软饮料加工工艺

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章 软饮料加工工艺,Soft drink processing,软饮料的分类及水处理,碳酸饮料加工工艺,果蔬汁加工工艺,1,第一节 软饮料的分类及水处理,1,软饮料的概念及分类,概念：乙醇含量在,0.5%,以下的饮品,分类（以使用原料 产品形态及作用分）：,碳酸饮料 瓶装饮用水,果汁（浆）及果汁饮料 茶饮料,蔬菜汁饮料 固体饮料,含乳饮料 特殊用途饮料,植物蛋白饮料 其他饮料,2,2,饮料用水及处理方法,GB5749-2006,生活饮用水卫生标准,GB/T10791-1989,软饮料原辅材料的要求,3,水,中的污染,粒子,可溶性无机物：,Ca,、,Mg,、,Si,，,CO,2,、,N,、,P,等,可溶性有机物：如除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物组织腐蚀物,微生物,水的,硬度,：水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力，一般指水中,Ca,2+,、,Mg,2+,盐类的含量。通用单位,mmol,/L,4,总硬度,碳酸盐硬度,（暂时硬度）,:Ca(HCO,3,),2,、,Mg(HCO,3,),2,、,CaCO,3,、,MgCO,3,非碳酸盐硬度,（永久硬度）：,CaCl,2,、,MgCl,2,、,CaSO,4,、,MgSO,4,、,Ca(NO,3,),2,、,Mg(NO,3,),2,等,水的硬度一般分类（,mmol,/L,）,很软水,01.4265,软水,1.42652.8530,中等硬水,2.85305.7061,硬水,5.706110.6989,很硬水 ,10.6989,5,水的碱度,取决于天然水中能与,H,+,结合的,OH,-,、,CO,3,-,和,HCO,3,-,的含量。,天然水中通常仅存在,HCO,3,-,。,水处理技术,-,混凝沉淀,-,过滤,-,石灰软化,-,电渗析,-,反渗透、超滤,-,离子交换,软化,6,2.1,混凝和过滤,2.1.1,混凝,目的：,添加混凝剂，中和胶体颗粒表面的电荷，破坏胶体稳定性，促使小颗粒互相聚合成大颗粒而下沉。,水处理中常用的混凝剂,铝盐,和,铁盐,关键物质：,Al(OH),3,Fe(OH),3,明矾,KAl(SO,4,),2,24H,2,O,用量：,0.001%0.02%,硫酸铝,Al,2,(SO,4,),3,18H,2,O,要求,pH,近中性,有效剂量：,20100mg/L,7,聚合氯化铝（,PAC,）,效果好,用量：,0.005%0.01%,铁盐（,FeSO,4,7H,2,O,最常用,Fe,2,(SO,4,),3,、,FeCL,3,）,FeSO,4,+Ca(HCO,3,),2,Fe(OH),2,+CaSO,4,+2CO,2,4Fe(OH),2,+2HO+O 4Fe(OH),3,Fe,2,(SO,4,),3,+3Ca(HCO,3,),2,2Fe(OH),3,+3CaSO,4,+6CO,2,Ca(OH),2,+CO,2,CaCO,3,+H,2,O,助滤剂,活性硅酸、海藻酸钠、,CMC,、粘土以及化学合成的高分子助凝剂包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺（,PMA,）、聚丙烯等,8,2.1.2,过滤,砂滤,原理：原水通过粒状（滤料）介质层时，其中一些悬浮物和胶体物被截留在孔隙中或介质表面。过滤过程是,阻力截留,、,重力沉降,和,接触凝聚,的综合。,过滤工艺过程：过滤与冲洗,其他过滤器,砂滤棒过滤器,适用于较好水质,微孔膜过滤器,（高分子材料的滤膜）,活性碳过滤器,化学吸附去除氯，有机吸附去除可溶性有机物,9,10,传统单一滤料,双层或多层滤料,理想级配滤,11,12,2.2,石灰软化,2.3,电渗析,2.3.1,原理：,通过具有,选择透性,和,良好导电性,的离子交换膜，在外加直流电场作用下，根据异性相吸、同性相斥原理，使原水中的离子分别透过阴离子和阳,离子交换膜,，从而降低水中溶解的固形物，达到净化的目的。,常用于海水和咸水淡化。,2.3.2,结垢与去垢方法,倒换电极,38h,定期酸洗 浓度,1%2%HCl/23hpH34,碱洗 有机杂质污染阴膜,0.1mol/L,NaOH,13,14,2.4,反渗透,2.4.1,渗透与反渗透,渗透是水通过一个半透膜从低浓度流向高浓度一侧。反渗透是对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力，使水分子被迫通过半透膜到低浓度一侧。,15,2.4.2,反渗透与超滤,反渗透（,RO,）、,纳滤（,NF,）、,超滤（,UF,）,和微滤（,MF,）,都是以压力差为推动力的,膜分离,过程，它们没有本质区别，只是渗透膜的孔径大小不同，截留物质的相对分子量不同。,16,17,18,2.4.3,反渗透膜,膜的种类：,醋酸纤维素膜（,CA,膜）,芳香聚酰胺膜,高分子电解质膜,无机质膜及其他,19,膜的主要参数,透水率,单位时间通过膜面积的水的体积流量，单位：,cm,3,/(cm,2,.s),，,最常用,cm,3,/(cm,2,.h),透盐率,盐通过膜的速率，与压力无关。透盐率小好。,评价膜分离性能最常用的指标是,脱盐率,，其含义与透盐率相反（溶质截留百分率）。,抗压实性,操作压力和温度引起，造成透水率不断下降。压实系数,m,越小越好，反渗透膜要求,m0.03,。,20,2.5,离子交换,离子交换剂主要有：,矿物质离子交换剂,碳质离子交换剂,有机合成离子交换树脂,2.5.1,离子交换树脂软化水的原理,RSO,3,-,H,+,+,Na,+,RSO,3,Na,+H,+,R N,+,OH,-,+,Cl,-,R,N,Cl,+OH,-,2.5.2,离子交换树脂的分类与性能,分类：,强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性等,21,性能,：,密度、含水率、溶胀性、机械强度、耐热性、酸性、碱性、选择性和交换容量。,离子交换树脂的选择原则,选择大容量、高强度树脂,同类型树脂中，弱型比强型的交换容量大，但机械强度差,根据原水中需除去离子的种类选择,吸附性较强的离子（,Ca,2+,、,Mg,2+,），选用弱酸性或弱碱性树脂,吸附性较弱的离子,(K,+,、,Na,+,、,HCO,3,-,、,HSiO,3,-,),，选用强酸性或强碱性树脂,22,2.5.3,离子交换水处理装置,单级离子交换器（单床）,多级（多床）,固定床 复合（复床）,混合（混合床）,双层（双层床）,移动床,流动床,连续床,23,24,2.5.4,离子交换树脂的处理、转型及再生,（,1,）新树脂的处理及转型,阳树脂由,Na,型,H,型（水浸泡等量,7%HCl,浸泡,1h,水洗至,pH34,等量,8%NaOH,浸泡,1h,水洗至,pH8935,倍,7%HCl,浸泡,2h,）,阴树脂由,Cl,型,OH,型,（,2,）离子交换树脂的再生,老化树脂再生机理：水处理的逆反应,阳树脂：反冲,树脂质量,23,倍的,5%7%HCl,去离子水洗至,pH3.04.0,阴树脂：反冲,树脂质量,23,倍的,5%8%NaOH,去,离子水洗至,pH8.09.0,再生液适当加温（,50,）,效果更好。,25,2.6,水的消毒,常用的消毒方法,氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒,氯消毒,利用,次氯酸,(,HOCl,),的强氧化作用,破坏微生物的酶系统。,常用的氯消毒剂：氯胺、漂白粉、次氯酸钠,Cl,2,+H,2,O=,HOCl+H,+,+Cl,-,HOCl,=,H,+,+OCl,-,26,紫外线消毒,利用营养细胞中的蛋白质和核酸吸收紫外光谱的能量，,导致蛋白变性,，使微生物死亡。波长,200295nm,，,装置：低压灯管,臭氧消毒,利用臭氧分解产生的原子氧（,强氧化剂,）与水中的细菌及其他微生物或有机物作用，使其失活。,臭氧的发生：,3O,2,2O,3,-,148kJ/mol,臭氧不稳定，需随时制取当场应用,臭氧的加注装置：喷射法,臭氧的杀菌作用比氯快,1530,倍，但成本高,高压放电,或紫外线,27,水处理的工艺流程,1-,原水箱；,2-,输送泵；,3-,反洗泵；,4-,多介质过滤器；,5-,活性炭过滤器；,6-,除碱塔；,7-,脱气塔；,8-,微滤器；,9-,砂滤器；,10-,软化器；,11-,储水箱,28,纯净水生产基本工艺流程,原水,预处理,（砂罐过滤砂滤棒过滤活性炭过滤 微孔膜过滤 ）,反渗透,灭菌,产品,砂罐过滤,截留悬浮物和胶体物（分离不溶性杂质）阻力截留,(,筛滤,),、重力沉降和接触凝聚。,砂滤棒过滤,截留少量有机物及微生物,活性炭过滤,吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、细菌及铁与锰等杂质,微孔膜过滤,（精密滤）截留水中的微粒、细菌等微米级,(m),29,3,配料,甜味料,酸味料,香精香料,水溶性香精,澄清饮料,乳浊香精,浑浊型饮料,着色剂,其他添加剂,30,4,包装容器与材料,玻璃瓶,金属罐,镀锡薄钢板（马口铁）,素铁、涂料铁,镀铬薄钢板,铝材 轻、薄；延展性和拉拔性能好两片罐,罐形：三片罐和两片罐（冲拔拉伸罐）,31,塑料及复合材料,PE,（聚乙烯）,LDPE,透明度好、柔软、伸长率大抗冲击耐低温,HDPE,耐高温，硬度气密性机械强度好，不透明,32,PVC,（,聚氯乙烯）良好的阻隔性（空气湿气）和透明性，机械强度好质轻,吹塑生产的,PVC,瓶只适用于果汁和矿泉水,注拉吹生产的,PVC,瓶可用于装碳酸饮料,PP,（,聚丙烯）,PET,或,PETP,（,聚酯）结晶好、无色透明且极为坚韧；性能优（耐压耐热），价格高。,吹塑,PET,瓶最能充分发挥其特性：透明、表面光洁度高、呈玻璃外观。,复合薄膜,33,纸质容器,利乐包,（,6,层：聚乙烯,-,聚乙烯,-,铝箔,-,聚乙烯,-,纸板,-,聚乙烯,Tetra Brick,）,利乐屋顶包,（内涂聚乙烯的纸，,Tetra Top,）,康美包,34,思考题,1,概念：水的硬度（,总硬度 碳酸盐硬度 非碳酸盐硬度）,水的碱度,2,常用的水处理方法有哪些？各自的原理、特点及适用条件。,3,纯净水生产中常用的反渗透（,RO,）、,超滤（,UF,）,和微滤（,MF,）,等有什么区别？如何选择反渗透膜？,4,水消毒的常用方法？各自的原理？,35,第二节 碳酸饮料加工工艺,果汁型（,原果汁含量,2.5%,）,果味型,可乐型,低热量型,（成品热量,75kJ/100mL,）,其他型,36,碳酸饮料生产的工艺类型,现调式（二次灌装法）：,先配好调味糖浆灌入包装容器，再灌装碳酸水,预调式（一次灌装法）：,将调味糖浆和碳酸水定量混合后，再灌入包装容器,37,现调式工艺流程,饮用水水处理冷却混合机,酸味剂、香精等,CO,2,气,砂糖溶解过滤糖浆调和冷却,灌浆,机,装瓶,机,瓶（罐）清洗空瓶检查 轧盖机,混匀机,成品检验,38,预调式工艺流程,饮用水水处理脱气机,酸味剂、香精等,CO,2,气,砂糖溶解过滤糖浆调和定量调和机 带,冷却混合,机,瓶 清洗空瓶检查自动检瓶机 装瓶机 ,轧盖机,混匀机,成品检验,39,1,调味糖浆的制备及调和,1.1,调味糖浆的制备,1.1.1,原糖浆制备,糖浆浓度测定：糖度表法、折光法,1.1.2,调味糖浆的配制,加料次序：,原糖浆,苯甲酸钠溶液（,25%,）,甜味剂（预先溶解）,酸溶液（多为,50%,的柠檬酸溶液）,果汁（以含可溶性固形物,10%,为基准）,香精 色素（热水溶化）水,40,1.2,调和,1.2.1,调和系统,（,1,）现调式（二次灌装法）,水先经冷却和碳酸化，然后再与调味糖浆分别灌入容器中调和成汽水,优点：加料机比调和机结构简单，管道有各自的系统，容易分别清洗；灌水机漏水时不损失糖浆。,缺点：糖浆与混合机中出来的水温不一致，容易起泡沫；糖浆事先未被碳酸气饱和，必须提高碳酸水的含气量。,41,（,2,）预调式（一次灌装法）,水与调味糖浆按一定比例预先调好，再经冷却混合碳酸化，成品达一定含气量灌入容器中。,特点：糖浆与水的比例准确度高，容器容量变化时无需改变加注量比例，产品质量稳定；糖浆和水混合温度一致，气泡小；不适宜灌装带果粒的汽水。,42,1.2.2,碳酸化,（,1,）,CO,2,的作用,清凉作用,阻碍微生物生长,舒适的