一、碳酸饮料的基本特征
（一）碳酸饮料的定义:指含有CO2的软饮料的总称
（二）分类
1．果汁型碳酸饮料：指含有2.5%及以上的天然果汁
2．果味型碳酸饮料：以香料为主要赋香剂，果汁含量低于2.5%
3．可乐型碳酸饮料：含有可乐果、白柠檬、月桂、焦糖色素
4．其它型碳酸饮料：乳蛋白碳酸饮料、冰淇淋汽水等
（三）CO2在水中的溶解度
1．CO2在碳酸饮料中的作用
2．CO2在液体中的溶解度
影响因素有：
（1）液体的温度
（2）环境绝对压力
（3）液体与CO2接触的面积和时间
（4）CO2的纯度
(四）碳酸饮料生产主要设备
  1．水处理设备（澄清、过滤净化、消毒等，前面水处理已讲过）
  2．糖浆调配设备（化糖锅、夹层锅、配料缸）
  3．碳酸化设备：CO2气调压站、水冷却器、汽水混合机）
  4．洗瓶设备    

  5、灌装设备


二、碳酸饮料的生产工艺
净化←CO2 
（一）工艺流程（一次灌装法）
↓

水源→水处理→冷却脱气→净化→定量调和→
冷却混合→
灌装→压盖→检查→成品
↑
↑
白砂糖→称得→溶解→过滤→糖浆调和
检验←消毒←清洗←容器

（二）糖浆的制备与凋和
1．糖的溶解：
（1）冷溶法
（2）热溶法
2．调和糖浆的调配

加入顺序：原糖浆（加甜味剂）→加防腐剂→加酸味剂→加果汁→香精→色素→水（碳酸水）
（三）碳酸化过程
1．CO2气调压站     2. 水冷却器     3. 汽水混合机（碳酸化罐）（四）灌装、杀菌、检验
1．洗瓶   2. 灌装   3. 杀菌   4、冷却、检验

三、碳酸饮料生产常见的制裁量问题及解决办法
小结：碳酸饮料生产工艺及设备
介绍指含有二氧化碳的软饮料，通常由水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、二氧化碳气及其他原辅料组成，俗称汽水
技术要求 see page 83-84
生产的主要设备 see page 85－87
一、生产工艺流程－二次灌装
饮用水→水处理→冷却→气水混合← CO2
                        ↓
糖浆→调配→冷却→灌浆→灌水→密封→混匀→检验→成品饮料 
                 ↗
容器→清洗→ 检验
二次灌装法流程示意图
二次灌装法是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。又称为现调式灌装法、预加糖浆法或后混合（postmix）法
一、生产工艺流程－一次灌装
饮用水→水处理→冷却→气水混合← CO2
                        ↓
糖浆→调配→冷却→ → →混合→灌装→密封→检验→成品饮料 
                              ↗
容器－→－清洗－ → － → － 检验
加碳酸水的一次灌装法流程示意图

一、生产工艺流程－一次灌装
饮用水→水处理
         ↓
        混合→冷却→碳酸化→灌装→密封→检验→成品饮料 
         ↑                  ↑
糖 浆 →调配                 ↑
容器－→－清洗－ → － － →检验
一次灌装法流程示意图
将调味糖浆与水预先按照一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器。又称为预调式灌装法、成品灌装法或前混合（premix）法
糖浆的制备
溶糖分间歇式和连续式，间歇式又分为冷溶和热溶（蒸汽加热和热水）
冷溶：配制短期内饮用的饮料糖浆。采用装搅拌器的容器，把糖和水正确配准，在室温下进行搅拌，待完全溶化，过滤去杂即成。一般45－650Bx（要存放1天必须是650Bx）。冷溶法生产须有严格的卫生控制措施，但可以节省燃料
二、糖液的制备
提供稠度而有助于传递香味
提供能量和营养价值
饮料厂来说，从卫生和浓度控制的观点出发，糖浆的制备无疑是重要的。要达到配料掺和良好和完善，以生产一致性和高质量的饮料
将糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。必须是优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后备用。其水也必须是纯良的水，其水质可与灌装用水相同
1.热溶：零散饮料，纯度要求高，或要求延长贮藏期的饮料。热溶能杀灭糖内细菌；分离出凝固糖中的杂质；溶解迅速，短期内可生产大量糖液。一般采取不锈钢的双层溶糖锅，并备有搅拌器，锅底部有放料管道蒸汽加热溶解 see page 89,热水溶解 see page 89
2.连续式：指糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却均连续进行。生产效率高，全封闭，全自动操作，糖液质量好，浓度差异小，但设备投资大。
计量、混合→热溶解→脱气、过滤→糖度调整→杀菌、冷却→糖液
溶糖注意：温度高，溶解度大，如100℃溶解83%糖，0℃时，约溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。这也是一般制备65%为宜的依据糖浆浓度测定
3.糖浆过滤：对于高质量优质砂糖制备的糖浆，采取不锈钢丝网、帆布、棉饼、板框等方式
4.净化：针对质量较差的砂糖，会导致饮料产生凝结物、沉淀物，甚至异味；装瓶时出现大量泡沫等；或者对一些特殊的饮料如白柠檬汽水 
5.对糖浆色度要求很高，一般要求净化处理：加入0.5－1％活性炭到热糖浆中，一边添加一边搅拌，活性炭与糖液接触15min，温度保持80℃，通过过滤器前加入0.1%硅藻土，避免活性炭堵塞过滤器面层。

三、糖浆调配
调合糖浆（果味糖浆或加香糖浆）指根据产品技术要求，配合好各种原料，可作灌装的糖浆
配料准备和处理
投料顺序（在不断搅拌的情况下，但不能太剧烈）：
原糖浆：测定其浓度及需要的容积
防腐剂：称量后温水溶解
甜味剂：温水溶解后加入
酸味剂：50％、果汁（乳化剂、稳定剂）、色素、香精
加水到规定容积配合完毕后即可测定糖浆浓度，同时抽少量糖浆加碳酸水，观察色泽，评味，检查是否与标准样符合
在搅拌器和容量刻度标尺的不锈钢容器内调合；搅拌方式多为倾斜式或腰部式，可避免因振动而致使灰尘和油污等杂质掉入糖浆中
调合分：间歇式和连续式
间歇式：热调合：在高温下进行配料，通常用热溶糖液直接配料，然后冷却；只经过一次加热就完成溶糖、调合与杀菌等工艺操作，节省能源，但破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大；所以要选耐热的香精，只适合于果味性饮料。冷调合：常温下（低于20℃）进行配料，然后巴式杀菌、冷却；多用于含热敏性香料多的果味型饮料和果汁行饮料的生产；常温下调合原料→均质→第二调合罐（缓冲作用为主）→90℃以上杀菌（30S）→杀菌不良的返回溶解罐→冷却至25℃→缓冲罐→糖浆输出到灌装车间。
连续式：各溶液高位槽→定量比例泵→混合器→第一调合罐→均质机→第二调合罐→定量比例泵（用水调节调节浓度）→混合器→糖浆输出到灌装车间。连续式配制糖浆浓度精度高（�1�7�1�76�1�7�1�720.05波美度），可大大降低糖原料的损耗，全封闭操作，卫生状况良好，设备一次投入大。
调合工艺流程的布置应遵循：注意卫生，溶糖和配料分开；配料间与灌装线应尽量靠近；管路要简捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，避免使用临时胶管；与前后工序的设备能力要平衡；要便于操作和计量配制好的糖浆应立即装瓶，尤其是乳浊型饮料，糖浆贮存时间长，会发生分层，装瓶时应经常对糖浆加以搅拌

1. 二氧化碳的作用
清凉作用：碳酸在腹中由于温度升高，即进行分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。H2CO3 ↔ CO2＋H2O：阻碍微生物的生长，延长汽水货架寿命：国际上认为3.5～4倍含气量是汽水的安全区
突出香味：有舒服否认剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味
2.原理：水吸收二氧化碳的作用一般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用（Carbonation）。实际上是一个化学过程
CO2＋H2O↔H2CO3亨利定律：气体溶解在液体中时，在一定温度下，一定量液体中溶解的气体量与液体保持平衡时的气体压力成正比。即当温度T一定时：
V＝Hp
式中：V－溶解气体量；p－平衡压力；H－亨利常数）
道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压之和。
四、碳酸化
3.二氧化碳在水中的溶解度
在一定压力和温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做溶解度。碳酸饮料中常用的溶解量单位叫“本生容积”，简称“容积”：在0.1MPa、温度为0℃（15.56℃）时，溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。美国有的工厂用“奥斯瓦德容积”，区别是用当时测定的温度，由于温度不同而发生的容积变化不再作调整。欧洲常用的溶解量单位为g/l。两者的换算关系是1容积约等于2g/l。在标准情况下，1mol气体的体积为22.4l，二氧化碳的克分子量为44g。所以二氧化碳的密度＝44g/22.4l＝1.96g/l（精确计算为44.01/22.26=1.98）。
4.CO2在水中的溶解度影响因素：气液体系的绝对压力和液体的温度；CO2气体的纯度；液体中存在的溶质的性质；气体和液体的接触面积和接触时间。CO2气体的溶解度在0.1MPa、温度为15.56℃时，一容积的水可以溶解一容积的CO2。
5.CO2理论需要量的计算
根据气体常数1mol气体在0.1MPa、0℃时为22.41L,因此1molCO2在T℃时的体积: Vmol＝(273+T)/273×22.41(L)
则：G理＝V汽×N/Vmol×44.01
式中： G理为CO2理论需要量； V汽为汽水容量（L）（忽略了汽水中其它成分对CO2溶解度的影响以及瓶颈空隙部分的影响）；N为气体吸收率即汽水含CO2的体积倍数；44.01为CO2的摩尔质量（g）； Vmol为T℃下1molCO2的容积
6.CO2的利用率
二氧化碳的实际消耗量在碳酸饮料生产中比理论需要量大，因为生产过程中二氧化碳的损耗很大。
装瓶过程中损耗为40～60％，即实际上二氧化碳的用量为瓶内含气量的2.2～2.5倍；采用二次灌装时，用量为2.5～3倍
提高CO2的利用率方法：选用性能优良的灌装设备，在不影响操作怕和检修的前提下，尽量缩短灌装与封口之间的距离；经常对设备进行检修，提高设备完好率，减少灌装封口时的破损率（包括成品的）；尽可能提高单位时间内的灌装、封口速度、减少灌装后在空气中的暴露时间，减少CO2的逸散；使用密封性能良好的瓶盖，减少漏气现象
CO2压力对于饮料的味道影响很大： CO2过高，使饮料的甜酸味减弱；过少碳酸气给人的刺激太轻微，失去碳酸饮料应有的剎口感。对于风味复杂的碳酸饮料，CO2过高反而冲淡饮料应有的独特风味，对于含挥发性成分低的柑桔型碳酸饮料尤其如此。有些碳酸饮料由于所用香精含易挥发的萜类物质，CO2过高会破坏原有的果香味而变苦。一般果汁型汽水含2～3倍容积的CO2，可乐型汽水和勾兑苏打水含3～4倍容积的CO2
7.碳酸化方式和设备
水或混合液的冷却：水的冷却、糖浆的冷却、水和糖浆混合液的冷却、水冷却后与糖浆混合后再冷却
水或混合液的碳酸化：
低温冷却吸收式：二次灌装工艺中把进入汽水混合机的水预先冷却至4℃左右，在0.441MPa下进行碳酸化；一次灌装中则把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却至16～18℃，在0.784MPa下与CO2混合。此法缺点是制冷量消耗大，冷却时间长或容易由于水冷却程度不够而造成含气量不足，而且生产成本高。优点是冷却后液体的温度低，可抑制微生物生产繁殖，设备造价低
压力混合式：采用较高的操作压力来进行碳酸化，其优点是碳酸化效果好，节省能源，降低了成本，提高了产量。缺点是设备造价高
碳酸化系统：
二氧化碳气调压站（根据所供应的二氧化碳压力和混合机所需压力进行调节的设备）
水冷却器、汽水混合机、薄膜式混合机、喷雾式混合机、喷射式混合机、填料塔式混合机、静态混合器
碳酸化过程中的注意事项：
1.保持合理的碳酸化水平;          2.保持灌装机一定的过压程度
3.将空气混入控制在最低限度;      4.保证水或产品中无杂质
5.保证恒定的灌装压力