Công nghệ sản xuất nước giải có gas

Mục lục

1


Danh sách hình
Hình 1: Quy trình sản xuất nước giải khát có gas.........................................................
Hình 2: Nồi nấu có cánh khuấy.......................................................................................
Hình 3: Máy lọc khung bản.............................................................................................
Hình 4: Bồn nạp CO2.....................................................................................................10
Hình 5: Máy chiết rót đẳng áp .....................................................................................11
Hình 6: Máy ghép mí lon ..............................................................................................11
Hình 7: Máy rút màng co.............................................................................................12
Hình 8: Nước giải khát có gas.....................................................................................13
Danh sách bảng
Bảng 1: Quy trình sản xuất nước giải khát có gas........................................................

2


Công Nghệ Sản Xuất Nước Giải Có Gas
1. Giới thiệu
Nước ngọt có gas là một loại thức uống thường chứa nước cácbon điôxít bão hòa , chất
làm ngọt, và thường có thêm hương liệu. Chất làm ngọt có thể là đường, Xirô bắp
high-fructose, nước ép trái cây, chất làm ngọt thay thế thường thấy trong các loại
"không đường" hoặc các kết hợp của các loại trên.
“Nguồn: wikipedia”
Lịch sử của nước giải khát có thể bắt nguồn từ loại nước khoáng được tìm thấy trong
các dòng suối tự nhiên. Từ lâu, việc ngâm mình trong suối nước khoáng được xem là
tốt cho sức khỏe do tác dụng trị bệnh của khoáng chất có trong nước suối. Các nhà
khoa học cũng nhanh chóng phát hiện ra carbon dioxide (CO 2) có trong các bọt nước

khoáng thiên nhiên.
Loại nước giải khát không ga (không CO 2) đầu tiên xuất hiện vào thế kỷ 17 với thành
phần pha chế gồm nước lọc, chanh và một chút mật ong. Năm 1676, Công ty
Compagnie de Limonadiers tại Paris (Pháp) độc quyền bán các loại nước chanh giải
khát. Lúc đó, người bán mang các thùng đựng nước chanh trên lưng và đi bán dọc
đường phố Paris.
Đến năm 1767, tiến sĩ Joseph Priestley - một nhà hóa học người Anh - đã pha chế
thành công loại nước giải khát có gas. Ba năm sau, nhà hóa học Thụy Điển Torbern
Bergman phát minh loại máy có thể chế tạo nước có ga từ đá vôi bằng cách sử dụng
acid sulfuric. Máy của Bergman cho phép sản xuất loại nước khoáng nhân tạo với số
lượng lớn.
Năm 1810, bằng sáng chế Mỹ đầu tiên dành cho các loại máy sản xuất hàng loạt nước
khoáng nhân tạo được trao cho Simons và Rundell ở Charleston thuộc Nam Carolina
(Mỹ).
Tuy nhiên, mãi đến năm 1832 loại nước khoáng có ga mới trở nên phổ biến nhờ sự ra
đời hàng loạt của loại máy sản xuất nước có ga trên thị trường.
Hiện nay, trên thị trường công ty PepsiCo va Coca-Cola là hai công ty hàng đầu
chuyên sản xuất nước giải khát, đặc biệt nước giải khát có gas với nhiều loại sản phẩm
đa dạng, đáp ứng yêu cầu người tiêu dùng.
“ />
3


2. Nguyên liệu sản xuất nước giải khát
2.1 Nước
Nước sử dụng phải đạt các tiêu chuẩn sau:
Chỉ tiêu cảm quan: nước phải trong suốt, không màu, không mùi vị lạ.
Chỉ tiêu hóa lý: hàm lượng các muối và kim loại phải thỏa mãn TCVN6096:2004
Chỉ tiêu vi sinh
Đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nước: dựa trên hai khái niệm

Chuẩn số E.coli: là thể tích nước ít nhất cho phép phát hiện một vi trùng đường ruột
Chỉ số coli: là số vi trùng đường ruột E.coli tối đa cho phép trong 1l nước. Hai chỉ số
này phụ thuộc vào quy định của từng nước, vì nó phụ thuộc vào trình độ kĩ thuật và
yêu cầu của đời sống xã hội.
Đối với nước dùng pha chế nước giải khát yêu cầu tổng số VSV không quá 20 tế
bào/1ml và đảm bảo đạt tiêu chuẩn (TCVN 6096 : 2004).
2.2 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.

4


2.3 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 CO 2 trước khi đưa vào sử dụng phải được xử lí để đạt được độ
tinh khiết cao 99,9%.
Tùy theo áp suất và nhiệt độ, khí CO2 có thể tồn tại ở 3 dạng: khí, lỏng, hoặc rắn.
Ở nhiệt độ phòng , độ hòa tan của khí carbon dioxide là khoảng 90 cm3 CO2 mỗi 100
ml nước.
Bảng 1: Độ tan của CO2 ở một áp suất riêng phần
Nhiệt
0
độ
(00C)

Độ hòa 1.8
tan
( cm3
CO2 / g
nước )

10

20

30

40

50

80

100

1.3

0.88

0.65

0.52

0.43

0.29

0.26

Vai trò của CO2 trong nước giải khát
 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.

5


2.4 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.

2.5 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
 Hương liệu tổng hợp
 Hương liệu hỗn hợp
• Yêu cầu sử dụng
•

Hương liệu dùng trong nước giải khát phải đảm bảo độ tinh khiết cho thực phẩm,
không gây độc hại cho người sử dụng, nó phải nằm trong danh mục qui định hiện hành
của Bộ Y Tế(QĐ 505/BYT) và phải sử dụng đúng liều lượng cho phép.
2.6 Chất tạo màu
•


•








Dựa vào nguồn gốc ta có thể chia phẩm màu ra thành 2 loại: tự nhiên và tổng hợp.
Chất màu tự nhiên: được trích từ rễ cây, vỏ qủa hoặc màu caramen, màu carotenoid
Chất màu tổng hợp: Tartrazine, Amaranth, Brilliant Blue, Fast green FCF…
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%

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
Trong quá trình sử dụng không được gây ngộ độc tích luỹ

6


2.7 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.
“ />
7


3. Quy trình sản xuất nước giải khát có gas

Nước

Xử lý

Acid thực phẩm
Nấu syrup

Đường

Than hoạt tính
Bột trợ lọc

Lọc dịch đường

Làm nguội
Màu, mùi, chất bảo quản
Pha chế syrup thành phẩm

Bão hòa C02
Lon (chai)

Sục rửa,thanh trùng

Chiết rót, ghép mí

Kiểm tra, dán nhãn

Đóng gói

Bảo quản

Sản phẩm

Hình 1: Quy trình sản xuất nước giải khát có gas

8


4. Thuyết minh quy trình

4.1 Xử lý nước
•



•


Mục đích
Làm sạch
Làm mềm nước
Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh có trong nước.
Việc xử lí nước được chia làm hai giai đoạn : xử lí thô 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.
 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.
“ />4.2 Nấu syrup
•
•




Nguyên liệu: Đường, nước, acid thực phẩm, chất hỗ trợ như than hoạt tính, bột trợ
lọc.

Mục đích
Mục đích chính của công đoạn này là nấu đường thành syrup để chuẩn bị cho công
đoạn phối trộn hương liệu và một số phụ gia theo công thức.
Giúp các cấu tử đường đồng nhất vào hỗn hợp. Đường saccharose chuyển hóa
thành đường khử làm tăng tính ổn định của sản phẩm và làm tăng vị ngọt dịu.
Chuẩn bị cho công đoạn phối trộn hương liệu tiếp theo.
“ />
•
•



•
•




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 saccharose 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 80-900C.
Tác dụng của than hoạt tính, bột trợ lọc, Acid thực phẩm
Than hoạt tính: hấp phụ các chất màu và tạp chất hữu cơ.
Bột trợ lọc: tăng hiệu quả và tốc độ lọc

Acid thực phẩm: có trong dịch đường cùng tác dụng của nhiệt độ, nước… là các
tác nhân chuyển hóa đường saccharose thành đường chuyển hóa.
9


“ />
10


•

Thiết bị sử dụng

Trong công đoạn này, thiết bị chính được sử dụng là nồi nấu có cánh khuấy bằng motơ
điện.
Thông số hoạt động
+ Nhiệt độ: 900C
+ Tốc độ khuấy: 120vòng/phút

Hình 2: Nồi nấu có cánh khuấy
“ />4.3 Lọc dịch đường
Mục đích
Loại bỏ các tạp chất trong quá trình thao tác thực hiện và trong quá trình vận hành
máy. Loại bỏ các tạp chất vật lý có thể có trong nguyên liệu đường và nước.
Chuẩn bị cho công đoạn bão hòa CO2.
• Thiết bị sử dụng máy lọc khung bản.
•

Hình 3: Máy lọc khung bản
11

4.4 Làm nguội dịch đường
•


•




Dịch đường (siro trắng) sau khi lọc xong đưa qua hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ
xuống 20-250 C :
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 thu được phải đảm bảo các chỉ tiêu:
Cảm quan: có mùi thơm của đường, không có mùi của mật mía, trong suốt hoặc có
màu vàng rất nhạt.
Nhiệt độ: 20-250 C
Độ Brix:64-65
“ />
4.5 Pha chế syrup (dịch đường) thành phẩm
•

Mục đích

Hòa tan các cấu tử có trong thành phần 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 là bí mật của mỗi nhà sản xuất, nó tùy 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.
“ />4.6 Bão hòa CO2
Bão hòa CO2 là quá trình nạp CO2 vào trong nước giải khát đến một giá trị nồng độ
nhất định tùy theo yêu cầu công nghệ.
Trong công đoạn này, sử dụng CO2 tinh khiết dùng trong thực phẩm dạng lỏng được
cung cấp từ các nhà máy sản xuất bia, cồn được nén với áp suất cao trong các bình
nén.
• Mục đích
 Bão hòa CO2 giúp cho sự tiêu hóa tốt, tăng cường khả năng chống vi sinh vật, giúp

bảo quản sản phẩm lâu hơn.
 Góp phần tạo hương vị đặc trưng của sản phẩm có gas, mặc dù bản thân CO 2 không
có vị nhưng khi hòa tan trong nước sẽ tạo ra một lượng nhỏ acid cùng với vị chua
của acid trong hương liệu đủ tạo nên vị chua cho dung dịch.
 Chuẩn bị cho công đoạn chiết rót và ghép mí.
• Yếu tố ảnh hưởng: Áp suất, nhiệt độ,bề mặt tiếp xúc, thời gian tiếp xúc,…
12


•

Thiết bị sử dụng

13


Thiết bị được sử dụng trong quá trình là bồn nạp CO2 thể tích 1500 lít.Thông số quá
trình:
+ Nhiệt độ: 5oC
+ Áp suất: 2 – 4 at
+ Thời gian nạp: 6 giờ
+ Brix yêu cầu: 12 – 15
“ />
Hình 4: Bồn nạp CO2
• Phương pháp thực hiện
 Dịch bán thành phẩm sau khi lọc sẽ được chuyển vào các bồn nạp CO2 và thêm







nước để đạt thể tích tính toán trước là 1500 lít.
Tiến hành hạ nhiệt dung dịch bán thành phẩm trong bồn xuống 0 – 2 oC bằng các
ống truyền nhiệt được bố trí dạng xoắn bên trong bồn. Ở nhiệt độ này tạo điều kiện
thích hợp cho CO2 ngậm trong nước nên ta tiến hành nạp khí CO2 vào.
Sau khi nhiệt độ đạt 0 – 2oC thì tiến hành nạp CO2 từ bình CO2 lỏng.
Quá trình hấp thụ CO2 thường kéo dài khoảng 2 – 3 giờ, để hấp thụ CO 2 tốt thì phải
nạp CO2 từ từ để tạo điều kiện cho sự trao đổi trong và ngoài sẽ giúp cho CO 2 hấp
thụ đều trong dung dịch.
Kết thúc quá trình nạp CO2 ta thu được dung dịch nước ngọt bán thành phẩm.

“ />
4.7 Chiết rót, Ghép mí
•



•

Mục đích
Định lượng lon sản phẩm 330 ml.
Ghép mí để bảo quản sản phẩm. Tạo giá trị cảm quan tốt đối với người sử dụng.
Thuận lợi cho quá trình phân phối, vận chuyển sản phẩm.
Phương pháp thực hiện
14


 Bán thành phẩm sau khi nạp bão hòa CO 2 thì tiến hành bơm lên bồn và chuẩn bị

chuyển vào bồn chiết của máy chiết lon.
 Chiết cùng lúc 24 lon, và từng lon sẽ được băng chuyền chuyển vào máy ghép nắp.
Thể tích mỗi lon là 330ml.
 Sau khi ghép nắp, băng chuyền sẽ chuyển lon thành phẩm ra khu vực tiếp nhận để
chuẩn bị cho công đoạn xử lý nhiệt tiếp theo trước khi đưa vào khu vực bao gói
thành phẩm.
• Thiết bị sử dụng
Hệ thống chiết đẳng áp gồm:
 Băng tải chuyển lon vào.
 Bộ phận chiết rót gồm 24 vòi được gắn với hệ van tự động khóa và mở, do hệ

lập trình POC điều khiển.

 Băng tải chuyển lon ra. Tất cả băng tải được điều khiển bằng mô tơ giảm tốc sử
dụng nguồn điện 220V, công suất 0.5Kw/h.

Hình 5: Máy chiết rót đẳng áp

Hình 6: Máy ghép mí lon

“ />4.8. Dán nhãn, Đóng gói, Bảo quản
•

Mục đích

Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, thuận tiện cho quá trình vận chuyển, bảo quản và
tiêu thụ. Ngoài ra việc dán nhãn, vô thùng còn nhằm cung cấp thông tin về sản phẩm,
góp phần quảng bá thương hiệu cho công ty.
•

Phương pháp thực hiện

Các lon sau khi xử lý nhiệt, sẽ tiến hành để ráo sau đó được chuyển đến hệ thống bao
gói màng co và vào lốc rồi cho vào khay để tạo ra thành phẩm. Tùy theo nhu cầu của
người tiêu dùng mà có các kiểu bao gói sản phẩm là khác nhau như 12 lon/thùng, 24
lon/thùng, 24 lon/khay,…Tiếp theo, xếp các khay/thùng thành phẩm lên balet và
chuyển đến khu thành phẩm.
15


•

Thiết bị sử dụng

Trong công đoạn này có sử dụng máy rút màng co trong quá trình vào lốc và vào khay.
• Cấu tạo máy rút màng co
 Hệ thống băng chuyền tải, điều khiển bằng mô tơ sử dụng nguồn điện 3 pha 380V.
 Bồn nhiệt, trong bồn nhiệt chứa điện trở (gồm 4 thanh điện trở), sử dụng nguồn




điện 220V.
Hệ thống quạt, điều khiển bằng mô tơ sử dụng nguồn điện 3 pha 380V.
Quạt giải nhiệt.
Bộ điều khiển.
“ />
Hình 7: Máy rút màng co

16


5. Các sản phẩm nước ngọt có gas trên thị trường

Hình 8: Nước giải khát có gas
17


6. Tác hại của nước giải khát có gas đối với sức khỏe
Gây tổn hại cho thận
Thận là cơ quan bài tiết quan trọng nhất của cơ thể, chất có hại sinh ra trong cơ thể đa
phần thông qua thận bài tiết hình thành nước tiểu bài trừ ra ngoài cơ thể.
Trong nước ngọt có ga luôn có đại lượng chất khoáng, chất phụ gia, chất màu, chất bảo

quản… những chất này vào cơ thể gây tổn hại cho thận, đồng thời sẽ tăng nguy cơ bị
sỏi thận.
Đem lại nguy hại cho dạ dày, đường ruột
Sau khi uống nhiều đồ uống lạnh có ga, huyết quản đường ruột, dạ dày gặp lạnh sẽ lập
tức thu co làm cho lưu lượng máu của dạ dày đường ruột đã ít nay càng ít đi, từ đo làm
cho chức năng dạ dày đường ruột mất cân bằng, thậm chí gây ra co thắt dạ dày, viêm
dạ dày, đau nhức dạ dày vv. Ngoài ra còn rất dễ dẫn đến trướng bụng, đau bụng đi
ngoài.
Gây tổn thương cho răng
Trong đồ uống có ga chứa nhiều chất phụ gia, chất tăng vị và acid hữu cơ vv đối với
răng có tác dụng ăn mòn rất mạnh, sẽ làm hỏng lớp bảo vệ bề mặt men răng. Nếu chất
răng bị tổn hại sẽ xuất hiện triệu chứng đau răng lợi và các bệnh răng miệng khác đồng
thời gây nguy hại cho tủy răng.
Ảnh hưởng đến sự dung nạp bình thường của các chất dinh dưỡng
Chúng ta đều biết đồ uống có ga bán trên thị trường đều có đường, nếu cơ thể dung
nạp quá nhiều, đường huyết sẽ tăng cao, từ đó làm cho dây thần kinh trung ương cảm
thấy no, không ăn đã “no”. Thời gian dài như vậy, không chỉ ảnh hưởng đến ăn uổng
mà còn ảnh hưởng đến sự dung nạp bình thường của các chất dinh dưỡng.
Nước có ga không thể giải khát
Trong đồ uống có ga ngoài một phần nước hoa quả tự nhiên ra, phần còn lại là hương
vị, chất màu, chất bảo quản, mặc dù những chất phụ gia này có tiêu chuẩn sử dụng
nghiêm ngặt, nhưng sau khi vào cơ thể vẫn cần tiêu hao lượng nước trong có thể để
giúp trao đổi chất, làm cho chúng ta có cảm giác “càng uống càng khát”, đương nhiên
là không có ích cho cơ thể. Ngoài ra, nếu uống nhầm phải đồ uống kém chất lượng sẽ
gây ra nguy hại lớn cho cơ thể.
Tăng nguy cơ mắc bệnh tiểu đường
Một điều tra trong suốt 8 năm đối với 91249 phụ nữ phát hiện, người uống trên 1 lon
nước có ga/ngày có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường cao gấp đôi so với người uống dưới
1 lon. Kể cả người uống nước có ga không tăng trọng lượng cơ thể nhưng vẫn hiển
nhiên thúc đẩy cho bệnh tiểu đường phát tác.

Dễ gây béo phì cho trẻ
Trọng lượng phát triển cơ thể của trẻ em thích uống nước có ga thường phân làm 2 thái
cực: quá béo hoặc quá gầy. Lượng đường có trong nước có ga thường khoảng 10%,
một long nước có ga 355ml có lượng đường khoảng 40g, mỗi ngày dung nạp 2 long
18


nước có ga sẽ có 320 ngàn kalo. Liên tục 3 tháng sẽ dung nạp hơn 28.800 ngàn năng
lượng kalo, tương đương với tăng 4,1kg chất béo.

19


“ />name=News&file=article&sid=633959#ixzz2e6”
7. Hư hỏng thường gặp
Nước giải khát có gas ít bị hư hỏng so với các sản phẩm khác.
Tuy nhiên, sản phẩm cũng dễ bị hư hỏng do tác động cơ học trong quá trình vận
chuyển.

20


Tài liệu tham khảo
1/Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống – Tập 2 –
Công nghệ sản xuất thức uống, NXB Đại học Quốc Gia Tp.HCM, 2009.

21