Nước giải khát pha chế có gas

Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
MỤC LỤC
1. Nấu HFS từ tinh bột...................................................................................................................................25
2. Thiết bò phối trộn........................................................................................................................................27
3. Phương pháp kiểm tra độ kín của chai........................................................................................................28
Tài liệu tham khảo
I. NGUYÊN LIỆU
1. Nước:
Nước là nguyên liệu chính không thể thiếu được, nó giữ vai trò quan trọng trong việc hình
thành vò của sản phẩm, vì thế chất lượng nước đòi hỏi phải cao, thoả mãn các tiêu chuẩn
cần thiết về:
$ Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không có vò lạ.
$ Chỉ tiêu hoá lý:
- Độ cứng tổng < 2 mg đương lượng/l
- Chất khô < 850 mg/l
- Sắt, mangan, nhôm < 0,1 mg/l
- Clo : âm tính
$ Chỉ tiêu vi sinh:
- Tổng số vi khuẩn hiếu khí < 75 cfu/ml
- Không có vi sinh vật gây bệnh.
2. Đường:
Đa số nước giải khát đều chứa khoảng 8 ÷10% đường. Đường là thành phần chính ảnh
hưởng đến các chỉ số chất lượng của nước giải khát. Ngoài ra đường còn tác dụng điều hoà
giữa vò chua, độ ngọt và mùi thơm của nước giải khát.
$ Nguồn cung cấp đường:
1
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
- Chủ yếu từ cây mía. Hàm lượng đường trong cây mía từ 8÷16%. Khi sản xuất
chúng ta có thể lấy được 78÷90% lượng đường trong cây mía, trong điều kiện sản
suất hiệu suất thấp chỉ thu được 55÷65%.
- Ở Campuchia, đường được sản xuất từ cây thốt nốt, còn ở các nước châu Âu

đường được sản xuất từ củ cải đường.
$ Chỉ tiêu :
Đường dùng trong nước giải khát phải đạt tiêu chuẩn quốc gia trình bày ở bảng sau:
Chỉ tiêu
Đường tinh
luyện
Đường cát trắng
Thượng
hạng
Hạng 1 Hạng 2
1. Hàm lượng lượng Sacaroza tính
bằng % chất khô không nhỏ hơn
99.88 99,75 99,62 99,48
2. Độ ẩm tính bằng phần trăm khối
lượng không lớn hơn
0,05 0,05 0,07 0,18
3. Hàm lượng đường khử tính bằng
% khối lượng không lớn hơn
0,03 0,05 0,1 0,18
4. Hàm lượng tro tính bằng phần
trăm khối lượng không lớn hơn
0,03 0,05 0,07 0,1
5. Độ màu, tính bằng độ Stame (
o
St)
không lớn hơn
1,2 1,4 2,5 5,0
6. Hình dạng Tinh thể đồng đều, tơi khô kkhông vón cục
7. Mùi vò
Tinh thể đường cũng như dung dòch đường tan trong

nước cất có mùi vò ngọt không có mùi vò lạ
8. Màu sắc Trắng óng ánh Trắng sáng Trắng Trắng ngà
3. Acid thực phẩm:
Là thành phần không thể thiếu tạo vò chua dòu hấp dẫn cho nước giải khát.
3.1. Acid citric ( C
6
H
8
O
7
.H
2
O):
$ Nguồn cung cấp: sản phẩm công nghiệp thu nhận bằng phương pháp lên men.
2
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
$ Tiêu chuẩn:
- Kim loại nặng < 50 ppm.
- Độ tinh khiết > 99%.
- Tạp chất cho phép:
o Độ tro <= 0,5 %.
o H
2
SO
4
tự do <= 0,005%
o Arsen <= 0,00014 %
- Khi hoà tan trong nước cất phải tạo ra dung dòch trong suốt, không màu, vò chua
tinh khiết.
3.2. Acid tactric ( C

4
H
6
O
6
):
$ Nguồn cung cấp: thu nhận từ nguồn phế thải của sản xuất rượu nho.
$ Tiêu chuẩn:
- Độ tinh khiết > 99%
- H
2
SO
4
<= 0,05 %
- HCl <= 0,02 %
- Không được có muối Pb.
3.3. Acid lactic:
$ Nguồn cung cấp: có thể thu nhận bằng phương pháp lên men nhờ chủng vi khuẩn
lactic Denbriuc.
$ Tiêu chuẩn:
Các chỉ tiêu Loại 1 Loại 2
40% 70% 40% 70%
Độ chua(%)
≥
37,5
≥
62
≥
36,5
≥

59
Độ tro (%)
≤
1
≤
1,5
≤
2
≤
3
Độ màu
≤
1/100
≤
1/25
≤
1/75
≤
1/15
Lïng nitơ (%)
≤
0,15
≤
0,25
≤
0,25
≤
0,45
4. Khí CO
2

:
3
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
Vò ngon và đôï bọt của nước giải khát được hình thành phần lớn do CO
2
quyết đònh (không
tách rời sự có mặt của các chất hoà tan khác như muối khoáng, đường, tanin, pectin, protein
và các sản phẩm thuỷ phân là các chất giúp cho khả năng tạo bọt và giữ bọt được lâu tan).
Ngoài ra CO
2
tan trong nước còn hạn chế được hoạt động của tạp khuẩn, giữ cho nước lâu
hỏng.
$ Nguồn cung cấp: thu nhận từ phản ứng lên men, phản ứng đốt cháy.
$ Để bão hoà CO
2
trong sản xuất nước giải khát, người ta thường dùng CO
2
lỏng đựng
trong bình thép dưới áp suất cao 60 -70 at.
$ Chỉ tiêu cảm quan: không có mùi cay, mùi hôi của các tạp chất hữu cơ.
$ Chỉ tiêu hoá lý:
- Độ tinh sạch 99,8%.
- Không lẫn các khí độc.
5. Các chất màu, mùi:
Làm tăng giá trò cảm quan của nước giải khát.
$ Nguồn thu nhận :
- Tự nhiên: Màu trích từ quả mận, sim, mua … màu từ phản ứng caramen.
Mùi thu nhận từ vỏ quả, rễ cây bằng cách ngâm cồn rồi đem chưng cất.
- Tổng hợp: nhập của nước ngoài là chủ yếu.
6. Chất bảo quản:

Chất bảo quản hay sử dụng là acid sorbic, acid benzoic và các muối của chúng.
II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
A. Sơ đồ khối:
4
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
B. Thuyết minh quy trình:
1. Quá trình xử lý nước:
Nấu syrup
Lọc
Làm nguội
Phối trộn
Bão hòa CO
2
Kiểm tra,
Dán nhãn
Đóng nắp/
ghép mí
Rót chai/lon
Xếp thùng,
Bảo quản
Sản
phẩm
Rửa, kiểm tra
Xử lý
Bài khí
Rửa, soi chai
Xử lý
Chai/lo
Nắp chai
Nước CO

2
Màu,
mùi, chất
bảo quản
H
+
/Enzy
Đường
Bột trợ lọc
Than hoạt
tính
Tạp chất
5
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
$ Mục đích: làm sạch, làm mềm nước và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh có trong nước.
Trong nước giải khát, nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm. Vì thế đòi hỏi phải có chất
lượng cao hơn nước thông thường. Nguồn nước dùng cho sản xuất lấy từ giếng ngầm. Không
có sự khác nhau nhiều về các chỉ tiêu của nước giữa mùa khô và mùa mưa.
- pH = 6.0 – 6,7
Nước giếng
Khử sắt
Lắng trong lần 1
Lọc cát lần 1
Lắng trong lần 2
Nước qua
xử lý lần 2
Lọc cát lần 2
Lọc than
Nước qua
xử lý lần 1

Không khí
Sữa vôi
Clo
Chất keo tụ
Cl
Sữa vôi
Xử lý
thô
Xử lý
tinh
6
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
- Hàm lượng NaCl : 300mg/l, ứng với hàm lượng Cl
-
là 118mg/l.
- Độ cứng (tính theo CaCO
3
) : 20.8mg/l
- Hàm lượng sắt tổng cộng : 16.6 – 20.0mg/l
$ Việc xử lý cần hai giai đoạn:
- Giai đoạn I: Khử sắt bằng oxy, khử phèn bằng dung dòch sữa vôi, rồi để lắng và
lọc trong. Nước thu được đạt được tất cả các chỉ tiêu của nước sinh hoạt.
- Giai đoạn II: Tiếp tục làm mềm nước bằng dung dòch sữa vôi, lọc cát và lọc than
giúp thu được nước hoàn toàn vô trùng, nước trong suốt hơn, có thể uống trực tiếp
được.
 Xử lý lần I :
Nước được lấy trực tiếp từ giếng khoan sâu 200m bơm lên tháp có gắn quạt gió để tăng
lïng oxy hòa tan vào nước. Nguyên tắc: oxy hóa Fe
2+
thành Fe

3+
, muối Fe
3+
bò tủa và được
tách ra. Nhờ đó, nước giảm độ tanh và không xuất hiện cặn vàng của muối Fe
2+
. Do nước
ngầm tiếp xúc với không khí khi lưu lại trên mặt thoáng bể lắng, nên ion Fe
2+
có phản ứng :
4Fe
2+
+ O
2
+ 4H
+
= 4Fe
3+
+2H
2
O
Sau đó nước được hoà trộn với sữa vôi và Clo nhằm giúp cho quá trình keo tụ xảy ra nhanh
và triệt để hơn rồi cho vào bể lắng để tách các hạt ra khỏi nước, giảm lượng cặn. Nước
ngầm có pH = 6.0 – 6.7, có chứa một lượng khí CO
2
hòa tan và có mặt các ion H
+
, HCO
3
. Do

đó, trước hết sẽ có các phản ứng trung hoà:
Ca(OH)
2
+ 2H
+
= Ca
2+
+ H
2
O
Ca(OH)
2
+ CO
2
= CaCO
3
 + H
2
O
pH dung dòch sẽ chuyển từ axit nhẹ sang trung tính rồi sang kiềm, do lượng sữa vôi cho dư
so với nhu cầu các phản ứng trên.
Độ cứng tạm thời ảnh hưởng bất lợi đến quá trình lưu giữ nước, dễ đóng cặn trong các đường
ống dẫn nhất là làm tăng lượng cặn khi nấu đường, gây trở ngại việc lọc trong dòch đường .
Ca(HCO
3
)
2
= CaCO
3
 + CO

2
 + H
2
O
Sữa vôi cũng có tác dụng làm mềm nước:
Ca(HCO
3
)
2
+ Ca(OH)
2
= 2 CaCO
3
 + H
2
O
Mg(HCO
3
)
2
+ Ca(OH)
2
= 2 CaCO
3
 + MgCO
3
+ H
2
O
MgCO

3
+ Ca(OH)
2
= Mg(OH)
2
+ CaCO
3

7
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
MgSO
4
+ Ca(OH)
2
= Mg(OH)
2
 + CaSO
4
MgCl
2
+ Ca(OH)
2
= Mg(OH)
2
 + CaCl
2
Dưới tác dụng của ion Ca
2+
, các hạt keo sẽ kết tụ dạng bông và lắng xuống. Trong quá trình
lắng bông keo sẽ kéo theo các cặn khác như : CaCO

3
, các hạt đất , cát nhỏ, tạp chất hữu cơ…
có trong nước.
Lượng vôi sử dụng : 40kg/h.
Phần nước sau khi lắng xuống được bơm qua bồn lọc cát, loại bỏ những hạt cặn nhỏ, làm cho
nước trong suốt. Do lớp lọc là cát và sỏi dày mà các hạt cặn lơ lửng, hạt keo tụ và một số vi
sinh vật bò giữ lại.
Sau khi xử lý nước cần đạt các chỉ tiêu sau:
Chỉ tiêu Yêu cầu
pH
Độ kiềm với chỉ thò Phênolphtalein P =
Độ kiềm với chỉ thò Mêtyl da cam M =
Cl
2
Độ cứng tổng cộng
Tổng số vi khuẩn hiếu khí
8 ÷ 9,5
4 ÷ 10
20÷150
Vết
100 - 200 mg CaCO
3
/l
≤ 20vk/ml
Từ trên nước được đi phục vụ cho cư xá, sinh hoạt của nhà máy, vệ sinh công nghiệp, nước
rửa chai, phần còn lại được xử lý lần thứ II đáp ứng nhu cầu nước pha chế.
 Xử lý lần II :
Sau khi xử lý lần I có pH = 8,4 ÷ 9,5 độ cứng toàn phần 100 ÷ 200 mg CaCO
3
/l, với tỷ lệ

thấp của độ cứng tạm thời ( do các muối canxi, magie bicacbônat tạo nên). Ta tiếp tục làm
mềm nước bằng cách lắng trong lần 2 .
Để lắng nhanh và triệt để các kết tủa, ngoài việc cho sữa vôi và clo cần cho thêm vào nước
chất kết keo tụ. Hiện dùng phèn nhóm Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O.
Al
2
(SO
4
)
3
.18 H
2
O + 3 Ca(HCO
3
) = 3 CaSO
4
+ 2 Al(OH
3
) + 6 CO
2
 + H
2

O
Trong khi phối trộn nên khuấy đảo mạnh để các chất hòa tan tốt trong nước, các phản ứng
xảy ra triệt để, ngoài ra cũng tiếp tục oxy hóa Fe
2+
thành Fe
3+
. pH = 9,5 ÷ 10,2. Độ cứng =
8
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
80 ÷ 85 mg CaCO
3
/l, nếu lượng phèn đưa vào đủ, sẽ xuất hiện keo tụ, kéo các hạt keo tụ
lắng xuống.
Để vô trùng nước, nhà máy dùng dung dòch keo clorua vôi. Lượng sử dụng được tính sao cho
nồng độ clo trong nước đạt 18 ÷ 20 ppm.Nước sau khi lắng và vô trùng được đưa qua các bồn
lọc cát để loại bỏ cặn nhỏ và xác vi sinh vật, sau đó đi qua than hoạt tính, than sẽ hấp thụ
các màu, mùi clo còn dư nhằm loại bỏ các tác nhân gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản
phẩm và sức khoẻ người tiêu dùng.
Nước xử lý lần II được dùng để nấu đường, pha chế và chiết sản phẩm.
Giai đoạn này tách phần lớn vi sinh vật nên gọi là xử lý vi sinh.
Sau lọc cát, nước cần phải thoả các tiêu chuẩn sau:
Chỉ tiêu Yêu cầu
pH
Độ kiềm với chỉ thò Phênolphtalein P =
Độ kiềm với chỉ thò Mêtyl da cam M =
Cl
2
Độ cứng tổng cộng
9,5 ÷ 10,2
18 ÷ 30

35 ÷ 50
18 ÷ 20 ppm
85 mg CaCO
3
/l
Nước sau khi qua lọc than (nước pha chế) phải đạt các chỉ tiêu sau :
- Hàm lượng clo : 0
- Tổng số vi khuẩn hiếu khí : không lớn hơn 20 khuẩn lạc trong 100 ml.
- E.coli : 0
Nước xử lý xong được đưa xuống các bồn chứa ở phân xưởng pha chế. Tất cả lượng nước sau
xử lý lần II này phải sử dụng hết trong ngày, nếu không qua ngày sau phải xả bỏ vì có thể
nhiễm vi sinh vật.
Năng suất của xử lý lần II : trên 10m
3
/h
2. Bài khí nước:
$ Mục đích:
Đuổi không khí có trong nước để tăng khả năng bão hòa CO
2
vào dung dòch
$ Thiết bò bài khí:
9
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
Thiết bò bài khí
1
2
3
4
5
6

7
8
9
CHÚ THÍCH :
1 . Đường nước vào
2. Áp kế chân không
3. Ống hút khí ra
4. Vòi sen
5. Ống thuỷ
6. Bình lọc
7. Bơm chân không
8. Ống nước đã bài khí ra
9. Phao
$ Nguyên lý hoạt động:
Nước được đưa từ trên xuống theo thiết bò bài khí, phun thành từng tia do tác dụng của vòi
sen. Ta sử dụng bơm chân không để hút không khí ra ngoài. Không khí hút ra ngoài được lọc
lại qua bình lọc nhằm tránh cho nước vào máy bơm làm hỏng bơm.
3. Nấu syrup:
Đường trước khi pha vào nước giải khát cần nấu thành dạng syrup có nồng độ 50 -70%
$ Mục đích :
1. Đồng nhất dòch syrup: có gia nhiệt nên tính đồng nhất cao
2. An toàn: trong đường có chứa tế bào VSV, tiêu diệt VSV trong đường .
3. Nghòch đảo đường (85 – 90
o
C). 4 ưu điểm:
- Xúc tác acid hoặc enzym, tăng cường độ ngọt
- Cải thiện vò ngọt ( đường nghòch đảo có vò ngọt cao)
- Tăng nồng độ đường bên trong syrup nên tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm
- Tránh sự kết tinh đường.
4. Kết hợp sử dụng than hoạt tính để tăng độ trong, ngoài chức năng hấp phụ chất

màu và mùi, than hoạt tính còn đóng vai trò chất trợ lọc cho việc lọc rong dòch
đường. Kết hợp sử dụng cánh khuấy và gia nhiệt để dòch syrup hoàn lưu, đạt độ
trong thích hợp
$ Thông số kỹ thuật :
10
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
Lượng than hoạt tính sử dụng : 0.5% đối với đường RS và 0.16-0.2% đối với đường RE tính
theo trọng lượng.
Thường sử dụng xúc tác acid citric : 0.3%; 85
o
C; 180 phút, hiệu suất thuỷ phân 81%. Ngoài
ra có thể sử dụng các loại xúc tác khác như:
- Acid tartaric: 0.2%, 85
o
C, 180 phút, hiệu suất thuỷ phân 86% : ít sử dụng vì giá
thành cao.
- Acid vô cơ H
3
PO
4
: 0.065%, 85
o
C, 180 phút, hiệu suất thuỷ phân 90%: chỉ sử dụng
cho nước giải khác có gas vì CO
2
sẽ làm át đi vò the, chát của H
3
PO
4
.

Có thể sử dụng enzym cho hiệu suất cao và không cần gia nhiệt nhưng giá thành mắc.
Quá trình chuyển hóa đường saccarose theo phản ứng:
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O  C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
(saccharose) (glucose) (fructose)
Sản phẩm dòch syrup chứa hỗn hợp các mono và disaccharide. Các thông số của quá trình có
thể thay đổi tuỳ thuộc vào từng nhà máy.
$ Thiết bò :
Thường dùng các nồi nấu bằng đồng hay thép không rỉ có cánh khuấy liên tục, có lớp vỏ áo
chứa hơi nước. Dung tích nồi tuỳ theo công suất thiết kế và sản xuất thực tế, thường từ 1 – 4m
3
.

11
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
CHÚ THÍCH :
1. Nồi nấu
2. Vỏ gia nhiệt
3. Động cơ
4. Cánh khuấy

1
4
3
2
Nồi nấu syrup
+ Nguyên tắc hoạt động:
Cho nước vào nồi với lượng xác đònh, cho hơi nước vào gia nhiệtđồng thời khởi động hệ
thống khuấy. Khi nhiệt độ nước khoảng 60
o
C cho đường vào qua phễu nhập liệu. Khi nhiệt
độ dung dòch đạt khoảng 80
o
C ta cho than hoạt tính vào. Cho acid ( đã chuẩn bò sẵn dưới
dạng dung dòch 40 -50%). Giữ ở nhiệt độ 80-85
o
C trong điều kiện có khuấy đảo để quá trình
chuyển hóa đường và hấp phụ các hoạt chất trong dung dòch bởi than hoạt tính xảy ra tốt.
4. Quá trình lọc:
Lọc syrup phải thực hiện ở trạng thái nóng.
$ Mục đích :
- Tách hết các hợp chất cơ học như rác, đất đá.
- Tăng độ trong dòch syrup.

$ Phương pháp lọc :
- Lọc thô: sử dụng màn lọc ở cửa ra của thiết bò nấu syrup.
- Lọc tinh: sử dụng máy lọc khung bản.
$ Thông số kỹ thuật :
Sử dụng bột trợ lọc (diatomit) : dòch đường sau khi nấu có độ nhớt cao, các hạt rắn tạp chất
có hàm lượng, kích thước và tốc độ lắng trong dòch đường rất nhỏ. Vì vậy, ta sử dụng bộ trợ
lọc để tăng tốc độ lọc, giảm tốc độ bít vải lọc.
12
Nước giải khát pha chế có gas GV: Thầy Lê Văn Việt Mẫn
- Thời gian lọc : khoảng 1 giờ.
- Khi nhiệt độ dòch đường nhỏ hơn 75
o
C, mở van hơi trực tiếp để tăng nhiệt độ dòch
đường.
$ Thiết bò : Máy lọc khung bản
1. Cửa nhập dòch lọc
2. Cửa tháo dòch lọc
3. Khung lọc
CHÚ THÍCH :
3
2
1
Thiết bò lọc khung bản
+ Cấu tạo:
Thiết bò gồm một dãy khung và bản ghép liền nhau, giữa khung và bản có đặt vải lọc. Mỗi
khung và bản đều có rãnh để dẫn huyền phù.
+ Nguyên tắc hoạt động:
Dòch đường dưới tác dụng của áp suất 5 – 6 at được đẩy vào các rãnh của khung rồi vào
khoảng trống bên trong khung. Ban đầu dòch đường được bơm tuần hoàn để trải chất trợ lọc
lên bề mặt lọc. Dòch đường sạch chui qua lớp vải lọc rồi chảy theo các rãnh trên bề mặt bản,

cuối cùng tập trung ở rãnh nằm ngang phía dưới và theo van đi ra ngoài. Bã đïc bám vào
bề mặt vải và ngày càng dày lên cho tới khi khoảng trống của khung vải chứa đầy bã, lúc đó
dòch đường không chảy được nữa (vì trở lực của bã quá lớn), ngừng cung cấp dòch đường và
tiến hành rữa bã.
Trong khi lọc, cứ khoảng 15 – 20 phút nên lấy mẫu kiểm tra 1 lần nhằm phát hiện kòp thời
sự cố lủng bố lọc (lúc đó dòch đường bò đục do lẫn than và bột trợ lọc).
5. Làm nguội :
Sau khi lọc, nước đường được bơm đi làm lạnh hạ nhiệt độ xuống 26 ÷ 28
o
C.
$ Mục đích :
- Tránh sự ngưng nước trong bồn chứa làm khuẩn xâm nhập.
13