chất lượng các loại nước giải khát pha chế của thành phố Hồ Chí Minh được quy định theo tiêu chuẩn 53 TCV 140-88 Chỉ tiêu vi sinh vật theo TCVN 5042 – 1994 Chỉ tiêu cảm quan nước ngọt có CO 2

theo tiêu chuẩn 53 TCV 140 – 88)…