Báo cáo công nghệ sản xuất Nước ngọt có ga

NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

I. GIỚI THIỆU:
I.1. Vai trò của nước đối với sự sống:
“Ở đâu có nước, ở đó có sự sống”. Thật đúng vậy, đối với thế giới sinh
vật nói chung cũng như đối loài người nói riêng, nước đóng một vai trò hết sức
quan trọng trong quá trình sinh tồn và phát triển. Con người có thể uống nước
thay ăn nhưng vẫn có thể tồn tại trong thời gian dài nhưng cơ thể bò mất đi 2025% nước sẽ bò chết. Khoa học chứng minh rằng thời gian tồn tại của cơ thể khi
mất nước ngắn hơn 10 lần thời gian tồn tại của cơ thể bò đói.
Nước chiếm khoảng 65-70% khối lượng cơ thể, trong đó khoảng 50%
chứa trong các tế bào, phần còn lại tập trung trong máu và trong các dòch ngoại
bào. Nước đóng vai trò làm môi chất vận chuyển các chất từ ngoài vào tế bào
và từ trong tế bào đi ra ngoài, là tác chất cho nhiều phản ứng sinh hoá của cơ
thể: như phản ứng thuỷ phân…Nếu không đủ nước các cơ quan sẽ làm việc kém
hiệu quả, hàm lượng các chất độc trong cơ thể tăng cao do không đào thải
được, các khớp và cơ bắp bò đau nhứt. Khi thiếu nước nghiêm trọng, máu đưa
lên tiểu não thiếu người bò lảo đảo thậm chí không đi lại được. Người thường
xuyên không uống đủ nước sẽ có cơ bắp nhỏ và yếu, bộ máy tiêu hoá hoạt
động chậm, có thể bò tình trạng bủng nước do cơ thể giữ nước thải lại bù cho
việc không được cung cấp đầy đủ nước. Thức ăn và nước uống là nguồn cung
cấp nước cho cơ thể, trung bình mỗi người cần từ 2.5-3.5 lít nùc trong một
ngày, đồng thời cũng sẽ đào thải ra môi trường một lượng nước tương đương,
một phần nước cũng được tạo ra do quá trình oxi hoá các chất như: glucid,
lipid,…
Điều đáng chú ý là quá trình bài tiết nước ra khỏi cơ thể nhanh hay
chậm phụ thuộc rất nhiều vào thành phần của nước cung cấp. Các nghiên cứu
khoa học và thực tế cho thấy khi sử dụng các loại nước có chứa nhiều chất tan
có tác dụng sinh lý, không độc hại ví dụ như :đường, muối, vitamin,…thì nước
có khả năng giữ lại lâu hơn, đồng thời khi uống nước có các chất hoà tan còn

bổ sung một lượng muối khoáng kòp thời mà trong quá trình bài tiết nước các
chất này bò thất thoát theo. Cũng chính vì thế mà từ xa xưa, người ta đã biết
chế ra các loại thức uống để giải khát như nước nấu với gạo rang, nước nấu với
đậu xanh rang hoặc cơm cháy có có pha chút muối, người ta uống nước nấu với
râu ngô, rễ cỏ tranh, mía lao, nhãn lòng,…thói quen này vẫn giữ lại ở các vùng
nông thôn cho đến ngày nay. Vì vậy, uống một cốc nước có các chất dinh
dưỡng hoà tan dù sao vẫn tốt hơn uống một cốc nước nhạt. Nước ngọt có gas ra
đời cũng nhằm vào ba mục đích chính: cung cấp nước cho cơ thể( vì nước giải
khát có từ 85-90% thành phần là nước), cung cấp năng lượng cho cơ thể, tạo
Trang 1


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

cảm giác sản khoái cho con người bởi mùi vò đặc trưng. Cho nên có thể nói
nước ngọt có gas là một sản phẩm thức uống tiện lợi và bổ dưỡng.
I.2. Giới Thiệu Về Nguyên Liệu:
Nguyên liệu dùng trong nước giải khát (NGK) thường rất đa dạng, thành phần
của tuỳ thuộc vào từng loại sản phẩm. Nhưng chung qui được sản theo công
thức: NGK = nước + đường + CO2 + hương vò +màu sắc.
I.2.1. Nước:
Đối với NGK, nước là nguyên liệu chính yếu không thể thiếu được. Yêu cầu
trước tiên của nước là phải trong suốt, không màu, không có mùi vò lạ, không
chứa các vi sinh vật gây bệnh. Ngoài ra phải thoả mãn các chỉ tiêu về độ cứng,
độ kiềm, độ oxihoá, độ cặn.
Nước dùng trong sản xuất NGK là nước rất mềm hoặc ít ra là phải nước mềm,
thích hợp nhất là nước có độ cứng tạm thời khoảng 0.7 mgE/l và độ cứng vónh
cữu khoảng 0.4-0.7mgE/l (1mgE =20,04mg ion Ca2 += 12,16 mg Mg2+).

Số lượng các tế bào vi sinh vật trong nước cũng là một tiêu chuẩn quan trọng
trong chất lượng nước. Trong 1ml nước có không quá 100 tế bào vi sinh vật nói
chung, riêng đối vi khuẩn E. coli thì không được quá 3 tế bào trong 1 lít.
Hàm lượng các muối phải thoả các yêu cầu sau:
• Hàm lượng Clo: < 0.5 mg/l.
• Acid sunfuric : < 80 mg/l.
• Asen
: < 0.05mg/l.
• Chì
: < 0.01 mg/l.
• Flo
: < 3 mg/l.
• Kẽm
: < 5 mg/l.
• Đồng
: < 3 mg/l.
• Sắt
: < 0.3 mg/l.
• Độ oxi hoá
: < 2 mg/l.
I.2.2. Đường:
Đa số NGK đều chứa khoảng 8-10% đường, chủ yếu là dùng đường tinh luyện
RE. chất lượng đường RE được cho trong bảng sau:
STT
Các chỉ tiêu
1
Độ pol (%)
2
Độ ẩm (%)
Trang 2

Độ yêu cầu
99.80
0.05


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

3
4
5
6

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Hàm lượng tro (%)
Hàm lượng tạp chất
(ppm)
Hàm lượng đường khử
(%)
Độ màu St (%)

0.03
0.03
0.03
1.20

I.2.3.CO2
Vò ngon và độ tạo bọt của nước giải khát được hình thành phần lớn là do hàm
lượng CO2 quyết đònh nhưng không tách rời sự có mặt của các chất hoà tan

khác như: muối khoáng, đường, tarin, pectin, protit, và các sản phẩm thuỷ phân.
Tuy nhiên, CO2 hoà tan trong nước vẫn là yếu tố quan trọng tạo ra nhiều phản
ứng hoá học giữa các chất làm cho mùi vò ngon và dòu hơn. Ngoài ra, CO2 hoà
tan trong nước còn hạn chế được hoạt động của tạp khuẩn giữ cho nước lâu
hỏng. Gas CO2 trước khi đưa vào sử dụng phải có hàm lượng không thấp hơn
99.9%. Về cảm quan: Gas CO2 phải không có mùi cay, mùi hôi của các tạp
chất hữu cơ.
I.2.4. Hương vò:
Hương thơm là một trong những thành phần quan trọng trong thành phần của
nước giải khát. Tuy chỉ chiếm hàm lượng rất ít nhưng nó tạo cho NGK mùi
thơm đặc trưng và mùi ngát dòu. Một ml hương liệu phải hoà tan hoàn toàn
trong 1 lít nước và không vẫn đục.
Trong sản xuất NGK, để tạo cho nước vò chua dòu người ta thường dùng một số
axít thực phẩm như: citric, tactric,… Khi hoà tan acid citric trong nước, dung dòch
phải trong suốt và không có mùi lạ.
I.2.5. Màu sắc:
Màu tạo cho NGK có màu đặc trưng, hấp dẫn người tiêu dùng. Chất màu
thường được nhập từ nước ngoài trừ màu cola, xá xò có thể tận dụng từ quá
trình caramen hoá. Màu trước khi sử dụng phải qua phải qua đánh giá cảm
quan kiểm tra lại cường độ màu theo mẫu chuẩn của nhà máy. Phẩm màu sản
xuất phải đạt tiêu chuẩn của vệ sinh, không bò cặn đục khi để lâu, hoà tan tốt
trong nước.

Trang 3


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
Nước

Đường
RE

Xử lý sơ
bộ

Nấu

Xử lý
tinh

Lọc khung
bản

Than
hoạt tính

Bột trợ
lọc
Cặn

Khói lò

Chai

Rửa khí

Rửa chai

Xử lý tinh

Kiểmtra
chai

Làmnguội
Hương
liệu
Phẩm
màu

Bão hoà
CO2

Trộn đònh
lượng

Chất bảo
quản
Chiết chai

Nắp chai

Đóng nắp

Dán nhãn

À

Trang 4

Đóng kiện

Thành
phẩm


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

III. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
III.1. NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC:

Không khí

Nước giếng
2+

3+

Oxi hóa Fe thành Fe
Lắng
Lọc cát
Lọc than
hoạt tính
Làm mềm
nứơc

Nước cấp
cho
nồi hơi

Chiếu UV
Lọc màng

Nước tinh

Ơ ĐỒ XỬ LÍ NƯỚC

III.1.2.Nước :
Nước chiếm đến hơn 90% thành phần nước giải khát có gas. Do đó, nước
dùng trong sản xuất nước giải khát có gas đòi hỏi phải đạt chất lượng để đảm bảo
chất lượng cho sản phẩm. u cầu xử lí nước được đặt ra nhằm:
a/Đạt các tiêu chuẩn hố lí:
• Loại bỏ tạp chất cơ học: cặn, tủa, các hạt lơ lửng…
• Loại bỏ các ion kim loại (giảm đến hàm lượng cho phép):Fe, Mg, Ca,
các kim loại nặng: As, Hg, Pb, Cr, Ni…
• Loại bỏ chất hữu cơ tan và khơng hòa tan trong nước.
b/Đạt các tiêu chuẩn cảm quan: trong suốt, khơng màu, khơng mùi, khơng
vị.
c/Đạt các tiêu chuẩn về vi sinh: vơ trùng.
Chỉ tiêu vi sinh của nước theo TCVN 6096:1995
Trang 5


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

STT
1
2
3
4

Chỉ tiêu
Coliform tổng số
Coliform faecalis
E.Coli
Sunfite-Reducing
clostridia

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

u cầu(số VSV/100ml)
0
0
0
0

III.1.3.Xử lí nước:
Oxi hố Fe2+ thành Fe3+:
a/Mục đích:
Trong nước ngầm, sắt tồn tại dưới dạng Fe2+ khó xử lí nên chuyển Fe2+ về
Fe3+ dễ xử lí hơn dựa vào tích số tan của chúng.
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ T=10-37.5
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 ↓ T=10-15
b/Các biến đổi:
Nước giếng ở độ sâu 100m được bơm lên tháp làm thống cưỡng bức. Trên

đường ống có sự bổ sung dung dịch Clorine 5ppm nhờ bơm. Nước được phân
phối vào bộ phận xối tưới hình chữ thập. Bên dưới là các tấm nhựa được bố trí
hình zic zắc , từ đó nước chảy thành những tia liên tục. Bề mặt tiếp xúc của nước
và khơng khí tăng lên. Q trình oxi hóa diễn ra:
4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O
Fe2+ + ClO- + 2H+ = Fe3+ + Cl- + H2O
Ngồi ra, dung dịch clorine cho vào còn có tính diệt khuẩn.
Lắng:
a/ Mục đích:
Làm tủa ion sắt nhờ dung dịch phèn nhơm, trong q trình các keo tủa lắng
xuống có sự kết hợp các hạt lơ lửng có kích thước nhỏ làm tăng kích thước hạt
lắng, giúp tách được cả hạt lơ lửng.
b/ Các biến đổi:
Dung dịch phèn nhơm được cho vào với vai trò là chất đơng tụ để trợ lắng
tách các hạt keo có kích thước 1-100µm.Cơ chế hoạt động: chất đơng tụ trong
nước tạo thành các bơng hiđroxit lắng nhanh trong trường trọng lực. Các bơng này
có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp chúng lại với nhau do giữa các
hạt có sự tích điện trái dấu.
Chất đơng tụ thường dùng là muối sunfat của nhơm hay sắt hay hỗn
hợp(phèn nhơm hay phèn sắt).Tuy nhiên phèn nhơm được sử dụng bởi vì khi sử
dụng phèn sắt:
+Dung dịch có tính axit mạnh, ăn mòn thiết bị.
+Bề mặt các bơng keo tụ ít phát triển hơn.
+Có sự tạo thành các phức nhuộm tan mạnh.
Trang 6


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Bồn lắng được thiết kế có sự thay đổi dòng đột ngột để tăng hiệu quả lắng.
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ T= 10-32
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ T=10-37.5
T:tích số tan.
Khi [M3+]x[OH-]3 > T : tủa tạo thành.
pH hoạt động hiệu quả từ 5-7.5. Phèn nhơm được xử dụng ở dạng dung dịch
50%.
Lọc cát:
a/ Mục đích:
Xử lí các cặn lắng mà q trình lắng khơng tách được.
b/ Các biến đổi:
Bồn lọc cát thực chất là thiết bị lọc nhiều lớp.Lớp mơi trường lọc trên là cát
(>50cm). Tầng sỏi bao gồm: lớp sỏi lớn ở đáy dày khoảng 20cm, lớp sỏi nhỏ ở
trên dày khoảng 15cm. Nước từ bể lắng được dẫn qua bồn lọc cát, khi đi qua các
lớp vật liệu cát, sỏi, các hạt cặn, các keo tụ và một số vi sinh vật bị giữ lại. Vận tốc
lọc tối ưu 5m3/giờ.m2.
Có hai bồn lọc cát được sử dụng ln phiên nhau. Cứ mỗi 3h, khởi động bồn
thứ hai đồng tiến hành rửa ngược dòng bồn lọc nhờ máy nén khí, các cặn bám bị
thổi tung lên sau đó theo dòng chảy ra ngồi.
Lọc than hoạt tính:
a/ Mục đích:
Tách loại các chất hữu cơ hòa tan cũng như khơng hồ tan chưa được xử lí ở
các q trình trên đồng thời tách được lượng Clorine còn lại trong nước nhờ cơ
chế hấp phụ.
b/ Các biến đổi:
Nước vào bồn lọc than chảy qua các lớp lọc . Ở đây có sự liên kết giữa các
phân tử chất hữu cơ cũng như Clo với chất hấp phụ là than hoạt tính (chất hấp phụ
khơng cực hấp phụ chất bị hấp phụ khơng cực). Ngồi cơ chế hấp phụ , các lớp
than hoạt tính còn có vai trò như các lớp lọc.

Trên cùng là lớp than hoạt tính có kích thước nhỏ nhất ,bên dưới lần lượt là
hai lớp than có kích thước tăng dần. Bề dày các lớp theo thứ tự là >50cm, 20cm,
15cm. Vận tốc lọc tối ưu là 5m3/giờ.m2.50cm.
Sau một thời gian hoạt động, chất lượng than giảm dần, khả năng hấp phụ
các chất kém do các lỗ xốp đã đầy. Do đó, cần phải giải hấp phụ cho than để tái sử
dụng. Hơi nước được sử dụng để lơi cuốn các chất hữu cơ cũng như Clo làm sạch
các lỗ xốp phục hồi hoạt tính cho than.
Làm mềm nước:
a/ Mục đích:
Giảm nồng độ các ion Ca2+ , Mg2+ cùng các ion kim loại nặng khác.
b/Các biến đổi:
Trang 7


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Nước được dẫn vào thiết bị trao đổi ion dạng hình trụ chứa các hạt nhựa
cationit(RH). Cơ chế hoạt động dựa trên bản chất trao đổi ion. Đó là q trình
tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi các ion chứa trong nó
bằng các ion khác có trong dung dịch. Các chất cấu thành pha rắn này được gọi là
ionit. Các ionit có thể là vơ cơ và hữu cơ, có thể là chất tự nhiên hay nhân tạo. Với
các đặc tính vượt trội (bền cơ học và hóa học), các ionit hữu cơ nhân tạo ngày
càng được sử dụng rộng rãi.
RnM + nH+
nRH + Mn+
Sau thời gian sử dụng nhựa cần được hồn ngun để tái sử dụng. Dùng
dung dịch acid Clohidric HCl để tái sinh nhựa cationit.
Xử lí UV:

a/ Mục đích:
Tiêu diệt các vi sinh vật có trong nước.
b/ Các biến đổi:
Nước được dẫn qua thiết bị chiếu UV có dạng hình trụ nằm, bên trên có gắn
các bóng đèn chiếu tia UV.Tuy nhiên, để xử lí đạt hiệu quả cao thì lớp nước khơng
q dày, ngồi ra còn phụ thuộc tốc độ dòng chảy, cơng suất đèn UV.
Lọc màng:
a/Mục đích:
Loại bỏ các cặn , tạp chất nhỏ nhất mà các q trình xử lí trước chưa tách
được,kể cả xác vi sinh vật. Ngồi ra nó cũng loại bỏ được các chất tan có kích
thước phân tử lớn hơn kích thước lỗ xốp của màng.
b/Các biến đổi:
Cơ chế hoạt động: chất tan bị giữ trên màng lọc vì kích thứơc phân tử của
chúng lớn hơn đường kính lỗ xốp hoặc do ma sát phân tử với thành lỗ xốp của
màng. Chất liệu làm màng lọc từ vật liệu polime: polietylen, đồng polime etylenpropylen được Flo hóa, politetraetylen, aceto butyrat xenlulo,…song phổ biến nhất
là acetat xenlulo.
Do màng acetat xenlulo bị phá hủy ở 50oC nên khi làm việc cần tránh nhiệt
độ cao.Tốt nhất là làm việc ở nhiệt độ bình thường. Khi tăng áp suất làm việc ,
năng suất máy tăng theo do động lực q trình tăng. Tuy nhiên, áp suất tăng làm
màng bị ép chặt, giảm tính xun thấm. Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt và khối lượng
riêngdung dịch giảm nên khả năng xun thấm tăng. Tuy nhiên lúc này áp suất
thấm lọc tăng và màng bị chảylàm cho khả năng xun thấm giảm.
Cấu trúc thiết bị phải đảm bảo bề mặt màng trong một đơn vị thể tích lớn,
tháo lắp đơn giản, bền cơ học và kín. Thiết bị làm việc dưới áp suất 1.5-4.5atm,
nhiệt độ(32-38oC), vận tốc dòng 5.5m/s.
Bảng

:Tiêu chuẩn nước của nhà máy Tribeco
Trang 8

NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Vị trí lấy mẫu

Tên chỉ tiêu
Fe
Nước trong bể lắng Clorine
pH
Fe
Nước qua lọc cát
Clorine
pH
Tổng cứng
Nước qua lọc than
Clorine
Mùi
Vị
Nước qua cột khử Tổng cứng
cứng
pH
pH
Fe
Nước qua lọc màng Tổng cứng
(tinh)
Tổng kiềm
Vi sinh
Màu, mùi, vị

Độ trong

Mức chất lượng
< 0.3 ppm
5ppm
6.5 – 7.5
< 0.3 ppm
5ppm
6.5 – 7.5
< 50 ppm
0
Khơng mùi
Khơng vị
< 20 ppm
6.5 - 9
6.5 -8
0.1 ppm
< 20 ppm
< 50 ppm
Khơng nhiễm vi sinh
vật
Khơng màu, mùi, vị lạ
Trong

Tiêu chuẩn của nước đạt được sau khi xử lí tinh:
+Độ cứng: < 20 ppm
+Hàm lượng chất khơ: < 600 ppm
+Hàm lượng Clo: < 0,5 ppm
+Hàm lượng SO42-: < 80 ppm
+Hàm lượng Asen: < 0.05 ppm

+Hàm lượng Chì: < 0.01 ppm
+Hàm lượng Kẽm: < 5 ppm
+Hàm lượng Đồng: < 3 ppm
+Hàm lượng Sắt : < 0.3 ppm

Trang 9


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

III.2.NẤU SYRUP:

Nước

H3PO4

Đường
RE

Than
hoạt tính
Bột trợ
lọc

Nấu

Lọc khung
bản

Cặn

Làm nguội

Dd Syrup
1.Tiến hành:
• Dẫn nước đã xử lý vào nồi nấu nâng nhiệt độ lên 50-600C.
• Cho đường vào nồi tiếp tục nấu đồng thời cho H3PO4 vào để thuỷ phân
đường.
• Đến 700C cho than hoạt tính vào.
• Đến 800C cho bột trợ lọc vào.
• Giữ 80-850C khoảng 30 phút.
• Sau đó đưa qua thiết bị lọc khung bản.
• Dịch đường qua lọc được làm nguội.
2.Mục đích các cơng đoạn:
Nấu đường:
9 Nhằm hồ tan đường đồng thời có H3PO4 sẽ thuỷ phân Saccaro làm tăng vị
ngọt.
C6H12O6 + C6H12O6
C12H22O11 t0
o
o
T =80-90 C, pH=5.5-6.5
9 Ở nhiệt độ đó các VSV lẫn trong ngun liệu cũng bị tiêu diệt.
9 Nước cho vào để hồ tan đường thành dung dịch.
Trang 10


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

9 Than hoạt tính cho vào nhằm hấp phụ màu, mùi và các chất hữu cơ có trong
ngun liệu. Có than hoạt tính q trình lọc cũng dễ dàng hơn.
9 Bột trợ lọc có tác dụng làm tăng kích thước của các hạt rắn tránh hiện
tượng bít lỗ lọc trong q trình lọc dịch dường.
Ngun liệu cho một mẻ nấu :
¾
¾
¾
¾
¾
¾

6500 kg đường trắng.
2300 kg nước.
6,4 kg than hoạt tính.
6,4 kg bột trợ lọc.
Thời gian nấu: khoảng 3 giờ.
Nhiệt độ nấu: 80-90oC.

Lọc đường:
Dùng thiết bị lọc khung bản để lọc dung dịch đường sau khi nấu nhằm loại bỏ tạp
chất, than hoạt tính và bột trọc lọc.
Ta sử dụng kết hợp với bơm tuần hồn và có thể hồn lưu trở lại nồi nấu tránh
hiệu tượng than hoạt tính và các chất khác chui qua lỗ lọc có kích thước lớn. Dịch
đường đạt khi trong, khơng còn cặn. Q trình lọc phụ thuộc vào nhiệt độ và độ
nhớt của dung dịch lọc:
Khi nhiệt độ càng cao thì độ nhớt càng giảm nên dễ lọc.

Thiết bò nấu đường:
Có thể dùng thiết bò trao đổi nhiệt bằng hơi nướcthiết bò có hai vỏ, làm bằng
Inox đường kính 1.3m, chiều cao 2.6m đường kính nắp 24cm.
Phương pháp vận hành:
Kiểm tra:
¾ Vệ sinh thiết bò,
¾ Kiểm tra nguồn nước và hơi nước cung cấp
¾ Kiểm tra vải lọc.
Vận hành:
¾ Mở khoá cung cấp nước.
¾ Khởi động cánh khuấy.
¾ Mở khoá cung cấp hơi váo thiết bò.
¾ Khi nhiệt độ trong nồi đạt 50-60OC thì mở nắp cho đường RE
vào.
¾ Đến 700C cho than hoạt tính vào, 800C cho bột trợ lọc, 850C
kết thúc quá trình nấu.
Trang 11


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Làm nguội:
Mục đích: làm nguội nhằm tránh sự tổn thất hương khi pha chế đồng thời tránh
sự ngưng hơi nước trong bồn làm mơi trường cho VSV nhiễm vào.
Dịch đường sau khi lọc được bơm qua thiết bị làm lạnh hạ nhiệt độ xuống khoảng
22oC trong khoảng thời gian ngắn.
Dòch đường thụ được phải đạt tiêu chuẩn: trong suốt, màu trắng nhạt, thơm ,
không có mùi mía mật.

III.3. SẢN XUẤT CO2:
Khói lò

Nước rữa

Khí lạ

Rửa khí

Nước lạnh

Hấp thu CO2

Dung môi
MEA

Giải hấp CO2

Làm nguội

Làm nguội CO2

dd.NaCO3

Lọc CO2

dd.KMnO4

Tách ẩm

Nén hoá lỏng

CO2 tinh

CO2 có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của nước ngọt, CO2 làm cho
mùi vò của nước ngọt trở nên dòu hơn, làm tăng thêm tính chất giải khát của sản
Trang 12


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

phẩm. Đặc điểm của quy trình sản xuất CO2 là tạo ra khí CO2 tinh khiết, không
màu, không mùi, đảm bảo chất lượng vệ sinh thực phẩm.
1. Nguyên liệu:
Nguyên liệu để sản xuất CO2 có thể tận dụng khói lò từ nguồn khí thải
của nhà máy. Các lò đốt sử dụng dầu DO thải ra rất nhiều CO2 dưới dạng
khói. Sản xuất CO2 từ khói lò vừa có thể xử lý được khí thải bảo vệ môi
trường.
2. Rửa khí:
Trong khói lò ngoài các khí còn có rất nhiều tạp chất rắn khác như muội
than, bụi,… do đó khói lò sẽ được rửa bằng nước để loại bỏ bụi bẩn và đồng
thời rửa bằng nước có tác dụng làm nguội khói nhằm tăng khả năng hấp thu
CO2 sau này.
3. Hấp thu CO2:
Để tách CO2 ra khỏi hỗn hợp gồm nhiều khí la ïphải tiến hành hấp thu
CO2 bằng dung môi đặc hiệu, dung môi hấp thu phải có đặc điểm chỉ hấp thu
mạnh CO2 mà không hấp thu hoặc chỉ hấp thu rất ít các khí khác, dung môi
phải dễ hoàn lưu. đây, dùng dung môi MEA(mono ethanol amin).

4. Giải hấp thụ CO2:
Sau khi qua tháp hấp thu, dòng dung dòch ngậm CO2 sẽ được đưa qua
thiết bò giải hấp thụ bằng cách gia nhiệt dung dòch lên khoảng 120-135oC, khí
CO2 sẽ được giải phóng và dung môi MEA được làm nguội trước khi hoàn lưu
lại thiết bò hấp thu.
5. Làm nguội:
Khí CO2 vừa được giải hấp ở nhiệt độ khá cao do đó cần phải làm nguội
về nhiệt độ bình thường nhằm tạo điều kiện cho quá trình lọc khí sau này.
6. Lọc CO2:
Mặc dù khí CO2 được hấp thu bằng dung dòch đặc hiệu nhưng CO2 thu
được trong quá trình giải hấp vẫn chưa đạt độ tinh khiết để có thể dùng trong
thực phẩm. Vì vậy quá trình lọc nhằm loại tất cả các khí lẫn vào. Cho dòng khí
qua tháp lọc gồm hai lớp dung dòch Na2CO3 và KMnO4, sau khi qua tháp lọc tất
cả các khí lạ đều bò trung hoà hoặc bò oxi hoá :

Trang 13


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

KMnO4 + 3SO2 +2H2O =
Na2CO3 + H2S
=

2MnO4 + K2SO4 + 2H2SO4
Na2S
+ CO2
+ H2O

7. Tách ẩm:
Dòng khí CO2 sau khi qua tháp lọc sẽ được tách ẩm, khử màu, khử mùi
bằng cách thổi qua lớp hấp phụ rắn là than hoạt tính.
8. Nén khí CO2:
Để bảo quản, khí CO2 chế phẩm phải được nén vào các bình chứa ở áp suất 1012 at, ở nhiệt độ -8oC.
III.4.CHAI:
1. Rửa Chai:
Người ta thường dùng chai thủy tinh, chai nhựa, lon… để làm bao bì cho
các loại nước giải khát. Đối với chai thủy tinh thì hầu hết sử dụng lại, một ít
được bổ xung mới.
Chai dùng để chứa nước giải khát, đặc biệt là nước giải khát có ga đồi
hỏi phải có khả năng chòu áp lực cao, chòu được sự thay đổi đột ngột về nhiệt
độ, có kích thước xác đònh nếu dùng hệ thống rữa chai, chiết rót tự động.
* Mục đích: quá trình rữa chai nhằm loại bỏ toàn bộ tạp chất có trong
chai, chuẩn bò cho quá trình chiết rót, đảm bảo sản phẩm không bò ảnh hưởng
do chai dơ.
Thường ở các nhà máy lớn thì rữa chai theo phương pháp tự động hóa,
mức độ rửa chai sạch tùy theo nhiệt độ, nồng độ hóa chất , áp lực phun nước
kèm tác dụng cơ học.
Nhiệt độ rữa chai phụ thuộc váo thiết bò 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 Stabilon
hay Divobrite. Nồng độ của nó ảnh hưởng nhiều đến mức độ và thời gian rữa
và nồng độ này phụ thuộc vào thiết bò.
Thời gian rữa chai càng dài thì mức độ sạch và diệt khuẩn càng cao,
thường kéo dài từ 10 đến 25 phút bao gồm các công đoạn sau: ngâm rửa sơ bộ,
rửa trong dung dòch tẩy rửa thời gian còn lại là rửa lại bằng nước nóng, lạnh và
tráng lại bằng nước vô trùng.
* Thiết bò rửa chai :

Có rất nhiều, đa dạng về chủng loại, nhưng nguyên lý hoạt động hoàn
toàn như nhau: chai được ngâm trong nước nóng, sau đó là dung dòch NaOH,

Trang 14


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

tiếp đến chai được phun nước nóng và cuối cùng được tráng rửa bằng nước
lạnh.
+ Máy rửa chai M_6:
Chai bẩn theo băng tải xích được chuyển đến dải “chiếu nghỉ” trước cửa
máy. Chúng được dồn theo hàng vào máng 12, Nhờ cơ chế truyền động máng
12 đổ nghiêng vào “hàm” máy và nâng lên đến vò trí nằm ngang, sau đó hất
chai vào catset. Hàng catset và chai theo băng xít chuyển dòch từng bước xuống
phía dưới bụng máy. Ở đây chai được phun nước ấm 30_35°C để rửa sơ bộ .
Sau đó chai chuyển dòch qua khay đựng NaOH 1.5 % với nhiệt độ 65 °C, rồi đi
vòng qua hệ thống vòi phun NaOH với áp lực phun 3 at. Tiếp đó chai được qua
3 khu vực: nước nóng 65°C (8), nước ấm 35°C (7)và nước lạnh (5), rồi cuối
cùng chai được đổ máng 14 và chuyển vào máy chiết chai.
+ Máy rữa chai Hydro_Jet:
Là loại máy rữa xích tải hoạt động nhờ hệ thống truyền động từ động cơ
đến bánh xe thông qua bộ giảm tốc dẫn động cho xích tải. Xích tải có gắng các
gàu (pocket) chứa chai, sẽ đưa chai lần lượt qua các khu vực thực hiện quá trình
tẩy rửa và sát trùng, đó là các khu vực:
+ Tráng và rữa sơ bộ: dùng vòi phun xòt với công suất lớn, nước rửa tuần hoàn.
Sau khi qua khu vực này chai sẽ được làm sạch các vật lạ.
+ Ngâm chai trong dung dòch tẩy rửa: dung dòch tẩy rửa thường là NaOH chứa

trong các bồn chứa, chai được nhúng chìm trong dung dòch NaOH, cùng với
nhiệt độ cao sẽ tiêu diệt các vi sinh vật và làm giảm sức căng bề mặt của cặn
bám vào chai.
+ Phun rữa: chai được phun rữa cả bên trong lẫn bên ngòai bởi các dãy tia (6)
phun dung dòch NaOH nóng. Các cặn bám vào chai bò tách ra và cuốn theo
dung dòch.
+ Tráng rữa: để làm sạch hết NaOH, chai sẽ đi qua 2 dãy vòi phun rữa ngoài, 3
dãy vòi phun rữa bên trong bằng nước nóng. Sau đó chai đi qua 2 vòi phun rửa
bên ngoài và 2 vòi phun rửa trong bằng nước đã qua xử lý lần 2.
+ Thoát nước: chai ở tư thế úp ngược, do trọng lực nên nước chảy xuống và ra
ngoài. Khu vực này có lắp các bộ phận thu nước nhằm tránh nước bám ngược
trở lại vào miệng chai.
Sau khi qua máy rửa chai được kiểm tra bằng dung dòch Methylene Blue và
Phenolphtalein nhằm kiểm tra lượng NaOH dư, nếu đạt tiêu chuẩn thì đi qua

Trang 15


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

khâu kiểm tra bằng đèn chiếu nhằm loại những chai dơ, những chai bò khuyết
tật. Sau đó chai đạt tiêu chuẩn thì đi qua máy chiết.
Đối với dây chuyền sản xuất nước giải khát thì lon được tráng rữa bằng
nước nóng trong máy rữa lon, rồi theo băng tải vào máy chiết.
III.5.TRỘN ĐỊNH LƯNG:
Đây là khâu khá quan trọng trong công nghệ sản xuất NGK, trộn sẽ quyết
đònh đến độ đồng nhất về màu sắc, hương vò, độ ngọt,… mà các yếu tố này có
quyết đònh đến chất lượng của sản phẩm nước ngọt có gas.

Các ngyên liệu gồm nước, phẩm màu, đường, hương liệu sau khi đã được
chuẩn bò kó càng sẽ được đưa vào phối trộn bằng máy, dưới tác dụng của các
lực cơ học (cánh khuấy) sẽ khuếch tán các hạt ngyên liệu hoà tan vào nước tạo
dung dòch đồng nhất. Tỉ lệ phối trộn được cho dưới bảng sau (tính cho 1000 lít
nước giải khát thành phẩm):

Nguyên liệu
Đường, kg
Axit citric, kg
Hương liệu, kg
Màu, lít
Nước, lít

Tiêu hao ngyên liệu
102.51
0.28
1.5
30.8
911.2

III.6. BÃO HOÀ CO2:
Với vai trò hết sức quan trọng của CO2 như đã nêu trên, dung dòch sau khi
phối trộn phải được bão hoà CO2 để tạo nước uống có gas. Bão hoà CO2 chính
là quá trình truyền khối tạo hấp thụ của CO2 vào nước giải khát.
Yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất đến độ bão hoà CO2 là áp suất và nhiệt
độ, ngoài ra còn chòu ảnh hưởng của nồng độ, tạp chất của các chất hoá hoà tan
trong dung dòch, mức độ khuyếch tán và kích thước của cá hạt keo, bề mặt tiếp
xúc giữa CO2 và dung dòch, thời gian tiếp xúc cũng như tốc độ chuyển động:
• Nhiệt độ càng thấp thì độ hoà tan của CO2 vào lỏng càng cao và ngược
lại.

• p suất càng cao, khả năng hấp thụ vào lỏng càng cao và ngược lại.

Trang 16


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

• Tăng bề mặt tiếp xúc giữa CO2 và các giọt lỏng thì sẽ tăng khả năng
hoà tan CO2 vào lỏng.
Độ hoà tan của CO2 vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất được cho ở
bảng sau (tính theo gam/lit):
P(at)

0.5

1.0

2.0

4.0

6.0

T(oC)
0

4.161

-

8

-

-

5

3.478

5.548

8.322

13.870 19.481

10

3.219

4.638

6.957

11.595 16.233

12

2.683

4.332

6.488

10.830 15.162

18

2.553

3.578

5.367

8.945

12.523

20

2.533

3.378

5.067

8.445

11.324

• Sự có mặt của không khí trong dung môi sẽ làm hạn chế khả năng bão
hoà CO2, tốt nhất ta nên tách không khí của dung dòch trước khi bão hoà
bằng phương pháp hút chân không.
• Nhiệt độ: hạ thấp dung dòch cần bão hoà xuống còn 4-6oC là điều kiện
tốt nhát cho quá trình bão hoà CO2, nếu hạ nhiệt độ thấp hơncó thể làm
đông tụ hoặc kết tinh một số chất như đường saccharo chẳng hạn và như
vậy sẽ làm vẫn đục nước ngọt .
• p suất: thường được khống chế từ 10-12 at, ở áp cao hơn thì thiết bò
phức tạp, vận hành khó khăn.
• Bề mặt tiếp xúc: tăng bề mặt tiếp xúc giữa hơi CO2 và lỏng bằng cách
tạo các màng lỏng chảy rất mỏng tạo điều kiện tăng cường tiếp xúc pha.
Thiết bò bão hoà CO2 :

Trang 17


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Ta có thể sử dụng phương pháp sục thẳng khí CO2 vào dung dòch , tuy nhiên
khả năng bão hoà CO2 sẽ không cao và tổn thất CO2 sẽ rất lớn. Với quy mô
công nghiệp thường sử dụng các tháp hấp thu, điển hình là tháp mâm xuyên lỗ
: CO2 được cho vào từ dưới lên, và lỏng cần bảo hoà được phân phối từ trên
xuống, hai pha sẽ tiếp xúc nhau ở các mâm và thực hiện quá trình truyền khối.
III.7.CHIẾT RÓT:
Nguyên tắc:
Nước ngọt chiết theo nguyên tắc đẳng áp, đảm bảo chất lượng sản phẩm ít

bò tổn hao, ít bò khôg khí và các vi sinh vật xâm nhập ảnh hưởng xấu đến chất
lượng sản phẩm. Dựa trên sự cân bằng giữa áp suất trong chai và ngoài bồn để
nước ngọt từ từ chảy vào chai, khi áp suất trong chai và bồn phân phối cân
bằng nhau, nước ngọt rơi tự do theo trọng lượng.
• Thời gian chiết đến đến máy đóng nắp khoảng 4-5 giây, thời gian này
càng ngắn càng tốt để tránh tổn hao CO2.
• Nhiệt độ của sản phẩm trong quá trình chiết rót:6-8 oC.
• p suất chiết rót:1.4-1.6 at.
Sau khi chiết , đóng nắp nước ngọt sẽ được kiểm tra lưng đầy trước khi vô két
xuất xưởng.
IV. SẢN PHẨM VÀ CHỈ TIÊU CHẤT LƯNG SẢN PHẨM NƯỚC NGỌT CÓ
GAS:
IV.1.Một Số Sản Phẩm Đặc Trưng:
Tên
sản
phẩm
Xá xò
Bạc hà
Nước chanh
Nước cam
Soda
Soda chanh

Loại bao bì

Đặc trưng sản phẩm

Chai 200ml, 285ml, lon
Chai 200ml
lon

Chai 200ml, 285ml, lon
Chai 285ml, lon
Chai 285 ml

Màu nâu, vò nồng hơi chua
Màu xanh bạc hà, vò the
Không màu, vò chua, hương chanh
Màu đỏ cam, vò nồng, hương cam
Không màu
Không màu, hương chanh

IV.2. Chỉ Tiêu Chất Lượng Sản Phẩm:

Trang 18


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

Chất lượng sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng và hàm lượng của từng
loại nguyên liệu được đưa vào sản xuất bao gồm: đường, acid thực phẩm, gas CO2,
hương liệu, phẩm màu, và chất bảo quản. Hàm lượng của từng loại nguyên liệu cần
được sử dụng với mức độ thích hợp, theo đúng tiêu chuẩn chất lượng đăng ký. Giá trò
hàm lượng có thể khác nhau ở từng cơ sở sản xuất, khu vực sản xuất, giữa các dạng
sản phẩm nhưng tất cả đều phải tuân theo những quy đònh chung. Chất lượng của nước
giải khát được xét theo ba tiêu chuẩn:
• Tiêu chuẩn hoá lý .
• Tiêu chuẩn cảm quan.
• Tiêu chuẩn vi sinh.

Chất lượng của các loại nước ngọt có gas ở thành phố Hồ Chí Minh được quy đònh
theo tiêu chuẩn 53TCV.140.88. tiêu chuẩn này được áp dụng cho sản phẩm nmước
ngọt được sản xuất từ ngyên liệu: đường, phẩm màu, acid thực phẩm, hương liệu,…
các chỉ tiêu này được trình dưới các bảng sau:
Quy đònh về chỉ tiêu chất lượng cảm quan :
STT Chỉ tiêu
1
Độ trong
Màu sắc
2

3

Mùi

4

Vò

Yêu cầu
Dung dòch trong suốt, không có cặn , không
có vật thể lạ
Màu đặc trưng của sản phẩm, cụ thể:
• Xá xò: màu nâu
• Nước chanh: không màu
• Bạc hà: màu xanh bạc hà
Đặc trưng cho từng loại sản phẩm: mùi cam,
mùi chanh, mùi dứa,…
Vò ngọt, hơi chua, có cảm giác tê lưỡi do
CO2

Quy đònh hàm lượng của từng loại nguyên liệu có trong nước ngọt có gas:
STT
1
2

3

Chỉ tiêu
Hàm lượng đường tổng
(tính bằng gam/lít)
Hàm lượng CO2 (tính bằng gam/lít)
Hàm lượng acid, chuyển ra đơn vò acid citric
(tính bằng gam/lit) nằm trong khoảng
• xá xò
• bạc hà

Trang 19

Yêu cầu
≥ 98
≥2
0.2-1.2
0.5-1.0
0.2-0.4


NƯỚC NGỌT CÓ GAS
•
•

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

cam
chanh

0.6-0.8
1.0-1.2

4
5

Đường hoá học
Không được có
Hàm lượng chất bảo quản
(0.3±0.02)
(tính bằng gam/lit)
Quy đònh về hàm lượng kim loại nặng trong nước giải khát (TCVN.số 42.90)
STT Tên kim loại , quy cách
1
Đồng (Cu) tính bằng mg/l
2
Thiết (Sn) (mg/l)
3
Kẽm (Zn) (mg/l)
4
Chì (Pb) (mg/l)
5
Asen (As) (mg/l)
6

Thuỷ ngân (Hg) (mg/l)
Tiêu chuẩn về vi sinh vật :
STT
1
2
3
4
5

Tên chỉ tiêu
Tổng số vi khuẩn hiếu khí
( số khuẩn lạc/ml)
E. coli (con/l)
Vi khuẩn gây đục
Nấm men, nấm mốc
Vi khuẩn gây bệnh đường
ruột

Yêu cầu
≤10
≤150
≤10
≤0.3
≤0.2
không được có

Yêu cầu
Không đóng chai
< 50000

đóng chai
< 100

3
Không được có
Không được có
Không được có

Không được có
Không được có
< 100
Không được có

Trang 20


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

V.THÀNH TỰU VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN:
Nhìn chung trong những năm vừa qua, ngành công nghiệp nước giải khát phát triển
rất mạnh không chỉ về mặt kinh tế mà còn cả về công nghệ.
Về mảng công nghệ, các công ty đã dần dân hiện đại dây chuyền sản xuất của mình
theo hướng tự động hoá.
Chủng loại sản phẩm ngày càng đa dạng về mẫu mã, màu sắc, hương vò…
Tận dụng triệt để năng lượng thứ cấp, phế phẩm của các quá trình. Vấn đề môi
trường đúng mức.
Hướng phát triển mới của các nhà máy sản xuất nước ngọt có gas là các sản
phẩmdành cho người ăn kiêng giảm béo. Sử dung đường Aspartame là chất tạo ngọt

nhưng không có giá trò ding dưỡng, Aspartame gồm hai thành phần:
Acid Aspartic và Methy Ester của Phenyl alanin, khi ở một mình cả hai thành phần
trên đều không có vò ngọt, khi kết hợp lại thì tạo vò ngọt như đường nhưng độ ngọt gấp
200 lần đường.
Ngoài ra ta còn dùng các chất tạo ngọt khác như Cyclamate (ngọt gấp 30 lân đường
thường), Acesulfame-K(ngọt gấp 130 lần đường).

Trang 21


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

PHỤ LỤC:
3
11

7
10

Dungdòchđặc
12

8
6

4

2

1
Nướccấpcho
nồi hơi
13

9

Nướcsinhhoạt

Nướctinhdùng
sảnxuất

4 3 ytrộn
2 khuấ
1.Giếng 2.Bơm 3.Tháplàmthoángcưỡngbức 4.Bể lắng 5.Bình
6. BìnhchứaddAl (SO) 7.BìnhchứaddClorine 8.Bể lọccát 9.Bể lọcthan
10.Cột traổi ion 11.Thiết bò xử lí UV 12. Thiết bò lọcmàng 13.Bể chứa
nướctinh
Hơi nước

SƠĐỒNGUYÊNLÍ XỬLÍ NƯỚC

Trang 22


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN
khí lạ

nước

CO2

dd MEA

CO2
dd KMnO4

dd MEA

khói

SƠ ĐỒ DÂY CHYỀN SẢN XUẤT CO2
1-tháp làm nguội khói
2-tháp hấp thu CO2
3-tháp làm nguội dung môi MEA

4-thiết bò gia nhiệt dd ngậm CO2
5-tháp nhả hấp thu CO2
6-thiết bò làm nguội CO2

7-tháp lọc CO2
8-máy nén CO2
9-máy bơm

Hình 10:Máy rữa chai M_6:

1 - Vỏ máy; 2 - Catset để đựng chai; 3 - Băng xích chuyển catset;

4 - Bể nước lạnh; 5 - Vòi phun nước lạnh; 6 - Bể nước nóng; 7 - Vòi phun nước
ấm; 8 - Vòi phun nước nóng; 9 - Khay đựng dung dòch NaOH; 10 - Vòi phun
NaOH; 11 - Vòi phun để rửa sơ bộ; 12- Cơ cấu nâng chai lên để hất vào máy;

Trang 23


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

13 - Bậc thang chuyển xuống vùng rửa sơ bộ; 14 - Băng đỡ chai đổ ra từ máy;
15 - băng tải xích, chuyển chai sạch vào máy chiết.

Trang 24


NƯỚC NGỌT CÓ GAS

GVHD:LÊ VĂN VIỆT MẪN

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Lê Xuân Mai_Nguyễn Bạch Tuyết
Hoá phân tích.
2.Nguyễn Văn Phước
Kỹ thuật xử lý chất thải
3.GS.TS Trần Đức Ba
Công nghệ chế biến thực phẩm lạnh
4.Nguyễn Đức Lượng-Pham Minh Tâm
Vệ sinh an toàn thực phẩm

Trang 25