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饮料在生产过程中产生的泡沫会对产品生产及品质产生影响,饮料从调配,UHT杀菌及灌装等环节中都可能产生泡沫,怎样快速分析产生泡沫的原因,并提出一些能够减少泡沫生成量、及时消除已产生的泡沫方法呢?
饮料生产过程中产生的泡沫是在饮料搅拌、管道输送、回流等过程中产生的,大量泡沫在饮料中的存在会影响生产操作的进行,也会影响产品的风味和储存时间。泡沫的大量存在要求生产时UHT真空脱气环节的脱气真空度较大,这就必然造成香精的损失,导致产品风味不足;产品中的泡沫在UHT杀菌环节会影响杀菌效果及杀菌稳定性。在脱气环节未抽走泡沫会影响灌装过程的装量精度,引起产品液位或净含量不足;泡沫的存在也会将空气带入产品中,加速产品的氧化,使褐变时间提前,缩短产品的保质期。因此,研究泡沫大量产生的条件并采取措施减少泡沫量,并在不影响产品风味的前提下清除泡沫十分必要。
本文从饮料工厂的实际问题出发,通过查阅现有标准规范、参考文献资料以及到生产现场观察学习等手段,找出导致大量泡沫出现的原因并提出分析改进方案。本文将从配料、UHT和灌装等环节进行分析,研究讨论避免泡沫大量产生的方法或改善措施,希望对饮料行业解决泡沫问题提供有力帮助。
1 配料环节
1.1 原料对泡沫产生的影响
不同的原料产生泡沫的程度不同且泡沫状态不同,果汁中通常会添加 CMC-Na 和果胶等增稠剂,增稠剂的溶解性较差,需要长时间高强度搅拌,会产生大量泡沫。浓缩果汁稠度很大,在稀释调配过程中会形成大量泡沫,且该过程中产生的泡沫持泡性强。果汁饮料在搅拌过程中形成的泡沫既有表面泡沫又有内部泡沫,饮料料液的黏度越高,分散在料液中的内部泡沫越难浮出表面。茶饮料生产中也容易产生大量表面泡沫,其主要原因是因为茶中含有的茶皂素是一种表面活性非常强的物质,在搅拌、摇晃等的作用下极易产生大量泡沫。
1.2 除泡机的使用
传统方式是添加消泡剂来消除泡沫,但是食品消泡剂的种类很多,需要根据食品体系来确定添加种类及添加量。GB 2760—2014规定饮料中可以使用的消泡剂有聚二甲基硅氧烷及其乳液和吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80[3],可以根据产品的体系选择合适的消泡剂很好地发挥作用,添加方法对消泡剂的发挥很重要。消泡剂需要呈连续或半连续式添加效果会更好,因为消泡剂通常需要在高剪切速率下才能分散,而消泡剂只有在空气-液体的交界面分散开来的时候才能起到消泡的作用。
在果汁生产过程中通常把所用消泡剂等分为2份:一份在果汁搅拌时加入,另一份在调配完成后的搅拌阶段加入。按这种方法进行添加,不仅可以使消泡剂的用量降到最低,而且消泡剂的作用也会得到充分发挥。消泡剂使用不适当会给产品质量造成不良影响。如消泡剂加入过量会使产品产生异味或者出现浮油等现象,也会导致生产成本增加。若添加量不足或者添加的方式不正确则达不到有效消除泡沫的作用。因此,需要通过多次试验找到最适合的消泡剂种类、最低添加量及添加时间。而消泡剂在初添加时效果明显,后续泡沫会持续增加,直到再次添加消泡剂。使用消泡剂不能避免因长时间而在槽内聚集的大量富余泡沫。
然而除泡机就不一样了,除泡机是在食品加工过程中用于降低表面张力、消除泡沫的破泡设备。除泡机消泡机理:泡沫槽产生的泡沫通过吸泡装置吸入设备吸泡口,在吸泡箱会对泡沫中膜渣进行初次过滤,然后泡沫进入破泡装置内部,通过挤压、穿刺将泡沫中空气释放出来,泡沫液化成液体后,落入底部槽体。除泡机与机台同步工作,能有效控制泡沫处于较少的状态,液位收集到一定高度,马达通过液位感应器控制,再将液位打至产生泡沫的槽体,达到循环使用的目的。
1.3 输送泵的影响
在饮料调配液输送过程中,泵的类型对泡沫也会产生影响。饮料的输送一般采用隔膜泵和卫生离心泵。离心泵通过离心力将输送液体抛出管道,离开管道时,物料具有较大的压力,对调配桶中的液体具有较大冲击,会产生较多气泡。输送的液体内部一般有气泡,气泡会使离心泵产生“气缚”现象,使离心泵不能输送液体。隔膜泵利用一片膜的往复运动来吸入和抽出液体,液体只需要与膜接触,比较好清洗,且在输送存在有果粒的液体时不会被打碎。用隔膜泵没有离心泵那么大的冲击力,不会击起大量泡沫。因此,在泵的选择上,隔膜泵要优于离心泵。使用离心泵可以增加排气装置以提高泵的工作效率和延长泵的使用寿命。
2 搅拌环节
饮料调配过程中必须通过搅拌使各种原料均匀地溶解混合在一个体系里,而搅拌过程会将空气带入液体内部,液体中的气体在剪切力的作用下产生泡沫。在这个过程中产生的泡沫是不可避免的,但是可以通过一些工艺手段将泡沫的产生量降到最低。
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