食品科学与工程软饮料加工技术复习资料.doc
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1、均质目的:防止脂肪上浮;使吸附于脂肪球表面的蛋白质量增加,缓和变稠现象;提高蛋白质稳定性,防止出现沉淀;增加成品光泽度;改善成品口感。影响因素: 均质压力:压力越高效果越好,一般采用15-25MPa。均质温度:均质温度越高,均质效果越好。70-80之间比较适宜。 均质次数:增加均质次数可提高均质效果。普遍采用的是两次均质。汽水发展速度快的原因:1)香精形成商品性生产,增加了汽水品种,吸引了各种不同爱好的消费者;2)液体CO2的制成,减少了生产CO2的麻烦,进一步有利于工业化生产;3)发明了帽形软木塞和皇冠盖,使汽水能进行运输,并能贮存一定时间,可保持CO2的一定含量。4)美国成功的制造出机械化
2、汽水生产线,更促进了汽水的工业化发展。咖啡乳饮料生产中应选择哪种糖作为甜味剂,原因是什么?通常使用白砂糖,也可使用葡萄糖、果糖以及果葡糖浆等,但在技术上尚有一定难度。咖啡乳饮料是由蛋白质粒子、咖啡提取液中的粒子及焦糖色素粒子等分散成为胶体状态的饮料。加工条件及组成的微小变动,即可导致成分的分离。在采用的条件中,以液体的pH影响最大。当pH值降至6以下,则饮料成分分离的危险性就很大,糖在受热时,pH就会降低。白砂糖在加热的情况下pH变化最小。因此,咖啡乳饮料采用白砂糖,加工技术上易于掌握20.饮料生产中香精使用的注意事项用量:用量过多或不足,都不能取得良好的效果均与性:香精在食品中必须分散均匀,
3、才能是产品香味一致其他原料质量:除香精外其他原料如果质量差,对香味效果亦有一定的影响甜酸度配合:甜酸度配合如果恰当,对香味效果可以起到很大的帮助作用温度:饮料用香精沸点较低,因此糖浆温度需控制在常温下添加香精,避免其挥发水资源的状况 水是生命之源,地球虽然有70.8的面积为水所覆盖,但其中97.5的水是咸水,无法饮用。在余下的2.5的淡水中,有87是人类难以利用的两极冰盖、高山冰川和永冻地带的冰雪。人类真正能够利用的水仅占地球总水量的0.26世界各国地区按水资源量大小排队,前几名依次是:巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、孟加拉国、印度。若按人口平均,中国人均水资源量只相当于世界人均
4、量的14。如果未来不解决洪水、缺水和水污染三大问题,水资源将成为我国社会经济发展的最大“瓶颈”之一。防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、防污减灾、生态环境建设、水资源的供需平衡、北方的水资源问题、西部地区的水资源问题等八个方面实行战略性的转变。解决办法节水:主要是农业节水防止水污染提高水的利用率防洪。水是软饮料生产中重要的原料之一,直接影响到成品的质量。因 此全面了解水的性质具有重要意义。 2.2 水源分类及其特点地表水: 来源:包括江水、河水、降水、湖水、水库水等, 特点:常含有粘土、砂、腐殖质、钙镁盐类、其他盐类及细菌,另外易受工业废水污染。地下水:井水、泉水和自流井等。 特点:硬度较大、
5、盐含量较大。一般盐含量100-5000mg/L,硬度2-10mg当量/升。城市自来水:是指地表水经过适当的水处理工艺,水质达到一定要求并储存在水塔中的水。特点:水质好、稳定,符合生活饮用水标准;水处理设备简单,容易处理,一次性投资小;但水价高,使用时要注意控制氯、铁离子含量及碱度、微生物量。2.3 天然水中的杂质(1)悬浮物质 d0.2 微 米, 主 要 有 细 菌- 有 致 病 的 和 对 人 体 健 康 无 妨 的; 藻 类 及 原 生 动 物- 嗅 、 为 、 色、 混 浊; 泥 沙 粘 土- 混 浊。 对饮料的影响:出现沉淀、影响二氧化碳的溶解、微生物的存在影响产品的风味甚至败坏。 (
6、2) 胶 体 物 质 在0.0010.20 微 米, 包 括 溶 胶- 如 硅 酸 胶 体(无机);引起水浑浊, 高 分 子 化 合 物- 腐 殖 质、腐殖酸胶 体(有机),造成水质带色。2.3 天然水中的杂质(3) 溶 解 物 质 盐 类- 钙 镁 盐 、 钠 盐 、 铁 盐 及 锰 盐硬度H(总硬度、暂时硬度、永久硬度)、碱度A及其关系; A总 H总, 水中存在OH-、碳酸根,属于碱水;A总 H总,水中存在钙镁离子的氯化物,基本没有OH-、碳酸根,属非碱性水;A总= H总,水中只含有钙镁的碳酸氢盐。H总过大,饮料出现沉淀、盐味、增加洗涤剂的用量成本增加;A总过大,出现水垢、改变果汁糖酸比、
7、影响二 氧 化 碳的溶解、有利于微生物的繁殖、沉淀、气 体- 氧、二 氧 化 碳 、 硫 化 氢 、 氮 气 。它们影响碳酸饮料中二 氧 化 碳的溶解度、其它饮料的风味和色泽。2.6 水的处理2.6.1混凝沉淀1.混凝是指在水中加入某些溶解盐类,使水中的细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大的颗粒,从水中沉淀下来的过程。2.混凝剂:明矾、硫酸铝、硫酸亚铁和碱式氯化铝。(1)明矾:一般用量0.0010.02%注意使用的条件-pH值,一般要求被处理的水pH值6.5-7.5,太高或太低都会使氢氧化铝溶解,另外,换会影响它的带电性, pH值5带正电荷。-温度,水温要求2535度, 50度失去混凝作用
8、。-搅拌,有利于混凝。(2)硫酸铝:水溶液偏酸,使用时应调pH值6.5-7.5,是生成的氢氧化铝最多。根据实验确定使用量。(3)硫酸亚铁:对于富含有机质的水不合适,因为当水的pH值8,所以,用绿矾处理水时,须用调pH。(4)碱式氯化铝:一般用量0.0050.01%, pH值6-8,温度2030度。3.助滤剂:能提高混凝效果,加速沉淀的辅助药剂。主要有活性的硅酸、海藻酸钠、CMC、聚丙烯胺、PMA、聚丙烯等 混凝剂一般采用精制或粗制硫酸铝、明矾或三氯化铁等。用量为5-10毫克升。如水中出现藻类,则可投加硫酸铜,用量为1-5毫克升。为提高水中污物凝聚效果,应适当地向池中投加一定量的纯碱(NaOH)
9、或碱性盐(Na2CO3,)以维持水的PH值在7.2-7.6左右。用量为510毫克升 (泳池的水处理)2.6.2 过滤:1.原理:阻力截流、重力沉降、接触凝聚。2.池式过滤:滤料选择原则,化学稳定、不溶于水、无有害物、足够的机械强度、适宜的级配和足够的空隙率。级配滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的数量比例,空隙率滤料的空隙体积和整个滤层体积的比例。3.砂滤棒过滤:用细微颗粒的硅藻土和骨灰等可燃性物质,成型后在高温下焙烧而成-砂芯(孔径0.002-0.004微米)。4.活性碳过滤等:主要去处水中的余氯(吸附、催化)。活性碳有腐蚀性,存放时注意2.6.3 软化(Intenerate):产品出现沉淀
10、、洗涤液增多,喷嘴堵塞、玻璃瓶发暗、锅炉爆炸。 1.石灰软化法(石灰软化法、石灰-纯碱软化法、石灰-纯碱-磷酸三钠软化法三种)软化方法:间歇法、涡流反应器、连续法 2.离子交换(Ion Excgange):选择原则,外观、膨胀度、交联度、颗粒度、交换容量;常见的装置,固体床(单床、多床、复床、混合床、双层床)和连续床(移动床、流动床) 3.反渗透(Reverse Osmosis):反渗透脱盐的机理(氢键理论、优先吸附理论)分离溶剂(水)。 4.电渗析法(Electro Dialysis):依靠电势,把离子交换树脂制成薄膜,阻断溶质,分离溶质,缺点:水利用率低50%,出现极水和浓盐水。5.膜分离
11、技术及其特征 膜分离法:用天然或人工合成的高分子膜,以外界压力或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶液进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用来进行水处理和纯净水的生产。常用的膜有4种:(1)微滤膜(microfilteration,MF):孔径0.1-10m ,主要去除微粒、细微物质,能有效的去除细菌,对称膜(孔径大小相等),操作压力0.01-0.2MPa,静态过滤.与一般深层过滤介质相比具有的特征:-孔径均匀,过滤精度高,一般作为反渗透的保安过滤。-空隙率高,流速快,微孔滤膜上有千百万个微孔,微孔体积占膜总体积的7080%。-膜薄(厚度0.10.15mm),吸附少-无介质脱落,但易堵塞。2
12、)超滤膜(ultrafilteration,UF) :孔径0.001-0.1m ,主要去除分子量大于500 的大分子和胶体,能去除全部的病毒和高分子物质,非对称膜(孔径大小不等),操作压力0.1-0.5MPa,动态过滤。 理想的超滤筛分,应尽量避免溶质在膜的表面和膜孔壁上的吸附与阻塞,应选择与被分离溶质之间相互作用弱的超滤膜。(3)反渗透膜(reverser osmosis,RO) :孔径0.0001-0.001m ,主要去除盐分,对氯化钠去除95%以上,操作压力1-10MPa脱盐的机理:氢键理论(1953,USA,Ried) 、优先吸附理论(20世纪60年代,Canada,Souriraja
13、n(4)钠滤膜(nanofilteration,NF):是由反渗透膜发展起而来的一种超低压膜,分离范围介于反渗透膜和超滤膜之间,操作压力0.5-2.0MPa,对氯化钠去除率5070%,对钙的去除率4060%,对有机物的去除率在90%以上,高度脱除水中总有机碳(TOC)类有毒有害杂质。主要是去除低分子有机物和盐类。是脱除地表水和地下水中的有机物并进行部分软化的理想膜元件,满足维持口感和输送管网所需的最低硬度。纳滤膜(NF)可在很低的操作压力下有效地脱除有毒有害物质,又能有效地保留部分营养离子。NF/RO就是将纳滤与反渗透的性能优势结合起来,在需要保留部分离子的行业得到完美的运用。2.6.3 消毒
14、:1. 氯消毒:加氯量(自来水管网远端的余氯含量在0.10.3mg/L,一般总投量为0.52.0mg/L,)、方法(水质差,滤前加;水质好,有机物少,滤后加),它是第一次饮用水革命自来水的功臣(自来水纯净水功能水)。2. 紫外线:3. 臭氧消毒:第三章 第二节 碳酸饮料生产主要设备1、水处理系统:水过滤、澄清、软化、消毒、排气 2、糖浆调配设备:化糖锅(夹层锅)、糖浆过滤器(内有筛网)、配料罐(调配缸) 3、碳酸化设备(最关键):二氧化碳生成器、二氧化碳气调压站、水冷却器、混合机 4、洗瓶设备:清洗、消毒 5、灌装设备(一次灌装设备和二次灌装设备)第三节 碳酸饮料生产工艺流程 碳酸饮料生产工艺
15、流程可分为三个基本工序:糖浆的调配、碳酸化和灌装。一、糖浆的调配 原糖浆(单糖浆):将砂糖溶解在水中所得的浓度较高的糖水溶液。糖浆又称为调和糖浆或主剂,一般是根据不同碳酸饮料的要求,在一定浓度的糖液中,加入甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、防腐剂等,并充分混匀后所得的浓稠状糖浆。 碳酸饮料成分:水、糖、二氧化碳和主剂。原糖浆制备 原糖浆制备的生产工艺流程: 砂糖称量溶解净化过滤杀菌、冷却脱气浓度调整配料 精滤(均质)杀菌冷却贮存(缓冲罐)糖浆我国碳酸饮料中使用最多的甜味料是蔗糖,一般使用质量最好的白砂糖。 制备糖溶液首先需将砂糖溶解,砂糖的溶解(包括糖液的处理)分为: (1)冷溶法在室温条件下不
16、经加热,把砂糖加入水中不断进行搅拌溶解的方法。 优点:设备简单,省去了加热和冷却过程,减少了费用。 缺点 :但是溶解时间长,设备大,利用率低。由于完全不经加热,缺少杀菌工序。对于防止糖液的污染是不利的。冷溶法制得的糖液必须马上用完。 冷溶法成本最低,在美国一般采用此法。由于这种工艺对卫生管理要求特别严格,从配浆室到装瓶的整个过程,必须充分保证清洁卫生,美国可口可乐工厂规定每星期六停止生产,专门搞卫生,从配浆室到装瓶工段都要进行彻底的清洁消毒2)热溶法 蒸汽加热溶解法 优点:溶糖速度快,可杀菌,能量消耗相对较少 缺点: 直接通蒸汽到溶糖罐内会因为蒸汽冷凝的缘故带入冷凝水,糖液浓度和质量受到影响
17、若用夹层锅加热,则因锅壁温度较高,搅拌出现死角时,容易粘结,影响传热效果和糖液质量 有凝固杂质浮于液面,一般需要进行过滤 蒸汽会影响操作环境2)热溶法 热水溶解法 (5055)热水搅拌溶糖粗滤(90 )杀菌(杀菌不良则返回溶糖罐)(39 )精滤冷却(至20 )糖液(配料用)砂糖的连续溶解糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却都是连续进行。国外因自动控制程度较高,大多采用此法。该方法生产效率高,全封闭,全自动操作,糖液质量好,浓度误差小(士.1Bx), 但设备投资较大。流程: 计量、混合热溶解脱气、过滤糖度调整杀菌、冷却糖液 糖浆调配的投料顺序遵循以下几个原则:调配量大的先调入,如糖液、水
18、配料容易发生化学反应的间开调入,如酸和防腐剂粘度大、起泡性原料较迟调入,如乳化剂、稳定剂挥发性的原料最后调入,如香精、香料碳酸化是指二氧化碳与水的混合。碳酸化程度会直接影响碳酸饮料的质量和口味,是饮料生产的重要工艺之一。设备:汽水混合机,喷雾式混合机、喷射式混合机(国外进口生产线常用)、填料塔式混合机(仅用作水的碳酸化)、静态混合器碳酸化原理:碳酸化是指二氧化碳与水的混合。碳酸化程度会直接影响碳酸饮料的质量和口味,是饮料生产的重要工艺之一。实质:在一定压力和温度下,二氧化碳在水中溶解的过程。 二氧化碳在碳酸饮料中的作用:清凉作用:当二氧化碳从体内排放出来时,会把体内的热带出来,降低体温,使人有
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