51-52饮料概述-课件

第五章饮料加工工艺第五章饮料加工工艺1第一节饮料概述第一节饮料概述2学习目的和要求1、了解饮料的发展历史、现状、地位、特点以及发展方向，国内外饮料知名企业及产品概况。2、掌握饮料的定义及分类。学习目的和要求1、了解饮料的发展历史、现状、地位、特点以及发3饮料是什么？饮料是4一、传统“饮料”、软饮料定义、分类（一）传统“饮料”

经加工制作、供人们饮用的食品。提供必需水分和营养成分，生津止渴、增进健康。

按主要成分的区别分为：含酒精饮料(硬饮料）、不含酒精饮料（软饮料）。一、传统“饮料”、软饮料定义、分类（一）传统“饮料”51、定义（GB10789-1996）不含乙醇或乙醇含量小于0.5％的饮料制品。又称为不含酒精饮料或非酒精饮料。（二）软饮料的定义与分类美国、日本、英国、欧盟国家等对“软饮料”有不同的定义和分类方法。1、定义（GB10789-1996）（二）软饮料的定义与分类62、分类（GB10789-2007）：11大类碳酸饮料（汽水）类其他饮料类固体饮料特殊用途饮料类风味饮料类植物饮料类咖啡饮料类茶饮料类包装饮用水类蛋白饮料类果汁和蔬菜汁类软饮料2、分类（GB10789-2007）：11大类碳酸饮料（汽水7二、饮料（beverage)的定义与分类（一）定义(GB10789-2007)

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0.5%的制品，不包括饮用药品。二、饮料（beverage)的定义与分类（一）定义(GB1081、碳酸饮料类(carbonatedbeverages)

（二）分类（1）定义：在一定条件下充入二氧化碳气的制品。成品中二氧化碳气的含量(20℃时的容积倍数)不低于1.5倍。1、碳酸饮料类(carbonatedbeverages)9（2）分类：果汁型、果味型、可乐型及其他型韩国大麦味（其他型）健力宝果汁型可口可乐果味型娃哈哈可乐型（2）分类：果汁型、果味型、可乐型及其他型韩国大麦味（其他型102、果汁和蔬菜汁类(fruitandvegetablejuices)（1）定义：用水果和（或）蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实）等为原料，经加工或发酵制成的饮料。2、果汁和蔬菜汁类(fruitandvegetable11果汁和蔬菜汁类其他果蔬汁饮料水果饮料发酵型果蔬汁饮料果汁（浆）和蔬菜汁(浆)

浓缩果汁（浆）和浓缩蔬菜汁（浆）果汁饮料和蔬菜汁饮料果汁饮料浓浆和蔬菜汁饮料浓浆复合果蔬汁（浆）及饮料果肉饮料

果汁和蔬菜汁类其他果蔬汁饮料水果饮料发酵型果蔬汁饮料果汁（浆123、蛋白饮料类(proteinbeverages)定义：以乳或乳制品、或有一定蛋白质含量的植物的果实、种子或种仁等为原料，经加工或发酵制成的饮料。分类：含乳饮料、植物蛋白饮料、复合蛋白饮料3种类型。3、蛋白饮料类(proteinbeverages)定义：134、包装饮用水类(drinkingwater)

定义：指密封于容器中可直接饮用的水。分类：饮用天然矿泉水、饮用天然泉水、其他天然饮用水、饮用纯净水、饮用矿物质水、其他包装饮用水6种类型。4、包装饮用水类(drinkingwater)定义：指密145、茶饮料类(teabeverages)

定义：以茶叶的水提取液或其浓缩液、茶粉等为原料，经加工制成的饮料。分类：茶饮料（茶汤）、茶浓缩液、调味茶饮料、复（混）合茶饮料4种类型。5、茶饮料类(teabeverages)156、咖啡饮料类(coffeebeverages)定义：以咖啡的水提取液或其浓缩液、速溶咖啡粉为原料，经加工制成的饮料。分类：浓咖啡饮料、咖啡饮料、低咖啡因咖啡饮料3种类型。6、咖啡饮料类(coffeebeverages)定义：以167、植物饮料类(botanicalbeverages)

定义：以植物或植物抽提物（水果、蔬菜、茶、咖啡除外）为原料，经加工或发酵制成的饮料。分类：食用菌饮料、藻类饮料、可可饮料、谷物饮料、其他植物饮料5种类型。7、植物饮料类(botanicalbeverages)定178、风味饮料类(flavoredbeverages)定义：以食用香精（料）、食糖和（或）甜味剂、酸味剂等作为调整风味主要手段，经加工制成的饮料。分类：果味饮料、乳味饮料、茶味饮料、咖啡味饮料、其他风味饮料5种类型。8、风味饮料类(flavoredbeverages)定义189、特殊用途饮料类(beveragesforspecialuses)定义：通过调整饮料中营养素的成分和含量，或加入具有特定功能成分的适应某些特殊人群需要的饮料。分类：运动饮料、营养素饮料、其他特殊用途饮料3种类型。9、特殊用途饮料类定义：通过调整饮料中营养素的成分和含量，或1910、固体饮料类（powderedbeverages)

定义：用食品原料、食品添加剂等加工制成粉末状、颗粒状或块状等固态料的供冲调饮用的制品。举例：果汁粉、豆粉、茶粉、咖啡粉、果味型固体饮料、固态汽水（泡腾片）、姜汁粉。10、固体饮料类（powderedbeverages)2011、其他饮料类除上述10种类型以外的饮料11、其他饮料类除上述10种类型以外的饮料21三、饮料的发展现状及发展趋势（一）世界饮料的发展现状1、总销售额：2010年超过2100亿美元。2、强国：美国、日本、德国、法国、巴西、英国、意大利、中国、墨西哥、加拿大等。3、发展趋势：健康、天然、安全饮料，如纯天然果蔬植物饮料、茶饮料、功能型饮料、花草饮料、矿泉水。三、饮料的发展现状及发展趋势（一）世界饮料的发展现状22（二）中国饮料的发展现状1、饮料行业的特点（1）产品的生命周期短。（2）产品季节性强，但相对利润率较高。（3）寡头垄断竞争的格局逐渐形成。（4）产品品类多元化。（5）品牌消费集中化：碳酸饮料CR4＞90%，果汁饮料＞60%，茶饮料＞75%、瓶装饮用水＞50%（6）产品竞争转向产业链竞争。注释：行业集中率是指该行业的相关市场内前N家最大的企业所占市场份额的总和。例如，CR4是指四个最大的企业占有该相关市场份额。同样，五个企业集中率（CR5）、八个企业集中率（CR8）均可以计算出来。（二）中国饮料的发展现状1、饮料行业的特点注释：行业集中率是232、成就（1）产量大，增长速度快

2012年预计可实现工业总产值约9000亿元，产量约12000万吨，比上年同期增长了11.2%。

2012年中国饮料市场上果蔬汁饮料、茶饮料、植物凉茶饮料、瓶装饮用水、碳酸饮料占据了85%以上的份额。2014年前三季度，中国饮料行业累计产量突破1.2亿万吨，增速高于全球主要饮料生产大国。

2、成就（1）产量大，增长速度快24（2）质量稳步提高随着QS认证的实施，全国饮料产品质量稳步提升。（2）质量稳步提高25（3）品种丰富多彩、包装不断更新、生产设备不断完善。（3）品种丰富多彩、包装不断更新、生产设备不断完善。26（4）企业规模化、集团化、名牌化战略逐渐成熟。国际企业：可口可乐、百事可乐、达能、雀巢、卡夫（固体饮料）中国企业：加多宝、娃哈哈、乐百氏、统一、顶津、汇源、达利园、露露、养生堂河南品牌：澳得利、中沃、九头崖、栗子园等

（4）企业规模化、集团化、名牌化战略逐渐成熟。273、存在问题（1）发展不平衡（2）食品安全问题（3）面临国际品牌的巨大压力（4）技术人才缺乏（5）部分企业面临资金短缺、产品更新慢、设备陈旧、管理落后等问题。3、存在问题（1）发展不平衡（2）食品安全问题（284、发展趋势（1）产品品种结构进一步调整

总体归纳为：四化、三低、两高、一无。（2）包装更趋多样化

PET材料占据主导地位。4、发展趋势（1）产品品种结构进一步调整（2）包装更趋多样化29

（3）产品质量：更趋稳定

（4）口味：向清淡口味方向发展

（5）饮料企业发展：集中扶植优势企业和名优品牌。打造民族品牌，积极开拓国际市场。（3）产品质量：更趋稳定（4）口味：向清淡口味30第二节

饮料用水及水处理第二节

饮料用水及水处理31学习目的和要求1、了解天然水源的类型及特点。2、熟悉水质对饮料品质的影响。3、掌握饮料用水水质要求的主要指标。4、掌握饮料用水的主要处理方法、步骤和原理，并能用这些知识指导实践。学习目的和要求1、了解天然水源的类型及特点。32一、饮料用水的水质要求

（一）饮料用水的来源1.地下水井水、泉水、自流井水等。特点

A：含各种可溶性矿物质。含量多少取决于流经地质层中矿物质含量。

B：很少含泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。一、饮料用水的水质要求

（一）饮料用水的来源1.地下水332.地表水指河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。

特点

A：矿物质较少。

B：常含有黏土、砂、水草、腐殖质、钙镁盐类、其它盐类及细菌等。杂质情况很大差别。近几年，地表水污染严重。2.地表水指河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。343.自来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。特点

A:水质好且稳定，符合生活饮用水标准。

B:价格较高。

C:某些指标通常不符合饮料用水要求。3.自来水经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮35（二）水中杂质来源及对饮料品质的影响天然水源中杂质分类按微粒分散的程度分为三类：

悬浮物、胶体物质、溶解物。杂质类型溶解物胶体物质悬浮物粒径＜1nm1~200nm＞200nm状态透明光照下浑浊浑浊（肉眼可见）识别电子显微镜超显微镜普通显微镜常用处理法离子交换混凝、澄清、自然沉降、过滤天然水源杂质的分类与特征（二）水中杂质来源及对饮料品质的影响天然水源中杂质分36１、悬浮物（1）特点

为粒度大于200

nm的杂质。呈混浊状态，可自行沉降。主要是无机物质，浮游生物及微生物。

（2）对饮料的影响导致饮料混浊、异味、变质、影响CO2溶解等。１、悬浮物37２、胶体杂质（1）特点

粒度大致为1～200

nm。具有①丁达尔现象；②稳定性。

多数是无机胶体，还含有高分子有机胶体。

（2）对饮料的影响

混浊（无机胶体）

带色（有机胶体）２、胶体杂质（1）特点38３、溶解物

粒度1

nm以下，以分子或离子状态存在。主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。（1）溶解气体

氧气、二氧化碳、硫化氢、氯气等。影响饮料风味、色泽，碳酸饮料中CO2溶解量。３、溶解物粒度1nm以下，以分子或离子状态存在。主39（2）溶解盐类所含溶解无机盐构成水的硬度和碱度。①水的硬度（H表示）

指水中钙离子和镁离子盐类的总含量。分为总硬度、暂时硬度和永久硬度。（2）溶解盐类所含溶解无机盐构成水的硬度和碱度。40又称碳酸盐硬度，主要化学成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其次是碳酸盐。加热煮沸分解生成碳酸盐可除去。

Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2→Mg(OH)2+

CO２问题：水垢的主要成分是什么？暂时硬度又称碳酸盐硬度，主要化学成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其41永久硬度又称非碳酸盐硬度，表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、MgCl2）、硫酸盐

(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐[Ca(NO3)2、Mg(NO3)2]等盐类的含量。这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变化，故称永久硬度。永久硬度又称非碳酸盐硬度，表示水中钙、镁的氯化物（C42总硬度

总硬度为暂时硬度和永久硬度之和。总硬度＝[Ca2+]/40.08+[Mg2+]/24.3

[Ca2+]、[Mg2+]表示水中钙、镁离子含量（mg/L）。

单位:mmol/L（通用单位）、德国度（）、mg/L１mmol/L＝2.804德国度＝50.045mg/L

（以CaCO3表示）总硬度总硬度为暂时硬度和永久硬度之和。１mmol/L＝243硬度过高对饮料的影响

①与二氧化碳反应，降低碳酸饮料产品酸度，影响风味，缩短贮存期；②Fe2+、Mn2+等氧化，引起混浊变色；③设备沉垢；④形成水垢，洗瓶增加耗碱量。浑浊：一般用于水中有固体或者沉淀，而不清楚，相对应用偏向科学具体，由于沉淀或沉积物而混浊不清。混浊：更多用于空气或者社会，相对更抽象一点。

硬度过高对饮料的影响①与二氧化碳反应，降低碳酸饮料产品44②水的碱度（用A表示）是能与H+结合的OH-、CO32-和HCO3-的总含量，合称总碱度，用mmol/L表示。

天然水中通常不含OH-、CO32-，仅有HCO3-存在。

只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中，才存在有OH-、CO32-离子。②水的碱度（用A表示）是能与H+结合的OH-、CO45碱度过高对饮料的影响

①与金属结合形成水垢；

②产生不良气味；

③与有机酸反应，影响饮料糖酸比，因酸度下降，使微生物在饮料中生存；

④影响二氧化碳溶解度；

⑤与果蔬汁中某些成分反应，产生沉淀。碱度过高对饮料的影响①与金属结合形成水垢；46③总碱度与总硬度的关系有三种情况：天然水中，总碱度与暂时硬度大致相等（即总硬度＞总碱度）①硬度大于碱度，水中有非碳酸盐硬度存在即存在钙、镁离子的氯化物，OH-、CO32-基本上不存在，属于非碱性水；

②硬度小于碱度，说明水中存在OH-、CO32-，属于碱性水，水中有负硬度存在；总碱度减去总硬度的量即为负硬度。③总碱度等于总硬度时，说明水中只含Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。③总碱度与总硬度的关系有三种情况：47知识链接

水中总碱度与总硬度的测定水总硬度的测定：配位滴定法，以铬黑T为指示剂，先与金属离子形成配合物，再用EDTA滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。水总碱度的测定：酸碱中和滴定法，可以酚酞或甲基橙为指示剂。知识链接

水中总碱度与总硬度的测定水总硬度的测定：配位滴定法48（三）饮料用水的水质要求根据饮料企业生产中水的用途，将饮料用水分为：

1、一般用水2、冷却用水

3、饮料生产用水：首先要求符合我国“生活饮用水卫生标准（GB5749－2006）”，此外对某些指标有更高要求，详见下表或16页表1-1-3.（三）饮料用水的水质要求根据饮料企业生产中水的用途，49表1轻工业部部颁碳酸饮料工艺用水水质要求项目

标准项目标准

总硬度（以CaCO3计）低于100mg/L混浊度低于2度溶解性总固体低于500mg/L细菌总数每1mL水样不超过100个游离氯低于0.1

mg/L大肠菌群每1L水样中不超过3个色度低于5度致病菌不得检出表1轻工业部部颁碳酸饮料工艺项目标准项50二、饮料用水的处理水处理实质

①去除水中固体物质②降低硬度和碱度③杀死微生物④除异味水处理程序

混凝→过滤→软化→消毒二、饮料用水的处理51（一）混凝1.概念

在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合成较大颗粒，在水中沉淀下来的过程。所添加的溶解盐类被称为“混凝剂”。（一）混凝1.概念522.混凝的原理沉降胶体（带负电）混凝剂（带正电）中和电荷，形成絮状物2.混凝的原理沉降胶体（带负电）混凝剂（带正电）中和电荷，形53按结构分为无机和有机混凝剂（三）混凝剂按结构分为无机和有机混凝剂（三）混凝剂54常见无机混凝剂

（1）铝盐

①常见种类：明矾

KAl(SO4)2.12H2O

十二水合硫酸铝钾

、硫酸铝及碱式氯化铝等。

②特点：价格便宜，易购；比重小，水温低时，絮粒较轻而疏松，处理效果较差。

③操作要求以明矾为例:a:水的pH（6.5～7.5）；b:水温（25～35℃）；c:搅拌；d:用量（0.001％～0.02％）。常见无机混凝剂（1）铝盐55

（2）铁盐①常见种类：三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁

②特点生成的絮粒沉淀速度较快；处理浊度低、水温较低的废水，效果比较显著。

FeCl3易吸水潮解；铁盐腐蚀性强，对混凝土会腐蚀；残留水中的Fe2+会使处理后的水带色。（2）铁盐56

(3)其它混凝剂①无机高分子混凝剂聚合氯化铝(碱式氯化铝，简称PAC)、聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS)②有机混凝剂天然高分子混凝剂主要有动物胶、淀粉、甲壳素等；人工合成高分子混凝剂，水处理中常用阴离子型、阳离子型、非离子型3种，如聚丙烯酰胺等。(3)其它混凝剂①无机高分子混凝剂57（4）助凝剂①作用：加速沉淀、提高混凝效果，但本身不起凝聚作用。②常见助凝剂

A、pH调整剂：调节原水的pH符合混凝处理工艺要求。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。

B、絮凝结构改良剂：可增大絮体的粒径、密度。常用活性硅酸、粘土、CMC等。③添加方法量及种类依水质而定，先添加混凝剂后添加助凝剂。（4）助凝剂①作用：加速沉淀、提高混凝效果，但本身不起凝聚作581.过滤原理(二)过滤滤浆滤饼过滤介质滤液1.过滤原理(二)过滤滤浆滤饼过滤介质滤液59（1）阻力截留阻力截留（1）阻力截留阻力截留60（２）重力沉降

当原水通过滤层时，众多的滤料颗粒提供了大量沉降面积。（３）接触凝聚

砂粒在水中时带有负电荷，能吸附带正电的微粒凝聚在砂粒上。接触凝聚和重力沉降发生在滤料深层，阻力截留主要发生在滤料表层。（２）重力沉降

当原水通过滤层时，众多的滤料颗粒提供612.过滤的工艺过程基本上包含两个循环过程：

(1)过滤：生产清水

(2)冲洗：冲洗掉滤料表面污物。一般冲洗和过滤的水流方向相反，冲洗又称为反冲或反洗。2.过滤的工艺过程基本上包含两个循环过程：62(1)池式过滤（罐式过滤）

过滤介质（滤料）填于池（罐）中

①特点

“粗滤”的一种，能除去大部分悬浮物、胶体和微生物。

结构简单、处理量大，但不能除去致病菌。3.过滤的方式(1)池式过滤（罐式过滤）3.过滤的方式63②常见滤料

砂、石英砂、磁铁矿石、石头、无烟煤等。滤料的大小和形状是决定除杂质效果的关键因素之一。砂石滤池②常见滤料砂、石英砂、磁铁矿石、石头、无烟煤等。砂石64③滤料层结构单层滤池和多层滤池。典型多层滤池有：A、双层：砂滤层上铺无烟煤滤层（比重轻粒径大）

B、三层：双层滤池下加一层其它滤料（比重大、粒径小），如石榴石、磁铁矿等。③滤料层结构单层滤池和多层滤池。典型多层滤池有：65④垫层（承托层）作用：防止滤料进入配水系统；冲洗时能均匀布水。位置：滤料层和配水系统间。材质：一般采用天然卵石或碎石。④垫层（承托层）作用：防止滤料进入配水系统；冲洗时能均匀布水66表2：垫层的规格层次(自上而下)粒径

(毫米)厚度(mm)１２３４2～44～88～1616～32100100100150表2：垫层的规格层次粒径厚度(mm)１67⑤设备砂石过滤器⑤设备砂石过滤器68多介质过滤器是罐式过滤器的一种，罐内装填几种过滤介质，如石英砂、无烟煤、磁铁矿、锰砂等，有效的除去悬浮杂质、胶体物质和铁、锰等带色离子。多介质过滤器是罐式过滤器的一种，罐内装填几种过滤介质69过滤池过滤池70⑥冲洗

目的：使滤料吸附的悬浮物剥离，恢复滤料的净化和产水能力。冲洗方法：多为逆流水力冲洗，有时兼用压缩空气反冲、水力表面冲洗，机械或超声波扰动等。如形成“泥球”，可用表面冲洗、空气冲洗和机械冲洗。⑥冲洗目的：使滤料吸附的悬浮物剥离，恢复滤料的净化和71(2)砂滤棒过滤①特点

属于“精滤”，适用于水量较少，只含少量有机物、细菌及其它杂质时。原水的压力：1～2kg左右。(2)砂滤棒过滤①特点72

②基本原理

砂滤棒又名砂芯，用硅藻土和骨灰等在高温下焙烧，形成直径0.002～0.004mm小孔。原水在外压下通过砂滤棒，有机物及微生物被微孔截留在砂滤棒表面，滤出的水可达到基本无菌。砂滤棒②基本原理砂滤棒又名砂芯，用硅藻土和骨灰等在高温下73③结构外壳是用铝合金铸成锅形的密封容器。分上下两层，中间以隔板隔开，隔板上（或下）为待滤水，隔板下（或上）为砂滤水，容器内安装一至数十根砂滤棒。③结构外壳是用铝合金铸成锅形的密封容器。分上下两层，74砂棒过滤器（砂滤器）结构砂棒过滤器（砂滤器）结构75④使用注意事项A、常两台联装，交替使用。B、用前消毒：一般用75%酒精或0.25％新洁尔灭，或10%漂白粉。C、使用中：注意操作表压D、使用一段时间后：表压会突然升高，需对砂芯进行处理。方法：

堵住滤芯出水嘴，浸泡在水中，用水砂纸擦砂芯表面。若使用洗涤剂，也可以进行封闭冲洗，不用卸出砂芯。④使用注意事项A、常两台联装，交替使用。76(3)活性炭过滤

①特点可以吸附气体、异味、有机物、细菌、铁、锰等杂质，特别是去除残氯。(3)活性炭过滤①特点77②基本原理

活性炭具多孔性，经煤或果木等高温烧结而成，有煤质炭、果壳炭或木质炭等。具良好的吸附性，能吸附残余氯，还因其“活位性”起催化作用。②基本原理活性炭具多孔性，经煤或果木等高温烧结而78③基本结构外观圆筒状，内装8～10目颗粒状活性碳。底部可装填卵石或石英砂作为支持层。③基本结构外观圆筒状，内装8～10目颗粒状活性碳。底79④使用注意事项A：使用一段时间后要进行反冲清洗及再生。B：砂滤棒过滤（前）常与活性炭过滤（后）连用；C：活性炭具腐蚀性，铁质容器盛装时要涂防腐蚀涂料。D：活性碳吸附饱和后无法通过反冲洗再生，必须及时更换。④使用注意事项A：使用一段时间后要进行反冲清洗及再生。80(4)微滤（MF）①特点膜孔在0.05～10μm，在水处理中用于微小杂质、微生物的去除，或置于超滤、反渗透、电渗析装置前用于保护性过滤。

(4)微滤（MF）①特点81②基本原理

微滤（MF）又称微孔过滤，其基本原理是筛孔分离过程。在压差的推动下，大的粒子组分被膜截留，达到溶液的净化目的。②基本原理微滤（MF）又称微孔过滤，其基本原理是筛孔82③基本结构滤芯：有机或无机材质制成。有机材质有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等，无机材质有陶瓷和金属等。外壳：筒体有不锈钢、工程塑料等种类。陶瓷滤芯有机滤芯③基本结构滤芯：有机或无机材质制成。陶瓷滤芯有机滤芯83④使用注意事项使用一段时间后要进行反冲、清洗（酸、碱洗）。④使用注意事项使用一段时间后要进行反冲、清洗（酸、碱洗）84①特点膜孔在0.001～0.1μm，能彻底滤除水中细菌、铁锈、胶体、大分子有机物等物质。对小分子物质不起作用。②基本原理

利用膜表面孔径机械筛分作用。(5)超滤（UF）①特点(5)超滤（UF）85③基本结构主要包含：膜组件（常采用中空纤维膜组件，内含醋酸纤维素膜和聚砜膜，外壳为不锈钢或耐腐蚀工程塑料）、泵、储罐及附属机件。醋酸纤维素中空膜中空纤维膜组件端口③基本结构主要包含：膜组件（常采用中空纤维膜组件，内含86a:超滤的影响因素

超滤膜的技术参数主要有：滤膜孔径和通水量，通水量受操作压力（压差：0.2～0.5MPa）、料液流速、温度（水温一般为25℃)的影响。b:膜寿命较长，为避免和减轻“浓差极化”现象，要定时冲洗、定期酸洗和碱洗。④使用注意事项a:超滤的影响因素④使用注意事项87(三)硬水软化1.目的

降低水的硬度、碱度和其他离子浓度。2.软化方法

(1)石灰软化法

在水中加入化学药剂如石灰（CaO）等，在不加热的条件下除去钙、镁离子与二氧化碳。是工业上常用的一种软化水的方法。(三)硬水软化1.目的88①适用特点

适用于碳酸盐硬度较高，非碳酸盐硬度较低，不需高度软化的原水，也可用于离子交换水处理的预处理。②基本原理将生石灰CaO配制成石灰乳：

CaO+H2O→Ca(OH)2

用石灰乳除去水中重碳酸钙Ca(HCO3)2

、重碳酸镁Mg(HCO3)2和CO2①适用特点89③石灰添加量A、计算法：石灰添加量按下式计算：

G=56×D(H钙+H镁+mCO2+0.175)(kg/h)

103×Ｋ

式中：Ｇ―石灰消耗量，kg/hD―软化水量，t/h

H暂―原水的暂时硬度毫克当量／L

HMg―原水的镁硬度毫克当量／LB、经验法③石灰添加量A、计算法：石灰添加量按下式计算：90④软化处理设备间歇法设备:原水注入圆柱形锥底容器内；加入所需的石灰乳溶液；压缩空气充分搅拌10～20分钟；静置沉淀4～5小时；上部引出处理水，底部排出沉淀。此法简单，石灰添加量容易控制，但处理时间长。此外还有涡流反应器、连续法处理等装置④软化处理设备间歇法设备:此外还有涡流反应器、连续法处理91涡流反应器石灰软化过程涡流反应器石灰软化过程92⑤石灰－纯碱软化处理（简介）适用于总硬度大于总碱度的水；用石灰除去水中碳酸盐硬度，纯碱除去非碳酸硬度。处理后的软水，残留硬度降低为0.25－0.35毫克当量／升。⑤石灰－纯碱软化处理（简介）适用于总硬度大于总碱度的93⑥石灰软化法特点此法成本低，但需精确计算，适用面窄，目前在自来水厂、可口可乐等企业采用。⑥石灰软化法特点此法成本低，但需精确计算，适用面窄，94(2)离子交换法利用离子交换树脂交换离子的能力，把原水中所不需要的离子通过交换而暂时占有，然后再将它释放到再生液中，使水得到软化。

①适用特点

用于饮料生产中配料用水、锅炉用水及洗瓶水软化。(2)离子交换法利用离子交换树脂交换离子的能力，把原95②原理离子交换树脂是固体多孔高分子共聚物，不溶于酸，碱和水，但吸水膨胀。树脂分子含有极性基团和非极性基团两部分。膨胀后，极性基团起交换作用，非极性基团与本体构成骨架。②原理离子交换树脂是固体多孔高分子共聚物，不溶于酸，96离子交换过程离子交换过程97结论离子交换树脂中的H+和OH－进入水中，水中溶解的阴、阳离子被树脂吸附，水质被软化。结论离子交换树脂中的H+和OH－进入水中，水中溶98③离子交换树脂按来源的不同可分为：

a:矿物质离子交换剂，如泡沸石。

b:碳质离子交换剂，如磺化煤。

c:有机合成离子交换树脂。前两类一般用于水质软化处理，如锅炉用水、冷却水及洗瓶水的水质软化。饮料生产用水的水处理都采用有机合成离子交换树脂。③离子交换树脂按来源的不同可分为：99

④新树脂的处理及转型处理原因

新树脂一般混有杂质；市售的阳树脂多为Na＋型，阴树脂多为Cl－型，需分别用酸碱处理，将阳树脂转为H＋型，阴树脂转为OH－型。④新树脂的处理及转型处理原因100阳树脂方法与步骤第一步：用水浸泡；第二步：加等量7%的HCl溶液浸泡1小时；第三步：加等量8%NaOH溶液浸泡1小时，后水洗。

第四步：加3～5倍7%HCl溶液浸泡2小时转为H＋型，用去离子水洗至pH值3～4。阳树脂方法与步骤第一步：用水浸泡；101阴树脂处理和转型第一步：用水浸泡；第二步：用8%NaOH浸泡，水洗；第三步：用7%的HCl浸泡，水洗；第四步：加入3～5倍量8%NaOH溶液浸泡转为OH－型，用去离子水洗至pH值为8～9。转型处理后的阳、阴树脂装柱，要求树脂间没有气泡，树脂量一般为柱容量的3/4。阴树脂处理和转型第一步：用水浸泡；转型处理后的阳、阴102离子交换的操作流程反洗：清水反向对床层冲洗，使交换剂膨胀、调整位置，洗去杂质。再生：将一定浓度再生液通入床层，置换交换剂上结合的离子，恢复交换剂交换能力。正洗：以淋水正向通过交换剂床层，置换再生液。交换反洗再生正洗离子交换的操作流程反洗：清水反向对床层冲洗，使交换剂膨胀、调103⑤离子交换树脂的再生再生原因：离子交换树脂使用一段时间后交换能力下降，通称为树脂“失效”或“老化”。再生方法：利用水处理逆反应。树脂先进行反洗，再用树脂重量2～3倍的5～7%HCl处理阳树脂，用2～3倍的5～8%NaOH溶液处理阴树脂。然后用去离子水分别洗至pH值为3.0～4.0和8.0～9.0。⑤离子交换树脂的再生再生原因：离子交换树脂使用一段时间后交换104⑥离子交换水处理装置基本分为固定床及连续床两大类。固定床：树脂装填于管柱式容器中，交换、反洗、再生、清洗，间歇反复地在同一装置中进行，树脂本身不移动和流动。

形式：单床、复合床、混合床。

特点：操作简单，设备少，水质稳定；但树脂用量多，运行不连续。⑥离子交换水处理装置基本分为固定床及连续床两大类。105单固定床设备结构示意图单固定床设备结构示意图106复合床：阳、阴离子交换柱串联应用实例：水处理复合床：阳、阴离子交换柱串联107固定混合床混合床：阳、阴树脂按一定比例混合，装在同一柱中，离子交换迅速，几乎不存在阳床或阴床交换时产生的逆交换现象。应用实例：水处理固定混合床混合床：阳、阴树脂按一定比例混合，装在同一柱中，离108⑦使用注意事项不能处理含盐量过高的原水，对此类原水应在离子交换处理前作相应预处理，如混凝、过滤或电渗析等。

⑦使用注意事项不能处理含盐量过高的原水，对此类原水应109(3)反渗透①基本原理如在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水份就会从盐水一侧透过半透膜至淡水一侧，此现象就称为反渗透。(3)反渗透①基本原理110②反渗透膜的性能及种类A:醋酸纤维素膜（简称CA膜)

目前市场上销售的CA膜是以甲酰胺为发孔剂铸膜而成。CA膜的形态有平板式、管式和螺旋卷式、中空纤维式膜等。B:芳香聚酰胺纤维膜（简称PA膜)

主要原料为芳香聚酰胺，性能优越。有多种形式。膜的主要参数有：透水率、脱盐率、抗压实性②反渗透膜的性能及种类A:醋酸纤维素膜（简称CA膜)膜的主要111③反渗透装置及其流程

装置：主要包括膜组件和泵。膜组件主要有板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种。水处理系统常用中空纤维式。

工艺流程：通常采用一级或二级反渗透。③反渗透装置及其流程装置：主要包括膜组件和泵。112④使用注意事项A:对原水要进行预处理，如过滤、石灰软化或在水中添加柠檬酸、酒石酸来防止铁盐、碳酸盐等结垢的形成。B:为避免和减轻“浓差极化”现象，要定时反冲（物理清洗）、定期酸洗和碱洗（化学清洗）。④使用注意事项A:对原水要进行预处理，如过滤、石灰软化或在水113(4)电渗析法①适用特点可以脱除原水中的盐分和提高其纯度，从而降低其硬度。常用于海水和咸水的淡化，或用自来水制备初级纯水。(4)电渗析法①适用特点114②基本原理在外加直流电场的作用下，根据异性相吸、同性相斥的原理，使原水中阴、阳离子分别通过阴离子和阳离子交换膜而达到净化作用。②基本原理在外加直流电场的作用下，根据异性相吸、同性115③结构有立式和卧式两种形式。其基本部件均是浓淡水室的隔板、离子交换膜、电极、水隔板、锁紧装置等。卧式立式③结构有立式和卧式两种形式。其基本部件均是浓淡水室的116④对原水要求原水水质应符合饮用水要求，应配合适当预处理，如混凝、过滤、杀菌等，除去杂质。电渗析法处理水，较浪费水源。④对原水要求原水水质应符合饮用水要求，应配合适当预处117⑤使用注意事项a:用前的预处理：包括新膜处理；设备冲洗；启动时先通水后通电，停用后先断电后停水。b:使用中测定电渗析器的极限电流和工作电流c:停运保护

d:去除水垢：包括倒换电极；定期酸洗、碱洗⑤使用注意事项a:用前的预处理：包括新膜处理；设备冲洗；启动118(5)EDI法（1）原理

又称连续电除盐技术，将电渗析技术和离子交换技术融为一体。

通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生。(5)EDI法（1）原理119②技术特点制水过程不需酸、碱化学药品再生设备结构紧凑、操作简便用在反渗透后，制备超纯水。EDI水处理系统②技术特点制水过程不需酸、碱化学药品再生EDI水处理系统120(四)水的消毒

常用方法有：氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒，消毒并非将所有微生物全部杀灭。1.氯消毒

(1)适用特点：只适用于没有采用自来水为水源的饮料厂，简单有效，但残氯会带来异味，还会影响产品质量。（可用活性炭法吸附去除）

(四)水的消毒常用方法有：氯消毒、臭氧消毒、紫外线消121(2)基本原理氯在水中反应如下：

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

HOCl→OCl－

+H+HOCl为次氯酸，氯的消毒作用一般认为是产生的次氯酸HOCl的作用，而不是氯气的本身、氢离子或次氯酸根。(2)基本原理氯在水中反应如下：122(3)加氯方法和加氯量①加氯方法

滤前加氯：适用于原水水质差，有机物多的情况。加氯量多。

滤后加氯：适用于原水水质较好情况，可在沉淀和过滤后加氯，用量少。(3)加氯方法和加氯量①加氯方法123②加氯量加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余氯。

我国水质标准规定，在管网端自由性余氯保持在0.1～0.3mg/L之间，一般总投氯量为0.5～2.0mg/L。②加氯量加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余124(4)常用氯消毒剂①氯胺由水中的氨和氯化合产生，可在水中分解缓慢，能逐步放出HOCl。多用于大型自来水厂。氯与氨比例一般采用2:1～5:1范围。②漂白粉由氯气与熟石灰反应而得，起消毒作用的是CaOCl2（氧氯化钙）。商品漂白粉有效氯含量为25～35%。可配成1～2%溶液或干投使用。(4)常用氯消毒剂①氯胺125③漂粉精（HTH）纯度较漂白粉高，性质更稳定。有效氯含量为60～70%，主要成分是次氯酸钙[Ca(OCl)2]，在水溶液中产生HOCl和OCl－离子。④次氯酸钠

一般采用电解氯化钠溶液制得。在水溶液中可分解成次氯酸，杀菌能力强，性质更稳定，不增加水的硬度，但成本高。③漂粉精（HTH）1262.紫外线消毒(1)适用特点消毒时间短，接触时间短，杀菌能力强，设备简单，操作管理方便，便于自动控制。但没有持续杀菌作用，穿透性差，灯管使用寿命较短，成本略高。2.紫外线消毒(1)适用特点127(2)杀菌原理紫外线为波长在140～490nm的光线，具有杀菌能力，以250～260nm效果最好。微生物受紫外线照射后，蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量，导致蛋白质变性，引起微生物死亡。紫外线对清洁透明的水有一定穿透能力，所以能使水消毒。(2)杀菌原理紫外线为波长在140～490nm的光线128

(3)消毒装置一般包括：紫外线高压汞灯、石英套管、进水管、出水管等。消毒设备布置如图2-2。

(3)消毒装置一般包括：紫外线高压汞灯、石英套管、129紫外线消毒器结构示意图紫外线消毒器结构示意图130(4)影响杀菌效果的因素①水质②水流量③灯管周围介质的温度(4)影响杀菌效果的因素①水质131(5)使用注意事项①水处理能力要超出实际需水量2～3倍。②使用时先注水，再预热灯管，然后进行水消毒；运行时注意电压稳定；关机时，先关进水阀，再关灯。③尽量减少灯管开关次数，定期清洗石英玻璃管。④根据处理水量定灯管数目。如采用低压汞灯消毒，一般30W灯管消毒地下水时不大于15m3/h，消毒地面水不大于6m3/h。(5)使用注意事项①水处理能力要超出实际需水量2～3倍。1323.臭氧消毒(1)特点

臭氧（O3）具氧化性。瞬时灭菌性质优于氯，可同时去水臭、铁和锰，还可改善水色。

但对待处理水的要求高，电耗高，也会造成富氧水。3.臭氧消毒(1)特点133

(2)臭氧的性质和消毒原理

臭氧在常温下略带蓝色，液态臭氧暗蓝色，比氧易溶于水。

臭氧不稳定，在水中易分解生成“新生态氧”，氧化力很强，水中无机、有机物质、微生物均易被臭氧氧化，达到杀菌目的。(2)臭氧的性质和消毒原理臭氧在常温下略带蓝色，液134

(3)臭氧的产生臭氧通常要求随时制取并当场应用。一般是利用干空气或氧气进行高压放电而制成臭氧。每小时每1m2放电面积可产生50g臭氧。

臭氧发生器(3)臭氧的产生臭氧通常要求随时制取并当场应用。一135臭氧发生器臭氧发生器136臭氧空气消毒器臭氧空气消毒器137(4)臭氧杀菌装置一般包括空气净化干燥装置、臭氧发生器、臭氧混合装置和储水装置。臭氧混合装置一般采用以下几种：

①射流器（水射器）：直接利用水管内压力进行混合。

②臭氧接触氧化塔或氧化池：水进入混合池或塔进行混合。效果好，但占地大。(4)臭氧杀菌装置一般包括空气净化干燥装置、臭氧发138(五)水处理工艺流程原则：依原水水质特点、企业规模和最终水质要求。一般程序：混凝、过滤→软化→消毒过滤阶段一般先粗滤、后精滤。

例1：小型饮料厂水处理工艺流程(五)水处理工艺流程原则：依原水水质特点、企业规模和最终水质139

图1：中小型企业水处理工艺布置图图1：中小型企业水处理工艺布置图140图2、中型企业水处理工艺布置图图2、中型企业水处理工艺布置图14151-52饮料概述-课件142水处理系统水处理系统143作业1.新国标中“饮料”如何分类？2.谈谈我国饮料产业未来的发展趋势。3.什么是水的硬度、碱度？对饮料质量有何影响？比较饮用水与饮料用水主要指标差异。4.对比不同过滤的原理，适用性及操作注意事项。作业1.新国标中“饮料”如何分类？14451-52饮料概述-课件145第五章饮料加工工艺第五章饮料加工工艺146第一节饮料概述第一节饮料概述147学习目的和要求1、了解饮料的发展历史、现状、地位、特点以及发展方向，国内外饮料知名企业及产品概况。2、掌握饮料的定义及分类。学习目的和要求1、了解饮料的发展历史、现状、地位、特点以及发148饮料是什么？饮料是149一、传统“饮料”、软饮料定义、分类（一）传统“饮料”

经加工制作、供人们饮用的食品。提供必需水分和营养成分，生津止渴、增进健康。

按主要成分的区别分为：含酒精饮料(硬饮料）、不含酒精饮料（软饮料）。一、传统“饮料”、软饮料定义、分类（一）传统“饮料”1501、定义（GB10789-1996）不含乙醇或乙醇含量小于0.5％的饮料制品。又称为不含酒精饮料或非酒精饮料。（二）软饮料的定义与分类美国、日本、英国、欧盟国家等对“软饮料”有不同的定义和分类方法。1、定义（GB10789-1996）（二）软饮料的定义与分类1512、分类（GB10789-2007）：11大类碳酸饮料（汽水）类其他饮料类固体饮料特殊用途饮料类风味饮料类植物饮料类咖啡饮料类茶饮料类包装饮用水类蛋白饮料类果汁和蔬菜汁类软饮料2、分类（GB10789-2007）：11大类碳酸饮料（汽水152二、饮料（beverage)的定义与分类（一）定义(GB10789-2007)

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0.5%的制品，不包括饮用药品。二、饮料（beverage)的定义与分类（一）定义(GB101531、碳酸饮料类(carbonatedbeverages)

（二）分类（1）定义：在一定条件下充入二氧化碳气的制品。成品中二氧化碳气的含量(20℃时的容积倍数)不低于1.5倍。1、碳酸饮料类(carbonatedbeverages)154（2）分类：果汁型、果味型、可乐型及其他型韩国大麦味（其他型）健力宝果汁型可口可乐果味型娃哈哈可乐型（2）分类：果汁型、果味型、可乐型及其他型韩国大麦味（其他型1552、果汁和蔬菜汁类(fruitandvegetablejuices)（1）定义：用水果和（或）蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实）等为原料，经加工或发酵制成的饮料。2、果汁和蔬菜汁类(fruitandvegetable156果汁和蔬菜汁类其他果蔬汁饮料水果饮料发酵型果蔬汁饮料果汁（浆）和蔬菜汁(浆)

浓缩果汁（浆）和浓缩蔬菜汁（浆）果汁饮料和蔬菜汁饮料果汁饮料浓浆和蔬菜汁饮料浓浆复合果蔬汁（浆）及饮料果肉饮料

果汁和蔬菜汁类其他果蔬汁饮料水果饮料发酵型果蔬汁饮料果汁（浆1573、蛋白饮料类(proteinbeverages)定义：以乳或乳制品、或有一定蛋白质含量的植物的果实、种子或种仁等为原料，经加工或发酵制成的饮料。分类：含乳饮料、植物蛋白饮料、复合蛋白饮料3种类型。3、蛋白饮料类(proteinbeverages)定义：1584、包装饮用水类(drinkingwater)

定义：指密封于容器中可直接饮用的水。分类：饮用天然矿泉水、饮用天然泉水、其他天然饮用水、饮用纯净水、饮用矿物质水、其他包装饮用水6种类型。4、包装饮用水类(drinkingwater)定义：指密1595、茶饮料类(teabeverages)

定义：以茶叶的水提取液或其浓缩液、茶粉等为原料，经加工制成的饮料。分类：茶饮料（茶汤）、茶浓缩液、调味茶饮料、复（混）合茶饮料4种类型。5、茶饮料类(teabeverages)1606、咖啡饮料类(coffeebeverages)定义：以咖啡的水提取液或其浓缩液、速溶咖啡粉为原料，经加工制成的饮料。分类：浓咖啡饮料、咖啡饮料、低咖啡因咖啡饮料3种类型。6、咖啡饮料类(coffeebeverages)定义：以1617、植物饮料类(botanicalbeverages)

定义：以植物或植物抽提物（水果、蔬菜、茶、咖啡除外）为原料，经加工或发酵制成的饮料。分类：食用菌饮料、藻类饮料、可可饮料、谷物饮料、其他植物饮料5种类型。7、植物饮料类(botanicalbeverages)定1628、风味饮料类(flavoredbeverages)定义：以食用香精（料）、食糖和（或）甜味剂、酸味剂等作为调整风味主要手段，经加工制成的饮料。分类：果味饮料、乳味饮料、茶味饮料、咖啡味饮料、其他风味饮料5种类型。8、风味饮料类(flavoredbeverages)定义1639、特殊用途饮料类(beveragesforspecialuses)定义：通过调整饮料中营养素的成分和含量，或加入具有特定功能成分的适应某些特殊人群需要的饮料。分类：运动饮料、营养素饮料、其他特殊用途饮料3种类型。9、特殊用途饮料类定义：通过调整饮料中营养素的成分和含量，或16410、固体饮料类（powderedbeverages)

定义：用食品原料、食品添加剂等加工制成粉末状、颗粒状或块状等固态料的供冲调饮用的制品。举例：果汁粉、豆粉、茶粉、咖啡粉、果味型固体饮料、固态汽水（泡腾片）、姜汁粉。10、固体饮料类（powderedbeverages)16511、其他饮料类除上述10种类型以外的饮料11、其他饮料类除上述10种类型以外的饮料166三、饮料的发展现状及发展趋势（一）世界饮料的发展现状1、总销售额：2010年超过2100亿美元。2、强国：美国、日本、德国、法国、巴西、英国、意大利、中国、墨西哥、加拿大等。3、发展趋势：健康、天然、安全饮料，如纯天然果蔬植物饮料、茶饮料、功能型饮料、花草饮料、矿泉水。三、饮料的发展现状及发展趋势（一）世界饮料的发展现状167（二）中国饮料的发展现状1、饮料行业的特点（1）产品的生命周期短。（2）产品季节性强，但相对利润率较高。（3）寡头垄断竞争的格局逐渐形成。（4）产品品类多元化。（5）品牌消费集中化：碳酸饮料CR4＞90%，果汁饮料＞60%，茶饮料＞75%、瓶装饮用水＞50%（6）产品竞争转向产业链竞争。注释：行业集中率是指该行业的相关市场内前N家最大的企业所占市场份额的总和。例如，CR4是指四个最大的企业占有该相关市场份额。同样，五个企业集中率（CR5）、八个企业集中率（CR8）均可以计算出来。（二）中国饮料的发展现状1、饮料行业的特点注释：行业集中率是1682、成就（1）产量大，增长速度快

2012年预计可实现工业总产值约9000亿元，产量约12000万吨，比上年同期增长了11.2%。

2012年中国饮料市场上果蔬汁饮料、茶饮料、植物凉茶饮料、瓶装饮用水、碳酸饮料占据了85%以上的份额。2014年前三季度，中国饮料行业累计产量突破1.2亿万吨，增速高于全球主要饮料生产大国。

2、成就（1）产量大，增长速度快169（2）质量稳步提高随着QS认证的实施，全国饮料产品质量稳步提升。（2）质量稳步提高170（3）品种丰富多彩、包装不断更新、生产设备不断完善。（3）品种丰富多彩、包装不断更新、生产设备不断完善。171（4）企业规模化、集团化、名牌化战略逐渐成熟。国际企业：可口可乐、百事可乐、达能、雀巢、卡夫（固体饮料）中国企业：加多宝、娃哈哈、乐百氏、统一、顶津、汇源、达利园、露露、养生堂河南品牌：澳得利、中沃、九头崖、栗子园等

（4）企业规模化、集团化、名牌化战略逐渐成熟。1723、存在问题（1）发展不平衡（2）食品安全问题（3）面临国际品牌的巨大压力（4）技术人才缺乏（5）部分企业面临资金短缺、产品更新慢、设备陈旧、管理落后等问题。3、存在问题（1）发展不平衡（2）食品安全问题（1734、发展趋势（1）产品品种结构进一步调整

总体归纳为：四化、三低、两高、一无。（2）包装更趋多样化

PET材料占据主导地位。4、发展趋势（1）产品品种结构进一步调整（2）包装更趋多样化174

（3）产品质量：更趋稳定

（4）口味：向清淡口味方向发展

（5）饮料企业发展：集中扶植优势企业和名优品牌。打造民族品牌，积极开拓国际市场。（3）产品质量：更趋稳定（4）口味：向清淡口味175第二节

饮料用水及水处理第二节

饮料用水及水处理176学习目的和要求1、了解天然水源的类型及特点。2、熟悉水质对饮料品质的影响。3、掌握饮料用水水质要求的主要指标。4、掌握饮料用水的主要处理方法、步骤和原理，并能用这些知识指导实践。学习目的和要求1、了解天然水源的类型及特点。177一、饮料用水的水质要求

（一）饮料用水的来源1.地下水井水、泉水、自流井水等。特点

A：含各种可溶性矿物质。含量多少取决于流经地质层中矿物质含量。

B：很少含泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。一、饮料用水的水质要求

（一）饮料用水的来源1.地下水1782.地表水指河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。

特点

A：矿物质较少。

B：常含有黏土、砂、水草、腐殖质、钙镁盐类、其它盐类及细菌等。杂质情况很大差别。近几年，地表水污染严重。2.地表水指河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。1793.自来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。特点

A:水质好且稳定，符合生活饮用水标准。

B:价格较高。

C:某些指标通常不符合饮料用水要求。3.自来水经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮180（二）水中杂质来源及对饮料品质的影响天然水源中杂质分类按微粒分散的程度分为三类：

悬浮物、胶体物质、溶解物。杂质类型溶解物胶体物质悬浮物粒径＜1nm1~200nm＞200nm状态透明光照下浑浊浑浊（肉眼可见）识别电子显微镜超显微镜普通显微镜常用处理法离子交换混凝、澄清、自然沉降、过滤天然水源杂质的分类与特征（二）水中杂质来源及对饮料品质的影响天然水源中杂质分181１、悬浮物（1）特点

为粒度大于200

nm的杂质。呈混浊状态，可自行沉降。主要是无机物质，浮游生物及微生物。

（2）对饮料的影响导致饮料混浊、异味、变质、影响CO2溶解等。１、悬浮物182２、胶体杂质（1）特点

粒度大致为1～200

nm。具有①丁达尔现象；②稳定性。

多数是无机胶体，还含有高分子有机胶体。

（2）对饮料的影响

混浊（无机胶体）

带色（有机胶体）２、胶体杂质（1）特点183３、溶解物

粒度1

nm以下，以分子或离子状态存在。主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。（1）溶解气体

氧气、二氧化碳、硫化氢、氯气等。影响饮料风味、色泽，碳酸饮料中CO2溶解量。３、溶解物粒度1nm以下，以分子或离子状态存在。主184（2）溶解盐类所含溶解无机盐构成水的硬度和碱度。①水的硬度（H表示）

指水中钙离子和镁离子盐类的总含量。分为总硬度、暂时硬度和永久硬度。（2）溶解盐类所含溶解无机盐构成水的硬度和碱度。185又称碳酸盐硬度，主要化学成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其次是碳酸盐。加热煮沸分解生成碳酸盐可除去。

Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2→Mg(OH)2+

CO２问题：水垢的主要成分是什么？暂时硬度又称碳酸盐硬度，主要化学成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其186永久硬度又称非碳酸盐硬度，表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、MgCl2）、硫酸盐

(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐[Ca(NO3)2、Mg(NO3)2]等盐类的含量。这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变化，故称永久硬度。永久硬度又称非碳酸盐硬度，表示水中钙、镁的氯化物（C187总硬度

总硬度为暂时硬度和永久硬度之和。总硬度＝[Ca2+]/40.08+[Mg2+]/24.3

[Ca2+]、[Mg2+]表示水中钙、镁离子含量（mg/L）。

单位:mmol/L（通用单位）、德国度（）、mg/L１mmol/L＝2.804德国度＝50.045mg/L

（以CaCO3表示）总硬度总硬度为暂时硬度和永久硬度之和。１mmol/L＝2188硬度过高对饮料的影响

①与二氧化碳反应，降低碳酸饮料产品酸度，影响风味，缩短贮存期；②Fe2+、Mn2+等氧化，引起混浊变色；③设备沉垢；④形成水垢，洗瓶增加耗碱量。浑浊：一般用于水中有固体或者沉淀，而不清楚，相对应用偏向科学具体，由于沉淀或沉积物而混浊不清。混浊：更多用于空气或者社会，相对更抽象一点。

硬度过高对饮料的影响①与二氧化碳反应，降低碳酸饮料产品189②水的碱度（用A表示）是能与H+结合的OH-、CO32-和HCO3-的总含量，合称总碱度，用mmol/L表示。

天然水中通常不含OH-、CO32-，仅有HCO3-存在。

只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中，才存在有OH-、CO32-离子。②水的碱度（用A表示）是能与H+结合的OH-、CO190碱度过高对饮料的影响

①与金属结合形成水垢；

②产生不良气味；

③与有机酸反应，影响饮料糖酸比，因酸度下降，使微生物在饮料中生存；

④影响二氧化碳溶解度；

⑤与果蔬汁中某些成分反应，产生沉淀。碱度过高对饮料的影响①与金属结合形成水垢；191③总碱度与总硬度的关系有三种情况：天然水中，总碱度与暂时硬度大致相等（即总硬度＞总碱度）①硬度大于碱度，水中有非碳酸盐硬度存在即存在钙、镁离子的氯化物，OH-、CO32-基本上不存在，属于非碱性水；

②硬度小于碱度，说明水中存在OH-、CO32-，属于碱性水，水中有负硬度存在；总碱度减去总硬度的量即为负硬度。③总碱度等于总硬度时，说明水中只含Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。③总碱度与总硬度的关系有三种情况：192知识链接

水中总碱度与总硬度的测定水总硬度的测定：配位滴定法，以铬黑T为指示剂，先与金属离子形成配合物，再用EDTA滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。水总碱度的测定：酸碱中和滴定法，可以酚酞或甲基橙为指示剂。知识链接

水中总碱度与总硬度的测定水总硬度的测定：配位滴定法193（三）饮料用水的水质要求根据饮料企业生产中水的用途，将饮料用水分为：

1、一般用水2、冷却用水

3、饮料生产用水：首先要求符合我国“生活饮用水卫生标准（GB5749－2006）”，此外对某些指标有更高要求，详见下表或16页表1-1-3.（三）饮料用水的水质要求根据饮料企业生产中水的用途，194表1轻工业部部颁碳酸饮料工艺用水水质要求项目

标准项目标准

总硬度（以CaCO3计）低于100mg/L混浊度低于2度溶解性总固体低于500mg/L细菌总数每1mL水样不超过100个游离氯低于0.1

mg/L大肠菌群每1L水样中不超过3个色度低于5度致病菌不得检出表1轻工业部部颁碳酸饮料工艺项目标准项195二、饮料用水的处理水处理实质

①去除水中固体物质②降低硬度和碱度③杀死微生物④除异味水处理程序

混凝→过滤→软化→消毒二、饮料用水的处理196（一）混凝1.概念

在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合成较大颗粒，在水中沉淀下来的过程。所添加的溶解盐类被称为“混凝剂”。（一）混凝1.概念1972.混凝的原理沉降胶体（带负电）混凝剂（带正电）中和电荷，形成絮状物2.混凝的原理沉降胶体（带负电）混凝剂（带正电）中和电荷，形198按结构分为无机和有机混凝剂（三）混凝剂按结构分为无机和有机混凝剂（三）混凝剂199常见无机混凝剂

（1）铝盐

①常见种类：明矾

KAl(SO4)2.12H2O

十二水合硫酸铝钾

、硫酸铝及碱式氯化铝等。

②特点：价格便宜，易购；比重小，水温低时，絮粒较轻而疏松，处理效果较差。

③操作要求以明矾为例:a:水的pH（6.5～7.5）；b:水温（25～35℃）；c:搅拌；d:用量（0.001％～0.02％）。常见无机混凝剂（1）铝盐200

（2）铁盐①常见种类：三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁

②特点生成的絮粒沉淀速度较快；处理浊度低、水温较低的废水，效果比较显著。

FeCl3易吸水潮解；铁盐腐蚀性强，对混凝土会腐蚀；残留水中的Fe2+会使处理后的水带色。（2）铁盐201

(3)其它混凝剂①无机高分子混凝剂聚合氯化铝(碱式氯化铝，简称PAC)、聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS)②有机混凝剂天然高分子混凝剂主要有动物胶、淀粉、甲壳素等