Актуальные вопросы технологического контроля производства напитков Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Актуальные вопросы технологического контроля производства напитков

1А.В. Силаев, П.В. Громова

ООО «Дёлер НФ и БИ» (г. Москва)

В настоящее время увеличиваются требования рынка к потребительским свойствам поставляемых напитков и обострение конкурентной борьбы между однотипными видами продукции. Покупатель все больше начинает задумываться о влиянии потребляемых напитков на здоровье человека. Рынок напитков динамично преобразуется, уходя от традиционной, в понимании обывателя «газировки», все больше смещая акцент в сторону напитков с добавленной ценностью, обогащенных витаминами и минералами, напитков содержащих от 5 до 20 % соковой части. В свою очередь, выпуск напитков повышенной сложности предъявляет дополнительные требования к системе обеспечения качества производства.

Потребительские свойства готовой продукции, поступающей в торговлю, целиком и полностью зависят от качества исходного сырья, используемой технологии и культуры производства и в целом складываются из комплексной системы мероприятий, проведение которых служит неотъемлемым условием розлива и дистрибуции напитков безукоризненного качества.

Производственный контроль состоит из совокупности входного контроля сырья и технологического контроля. Технологический контроль направлен на обеспечение стабильности регламентируемых показателей качества отдельных, логически завершенных стадий технологического процесса и выходной контроль готовой продукции.

Минимальная схема производственной программы обеспечения качества должна охватывать:

технологическую цепочку подготовки воды, направляемой на производство, а также в сироповарочное и ку-пажное отделения;

входной контроль СО2 и рабочих газов;

входной контроль ингредиентов, идущих на производство купажного сиропа (как минимум, сахара и лимонной кислоты);

контроль правильности приготовления купажного сиропа;

контроль готовой продукции на линии розлива и осуществление выходного контроля (в случае необходимости).

Основные контрольные точки минимальной программы обеспечения качества предприятия по розливу безалкогольных напитков представлены на рис. 1.

В качестве источника водоснабжения предприятия пищевой промышленности используют подземные или поверхностные воды. Предприятия, выпускающие напитки, получают для их производства воду различного качества. Независимо от состава воды до ее обработки технологическая вода должна соответствовать определенным требованиям, предъявляемым к воде, используемой для приготовления напитков. Контроль сырой воды в первую очередь необходим для корректировки работы водоподго-товки, а также для подтверждения соответствия воды стандартным требованиям. Неподготовленную воду можно использовать на проведение мероприятий по наружной мойке оборудования только в том случае, если она удовлетворяет требованиям санитарных норм на питьевую воду. Для того чтобы выбрать правильный способ водоподготовки, а также контролировать работу отделения водоподготовки, необходим регулярный анализ качества воды, так как состояние

сырой воды может меняться, например, в зависимости от времени года. Контроль щелочности, сухого остатка, жесткости, а также содержания железа и марганца осуществляют не реже одного раза в неделю.

Технологическая вода, т.е. вода, используемая в производстве напитков, должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и безвредной по химическому составу. Она должна соответствовать следующим показателям: общая щелочность — не более 1 мг-экв/л, свободный хлор и озон должны отсутствовать, максимально допустимое содержание хлоридов и сульфатов — не более 250 мг/л для каждого из указанных соединений, максимальное значение сухого остатка — 500 мг/л, сумма железа и марганца — 0,1 мг/л. Правильный выбор способа обработки воды позволит получить подготовленную воду, обеспечивающую длительный срок годности готового напитка.

Периодичность контроля воды зависит от стабильности состава воды и работы оборудования по водоподготовке. В целом такие показатели, как щелочность, содержание свободного хлора и озона, а также органолептические характеристики, необходимо контролировать не реже 1 раза в час, минимальная периодичность анализа воды на содержание железа и марганца — 1 раз в смену. Определять содержание хлоридов, сульфатов и сухого остатка достаточно 1 раз в неделю. Указанная периодичность для каждого определения является минимальной и зависит от стабильности состава воды и работы оборудования по водоподготовке. В зависимости от критичности показателя периодичность контроля может быть увеличена. Особое внимание нужно обратить на контроль хлора в воде, так как присутствие в ней свободного хлора приводит к необратимым процессам

/7771

Скважина

ЛЬ**

Сахар

» I I

777" 4-1

Угольный фильтр

Емкость для хранения воды

Сетчатый фильтр

Фильтр

2-5 мм

-и нн н

Фильтр

Сироповарка

30 мк

Концентрат ы

Концентратная емкость

* В зависимости от вида напитков размер пор фильтра составляет: сокосодержащие — 0,5 мм; напитки без сока — 0,25 мм.

Вода на санитарные нужды

УФ-лампа Подготовленная вода -

СО,

Синхронно-смесительная установка

Сахарный сироп

Сетчатый фильтр*

Вода

на ополаскивание

Ринзер

Готовая продукция на склад

.■■III

Рис. 1. Технологическая схема производства напитков

ПИВО И НАЛИТСИ

2•2004

Контроль технологической вицы

Дата-

I |"'есяч—Ок|ябрь.......... ................

Время, ч 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Щелочность, мг-экв/л ей «4 о ей 3! о & С

1,0 X X

пя X X

оя X X X

0,7 X X X X

П6 X X X X

0 5 X X X X

0,* X X X X

0,3 »становка X X X X

П? X X X

П 1 X X X

9,9 X X

Свободный хлор, мг/л

0 1 * 1 Р

00 1 ¥ щ т( 1 ? щ ¥ 1 ? 1 щ щ Ч! ЧР ¥ ¥ ¥ щ ¥ у ¥ у ¥ Т

Органолептика № X

ОК X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

Примечание

Подпись лаборанта |

Подпись ОД менеджера

Рис. 2. Технологическая вода

окисления в напитке, изменяя его цвет, аромат, и может также привести к обесцвечиванию напитка. Концентрация хлора в буферной или реагент-ной емкости при хлорировании воды не должна превышать 8 мг/л, более высокая концентрация хлора в воде не увеличивает эффективность обеззараживания, но приводит к перерасходу реагента и порче емкости за счет коррозии металла. При содержании хлора менее 6 мг/л эффективность обеззараживания существенно снижается. Минимальное время контакта активного хлора и воды должно составлять 30 мин. Что касается озона, то концентрация его при обеззараживании воды должна находиться в пределах от 0,2 до 0,4 мг/л. При концентрации озона меньшей, чем 0,2 мг/л, не происходит обеззараживания воды. Розлив негазированной воды с концентрацией озона больше, чем 0,4 мг/л, приводит к окислению упаковки, вызывающему появление постороннего привкуса в воде. После проведения стадии дезинфекции с помощью хлора или озона особое внимание нужно обратить на эффективность работы угольного фильтра. В случае озонирования воды розлив негазированной питьевой воды производится, минуя угольный фильтр.

Для приготовления купажного сиропа и готового напитка, а также для ополаскивания тары и проведения санитарной обработки внутренних поверхностей оборудования, контактирующих с готовой продукцией, используется только технологическая вода. Технологическая вода, являясь основным компонентом и занимая от 86 до 100 % объема напитка, требует обязательного систематизированного контроля. Все результаты контроля должны быть отражены в графическом или электрон-

ном виде. Электронный вид журнала — наиболее удобный и наглядный способ отражения результатов анализов. Такая форма отражения получаемых результатов нашла применение на многих предприятиях. Удобство отражения результатов в графическом виде заключается в том, что, взглянув только один раз на график, можно увидеть реальную картину и тенденцию изменения контролируемых показателей на рис. 2.

Основным показателем, по которому осуществляется контроль качества сахара и лимонной кислоты, служит влажность. Дополнительно для сахара анализируют цветность, мутность, наличие посторонних примесей и способность к флокообразованию. Методики контроля данных показателей будут отражены в наших последующих статьях. В рамках данной статьи остановимся только на контроле показателя влажности. Влажность определяют в каждой вновь поступившей на предприятие партии сахара-песка и лимонной кислоты при помощи анализатора влажности. В зависимости от значения влажности следует производить перерасчет товарной закладки сахара и лимонной кислоты. Реальное количество сухих веществ сахара и лимонной кислоты, которое перейдет в купаж, соответствует товарной закладке компонента за вычетом массы влаги, содержащейся в исходном сырье. Ошибка в закладке лимонной кислоты скажется и на появлении ошибки в общем балансе сухих веществ лимонной кислоты, и на изменении значения кислотности. При этом фактический выход готовой продукции не будет соответствовать расчетному значению.

Особенно важен контроль влажности лимонной кислоты для напитков, приготовленных на подсластителях,

так как значение кислотности напитка служит основным критерием правильности приготовления таких напитков. При расчете рецептур содержание сухих веществ лимонной кислоты принимают за 90,97 %. В реальных производственных условиях количество сухих веществ лимонной кислоты может быть другим. При этом массовую долю лимонной кислоты в пересчете на моногидрат устанавливают по ГОСТ 908-79. Определяют содержание безводной лимонной кислоты и проводят перерасчет на товарную закладку (более подробно определение влажности и правильности закладки лимонной кислоты описано в статье «Технологический процесс — эффективный учет движения сухих веществ» в журнале «Вестник Дёлера» № 9 за 2003 г.).

На качество напитка, главным образом на органолептические показатели, отрицательно влияет применение загрязненных газов в производстве. При использовании углекислоты необходимо прежде всего убедиться в отсутствии посторонних примесей и запахов, например примесей масла (подробно органолептический контроль СО2 описан в журнале «Вестник Дёлера» № 9 в статье «Проведение органолептическо-го тестирования пищевой продукции и сырьевых материалов»). Анализ СО2 проводят с помощью тестера чистоты. Метод основан на нейтрализации СО2 раствором гидроксида калия или натрия концентрацией 30 %.

При производстве негазированных напитков очень часто используется азот с целью придания упругости таре и стабильности при транспортировке. Азот также может быть источником загрязнения для напитка. В случае применения на производстве азота в нем так же, как в углекислоте, проверяют органолептические показатели. Некоторые заводы для создания противодавления в кольцевой камере моноблока применяют воздух, при этом следует обратить внимание, что используемый воздух должен быть свободен от примесей, в том числе примесей масла.

При приготовлении купажного и сахарного сиропов основные показатели, подтверждающие правильность закладки компонентов, — Впх и выход сиропа. После приготовления сахарного сиропа по мерному стеклу устанавливают объем и определяют температуру сиропа. В свежеприготовленном и отфильтрованном сахарном сиропе контролируют внешний вид, запах, вкус и цвет. Сахарный сироп должен быть прозрачным, бесцветным, без постороннего запаха и вкуса. Впх контролируется одним из перечисленных способов: ареометрическим, рефракто-

2•2004 1

..................

Рис. 3. Лист купажирования

метрическим и пикнометрическим. Для купажных сиропов, содержащих спирт, перед определением Brix предварительно удаляют спирт.

При контроле сухих веществ в сахарном сиропе, купажном сиропе или напитке предпочтение отдается максимально быстрому методу. Точность метода определяется сходимостью, т.е. насколько близки значения повторных результатов между собой.

При сравнении эффективности пик-нометрического и ареометрического методов можно отметить, что пикно-метрический метод на один порядок дает более точное значение Brix. При этом на проведение пикнометрическо-го испытания требуется примерно в 8 раз больше времени, чем на проведение ареометрического определения. Следовательно, при выборе между двумя методами для контроля значения Brix на линии розлива и при осуществлении «рутинного»(ежедневного) производственного контроля необходимо остановиться на ареометрическом методе, дающем более точный усредненный результат в серии параллельных определений.

Контроль движения сухих веществ ингредиентов после приготовления сахарного сиропа осуществляется по значению показателя Brix и выходу ку-пажного сиропа. Контроль купажного сиропа проводится с помощью определения показателей в контрольном напитке, далее производится перерасчет в соответствии с разведением. Цель данного контроля — подтверждение правильности закладки компонентов, позволяющее избежать недозакладки сырья при купажировании.

Свидетельством правильности приготовления купажного сиропа является количество сухих веществ, перешедших на следующую стадию приготовления напитка (более подробно об этом можно прочитать в журнале «Вестник Дёлера» № 9 в статье «Технологический процесс — эффективный учет движения сухих веществ»).

Результаты тестирования сахарного и купажного сиропов, а также контрольного напитка должны быть отражены в купажном листе. Купажный лист позволяет сделать возможным просле-живаемость всех компонентов, используемых в приготовлении напитка. При четком ведении купажного листа полная история приготовления напитка всегда прозрачна и наглядна, что позволяет отследить источник возникновения проблемы в случае ее возникновения на любом этапе производства.

Образец купажного листа показан на рис. 3..

Не менее важен, чем все другие этапы производственного контроля, кон-

троль готового напитка. Анализ готового напитка проводят на синхронно-смесительной установке и на линии. Контроль напитка в миксомате проводится на правильность смешивания сиропа и воды при запуске линии и при окончании розлива. Для этого измеряется Brix напитка или титруемая кислотность. Значения титруемой кислотности необходимо определять при розливе напитков на подсластителях, так как значение титруемой кислотности служит основным контролируемым показателем для данной группы напитков.

Для проверки напитка по основным физико-химическим показателям применяют рутинный тест, который проводится каждые 30 мин и включает определение момента откручивания, содержания CO2, Brix (при приготовлении напитков на сахаре), pH и титруемой кислотности, содержания спирта (при приготовлении слабоалкогольного напитка). При определении контролируемых показателей важно сохранять последовательность проведения анализа в вышеперечисленном порядке, так как осуществление контроля каждого из показателей не мешает определению последующего.

Определение объема продукции может быть проведено весовым и объемным способами. Мы не рекомендуем использовать объемный способ определения в связи с его нетехнологичностью. Сущность весового метода заключается в следующем: объем продукции определяется расчетным путем по массе и относительной плотности напитка, а также объемной доле растворенного СО2. Содержанием углекислоты для слабогазированного напитка можно пренебречь. При определении массы напитка в бутылке взвешивают укупоренную бутылку с напитком, далее определяют объемную долю диоксида углерода в продукции и затем взвешивают пустую бутылку с пробкой. Объем продукции (см3) определяют по формуле

М,-Щ, +1,96431^. у.)

¿(20 X/4 'С)

где М — масса укупоренной бутылки с напитком, г; М2 — масса пустой бутылки и пробки,г; — номинальная вместимость тары, дм3; УСО — объемная доля диоксида углерода2 в продукции; й (20 Х/4 — относительная

.................

'2•2004

Контроль напитка

1 Месяц — Апрель 11IIII 1 II II II II II

Дата 24 25

Время, ч 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Brix 10.3

10.2 X X X

10.1 X X X X X X X

10.0 X X X X X X X X X X X X X X

9.9 X X X X X X X X X X

9.8 X X

9.7

ТА

2.4

2.3 X X X

2.2 X X

2.1 X X X

2.0 X

1.9 X

1.8

Подпись лаборанта

Подпись QA менеджера С

Рис. 4. Готовый напиток

.— . —,

Верхний предел технических условий Верхний предел контроля Целевое значение Нижний предел контроля Нижний предел технических условий

Все хорошо, продолжайте эксплуатацию

Верхний предел технических условий Верхний предел контроля Целевое значение Нижний предел контроля Нижний предел технических условий -Найдите причину и отрегулируйте процесс

Верхний предел технических условий Верхний предел контроля Целевое значение Нижний предел контроля Нижний предел технических условий |—|—|—|—|—|—|—|—| -Остановите процесс

Статистический контроль — рабочий инструмент персонала производства, дающий возможность принимать оптимальные решения, касающиеся защиты репутации торговой марки

Рис. 55. Статистический кантроль технологического процесса для повышения производительности

плотность напитка после принудительной 100%-ной инверсии.

Определение объема продукции в металлических банках проводят аналогично определению объема продукции в бутылках.

Определение момента откручивания осуществляют на тестере момента откручивания или 1огд-ше1ег, который позволяет установить степень уку-поривания бутылки. Тогд — параметр, свидетельствующий о степени закручивания пробки, регламентируется поставщиком пробки. Пробка должна быть закручена так, чтобы она легко открывалась и в то же время обеспечивала надежную укупорку, исключающую разгерметизацию бутылки и, как следствие, выход углекислоты и декарбонизацию напитка.

Содержание СО2 определяется на тестере ручного или автоматического типа. Измерение проводится в следующей последовательности: бутылку или банку с напитком после легкого перемешивания продукции путем вращения бутылки вокруг поперечной оси закрепляют в устройстве для определения давления, прокалывают пробку или дно банки, сбрасывают внутреннее давление через вентиль

сброса до остаточного значения примерно 0,1-0,2 бар и затем энергично встряхивают тару с напитком до установления постоянного давления на манометре тестера. После измерения давления снимают показание температуры напитка. Массовую долю СО2 в напитке находят по намограмме. При определении объемной или массовой доли углекислоты в продукции, расфасованной в банки, сброс давления не проводят.

Для определения содержания сухих веществ в напитке используют те же методы контроля, что и для проведения анализа данного показателя в купаж-ном и сахарном сиропах.

Для напитка на подсластителях анализ титруемой кислотности необходимо проводить каждые 30 мин, так как данный показатель является главным для этой категории продуктов. В напитках на сахаре контроль титруемой кислотности достаточно осуществлять 3 раза: в начале, середине и конце розлива партии напитка. Для контроля титруемой кислотности можно использовать различное оборудование — от бюретки до автотитра-тора. Титрование с помощью бюретки можно осуществлять как с индикато-

ром, так и с помощью рН-метра. При контроле напитка с помощью рН-мет-ра конечная точка титрования устанавливается титрованием напитка до значения рН 8,1.

Основное правило контроля на производстве — осуществление системного подхода к тестированию выпускаемой продукции. Кроме рутинного анализа на производстве необходимо проводить специальный расширенный тест, который осуществляется в начале, середине и конце розлива напитка. Данный тест состоит из совокупности выполнения рутинного анализа с одновременным отбором проб для выполнения микробиологического тестирования и ведения библиотеки образцов. Результаты физико-химического тестирования продукции должены записываться в графическом виде. Образец журнала контроля напитка на линии розлива показан на рис. 4.

Различными цветами отмечены зоны, в которые могут попадать значения измерений. Зеленым цветом выделена зона, соответствующая целевому значению показателя. Желтый и оранжевый цвета — лимиты, характеризующие различную степень опасности выпуска некачественной продукции, при попадании значения тестируемого показателя в данную зону. В случае попадания значения тестируемого показателя в красную зону производство необходимо остановить до устранения причины, вызвавшей выпуск некачественной продукции (рис. 5).

В целом контроль каждого технологического параметра складывается из наблюдений за значением контролируемого показателя в нескольких лимитах измерения, количество которых зависит от погрешности определения тестируемого показателя. В данном случае первый лимит является целевым значением, второй и третий — технологическими отклонениями. Красная зона показывает значения, находящиеся вне стандартных значений регламентируемого параметра.

При четком выполнении всех стадий технологического контроля,кор-ректном отражении результатов измерений продукции, тестируемой на линии, необходимости в проведении выходного контроля нет. Входной контроль сырья, вспомогательных материалов, соблюдение режимов на всех этапах технологического процесса, систематизированный контроль напитка на стадии приготовления и розлива предотвращают попадание некачественной продукции к потребителю.

2•2004

ПИВО " НАПИТКИ