На технологической схеме изображено производство газированных безалкогольных напитков, в которой выделены следующие этапы производства.
I. Приготовление воды. Поступающую в производство воду подвергают очистке. Первое фильтрование воды проводят в песочных фильтрах для грубой очистки. Осветленную воду умягчают натрийкатионитовым фильтре 25 и собирают в сборники 27. Из этого сборника воду насосом 28 подают через керамический патронный фильтр 29 и холодильник 30 на сатурирование (насыщение диоксидом углерода) и в котором смешивается вода с купажным сиропом. Для регенерации катионита используют солерастворитель 26 и сборник регенерирующего раствора 23. в аппарате 30 вода охлаждается до 4-7°С.
II. Приготовление сахарного сиропа. Для получения белого сахарного сиропа в сироповарочный аппарат 2 заливают рассчитанное количество подготовленной воды и начинают нагревать ее до кипения. При нагревании включают мешалку и в аппарат постепенно засыпают предварительно очищенный от посторонних примесей сахар из расчета 8,5 – 9 частей на 5 частей воды (по массе). Кипячение продолжается 25-30 мин при обязательном удалении образующейся пены. Для получения сиропа инвертного сахара после снижения температуры до 68-72°С в аппарат из мерника 3 добавляют раствор лимонной кислоты для инвертирования сахарозы и придания приятного вкуса. Затем горячий сироп сливают в сборник 4 (монжю). Из него горячий сироп под небольшим давлением, создаваемым диоксидом углерода, поступает через фильтр 5 в холодильник 6. Охлажденный сироп перекачивают для хранения в закрытые сборники 7. Содержание сахара в готовом сиропе 60-65% масс.
III. Приготовление колера. Колер, применяемый для окраски напитков от желтого до коричневого цвета, готовят путем нагревания сахара до 180-200°С. В колероварочный аппарат 1 вводят сахар и воду в количестве 1-2% к массе сахара, включают мешалку и систему обогревания аппарата. Температуру раствора постепенно (в течение 40 мин) доводят до 180°С, расплавленную массу уваривают в течение 90 мин. Из аппарата уваренная масса сливается в бак 22. Здесь охлажденный до 60-65°С карамельной массе добавляют горячею воду, доводя концентрацию сухих веществ до 70% масс. Затем через фильтр 20 колер перекачивают насосом 21 в сборник 19 на хранение. Из сборника раствор колера насосом или самотеком подается в предкупажные мерники 18.
IV. Приготовление купажного сиропа. Купажный сироп представляет собой концентрированный раствор всех компонентов, составляющих вкусовую и ароматическую основу напитка. Его приготавливают периодическим способом. Компоненты смешивают в закрытом купажном аппарате 17, в который подают согласно рецептуре компонента в такой последовательности: сахарный сироп из сборников 7, плодово-ягодные соки, вина или настои из мерников 10, органических кислот из мерника 8, подсластитель из емкости 40, колер из мерников 18. Смесь тщательно перемешивают и в последнюю очередь вносят ароматические вещества из мерника 9. В периодическом процессе порошкообразный или гранулированный подсластитель добавляется с предварительным разведением или без него в емкость для приготовления сиропа после задачи в него раствора кислоты. В зависимости от используемого оборудования общее время растворения составляет 5-30 мин. При добавлении подсластителя в емкость для приготовления сиропа без его предварительного растворения необходимо следить за тем, чтобы порошок не прилипал к стенкам бака или валу мешалки. Если подсластитель предварительно разбавляется, то он может быть или полностью растворен в воде, или, что чаще имеет место, приготовлен в виде суспензии с концентрацией до 30%, после чего перелит в купажную емкость. Соки, вина и настои, имеющие осадки, при подаче их из емкости 12 в мерник 10 осветляют на фильтре 11. После смешивания всех компонентов в купажном аппарате 17 сироп насосом 16 перекачивают через фильтр 15 и холодильник 14 в напорные резервуары 13, снабженные рубашками для поддержания необходимой температуры купажного сиропа.
При употреблении свежих соков, недостаточно выдержанных морсов или нестандартных экстрактов, содержащих значительное избыточное количество белков или спирта, купажный сироп готовят горячим способом. Для этого в сироповарочном аппарате 2 варят белый сироп вместе с отфильтрованном соком или разбавленным экстрактом. Варка длится не более 20 мин., после чего горячую смесь фильтруют, охлаждают и подают в купажный аппарат 17. Для насыщения смешанного напитка диоксидом углерода используют автоматизированные установки непрерывного действия. Насыщение напитка диоксидом углерода проводят под избыточным давлением 0,3-0,6МПа до содержания диоксида углерода 4,5-6 г/дм. Из сатуратора 31 газированный напиток поступает в резервуар фасовочного автомата 34.
V. Фасование напитков. Напитки фасуют в бутылки в фасовочном цехе. Преформа поступает со склада в цех и загружается в бункер выдувной машины, оттуда поступает на транспортер выдувной машины 32. Транспортер подает преформу в штампы, где происходит выдув бутылки. ПЭТ бутылка по воздушному транспортеру с помощью вентиляторов проходит через УФ лампу 33 и направляется в фасовочный автомат 34. В фасовочном автомате 34 ПЭТ бутылка наполняется напитком. Заполненные ПЭТ бутылки укупориваются на автомате 35, далее ПЭТ бутылки по транспортеру поступают на полуавтомат 36 для обнаружения посторонних включений и недолива. После чего наклеивают этикетку в автомате 37. Далее ПЭТ бутылки поступают на упаковочный автомат 38, где они упаковываются полиэтиленовой пленкой. Затем готовые упаковки поступают на склад готовой продукции.
В ходе работы были решены следующие задачи:
- изучена история появления заменителей сахара;
- рассмотрены виды заменителей сахара;
- выявлены полезные свойства и недостатки заменителей сахара;
В ходе эксперимента был изучен профиль сладости по сравнению к сахарозе, растворимость в воде, растворимость с органическими кислотами, образование осадков. А именно:
- изучены химические, физические свойства фруктозы, глюкозы и аспартама;
- рассмотрена растворимость фруктозы, глюкозы и аспартама в воде;
- раскрыта их растворимость с органическими кислотами;
- выявлено образование осадков фруктозы, глюкозы и аспартама.
Итак, сделаем краткие выводы: первым заменителем сахара стал сахарин, который был синтезирован в 1879 году русским эмигрантом Фальбергом.
Вторым синтетическим заменителем сахара стали натриевые и калиевые соли цикламовой кислоты, проще говоря, цикламаты.
Одним из самых популярных заменителей сахара считается аспартам, синтезированный в 70-х годах компанией "Monosanto". Сейчас на него приходится около 25% всей потребляемой "сладкой синтетики". Несмотря на такую распространенность, аспартам таит в себе потенциальную опасность. Проблема заключается в химическом строении этого вещества: оно состоит из двух аминокислот - фениланина и аспаргина, соединенных между собой молекулой метилового спирта. В процессе проводимых исследований метанол трансформировался в формальдегид, который является канцерогеном класса А. Так что специалисты не отрицают вероятных осложнений, связанных с употреблением больших доз этого сахарозаменителя. Кроме того, аспартам обвиняют во множестве других грехов.
Фруктоза относится к группе моносахаридов и является одним из самых важных природных сахаров.
Некоторые соединения фруктозы встречаются в виде природных продуктов. Наиболее важным среди них является сахароза, то есть обыкновенный сахар, молекулы которого состоят из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы.
Фруктоза образует безводные кристаллы в виде игл, температура плавления 102-105°С. Молекуряный вес 180,16; удельный вес 1,60 г/см3; калорийная ценность примерно та же, что и других сахаров, 4 ккал на 1 г. Фруктозе свойственна некоторая гигроскопичность. Концентрированные составы фруктозы сохраняют влагу. Фруктоза легко растворима в воде и спирте. При 20°С насыщенный раствор фруктозы имеет концентрацию в 78,9%, насыщенный раствор сахарозы – 67,1%, а насыщенный раствор глюкозы – только 47,2 %. Вязкость растворов фруктозы ниже вязкости растворов сахарозы и глюкозы.
Фруктоза, которая долгое время была редким сладким вещество. Применялась только в фармакопейных препаратах или больными сахарным диабетом, за последние годы стала обыкновенным сырьем в пищевой промышленности. Фруктоза, являясь природным веществом, обладает многими положительными свойствами, которые можно использовать в производстве различных продуктов. Наиболее важными является высокая степень сладости, безопасность сточки зрения кариеса, отсутствие побочных явлений, отличительные особенности метаболизма, тонизирующий эффект, свойства подчеркивания ароматов и образования новых ароматических субстанций, хорошая растворимость и малая вязкость, влияние на метаболизм алкоголя и т. д. В настоящее время фруктоза используется при изготовлении лечебных препаратов и диетических продуктов.
Глюкоза имеет также название виноградный сахар, так как именно в винограде глюкоза содержится в значительном количестве в свободном виде. Она присутствует также в других плодах и ягодах, входит в состав пчелиного меда. В природе глюкоза встречается в составе сложных высокомолекулярных соединений, таких как крахмал, клетчатка и др. Наряду с фруктозой глюкоза является составной частью сахарозы. Сладость глюкозы равна 0,74.