Mục lục

Danh mục hình ảnh
I, Tình hình tiêu thụ nước có gas ở Việt Nam
Tại Việt Nam, bình qn người Việt tiêu thụ nước giải khát trên 23 lít/người/năm.
Theo Hiệp hội bia rượu - nước giải khát các dòng sản phẩm này chiếm lượng sản xuất và
tiêu thụ lên đến 85% sản lượng của cả nước. Trong nửa năm đầu 2015, ngành sản xuất đồ
uống tăng 6,3% so với cùng kỳ. Đến năm 2020, con số này sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh
mẽ, đạt khoảng 8,3-9,2 tỷ lít/năm.

Lý do uống nước giải khát có gas: giải tỏa cơn khát, có cảm giác khoái sau khi uống,
tạo cảm giác ngon miệng khi ăn.
II. Nguyên liệu sản xuất nước ngọt có ga
1. Nước
Được xem là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất thức uống, do nước
chiếm một tỉ lệ cao hơn rất nhiều các hợp chất hóa học khác có trong sản phẩm.
Nước ngầm là nước thường được sử dụng trong sản xuất những nước ngọt có ga.
Đánh giá chất lượng nước qua 3 nhóm:
1


Chỉ tiêu cảm quan: quan trọng nhất là độ đục, độ màu, mùi vị.
Chỉ tiêu hóa lý: độ cứng, độ kiềm, tổng chất khơ, độ oxy hóa, độ dẫn điện, hàm
lượng các cation và anion có trong nước.
Để sản xuất nước ngọt có ga, người ta sử dụng nước có độ cứng càng thấp càng
tốt. Thông thường độ cứng của nước sau khi qua xử lý không vượt quá 1 mg
đương lượng/lít.
• Chỉ tiêu vi sinh: gồm các chỉ tiêu cơ bản như tổng số vi khuẩn hiếu khí,
colifoms tổng số, coliform phân, Faecal streptococci và sulphite reducing
lostridia.
Đối với nước dùng pha chế nước giải khát yêu cầu tổng số VSV không quá 20

tế bào/1ml và đảm bảo đạt tiêu chuẩn (TCVN 6096:2004)
•
•

Hiện nay nhiều phương pháp được sử dụng để xử lý nước nguyên liệu:
-

-

Phương pháp vật lý: lắng, lọc, phân riêng bằng membrane điện thẩm tích, xử lý
nhiệt, xử lý chân không, xử lý bằng tia UV,…
Phương pháp hóa học: dựa trên cơ sở khoa học của các phản ứng trao đổi, phản
ứng oxy hóa, xử lý bằng acid hoặc kiềm, xử lý bằng các chất ức chế vi sinh
vật,..
Phương pháp hóa lý: kết lắng, trao đổi ion, hấp phụ,…
Tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước đầu vào mà mỗi nhà máy sẽ tự xây dựng
quy trình xử lý nước sao cho phù hợp. Nếu nguồn nươc đầu vào có chất lượng
tốt, ít bị lẫn các hợp chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh thì quy trình xử
lý nươc sẽ đơn giản và ít tốn chi phí xử lý.

2. Đường – chất tạo vị ngọt
Chất tạo vị ngọt truyền thống là đường saccharose – thu nhận từ mía hoặc củ cải
đường – thường sử dụng dạng tinh thể và có độ tinh sạch cao ( hàm lượng sacchrose >=
99,8%, độ ẩm không quá 0,05%, hàm lượng tro và độ màu phải thấp hơn 0,03% và 300
ICUMSA)
Ngồi ra, có thể sử dụng các loại đường khác như:
Đường nghịch đảo: là hỗn hợp glucose và fructose với tỉ lệ mol 1:1. Được sản
xuất từ saccharose, sửu dụng chất xúc tác là acid ( acid citric, tartaric, lactic
hoặc phpssphoric) hoặc chế phẩm enzyme invertase.
• Syrup giàu fructose: có 3 loại syrup thương phẩm với hàm lượng fructose lần

lượt là 42%. 55%, 90% so với tổng lượng chất khơ của syrup. Các thành phần
cịn lại trong syrup là glucose và một ít các loại oliosacharide khác. Syrup giàu
fructose được sản xuất từ tinh bột. người ta sử dụng 2 nhóm chế phẩm enzyme
để xúc tác phản ứng chuyển hóa enzyme thủy phân tinh bột thành glucose và
enzyme chuyển hóa một phầ glucose trong dịch thủy phân thành fructose.
•

Sacharose rẩ dễ bị thủy phân. Khi thủy phân làm tăng độ ngọt dịch siro, hạn chế
được sự tái kết tinh của sacharose trong dịch siro và sản phẩm.
2


Sự tạo thành caramen xảy ra qua 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: ở nhiệt độ 1020C – 1050C saccharose bị nóng chảy và bị mất nước
khoảng 10% tạo thành caramenlan.
• Giai đoạn 2: caramenlan tiếp tục bị mất nước tới 14% tạo thành caramenlan
• Giai đoạn 3: caramenlan tiếp tục bị mất nước tới 14% tạo thành caramenlin,
khơng hịa tan hồn tồn trong nước
•

Hình 1: Bảng chỉ tiêu chất lượng đường

3. Cacbon dioxide – CO2
Khí CO2 sẽ góp phần tạo nên mùi và vị đặc trưng cho sản phẩm nước ngọt có gas.
Khí CO2 có thể dược thu nhận từ và tinh sạch từ quá trình lên men sẩn xuất bia và
ethanol hoặc từ phản ứng đốt cháy nhiên liệu. Hàm lượng CO2 trong bình chứa CO2
khơng được thấp hơn 99,8%, hàm lượng nước trong nguyên liệu không lớn hơn 0,1%.
Carbon dioxide ( CO2) có tác dụng tạo các bọt sủi lấp lánh và có vai trị như một
loại chất bảo quản nhẹ.
Carbon dioxide là chất khí duy nhất thích hợp sản xuất ra nước uống có gas vì nó

trơ, khơng gây độc hại, dễ hóa lỏng và tương đối rẻ tiền.

3


Hình 2: Quy trình xử lý CO2

4. Acid thưc phẩm - Chất tạo vị chua
Phổ biến nhất là acid citric, tartaric, malic
Công dụng:
-

Tạo vị chua cho sản phẩm
Chống lại sự hồi đường saccharose
Ức chế VSV, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

5. Chất bảo quản
Cần sử dụng thêm một lượng chất bảo quản để ngắn chặn sự lên men và nấm mốc
phát triển
Chất bảo quản thường dùng: Acid Benzoic và Sodium Benzoate. Liều lượng sử
dụng tối đa: 600 mg/kg ( QĐ 867/BYT – 1998)

6. Các chất phụ gia khác: chất tạo màu, chất tạo mùi, chất ức chế vi sinh vật, chất điều
vị,chất chống oxy hóa….
Cơng dụng: cải thiện giá trị cảm quan và kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm.

4


III. Quy trình cơng nghệ sản xuất nước ngọt có ga


Hình 3: Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất nước ngọt có gas

5


Hình 4: Sơ đồ thiết bị quy trình cơng nghệ sản xuất nước ngọt có gas
6


1) Nấu syrup
Mục đích cơng nghệ
Chế biến: q trình nấu syrup sẽ làm thay đổi thành phần hóa học của syrup, làm
tăng hàm lượng chất khô, tắng độ ngọt và cải thiện độ trong.
• Bảo quản: các vi sinh vật sec bị ức chế hoặc tiêu diệt nhờ đó mà thời gian bảo
quản syrup tăng lên.
•

Các biến đổi của nguyên liệu.
•
•

Vật lý: có sự thay đổi về tỉ trọng của syrup trong q trình nấu
Hóa học: Xảy ra phản ứng nghịch đảo đường

Lưu ý: Hiệu suất thủy phân saccharose không thể đạt đến 100%. Sau quá trình nấu, syrup
sẽ chứa cả 3 loại đường: glucose, fructose, sacharose chưa bị thủy phân.
Nếu nhiệt độ nấu syrup quá cao có thể xảy ra phản ứng phân hủy đường tạo nên
một số sản phẩm mới làm cho syrup bị đậm màu.
Hóa lý: có sự hòa tan của những tinh thể sacharose vào nước, sự bay hơi của nước,

sự hấp phụ một số tạp chất( ví dụ như chất màu) trong syrup lên than hoạt tính.
• Sinh học và hóa sinh: hệ vi sinh vật và enzyme bị lẫn trong nguyên liệu sẽ bị ức
chế hoặc tiêu diệt.
•

Thiết bị
Thường sử dụng thiết bị hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy xung quanh bên
ngồi có lớp vỏ áo để chứa tác nhân gia nhiệt trong quá trình nấu.

7


Hình 5: Thiết bị thủy phân ở áp suất thường
Thơng số cơng nghệ
•

Phản ứng nghịch đảo đường

Nhiệt độ: 70-800C
Nồng độ saccharose ban đầu của syrup : 63%
Lượng acid citric sử dụng: 750g/100kg
Thời gian nghịch đảo: khơng q 2 giờ
•

Giai đoạn tẩy màu syrup:

Nhiệt độ: 700C
Thời gian: 20 – 30 phút
Lượng than hoạt tính sửu dụng: 0,1 – 0,2%
•


Khi kết thuc quá trình nấu syrup, bổ sung bột trợ lọc ( diatomine) vào thiết bị và
khuấy đều để chuẩn bị cho q trình lọc.

2) Lọc syrup
Mục đích cơng nghệ: hồn thiện
Q trình lọc sẽ tách bỏ các tạp chất và than hoạt tính, làm tăng độ trong của syrup
8


Các biến đổi của nguyên liệu
Lọc là quá trình phân riêng, các tạp chất sẽ bị giữ lại trên bề mặt của màng lọc.
Phần bột trợ lọc bám trên bề mặt của màng bọc sẽ giúp loại bỏ được các tạp chất mụn
trong syrup.
Thiết bị và thông số công nghệ
Sử dụng thiết bị lọc ép( lọc khung bản)

Hình 6: Thiết bị lọc ép
Đầu tiên, chúng ta bơm dung dịch syrup có chứa than hoạt tính và bột trợ lọc qua
thiết bị lọc khung bản. Cần tiến hành thu hồi dịch lọc cho đến khi dịch lọc trong suốt thì
bắt đầu thu nhận sản phẩm.

3) Làm nguội
Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị
Sau quá trình lọc để tách bỏ tạp chất, syrup được sử dụng làm nguội nhằm mục
đích chuẩn bị cho quá trình phối trộn tạo sản phẩm.
Các biến đổi của nguyên liệu.
Trong quá trình làm nguội syrup, một số chỉ tiêu vật lý sẽ bị biến đổi như tỷ trọng,
độ nhớt
Thiết bị và thông số công nghệ

Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng

9


Hình 7: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng
Syrup sẽ được làm nguội nhanh về nhiệt độ không vượt quá 20 – 250C. cần chú ý
là quá trình làm nguội phải được thực hiện trong điều kiện kín để hạn chế sự xâm nhập
của vi sinh vật từ môi trường sản xuất vào syrup.

4) Pha chế syrup thành thành phẩm
Mục đích cơng nghệ: chế biến
Trong q trình pha chế syrup thành phẩm, người ta phối trộn syrup đường nghịch
đảo với nước và một số chất phụ gia như chất tạo vị chua, chất màu, chất ức chế vi sinh
vật,…
Các biến đổi của nguyên liệu
Trong quá trình pha chế chủ yếu xảy ra các biến đổi vật lý và hóa lý. Kết quả là
làm thay đổi thành phần hóa học và một số chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ nhớt, độ màu
của syrup thành phẩm so với syrup đường nghịch đảo ban đầu.
Thiết bị:
Sử dụng thiết bị hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy. Để hạn chế sự tổn thất
của các cấu tử hương, người ta có thể sử dụng thiết bị có một lớp vỏ áo xung quanh thân
để làm lạnh.

10


Hình 8: Thiết bị phối trộn sản phẩm
a. Hoạt động ở nhiệt độ phịng


b. Hoạt động ở nhiệt độ thấp

Thơng số công nghệ:
Công thức phối trộn các thành phần nguyên liệu để tạo nên syrup thành phẩm sẽ
được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Mỗi loại sản phẩm thức uoomngs pha chế
sẽ có một cơng thức riêng và là bí quyết riêng của mỗi cơ sở sản xuất. Thể tích syrup
thành phẩm thường khơng vượt q 20% tổng thể tích sản phẩm cuối cùng.
Sau khi pha chế syrup thành phẩm, người ta sẽ pha lỗng nó với nước đã được bài
khí về nồng độ chất khơ theo u cầu trước khi thực hiện q trình bão hịa CO2 cho sẩn
phẩm nước ngọt có gas.

5) Bão hịa CO2
Mục đích cơng nghệ: hồn thiện
Trong ngành cơng nghiệp thức uống thức uống, thuật ngữ “bão hịa” CO2 được
hiểu là q trình nạp CO2 vào nước giải khát đến một giá trị nồng độ theo yêu cầu.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Chủ yếu xảy ra biến đổi hóa lý – CO2 sẽ hịa tan một phần vịa nước. Ngồi ra, khí
CO2 có thể phản ứng với nước theo sơ đồ dưới đây:
H2O + CO2 > H2CO3 < -- > H+ + HCO3 - < -- > 2H+ + HCO3211


Thiết bị cơng nghệ:

Hình 9: Thiết bị phối trộn sản phẩm
a.Hoạt động ở nhiệt độ phòng

b. Hoạt động ở nhiệt độ thấp

Thiết bị bão hòa CO2 cho nước giải khát thường có dạng hình trụ đứng. Nước ngọt sẽ
được bơm vào thiết bị qua cửa đỉnh và phun sương, sau đó chảy theo các máng đỡ xuống

bên dưới. Song song đó, khí CO2 sẽ được nạp vào bên trong thiết bị từ phía đáy. Nhờ sự
gia tăng diện tích tiếp xúc giữa hai pha lỏng và khí nên một phần CO2 sẽ hòa tan vào pha
lỏng. Nhiệt độ của bán thành phẩm trước khi được bơm vào thiết bị bão hòa CO2 là 0-1
độ C. Hàm lượng CO2 trong sản phẩm thu được là 0,5% w/w.

6) Rót sản phẩm vào chai, đóng nắp chai và in ngày sản xuất lên bao bì
Mục đích cơng nghệ: hồn thiện sản phẩm.
Khi sử dụng bao bì dạng chai, người ta có thể sử dụng vật liệu là thủy tinh hoặc
nhựa.
Các biến đổi của ngun liệu
Khi thực hiên nhanh q trình rót sản phẩm vào chai và đóng nắp trong điều kiện
kín sẽ khơng làm xảy ra những biến đổi đáng kể trong sản phẩm. Biến đổi đáng chú ý
nhất là sự tổn thất CO2 và một số hợp chất hương.
12


Thiết bị và thơng số cơng nghệ

Hình 10: Thiết bị rót sản phẩm vào chai

Hình 11: Thiết bị đóng nắp
13


Hình 12: Dây chuyền chiết rót tự động
Do sản phẩm có chứa CO2 nên thiết bị rót phải hoạt động trrong điều kiện đẳng áp.
Q trình rót sản phẩm vào chai, đóng nắp chai và in ngày sản xuất lên bao bì thường
được thực hiện liên tục trên một dây chuyền tự động với các băng tải vận chuyển sản
phẩm đi qua ba thiết bị: rót, đóng nắp, và in ngày sản xuất lên bao bì. Nhiệt độ sản phẩm
trong q trình rót khơng được vượt q 4 độ C.


14