CN113142442A - 一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，包括以下步骤：将浓缩糖浆和RO水按比例混合后，加热并送入脱气罐中负压脱氧，接着对其采用超高温瞬时灭菌，将灭菌后的无菌糖水送入第一缓冲罐中暂存；对果粒采用超高温瞬时灭菌，使用于输送果粒的灭菌管路各处的横截面积保持相同，将灭菌后的无菌果粒送入背压的第二缓冲罐中暂存并保持搅拌；通过带蒸汽屏蔽的无菌离心泵将第一缓冲罐中的无菌糖水降温后送入第一混合罐中，并按比例通入除菌过滤后的CO2气体，使其溶解在无菌糖水中，以制得无菌碳酸饮料；将无菌碳酸饮料和无菌果粒按比例送入背压的第二混合罐中混合，以制得无菌成品饮料。本发明制备工艺，能够制得果粒破损率较低的无菌果粒碳酸饮料。
Description
技术领域
本发明涉及饮料生产技术领域，特别涉及一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺。
背景技术
碳酸饮料，即物料中溶解有二氧化碳的一类饮料。通常的碳酸饮料中需要添加一定的防腐剂以满足一定的货架期，近年来多数厂商尝试不在碳酸饮料中添加防腐剂，并通过无菌饮料生产线来生产碳酸饮料，取得了不错的市场反响。目前来看，为满足健康的需要，无菌碳酸饮品已是趋势。结合传统的无菌型果粒饮料来看，在饮品中添加果粒可以大大提高口感，但现有技术中，并未有无菌果粒碳酸饮料制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，能够制得果粒破损率较低的无菌果粒碳酸饮料。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，包括以下步骤：
（1）将浓缩糖浆和RO水按比例混合后，加热并送入脱气罐中负压脱氧，接着对其采用超高温瞬时灭菌，将灭菌后的无菌糖水送入第一缓冲罐中暂存；
（2）对果粒采用超高温瞬时灭菌，使用于输送所述果粒的灭菌管路各处的横截面积保持相同，将灭菌后的无菌果粒送入背压的第二缓冲罐中暂存并保持搅拌；
（3）通过带蒸汽屏蔽的无菌离心泵将所述第一缓冲罐中的所述无菌糖水降温后送入第一混合罐中，并按比例通入除菌过滤后的CO2气体，使其溶解在所述无菌糖水中，以制得无菌碳酸饮料；
（4）将所述第一混合罐中输出的所述无菌碳酸饮料和所述第二缓冲罐中输出的所述无菌果粒按比例送入背压的第二混合罐中混合，以制得无菌成品饮料。
优选地，所述第二混合罐中的背压压力≥4bar，所述第一混合罐和所述第二缓冲罐中的背压压力分别大于所述第二混合罐中的背压压力。
优选地，在步骤（1）中，通过真空泵对所述脱气罐抽真空直至表压≤-0.8bar。
优选地，在步骤（1）中，灭菌时，先通过高温蒸汽和高压水换热得到高温高压热水，再通过所述高温高压热水和负压脱氧后的混合物料进行换热，对其升温灭菌。
优选地，在步骤（3）中，通过管式换热器对所述第一缓冲罐中输出的所述无菌糖水换热，将所述无菌糖水的温度降至10℃或以下。
优选地，在步骤（4）之后，将所述无菌成品饮料送入背压的第三缓冲罐中暂存并保持搅拌，所述第三缓冲罐中的背压压力≥4bar。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，创新性引入无菌果粒碳酸饮料的概念，工艺路线合理，通过设置带蒸汽屏蔽的无菌离心泵泵送无菌糖水，能够避免二次染菌风险；由于第二缓冲罐保持背压，因此用于输送果粒的灭菌管路的出口处无需再设置横截面积较小的恒压阀或阻尼管，仍旧能够保持灭菌管路中的压力，以避免果粒在杀菌温度下气化，能够制得果粒破损率较低的无菌果粒碳酸饮料。
附图说明
附图1为根据本发明具体实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，本实施例提供一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，包括以下步骤：
（1）将浓缩糖浆和RO水按比例混合后，加热并送入脱气罐中负压脱氧，接着对其采用超高温瞬时灭菌，将灭菌后的无菌糖水送入第一缓冲罐中暂存。
参见图1所示：
浓缩糖浆调配单元：由调配罐、搅拌器、袋式过滤器、输出泵等组成，用于调配浓缩糖浆。
反渗透机组：由RO膜过滤器、立式多级离心泵等组成，原水经过RO膜过滤，产出RO水，RO水不含细菌和病毒，可直接饮用。
混比稀释单元：由RO水储罐、浓缩糖浆储罐、离心泵、流量计、比例调节阀等组成，用于浓缩糖浆按照一定比例稀释。由于饮料生产线每个班次的产量较大，如果直接在调配单元把成品调好，将配置大量的调配罐用于当天的料液存储，因此采用较少的调配储罐先将浓缩糖浆调配好，然后再用RO水按一定比例在线稀释，能够大幅节省调配罐和占地空间。
脱气机：由脱气罐、真空泵、输出泵等组成，用于糖水中氧气的脱除。通过真空泵抽真空，脱气罐中保持-0.8bar的表压，在高温和负压的作用下糖水中氧气的溶解度降低，从而脱出。脱氧后不仅有助于提高饮料的品质和提升货架期，还有助于后道二氧化碳的溶解。
超高温料液杀菌机：由管式换热器、离心泵、恒压阀、缓冲储罐、高压热水循环罐等组成。灭菌时，先通过高温蒸汽和高压水换热得到高温高压热水，再通过高温高压热水和负压脱氧后的混合物料进行换热，对其升温灭菌，最大限度降低因高温蒸汽压力不稳定而导致杀菌温度产生波动的风险。采用138℃超高温瞬时灭菌技术，经过杀菌后的混合物料满足商业无菌。
第一缓冲罐：由于无菌生产线生产前会耗费数小时的时间用于整个管路系统的在线清洗、灭菌，简称“无菌启动”。生产时一旦某一环节出现故障，杀菌机既不能切换到自循环模式，会导致杀菌过度影响饮料品质；也不能直接停机，再开机仍将消耗大量时间用于无菌启动。因此在杀菌机的出口配置第一缓冲罐，容积一般为2～3倍的杀菌机一小时的产能。生产时一旦某一环节出现故障，产线可以有2～3小时用于排查、解决故障。
（2）对果粒采用超高温瞬时灭菌，使用于输送果粒的灭菌管路各处的横截面积保持相同，将灭菌后的无菌果粒送入背压的第二缓冲罐中暂存并保持搅拌。
参见图1所示：
果粒存储单元：由果粒储罐、转子泵等组成，为超高温果粒杀菌机提供果粒。
超高温果粒杀菌机：由果粒换热管、转子泵、果粒缓冲储罐、高压热水罐等组成。现有技术中，在灭菌管路的出口采用阻尼管，以减小灭菌管路出口处的横截面积，产生较高系统背压的同时能够降低果粒的破碎率，但是果粒经过直径较小且螺旋绕设的阻尼管时，仍旧会发生较大规模的破碎。通过对第二缓冲罐保持背压，在灭菌管路各处的横截面积保持相同的情况下（即出口处的横截面积也保持不变），由于灭菌管路直接与第二缓冲罐连通，因此仍旧能够保持灭菌管路中的压力，通过提高灭菌管路中的压力以提高其中果粒的沸点，以避免果粒在杀菌温度下气化，果粒输出时基本无破碎，大幅降低了果粒破损率。
第二缓冲罐：作用同第一缓冲罐，不同之处在于第二缓冲罐需配置一个无菌搅拌器，确保罐内果粒分布均匀。
（3）通过带蒸汽屏蔽的无菌离心泵将第一缓冲罐中的无菌糖水降温后送入第一混合罐中，并按比例通入除菌过滤后的CO2气体，使其溶解在无菌糖水中，以制得无菌碳酸饮料。
参见图1所示：
除菌过滤器：过滤精度为0.02μm的PP或PTFE材质气体过滤器，在两级过滤器的作用下，可以做到完全过滤致病菌，CO2气体经过该过滤器后满足商业无菌。
无菌冷却及碳酸装置：由第一混合罐、带蒸汽屏蔽的无菌离心泵、管式换热器，二氧化碳无菌比例调节阀、无菌糖水和二氧化碳质量流量计、碳酸混合器等组成。无菌糖水一般需要降温到10℃以下，4℃最佳，这个温度下二氧化碳溶解度最高，二氧化碳混合最充分。通过管式换热器对第一缓冲罐中输出的无菌糖水换热，将无菌糖水的温度降至4℃，通过无菌离心泵将降温后的无菌糖水送入第一混合罐中。二氧化碳经过二氧化碳无菌比例调节阀的调节，与无菌糖水定比混合。混合有二氧化碳的第一混合罐需要带一定压力（≥4bar），否则二氧化碳会从料液中逸出，因此需采用带蒸汽屏蔽的无菌离心泵为第一混合罐提供压力，确保产品不会染菌。
（4）将第一混合罐中输出的无菌碳酸饮料和第二缓冲罐中输出的无菌果粒按比例送入背压的第二混合罐中混合，以制得无菌成品饮料。
为了防止二氧化碳逸出，第二混合罐中的背压压力同样需要≥4bar，且第一混合罐和第二缓冲罐中的背压压力需分别大于第二混合罐中的背压压力，以便于分别稳定输送无菌碳酸饮料和无菌果粒至第二混合罐中。
参见图1所示：
第二混合罐：由气动隔膜调节阀、蒸汽屏障阀门、无菌座阀、流量计等组成。无菌碳酸饮料由流量计测得流量，根据事先设定好的配比，果粒流量由气动隔膜调节阀调节，在第二混合罐中两者按比例混合。
（5）将无菌成品饮料送入背压的第三缓冲罐中暂存并保持搅拌，第三缓冲罐中的背压压力≥4bar，最后送去灌装。
参见图1所示：
第三缓冲罐：无菌成品饮料在第三缓冲罐中缓存，第三缓冲罐设置有无菌搅拌器，可以确保果粒在料液中分布均匀。
无菌灌装单元：无菌成品饮料通过无菌离心泵的作用进入灌装液缸，通过灌注阀灌注入空瓶中，以完成灌装。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将浓缩糖浆和RO水按比例混合后，加热并送入脱气罐中负压脱氧，接着对其采用超高温瞬时灭菌，将灭菌后的无菌糖水送入第一缓冲罐中暂存；
（2）对果粒采用超高温瞬时灭菌，使用于输送所述果粒的灭菌管路各处的横截面积保持相同，将灭菌后的无菌果粒送入背压的第二缓冲罐中暂存并保持搅拌；
（3）通过带蒸汽屏蔽的无菌离心泵将所述第一缓冲罐中的所述无菌糖水降温后送入第一混合罐中，并按比例通入除菌过滤后的CO2气体，使其溶解在所述无菌糖水中，以制得无菌碳酸饮料；
（4）将所述第一混合罐中输出的所述无菌碳酸饮料和所述第二缓冲罐中输出的所述无菌果粒按比例送入背压的第二混合罐中混合，以制得无菌成品饮料。
2.根据权利要求1所述的一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，其特征在于：所述第二混合罐中的背压压力≥4bar，所述第一混合罐和所述第二缓冲罐中的背压压力分别大于所述第二混合罐中的背压压力。
3.根据权利要求1所述的一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，其特征在于：在步骤（1）中，通过真空泵对所述脱气罐抽真空直至表压≤-0.8bar。
4.根据权利要求1所述的一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，其特征在于：在步骤（1）中，灭菌时，先通过高温蒸汽和高压水换热得到高温高压热水，再通过所述高温高压热水和负压脱氧后的混合物料进行换热，对其升温灭菌。
5.根据权利要求1所述的一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，其特征在于：在步骤（3）中，通过管式换热器对所述第一缓冲罐中输出的所述无菌糖水换热，将所述无菌糖水的温度降至10℃或以下。
6.根据权利要求1所述的一种无菌果粒碳酸饮料制备工艺，其特征在于：在步骤（4）之后，将所述无菌成品饮料送入背压的第三缓冲罐中暂存并保持搅拌，所述第三缓冲罐中的背压压力≥4bar。
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