Por Charles M. Phillips, doctor, ingeniero de aplicaciones sénior
Las bebidas carbonatadas, también conocidas como bebidas gaseosas, se elaboran mediante un proceso llamado carbonatación. El proceso de carbonatación consiste en disolver dióxido de carbono (CO₂) gaseoso en un líquido, normalmente agua, para crear las burbujas y la efervescencia características.
¿Cómo se elaboran las bebidas carbonatadas?
Estos son los pasos básicos que intervienen en la elaboración de bebidas carbonatadas:
- Tratamiento del agua: el agua utilizada como base de la bebida se trata para eliminar impurezas y garantizar su calidad.
- Preparación del jarabe: dependiendo del tipo de bebida carbonatada que se elabore, se prepara un jarabe mezclando ingredientes como aromatizantes, edulcorantes y conservantes con agua. Este jarabe proporciona el sabor y las características deseadas de la bebida.
- Carbonatación: Se añade dióxido de carbono a la mezcla de agua o jarabe a presión. Esto se hace normalmente en un tanque de carbonatación o carbonatador, donde el gas se disuelve en el líquido. La cantidad de carbonatación puede ajustarse para conseguir el nivel de efervescencia deseado.
- Mezcla: El agua o jarabe carbonatado se mezcla con otros ingredientes, como zumos de frutas o concentrados, para crear la bebida final. Este paso asegura que los sabores se distribuyan uniformemente por toda la bebida.
- Embotellado o enlatado: La bebida carbonatada se envasa en botellas o latas, que se sellan para mantener la carbonatación y evitar cualquier contaminación. Esto se suele hacer en un entorno controlado para garantizar la higiene y la calidad del producto.
- Control de calidad: Los productos terminados se someten a pruebas de control de calidad para garantizar que cumplen con el sabor, el nivel de carbonatación y las normas de seguridad deseados. Esto incluye pruebas de consistencia, retención de carbonatación y contaminación microbiana.
Es importante tener en cuenta que el proceso específico y los ingredientes utilizados pueden variar en función del tipo de bebida carbonatada que se produzca, como refrescos, agua con gas o bebidas sin alcohol.
Garantizar la calidad de la carbonatación con espectroscopia FTIR
Proteger la pureza del CO₂ es crucial para la calidad y seguridad del producto final. En vista de esto, las empresas de bebidas utilizan sistemas de control de pureza del dióxido de carbono para proporcionar una solución integral para medir trazas de impurezas en el gas CO₂ hasta niveles de partes por billón (ppb) de un solo dígito, así como pureza absoluta.
Para ello se suele utilizar un analizador de gases FTIR, que es capaz de realizar todas las mediciones analíticas pertinentes excepto las de oxígeno.
La espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR) es el método preferido de espectroscopia de infrarrojos (IR). Cuando la radiación IR atraviesa una muestra, parte de la radiación es absorbida por la muestra y parte la atraviesa (se transmite). La señal resultante en el detector es un espectro que representa una «huella» molecular de la muestra. La utilidad de la espectroscopia de infrarrojos surge porque diferentes estructuras químicas (moléculas) producen diferentes huellas espectrales.
La espectroscopia FTIR ofrece una amplia gama de oportunidades analíticas en laboratorios académicos, analíticos, de control de calidad y forenses. Profundamente arraigada en todo, desde la simple identificación de compuestos hasta el control de procesos y normativas, la FTIR abarca una amplia gama de aplicaciones químicas. (Para obtener más información sobre los fundamentos y el valor de esta popular técnica, visite nuestra academia FTIR en línea).
Análisis de la pureza del dióxido de carbono en bebidas con FTIR
Probamos el rendimiento de un sistema de monitorización FTIR de CO₂ para ver si cumple los requisitos de la norma de la Sociedad Internacional de Tecnólogos de Bebidas (ISBT) y la Asociación Europea de Gases Industriales (EIGA) para la medición de impurezas clave en el CO₂.
El analizador incorpora un detector térmico de sulfato de triglicina deuterado (DTGS), que tiene un rango espectral de 600-5000 cm-1. Este amplio rango permite la medición de todas las impurezas activas en el infrarrojo, así como la medición directa de la pureza absoluta del CO₂, lo que elimina la necesidad de engorrosos métodos húmedos (como las pruebas de pureza de Zahm-Nagel). Mediante el uso de controles de presión y temperatura increíblemente precisos, el sistema es capaz de medir el CO₂ al 100 ± 0,02 % simultáneamente con trazas de impurezas.
Dentro del sistema, un módulo oxidante convierte todas las especies de azufre reducido en dióxido de azufre (SO₂), que luego es medido por el analizador para determinar el nivel total de impurezas de azufre reducido en el CO₂. Este es un método más confiable en comparación con los analizadores de fluorescencia UV estándar de la industria, que son propensos a problemas de mantenimiento y tiempo de inactividad prolongado.
Se realizaron una serie de pruebas para demostrar la precisión, repetibilidad y tiempo de respuesta de la medición de pureza absoluta del CO₂. Se descubrió que el sistema tenía una precisión y repetibilidad excelentes, con una replicación de CO₂ del 100 ± 0,02 % y una desviación estándar relativa (RSD) inferior al 0,015 %.
Además, se probó el límite de detección (LOD) de impurezas del sistema. Esta evaluación demostró la cantidad mínima de impureza que puede detectarse por encima del fondo en una matriz de gas representativa.
También se evaluaron la exactitud, la linealidad y la precisión de las mediciones de impurezas cercanas a la concentración máxima permitida. El sistema demostró una excelente precisión y exactitud cerca del umbral de alarma superior.
El sistema de monitorización de la pureza del dióxido de carbono (CO₂) de grado alimentario basado en FTIR cumplió los requisitos de la Sociedad Internacional de Tecnólogos de Bebidas (ISBT) y la Asociación Europea de Gases Industriales (EIGA) para la medición de impurezas clave en el CO₂.
Puede leer información adicional sobre las pruebas, incluido el producto utilizado, los materiales, los protocolos de prueba y los resultados, la información de referencia del cilindro de gas, los resultados de LOD de impurezas, la precisión y repetibilidad del CO₂, el tiempo de respuesta, las tablas y los espectros en la nota de aplicación Análisis de pureza del dióxido de carbono de grado bebida.
Recursos adicionales
- Nota de aplicación Análisis de pureza del dióxido de carbono de grado bebida
- Sistema de control de pureza del dióxido de carbono (CO₂) de grado bebida
- Seminario web: «Análisis en tiempo real de la pureza del CO2 de bebidas para garantizar la calidad»
- Vídeo: Vea cómo Coca-Cola utiliza el MAX-Bev para crear «el sorbo perfecto»
- Sistema de control de pureza de CO2 Thermo Scientific™ MAX-Bev™
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