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(jí)授課日期學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1. 了解水源的分類(lèi)及其特點(diǎn)。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(jìn)行分類(lèi)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：軟飲料用水的水處理難點(diǎn)：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(guò)程：附記組織教學(xué)：師生問(wèn)好，檢查出勤情況新課導(dǎo)入：大家能說(shuō)出所熟知的幾種水？水是一生命的源泉，一切活動(dòng)都離不開(kāi)水，那么今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一下水。 講授新課： 一、水源的分類(lèi)及其特點(diǎn)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(kù)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(guò)土層或巖層流至地表。特點(diǎn)：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(chóng)、微生物、無(wú)機(jī)鹽等，有時(shí)還會(huì)被工業(yè)廢水污染。2、地下水地下水是指經(jīng)過(guò)地層的滲透、過(guò)濾，進(jìn)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(diǎn)：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(lái)水特點(diǎn)：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(jiǎn)單，容易處理，一次性投資小；但水價(jià)高，經(jīng)常性費(fèi)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(lèi)：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(lèi)的無(wú)機(jī)物質(zhì)，也有浮游生物（

3、如藍(lán)藻類(lèi)、綠藻類(lèi)）及微生物等。懸浮物質(zhì)在成品飲料中能沉淀出來(lái)，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(shí)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(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)。膠體物質(zhì)光線(xiàn)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(duì)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(wú)機(jī)膠體和有機(jī)膠體。無(wú)機(jī)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(lèi)和其他有機(jī)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(lèi)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(mǎn)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(jī)膠體是一類(lèi)分子質(zhì)量很大的高分子物質(zhì)，一般是動(dòng)植物殘骸經(jīng)過(guò)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(lèi)和其他有機(jī)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(huì)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(lèi)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(kāi)的。目前大中型飲料廠(chǎng)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(chǎng)直接采用自來(lái)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(lái)源及處理對(duì)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(mǎn)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(qiáng)調(diào)下列指標(biāo)，見(jiàn)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(jì)）/(mg/L)總堿度（以CaCO3

6、計(jì)）/(mg/L)鐵/(mg/L)高錳酸鉀消耗量（以O(shè)2計(jì)）/(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(lèi)的含量。水的硬度分為總硬度、碳酸鹽硬度（暫時(shí)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(chēng)為暫時(shí)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(shí)不會(huì)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(chēng)為永久硬度。暫時(shí)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(guó)采用的方法與德國(guó)相同。德國(guó)度（°d）：1L水中含有相當(dāng)于10mg的CaO，其硬度即為1個(gè)德國(guó)度（1°d）。這是我國(guó)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(guó)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(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和有機(jī)酸鈣鹽沉淀，對(duì)飲料生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)

8、生一些不良影響；非碳酸鹽硬度過(guò)高時(shí)，還會(huì)使飲料出現(xiàn)鹽味；另外，在洗瓶時(shí)，在浸瓶槽上形成水垢，會(huì)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(wú)鈉、鉀存在時(shí)，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(guò)大時(shí)，會(huì)對(duì)飲料生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響，主要有以下幾個(gè)方面：和金屬離子反應(yīng)形成水垢，產(chǎn)生不良?xì)馕?；和飲料中的有機(jī)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(shí)，會(huì)

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(yáng)一汽水廠(chǎng)生產(chǎn)果子蜜汽水的投酸量是0.1%，而汽水含酸的實(shí)際測(cè)出量平均是0.058%。這就是說(shuō)有42%的檸檬酸消耗在水中。通常用濁度和色度來(lái)定量表示水中的各種懸浮物、膠體。濁度測(cè)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(cè)定。相當(dāng)于1mg鉑在1L水中所具有的顏色稱(chēng)為1度。小結(jié)：1. 掌握水的硬度。2. 了解軟飲料的分類(lèi)。板書(shū)設(shè)計(jì)：第1章 軟飲料用水水質(zhì)及水處理一、水源的分類(lèi)及其特點(diǎn)1、地表水2、地下水3、城市自來(lái)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(jí)授課日期學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)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(jìn)行凈化處理教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：了解軟飲料工業(yè)用水的水質(zhì)要求難點(diǎn)：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(guò)程：附記組織教學(xué)：師生問(wèn)好，檢查出勤情況新課導(dǎo)入：提問(wèn)水的分類(lèi)有哪幾種？近年來(lái)我國(guó)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(shí)，飲料灌裝僅需準(zhǔn)備糖和水（或碳酸水）。如果兩個(gè)特許灌裝廠(chǎng)使用同樣牌號(hào)的飲料主劑，但原料水的堿度相差較大，不難想象，將兩個(gè)廠(chǎng)用統(tǒng)一

11、包裝的碳酸飲料的部分酸度發(fā)生改變，會(huì)使飲料香氣特征和味的感覺(jué)發(fā)生惡化。還有余氯也會(huì)使飲料產(chǎn)生明顯的異味。必須進(jìn)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(jì)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(duì)水質(zhì)進(jìn)行精密分析，了解水中雜質(zhì)種類(lèi)、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(lái)我國(guó)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(shí)，飲料灌裝僅需準(zhǔn)備糖和水（或碳酸水）。如果兩個(gè)特許灌裝廠(chǎng)使用同樣牌號(hào)的飲料主劑，但原料水的堿度相差較大，不難想象，將兩個(gè)廠(chǎng)用統(tǒng)一包裝的碳酸飲料的

12、部分酸度發(fā)生改變，會(huì)使飲料香氣特征和味的感覺(jué)發(fā)生惡化。還有余氯也會(huì)使飲料產(chǎn)生明顯的異味。必須進(jìn)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(guò)濾）軟化消毒成品水1、凈化處理水的混凝沉淀與過(guò)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顾屑?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(lái)。過(guò)濾：使細(xì)小懸浮物和膠體物質(zhì)直接吸附在一些相對(duì)巨大的顆粒表面而除去，這就是過(guò)濾。（1）混凝沉淀常用的混凝劑是鐵鹽和鋁鹽等無(wú)機(jī)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(shí)需要加入一些輔助藥劑，稱(chēng)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(lái)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(guò)濾原水通過(guò)粒狀濾料層時(shí)，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(guò)粒狀介質(zhì)層分離不溶性雜質(zhì)的方法稱(chēng)為過(guò)濾。通過(guò)過(guò)濾可以除去以自來(lái)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(guò)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(guò)濾常用砂石過(guò)濾器、砂濾棒過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器等。飲料用水

14、在水消毒前進(jìn)行砂濾棒過(guò)濾，可使原水中存在的少量有機(jī)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(jī)械雜質(zhì)較少時(shí)，如自來(lái)水，這是一種在飲料用水處理中應(yīng)用十分廣泛的過(guò)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(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味，可進(jìn)行活性炭過(guò)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(duì)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(duì)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(huì)產(chǎn)生大量水垢，使清潔的玻璃瓶發(fā)暗、堵塞洗瓶機(jī)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(jìn)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(yùn)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(wú)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(guò)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(guò)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(guó)最普遍使用的飲用水消；（2）紫外線(xiàn)消毒；

16、紫外線(xiàn)是波長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(fèi)者的健康，對(duì)水要進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理。目前國(guó)內(nèi)外常用的消毒方法有氯消毒、紫外線(xiàn)消毒和臭氧消毒。其中以紫外線(xiàn)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(guó)最普遍使用的飲用水消毒法。由于此法操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，無(wú)需專(zhuān)用設(shè)備，適宜處理大容量水，而且殺菌能力很強(qiáng)，因此廣泛用于日常生活水處理及沒(méi)有采用自來(lái)水為水源的飲料廠(chǎng)的水處理。但由于經(jīng)氯化消毒的水中會(huì)存在一定的殘余氯，它會(huì)使水帶有程度不同的氯味和其他異味，并且過(guò)量的氯還會(huì)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(xiàn)消毒紫外線(xiàn)是波長(zhǎng)為100400nm的電磁波。它又分為：近紫外線(xiàn)UVA，遠(yuǎn)紫外線(xiàn)UVB和超短紫外線(xiàn)UVC。紫外線(xiàn)對(duì)人體皮膚的滲透程度是不同的。紫外線(xiàn)的波長(zhǎng)愈短，對(duì)人類(lèi)皮膚危害越大。短波紫外線(xiàn)可穿過(guò)真皮，中波則可進(jìn)入真皮。由此可見(jiàn)，防止紫外線(xiàn)照射給人體造成的皮膚傷害，主要是防止紫外線(xiàn)UVB的照射；而防止UVA紫外線(xiàn)，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(duì)長(zhǎng)波紫外線(xiàn)的防護(hù)。近年來(lái)這種觀(guān)點(diǎn)已有改變，由于認(rèn)識(shí)到長(zhǎng)波紫外線(xiàn)對(duì)人體可能產(chǎn)生的長(zhǎng)期的嚴(yán)重?fù)p害，所以人們開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)波紫外線(xiàn)的防護(hù)。紫外線(xiàn)消毒的原理是微生物經(jīng)紫外線(xiàn)照射后，微生物的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外線(xiàn)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