Проектирование учебной лаборатории по производству газированных безалкогольных напитков

Сахара с учетом влажности 83,858*1,15=83,978 кг

Воды с учетом потерь 47,17*1,1=51,887 кг

С соком вносится воды 49,935*0,886=44,24 кг

Сухих веществ вносится с соком 49,935*0,114=5,69 кг

С учетом сока на варку следует задать:

Сахара 83,578-5,69=78,29 кг

Воды 51,887-44,24=7,65 кг

Расчет дозы купажного сиропа:

Для каждого купажа рассчитывают дозу купажного сиропа. На одну бутылку доза купажа определяется:

L=V*w/w’=500*78,153/838,58=46,6 мл

Где V-номинальная вместимость бутылки, мл; w-содержание СВ в 1 л готового напитка, г; w’-содержание СВ в 1 л купажного сиропа, г.

Дозировочные устройства не обеспечивают точность измерения доз с десятыми долями, поэтому дозу пересчитывают в целых единицах, кратных 5 или 10, и рассчитывают, сколько надо добавить в купажный сироп фильтрованной воды (в л):

W=[1000*P*(L1-L)]/L=1000*52*(50-46,6)/46,6=3793,9 мл или 3,8 л

Где P-объем купажного сиропа, л; L-вычисленная доза сиропа на 1 бутылку, мл; L1-желаемая доза на 1 бутылку, мл.

Расчет расхода тары и вспомогательных материалов на  100  дал

Этикетки: 2000*1,03=2060 шт

Кронен-пробка: 2000*1,045=2090 шт

Фильтр-картон: 100*9,8/1000=1 кг

Декстрин: 5,5*100=550 г

 

Дезинфицирующие вещества

Известь хлорная: 1,9*100/1000=0,19 кг

Сода кальцинированная: 760*100\1000=76 кг

Потери бутылок в производстве

Бой при производстве: 2000*0,02=40 шт

Бой при пастеризации: 2000* 0,022=44 шт

Бой при хранении: 2000*0,007=14 шт

 Следовательно нужно  бутылок с учетом потерь: 2000+(40+44+14)=2098 шт

 

Расчет расхода воды, пара, сжатого воздуха, диоксида углерода.

Таблица № 11.- Расход холодной воды

Технологическая операция	Количество смен в год	Расход воды в сутки, м3	Количество операций в сутки	Продолжительность операции, мин	Расход воды		Примечание
					На одну операцию,м3	На единицу оборудования, м3/ч
Приготовление сахарного сиропа	238	1,298	1	30	1,298	1,298	Остается в продукте
Охлаждение сахарного сиропа	238	5,76	1	60	5,76	5,76	Оборотное водоснабжение
Мойка реактора	238	0,151	1	10	0,151	-	В канализацию
Приготовление купажа	238	0,8	1	30	0,8	0,8	В продукте
Мойка оборудования купажного отделения	238	1,25	1	20	1,25	-	В канализацию
Приготовление газированной воды	238	0,4	1	600	0,4	-	Остается в продукте
Мойка бутылок	238	26	1	-	26	26	В канализацию
Мойка полов	238	2,5	1	-	2,5	-
Итого:           38,159 м3

 

 

 

Таблица №  12.- Расход пара

Технологическая операция	Количество операций в сутки	Продолжительность операции,мин	Расход пара,кг			Давление,МПа	Примечание
			На операцию	В час	В сутки
Варка сахарного сиропа	1	60	825	825	825	0,3	Возвращается конденсата 825 кг/сут
Продувка и пропарка трубопровода сахарного сиропа	1	10	16	96	16	0,05	Спускается в канализацию
Разбавление кислоты	-	60	-	96	96	0,05	Сброс 96 кг/сут
Итого: 937 кг/сут

  

Таблица № 13.- Расход сжатого воздуха

Технологическая операция	Количество операций	Продолжительность операции,мин	Расход,м3			Давление воздуха, МПа.
			На операцию	В час	В сутки
Продувка линии сахарного сиропа	1	10	0,21	1,26	0,21	0,15-0,07
Итого: 0,21 м3

 

 

 

Таблица № 14.- Расход диоксида углерода

Технологическая операция	Норма расхода диоксида углерода, кг/1000 л напитка	Количество продукта в сутки, л	Расход,кг		Давление воздуха, МПа.
			В час	В сутки
Сатурация воды	23	504	1,449	11,592	1,0
Создание подушки в разливочных аппаратах	-	-	52	104	0,2-0,25
Итого: 115,59 кг

 

Таблица № 15.-Расход холода

Охлаждаемый объект	Количество операций в сутки	Продолжительность операции, мин	Количество продукта, л		Температура, °С		Температура окружающей среды, °С
			На операцию	В сутки	начальная	конечная
Купаж газированного напитка	1	60	272	272	25	10	16
Вода перед сатурацией	10	60	1104	11040	25	1	16
Напиток в напорном сборнике	-	240	-	11 455	10	10	16
Склад готовой продукции	-	-		-	-	-	12
Итого: 22767 л

 

 

5. Выбор  технологической схемы производства

Газированные безалкогольные напитки – это насыщенные диоксидом углерода водные растворы смесей сахарного сиропа, плодово-ягодных спиртованных или натуральных соков, экстрактов, настоев, концентратов, колера, пищевых кислот и других компонентов, предусмотренных рецептурой.

Производство газированных безалкогольных напитков состоит из следующих основных операций:

• Подготовка сырья: осветление и фильтрация соков, приготовление сахарного сиропа, колера, фильтрование и умягчение воды;
• Приготовление купажных сиропов;
• Насыщение воды или напитков диоксидом углерода;
• Розлив напитков в бутылки, бракераж, наклейка этикеток и передача готовой продукции на склад.

В качестве опорной технологической схемы примем приведенную К.О. Калунянцем с учетом изменений на малое производство.

 

Функциональная схема производства безалкогольных газированных напитков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Подготовка сырья:

1. Умягчение воды- поступающая в производство водопроводная вода не пригодна для использования в качестве сырья при производстве безалкогольных напитков, поэтому вода сначала проходит требуемые стадии водоподготовки. Вода для технологических целей должна быть безвредна в эпидемиологическом смысле, безвредна по химическому составу, обладать качествами питьевой воды, быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и вкуса. Для улучшения воды применяют следующие методы:

• Отстаивание и коагуляция: позволяет удалить из воды суспендированные неорганические и органические вещества.
• Фильтрование воды: для удаления из воды взвешенных частиц  воду фильтруют на песочных и угольно-песочных фильтрах; для биологической очестки применяют керамичекие фильтры и фильтр-прессы.
• Обезжелезивание: соединения железа удаляют из воды аэрированием, известкованием, коагулированием, катионированием. Наиболее эффективно хлорирование воды.
• Умягчение: удаление из воды гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов  кальция и магния, обуславливающих жесткость, осуществляют следующими способами - термический( нагрев до температуры кипения), декарбонатация известью (обработка  гидроксидом кальция), известково-содовый метод ( обработка воды кальцинированной содой), ионообменный способ ( замещение ионов кальция и магния на эквивалентное количество других ионов)
• Обеззараживание: удаление болезнетворных бактерий. Осуществляют с помощью керамических и фильтр-прессов, озонированием, действием УФ-лучей, обработка ионами серебра, хлорирование.

2. Осветление соков: плодово-ягодные соки перед внесением в купаж тщательно фильтруют. При необходимости проводят проверку на склонность к помутнениям.

3. Подготовка колера: готовый колер перед внесением в купажную емкость необходимо разбавить водой комнатной температуры в соотношении 1:5

4. Варка сахарного сиропа: для получения белого сахарного сиропа в сироповарочный аппарат задают рассчитанное количество воды и сока и начинают нагревать до кипения. При нагревании включают мешалку и по достижении температуры 60-65°С постепенно засыпают очищенный от посторонних примесей сахар. Кипячение продолжают 25-30 мин при температуре 103-105°С при обязательном удалении образующейся пены. Затем горячий сироп насосом подают через фильтр-ловушку на теплообменник, где он охлаждается до 20-25°С. Охлажденный сироп перекачивают для предварительного хранения в сборник, расположенный на предкупажной площадке. Содержание сахара в готовом сиропе 60-65%
5. Ополаскивание бутылок: ополаскиватель предназначен для удаления механических загрязнений (фрагменты стекла, пыли, картона и т.п.) из бутылок розливом.  Ополаскивание  бутылок осуществляется методом их переворачивания вверх дном, при чем вода впрыскивается в бутылку под давлением. Это обеспечивает качественное споласкивание внутренней поверхности и полное вытекание ополаскивающего раствора. Внешняя поверхность бутылки остается сухой, что гарантирует качественное приклеивание этикеток.

 

2. Приготовление купажного сиропа: купажный сироп представляет собой концентрированный раствор всех компонентов, составляющих вкусовую и ароматическую основу напитка. Его готовят периодическим способом. Компоненты смешивают в закрытом купажном аппарате, в который подают компоненты согласно рецептуре в следующей последовательности: сахарный сироп, плодово-ягодный ок, раствор лимонной кислоты, колер. Смесь тщательно перемешивают. После смешивания  сироп насосом перекачивают через мешочный фильтр в напорные резервуары, снабженные рубашками, в которые подается хладагент для охлаждения купажного сиропа до 8-10°С и поддержания этой температуры. Выдерживается готовый купажный сироп перед розливом не менее 4 часов.

3. Приготовление напитка: подготовленная вода температурой 4-6°С с помощью насоса - дозатора под давлением 0,2-0,4 МПа поступает в первую колонну синхронно-смесительной установки, где достигается максимальное насыщение воды диоксидом углерода под давлением 0,3-0,4 МПа, затем во второй колонне происходит смешивание купажного сиропа и уже газированной воды в определенном соотношении. После смешивания уже готовый напиток вновь подвергается насыщению диоксидом углерода. На выходе из установки получаем напиток с содержанием диоксида углерода не менее 4 гр/л. Установка работает в непрерывном режиме производительностью 3000л/час. На предприятиях малой производительности возможен периодический режим.
4. Розлив напитка в бутылки: бутылки, вымытые в бутылкомоечной машине, просматривают на наличие дефектов и передают в аппарат розлива, где в первую очередь в бутылке диоксидом углерода  создается противодавление 0,35-0,55 МПа, а затем наливают готовый напиток до определенного уровня. Заполненные бутылки укупоривают кронен - пробками.
5. Внешнее оформление бутылок: этикетки наклеивают с помощью полуавтоматического этикетировочного аппарата на коническую и цилиндрическую части бутылки. Штампом на этикетки должна быть проставлена дата розлива. По форме, размеру, цвету и рисунку этикетки могут быть разнообразны, но должны соответствовать действующим стандартам и нести достоверную и полную информацию о продукте. Для наклейки этикеток используют клей на основе декстрина.
6. Передача готовой продукции на склад: уложенные в ящики бутылки после окончания розлива одной партией передают на склад готовой продукции в сопровождении соответствующей документации. Склад готовой продукции должен вмещать не менее двух суточного объема выработки. Безалкогольные газированные напитки хранят в штабелях не более 2 м в вертикальном положении при температуре 2-12°С не более 10 суток (напитки безалкогольные газированные на натуральном сырье без консервантов непастеризованные).