第二章軟飲料加工工藝課件

第二章軟飲料加工工藝

Softdrinkprocessing軟飲料的分類及水處理碳酸飲料加工工藝果蔬汁加工工藝1?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(chǎn)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?2飲料用水及處理方法GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T10791-1989《軟飲料原輔材料的要求》

3?水中的污染粒子可溶性無機(jī)物：Ca、Mg、Si，CO2、N、P等可溶性有機(jī)物：如除草劑、殺蟲劑、氣溶膠、動(dòng)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?總硬度

碳酸鹽硬度（暫時(shí)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?水的堿度取決于天然水中能與H+結(jié)合的OH-、CO3-和HCO3-的含量。天然水中通常僅存在HCO3-。水處理技術(shù)-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?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(guān)鍵物質(zhì)：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?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(xué)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?2.1.2過濾①砂濾原理：原水通過粒狀（濾料）介質(zhì)層時(shí)，其中一些懸浮物和膠體物被截留在孔隙中或介質(zhì)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(zhì)微孔膜過濾器（高分子材料的濾膜）活性碳過濾器化學(xué)吸附去除氯，有機(jī)吸附去除可溶性有機(jī)物9?10?傳統(tǒng)單一濾料雙層或多層濾料理想級(jí)配濾11?12?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(dǎo)電性的離子交換膜，在外加直流電場(chǎng)作用下，根據(jù)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(dá)到凈化的目的。

常用于海水和咸水淡化。2.3.2結(jié)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(jī)雜質(zhì)污染陰膜0.1mol/LNaOH13?14?2.4反滲透2.4.1滲透與反滲透

滲透是水通過一個(gè)半透膜從低濃度流向高濃度一側(cè)。反滲透是對(duì)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(cè)。15?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(dòng)力的膜分離過程，它們沒有本質(zhì)區(qū)別，只是滲透膜的孔徑大小不同，截留物質(zhì)的相對(duì)分子量不同。16?17?18?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(zhì)膜無機(jī)質(zhì)膜及其他19?膜的主要參數(shù)①透水率單位時(shí)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(guān)。透鹽率小好。評(píng)價(jià)膜分離性能最常用的指標(biāo)是脫鹽率，其含義與透鹽率相反（溶質(zhì)截留百分率）。③抗壓實(shí)性操作壓力和溫度引起，造成透水率不斷下降。壓實(shí)系數(shù)m越小越好，反滲透膜要求m≯0.03。20?2.5離子交換離子交換劑主要有：礦物質(zhì)離子交換劑碳質(zhì)離子交換劑有機(jī)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(qiáng)酸性、弱酸性、強(qiáng)堿性、弱堿性等21?性能：密度、含水率、溶脹性、機(jī)械強(qiáng)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(qiáng)度樹脂同類型樹脂中，弱型比強(qiáng)型的交換容量大，但機(jī)械強(qiáng)度差

根據(jù)原水中需除去離子的種類選擇吸附性較強(qiáng)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(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹脂22?2.5.3離子交換水處理裝置單級(jí)離子交換器（單床）多級(jí)（多床）固定床復(fù)合（復(fù)床）混合（混合床）雙層（雙層床）

移動(dòng)床流動(dòng)床連續(xù)床

23?24?2.5.4離子交換樹脂的處理、轉(zhuǎn)型及再生（1）新樹脂的處理及轉(zhuǎn)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(jī)理：水處理的逆反應(yīng)陽樹脂：反沖→樹脂質(zhì)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(zhì)量2~3倍的5%~8%NaOH→去離子水洗至pH8.0~9.0再生液適當(dāng)加溫（≯50℃）效果更好。25?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(qiáng)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?紫外線消毒

利用營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外光譜的能量，導(dǎo)致蛋白變性，使微生物死亡。波長(zhǎng)200~295nm，裝置：低壓燈管臭氧消毒

利用臭氧分解產(chǎn)生的原子氧（強(qiáng)氧化劑）與水中的細(xì)菌及其他微生物或有機(jī)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(shí)制取當(dāng)場(chǎng)應(yīng)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?水處理的工藝流程

1-原水箱；2-輸送泵；3-反洗泵；4-多介質(zhì)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(chǔ)水箱28?純凈水生產(chǎn)基本工藝流程

原水→預(yù)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(chǎn)品砂罐過濾截留懸浮物和膠體物（分離不溶性雜質(zhì)）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(jī)物及微生物活性炭過濾吸附水中的氣體、臭味、氯離子、有機(jī)物、細(xì)菌及鐵與錳等雜質(zhì)

微孔膜過濾（精密濾）截留水中的微粒、細(xì)菌等微米級(jí)(μm)29?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?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、??；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?塑料及復(fù)合材料①PE（聚乙烯）LDPE透明度好、柔軟、伸長(zhǎng)率大抗沖擊耐低溫HDPE耐高溫，硬度氣密性機(jī)械強(qiáng)度好，不透明32?②PVC（聚氯乙烯）良好的阻隔性（空氣濕氣）和透明性，機(jī)械強(qiáng)度好質(zhì)輕

吹塑生產(chǎn)的PVC瓶只適用于果汁和礦泉水注拉吹生產(chǎn)的PVC瓶可用于裝碳酸飲料③PP（聚丙烯）④PET或PETP（聚酯）結(jié)晶好、無色透明且極為堅(jiān)韌；性能優(yōu)（耐壓耐熱），價(jià)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(fù)合薄膜33?紙質(zhì)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(nèi)涂聚乙烯的紙，TetraTop）

康美包34?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(diǎn)及適用條件。3純凈水生產(chǎn)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?碳酸飲料生產(chǎn)的工藝類型

現(xiàn)調(diào)式（二次灌裝法）：先配好調(diào)味糖漿灌入包裝容器，再灌裝碳酸水預(yù)調(diào)式（一次灌裝法）：將調(diào)味糖漿和碳酸水定量混合后，再灌入包裝容器37?現(xiàn)調(diào)式工藝流程

飲用水→水處理→冷卻→混合機(jī)

↑ 酸味劑、香精等 CO2氣

↓ ↓砂糖→溶解→過濾→糖漿調(diào)和→冷卻→灌漿機(jī)→裝瓶機(jī)

↑↓瓶（罐）→清洗→空瓶檢查軋蓋機(jī) ↓ 混勻機(jī) ↓ 成品檢驗(yàn)38?預(yù)調(diào)式工藝流程

飲用水→水處理→脫氣機(jī)——酸味劑、香精等CO2氣 ↓ ↓ ↓砂糖→溶解→過濾→糖漿調(diào)和→定量調(diào)和機(jī)→帶冷卻混合機(jī) ↓ 瓶→清洗→空瓶檢查→自動(dòng)檢瓶機(jī)→裝瓶機(jī) ↓ 軋蓋機(jī) ↓ 混勻機(jī) ↓ 成品檢驗(yàn)39?1調(diào)味糖漿的制備及調(diào)和1.1調(diào)味糖漿的制備1.1.1原糖漿制備糖漿濃度測(cè)定：糖度表法、折光法1.1.2調(diào)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(yù)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(zhǔn)）⑥香精⑦色素（熱水溶化）⑧水40?1.2調(diào)和1.2.1調(diào)和系統(tǒng)（1）現(xiàn)調(diào)式（二次灌裝法）——水先經(jīng)冷卻和碳酸化，然后再與調(diào)味糖漿分別灌入容器中調(diào)和成汽水優(yōu)點(diǎn)：加料機(jī)比調(diào)和機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管道有各自的系統(tǒng)，容易分別清洗；灌水機(jī)漏水時(shí)不損失糖漿。缺點(diǎn)：糖漿與混合機(jī)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?（2）預(yù)調(diào)式（一次灌裝法）——水與調(diào)味糖漿按一定比例預(yù)先調(diào)好，再經(jīng)冷卻混合碳酸化，成品達(dá)一定含氣量灌入容器中。特點(diǎn)：糖漿與水的比例準(zhǔn)確度高，容器容量變化時(shí)無需改變加注量比例，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；糖漿和水混合溫度一致，氣泡?。徊贿m宜灌裝帶果粒的汽水。42?1.2.2碳酸化（1）CO2的作用①清涼作用②阻礙微生物生長(zhǎng)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(duì)壓力和液體的溫度②CO2氣的純度和液體中存在的溶質(zhì)的性質(zhì)③氣體和液體的接觸面積和時(shí)間43?CO2的溶解度：在0.1MPa（1個(gè)絕對(duì)大氣壓）下，15.56℃時(shí)，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?duì)碳酸化的影響：降低CO2在水中的溶解度，促進(jìn)霉菌和腐敗菌生長(zhǎng)，氧化香氣成分。

1容積空氣對(duì)應(yīng)50倍容積的CO244?（3）CO2凈化（純度≥99.5%

）（4）碳酸化系統(tǒng)①CO2調(diào)壓站其他工業(yè)生產(chǎn)（發(fā)酵制酒）的副產(chǎn)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(jī)（碳酸化罐、填料塔、文丘里管）45?2洗瓶及灌裝2.1玻璃瓶洗滌46?2.2灌裝生產(chǎn)線

→人工檢驗(yàn)→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(jī)的形式（現(xiàn)調(diào)式）：量杯式、空氣封閉式、液面靜壓式。灌裝方式：等壓式、負(fù)壓式其他設(shè)備：檢驗(yàn)機(jī)、貼標(biāo)機(jī)和蓋上打印機(jī)、包裝機(jī)等。47?第三節(jié)果蔬汁加工工藝1果蔬汁飲料生產(chǎn)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(chǎn)的基本原理和過程大致相同。主要包括：果實(shí)原料預(yù)處理、榨汁或浸提、澄清和過濾、均質(zhì)、脫氧、濃縮、成分調(diào)整、包裝和殺菌等工序（渾濁果汁無澄清過濾）。48?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(yù)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(xì)胞原生質(zhì)中的蛋白凝固，改變細(xì)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?xiàng)l件：60~70℃/15~30min加果膠酶49?1.2.3榨汁/浸提

榨汁方法依果實(shí)的結(jié)構(gòu)、果汁存在的部位、組織性質(zhì)以及成品的品質(zhì)要求而異。大部分水果果汁包含在整個(gè)果實(shí)中——破碎壓榨；有厚的外皮（柑橘類和石榴等）——逐個(gè)榨汁或先去皮。果實(shí)的出汁率取決于果實(shí)的質(zhì)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?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(fù)電荷的膠狀物質(zhì)和帶正電荷的明膠相互作用，凝結(jié)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(zhì)，使果汁中其他膠體失去果膠的保護(hù)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?④冷凍澄清法原理：冷凍改變膠體的性質(zhì)，而在解凍時(shí)形成沉淀（濃縮脫水）。尤適用于蘋果汁⑤加熱凝聚澄清法（簡(jiǎn)便、效果好）原理：果膠物質(zhì)因溫度劇變而變性，凝固析出。方法：在80~90s內(nèi)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?1.4果汁的均質(zhì)和脫氣1.4.1均質(zhì)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(zhì)。均質(zhì)壓力通常在20MPa左右，甚至高至40MPa。53?1.4.2脫氣

果汁中存在大量的氧氣，會(huì)使果汁中的Vc遭破壞，氧與果汁中的各種成分反應(yīng)而使香氣和色澤惡化，會(huì)引起罐內(nèi)壁腐蝕。在加熱時(shí)更為明顯。真空脫氣法、氣體置換法、酶法脫氣法以及抗氧化劑法。脫氣時(shí)易造成揮發(fā)性芳香物質(zhì)的損失，必要時(shí)可進(jìn)行芳香物質(zhì)的回收。54?不含芳香物質(zhì)的水果原汁蒸餾水↑↑水果原汁→局部蒸發(fā)→水蒸汽+芳香物質(zhì)→精餾→芳香物質(zhì)流出→冷凝→芳香物質(zhì)濃縮液（1:100～1:200）55?1.5果汁的糖酸調(diào)整與混合

一般果汁成品的糖酸比為(13:1)~(15:1)許多水果能單獨(dú)制得品質(zhì)良好的果汁，不同品種的水果適當(dāng)配合則更好。1.6果汁的濃縮真空濃縮法（一般23~35℃/94.7kPa）冷凍濃縮法（可溶性物質(zhì)≯50%）反滲透濃縮法（主要選用醋酸纖維素膜和其他纖維素膜）芳香物質(zhì)回收（提香）56?1.7果蔬汁的殺菌和包裝1.7.1果汁的殺菌常用的方法高溫短時(shí)（瞬間殺菌法）（93±2℃/15~30s）大多數(shù)蔬菜汁:需要采用115.5～121.2℃的高溫殺菌紫外線照射滅菌法目前已接近實(shí)用化

57?1.7.2果汁的包裝灌裝：高溫灌裝（熱灌裝）低溫灌裝（冷灌裝）碳酸飲料一般采用低溫灌裝果汁飲料，除紙質(zhì)容器外，幾乎都采用熱灌裝（由于滿量灌裝，冷卻后果汁容積縮小，容器內(nèi)形成一定的真空度）罐頭中心溫度>70℃。58?2典型果蔬汁生產(chǎn)工藝2.1柑橘汁柑橘原料↓驗(yàn)收檢驗(yàn)↓暫存↓ 洗凈（水洗、化學(xué)溶液洗、

↓

水洗凈）選果↓全果榨汁↓59?60?2.2濃縮蘋果汁

固體液體濕沉 果渣 果渣淀物 ↑ ↑ ↑選料→選果→檢果→磨碎→壓榨→加熱→初濾→脫膠→精濾→→濃縮→冷卻→灌裝↓液體果渣濃縮蘋果混濁汁比清汁少脫膠和精濾兩道工序。提香兼巴氏殺菌61?思考題1碳酸飲料生產(chǎn)的兩種主要工藝？它們的本質(zhì)區(qū)別和各自的特點(diǎn)？2某飲料廠夏季生產(chǎn)碳酸飲料，其產(chǎn)品中二氧化碳含量不足，試問如何改進(jìn)？3果汁澄清及濃縮各有哪些方法？各自的特點(diǎn)？62?以科技為動(dòng)力,以質(zhì)量求發(fā)展。7月-237月-23Wednesday,July26,2023群策群力科學(xué)管理戒驕戒躁杜絕事故。02:23:5002:23:5002:237/26/20232:23:50AM安全靠規(guī)章，嚴(yán)守不能忘。7月-2302:23:5002:23Jul-2326-Jul-23安全生產(chǎn)，人人有責(zé)。02:23:5002:23:5002:23Wednesday,July26,2023ISO9000不是口號(hào)，是實(shí)際的付出，行動(dòng)的配合。7月-237月-2302:23:5002:23:50July26,2023質(zhì)量是需要全員參與管理才能生產(chǎn)出顧客滿意的產(chǎn)品。2023年7月26日2:23上午7月-237月-23驕傲自滿是事故的導(dǎo)火線謙虛謹(jǐn)慎是安全的鋪路石。26七月20232:23:50上午02:23:507月-23安不可忘危治不可忘亂。七月232:23上午7月-2302:23July26,2023品質(zhì)—是獲得信任的砝