軟飲料1用水及水處理

1、教 案課 題： 第1章 軟飲料用水水質(zhì)及水處理審批簽字班級授課日期學(xué)時2學(xué)時教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1. 了解水源的分類及其特點。2. 了解天然水中的雜質(zhì)技能目標(biāo)：使學(xué)生能夠?qū)λM行分類教學(xué)重點難點重點：軟飲料用水的水處理難點：軟飲料用水的水處理教學(xué)方法講授法參考資料或教具多媒體課件、教材教學(xué)內(nèi)容方法過程：附記組織教學(xué)：師生問好，檢查出勤情況新課導(dǎo)入：大家能說出所熟知的幾種水？水是一生命的源泉，一切活動都離不開水，那么今天我們就來學(xué)習(xí)一下水。 講授新課： 一、水源的分類及其特點1、地表水地表水是指地球表面所存積的天然水，包括江水、河水、湖水、水庫水、池塘水和淺井水等。江河水不一定全部是地表水。其中部

2、分可能是地下水穿過土層或巖層流至地表。特點：水量豐富，礦物質(zhì)含量較少，水質(zhì)不穩(wěn)定。地表水的污染物主要有黏土、砂、水草、腐殖質(zhì)、昆蟲、微生物、無機鹽等，有時還會被工業(yè)廢水污染。2、地下水地下水是指經(jīng)過地層的滲透、過濾，進入地層并存積在地層中的天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水等。特點：水質(zhì)較澄清、水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高。3、城市自來水特點：水質(zhì)好且穩(wěn)定，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；水處理設(shè)備簡單，容易處理，一次性投資??；但水價高，經(jīng)常性費用大。二、天然水中的雜質(zhì)天然水源中的雜質(zhì)按其微粒分散的程度，大致可分為3類：懸浮物、膠體物質(zhì)和溶解物質(zhì)。懸浮雜質(zhì)主要是泥土、砂粒之類的無機物質(zhì)，也有浮游生物（

3、如藍(lán)藻類、綠藻類）及微生物等。懸浮物質(zhì)在成品飲料中能沉淀出來，生成瓶底積垢或絮狀沉淀的蓬松性微粒；影響CO2的溶解，造成裝瓶時噴液；有害的微生物的存在不僅影響產(chǎn)品風(fēng)味，而且還會導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)。膠體物質(zhì)光線照射上去，呈混濁的丁達(dá)爾現(xiàn)象；吸附水中大量離子帶有電荷，不能自行下沉。它們對飲料的影響主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性上，使成品易于產(chǎn)生混濁沉淀等。膠體物質(zhì)分為兩種：無機膠體和有機膠體。無機膠體如黏土和硅酸膠體，是由許多離子和分子聚集而成的，它們占水中膠體的大部分，是造成水質(zhì)混濁的主要原因；溶解物質(zhì)主要是溶解氣體、溶解鹽類和其他有機物；溶解氣體主要是氧氣和二氧化碳、硫化氫和氯氣等，這；溶解鹽類構(gòu)成了水的硬度和堿

4、度；三、軟飲料工業(yè)用水的水質(zhì)要求；水是軟飲料生產(chǎn)中的重要原料之一，水質(zhì)的好壞，直接；飲料用水首先必須符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB57；但飲用水的理化指標(biāo)并不能滿足生產(chǎn)飲料的要求，特別；飲用水與軟飲料用水差異；指標(biāo)；濁度/度；色度主要原因。有機膠體是一類分子質(zhì)量很大的高分子物質(zhì)，一般是動植物殘骸經(jīng)過腐蝕分解的腐殖酸、腐殖質(zhì)等，是造成水質(zhì)帶色的原因。溶解物質(zhì)主要是溶解氣體、溶解鹽類和其他有機物。溶解氣體主要是氧氣和二氧化碳、硫化氫和氯氣等，這些氣體的存在會影響碳酸飲料中二氧化碳的溶解量并產(chǎn)生異味，影響其他飲料的風(fēng)味和色澤。溶解鹽類構(gòu)成了水的硬度和堿度。三、軟飲料工業(yè)用水的水質(zhì)要求水是軟飲料生產(chǎn)中的

5、重要原料之一，水質(zhì)的好壞，直接影響成品的質(zhì)量，高質(zhì)量的飲料是與高品質(zhì)的水分不開的。目前大中型飲料廠均備有完善的水處理設(shè)備系統(tǒng)，這是許多名牌飲料質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。一些小廠直接采用自來水、井水等生產(chǎn)飲料，飲料易產(chǎn)生沉淀、變質(zhì)、變色等現(xiàn)象。因此，飲料用水的來源及處理對飲料生產(chǎn)具有重要的意義。飲料用水首先必須符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-1985）。但飲用水的理化指標(biāo)并不能滿足生產(chǎn)飲料的要求，特別是蛋白飲料、果汁飲料。根據(jù)飲料工藝用水的特殊要求而強調(diào)下列指標(biāo)，見下表：飲用水與軟飲料用水差異指標(biāo)濁度/度色度/度總固形物/(mg/L)總硬度（以CaCO3計）/(mg/L)總堿度（以CaCO3

6、計）/(mg/L)鐵/(mg/L)高錳酸鉀消耗量（以O(shè)2計）/(mg/L)游離氯/(mg/L)致病菌水的硬度：水的硬度是指水中離子沉淀肥皂的能力。水的硬度大小，通常指的是水中鈣鎂離子鹽類的含量。水的硬度分為總硬度、碳酸鹽硬度（暫時硬度）和非碳酸鹽硬度（永久硬度）。 碳酸鹽硬度的主要化學(xué)成分是鈣、鎂的重碳酸鹽（Ca（HCO3）2），其次是鈣鎂的碳酸鹽。其中重碳酸鹽經(jīng)煮沸可以分解為溶解性很小的碳酸鹽，成為沉淀而從水中除去，故又稱為暫時硬度。非碳酸鹽硬度主要是指鈣鎂的硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物。一般在煮沸時不會飲用水 3 15 1000 450 - 0.3 - 0.3 - 飲料用水 2 5 500 10

7、0 50 0.1 10 0.1 不得檢出析出，故而又被稱為永久硬度。暫時硬度和永久硬度之和即為總硬度。水的硬度表示方法有多種，我國采用的方法與德國相同。德國度（°d）：1L水中含有相當(dāng)于10mg的CaO，其硬度即為1個德國度（1°d）。這是我國目前最普遍使用的一種水的硬度表示方法。水的硬度通用單位為mmol/L，1mmol/L=2.804德國度（°d）。天然水按硬度可分為：極軟水（4度），軟水（48度），中等硬度水（816度），硬水（1630度），極硬水（30度）。飲料用水水質(zhì)要求硬度小于8.5度，當(dāng)水的硬度過大時，會產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和有機酸鈣鹽沉淀，對飲料生產(chǎn)會產(chǎn)

8、生一些不良影響；非碳酸鹽硬度過高時，還會使飲料出現(xiàn)鹽味；另外，在洗瓶時，在浸瓶槽上形成水垢，會增加燒堿的用量。水的堿度：水的堿度是指水中能與H+結(jié)合的OH-，CO32-和HCO3-的含量，以mmol/L表示。水中OH-，CO32-和HCO3-的總含量為水的總堿度。天然水中通常不含OH-，水中無鈉、鉀存在時，CO32-的含量也很小，因此天然水中僅有HCO3-存在。當(dāng)水的堿度過大時，會對飲料生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響，主要有以下幾個方面：和金屬離子反應(yīng)形成水垢，產(chǎn)生不良?xì)馕叮缓惋嬃现械挠袡C酸反應(yīng)，改變飲料的糖酸比與風(fēng)味；影響CO2的溶入量；造成飲料酸度下降，使微生物容易在飲料中生存；生產(chǎn)果汁型碳酸飲料時，會

9、與果汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀等。如沈陽一汽水廠生產(chǎn)果子蜜汽水的投酸量是0.1%，而汽水含酸的實際測出量平均是0.058%。這就是說有42%的檸檬酸消耗在水中。通常用濁度和色度來定量表示水中的各種懸浮物、膠體。濁度測定常把1L水中含有1mg高嶺土（或硅藻土）表示為1濁度。色度指除去水中懸浮物質(zhì)后，水樣的色澤深淺。色度一般用氯鉑酸鉀和氯化鈷配成的鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)試劑比色法測定。相當(dāng)于1mg鉑在1L水中所具有的顏色稱為1度。小結(jié)：1. 掌握水的硬度。2. 了解軟飲料的分類。板書設(shè)計：第1章 軟飲料用水水質(zhì)及水處理一、水源的分類及其特點1、地表水2、地下水3、城市自來水二、天然水中的雜質(zhì)三、軟飲料工業(yè)

10、用水的水質(zhì)要求后記教 案課 題： 第1章 軟飲料用水水質(zhì)及水處理審批簽字班級授課日期學(xué)時2學(xué)時教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1、了解軟飲料工業(yè)用水的水質(zhì)要求2、掌握軟飲料用水的水處理。技能目標(biāo)：能夠?qū)λM行凈化處理教學(xué)重點難點重點：了解軟飲料工業(yè)用水的水質(zhì)要求難點：掌握軟飲料用水的水處理教學(xué)方法講授法參考資料或教具多媒體課件、教材教學(xué)內(nèi)容方法過程：附記組織教學(xué)：師生問好，檢查出勤情況新課導(dǎo)入：提問水的分類有哪幾種？近年來我國推行“集中生產(chǎn)主劑、分散灌裝飲料”的產(chǎn)業(yè)政策，使用主劑時，飲料灌裝僅需準(zhǔn)備糖和水（或碳酸水）。如果兩個特許灌裝廠使用同樣牌號的飲料主劑，但原料水的堿度相差較大，不難想象，將兩個廠用統(tǒng)一

11、包裝的碳酸飲料的部分酸度發(fā)生改變，會使飲料香氣特征和味的感覺發(fā)生惡化。還有余氯也會使飲料產(chǎn)生明顯的異味。必須進行較為全面的水處理。 講授新課： 第1章 軟飲料用水水質(zhì)及水處理四、軟飲料用水的水處理目的：采用經(jīng)濟合理的工藝操作有效地去除天然水中的雜質(zhì)，得到符合軟飲料工藝要求的原料水。水處理之前，首先應(yīng)對水質(zhì)進行精密分析，了解水中雜質(zhì)種類、狀態(tài)，并確定用水量，以便決定水處理選用的工藝、設(shè)備。近年來我國推行“集中生產(chǎn)主劑、分散灌裝飲料”的產(chǎn)業(yè)政策，使用主劑時，飲料灌裝僅需準(zhǔn)備糖和水（或碳酸水）。如果兩個特許灌裝廠使用同樣牌號的飲料主劑，但原料水的堿度相差較大，不難想象，將兩個廠用統(tǒng)一包裝的碳酸飲料的

12、部分酸度發(fā)生改變，會使飲料香氣特征和味的感覺發(fā)生惡化。還有余氯也會使飲料產(chǎn)生明顯的異味。必須進行較為全面的水處理。軟飲料用水總體水處理工藝流程一般如下：原水凈化（混凝沉淀、過濾）軟化消毒成品水1、凈化處理水的混凝沉淀與過濾是水處理中的常規(guī)處理方法，目的是為了去除水中的細(xì)小懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)?；炷涸谒屑尤牖炷齽?，使水中細(xì)小懸浮物及膠體物質(zhì)互相吸附結(jié)合成較大的顆粒，從水中沉淀出來。過濾：使細(xì)小懸浮物和膠體物質(zhì)直接吸附在一些相對巨大的顆粒表面而除去，這就是過濾。（1）混凝沉淀常用的混凝劑是鐵鹽和鋁鹽等無機混凝劑，鐵鹽包括硫酸亞鐵、硫酸鐵及三氯化鐵3種，鋁鹽有明礬、硫酸鋁、堿式氯化鋁等。為了提高混

13、凝的效果，加速沉淀，有時需要加入一些輔助藥劑，稱為助凝劑。常用的助凝劑有：活性硅酸、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（CMC）及化學(xué)合成的高分子助凝劑，包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯等。用來調(diào)節(jié)pH值的堿、酸、石灰等。硬度高的水廣泛使用硫酸鋁或硫酸亞鐵的凝聚沉淀法。（2）過濾原水通過粒狀濾料層時，其中一些懸浮物和膠體物質(zhì)被截留在孔隙中或介質(zhì)表面上，這種通過粒狀介質(zhì)層分離不溶性雜質(zhì)的方法稱為過濾。通過過濾可以除去以自來水為原水中的懸浮雜質(zhì)、氫氧化鐵、殘留氯及部分微生物。過濾也可以除去以井水（或礦泉水、泉水）為原水中的懸浮雜質(zhì)、鐵、錳及部分細(xì)菌。過濾常用砂石過濾器、砂濾棒過濾器、活性炭過濾器等。飲料用水

14、在水消毒前進行砂濾棒過濾，可使原水中存在的少量有機物及微生物被砂濾棒的微小孔隙吸附截留于表面而除去一部分。特別是機械雜質(zhì)較少時，如自來水，這是一種在飲料用水處理中應(yīng)用十分廣泛的過濾設(shè)備。有些水中含有余氯和異臭雜味，將極大地影響飲料口感。為了使水質(zhì)無色、無臭、無味，可進行活性炭過濾處理。2、水的軟化飲料用水（包括洗瓶用水、鍋爐用水、配制飲料用水、清洗用水、衛(wèi)生用水等）對水的要求很高。特別是配制飲料用水、洗瓶用水和鍋爐用水除了衛(wèi)生條件要求較高外，對水的硬度要求更高。硬度大的水（一般是地下水），未經(jīng)處理不能作飲料生產(chǎn)和冷卻等的用水，不然會產(chǎn)生大量水垢，使清潔的玻璃瓶發(fā)暗、堵塞洗瓶機的噴嘴和降低換熱器

15、的傳熱效率、引起鍋爐爆炸等，因此使用前必須進行軟化處理，使原水的硬度降低。水的軟化常采用以下方法：石灰軟化法、離子交換法、電滲析法和反滲透法。應(yīng)用 深加工或運輸前乳和乳清的濃縮 水果汁和蔬菜汁的濃縮，糖的濃縮、洗物水回收利用和水的再生處理 無醇啤酒生產(chǎn)、高度酒中除去部分酒精糖、甜味劑全部適用；乳品、肉品；水果、蔬菜；超濾（UF）飲料；添加劑；油脂；全部適用；乳品；電滲析（ED）；微孔過濾（MF）；氣體滲透（GP）；3、水的消毒糖、甜味劑飲料全部適用金黃糖漿溶液的；原水經(jīng)混凝沉淀、過濾、軟化處理后，水中大部分微生；（1）氯消毒；水的加氯消毒，是當(dāng)前世界各國最普遍使用的飲用水消；（2）紫外線消毒；

16、紫外線是波長為100400nm的糖、甜味劑3、水的消毒 糖、甜味劑 飲料 全部適用 金黃糖漿溶液的預(yù)濃縮 蒸煮鍋的濃縮液再循環(huán)到蒸煮鍋之前，濃縮物的處理 乳清蛋白質(zhì)的分離和濃縮；人造干酪和天然干酪制造中奶的分離和濃縮 果汁的澄清和濃縮；馬鈴薯加工業(yè)廢水中回收蛋白質(zhì) 酒的澄清、提純；啤酒的冷除菌及提高透明度 天然色素和食品添加劑的分離和濃縮；甘蔗汁和甜菜汁脫色和純化 油脂的脫膠精煉和脫色；回收油料中種子蛋白和油 從廢水中回收油，水凈化除菌 乳清除鹽 甜菜、糖蜜和甘蔗糖蜜除鹽；從發(fā)酵液中提取檸檬酸 啤酒的冷過濾除菌；飲料冷法穩(wěn)定消毒 用于食品的包裝和貯藏所用的富氮空氣的生產(chǎn)原水經(jīng)混凝沉淀、過濾、軟

17、化處理后，水中大部分微生物隨同懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)和溶解雜質(zhì)等已被除去，但仍有部分微生物存留在水中（反滲透處理除外），為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和消費者的健康，對水要進行嚴(yán)格的消毒處理。目前國內(nèi)外常用的消毒方法有氯消毒、紫外線消毒和臭氧消毒。其中以紫外線消毒最適用于軟飲料用水的消毒。（1）氯消毒水的加氯消毒，是當(dāng)前世界各國最普遍使用的飲用水消毒法。由于此法操作簡單，費用低，無需專用設(shè)備，適宜處理大容量水，而且殺菌能力很強，因此廣泛用于日常生活水處理及沒有采用自來水為水源的飲料廠的水處理。但由于經(jīng)氯化消毒的水中會存在一定的殘余氯，它會使水帶有程度不同的氯味和其他異味，并且過量的氯還會與飲料中的色素和香料發(fā)生

18、氯氧化作用，影響其質(zhì)量。因此氯化法不能用在直接配制飲料用水的水消毒。（2）紫外線消毒紫外線是波長為100400nm的電磁波。它又分為：近紫外線UVA，遠(yuǎn)紫外線UVB和超短紫外線UVC。紫外線對人體皮膚的滲透程度是不同的。紫外線的波長愈短，對人類皮膚危害越大。短波紫外線可穿過真皮，中波則可進入真皮。由此可見，防止紫外線照射給人體造成的皮膚傷害，主要是防止紫外線UVB的照射；而防止UVA紫外線，則是為了避免皮膚曬黑。在歐美，人們認(rèn)為皮膚黝黑是健美的象征，所以反而在化妝品中要添加曬黑劑，而不考慮對長波紫外線的防護。近年來這種觀點已有改變，由于認(rèn)識到長波紫外線對人體可能產(chǎn)生的長期的嚴(yán)重?fù)p害，所以人們開始加強對長波紫外線的防護。紫外線消毒的原理是微生物經(jīng)紫外線照射后，微生物的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外線光譜能量，使微生物細(xì)胞內(nèi)核酸的結(jié)構(gòu)發(fā)生裂變。從而破壞了核酸的正常生理功能，導(dǎo)致了蛋白質(zhì)變性并最終導(dǎo)致微生物的死亡。（3）臭氧消毒臭氧