软饮料工艺学第5章 其他类饮料生产工艺

Dep.OfFoodScience&TechnologySoftDrinkTechnology软饮料工艺学第5章

其他类饮料生产工艺本章主要内容第一节瓶装饮用水生产工艺第二节固体饮料及其他饮料生产工艺教学重点:

1．瓶装水的定义、分类，矿泉水及纯水生产工艺；2．固体饮料的定义、分类，各类固体饮料生产工艺；

教学难点：

1．瓶装水生产工艺中的质量控制工艺要点；2、固体饮料生产工艺中的工艺要点。

第一节

瓶装饮用水生产工艺二、矿泉水1、矿泉水定义是从地下深处自动涌出或人工揭露的未受污染的地下矿水，含有一定的矿物质、微量元素或二氧化碳气，水源地直径10Km内不可以有水质污染源存在，包括有机、无机和毒性物质存在，矿泉水的水质、水量必须稳定，且经10年以上的不断检验，矿物质含量大致不变。

我国幅员可辽阔，矿泉水资源极为丰富北起黑龙江、辽宁，南到广东都有水质优良的矿泉。2、矿泉水的开展状况瓶装矿泉水作为饮料市场中一员是近百年的事情。十九世纪后半叶，世界瓶装矿泉水的销售量急剧增加。目前，欧洲国家瓶装矿泉水的生产消费量最大，多年来产量长期处在世界前列的国家有意大利、法国、德国、西班牙等；如今欧洲主要生产国的年产量还10％的速率增长；德国2000年矿泉水产量在1000万吨以上，营业额达25亿多欧元。在欧洲一些国家，矿泉水已经成为人们生活中不可缺少的一局部。欧洲各国矿泉水的人均消费量也在逐年上升，其中意大利2000年矿泉水人均消费量达140升，列欧洲之首亚洲国家的矿泉水人均消费量远远低于欧洲，如泰国为70升，中国香港为40升，日本为10升，而中国内陆仅为5升〔国外统计〕，相当于德国二战结束时的水平。我国开发利用饮用天然矿泉水最早始于本世纪初。1977年以前，我国唯一的瓶装矿泉水是青岛崂山牌天然矿泉水。80年代中期,特别从1987年，我国国家矿泉水标准的公布实施以来，全国瓶装矿泉水的开发和生产得到了迅速开展。90年代中期，开展速度有所减缓，到1997年，我国饮用天然矿泉水生产厂家已达1100多家，是世界上生产矿泉水厂家最多的国家。这些生产厂家中，大中型企业，即生产能力和实际生产水平，和市场占有率在万吨以上的，仅占企业数的10％左右，中小型企业占总企业数的80％以上。欧洲矿泉水人均消费量统计单位：升年国家

1997

1998

1999

2000意大利133136155140比利时115.6117.4123124德国93.493.497.199瑞士87949597法国83848992西班牙62.57078.286.5奥地利70757579.8葡萄牙41.943.942.444.7荷兰15.915.317.317.1英国15.210.9

爱尔兰141720

3、矿泉水的保健功能矿泉水含有丰富的常量元素和微量元素，本身不含热量，是一个理想的矿物质补充源；矿泉水中的某些微量元素具有疗效和保健作用。

镁、锂可以减少心血管病发病率；

含碳酸氢钠的对消化和代谢机能紊乱、泌尿系统疾病有疗效；矿泉水还能治疗慢性肝炎、糖尿病和肥胖症；矿泉水中的多种微量元素可以补充日常缺乏的微量元素，有健胃、调节代谢等效果；污染少矿泉水已日益成为人们保健饮用水。4、矿泉水的分类按照原水的来源分为：天然矿泉水人工矿泉水按照化学成分分类俄罗斯、日本法分为6种西欧法分为11种按温度分类冷泉＜20℃微温泉20～37℃温泉37～42℃高温泉＞42℃按是否含有二氧化碳分类5、饮用矿泉水的水质矿泉水的主要成分矿泉水的主要成分是钠、钾、钙、镁、氯及碳酸氢根、硫酸根等，组成的元素可分为4类：水中溶解物，钠、钾、钙、镁等；含量不高元素，锂、锶、钡等；含量极少的稀有元素，钴、铬、硒等；放射性元素。硬度，由水中溶解的钙和镁的量决定；pH和碱度浑浊度，一般不超过5度；臭和味，一般不应有异臭和异味；水色矿化度〔M〕，用每1L水中所含阴阳离子总量感官要求项目

要求色度,度≤15,并不得呈现其他异色浑浊度,NTU≤5臭和味具有本矿泉水的特征性口味,不得有异臭、异味肉眼可见物允许有极少量的天然矿物盐沉淀，但不得有其他异物污染物指标

项目

指标

挥发性酚(以苯酚计)，mg／L<0.002

氰化物(以CN-计)，mg／L<0.010

亚硝酸盐(以No3计)，mg／L<0.0050

总?放射性，BQ／L<1.50

微生物指标

项目

指标

水源水

罐装产品

菌落总数,CFU/ML<550大肠菌群,个/100ML0

7、饮用天然矿泉水评价申请开发饮用天然矿泉水，必须提交?饮用天然矿泉水国家标准?中规定的水源地勘察报告。对一个未知水质组成成分的新发现的天然露头或新开凿井的矿泉水，评价程序大致可分八个步骤。阅读和研究该矿泉点的地址报告了解和观察矿泉点周围情况水质进行现场测试分析、理化分析、微生物检检查水中是否含有农药、氰化物、矿物油物质采样测定矿化度，确定全部阳离子与阴离子的半定量组成和级位，进一步定量分析有关成分对水样进行放射性分析长期观测水温、水流量、水位〔压力〕的动态资料根据以上各步骤获得的结果，对水质进行全面评价，提出报告，并提出是否开发的具体建议8、饮用矿泉水的生产工艺(1)饮用矿泉水的生产工艺流程引水曝气过滤灭菌充气罐装压盖空瓶清洗罐装瓶盖消毒贴标检验成品依云矿泉水生产流程图瓶装水灌装过程表1碳酸型矿泉水水化学特征及界限指标评价表(具有一般代表性)单位：毫克/升离子

含量区间

项目

指标

含量区间

评价阳离子Na+121.40—141.20

锂≥0.200.119—0.1368

K+

9.18—11.36

锶≥0.200.297—0.3485

达标Ca2+92.91—107.73

锌≥0.200.00885—0.01056

Mg2+141.00—156.22溴化物≥1.00＜0.02

NH4+17.25—25.75碘化物≥0.20≤0.002

Fe2++Fe3+

0.56—1.45偏硅酸≥25.00112.88—116.23

达标合计382.30—443.71

硒≥0.010＜0.00001

阴离子HCO3-1342.98—1490.93游离二氧化碳≥250476.19—479.50

达标CO32-

0.00溶解性总固体≥1000183.008—2044.26

达标CI-

12.89—14.84

SO42-

1.73—2.39

F-

0.44

NO3-

0.00

合计1361.0—1511.1

总硬度(以CaCO3计)813.20—913.38

备注锶含量在0.2—0.40毫克/升、偏硅酸含量在25.00—30.00毫克/升时,水温必须在25℃以上。表2偏硅酸型矿泉水水化学特证及界限指标评价表〔具有一般代表性〕单位：毫克/升

离

子含量区间

项

目

指

标

含量区间

评

价阳离子Na+7.50—9.00

锂≥0.200.00004—0.00850

K+2.20—2.90

锶≥0.200.01275—0.07176

Ca2+5.18—6.75

锌≥0.200.00087—0.0063

Mg2+4.71—6.91

溴化物≥1.00＜0.020

NH4+0.00

碘化物≥0.20≤0.002

Fe2++Fe3+0.00—0.06

偏硅酸≥25.0043.11—49.97达标

阴离子HCO3-47.63—57.64

硒≥0.010＜0.00001

CO32-0.00游离二氧化碳≥2502.46—7.72

CI-0.00—1.00

溶解性

总固体≥1000112.95—130.89

SO42-3.00—6.00

F-1.20—1.45

NO3-0.00—5.00

总硬度（以CaCO3）计32.28－44.59备注锶含量在02.0－0.40毫克/升、偏硅酸含量在25.00—30.00毫克/升时，水温必须在25℃以上。(3)矿泉水的质量控制变色沉淀微生物

9、水源卫生防护水源地必须设立卫生防护区，在防护区界设置固定标志。卫生防护区须符合下述要求，并有卫生防护区图(比例尺1:5000～1:10000)。第一区为严格保护区。在泉(井)外围半径15m的范围内，无关人员不得入内。不得放置与取水设备无关的其他物品。第二区为限制区。在矿泉水水源、生产区外围不小于30m范围内，不得设置居住区和工厂、厕所、水坑，不得堆放垃圾、废渣或铺设污水管道。严禁使用农药、化肥，并不得有破坏水源地水文地质条件的活动。第三区为监察区。其范围应根据水源的补给与分布而定，是水源免受污染。三、纯水1、饮用纯水定义饮用纯水，以符合生活饮用水卫生标准的水为原料，通过电渗析法、离子交换法、反渗析法、蒸馏法以及其他适当的加工方法制得，密封于容器中且不含任何添加剂可直接饮用的水。目前饮用的瓶装纯水，也称纯洁水、太空水、蒸馏水。一般用反渗透处理的水称纯水，用微滤或超滤处理的水称为纯洁水，蒸馏取得的为蒸馏水衡量纯水纯度的重要指标是电阻率或电导率，饮用纯水的电导率为1～10uS/cm。原水砂芯过滤活性碳净水器精滤去离子器臭氧杀菌紫外杀菌灌封贴标包装成品制瓶消毒瓶、盖饮用纯水生产工艺流程图

杂质无机离子有机物热原微生物粒子操作成本膜处理微滤（MF）×××◎◎中超滤（UF）×○◎○○中反渗透RO○○○○○小吸附活性炭△除氯用◎△××小离子交换◎△×××小相变蒸馏○○◎◎○大分解紫外线UV×◎△○×－注：◎最好；○好；△；×不可纯水工艺流程图根据原水水质不同，制取饮用纯洁水，可以采用以下不同工艺流程：传统蒸馏法蒸馏纯化原水预处理初级纯化精滤成品灭菌原水预处理反渗透精滤产品反渗透法离子交换原水预处理反渗透灭菌产品超滤电渗析法原水预处理电渗透超滤产品或者再经反渗透反渗透－离子交换法纯水工艺流程图(2)工艺要点预处理目的是降低水中的色度和混浊度初滤〔PF〕微孔过滤〔MF〕活性碳过滤〔GAC〕除盐除去水中的盐分，使电导率降低到10μs/cm以下，到达饮用纯洁水标准。电渗析法〔ED,EDR〕离子交换法〔IEX〕反渗透法〔RO〕蒸馏法超滤〔UF〕超滤是以压力为推动力，采用半透性的超滤膜，在动态条件下，能有效地截留水中大局部胶体、大分子化合物、热源和细菌类杂质，但不能去除低分子量的盐分。超滤一般设置在除盐设备后面，但为提高电渗析、反渗透的除盐效果，也可以在除盐处理前加一级超滤。消毒紫外线消毒〔UV〕臭氧消毒〔OZ〕纯洁水生产实例第二节

固体饮料及其他饮料生产工艺一、固体饮料的定义固体饮料类(SolidDrinks)，以糖、食品添加剂、果汁或植物抽提物等为原料，加工制成粉末状、颗粒状或块状的制品。成品水分不高于5%(m/m)。二、固体饮料的种类〔一〕按原料组分来分类1．果汁型固体饮料〔FruitFlavouredtype〕也称为果香型固体饮料，主要有果汁固体饮料和果味固体饮料两种。它是以糖、果汁〔或不加果汁〕、食用香精、食用色素等为主要原料制成的制品。用水冲溶后，具有该品种应有的色、香、味等。2．蛋白型固体饮料〔ProteinType〕也称为蛋奶型固体饮料，主要是指含有蛋白质和脂肪的固体饮料。它是以糖、乳制品、蛋粉或植物蛋白等为主要原料制成的制品。3．其他型固体饮料〔OtherType〕 〔1〕以糖为主，配以咖啡、可可、乳制品、香精等为主要原料制成的制品。〔2〕以茶叶、菊花及茅根等植物为主要原料，经抽提、浓缩与糖拌匀〔或不加糖〕而制成的制品。〔3〕以食用包埋剂吸收咖啡〔或其他植物抽提物〕及其他食品添加剂等为主要原料制成的制品。〔二〕按成品的形态分类1．粉末型固体饮料将各种原料混合后，用喷雾枯燥法将其枯燥成粉末状或将各种原料磨成细粉，再按配方混合的制品，如橘子粉、杏仁霜、速溶豆浆粉、固体汽水等。2．颗粒型固体饮料由混合料调制而成的不等形颗粒状的一种饮料。一般通过配料、烘干、粉碎、筛分制得，如山楂晶、酸梅晶、菊花晶、麦乳精等。3．片剂型固体饮料将粉碎的各种原料按配方充分混合均匀后，用压片机压成片剂状的固体饮料，如汽水片、果汁片、燕麦片等。4．块状型固体饮料将粉碎的细粉原料按配方充分混合后，用模型压成立方块形状的固体饮料，如咖啡茶、柠檬茶、奶茶等。5．其他型固体饮料除上述以外的固体饮料，如红茶、绿茶等也属固体饮料。果汁型固体饮料是以糖、果汁〔或不加果汁〕、食用香精、食用色素等为主要原料制成的水分低于5％〔以质量计〕的固体饮料。它是夏天防暑降温的优良饮品。将其用水冲溶后，具有该品种应有的色、香、味。假设将其用8～10倍的冷、热开水冲溶后饮用，如同饮用鲜果汁一般，酸甜可口，使人感觉到舒适和愉快。如果将其放置在冰箱中冷却后再饮用，口感会更加凉爽怡人。果汁型固体饮料从组织形态上可分为两类：1．果汁固体饮料，是一种颗粒状、鳞片状或粉末状制品，其色、香、味全部或主要来自于天然果汁或果浆。2．果味固体饮料，是一种固体状饮料制品，其色、香、味全部来自人工调配。另外，也有人把果冻类归为固体饮料，但按饮料的定义，果冻又不属此范畴。果汁型固体饮料的生产工艺流程如下：砂糖→磨粉↓果汁→浓缩→合料→造粒→脱水→过筛→检验→包装→成品↑其它辅料工艺要点：1．合料合料是果汁型固体饮料生产中重要的工序，在操作时应特别注意以下几点：〔1〕按照配方投料果味固体饮料的一般配方是砂糖97%，柠檬酸或其他食用酸1%、各种香精0.8%，食用色素控制在国家食品卫生标准以内。果汁固体饮料的配方根本上与果味固体饮料相似，所不同的是以浓缩果汁取代全部或绝大局部香精、柠檬酸，食用色素可以不用或少用。果味和果汁固体饮料，均可在上述配方根底上加进糊精，以减少甜度。〔2〕砂糖须粉碎过筛砂糖须先粉碎，成为能通过80～100目筛的细粉。砂糖的粉碎可另行加工。〔3〕麦芽糊精应过筛如需参加麦芽糊精，须先经筛子筛出，然后继糖粉之后投料。〔4〕色素和柠檬酸须先用水溶解食用色素和柠檬酸须分别先用水溶解，然后分别投料，再投入香精，搅拌混合。〔5〕严格控制用水量投入混合料的全部用水，须保持在投料的5%～7%，全部用水包括用以溶解食用色素和溶解柠檬酸的水，也包括香精。用水过多，那么成型机不好操作，并且颗粒坚硬，影响质量；用水过少，那么产品不能形成颗粒，只能成为粉状，不符合质量要求。如果用果汁取代香精，那么果汁浓度必须尽量高，并且绝对不能加水合料。2、造粒将混合均匀、干湿适度的坯料，放进造粒机中进行造粒。成型颗粒的大小，与造粒机筛网孔眼大小有直接关系，必须合理选用，一般以6～8目为宜。造粒后的颗粒状坯料，由造粒机出料口盛入料盘。3．脱水将盛装盘子中的颗粒坯料，放进枯燥箱枯燥。烘烤温度应保持80～85℃，以取得产品较好的色、香、味。还可采用冷冻枯燥法，以减少营养成分的损失。4．过筛将完成烘烤的产品通过6～8目筛子进行筛选，以除掉较大颗粒或少数结块，使产品颗粒大小根本一致。5．包装将通过检验合格的产品，摊凉至室温之后包装。产品如不摊凉而在温度较高的情况下包装，那么产品容易回潮，引起一系列变质。包装如不严密，也会引起产品的回潮变质。蛋白型固体饮料是以砂糖、葡萄糖、乳制品、蛋粉或大豆蛋白等为主要原料制成的固体饮料，即含有蛋白质和脂肪的固体饮料。根据配料的不同可分为蛋奶型固体饮料和豆乳型固体饮料。在这些共性原料根底上再加上麦精和可可粉、各种维生素、人参浸膏、银耳浓浆等，那么成为麦乳精、可可型麦乳精、多维麦乳精、人参奶晶、银耳奶晶。假设用豆浆、糖、奶粉为主要原料那么制成豆浆粉、速溶豆浆粉、豆浆晶、豆乳晶等。各种麦乳精和各种乳晶都是经过化料、混合、乳化、脱气、枯燥等工序制成的，疏松多孔、呈鳞片状或颗粒状的含有蛋白质和脂肪的固体饮料，具有良好的冲溶性、分散性和稳定性。用8～10倍的开水冲饮时，即成为各种独特滋味的含蛋白乳饮料。这些饮料都具有增加热量和滋补营养成效，适宜于老弱病人饮用，但不宜做婴幼儿代乳用。麦乳精和乳晶的最大区别是前者具有较浓厚的麦芽香和乳香，蛋白质和脂肪含量较高，后者那么蛋白质和脂肪含量较低，有添加物的独特滋味。此外，利用杏仁、花生等含有丰富蛋白质和脂肪的植物原料，也可生产成植物蛋白固体饮料。蛋白型固体饮料的生产工艺蛋白型固体饮料的生产工艺，根本上可分为真空枯燥法和喷雾枯燥法。前一种方法较为普遍，后一种方法与奶粉生产相似。真空枯燥法工艺流程如下：化糖↓配料→混合→乳化→贮存→脱气→贮存→装盘→枯燥→轧碎→贮存→检验→包装→检验→成品工艺要点：1．化糖先在化糖锅中参加一定量水，然后按照配方加进砂糖、葡萄糖、麦精及其他添加物如人参浸膏、银耳浓浆等，在90～95℃条件下搅拌溶解。待溶解完全，用40～60目的筛网过滤后泵入混合锅，当温度降至70～80℃时，边搅拌边参加适量碳酸氢钠，以中和各种原料可能带来的酸度，从而防止随后与之混合的奶质出现凝结现象。碳酸氢钠的参加量，应随各种原料酸度上下而定，一般为原料总量的0.2%左右。2．配料配料时先在配浆锅中参加适量的水，然后按照配方参加炼乳、蛋粉、奶粉、可可粉、奶油，使温度升高至70℃，搅拌混合。蛋粉、奶粉、可可粉等需先经40～60目的筛子，防止硬块进入锅中而影响产品质量。奶油应先经融化，然后投料。浆料混合均匀后，经40～60目的筛网进入混合锅。3．混合在混合锅中，使糖液与奶浆充分混合，并参加适量的柠檬酸以突出奶香并提高奶的热稳定性。柠檬酸用量一般为全部投料的0.002%。4．乳化可用均质机、胶体磨、超声波乳化机等进行两道以上的乳化。这一过程的主要作用是使浆料中的大脂肪球被打碎，均匀一致地分散在浆液中，乳脂肪外表积增大，不易上浮和分层，从而大大提高和改善产品的乳化性能。5．脱气浆料在乳化过程中混进大量空气，如不加以排除，那么浆料在枯燥时就会发生气泡翻滚现象，使浆料从烘盘中逸出，造成损失。因此必须将乳化后的浆料在浓缩锅中脱气，以防止上述不良现象的产生。浓缩脱气所需的真空度为96kPa(720mmHg)，蒸汽压力控制在9.8kPa(1kg/㎝²)以内。当从视镜中看到浓缩锅内的浆料不再有气泡翻滚时，那么说明脱气已完成。脱气后浆料水分控制在28%左右，以待分盘枯燥。6．分盘分盘就是将脱气完毕并且水分含量适宜的浆料分装于烘盘中。每盘数量须根据烘箱具体性能及其他实际操作条件而定，每盘浆料厚度为0.7～1㎝。7．枯燥装料后烘盘放置在枯燥箱内的蒸汽排管上或蒸汽薄板上，加热枯燥。枯燥初期，真空度保持在90～93kPa(680～700mmHg)，随后提高到96～98kPa(720～740mmHg)，蒸汽压力控制在14.7～19.6kPa(1.5～2kg/cm²)。通气枯燥时间为90～100min。枯燥完毕后，不能立即消除真空，必须先停蒸汽，然后放进冷却水进行冷却约30min。待料温下降以后，才能消除真空，再出料。全过程约为120～130min。8．轧碎将枯燥完成的蜂窝状的整块产品，送进轧碎机中轧碎，使产品根本上保持均匀一致的鳞片状。在此过程中，要特别重视卫生要求，所有接触产品的机件、容器及工具等均须保持洁净，工作场所要有空调设备，以保持温度在20℃左右，相对湿度在40～50%，从而防止产品吸潮而影响产品质量，并有利于正常进行包装操作。9．检验产品轧碎后，在包装之前必须按照质量要求抽样检验。包装后，着重检验成品包装质量。10．包装检验合格的产品，可在空调情况下进行包装，包装间一般保持温度在20℃左右，相对湿度40%～45%。除了果汁型固体饮料和蛋白型固体饮料以外，其他固体饮料还有很多。其中包括具有一定疗效的固体饮料如菊花晶、首乌晶等；具有补血效果的固体饮料如血补乐、宝宝福、果王补血晶等；在冲溶后再经冷却而成为胶凝状的固体饮料如啫喱粉、冰淇淋粉等；在冲溶后能产生气体的固体饮料如固体汽水；具有特定疗效的固体饮料，如生柿液饮料粉、减肥茶等。菊花晶市面上出售的首乌晶、金银花晶、花粉晶、麦冬酸梅晶等均属此类。其共同特点是用既可以食用，又有一定疗效的植物性的花、果、根等作为原料，用水或其他无毒的溶液浸出其有用的成分，除去残渣，将浸液中的溶剂蒸馏回收。再将除掉溶剂的浸液浓缩至一定浓度，最后将此浸液浓汁作为原料与糖粉混合，再经成型、烘干、包装等工序，即成为成品。在研制和生产这类产品时，要注意以下几个问题：1．要选择既可以食用，又有一定特点并且当地有丰富资源的材料作为原料。例如菊花，是一种传统饮料，有独特、浓郁、稳定的芳香，有疏风、清热、明目