食品工艺饮料jingshan.pptx

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1、 食品技术原理食品技术原理 第十二章第十二章 饮料工艺饮料工艺汪建明汪建明 博士博士 教授教授食品工程与生物技术学院食品工程与生物技术学院12-112-1 概述概述1.1.概念概念 GB10789-2007 饮料通则：饮料通则：l 饮料或饮品饮料或饮品 (Beverage)：经过定量包装的，供直接饮：经过定量包装的，供直接饮用或用水冲调饮用的，乙醇含量不超过质量分数的用或用水冲调饮用的，乙醇含量不超过质量分数的0.5的制品，不包括饮用药品。的制品，不包括饮用药品。l 饮料：通常能使人愉快的，供人消耗性消费的任何饮料：通常能使人愉快的，供人消耗性消费的任何液体饮品的总称。液体饮品的总称。l 饮料

2、不包括口服液之类的专用于保健和医疗作用的饮料不包括口服液之类的专用于保健和医疗作用的制品。制品。2（1 1）按）按GB10789-2007“GB10789-2007“饮料通则饮料通则”分类分类l 碳酸饮料类碳酸饮料类l 果蔬汁饮料类果蔬汁饮料类 l 蛋白饮料类蛋白饮料类 l 包装饮用水类包装饮用水类l 茶饮料类茶饮料类l 咖啡饮料类咖啡饮料类 l 植物饮料类植物饮料类l 风味饮料类风味饮料类l 特殊用途饮料类特殊用途饮料类l 固体饮料类固体饮料类 l 其它饮料类其它饮料类32.2.饮料分类饮料分类12-112-1 概述概述（2 2）按饮料的加工工艺分类）按饮料的加工工艺分类l 采集型：采集天然

3、资源，不加工或者简单的过滤，采集型：采集天然资源，不加工或者简单的过滤，杀菌等处理的产品，如天然矿泉水；杀菌等处理的产品，如天然矿泉水；l 提取型：天然水果，蔬菜或者其它植物经破碎，提取型：天然水果，蔬菜或者其它植物经破碎，压榨或浸提，抽提等工艺制取的饮料，如果蔬汁、压榨或浸提，抽提等工艺制取的饮料，如果蔬汁、植物蛋白饮料、茶饮料；植物蛋白饮料、茶饮料；l 配制型：用天然原料和添加剂配制而成的饮料，配制型：用天然原料和添加剂配制而成的饮料，包括充包括充COCO2 2的汽水，如碳酸饮料、运动饮料；的汽水，如碳酸饮料、运动饮料；l 发酵型：包括酵母，乳酸菌等发酵制成的饮料，发酵型：包括酵母，乳酸菌

4、等发酵制成的饮料，包括杀菌和不杀菌的，如发酵蔬菜汁、乳酸菌饮包括杀菌和不杀菌的，如发酵蔬菜汁、乳酸菌饮料。料。412-112-1 概述概述（3 3）按作用分类）按作用分类l 单纯以补充水分为主的或作稀释用的饮料，如饮单纯以补充水分为主的或作稀释用的饮料，如饮用纯净水、苏打水；用纯净水、苏打水；l 带有滋味或仅以滋味为主的饮料，如碳酸饮料、带有滋味或仅以滋味为主的饮料，如碳酸饮料、茶饮料、咖啡饮料；茶饮料、咖啡饮料；l 带有营养的饮料，营养指热能、蛋白质、无机盐、带有营养的饮料，营养指热能、蛋白质、无机盐、维生素等。维生素等。512-112-1 概述概述l 带有营养的饮料带有营养的饮料 热能饮料

5、：热能饮料：l高能热饮料（高糖葡萄汁）高能热饮料（高糖葡萄汁）l低热能饮料（无糖可乐汽水）低热能饮料（无糖可乐汽水） 蛋白质饮料蛋白质饮料l植物蛋白饮料植物蛋白饮料l乳饮料乳饮料l蛋白型固体饮料蛋白型固体饮料 无机盐饮料无机盐饮料l饮用天然矿泉水饮用天然矿泉水l盐汽水盐汽水612-112-1 概述概述12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理 水是饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，水是饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，直接影响成品的质量。直接影响成品的质量。1. 水源分类及其特点水源分类及其特点 地表水地表水 地下水地下水 城市自来水城市自来水7（1）地表水及其特点地表水及其

6、特点 地表水包括河水、江水、湖水和水库等。地表水包括河水、江水、湖水和水库等。l 由于地表水是在地面流过，矿物质较少。由于地表水是在地面流过，矿物质较少。l 常含有粘土、砂、水草、腐植质、钙镁盐类、其它常含有粘土、砂、水草、腐植质、钙镁盐类、其它盐类及细菌等。盐类及细菌等。l 其中含杂质的情况由于所处的自然条件不同及受外其中含杂质的情况由于所处的自然条件不同及受外界因素影响不同而有很大差别。界因素影响不同而有很大差别。l 当大量含有有害成分的废水排入江河，引起地表水当大量含有有害成分的废水排入江河，引起地表水污染，必须经过严格的水处理方能饮用。污染，必须经过严格的水处理方能饮用。812-2 1

7、2-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（2）地下水地下水及其特点及其特点 地下水主要是指井水、泉水和自流井等地下水主要是指井水、泉水和自流井等 。l 由于经过地层的渗透和过滤而溶入了各种可溶性矿由于经过地层的渗透和过滤而溶入了各种可溶性矿物质，如钙、镁、铁的碳酸氢盐等，其含量多少取物质，如钙、镁、铁的碳酸氢盐等，其含量多少取决于其流经的地质层中的矿物质含量。决于其流经的地质层中的矿物质含量。l 地下水透过地质层时，形成了一个自然过滤过程，地下水透过地质层时，形成了一个自然过滤过程，所以它很少含有泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄所以它很少含有泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。清。l 地下水受气候

8、影响较小，冬暖夏凉，温度变化小。地下水受气候影响较小，冬暖夏凉，温度变化小。912-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（3）城市自来水）城市自来水 主要是指地表水经过适当的水处理工艺，水质达到主要是指地表水经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮存在水塔中的水。一定要求并贮存在水塔中的水。l 水质好且稳定，符合生活饮用水标准；水质好且稳定，符合生活饮用水标准；l 水处理简单，一次性投资小，但水价高，经常使用水处理简单，一次性投资小，但水价高，经常使用费用高。费用高。l 使用时注意控制氯离子、铁离子含量及碱度、微生使用时注意控制氯

9、离子、铁离子含量及碱度、微生物量。物量。1012-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理 天然水在自然界循环过程中，不断地和外界接触，天然水在自然界循环过程中，不断地和外界接触，使空气中、陆地上和地下岩层中各种物质溶入或混入。使空气中、陆地上和地下岩层中各种物质溶入或混入。因此，在自然界里没有绝对纯净的水，都受到不同程因此，在自然界里没有绝对纯净的水，都受到不同程度的污染。度的污染。112.2.天然水中的杂质天然水中的杂质12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（1）天然水源）天然水源 中的杂质的分类中的杂质的分类 按其微

10、粒分散的程度，大致可分为三类：按其微粒分散的程度，大致可分为三类： 悬浮物悬浮物 胶体胶体 溶解物质溶解物质l 天然水中凡是粒度大于天然水中凡是粒度大于0.1um的杂质统称为悬浮物。的杂质统称为悬浮物。l 这类杂物使水质呈混浊状态，在静置时会自行沉降。这类杂物使水质呈混浊状态，在静置时会自行沉降。 细菌：有致病的和对人体无害的细菌：有致病的和对人体无害的 泥沙、粘土：浑浊度泥沙、粘土：浑浊度 藻类及原生动物：臭味、色度和浑浊度，泥沙藻类及原生动物：臭味、色度和浑浊度，泥沙 其它不溶物质其它不溶物质l 悬浮物质在成品饮料中能沉淀出来，生成瓶底积垢悬浮物质在成品饮料中能沉淀出来，生成瓶底积垢或絮状

11、的蓬松性微粒。或絮状的蓬松性微粒。l 有害的微生物不仅影响产品风味，而且还会导致产有害的微生物不仅影响产品风味，而且还会导致产品变质。品变质。12悬浮物质悬浮物质12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理 胶体物质胶体物质 溶胶如硅酸胶体溶胶如硅酸胶体 高分子化合物如腐植质胶体等高分子化合物如腐植质胶体等l 特性：特性： 光线照射上去，被散射而呈混浊的丁达尔现象。光线照射上去，被散射而呈混浊的丁达尔现象。 因吸附水中大量离子而不能自行下沉，即具有稳因吸附水中大量离子而不能自行下沉，即具有稳定性。定性。 l 胶体物质多数是粘土性无机胶

12、体，造成水质混浊。胶体物质多数是粘土性无机胶体，造成水质混浊。l 高分子有机胶体是分子量很大的物质，一般是动植高分子有机胶体是分子量很大的物质，一般是动植物残骸经过腐蚀分解的腐植酸、腐植质等物残骸经过腐蚀分解的腐植酸、腐植质等 ，是造成，是造成水质带色的原因。水质带色的原因。1312-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理 溶解物质溶解物质l 这类杂质的微粒在这类杂质的微粒在0.001um以下，以分子或离子状态以下，以分子或离子状态存在于水中。存在于水中。l 溶解物主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。溶解物主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。l 溶解气体：溶解气体：天然水源中的溶天

13、然水源中的溶 解气体主要是氧气和二解气体主要是氧气和二氧化碳，此外是硫化氢和氯气等。这些气体的存在氧化碳，此外是硫化氢和氯气等。这些气体的存在会影响碳酸饮料中会影响碳酸饮料中CO2的溶解量及产生异味。的溶解量及产生异味。l 溶解盐类：溶解盐类：天然水中常含的无机盐离子，所含溶解天然水中常含的无机盐离子，所含溶解盐的种类和数量因地区不同差异很大。这些无机盐盐的种类和数量因地区不同差异很大。这些无机盐构成了水的硬度和碱度。构成了水的硬度和碱度。 1412-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理3. 3. 水的硬度水的硬度l 水的硬度水的硬度:硬度是指水中离子沉淀肥皂的能力。硬度是指水中离子

14、沉淀肥皂的能力。 硬脂酸钠硬脂酸钠+钙或镁离子钙或镁离子 硬脂酸钙或镁硬脂酸钙或镁 (肥皂肥皂) (沉淀物沉淀物) 水的硬度决定于水中钙、镁盐类的总含量。水的硬度决定于水中钙、镁盐类的总含量。l 水的硬度大小，通常指的是水中钙离子和镁离子盐水的硬度大小，通常指的是水中钙离子和镁离子盐类的含量。类的含量。l 硬度分为硬度分为总硬度、碳酸盐硬度总硬度、碳酸盐硬度和和非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度。1512-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理l 碳酸盐硬度碳酸盐硬度（又称暂时硬度），主要化学成分是钙、（又称暂时硬度），主要化学成分是钙、镁重碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。由于这些盐镁重碳酸盐，其

15、次是钙、镁的碳酸盐。由于这些盐类一经加热煮沸就分解成为溶解度很小的碳酸盐，类一经加热煮沸就分解成为溶解度很小的碳酸盐，硬度大部可除去，故又称硬度大部可除去，故又称暂时硬度。暂时硬度。 Ca(HCO3) 2 CaCO3 +CO2 +H2O Mg(HCO3) 2 Mg(OH)2 + COl 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度（又称永久硬度）表示水中钙、镁的（又称永久硬度）表示水中钙、镁的氯化物（氯化物（CaCl2、 MgCl2）、硫酸盐）、硫酸盐 (CaSO4、MgSO4)、硝酸盐、硝酸盐Ca(NO3)2，Mg(NO3)2 等盐类的含等盐类的含量。这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变量。这些盐类经加热煮

16、沸不会发生沉淀，硬度不变化，故又称化，故又称永久硬度永久硬度。1612-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理4. 水的碱度水的碱度l 水中碱度取决于天然水中能与水中碱度取决于天然水中能与结合的结合的OH-、CO32-和和HCO3-的总含量合称为水的总碱度。的总含量合称为水的总碱度。l 其中其中OH-的含量称氢氧化物碱度，的含量称氢氧化物碱度，CO3-的含量称碳的含量称碳酸盐碱度，酸盐碱度，HCO3-的含量为重碳酸盐的含量为重碳酸盐 。l 水中水中OH-、CO32-、 HCO3-的总含量为水的总碱度。的总含量为水的总碱度。 l 天然水中通常不含天然水中通常不含OH-，又由于钙、镁碳酸盐

17、的溶，又由于钙、镁碳酸盐的溶解度很小，当水中无钠、钾存在时，解度很小，当水中无钠、钾存在时，CO3-的含量的含量也很小。只有在含也很小。只有在含Na2CO3或或K2CO3的碱性水中，的碱性水中，才存在有才存在有CO3-离子。所以在天然水中仅有离子。所以在天然水中仅有HCO3-存存在。在。1712-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理5 水处理水处理（1）混凝与过滤：去除水中细小悬浮物和胶体物质。）混凝与过滤：去除水中细小悬浮物和胶体物质。 混凝：是指在水中加入混凝剂，使水中细小悬浮混凝：是指在水中加入混凝剂，使水中细小悬浮物及胶体物质相互吸附接合成较大颗粒而从水中物及胶体物质相互吸附

18、接合成较大颗粒而从水中沉淀出来的过程。沉淀出来的过程。l 混凝过程包括：混凝过程包括：l凝聚：胶体压缩脱稳凝聚：胶体压缩脱稳l絮凝：脱稳后成絮状大颗粒絮凝：脱稳后成絮状大颗粒1812-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理l 常用混凝剂：常用混凝剂：l铝盐：如明矾、铝盐：如明矾、Al(OH)3，在中性天然水中使用用，在中性天然水中使用用量量0.0010.02%，l硫酸铝硫酸铝pH要求严格，水解时会导致水的酸度增加，要求严格，水解时会导致水的酸度增加，而水解产物而水解产物Al(OH)3是两性化合物，水的酸度过高是两性化合物，水的酸度过高或者过低会促使其溶解，导致水肿残留铝含量增或者过低会

19、促使其溶解，导致水肿残留铝含量增加。所以使用时需要调节原水加。所以使用时需要调节原水pH至中性，一般在至中性，一般在6.57.5。l聚合氯化铝聚合氯化铝(PAC)范围宽，范围宽， pH59，用量少。，用量少。l铁盐铁盐Fe(OH)3：硫酸亚铁，三氯化铁，硫酸铁：硫酸亚铁，三氯化铁，硫酸铁1912-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理 过滤过滤 原水通过粒状滤料层时，水中的一些悬浮物质或胶原水通过粒状滤料层时，水中的一些悬浮物质或胶体物质被截留在孔隙中或介质的表面，这种通过粒体物质被截留在孔隙中或介质的表面，这种通过粒状介质层分离不溶物质的方法称为过滤。状介质层分离不溶物质的方法称为过

20、滤。 过滤形式：过滤形式：大容量介质过滤器大容量介质过滤器 活性炭过滤器活性炭过滤器砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器其他过滤器其他过滤器2012-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理大容量介质过滤器大容量介质过滤器快速砂滤器快速砂滤器慢速砂滤器慢速砂滤器压力式或重力式砂滤器压力式或重力式砂滤器硅藻土过滤器硅藻土过滤器212212-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理活性炭过滤器活性炭过滤器 活性炭具有多孔性、具有很强的吸附能力，可吸活性炭具有多孔性、具有很强的吸附能力，可吸附异味、去除有机物、细菌及铁、锰等杂质。附异味、去除有机物、细菌及铁、锰等杂质。可作为离子交换的预处理工序。可

21、作为离子交换的预处理工序。氯处理过的水会损害饮料的风味，可选用活性炭脱氯处理过的水会损害饮料的风味，可选用活性炭脱氯，通过催化消除过滤余氯。氯，通过催化消除过滤余氯。活性炭过滤器通常与砂滤器串联使用。活性炭过滤器通常与砂滤器串联使用。活性炭具有腐蚀性，铁质容器装活性炭时要涂上防活性炭具有腐蚀性，铁质容器装活性炭时要涂上防腐蚀涂料。腐蚀涂料。2312-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器原理：待处理水在外压的作用下通过砂滤棒的微小原理：待处理水在外压的作用下通过砂滤棒的微小空隙时，水中存在的少量有机物即微生物被微孔截空隙时，水中存在的少量有机物即微生物被微孔截留

22、砂滤棒的表面，滤过的水可达到基本无菌。留砂滤棒的表面，滤过的水可达到基本无菌。结构：细微颗粒的硅藻土等可燃物质成型之后在高结构：细微颗粒的硅藻土等可燃物质成型之后在高温下烧结而成，应用于用水量比较少，原水中硬度、温下烧结而成，应用于用水量比较少，原水中硬度、碱度的指标基本符合的水处理碱度的指标基本符合的水处理 。 要求：水中只含少量有机物，细菌和少量杂质要求：水中只含少量有机物，细菌和少量杂质 注意事项：所吸附的杂质使过滤速度下降，要及时注意事项：所吸附的杂质使过滤速度下降，要及时处理，冲洗消毒；使用前清洗消毒；不能超过正常处理，冲洗消毒；使用前清洗消毒；不能超过正常的操作压力。的操作压力。2

23、412-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理25砂砂棒棒过过滤滤器器12-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理其他过滤器其他过滤器深度过滤器：纤维状或金属基质，常用材料是聚丙深度过滤器：纤维状或金属基质，常用材料是聚丙烯、纤维素、玻璃纤维或烧结金属，通常标有孔径烯、纤维素、玻璃纤维或烧结金属，通常标有孔径特征，表明能够过滤掉大部分颗粒的粒径。特征，表明能够过滤掉大部分颗粒的粒径。复合过滤器：由几层超细玻璃纤维或聚合物做成的复合过滤器：由几层超细玻璃纤维或聚合物做成的过滤材料，兼有膜过滤与深度过滤器的特征，效果过滤材料，兼有膜过滤与深度过滤器的特征，效果比深度过滤好，且比膜过

24、滤更经济。比深度过滤好，且比膜过滤更经济。膜过滤器：颗粒截留在膜表面或上部，常用绝对孔膜过滤器：颗粒截留在膜表面或上部，常用绝对孔径表示其特征，表明可截留特性目标物的大小，成径表示其特征，表明可截留特性目标物的大小，成本比其他类型过滤器都高。本比其他类型过滤器都高。2612-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（2） 石灰软化法石灰软化法水中加入化学药剂（如石灰），在不加热的条件下，除水中加入化学药剂（如石灰），在不加热的条件下，除去去CaCa2+2+、MgMg2+2+，达到水质软化目的的方法。，达到水质软化目的的方法。2712-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理l 石灰

25、软化原理石灰软化原理CaO + HCaO + H2 2O O Ca(OH)Ca(OH)2 2 将生石灰配制成石灰乳将生石灰配制成石灰乳Ca(OH)Ca(OH)2 2 + CO + CO2 2 CaCOCaCO3 3 + H + H2 2O O 除去水中的除去水中的COCO2 2以免以免再生碳酸盐硬度再生碳酸盐硬度Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 + Ca(OH) + Ca(OH)2 2 2CaCO2CaCO3 3 + 2H + 2H2 2O OMg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 +Ca(OH)+Ca(OH)2 2 MgCOMgCO3 3 + CaCO + CaCO3 3+ 2

26、H+ 2H2 2O O 可除去可除去暂时硬度暂时硬度MgCOMgCO3 3 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2 + CaCO + CaCO3 3当水的碱度大于硬度时，出现下列反应，当水的碱度大于硬度时，出现下列反应，以免再生碳以免再生碳酸硬度酸硬度2NaHCO2NaHCO3 3 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 CaCOCaCO3 3 + Na+ Na2 2COCO3 3 +2H +2H2 2O O2812-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（3）电渗析）电渗析l 通过具有选择透过性和良好导电性的离子交换膜，通过具有选择透过性和良好导电性的

27、离子交换膜，在外电场的作用下使水中的阴阳离子定向迁移，分在外电场的作用下使水中的阴阳离子定向迁移，分别透过阴阳离子交换膜而与溶剂分离的过程。别透过阴阳离子交换膜而与溶剂分离的过程。l 工作原理：工作原理： 阳离子交换膜：阳阳离子交换膜：阳+ +可过，可过， 阴阴不可通过不可通过 阴离子交换膜：阴阴离子交换膜：阴可通过，可通过， 阻止阳阻止阳+ +l 对原水的要求：浓度对原水的要求：浓度2mg/L2mg/L；色度色度2020度；铁、度；铁、锰锰2mg/L2mg/L；有机物耗氧量有机物耗氧量23mg/L23mg/Ll 应用：应用：l 海水和咸水的淡化海水和咸水的淡化l 用自来水制备初级纯水用自来水

28、制备初级纯水293012-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（4）反渗透法）反渗透法l 利用半透膜选择性地只能透过溶剂的性质，通过对利用半透膜选择性地只能透过溶剂的性质，通过对溶液施加一个大于该溶液渗透压的压力，迫使溶液溶液施加一个大于该溶液渗透压的压力，迫使溶液中的溶剂透过半透膜而从溶液中分离出来的过程。中的溶剂透过半透膜而从溶液中分离出来的过程。l 原水的水质影响膜的寿命，根据原水的质量、净化原水的水质影响膜的寿命，根据原水的质量、净化水的要求选择不同的膜及工艺流程。水的要求选择不同的膜及工艺流程。3112-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（5）离子交换法）离子交

29、换法l 利用离子交换剂把原水中人们所不需要的离子暂时利用离子交换剂把原水中人们所不需要的离子暂时占有，然后再释放到再生溶液中，从而使原水得以占有，然后再释放到再生溶液中，从而使原水得以软化的方法。软化的方法。l 阳离子交换树脂：本体中常有酸性交换离子基团阳离子交换树脂：本体中常有酸性交换离子基团H H+ +，可与水中的阳离子交换。按交换基团的酸性强弱可与水中的阳离子交换。按交换基团的酸性强弱（即交换基团在水中离解能力的强弱又可分为强酸（即交换基团在水中离解能力的强弱又可分为强酸性、中酸性和弱酸性三类。性、中酸性和弱酸性三类。l 阴离子交换树脂：本体带有碱性的交换离子，可分阴离子交换树脂：本体带

30、有碱性的交换离子，可分为强碱性、弱碱性两类为强碱性、弱碱性两类3212-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理软化原理软化原理l 阳离子交换树脂可吸附阳离子交换树脂可吸附CaCa2+2+、MgMg2+2+，阴离子交换树脂，阴离子交换树脂可吸附可吸附ClCl、HCOHCO3 32 2、SOSO4 42 2、COCO3 32 2，水的硬度、碱，水的硬度、碱度得以控制。度得以控制。 阳树脂：阳树脂：RSORSO3 3H H+ + + Na+ Na+ + RSORSO3 3Na + HNa + H+ + 阴树脂：阴树脂：R R4 4N N+ +OHOH + Cl+ ClR R4 4NCl +

31、OHNCl + OHl 树脂的选择树脂的选择 依据：原水的水质，要求处理后达到的水质依据：原水的水质，要求处理后达到的水质 步骤：确定要去除的离子步骤：确定要去除的离子去除离子的性质去除离子的性质确确定所采用的树脂定所采用的树脂 原则：弱型比强型容量大、强度小原则：弱型比强型容量大、强度小3312-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理3412-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理离子交换树脂的再生离子交换树脂的再生l 水处理的逆过程水处理的逆过程 方法：逆流再生和顺流再生方法：逆流再生和顺流再生 顺流的特点：设备简单，操作方便，但再生效果顺流的特点：设备简单，操作方便，但再

32、生效果不太好不太好 逆流的特点：再生效果好，但工艺较复杂逆流的特点：再生效果好，但工艺较复杂l 当用离子交换法处理的原水含盐量过多时，需经常当用离子交换法处理的原水含盐量过多时，需经常再生，费物、费力，且水质不稳，应在处理前作相再生，费物、费力，且水质不稳，应在处理前作相应的预处理，如凝聚、过滤、吸附或电渗析等。应的预处理，如凝聚、过滤、吸附或电渗析等。3512-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理（6）水的消毒水的消毒l 氯消毒：氯消毒：液氯、氯胺、漂白粉、次氯酸钠液氯、氯胺、漂白粉、次氯酸钠 机理：机理： Cl2+ H2O H C l O + H + C l H C l OH C

33、 l+ O l 臭氧消毒：臭氧消毒： O3 O2+ Ol 紫外线消毒：紫外线消毒： 利用短光波：利用短光波：250-260nm杀灭微生物杀灭微生物3612-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理l 氯消毒氯消毒 HOCl是中性分子，可扩散到带负电的细菌表面，并是中性分子，可扩散到带负电的细菌表面，并渗入细菌体内，借氯的氧化作用破坏菌体内的酶，而渗入细菌体内，借氯的氧化作用破坏菌体内的酶，而使细菌死亡；使细菌死亡； OCl带负电荷，难于靠近同样带负电荷的细菌，所带负电荷，难于靠近同样带负电荷的细菌，所以虽有氧化能力，其消毒作用则远远低于以虽有氧化能力，其消毒作用则远远低于HOCl，大，大

34、约只为其约只为其1/8 。 常用的氯消毒剂常用的氯消毒剂漂白粉：有效氯一般为漂白粉：有效氯一般为25%；氯胺：在水中有氯和氨生成，慢慢释放氯胺：在水中有氯和氨生成，慢慢释放HClO，比，比例例2:15:1氯氯:氨氨；次氯酸钠：杀菌能力强，本身比较纯净、稳定，次氯酸钠：杀菌能力强，本身比较纯净、稳定，但制备成本高。但制备成本高。3712-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及水处理l 紫外线消毒紫外线消毒 微生物受紫外光照射后，营养细胞中的蛋白质变性，微生物受紫外光照射后，营养细胞中的蛋白质变性，引起微生物死亡。紫外线对清洁透明的水有一定的引起微生物死亡。紫外线对清洁透明的水有一定的穿透能力，

35、所以能使水消毒。穿透能力，所以能使水消毒。 特点：消毒时间短，杀菌力强，设备简单，操作管特点：消毒时间短，杀菌力强，设备简单，操作管理方便，可连续生产；但没有持续的杀菌作用，灯理方便，可连续生产；但没有持续的杀菌作用，灯管的使用寿命较短，成本略多。管的使用寿命较短，成本略多。 影响杀菌效果的因素：影响杀菌效果的因素：紫外灯管周围的温度，温度低效果差，须加石英紫外灯管周围的温度，温度低效果差，须加石英套管套管紫外线照射时间（控制水流量）水质清洁透明，紫外线照射时间（控制水流量）水质清洁透明，使紫外线能穿透使紫外线能穿透注意照射的半径注意照射的半径3812-2 12-2 饮料用水及水处理饮料用水及

36、水处理l 臭氧消毒臭氧消毒 臭氧在水中释放臭氧在水中释放O O2 2和和O O，O O是强氧化剂能与水中的细菌是强氧化剂能与水中的细菌和微生物作用使其失活。和微生物作用使其失活。 臭氧氧化能力很强，瞬时的灭菌性优于氯。臭氧氧化能力很强，瞬时的灭菌性优于氯。 国外广泛用于水的消毒中，可同时出去水臭、水色国外广泛用于水的消毒中，可同时出去水臭、水色及铁和锰。国内矿泉水、纯净水生产中应用，不影及铁和锰。国内矿泉水、纯净水生产中应用，不影响和损失水中的有益元素。响和损失水中的有益元素。 设备：设备：臭氧发生器：利用干燥空气或氧气进行高压放电臭氧发生器：利用干燥空气或氧气进行高压放电而制成臭氧；而制成臭

37、氧；臭氧氧化塔：水与氧的混合装置，气液逆向接触。臭氧氧化塔：水与氧的混合装置，气液逆向接触。3912-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料（1 1）概念）概念l指含有二氧化碳的饮料，通常由水、甜味剂、酸指含有二氧化碳的饮料，通常由水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、二氧化碳气及其他原辅味剂、香精香料、色素、二氧化碳气及其他原辅料组成，俗称汽水料组成，俗称汽水、苏打苏打水。水。l不适用于发酵法生产而含有自身产生的二氧化碳不适用于发酵法生产而含有自身产生的二氧化碳气的饮料。气的饮料。401.1.碳酸饮料的概述碳酸饮料的概述12-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料（1 1）主要生产设备）主要生产设备l 水处理

38、系统：水过滤、澄清、软化、消毒、排气水处理系统：水过滤、澄清、软化、消毒、排气l 糖浆调配设备：化糖锅（夹层锅糖浆调配设备：化糖锅（夹层锅) )、糖浆过滤器（内、糖浆过滤器（内有筛网）、配料罐（调配缸）有筛网）、配料罐（调配缸）l 碳酸化设备（最关键）：二氧化碳生成器、二氧化碳酸化设备（最关键）：二氧化碳生成器、二氧化碳气调压站、水冷却器、混合机碳气调压站、水冷却器、混合机l 洗瓶设备：清洗、消毒洗瓶设备：清洗、消毒l 灌装设备灌装设备412.2.碳酸饮料生产工艺碳酸饮料生产工艺12-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料(2)(2)生产工艺流程生产工艺流程l 一次灌装：将调味糖浆与水预先按照一定比例

39、泵入汽一次灌装：将调味糖浆与水预先按照一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器，又称预调式灌装法、成品灌物碳酸化后再装入容器，又称预调式灌装法、成品灌装法或前混合法。装法或前混合法。l 二次灌装二次灌装: :是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀，又称为现调式碳酸水至规定量，密封后再混合均匀，又称为现调式灌装法、预加糖浆法或后混合法。灌装法、预加糖浆法或后混合法。4212-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料一次灌装一次灌装l 将调味糖浆与水预先

40、按照一定比例泵入汽水混合将调味糖浆与水预先按照一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器。碳酸化后再装入容器。l 水和果味糖浆按一定的比例先调和，再经冷却和水和果味糖浆按一定的比例先调和，再经冷却和碳酸化，将达到一定含气量的汽水灌入容器。碳酸化，将达到一定含气量的汽水灌入容器。4312-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料l一次灌装法流程一次灌装法流程 饮用水饮用水 水处理水处理 混合混合冷却冷却碳酸化碳酸化灌装灌装密封密封检验检验 糖糖 浆浆 调配调配 成品饮料成品饮料 容器容器清洗清洗 检验检验4412-3 12-3

41、 碳酸饮料碳酸饮料l 一次灌装工艺特点：一次灌装工艺特点：l 产品质量一致产品质量一致l 灌装时起泡小灌装时起泡小l 碳酸化控制一次，只需控制一次含气量碳酸化控制一次，只需控制一次含气量l 应用有局限性，带果肉的不宜。应用有局限性，带果肉的不宜。4512-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料二次灌装二次灌装: :先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。l 二次灌装法流程二次灌装法流程饮用水饮用水水处理水处理冷却冷却气水混合气水混合 COCO2 2 糖浆糖浆调配调配冷却冷却灌浆灌浆灌水灌水密封密封混匀混

42、匀检验检验 容器容器清洗清洗 检验检验 成品饮料成品饮料 4612-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料l 二次灌装工艺特点二次灌装工艺特点l设备结构简单设备结构简单l糖浆和碳酸水各有自己的管路，易于清洗糖浆和碳酸水各有自己的管路，易于清洗l糖浆损失少糖浆损失少l由温差引起灌碳酸水时起泡沫由温差引起灌碳酸水时起泡沫l调和好的汽水含气量降低调和好的汽水含气量降低l汽水的质量有差异，由于瓶、水量等因素，差异汽水的质量有差异，由于瓶、水量等因素，差异只能减少不能消除只能减少不能消除l 应用：应用：l对含有果肉的汽水应用较多对含有果肉的汽水应用较多l适于小型汽水生产线适于小型汽水生产线4712-3 12-3

43、 碳酸饮料碳酸饮料（3）糖浆的制备）糖浆的制备 糖浆类型糖浆类型l原糖浆：在生产中经常将砂糖制备成较高原糖浆：在生产中经常将砂糖制备成较高浓度的溶液，称为原糖浆。浓度的溶液，称为原糖浆。l调味糖浆：在原糖浆中添加柠檬酸、色素、调味糖浆：在原糖浆中添加柠檬酸、色素、香精等各种配料制备而成的是调味糖浆。香精等各种配料制备而成的是调味糖浆。l原浆：将原糖浆之外的配料预先配合，则原浆：将原糖浆之外的配料预先配合，则称之为原浆。称之为原浆。l可口可乐及国内一些知名厂家出售原浆，可口可乐及国内一些知名厂家出售原浆，供灌装使用。灌装厂只将原浆加处理水及供灌装使用。灌装厂只将原浆加处理水及糖，即成调味糖浆。糖

44、，即成调味糖浆。4812-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料 糖度的测定糖度的测定 糖度的测定用糖度表（或称锤度表），可直接测糖度的测定用糖度表（或称锤度表），可直接测得其百分浓度。得其百分浓度。 其他测定仪器：比重计、波美表、折光仪其他测定仪器：比重计、波美表、折光仪 白利度：白利度： 指含糖量的质量百分率指含糖量的质量百分率如：如如：如5050BXBX即即100g100g糖液中含糖糖液中含糖50g50g4912-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料测定糖度时应注意：碳酸饮料中测定糖度时应注意：碳酸饮料中COCO2 2全逸出后方可测定，全逸出后方可测定，否则数不准，注意温度的影响。否则数不准，注意温度

45、的影响。例例1生产生产5555BxBx（白利度）的糖浆。（白利度）的糖浆。1kg1kg糖需水多少？糖需水多少？解：设需水解：设需水m m，糖与水的质量比例为：，糖与水的质量比例为：5555 （1001005555）=1=1 m m 得解得解 m=0.818m=0.818（ kgkg或或L L）例例2糖浆糖浆23L23L，其浓度为，其浓度为5555BxBx，其中糖与水各是多少？，其中糖与水各是多少？解：先查出解：先查出5555BxBx，糖浆的相对密度为，糖浆的相对密度为1.261.26，则，则23L23L糖糖浆的质量为浆的质量为23231.261.2628.98(kg)28.98(kg)；按浓度

46、关系换算，糖和水的质量为糖：按浓度关系换算，糖和水的质量为糖：28.9828.9855%55%15.939(kg)15.939(kg)水：水：28.9828.9845%45%13.041(kg)13.041(kg)5012-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料 添加剂的调制（调和糖浆）添加剂的调制（调和糖浆）l 加入顺序：加入顺序：原糖浆原糖浆甜味剂甜味剂防腐剂防腐剂酸味剂酸味剂（果汁、乳化剂）（果汁、乳化剂）香精香精色素色素水水 配制糖浆时应注意的问题配制糖浆时应注意的问题l调配量大的先调入，如糖液等调配量大的先调入，如糖液等l配料容易发生化学反应的分开调入，如先加防腐配料容易发生化学反应的分开调

47、入，如先加防腐剂，后加酸剂，后加酸l黏度大，起泡性原料较迟加，如稳定剂黏度大，起泡性原料较迟加，如稳定剂l挥发性原料最后加入，如香精等挥发性原料最后加入，如香精等5112-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料（4 4）碳酸化系统碳酸化系统 二氧化碳的作用二氧化碳的作用l 清凉作用：碳酸饮用后由于体内温度而升温，即进行分解，清凉作用：碳酸饮用后由于体内温度而升温，即进行分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。体内的热带出来，起到清凉作用。H H2 2COCO3 3 COCO2 2H H2 2O Ol 阻

48、碍微生物的生长，延长汽水货架寿命：国际上认为阻碍微生物的生长，延长汽水货架寿命：国际上认为3.53.54 4倍含气量是汽水的安全区。倍含气量是汽水的安全区。l 突出香味。突出香味。l 有舒服否认剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生有舒服否认剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味。一种特殊的风味。5212-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料软饮料工业用软饮料工业用COCO2 2的要求的要求l 纯度纯度99%99%l 水分的含量水分的含量0.1%0.1%l KOHKOH不吸收物不吸收物1%1%l 不能含有不能含有COCO、SOSO2 2、H H2 2、SOSO3 3、NHNH3

49、 3等气体等气体l 没有臭味，无杂质，无矿物油没有臭味，无杂质，无矿物油5312-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料 COCO2 2的来源的来源l 天然气井（天然天然气井（天然COCO2 2井），天然井），天然COCO2 2l 燃烧焦炭或其它燃料，燃烧焦炭或其它燃料，C + OC + O2 2 COCO2 2不纯，用不纯，用NaNa2 2COCO3 3来纯化（燃料燃烧产生来纯化（燃料燃烧产生COCO2 2）l 化工厂的副产品，化工厂的废气化工厂的副产品，化工厂的废气COCO2 2l 发酵制酒的副产品，发酵产生的发酵制酒的副产品，发酵产生的COCO2 2，是，是COCO2 2的主要的主要来源来源l

50、煅烧石会石煅烧石会石l 用用H H2 2SOSO4 4和小苏打产生和小苏打产生COCO2 2（中和法）（中和法）l 从烟道气中回收从烟道气中回收5412-3 12-3 碳酸饮料碳酸饮料 COCO2 2的净化的净化l水洗水洗l碱洗：纯碱碱洗：纯碱510%510%，COCO2 2用中和法生产得到的用中和法生产得到的l 还原法：用还原法：用FeSOFeSO4 4溶液洗溶液洗COCO2 2，浓度为，浓度为510%510%l氧化法：用氧化法：用KMnOKMnO4 4溶液，浓度为溶液，浓度为13%13%，发酵制酒副，发酵制酒副产品产品COCO2 2用此种方法用此种方法l活性碳吸附法活性碳吸附法l四联柱洗：