ارتقای کیفیت نوشیدنی با اندازه گیری دقیق CO2
در صنعت تولید نوشیدنی، تولیدکنندگان هدف مشترکی را دنبال می‌کنند: دستیابی به بالاترین کیفیت در محصول نهایی که کنترل کیفیت در این مسیر نقش حیاتی دارد؛ زیرا علاوه بر تضمین انطباق با استانداردها، موجب حفظ اعتبار برند، کاهش هزینه‌ها و ارتقای مستمر فرآیند تولید می‌شود. شرکت آنتون پار اتریش دستگاه های آزمایشگاهی کنترل کیفیت نوشیدنی و آنالایزر های اینلاین خط تولید نوشیدنی بسیار پیشرفته با دقت بالا برای تضمین نتایج به بازار ارائه کرده است.
دی اکسید کربن در نوشیدنیها و سایر مایعات
دی اکسید کربن یکی از پارامترهای کیفی کلیدی در تولید نوشیدنیها به شمار می‌رود. این گاز نه تنها عامل ایجاد حس تازگی و گازدار بودن است، بلکه بر طعم و عطر نوشیدنی نیز تأثیر مستقیم دارد. در نوشابه‌ها و سایر نوشیدنی‌های گازدار غیر الکلی، حضور CO2 باعث ایجاد بافت مطلوب و حس گازدار بودن می‌شود. همچنین این گاز با خاصیت نگه دارندگی و اثرات ضد اکسیداسیون، ماندگاری محصول را افزایش داده و از رشد میکروبی درون بستهبندی جلوگیری میکند.
اهمیت اندازه گیری میزان دی اکسید کربن
پایش دقیق میزان CO2 در نوشیدنی نقشی کلیدی در ایجاد طعم مطلوب و حس تازگی دارد. افزایش بیش از حد آن نه‌تنها کیفیت محصول را تحت‌تأثیر قرار میدهد، بلکه می‌تواند منجر به ترکیدن ظرف شود. از این‌رو اندازهگیری دقیق و کنترل‌شده CO2 برای دستیابی به طعمی یکنواخت و کیفیت پایدار، ضروری است. پایش میزان دی اکسید کربن در نوشیدنی ها، به ویژه در مراحل پایانی تولید، یکی از عناصر کلیدی کنترل کیفیت است. چه در نوشابه های و آب معدنی گازدار و چه در ماءالشعیر مقدار CO2 باید به دقت کنترل شود تا کیفیت مطلوب و رضایت مصرف کننده تضمین گردد. نوشیدنی ها یا از طریق دستگاه های صنعتی کربناته می شوند (مانند نوشابه های گازدار، آب معدنی گازدار و ماءالشعیر) یا در نتیجه تخمیر طبیعی این گاز در آنها تولید می شود.
تاثیر اندازه گیری کربن دی اکسید در نوشیدنی های گاز دار غیر الکلی
| مرحله تولید | توضیحات | تاثیر |
|---|---|---|
| ترکیب و کربناته کردن | ترکیبات مختلف با نسبت‌های دقیق مخلوط میشوند و CO₂ در مایع حل می‌شود. | کمبود CO₂ باعث کاهش گازدار بودن و احتمال کاهش ماندگاری می‌شود. اضافه بودن دیاکسید کربن نیز هزینه‌های اضافی تولید را به دنبال دارد. |
| پر کردن و بستهبندی | نوشیدنی آماده در بطری، قوطی یا بشکه پر می‌شود. پس از پر کردن، بستهبندی مهر و موم و برچسب‌گذاری می‌شود. | نقص در پر کردن باعث از دست رفتن CO₂ می‌شود و محصول نهایی از استاندارد خارج می‌شود. پر شدن بیش از حد ممکن است باعث ترکیدن ظرف گردد. |
| ذخیره‌سازی | محصولات بستهبندی شده در انبارها قبل از توزیع نگهداری میشوند و در این مرحله باید از کاهش CO₂ جلوگیری شود. | کیفیت نامناسب بستهبندی باعث کاهش CO₂ در طول ذخیره‌سازی شده و محصول نهایی خارج از محدوده استاندارد خواهد بود؛ نوشیدنی سریعاً تازگی و طعم خود را از دست میدهد. |
روش های اندازهگیری دی اکسید کربن
میزان دیاکسید کربن در نوشیدنیها را می‌توان با فناوری‌های مختلف اندازهگیری کرد. رایجترین روش‌ها عبارت‌اند از:
- روش الکتروشیمیایی (الکترود، روش سورینگهاوس)
- روش فیزیکوشیمیایی (روش فشار/دما یا روش انبساط چندمرحله‌ای حجم)
- روش اپتیکی طیف سنجی مادون قرمز و روش بازتاب کل تضعیف شده ATR
عوامل موثر بر اندازه گیری دی اکسید کربن
عواملی مانند کالیبراسیون نادرست، وجود حباب، آماده‌سازی نامناسب نمونه، انتخاب ضریب حلالیت اشتباه و باقی‌ماندن رسوبات در محفظه می‌توانند موجب خطا در نتایج شوند.
همچنین آماده سازی نمونه اهمیت زیادی دارد. پس از پر شدن، CO2 به تدریج بین مایع و فضای بالایی توزیع می‌شود و برای نتایج تکرارپذیر باید شرایط تعادل ایجاد شود. تکان دادن بطری بخشی از این آماده‌سازی است. ترکیبات نوشیدنی نیز بر حلالیت CO2 اثر دارد که برای مثال، افزایش قند یا اکسیژن باعث کاهش حلالیت می‌شود. در نتیجه، استفاده از ضریب های حلالیت دقیق ضروری است.
تاثیر نوع بسته بندی بر ماندگاری
یکی از عوامل تعیین‌کننده ماندگاری، نوع ظرف بسته بندی است که حدود 70٪ نوشابه‌های اروپا در سال 2020 در بطریهای PET بستهبندی شدند. قوطی‌ها مانع ورود اکسیژن و خروج CO2 میشوند. شیشه نیز خاصیت نفوذ پذیری کمی دارد، اما افت CO2 در بطریهای شیشه‌ای به نوع درپوش بستگی دارد .
بزرگ ترین چالش مربوط به بطریهای PET است، زیرا CO2 به مرور از دیواره بطری خارج و اکسیژن وارد آن می‌شود. این تغییرات منجر به کاهش CO2 محلول، تغییر طعم و افزایش احتمال رشد میکروبی می‌گردد. همزمان افزایش اکسیژن می تواند باعث اکسیداسیون ترکیبات طبیعی نوشیدنی شود.
| Beverage type | Solubility-determining beverage component | CO₂ conc. [g/L] |
|---|---|---|
| Mineral water | 0 °Brix | 6.13 |
| Diet drinks | 0 °Brix to 3 °Brix | 6.06 |
| Medium-sugar beverages | 3 °Brix to 8 °Brix | 5.89 |
| High-sugar beverages | 8 °Brix to 12 °Brix | 5.73 |
میزان پایداری گاز CO2
دی اکسید کربن درون نوشیدنیها در طولانی مدت پایدار باقی می‌ماند. به دلیل ماهیت پایدار و غیرواکنشی، این گاز با بسته بندی یا اجزای تشکیل دهنده نوشیدنی واکنش نمی‌دهد و پس از پر شدن، مصرف یا تولید مجدد نمی‌شود. تنها عاملی که باعث کاهش آن می‌شود، نشت به محیط بیرونی از طریق مواد بستهبندی مانند بطری PET یا درزهای درپوش است.
کاربردها
- علاوه بر صنعت نوشیدنی، اندازهگیری دقیق دی اکسید کربن در حوزه‌های دیگر نیز اهمیت دارد:
- تحقیقات مربوط به ذخیره‌سازی CO2 در دریاها برای کاهش تغییرات اقلیمی
- مراکز پژوهشی مرتبط با آبزیان
- مزارع پرورش ماهی و صدف
- صنایع خودروسازی، کشاورزی گلخانه ای و پایش کیفیت هوا
نتیجه‌گیری
اندازهگیری دی اکسید کربن محلول در نوشیدنیها بخشی ضروری از کنترل کیفیت است. این پارامتر تأثیر مستقیم بر کیفیت نهایی محصول و پایداری آن در طول ماندگاری دارد. کنترل مؤثر CO2 به تولیدکنندگان کمک میکند تا استانداردهای کیفی را رعایت کرده، هزینه‌ها را کاهش دهند و انتظارات مشتریان را برآورده سازند. برای اندازهگیری دقیق کربن‌دی‌اکسید و سایر پارامترهای مهم مانند کدورت، pH، بریکس، رنگ، اکسیژن و … در کنترل کیفیت نوشیدنی، شرکت آنتون‌پار اتریش به‌عنوان یکی از پیشگامان این حوزه، پیشرفته‌ترین تجهیزات را ارائه میدهد. این دستگاه‌ها با بالاترین دقت و کیفیت، نتایج قابل اطمینان را در تمامی مراحل تولید – چه در آزمایشگاه و چه در خط تولید – تضمین کرده و تولیدکنندگان را در دستیابی به محصولی با کیفیت پایدار همراهی می‌کنند.