軟飲料加工工藝

軟飲料加工工藝1第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)軟飲料的分類及水處理1軟飲料的概念及分類概念：乙醇含量在0.5%以下的飲品分類（以使用原料產品形態(tài)及作用分）：①碳酸飲料⑥瓶裝飲用水②果汁（漿）及果汁飲料⑦茶飲料③蔬菜汁飲料⑧固體飲料④含乳飲料⑨特殊用途飲料⑤植物蛋白飲料⑩其他飲料

2第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2飲料用水及處理方法GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB/T10791-1989《軟飲料原輔材料的要求》

3第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月水中的污染粒子可溶性無機物：Ca、Mg、Si，CO2、N、P等可溶性有機物：如除草劑、殺蟲劑、氣溶膠、動植物組織腐蝕物微生物水的硬度：水中存在的金屬離子沉淀肥皂的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+鹽類的含量。通用單位mmol/L4第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月總硬度

碳酸鹽硬度（暫時硬度）:Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、CaCO3、MgCO3

非碳酸鹽硬度（永久硬度）：CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等水的硬度一般分類（mmol/L）很軟水0~1.4265軟水1.4265~2.8530中等硬水2.8530~5.7061硬水5.7061~10.6989很硬水＞10.69895第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月水的堿度取決于天然水中能與H+結合的OH-、CO3-和HCO3-的含量。天然水中通常僅存在HCO3-。水處理技術

-混凝沉淀

-過濾

-石灰軟化

-電滲析

-反滲透、超濾

-離子交換軟化6第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1混凝和過濾2.1.1混凝目的：添加混凝劑，中和膠體顆粒表面的電荷，破壞膠體穩(wěn)定性，促使小顆?；ハ嗑酆铣纱箢w粒而下沉。水處理中常用的混凝劑鋁鹽和鐵鹽關鍵物質：Al(OH)3Fe(OH)3明礬[KAl(SO4)2]24H2O

用量：0.001%~0.02%硫酸鋁Al2(SO4)318H2O要求pH近中性有效劑量：20~100mg/L7第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月聚合氯化鋁（PAC）效果好用量：0.005%~0.01%鐵鹽（FeSO47H2O最常用Fe2(SO4)3、FeCL3）FeSO4+Ca(HCO3)2→Fe(OH)2+CaSO4+2CO2↑4Fe(OH)2+2HO+O→4Fe(OH)3Fe2(SO4)3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3+3CaSO4+6CO2↑Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O助濾劑活性硅酸、海藻酸鈉、CMC、粘土以及化學合成的高分子助凝劑包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺（PMA）、聚丙烯等

8第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2過濾①砂濾原理：原水通過粒狀（濾料）介質層時，其中一些懸浮物和膠體物被截留在孔隙中或介質表面。過濾過程是阻力截留、重力沉降和接觸凝聚的綜合。過濾工藝過程：過濾與沖洗②其他過濾器砂濾棒過濾器適用于較好水質微孔膜過濾器（高分子材料的濾膜）活性碳過濾器化學吸附去除氯，有機吸附去除可溶性有機物9第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月10第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)單一濾料雙層或多層濾料理想級配濾11第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月12第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2石灰軟化2.3電滲析2.3.1原理：通過具有選擇透性和良好導電性的離子交換膜，在外加直流電場作用下，根據異性相吸、同性相斥原理，使原水中的離子分別透過陰離子和陽離子交換膜，從而降低水中溶解的固形物，達到凈化的目的。

常用于海水和咸水淡化。2.3.2結垢與去垢方法倒換電極3~8h定期酸洗濃度1%~2%HCl/2~3h→pH3~4堿洗有機雜質污染陰膜0.1mol/LNaOH13第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月14第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4反滲透2.4.1滲透與反滲透

滲透是水通過一個半透膜從低濃度流向高濃度一側。反滲透是對高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力，使水分子被迫通過半透膜到低濃度一側。15第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2反滲透與超濾

反滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）和微濾（MF）都是以壓力差為推動力的膜分離過程，它們沒有本質區(qū)別，只是滲透膜的孔徑大小不同，截留物質的相對分子量不同。16第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月17第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月18第18頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.3反滲透膜膜的種類：醋酸纖維素膜（CA膜）芳香聚酰胺膜高分子電解質膜無機質膜及其他19第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月膜的主要參數①透水率單位時間通過膜面積的水的體積流量，單位：cm3/(cm2.s)，最常用cm3/(cm2.h)②透鹽率鹽通過膜的速率，與壓力無關。透鹽率小好。評價膜分離性能最常用的指標是脫鹽率，其含義與透鹽率相反（溶質截留百分率）。③抗壓實性操作壓力和溫度引起，造成透水率不斷下降。壓實系數m越小越好，反滲透膜要求m≯0.03。20第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5離子交換離子交換劑主要有：礦物質離子交換劑碳質離子交換劑有機合成離子交換樹脂2.5.1離子交換樹脂軟化水的原理RSO3-·H++Na+→RSO3Na+H+R≡N+OH-+Cl-→R≡NCl+OH-

2.5.2離子交換樹脂的分類與性能分類：強酸性、弱酸性、強堿性、弱堿性等21第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月性能：密度、含水率、溶脹性、機械強度、耐熱性、酸性、堿性、選擇性和交換容量。離子交換樹脂的選擇原則選擇大容量、高強度樹脂同類型樹脂中，弱型比強型的交換容量大，但機械強度差

根據原水中需除去離子的種類選擇吸附性較強的離子（Ca2+、Mg2+），選用弱酸性或弱堿性樹脂吸附性較弱的離子(K+、Na+、HCO3-、HSiO3-)，選用強酸性或強堿性樹脂22第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3離子交換水處理裝置單級離子交換器（單床）多級（多床）固定床復合（復床）混合（混合床）雙層（雙層床）

移動床流動床連續(xù)床

23第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月24第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5.4離子交換樹脂的處理、轉型及再生（1）新樹脂的處理及轉型陽樹脂由Na型→H型（水浸泡→等量7%HCl浸泡1h→水洗至pH3~4→等量8%NaOH浸泡1h→水洗至pH8~9→3~5倍7%HCl浸泡2h）陰樹脂由Cl型→OH型（2）離子交換樹脂的再生老化樹脂再生機理：水處理的逆反應陽樹脂：反沖→樹脂質量2~3倍的5%~7%HCl→去離子水洗至pH3.0~4.0陰樹脂：反沖→樹脂質量2~3倍的5%~8%NaOH→去離子水洗至pH8.0~9.0再生液適當加溫（≯50℃）效果更好。25第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6水的消毒常用的消毒方法氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒氯消毒

利用次氯酸(HOCl)的強氧化作用破壞微生物的酶系統(tǒng)。常用的氯消毒劑：氯胺、漂白粉、次氯酸鈉

Cl2+H2O=HOCl+H++Cl-HOCl=H++OCl-26第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月紫外線消毒

利用營養(yǎng)細胞中的蛋白質和核酸吸收紫外光譜的能量，導致蛋白變性，使微生物死亡。波長200~295nm，裝置：低壓燈管臭氧消毒

利用臭氧分解產生的原子氧（強氧化劑）與水中的細菌及其他微生物或有機物作用，使其失活。臭氧的發(fā)生：3O2→2O3-148kJ/mol臭氧不穩(wěn)定，需隨時制取當場應用臭氧的加注裝置：噴射法臭氧的殺菌作用比氯快15~30倍，但成本高高壓放電或紫外線27第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月水處理的工藝流程

1-原水箱；2-輸送泵；3-反洗泵；4-多介質過濾器；5-活性炭過濾器；6-除堿塔；7-脫氣塔；8-微濾器；9-砂濾器；10-軟化器；11-儲水箱28第28頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月純凈水生產基本工藝流程

原水→預處理（砂罐過濾→砂濾棒過濾→活性炭過濾→微孔膜過濾）→反滲透→滅菌→產品砂罐過濾截留懸浮物和膠體物（分離不溶性雜質）阻力截留(篩濾)、重力沉降和接觸凝聚。砂濾棒過濾截留少量有機物及微生物活性炭過濾吸附水中的氣體、臭味、氯離子、有機物、細菌及鐵與錳等雜質

微孔膜過濾（精密濾）截留水中的微粒、細菌等微米級(μm)29第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3配料甜味料酸味料香精香料水溶性香精——澄清飲料乳濁香精——渾濁型飲料著色劑其他添加劑30第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4包裝容器與材料玻璃瓶金屬罐

鍍錫薄鋼板（馬口鐵）——素鐵、涂料鐵鍍鉻薄鋼板鋁材輕、薄；延展性和拉拔性能好→兩片罐罐形：三片罐和兩片罐（沖拔拉伸罐）31第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月塑料及復合材料①PE（聚乙烯）

LDPE透明度好、柔軟、伸長率大抗沖擊耐低溫

HDPE耐高溫，硬度氣密性機械強度好，不透明32第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月②PVC（聚氯乙烯）良好的阻隔性（空氣濕氣）和透明性，機械強度好質輕

吹塑生產的PVC瓶只適用于果汁和礦泉水注拉吹生產的PVC瓶可用于裝碳酸飲料③PP（聚丙烯）④PET或PETP（聚酯）結晶好、無色透明且極為堅韌；性能優(yōu)（耐壓耐熱），價格高。

吹塑PET瓶最能充分發(fā)揮其特性：透明、表面光潔度高、呈玻璃外觀。⑤復合薄膜33第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月紙質容器

利樂包（6層：聚乙烯-聚乙烯-鋁箔-聚乙烯-

紙板-聚乙烯,TetraBrick）

利樂屋頂包（內涂聚乙烯的紙，TetraTop）

康美包34第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題1概念：水的硬度（總硬度碳酸鹽硬度非碳酸鹽硬度）水的堿度2常用的水處理方法有哪些？各自的原理、特點及適用條件。3純凈水生產中常用的反滲透（RO）、超濾（UF）和微濾（MF）等有什么區(qū)別？如何選擇反滲透膜？4水消毒的常用方法？各自的原理？35第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)碳酸飲料加工工藝果汁型（原果汁含量≮2.5%

）果味型可樂型低熱量型（成品熱量＜75kJ/100mL

）其他型36第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸飲料生產的工藝類型

現調式（二次灌裝法）：先配好調味糖漿灌入包裝容器，再灌裝碳酸水預調式（一次灌裝法）：將調味糖漿和碳酸水定量混合后，再灌入包裝容器37第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月現調式工藝流程

飲用水→水處理→冷卻→混合機

↑ 酸味劑、香精等 CO2氣

↓ ↓砂糖→溶解→過濾→糖漿調和→冷卻→灌漿機→裝瓶機

↑↓瓶（罐）→清洗→空瓶檢查軋蓋機 ↓ 混勻機 ↓ 成品檢驗38第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月預調式工藝流程

飲用水→水處理→脫氣機——

酸味劑、香精等CO2氣 ↓ ↓ ↓砂糖→溶解→過濾→糖漿調和→定量調和機→帶冷卻混合機 ↓ 瓶→清洗→空瓶檢查→自動檢瓶機→裝瓶機 ↓ 軋蓋機 ↓ 混勻機 ↓ 成品檢驗39第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1調味糖漿的制備及調和1.1調味糖漿的制備1.1.1原糖漿制備糖漿濃度測定：糖度表法、折光法1.1.2調味糖漿的配制加料次序：①原糖漿②苯甲酸鈉溶液（25%）③甜味劑（預先溶解）④酸溶液（多為50%的檸檬酸溶液）⑤果汁（以含可溶性固形物10%為基準）⑥香精⑦色素（熱水溶化）⑧水40第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2調和1.2.1調和系統(tǒng)（1）現調式（二次灌裝法）——水先經冷卻和碳酸化，然后再與調味糖漿分別灌入容器中調和成汽水優(yōu)點：加料機比調和機結構簡單，管道有各自的系統(tǒng)，容易分別清洗；灌水機漏水時不損失糖漿。缺點：糖漿與混合機中出來的水溫不一致，容易起泡沫；糖漿事先未被碳酸氣飽和，必須提高碳酸水的含氣量。41第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）預調式（一次灌裝法）——水與調味糖漿按一定比例預先調好，再經冷卻混合碳酸化，成品達一定含氣量灌入容器中。特點：糖漿與水的比例準確度高，容器容量變化時無需改變加注量比例，產品質量穩(wěn)定；糖漿和水混合溫度一致，氣泡??；不適宜灌裝帶果粒的汽水。42第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.2碳酸化（1）CO2的作用①清涼作用②阻礙微生物生長③舒適的剎口感（2）CO2溶解量的影響因素①氣液體系的絕對壓力和液體的溫度②CO2氣的純度和液體中存在的溶質的性質③氣體和液體的接觸面積和時間43第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月CO2的溶解度：在0.1MPa（1個絕對大氣壓）下，15.56℃時，1體積水可溶解1體積CO2。

V=1.7967-0.07791t+0.0016424t2純水較含糖或含鹽的水更易溶解CO2?？諝鈱μ妓峄挠绊懀航档虲O2在水中的溶解度，促進霉菌和腐敗菌生長，氧化香氣成分。

1容積空氣對應50倍容積的CO244第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）CO2凈化（純度≥99.5%

）（4）碳酸化系統(tǒng)①CO2調壓站其他工業(yè)生產（發(fā)酵制酒）的副產品，天然CO2氣，自制CO2

氣等貯于鋼瓶中的液體CO2干冰②水冷卻器③混合機（碳酸化罐、填料塔、文丘里管）45第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2洗瓶及灌裝2.1玻璃瓶洗滌46第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2灌裝生產線

→人工檢驗→裝塑料箱清洗后的空瓶→灌裝→封蓋 →溫瓶→噴印編碼→裝紙箱糖漿加料機的形式（現調式）：量杯式、空氣封閉式、液面靜壓式。灌裝方式：等壓式、負壓式其他設備：檢驗機、貼標機和蓋上打印機、包裝機等。47第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)果蔬汁加工工藝1果蔬汁飲料生產基本工藝天然果汁（原果汁）飲料、果汁飲料或帶果肉果汁飲料等，生產的基本原理和過程大致相同。主要包括：果實原料預處理、榨汁或浸提、澄清和過濾、均質、脫氧、濃縮、成分調整、包裝和殺菌等工序（渾濁果汁無澄清過濾）。48第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1原料的選擇和洗滌1.2榨汁和浸提1.2.1破碎和打漿破碎的目的：提高出汁率1.2.2榨汁前的預處理加熱適用于紅葡萄、紅西洋櫻桃、李、山楂等水果。原理：加熱抑制酶的活性,使細胞原生質中的蛋白凝固，改變細胞的半透性，使果肉軟化、果膠水解，降低汁液的粘度，從而提高出汁率。處理條件：60~70℃/15~30min

加果膠酶49第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3榨汁/浸提

榨汁方法依果實的結構、果汁存在的部位、組織性質以及成品的品質要求而異。大部分水果果汁包含在整個果實中——破碎壓榨；有厚的外皮（柑橘類和石榴等）——逐個榨汁或先去皮。果實的出汁率取決于果實的質地、品種、成熟度和新鮮度、加工季節(jié)、榨汁方法和榨汁效能。1.2.4粗濾50第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3果汁的澄清和過濾1.3.1澄清①自然澄清②明膠單寧澄清法原理：果汁中帶負電荷的膠狀物質和帶正電荷的明膠相互作用，凝結沉淀，使果汁澄清。③加酶澄清法原理：利用果膠酶制劑水解果汁中的果膠物質，使果汁中其他膠體失去果膠的保護作用而共同沉淀。果膠酶的作用條件：最適溫度50~55℃，用量2~4kg/T果汁，可直接加入榨出的新鮮果汁中或在果汁加熱殺菌后加入。51第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月④冷凍澄清法原理：冷凍改變膠體的性質，而在解凍時形成沉淀（濃縮脫水）。尤適用于蘋果汁⑤加熱凝聚澄清法（簡便、效果好）原理：果膠物質因溫度劇變而變性，凝固析出。方法：在80~90s內加熱至80~82℃，然后快速冷卻至室溫。1.3.2過濾硅藻土過濾、薄板過濾、真空過濾、超濾等52第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4果汁的均質和脫氣1.4.1均質混濁果蔬汁和果肉型飲料加工的特殊要求，冷凍保藏果汁和濃縮果汁無需均質。均質壓力通常在20MPa左右，甚至高至40MPa。53第53頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2脫氣