Производство газированных напитков: сатурация, розлив, укупорка

Как устроена линия производства газированных напитков

Состав линии от сиропа до готовой упаковки

Производство газированных напитков начинается с водоподготовки: умягчение, угольная фильтрация, обратный осмос, УФ-обеззараживание. Дальше вода идёт на купажный участок, где готовят сироп и смешивают его с подготовленной водой в заданной пропорции. Полученный купаж охлаждают до 2–6 °C и подают на сатуратор, где он насыщается диоксидом углерода при давлении 0,3–0,5 МПа в зависимости от продукта. Затем розлив в ПЭТ тару или банку, укупорка и бракераж: контроль уровня, герметичности, содержания CO₂ и органолептики.

Производительность всей линии определяет самая узкая стадия, обычно это розлив или сатурация. Если сатуратор выдаёт 6000 л/ч, а автомат розлива рассчитан на 9000 бут/ч, избыток мощности не реализуется. Поэтому участки подбирают одним комплектом: по буферным танкам, температурным режимам и темпам подачи купажа. При переходе с ПЭТ на банку меняются розлив, укупорка и транспортировка, а водоподготовка и купаж часто остаются прежними.

Сатурация: насыщение напитка диоксидом углерода

Насыщение диоксида углерода в жидкости подчиняется закону Генри: растворимость пропорциональна парциальному давлению газа над поверхностью. Для воды при 10 °C и давлении 2,5 бар растворимость составляет около 5,5 г/л, при 20 °C падает примерно до 3,5 г/л. Поэтому тёплый продукт не сатурируется: газ уходит в атмосферу быстрее, чем успевает растворяться. Рабочие диапазоны для газированных напитков обычно держат в пределах 4–8 г/л, точное значение зависит от рецептуры и формата тары, а для слабоалкогольных напитков требования иные.

Оборудование для насыщения (карбонизаторы, сатураторы) работает по принципу увеличения площади контакта газа и жидкости. Внутри аппарата установлены форсунки или тарелки, продукт распыляется противотоком к CO2, время контакта составляет от 5 до 30 секунд. Купить сатураторы для газирования стоит с запасом по производительности, поскольку перегрузка снижает точность. Давление в сатураторе должно быть выше давления в наполнителе на 0,2–0,5 бар, иначе газ начнёт выделяться в трубопроводе и розлив пойдёт с пеной.

• Температура продукта перед сатурацией: обычно 2–6 °C, отклонение более 2 °C сбивает содержание CO2.
• Давление насыщения: подбирается по таблице растворимости под целевую концентрацию газа.
• Контроль по г/л: проводится лабораторно или поточным анализатором каждые 30–60 минут.
• Время контакта в карбонизаторе: зависит от конструкции, форсунки дают более тонкий распыл.
• Стабильность температуры: скачки приводят к перерасходу CO2 и недоливу по газу в бутылке.

Розлив и укупорка: изобарический метод и его настройки

Изобарический розлив идёт в четыре фазы: предварительное давление в бутылке (обычно 2,5–5 бар, зависит от продукта и формата тары), наполнение под этим же давлением, отсечка по уровню и плавный сброс давления. Если фаза сброса слишком резкая, CO2 выходит из раствора рывком и продукт вспенивается. На линиях розлива газированной воды в ПЭТ тару ставят дроссель или удлинённую трубку сброса, чтобы снизить перепад на выходе.

Пенообразование и укупорка

Пена растёт от перепада давления, тёплого продукта и шероховатости внутренней стенки тары. Держат продукт холодным, а розлив ведут на минимально достаточном давлении. Укупорка решает не меньше: колпачок с уплотнительным кольцом затягивают так, чтобы кольцо вошло в контакт с горловиной, но не смялось. Недотяжка даёт утечку CO2 при хранении, перетяжка ломает резьбу и деформирует горло. Момент затяжки подбирают под тип колпачка и тары и проверяют на образцах после суток хранения.

Практический чек-лист запуска участка газированного розлива

До первого розлива проверьте помещение и среды, а не только автомат. Температура в цехе и особенно в зоне розлива выше 25 °C заметно снижает растворимость CO2 и даёт пену в бутылке. Вода после водоподготовки должна быть стабильной по жёсткости и щёлочности: колебания сбивают вкус и стойкость напитка сильнее, чем кажется. Воздух на участке розлива и укупорки фильтруют, иначе пыль и масло от компрессора уходят в горловину.

• Проверить давление CO2 на входе сатуратора и отсутствие скачков при разборе.
• Сверить температуру продукта и купажа с уставками сатуратора.
• Проконтролировать давление в кольце CIP и полноту ополаскивания.
• Проверить геометрию ПЭТ преформ и разогрев перед выдувом.
• Смазать и отрегулировать узел закрутки, настроить момент по таре.

В первые смены ведите журнал по трём показаниям: температура продукта, давление в наполнителе, уровень в бутылке. Растущая пена и недолив при нормальном давлении обычно говорят о перегреве купажа, а падение стойкости CO2 при ровном розливе указывает на утечку в укупорочном узле. Каталог укупорочного оборудования помогает подобрать машину под формат тары и скорость линии.

Обслуживание и модернизация действующей линии

Регламент ТО строят по наработке, а не по календарю: клапаны наполнителя и дозирующие узлы сатуратора разбирают и меняют уплотнения по моточасам, обычно 500–800 ч для линий 6000–12000 бут/ч. Резиновые кольца теряют эластичность от контакта с концентратом и моющими растворами, поэтому ресурс зависит от продукта: на воде он выше, на соках и сиропах ниже в разы. Параллельно ведут журнал отклонений по каждому посту, иначе износ замечают только по браку. Транспорт (цепь, направляющие, звёздочки) смазывают по графику и проверяют натяжение.

Признаки износа наполнителя: разброс уровня в бутылках больше нормы при стабильном давлении, капли на горловине, рост количества недоливов после мойки. У сатуратора о проблемах говорят падение стабильности насыщения, скачки температуры и давления в аппарате, повышенный расход газа. Когда ремонт уже не даёт результата, а оснастка не подходит под новую ПЭТ тару или ПЭТ банку, дешевле модернизировать участок. ООО «Промгарант» подбирает оборудование под продукт и тару, поставляет его, выполняет монтаж и пусконаладку.

Вопросы и ответы

Информация, предоставленная в этом блоге, предназначена исключительно для общих информационных целей. Материалы, опубликованные на этом сайте, не являются заменой профессиональной консультации. Перед принятием каких-либо решений, связанных с использованием нашего оборудования, рекомендуем обратиться в компанию ООО «Промгарант» для личной консультации.