炎炎夏日，酷暑難耐，飲上一杯冰鎮的碳酸飲料往往能很快讓人解暑降溫，神清氣爽。那么什么是碳酸飲料？為何碳酸飲料能有消暑的功效？對于飲料從業者來說，如何在實驗室條件下快速制作含氣量可控的碳酸飲料樣品，來用于產品研發與應用測試？且聽我們娓娓道來！
1.1 什么是碳酸飲料
根據國家標準GB/T 10792-2008,碳酸飲料(汽水，carbonated beverages)是指在一定條件下充入二氧化碳氣的飲料,不包括由發酵法自身產生的二氧化碳氣的飲料。
1.2 碳酸飲料的分類
1.2.1 果汁型碳酸飲料
含有一定量果汁的碳酸飲料,如橘汁汽水、橙汁汽水、菠蘿汁汽水或混合果汁汽水等
1.2.2 果味型碳酸飲料
以果味香精為主要香氣成分,含有少量果汁或不含果汁的碳酸飲料,如橘子味汽水、檸檬味汽水等
1.2.3 可樂型碳酸飲料
以可樂香精或類似可樂果香型的香精為主要香氣成分的碳酸飲料
1.2.4 其他型碳酸飲料
除上述三類以外的碳酸飲料,如蘇打水、鹽汽水、姜汁汽水、沙士汽水等
其相關理化指標如下：
1.3 碳酸飲料中二氧化碳的作用
1.3.1帶出人體內的熱量，給人以涼爽感
當人們喝入碳酸飲料后，由于受熱及壓力下降，飲料中的碳酸分解成二氧化碳和水，當二氧化碳從體內逸出時會帶走熱量，使人覺得涼爽，所以含二氧化碳的碳酸飲料在夏天有消暑的作用。
1.3.2 可產生特殊的風味
二氧化碳可與飲料中其他成分配合產生特殊的風味，二氧化碳從飲料中逸出帶出香味，增強風味特征。
1.3.3 抑制飲料中微生物的生長繁殖，延長貨架期
飲料中的二氧化碳改變了微生物正常生長繁殖的環境條件，造成缺氧環境，從而抑制了微生物的生長。一般認為3.5?4倍以上的含氣量可完全抑制微生物生長，并使其死亡。
1.4 碳酸化
將CO2與水混合的過程稱為碳酸化過程。碳酸化程度直接影響產品的質量和品味，是飲料生產中的重要步驟之一。碳酸化的過程是一個化學過程。C02與等物質的量的水作用，化合成碳酸。碳酸是一種弱酸。其酸度僅在舌頭產生碳酸化飲料的輕微刺激。
該反應服從亨利定律和道爾頓定律。
(1)亨利定律
氣體溶解在液體中時，在一定的溫度條件下，一定量液體中溶解氣體量與液體保持平衡時的氣體壓力成正比，即：V=H x p
式中：V——溶解氣體的量；
H——亨利常數，與溶質、溶劑及溫度有關；
P——平衡壓力。
(2)道爾頓定律
混合氣體的總壓力等于各組成氣體的分壓力之和，即：P=p1+p2+……pi
式中pi——各組分氣體在溫度不變時，單獨占據混合氣體所占的全部體積時對器壁施加的壓力
影響碳酸化的主要因素如下:
1.溫度、壓力的影響
飲料碳酸化程度是依單位體積液體所溶解的 CO2體積而定的，而 C02溶解情況與溫度、壓力有關。
當壓力一定時，溫度愈低，C02的溶解度愈大。則在實際生產中，為了達到所要求的碳酸化程度，通常碳酸化過程除要控制一定的壓力外,還需配備一套冷卻設備---冷凍機等。一般飲料碳酸化溫度采用 3~5℃;C02 的壓力在 29.4~39.2kPa范圍。
2.空氣的影響
空氣在水中也可稍微溶解。實驗證明:溶解 2%空氣所產生的壓力相當于溶解100%C02所產生的壓力。故溶解少量的空氣會排斥大量的C02。則完善的碳酸化工藝過程，只有在水中不含空氣，且 C02不含空氣雜質時才能做到。水中的空氣可以用脫氣機處理。在制備糖漿時應避免過量、過激的攪拌，以防止混入空氣。且可以通過靜置除去糖漿中的氣泡。
3.各種液體對碳酸氣體的吸收不同
液體對某種氣體的吸收能力是有區別的。C02 在 0℃水中的溶解度為1.713;而同樣的溫度，溶解在酒精中則是 4.23g。要制作含一定碳酸氣的成品需嚴格控制水溫和樂力。一般來講，碳酸氣的損失僅是灌裝時在瓶口處有逸出。因此，要節約碳酸氣，提高混合效果，應采取下列措施:
①降低水溫。
②排凈水中的及CO2容器中的空氣。
③提高 CO2的純度。
④選用優良的混合設備，并配有冷卻水及排氣裝置。
⑤保持 CO2供氣過程中的壓力穩定平衡。
⑥進入混合機與 CO2的比例適當。
1.5 碳酸飲料灌裝工藝
碳酸飲料生產工藝可分為一次灌裝法和二次灌裝法。
(1)一次灌裝法
又稱為預調式灌裝法，成品灌裝法或前混合法（Premix）。
優點：先進，糖漿和水比例準確，灌裝容量容易控制，產品含氣量穩定，適合大型飲料廠。
缺點：不適合帶果肉碳酸飲料，設備復雜。
(2)二次灌裝法
又稱為現調式灌裝法、預加糖漿法或后混合法(Postmix)。
優點：設備簡單，投資少，容易保證產品衛生，適合中小型飲料廠。
缺點：由于糖漿未經碳酸化，與碳酸水混合后使含氣量降低。
Armfield FT102XA 小型碳酸化/灌裝/封蓋系統
隨著低糖/0糖/0脂輕氣泡水等新概率和產品的出現，碳酸飲料的市場近年來依舊活躍。對于碳酸飲料從業者來說，如何在實驗條件下制作滿足灌裝質量要求的碳酸飲料樣品來用于研發，應用，和工藝測試是一項挑戰。不少企業采用高含氣量碳酸水+糖漿手動混合，以及直接往糖漿水中注入二氧化碳手動方式來制作碳酸飲料樣品。這些手動的方式制作的樣品含氣量不穩定，也很難制作更高含氣量（如4體積，5體積）的碳酸飲料。而含氣量的不穩定會直接影響飲料的口感和風味，無法保持產品的穩定性。
碳酸飲料灌裝的質量要求
1. 達到預期的碳酸化水平-CO2含氣量
2. 保證糖漿和水的準確比例-含糖量
3. 保證合理的和一致的灌裝高度-灌裝液位
4. 容器頂隙應保持最低的空氣量-含氧量
5. 密封嚴密有效-容器（PET，易拉罐，玻璃瓶）
6. 保持產品的穩定性(過度碳酸化、存在雜質、存在空氣、灌裝溫度過高或溫差較大等導致不穩定)-穩定的碳酸化/灌裝/封蓋系統
Armfield FT102XA 碳酸化/灌裝/封蓋系統是一個高度自動化的系統，可復刻碳酸飲料大規模工業生產的加工工藝，如自動脫氣，碳酸化，預混合灌裝和后混合灌裝，自動封蓋。灌裝過程精確控制各項參數（如二氧化碳置換瓶內空氣，瓶內加壓實現等壓灌裝，液體灌裝時間，糖漿進料時間，灌裝液位控制等）。可適用于PET瓶-螺旋蓋，易拉罐-易拉蓋，玻璃瓶-皇冠蓋的自動灌裝和自動封蓋。用戶可以使用該系統在實驗室條件下制作含氣量穩定，灌裝液位一致，符合碳酸飲料灌裝質量要求的樣品來用于研發，應用，和工藝測試。
