第6章包装饮用水

重点与难点：1、包装饮用水的概念与分类2、饮用天然矿泉水3、饮用纯真水学时：2学时第7章包装饮用水1包装饮用水及分类1.1包装饮用水是指密封于容器中可直接饮用的水。1.2分类GB10789-2007<饮料通那么>饮用天然矿泉水、饮用天然泉水、其他天然饮用水、饮用纯真水、饮用矿物质水、其他包装饮用水。饮用天然矿泉水采用从地下深处自然涌出的或经钻井采集的，含有一定量的矿物盐、微量元素或其他成分，在一定区域未受污染并采取预防措施防止污染的水。在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态目的在天然周期动摇范围内相对稳定。饮用天然泉水采用从地下自然涌出的泉水或经钻井采集的未受污染的地下泉水且未经过公共供水系统的水源制成的制品。地下泉水可经过必要的过滤、臭氧处置或其他相当的消毒过程处置，去除水中的微生物和其他杂质，根本保管对人体有益或无害的全部矿质元素。根据pH值，可将饮用天然泉水分为两类：弱碱性饮用天然泉水：pH值在7.5~8.5范围内；中性饮用天然泉水，pH值在6.0~7.5范围内。其他天然饮用水采用未受污染的水井、水库、湖泊或高山冰川等且未经过公共供水系统的水源制成的制品。饮用天然泉水类及其他天然饮用水的平安评价及消费工艺与饮用天然矿泉水类似。饮用纯真水以符合GB5749-2006<生活饮用水卫生规范>的水为水源，采用适当的加工方法，去除水中的矿物质等制成的制品。饮用矿物质水以符合GB5749-2006<生活饮用水卫生规范>的水为水源，采用适当的加工方法，有目的地参与一定量的矿物质而制成的制品。美国、英国、南非和加拿大等国家的法令都允许在包装饮用水中添加矿物质；国际瓶装水协会理事会〔ICBWA〕的规范也允许在水中添加矿物质，在提及制备水时指出：水源类型不限〔包括公共供水系统〕，其中矿物质添加符合现有添加剂法规或营养素法规；国际食品法典委员会<瓶装(包装)饮用水通用规范>指出：适用于人体饮用的水，可含有天然存在或者有目的参与的矿物质或CO2，但不能含有糖、甜味剂、香精及其他配料。矿物质水可在纯真水根底上添加人体所需矿物质，其中最常见的是KCl和MgSO42种食品添加剂，均应严厉按照国家规范GB2760-2007<食品添加剂运用卫生规范>和GB14880<食品营养强化剂运用卫生规范>进展微量添加，以添加人体对矿物质的摄入。其他包装饮用水以符合GB5749-2006<生活饮用水卫生规范>的水为水源，采用适当的加工方法，不经调色处置而制成的制品，如添加适量食用香精〔料〕的调味水等。其他包装饮用水主要有富氧水、活性水、果味水、电解水、离子水等。饮用天然矿泉水饮用天然泉水其他天然饮用水其水源来自未受污染的水井、水库、湖泊或高山冰川等且未经过公共供水系统，其理化特征、平安评价及消费工艺较为类似。天然饮用水饮用纯真水饮用矿物质水其他包装饮用水其水源除符合规范的天然的饮用水外，还有经过自来水厂的净化处置，符合国家规范的自来水等。这一类包装饮用水的消费工艺类似。2天然矿泉水2.1天然矿泉水的定义天然矿泉水是在特定的地质条件下构成的一种珍贵的地下液态矿产资源，以水中所含的适宜医疗或饮用的气体成分、微量元素和其他盐类区别于普通地下水资源。2.2天然矿泉水的分类饮用矿泉水医疗矿泉水不以医疗疾病为目的，含有一定量的矿物质和表达特征化的微量元素或其他组分，符合饮用水规范的一种平安、卫生的水。作为饮料，不需经医嘱，对质量要求严厉，尤其细菌学目的和有害化学成分应符合WHO饮用水的国际规范和我国饮用水卫生规范。需遵守一定的原那么，饮用后起医疗作用。2.3矿泉水与泉水矿泉水是以泉水中所含盐类成分、矿化度、气体成分、少数活性离子以及放射性成分的多寡来定义的，与泉水、普通地下水是不同的。普通从地下深部自然涌出的地下水称为泉水。在古代，人们所认识的矿泉水，绝大多数是泉水，习惯上也把泉水称为矿泉水，现实上矿泉水与泉水是不同的。3饮用天然矿泉水3.1饮用天然矿泉水的分类可以按矿泉水的温度、浸透压、pH值、紧张度、矿泉水涌出的方式以及水文地质学等来分类。目前消费中对天然矿泉水的分类主要按矿泉水中的化学成分来进展分类。3.1.1我国的分类体系GB8537-2021<饮用天然矿泉水>根据产品中CO2含量分为：〔1〕含气天然矿泉水包装后，在正常温度和压力下有可见同源CO2自然释放起泡的天然矿泉水。〔2〕充气天然矿泉水按国家规范规定处置，充入CO2而起泡的天然矿泉水。〔3〕无气天然矿泉水按国家规范规定处置，包装后其游离CO2含量不超越为坚持溶解在水中的碳酸氢盐所必需的CO2含量的一种天然矿泉水。〔4〕脱气天然矿泉水按国家规范规定处置，包装后在正常的温度和压力下无可见的CO2自然释放的一种天然矿泉水。冷泉微温泉温泉高温泉20℃以下20~37℃37~42℃42℃以上3.1.2国际矿泉分类法温度混协作用——各种成分水的混合；蜕变作用——脱氧、脱硫酸和岩石吸附复合体中的离子交换作用；微量元素和重金属的富集3.2矿泉水的理化特征及表示方法3.2.1矿泉水的理化特征3.2.1.1构成过程中的根本作用主要元素钾、钠、钙、镁、铁、铝、氯、硫、氮、氧、氢、碳、硅；较少的元素锂、锶、钡、铅、镍、锌、锰、铜、碘、氟、硼、磷、砷；稀有元素铬、钴、铀、铟、镓、锗、锆、钛、钒、汞、铋、镉、钨、硒、钼、银、金、铂、锡、锑。放射性元素镭、钍、氡等3.2.1.2组成天然矿泉水的元素与普通淡水相比，具有3个主要显著特征：1、普通矿泉水温度比较高，因此也叫温泉、汤泉、暖泉等。矿泉水中也有少数温度不高的，称为冷泉，如含有较多碳酸的碳酸泉或含有放射性的氡泉。2、含有较高浓度的离子成分。如HCO3－、Cl－、SO42－、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋以及有效离子如锂、锶、锌、偏硅酸、硫、碘、氟、铁、硼等。3、含有较多的气体成分。主要有氧气、氮气、二氧化碳、甲烷、硫化氢等。天然矿泉水中的气体主要来自于大气、生物化学作用、化学作用和放射性物质的衰变。3.2.1.3矿泉水的特征3.2.2矿泉水理化特征表示方法库尔洛夫数学分式以毫摩尔的百分数表示离子含量，列于该离子符号的右下角；并按含量递减的顺序将主要的阴离子陈列于横线上；主要的阳离子排于横线下；凡是含量小于10%的离子都不在式中表示。其方式如下：式中：SP——所含气体或微量元素，g/L；M——溶解性总固体，即总矿化度，g/L；pH——酸碱度；T——泉温，℃；Q——泉水涌出量，L/s或t/24h。H2SiO30.7•H2S0.021•CO20.031•M3.27Cl84.76SO414.34Na71.63Ca27.38•pH〔6.2〕•T〔52℃〕•Q〔100t/24h〕经对某矿泉水成分分析，测得该矿泉水成分为：溶解性固体含量3.27g/L，偏硅酸含量为0.7g/L，硫化氢含量为0.021g/L，二氧化碳含量为0.031g/L；各主要离子成分的毫摩尔百分数为Cl－占84.76%，SO42－占14.34%，HCO3－占0.78%，Na＋占71.63%，Ca2＋占27.38%，Mg2＋占0.59%；pH为6.2；泉温为52℃，涌出量为每昼夜100t。其库尔洛夫数学分式如何？3.3饮用天然矿泉水的消费工艺3.3.1工艺流程3.3.1.1不含碳酸气的天然矿泉水消费的工艺流程最稳定，装瓶时不会发生氧化，化学成分也不会发生改动，消费工艺较为简单。假设消费的产品中需求含二氧化碳，其工艺流程如下：容器清洗→消毒↓矿泉水→引水→沉淀→粗滤→精滤→充气→灌装→密封→检验↑CO2→净化→紧缩矿泉水→引水→气水分别→水→粗滤→精滤→灭菌→精滤→充气→灌装→封盖→检验CO2→净化→紧缩↑↓对原水中CO2、H2S、Fe、Mn↑的矿泉水需求进展曝气，曝气后其消费工艺和不含碳酸气的天然矿泉水的消费工艺一样，可以再充气消费含CO2的矿泉水或消费不含CO2的矿泉水。3.3.1.2含碳酸气的天然矿泉水消费的工艺流程对CO2↑，H2S、Fe、Mn↓的原水消费含CO2的矿泉水，那么不需求曝气工序，需求进展气水分别和气水混合工序，工艺流程如下：含铁碳酸气矿泉水的消费普通含有5~70mg/LFe，以二价方式存在。废品中CO2含量不应低于0.4%。为了防止装瓶后出现沉淀，这类矿泉水应在不使铁氧化和不脱气的条件下装瓶。在矿泉水中参与抗坏血酸80mg/L，柠檬酸100mg/L。含铁矿泉水应充分杀菌。2.4.2.1引水矿泉水引水工程普通分为地上引水和地下引水两部分。目的是把矿泉水从一定的深度引取到最适当的地表。天然显露的矿泉水：地上引水，加固，清淤，防止地表水的混入，建立泵房。地下引水，发掘至基岩，扩宽扩深，相对封锁，流入水池，然后抽取；也有在矿泉水显露口附近打井取水的。人工揭露的矿泉水：成井时用不锈钢井管，抽取时水泵与井管密封衔接；防止地表水、浅层水的影响。2.4.2工艺要点开采碳酸泉时：气体随压力的降低而逸出，易导致矿物质的沉淀，不仅呵斥水量变化，还可堵塞通道。为了防止二氧化碳的逸失，自然流动采水较好，但不宜用明渠式。必需用泵抽取时，最好用齿轮泵或活塞泵。抽水泵、管道及贮罐必需清洁、与矿泉水不起化学反响。总之，引水任务的主要目的就是在自然条件允许情况下，得到最大能够的流量，防止水与气体的任何损失；防止地表水和浅水的渗入和混入，完全排除有害物质污染和生物污染的能够性，防止水由显露口到利用途物理化学性质发生变化；水显露口设备要方便水的涌出和运用。2.4.2.2曝气曝气是使矿泉水原水与经过净化了的空气充分接触，脱去其中的CO2和H2S等，并发生氧化作用。通常包括脱气和氧化两个同时进展的过程。一些深层的矿泉水中往往含有较高的CO2、H2S和低价态的铁、锰离子，呈酸性，氧的含量较低，处于相对的复原体系。假设不经曝气：矿泉水发生混浊，影响产品的感官质量；原水中的硫化氢气领会给产品带来臭味；铁、锰离子含量过高影响产品口感，也不符合饮用水水质规范的要求。主要有自然曝气法、喷雾法、梯栅法、焦炭盘法、强迫通风法等。2.4.2.3过滤除去水中不溶性悬浮杂质和微生物，防止装瓶后贮藏过程中出现混浊和蜕变。普通需经过粗滤和精滤。粗滤是经过多介质过滤，截留水中较大的悬浮物质，起到初步过滤的作用。过滤时可以参与一些锰砂，可以降低水中的锰、铁含量；还可以参与一些助滤剂如硅藻土或活性炭；或进展一道活性炭过滤。精滤可以采用砂滤棒过滤，但近年来企业更多采用微滤和超滤。微滤经常采用三级过滤，5μm、1μm和0.2μm，大大提高了矿泉水的质量和产品的稳定性，但不能滤掉病毒。为了保证产品的质量，灭菌后的矿泉水再经过一道0.2μm微滤去除残存在矿泉水中的菌体。2.4.2.4灭菌矿泉水：臭氧杀菌和紫外线瓶和盖：消毒剂如H2O2、NaClO、过氧乙酸、ClO2、KMnO4等，消毒后用无菌矿泉水冲洗。臭氧或紫外线2.4.2.5充气是指向矿泉水中充入二氧化碳气体。能否充气主要取决于产品的类型。含碳酸气天然矿泉水或废品中含二氧化碳的矿泉水。原水经过引水、曝气或气水分别、过滤和杀菌后，再充入二氧化碳气体。所用的CO2可以是原水中分别出的，也可以是市售的饮料用钢瓶装的。假设CO2不够纯真，必需进展净化处置。普通需经高锰酸钾的氧化、水洗、枯燥和活性炭吸附脱臭，去除挥发性成分，否那么会带来异味和有机杂质，并给微生物的生长提供时机。碳酸泉中往往拥有质量高数量多的CO2，矿泉水消费企业可以回收利用。由于这种天然碳酸气纯真，可直接采用该产品消费含气矿泉水。充气普通是在气水混合机中完成的。2.4.2.6灌装将杀菌后的矿泉水装入已灭菌的包装容器的过程。消费中均采用自动灌装机在无菌车间进展。灌装方式取决于矿泉水产品的类型，不含气矿泉水采用负压灌装；含气矿泉水普通采用等压灌装。在矿泉水厂，自动洗瓶机与灌装工序相配合。矿泉水的灌装工艺和设备都比较简单，但卫生方面的要求却非常严厉，对瓶要进展彻底的杀菌，装瓶各个环节都要防止污染。2.4.3矿泉水消费中存在的质量问题矿泉水消费过程中，假设处置不当，经过一定时间的贮藏，会出现一些质量问题。变色沉淀微生物发绿发黄藻类植物〔绿藻〕和一些光合细菌〔绿硫细菌〕。有效的过滤和灭菌。管道和消费设备材质不好，产生铁锈。优质的不锈钢资料或高压聚乙烯。白色沉淀红、黄、褐色沉淀低温长时间贮藏，细微，正常。高矿化度和重碳酸型，密封不严，pH↑。充分曝气后过滤；充入CO2，密封。Fe、Mn离子含量高。防止地表水的污染；充分曝气。目的难以控制。严厉按饮料厂消费卫生规范进展消费。矿泉水灭菌、防止水源污染、消费设备的消毒、灌装车间的净化、瓶和盖的消毒、消费人员的个人卫生。3饮用纯真水3.1饮用纯真水的定义是以符合生活饮用水卫生规范的水为原料，经过电渗析法、离子交换法、反浸透法、蒸馏法及其他适当的加工方法制得的，密封于容器中且不含任何添加物可直接饮用的水。纯真水在加工过程中去除了水中的矿物质、有机物及微生物。3.2纯真水的消费工艺详细的消费工艺应该根据水源的情况确定。目前纯真水的消费主要采用反浸透法和蒸馏法。3.2.1纯真水消费中的膜及其特性微滤膜〔MF〕：0.1~10μm，微粒和细粒