第五章饮料机械与设备

1、第五章第五章 饮料机械与设备饮料机械与设备点此添加副标题LOGOLOGO第一节 饮料概述 一、饮料的分类 一般分两大类:即含醇饮料（酒类）与非含醇饮料（软饮料） 软饮料包括碳酸饮料、果汁及果汁饮料、蔬菜汁及蔬菜汁饮料、含乳饮料、植物蛋白饮料、瓶装饮用水、茶饮料、特殊用途饮料、固体饮料和其他饮料等。 二、典型的饮料产品加工工艺流程 （一）碳酸饮料是指饮料中含有二氧化碳气体的饮料，通常由水、甜味剂、酸味剂、香料、香精、二氧化碳及其他原料组成，因其中的二氧化碳溶于水时，与一定的水形成碳酸而得名。 二氧化碳溶于水的过程是在密闭容器内完成的，称为碳酸化过程。 碳酸饮料的生产工艺主要包括糖浆调制系统、碳酸

2、化混合系统和灌装系统等。 碳酸饮料的生产工艺可分为一次灌装法和二次灌装法。一次灌装法是将一定量的糖浆混合液脱气冷却与水、二氧化碳按一定比例在混合机内冷却后直接瓶装。二次灌装法是将底料定量注入瓶中，再充入碳酸水。 （二）果蔬汁饮料 （三）植物蛋白饮料 植物蛋白饮料使用蛋白质含量较高的植物的果实、种子、核果类的果仁等与水按一定比例磨碎、去渣后，加入配料制得的乳浊液体制品包括大豆蛋白饮料和花生蛋白饮料。 （四）瓶装饮用水第二节 水处理设备 一、饮料用水概述 水质标准的主要指标: 1、浊度 2、臭味与异味 3、碱度 4、硬度 5、铁、锰含量 6、有机物 7、氯 8、氧 9、色 10、微生物 11、杂质

3、 二、水净化处理设备 （一）沙石过滤器 也叫多介质过滤器，其过滤介质是由不同颗粒度的砂石作为过滤材料并按一定方式铺设成层状的过滤床层，过滤床层由最轻也是最粗品级的沙石材料构成，自上而下砂石的密度增加而粒度降低，最重和最细品级的材料铺放在过滤床层的底部。 砂石过滤器的过滤为深层过滤，原水自上而下流过滤床层，较大的颗粒在其顶层被除去，较小的颗粒在其较深处被除去，滤出的水从滤床下面排出。 过滤床层必须定期进行反洗，以除去所集的泥渣，否则会形成大面积难以清除的泥块，使设备过滤能力下降，压头损失增大。 （二）活性炭过滤器 是一种界面吸附水中的有机物、色度和余渣，亦可做离子交换的前处理工序。 1.活性炭吸

4、附机理 活性炭吸附溶质分子，与溶质分子的两性有关，即憎水性和亲水性。如溶质分子的亲水性越强，与活性炭之间的吸引力就越小，就越不易被吸附。 另外还与静电现象有关，活性炭表面带有正电荷，对带有电子的溶质分子具有较强的吸引力。活性炭还能吸附农药、除草剂、天然色素及酚类物质，同时对砷、锡、铝、铁等有较好的吸附能力。 2.活性炭过滤器的结构 注意：活性炭过滤器在使用时，要求所处理的水无大颗粒杂质，水质清澈透明，否则易堵塞微孔，一般用在砂石过滤器之后。否则进入活性炭层的悬浮物过多，其吸附效果将会降低甚至恶化。 3.活性炭过滤器的清洗（自学） 4.活性炭的再生（自学） （三）砂滤棒过滤器 1.砂滤棒过滤原理

5、 砂滤棒又叫滤芯，它是采用细微颗粒原料硅藻陶土和骨灰等在高温作用下焙烧，使其熔化，可燃性物质变为气体逸出，形成具有大量细微空隙的棒形过滤物质。待处理水在外压作用下，通过砂滤棒的细微空隙时，水中的少量有机物及微生物被微孔吸附截留在砂棒表面。滤出的水基本无菌和杂质。 3.砂滤棒过滤器的使用与维护（自学） （四）微孔过滤器 外壳为全不锈钢制成的圆筒形结构，内装微孔膜折叠式滤芯。 微孔过滤器只用作最后阶段的精密过滤，进水须先经活性炭和砂滤棒过滤器的粗过滤，否则易堵塞滤膜。 三、水的软化处理设备 除去或降低水中的钙、镁等离子的过程成为水的软化。 （一）离子交换设备 1.原理 利用离子交换树脂把水中需要除

6、去的离子暂时固着而除去。被固着的离子用再生液洗脱释放出来，树脂又可重新使用，其实质是树脂上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应。 离子交换灌的运行周期包括以下四个阶段。 1）交换阶段：原水自上而下通过树脂床层，水中的离子被树脂交换固着； 2）反洗阶段：树脂床层被反洗水自下而上反冲膨胀。 3）再生阶段：再生液自上而下通过树脂床层，树脂释放出所固着的离子而再生； 4）清洗阶段：清洗水自上而下流过树脂床层除去残留的再生剂。 （二）电渗析设备 原理：是一种膜分离设备，是利用膜的选择透过性对水中的物质进行分离而达到除盐等预期目的的一种水处理设备。 电渗析是在外加直流电场的作用下，利用阴离子交换膜

7、（简称阴膜，它只允许阴离子通过而阻挡阳离子）和阳离子交换膜（简称阳膜，它只允许阳离子交换膜通过而阻挡阴离子）的选择透过性，使一部分离子通过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩。 （三）反渗透 四、水消毒设备 水处理工艺中常用的消毒方法有臭氧消毒和紫外线消毒等。 （一）臭氧消毒 利用臭氧的强氧化性氧化破坏水中的微生物的原生质，从而杀死微生物，同时可除去水臭、水色及铁、锰等。臭氧的消毒作用比氯高1530倍，在一定浓度下作用510分钟，对各种菌类都可以达到杀灭的程度。 （二）紫外线消毒 是利用微生物受到紫外灯照射后，其蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量变性而使其死亡，最终达到

8、消毒的目的。紫外线消毒不改变水的理化性质，消毒速度快，效率高，无异味，因此得到广泛应用。第三节 碳酸化设备 原理： 主要设备 一、喷雾式混合机 二、喷射式混合机 三、碳酸化装置联合机组第四节 过滤机械设备 用途：将悬浮液中的两相进行分离。 悬浮液：是由液体和悬浮于液体的固体颗粒组成的系统。 过滤过程可以在重力场、离心力场合表面压力的作用下进行。 过滤操作的分类： 一类为饼层过滤，其特点是固体颗粒呈饼层状沉积于过滤介质的上游一侧，适用于处理固相含量稍高的悬浮液。另一类为深床过滤，其特点是固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质床层内部，悬浮液中的颗粒直径小于床层孔道直径，当颗粒随流体在床层内的曲折

9、孔道中穿过时，便粘附在过滤介质上，这种过滤适用于悬浮液中颗粒甚少而且含量甚微的场合。 食品加工所处理的悬浮液浓度往往较高，一般用滤饼过滤。 滤饼可分为不可压缩滤饼和可压缩滤饼两种。 过滤操作大体上包括过滤、滤饼洗涤、滤饼干燥及滤饼卸除四个阶段。第五节 液体灌装机械与设备 一、液体灌装机的分类 （一）按容器的运动路线分类 （1）旋转式灌装机 （2）直线移动式灌装机 （二）按灌装方法分类 （1）常压灌装法 （2）等压灌装法 （3）负压灌装法 （4）虹吸式灌装法 （5）机械压力式灌装法 （三）按定量装置分类 （1）旋塞式 （2）阀门式 （3）滑阀式 （4）气阀式 二、液体灌装的工作过程 包括空瓶的平

10、移输送、上下升降及定量灌装等，并由执行机构来完成。 （一）平移输送机构 （1）旋转式灌装机 由输送机构、拔入拔出机构、升降机构、旋转盘、灌装头和贮液箱等组成。 2.直线移动式灌装机 （二）升降机构 当空瓶平移输送并上升到规定的位置进行灌装，然后又将装满液体的瓶下降到规定的位置，这一动作是由升降机沟来完成的，常用的升降机构有三种型式：滑道式、压缩空气式及滑道和压缩空气混合式。 1.滑道式升降机构 2.压缩空气式升降机构（简称气阀） 3.压缩空气与滑道式混合升级爱那个机构 三、液体灌装的基本工作原理及其选择 （一）常压灌装 又称自重灌装或液面控制定量灌装。在常压下，液体依靠自重从贮液箱或计量筒中流

11、入容器的一种灌装方法。 （二）等压灌装 又称压力重力灌装，它是在高于大气压力的条件下进行灌装，即先对空瓶进行充气，使瓶内压与贮液箱内的压力相等，然后考料液自重进行灌装。 （三）负压灌装（又称真空灌装） 它是在低于大气压力的条件下进行灌装，即先建立容器内的真空，然后靠液体的自重或靠液料箱与容器间的压力差进行灌装。可分为单室灌装和双室灌装。 （四）虹吸灌装法 实验：我先把装满水的瓶子（简称瓶）放在桌子上，把另一个空瓶（简称瓶）放在落差35厘米的方凳上，如何把水从一个瓶子的水放到另外一个瓶子里去？ 虹吸原理：就是连通器的原理，加在密闭容器里液体上的压强，处处都相等。而虹吸管里灌满水，没有气，来水端水位高，出水口用手掌或其他物体封闭住。此时管内压强处处相等。一切安置好后，打开出水口，虽然两边的大气压相等，但是来水端的水位