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CN103826478A - 在不加压不冷却的情况下溶解二氧化碳的方法 - Google Patents

在不加压不冷却的情况下溶解二氧化碳的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法。根据本发明，将温度为10℃～30℃的饮料组合物导入容器中，随后将温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳注射至已导入容器中的10℃～30℃的饮料组合物，然后立即密封容器。在本发明的导入二氧化碳来制备碳酸饮料的方法中，在制备碳酸饮料时，即使在将大量饮料置于预定体积的容器中的状态下提高二氧化碳的含量，所填加的二氧化碳也几乎不会发生温度变化及饱和蒸汽压变化。由此，饮料中不会出现气泡，饮料不会溢出，二氧化碳也不会蒸发。另外，由于在几乎没有饱和蒸汽压的条件下密封容器，因而饮料可填充到接近容器封盖的位置，这可以将例如瓶子或罐子等饮料容器的尺寸减小至小于常见饮料容器尺寸。

Description

在不加压不冷却的情况下溶解二氧化碳的方法
技术领域
本发明涉及一种导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法，更具体而言，本发明涉及一种包括以下步骤的导入二氧化碳的方法：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内，将温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物，然后在导入所述二氧化碳之后立即密封所述容器。
用本发明的导入二氧化碳来制备碳酸饮料的方法制得的碳酸饮料几乎不会使二氧化碳的温度及饱和蒸汽压发生变化，因此二氧化碳具有约1.0个大气压的饱和蒸汽压，几乎不会引起碳酸饮料的溢出或二氧化碳的蒸发。
背景技术
碳酸饮料被定义为包含溶解在其中的二氧化碳的饮用液体，其实例包括苏打饮料、汽水、调味苏打饮料、发泡酒等等。首先，苏打饮料指的是在包含食品或食品添加剂(排除色素和/或香料)的饮用水中溶解有二氧化碳的饮料。汽水是天然含有二氧化碳或溶解有二氧化碳的净化泉水。调味的苏打饮料是指包含食品添加剂(例如，色素和/或香料)的苏打饮料。发泡酒是指包含溶解在其中的二氧化碳的发酵的酒精饮料。
与氧气不同，二氧化碳对自燃具有抑制性能，因而可用作灭火器的成分来灭火。本文中使用的二氧化碳的化学式为CO2，也被称为“碳酸”或“无水碳酸”。二氧化碳以约0.3%的浓度存在于地球大气中。二氧化碳因含碳物质的燃烧、所有生物的呼吸作用等而产生，并由喷发的火山喷出。另一方面，二氧化碳也在碳酸的同化过程中被植物消耗。因此，空气中二氧化碳的浓度得到几乎稳定的控制。二氧化碳是无色无味的气体，沸点为-78.5℃，在5.2atm下的三相点为-56.6℃，临界温度为31.0℃，临界压力为72.80atm。溶解在1L水中的二氧化碳的体积在0℃时为1.71L，在50℃时为0.44L。当溶解在水中时，一部分溶解的二氧化碳变为酸性的H2CO3。二氧化碳的工业用途是制备尿素或碳酸钠(苏打灰)和制备固体二氧化碳(干冰)。二氧化碳的食品用途是制备碳酸饮料。由于二氧化碳抑制植物的呼吸，因而其可用于受控气氛(CA)储存，从而延长收获后的水果和蔬菜的储藏期。二氧化碳也可用于除去酸的柿子果实的涩性。另外，随着使用处于超临界状态的二氧化碳作为溶剂的超临界气体萃取技术的发展，二氧化碳可用于制备脱除咖啡因的咖啡、由香料制备精油、从南美月见草(Oenothera odorata Jacquin)中提取γ-亚麻酸，等等。
将二氧化碳引导至饮料组合物以制备碳酸饮料的工艺的普通方法包括：使温度为-30℃～-5℃的液体二氧化碳与温度为10℃～30℃的饮料混合，将该混合物置于容器中，并密封容器。为保持大量的二氧化碳溶解在饮料中，不可避免地必须降低未混合的饮料组合物的温度或者将饮料组合物保持在高压下。由于饱和蒸汽压的作用，在将饮料倒入容器中时，这可以引起气泡的产生/溢出气和二氧化碳的蒸发。
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供一种制备碳酸饮料的方法，即使在将大量的饮料置于限定的容器内并与高含量的二氧化碳合并时，该碳酸饮料也几乎不会使二氧化碳的温度及饱和蒸汽压发生变化，由此既不会使气泡从饮料中产生/溢出，也不会使二氧化碳蒸发。
本发明的另一个目的是提供一种制备碳酸饮料的方法，所述方法包括：在保持几乎没有饱和蒸汽压的条件下密封容器，以将饮料填充至容器盖子的高度，结果可以将例如瓶子或罐子等容器的尺寸减小至小于常见的饮料容器尺寸。
技术方案
为实现本发明的上述目的，提供了一种导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法，所述方法包括：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内；另外将温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物；和在所述饮料组合物与所述二氧化碳即将混合在一起之前密封所述容器。
还提供了一种导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法，所述方法包括：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内；另外将温度为-70.0℃～-56.5℃的液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物；和在所述饮料组合物与所述二氧化碳即将混合在一起之前密封所述容器。
另外，相对于所述饮料组合物的总重量，所述二氧化碳的添加量为0.05重量%～5重量%。
有利效果
即使在将大量的饮料置于限定的容器内并与高含量的二氧化碳合并时，本发明的导入二氧化碳来制备碳酸饮料的方法也几乎不会使所加入的二氧化碳的温度及饱和蒸汽压发生变化，由此在密封过程中既不会使气泡从饮料中产生/溢出，也不会使二氧化碳蒸发。另外，所述方法包括：在几乎没有饱和蒸汽压的条件下密封容器，因此能够将饮料填充至几乎达到容器盖子的高度。这可以将例如瓶子或罐子等饮料容器的尺寸减小至小于常见的饮料容器尺寸。
具体实施方式
本发明涉及一种导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法。优选的是，所述方法包括：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内，另外将温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物，和在所述饮料组合物与所述二氧化碳即将混合在一起之前密封所述容器。
更优选的是，所述方法包括：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内，另外将温度为-70.0℃～-56.5℃的液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物，和在所述饮料组合物与所述二氧化碳即将混合在一起之前密封所述容器。
另外，相对于所述饮料组合物的总重量，所述二氧化碳的添加量为0.05重量%～5重量%。
本文中使用的术语“碳酸饮料”指的是包含二氧化碳的饮用液体，例如苏打饮料、汽水、调味苏打饮料、发泡酒等。
温度为10℃～30℃的饮料组合物可以适用于本发明所属领域中常用的所有饮料组合物。
优选的是，温度为10℃～30℃的饮料组合物可通过混合3重量%～30重量%的水果颗粒、5重量%～10重量%的糖、0.05重量%～3重量%的柠檬酸、0.05重量%～2重量%的维生素C和65重量%～90重量%的纯水来制备。
水果颗粒指的是粉碎至200目至350目大小的水果块，其可以包括选自由橙、橘、芒果、椰子、葡萄、草莓、西瓜、桃、苹果、梨和柿子组成的组的至少一种。
在导入二氧化碳以制备碳酸饮料的常规情况中，使温度为-30℃～-5℃的液体二氧化碳与温度为10℃～30℃的饮料充分混合，然后置于容器内，随后密封容器以完成碳酸饮料。为了在饮料中溶解大量的二氧化碳，不可避免地必须降低未混合的饮料组合物的温度或者将饮料组合物保持在高压下。因此，在将饮料倒入容器中时，饱和蒸汽压可导致气泡的产生/溢出以及二氧化碳的蒸发。
此外，饱和蒸汽压在不良条件下会显著地降低，所述不良条件包括例如使用极大量的二氧化碳、添加温度为-5℃以上的二氧化碳或者长时间地导入二氧化碳。
因此，本发明的导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法包括：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内，在即将密封容器之前另外将温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物，然后在刚刚导入所述固体或液体二氧化碳之后的0.5秒～3秒内密封所述容器，从而不使饮料组合物与二氧化碳混合。这几乎不会使二氧化碳的温度及饱和蒸汽压发生变化，从而使得所述饱和蒸汽压约为1.0个大气压，且既不会使气泡从饮料中的产生/溢出，也不会使二氧化碳蒸发。
此外，所述方法允许导入所需量的二氧化碳，而无需降低温度为10℃～30℃的饮料组合物的温度。另外，在将容器保持在几乎没有饱和蒸汽压的条件下的同时密封容器，因而可以将饮料填充到容器盖子的高度。这可以将例如瓶子或罐子等容器的尺寸减小至小于常见的饮料容器尺寸，或在容器中装入更多的饮料。
另外，本发明的导入二氧化碳以制备碳酸饮料的另一个方法包括：将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内，将温度为-70.0℃～-56.5℃的液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物，并在所述饮料组合物与所述二氧化碳即将混合在一起之前密封所述容器。关于这点，二氧化碳的熔点为-78.45℃，沸点为-56.55℃。温度为-70.0℃～-56.5℃的液体二氧化碳被引导至容器内的10℃～30℃的饮料组合物。与使用温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳的情况相比，这能够使二氧化碳的温度和饱和蒸汽压几乎不会发生变化，并且在制备碳酸饮料时，既不会使气泡从饮料中产生/溢出，也不会使二氧化碳蒸发。
相对于所述饮料组合物的总重量，所述二氧化碳的添加量为0.05重量%～5重量%，原因是该比例适于赋予饮料组合物气泡腾涌性和新鲜的口感，因此满足了消费者的喜好。
在二氧化碳的添加量相对于饮料组合物的总重量小于0.05重量%时，不会有使二氧化碳气泡浮动到容器内的饮料表面的效果。另一方面，在二氧化碳的添加量相对于饮料组合物的总重量大于5重量%时，会使饮料组合物发苦而非清爽，从而使饮料不适合饮用。
下面将参考附图更详细地描述本发明的优选实施方式。不过，本发明可以以多种不同的形式来实施，而不应当被解释为限于本文中所阐述的实施方式。更确切地说，提供这些实施方式是为了使本公开更为彻底和完全，并将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[实施例1]用导入二氧化碳以制备碳酸饮料的本发明的方法制得的碳酸饮料(导入液体二氧化碳(-40℃))
将20g橙颗粒、5g糖、1g柠檬酸、1g维生素C和73g纯水混合，以制备温度为20℃的饮料组合物。将该饮料组合物置于容器内。向该饮料组合物导入温度为-40℃的、相对于饮料组合物的总重量为3重量%的量的液体二氧化碳。在导入二氧化碳后立即密封容器。
[实施例2]用导入二氧化碳以制备碳酸饮料的本发明的方法制得的碳酸饮料(导入液体二氧化碳(-60℃))
将20g橙颗粒、5g糖、1g柠檬酸、1g维生素C和73g纯水混合，以制备温度为20℃的饮料组合物。将该饮料组合物置于容器内。向该饮料组合物导入温度为-60℃的、相对于饮料组合物的总重量为3重量%的量的液体二氧化碳。在导入二氧化碳后立即密封容器。
[比较例1]用导入二氧化碳以制备碳酸饮料的普通方法制得的碳酸饮料(导入液体二氧化碳(-30℃))
将20g橙颗粒、5g糖、1g柠檬酸、1g维生素C和73g纯水混合，以制备温度为20℃的饮料组合物。使该饮料组合物与温度为-30℃的、相对于饮料组合物的总重量为3重量%的量的液体二氧化碳混合。将由此制备的碳酸饮料置于容器内，然后在填满容器后进行密封过程。
[比较例2]用导入二氧化碳以制备碳酸饮料的普通方法制得的碳酸饮料(导入液体二氧化碳(-5℃))
将20g橙颗粒、5g糖、1g柠檬酸、1g维生素C和73g纯水混合，以制备温度为20℃的饮料组合物。使该饮料组合物与温度为-5℃的、相对于饮料组合物的总重量为3重量%的量的液体二氧化碳混合。将由此制备的碳酸饮料置于容器内，然后在填满容器后进行密封过程。
[试验例1]饮料的溢出和二氧化碳的蒸发
进行测试来评估用导入二氧化碳以制备碳酸饮料的本发明的方法制得的碳酸饮料(实施例1和2)和用导入二氧化碳以制备碳酸饮料的普通方法制得的碳酸饮料(比较例1和2)的饮料溢出和二氧化碳蒸发。按照1至5的评分等级来评估这些碳酸饮料：(1：过多的气泡；2：许多气泡；3：一般；4：少量气泡；5：几乎没有气泡)。评估结果显示在表1中。
[表1]
饮料的溢出 二氧化碳的蒸发
实施例1 5 4
实施例2 5 5
比较例1 3 2
比较例2 3 2
由表1可以看出，在这两个评估项目中，实施例的碳酸饮料均比比较例的碳酸饮料的分数更高。
这表明，用本发明的导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法制得的碳酸饮料即使以很大的量被置于限定的容器内也几乎不会使二氧化碳的温度及饱和蒸汽压发生变化，由此既不会导致饮料溢出，也不会使二氧化碳蒸发。
工业实用性
即使将大量的饮料倒入限定的容器内并与较高含量的二氧化碳合并，本发明的导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法也几乎不会使二氧化碳的温度及饱和蒸汽压发生变化，由此既不会导致饮料溢出，也不会使二氧化碳蒸发，因而可简单有效地用于制备碳酸饮料。
另外，本发明的导入二氧化碳以制备碳酸饮料的方法包括在几乎没有饱和蒸汽压的条件下密封容器，从而可以将饮料填充到几乎达到容器盖子的高度。这可以将例如瓶子或罐子等饮料容器的尺寸减小至小于常见的饮料容器尺寸。

Claims (3)

1.一种在不加压不冷却的情况下溶解二氧化碳的方法，所述方法用于制备碳酸饮料，所述方法包括：
将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内；
将温度为-78.5℃～-5℃的固体或液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物；和
在导入所述固体或液体二氧化碳之后的0.5秒～3秒内密封所述容器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
将温度为10℃～30℃的饮料组合物置于容器内；
将温度为-70.0℃～-56.5℃的液体二氧化碳引导至所述容器内的10℃～30℃的所述饮料组合物；和
在导入所述液体二氧化碳之后的0.5秒～3秒内密封所述容器。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，相对于所述饮料组合物的总重量，所述二氧化碳的添加量为0.05重量%～5重量%。
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