Производство газированных безалкогольных напитков

Основное назначение безалкогольных напитков — утолять жажду — в  большой мере зависит от их насыщенности углекислым газом. Хорошо газированный напиток обладает освежающим свойством, остротой и своеобразием вкуса. Напитки выпускаются трех видов: газированная вода, искусственные и природные минеральные воды, фруктовые газированнные воды.

Газированная вода — питьевая вода, которая в охлажденном состоянии под давлением насыщена углекислым газом до содержания СО₂ 0,4—0,5% к массе воды.

Минеральные воды природного происхождения, добываемые из недр земли, обогащены кислыми или щелочными солями, радиоактивными и микроэлементами, более насыщены газами и в основном используются для лечебных целей, но некоторые из них применяются и как столовые напитки. Обработка природных минеральных вод заключается в фильтрации, охлаждении, обеззараживании, насыщении углекислым газом и розливе в бутылки.

Искусственные столовые минеральные воды получают растворением в питьевой воде соды и хлоридов натрия, кальция и магния (сельтерская вода) или соды и хлорида натрия (содовая вода), или питьевой соды, хлоридов кальция и натрия и сульфата магния (столовая вода) с последующим насыщением раствора углекислым газом и розливом в бутылки.

Фруктовые газированные воды — напитки, полученные разбавлением особых сиропов газированной водой. Ассортимент фруктовых вод разнообразен. Для напитка каждого наименования рецептурой утвержден состав сиропа. Обязательными компонентами для всех сиропов являются сахар и пищевые кислоты, придающие напитку кисло-сладкий вкус. В зависимости от наименования напитка в сироп также входят фруктово-ягодные соки, экстракты и морсы, настои на кожуре цитрусовых плодов, настои и эссенции эфироносных растений, виноградные вина, коньяк, сообщающие напитку специфический вкус и аромат. В некоторые напитки добавляют витамины С, B1, В2, тонизирующие вещества (алкалоиды), восстанавливающие бодрость и силы человека.

Основные стадии производства газированных фруктовых вод — приготовление сахарного сиропа и колера, получение купажного сиропа, приготовление газированной воды и розлив напитков.

Приготовление сахарного сиропа и колера. Сахар задают в напитки в виде 66—72%-ного раствора. Для стерилизации сироп варят. В настоящее время вместо обычного сиропа используют инвертный сироп, в котором около 55% сахарозы с помощью органических кислот превращено в инвертный сахар.

Готовый сахарный сироп в горячем состоянии фильтруют через сетчатые фильтры-ловушки или фильтр-прессы. Орловский завод «Продмаш» выпускает сетчатые фильтры. Фильтр-прессы имеют производительность 3000 и 9000 л/ч; мощность электродвигателя к насосу соответственно 2,8 и 4,5 кВт.

После фильтрации сироп охлаждают до 25°С в змеевиковых или пластинчатых теплообменниках и направляют в закрытые, преимущественно эмалированные сборники различной вместимости, рассчитанной на двухсуточную потребность завода в сиропе.

Для окраски напитков в желтый и коричневый цвет применяют колер — продукт термического разложения сахара.

При варке колера тигель котла с электрическим обогревом наполовину загружают сахаром, добавляют 1—2% воды и при непрерывном размешивании нагревают. Когда сахар расплавится, температуру повышают до 180—- 200°С и ведут карамелизацию сахара до тех пор, пока он не станет темно- коричневым. Варка колера продолжается 6—8 ч. Готовый колер при температуре 60—65°С разводят в котле горячей водой до концентрации 79—81%. После тщательного размешивания колер переливают в сборник и направляют в купажное отделение. Выход 80%- ного колера составляет около 105% к массе сахара.

Приготовление купажного сиропа. Купажный сироп — смесь всех компонентов (кроме газированной воды),входящих в состав данного напитка. Перед купажированием (смешиванием) плодово-ягодные соки и морсы фильтруют через пластинчатые фильтры. Плодовые экстракты сначала разводят водой при соотношении 1:5, а затем после 2—3 ч отстаивания фильтруют. Цитрусовые эссенции и настои также фильтруют. Кристаллические кислоты (лимонную, винную) растворяют до 50%-ной концентрации и раствор фильтруют. Красители разводят водой. Подготовленные таким образом компоненты купажного сиропа хранят в предкупажных сборниках-мерниках типа РВЗ различной вместимости, которые устанавливают над купажными аппаратами на предкупажной площадке. Объем мерников для сахарного сиропа и спиртованных соков должен быть около 50%, а для кислот, эссенций и красителей около 8% от объема купажного сиропа.

Купажный сироп готовят холодным, полугорячим и горячим способами. При холодном способе купажирования в купажном чане при комнатной температуре смешивают сахарный сироп с остальными компонентами. Этот способ применяют при приготовлении сиропа из натуральных и синтетических эссенций и из ароматных настоев, а также из спиртованных соков и выдержанных морсов. При этом способе полностью сохраняются аромат и цвет ароматического и плодового сырья и купажирование заканчивается быстрее.

При полугорячем и горячем способе купажирования сахарный сироп готовят не на воде, а на спиртованных соках. При горячем способе в сироповарочный котел задают все количество спиртованного сока, предусмотренное рецептурой, а при полугорячем 1/2— 2/3 этого количества; оставшуюся часть соков вносят в купажный сироп вместе с другими компонентами. Эти способы применяют при купажировании сиропа для напитков с большим содержанием сахара и соков, когда доза купажного сиропа, приготовленная холодным способом, получается большой и доливаемой газированной воды оказывается недостаточно, чтобы обеспечить нужную насыщенность напитка углекислым газом, а также при использовании мало выдержанных соков, с высоким содержанием пектинов и белков.

Для купажирования используют закрытые эмалированные сборники типа ВМ и ВВМ, снабженные мешалками; сборники ВВМ в нижней части имеют рубашку для охлаждения купажного сиропа рассолом. Полезная вместимость сборников от 50 до 2000 л.

При купажировании в сборник сначала задают сахарный сироп, затем при размешивании — сок или экстракт, потом вино, растворы кислот и красителей и последними — ароматические настои и эссенции. После тщательного размешивания купажный сироп перекачивают на фильтр-пресс или пластинчатый фильтр и далее в напорные сборники, из которых он самотеком поступает в дозировочную машину линии розлива. В качестве напорных сборников используют сборники типа РГЗ или вертикальные варочные аппараты типа ВВЗ, имеющие рубашку, с помощью которой можно охлаждать сироп. Перед розливом купажный сироп охлаждают до 8—10°С.

Потери сухих веществ при варке сиропа и приготовлении купажа составляют 2% к массе сухих веществ сырья.

Приготовление газированной воды. Вода, используемая для приготовления напитка, должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха. Наиболее пригодна мягкая вода с общей жесткостью около 1,5 мг*экв/л. Воду, не отвечающую этим требованиям, подвергают очистке и умягчению. Для осветления воды применяют песочные фильтры, а для обесцвечивания и устранения запаха — угольно-песочные фильтры. Биологическую очистку воды производят или облучением ультрафиолетовым светом, или фильтрацией на рамных фильтрах с микропористыми пластинами из фильтркартона или на керамических фильтрах. Воду с жесткостью свыше 6 мг-экв/л умягчают на натрий-катионитовом фильтре. Очистку и умягчение воды обычно производят в водоподготовительном отделении завода, откуда она направляется на сатурацию, т. е. искусственное насыщение углекислым газом.

Растворимость углекислого газа в воде с понижением температуры воды увеличивается, поэтому воду перед сатурацией охлаждают до 1—2°С. С повышением давления растворимость газа также увеличивается. Обычно сатурацию ведут при давлении 0,4—0,7 МПа. Наличие в воде воздуха снижает растворимость газа, поэтому перед сатурацией воду деаэрируют с помощью вакуума или используя разность парциальных давлений воздуха и углекислоты. С увеличением поверхности контакта воды и газа и продолжительности контакта растворимость газа повышается. В современных сатураторах для этого применяют распыление воды в среде углекислого газа, смешивание воды с газом в водоструйном эжекторе и пропускание воды через кольца Рашига навстречу движению углекислого газа. Присутствие солей в воде, особенно бикарбонатов, снижает растворимость газа, так как они химически связывают углекислый газ, поэтому жесткую воду обязательно умягчают.

Орловский завод «Продмаш» выпускает автоматические сатураторы непрерывного действия типа АСК производительностью 3000 л/ч, с мощностью электродвигателя 1,7 кВт и типа АСМ, производительностью 1500 л/ч, с мощностью электродвигателя 2 кВт.

Содержание СО₂ в воде на выходе из сатуратора должно быть не менее 0,66% к массе. Расход газа на газирование напитков в современных сатураторах составляет 1,01—1,2 кг на 100 л. Потери углекислого газа в процессе сатурации достигают 48—51%.
Аппаратурно-технологическая схема производства фруктовых вод дана на рис. 1.

Качество газированных фруктовых вод оценивается главным образом по вкусу и аромату и по насыщенности углекислым газом. Вкус и аромат напитка должны быть отчетливо выражены и соответствовать его названию. Напитки, приготовленные на плодово- ягодных соках, например «Черносмородиновый», «Вишневый», «Малиновый», должны иметь вкус и аромат, а также цвет ягод, из которых они приготовлены. Для напитков с условными названиями («Театральный», «Лето», «Крем-сода» и т. д.) вкус, аромат и цвет устанавливаются рецептурой в зависимости от используемого сырья.

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема производства фруктовых вод:

1— электрокар; 2, 11— весы; 3— подъемник; 4 — бункер; 5— автоматические весы; 6 — сироповарочный котел; 7 — сетчатый фильтр; 8, 12, 14, 25, 31, 51, 56 — насосы; 9, 32 — теплообменники; 10 — колероварочный котел; 13—танки для хранения морсов,, настоев и вин; 15, 26—фильтры; 16 — бак для приготовления растворов кислот; 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 — сборники-мерники сахарного сиропа, соков, морсов, настоев, вин, растворов кислот, красителей и эссенций; 24 — купажеры; 27 — сборники купажного сиропа; 28 — теплообменник; 29 — напорные мерники купажного сиропа; 30 — сборник умягченной воды; 33 и 34 — деаэрационная и сатурационная колонки сатуратора; 35 — штабелеукладчик; 36 — ленточный транспортер; 37—автомат для выемки бутылок из ящиков; 38, 42 — пластинчатый транспортер; 39 — подъемник; 40 — автомат для очистки ящиков; 41 — автомат для укладки бутылок в ящики; 43 — бутылкомоечная машина; 44 — световой экран; 45 — сироподози- ровочный автомат; 46 — разливочный автомат; 47 — укупорочный автомат; 48 — смесительный автомат; 49 — бракеражный полуавтомат; 50 — сборник отбракованных напитков; 52 — этикетировочный автомат; 53 — счетчик бутылок; 54 — эскалатор; 55 — сборник-мерник концентрированной щелочи; 57 — бак рабочего раствора щелочи; 58 — песочный фильтр.

 Все напитки должны быть прозрачны, без осадка и взвесей. Содержание углекислоты в газированных напитках должно составлять не менее 0,4% к массе. При наливе в бокал из хорошо насыщенного напитка обильно и долго выделяются пузырьки газа.

Содержание экстракта во фруктовых водах колеблется от 7,4 до 11,3% по сахаромеру, а кислотность — от 1,25 до 3,2 мл 1 н. раствора щелочи на 100 мл напитка.