软饮料加工工艺PPT课件

-,1,第一节软饮料的分类及水处理,1软饮料的概念及分类概念：乙醇含量在0.5%以下的饮品分类（以使用原料产品形态及作用分）：碳酸饮料瓶装饮用水果汁（浆）及果汁饮料茶饮料蔬菜汁饮料固体饮料含乳饮料特殊用途饮料植物蛋白饮料其他饮料,-,2,2饮料用水及处理方法,GB5749-2006生活饮用水卫生标准GB/T10791-1989软饮料原辅材料的要求,-,3,水中的污染粒子可溶性无机物：Ca、Mg、Si，CO2、N、P等可溶性有机物：如除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物组织腐蚀物微生物水的硬度：水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+盐类的含量。通用单位mmol/L,-,4,总硬度碳酸盐硬度（暂时硬度）:Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、CaCO3、MgCO3非碳酸盐硬度（永久硬度）：CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等水的硬度一般分类（mmol/L）很软水01.4265软水1.42652.8530中等硬水2.85305.7061硬水5.706110.6989很硬水10.6989,-,5,水的碱度取决于天然水中能与H+结合的OH-、CO3-和HCO3-的含量。天然水中通常仅存在HCO3-。水处理技术-混凝沉淀-过滤-石灰软化-电渗析-反渗透、超滤-离子交换,软化,-,6,2.1混凝和过滤,2.1.1混凝目的：添加混凝剂，中和胶体颗粒表面的电荷，破坏胶体稳定性，促使小颗粒互相聚合成大颗粒而下沉。水处理中常用的混凝剂铝盐和铁盐关键物质：Al(OH)3Fe(OH)3明矾KAl(SO4)224H2O用量：0.001%0.02%硫酸铝Al2(SO4)318H2O要求pH近中性有效剂量：20100mg/L,-,7,聚合氯化铝（PAC）效果好用量：0.005%0.01%铁盐（FeSO47H2O最常用Fe2(SO4)3、FeCL3）FeSO4+Ca(HCO3)2Fe(OH)2+CaSO4+2CO24Fe(OH)2+2HO+O4Fe(OH)3Fe2(SO4)3+3Ca(HCO3)22Fe(OH)3+3CaSO4+6CO2Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O助滤剂活性硅酸、海藻酸钠、CMC、粘土以及化学合成的高分子助凝剂包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺（PMA）、聚丙烯等,-,8,2.1.2过滤砂滤原理：原水通过粒状（滤料）介质层时，其中一些悬浮物和胶体物被截留在孔隙中或介质表面。过滤过程是阻力截留、重力沉降和接触凝聚的综合。过滤工艺过程：过滤与冲洗其他过滤器砂滤棒过滤器适用于较好水质微孔膜过滤器（高分子材料的滤膜）活性碳过滤器化学吸附去除氯，有机吸附去除可溶性有机物,-,9,-,10,传统单一滤料双层或多层滤料理想级配滤,-,11,-,12,2.2石灰软化2.3电渗析2.3.1原理：通过具有选择透性和良好导电性的离子交换膜，在外加直流电场作用下，根据异性相吸、同性相斥原理，使原水中的离子分别透过阴离子和阳离子交换膜，从而降低水中溶解的固形物，达到净化的目的。常用于海水和咸水淡化。2.3.2结垢与去垢方法倒换电极38h定期酸洗浓度1%2%HCl/23hpH34碱洗有机杂质污染阴膜0.1mol/LNaOH,-,13,-,14,2.4反渗透,2.4.1渗透与反渗透渗透是水通过一个半透膜从低浓度流向高浓度一侧。反渗透是对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力，使水分子被迫通过半透膜到低浓度一侧。,-,15,2.4.2反渗透与超滤反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）和微滤（MF）都是以压力差为推动力的膜分离过程，它们没有本质区别，只是渗透膜的孔径大小不同，截留物质的相对分子量不同。,-,16,-,17,-,18,2.4.3反渗透膜膜的种类：醋酸纤维素膜（CA膜）芳香聚酰胺膜高分子电解质膜无机质膜及其他,-,19,膜的主要参数透水率单位时间通过膜面积的水的体积流量，单位：cm3/(cm2.s)，最常用cm3/(cm2.h)透盐率盐通过膜的速率，与压力无关。透盐率小好。评价膜分离性能最常用的指标是脱盐率，其含义与透盐率相反（溶质截留百分率）。抗压实性操作压力和温度引起，造成透水率不断下降。压实系数m越小越好，反渗透膜要求m0.03。,-,20,2.5离子交换,离子交换剂主要有：矿物质离子交换剂碳质离子交换剂有机合成离子交换树脂2.5.1离子交换树脂软化水的原理RSO3-H+Na+RSO3Na+H+RN+OH-+Cl-RNCl+OH-2.5.2离子交换树脂的分类与性能分类：强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性等,-,21,性能：密度、含水率、溶胀性、机械强度、耐热性、酸性、碱性、选择性和交换容量。离子交换树脂的选择原则选择大容量、高强度树脂同类型树脂中，弱型比强型的交换容量大，但机械强度差根据原水中需除去离子的种类选择吸附性较强的离子（Ca2+、Mg2+），选用弱酸性或弱碱性树脂吸附性较弱的离子(K+、Na+、HCO3-、HSiO3-)，选用强酸性或强碱性树脂,-,22,2.5.3离子交换水处理装置单级离子交换器（单床）多级（多床）固定床复合（复床）混合（混合床）双层（双层床）移动床流动床,连续床,-,23,-,24,2.5.4离子交换树脂的处理、转型及再生（1）新树脂的处理及转型阳树脂由Na型H型（水浸泡等量7%HCl浸泡1h水洗至pH34等量8%NaOH浸泡1h水洗至pH8935倍7%HCl浸泡2h）阴树脂由Cl型OH型（2）离子交换树脂的再生老化树脂再生机理：水处理的逆反应阳树脂：反冲树脂质量23倍的5%7%HCl去离子水洗至pH3.04.0阴树脂：反冲树脂质量23倍的5%8%NaOH去离子水洗至pH8.09.0再生液适当加温（50）效果更好。,-,25,2.6水的消毒,常用的消毒方法氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒氯消毒利用次氯酸(HOCl)的强氧化作用破坏微生物的酶系统。常用的氯消毒剂：氯胺、漂白粉、次氯酸钠Cl2+H2O=HOCl+H+Cl-HOCl=H+OCl-,-,26,紫外线消毒利用营养细胞中的蛋白质和核酸吸收紫外光谱的能量，导致蛋白变性，使微生物死亡。波长200295nm，装置：低压灯管臭氧消毒利用臭氧分解产生的原子氧（强氧化剂）与水中的细菌及其他微生物或有机物作用，使其失活。臭氧的发生：3O22O3-148kJ/mol臭氧不稳定，需随时制取当场应用臭氧的加注装置：喷射法臭氧的杀菌作用比氯快1530倍，但成本高,高压放电或紫外线,-,27,水处理的工艺流程,1-原水箱；2-输送泵；3-反洗泵；4-多介质过滤器；5-活性炭过滤器；6-除碱塔；7-脱气塔；8-微滤器；9-砂滤器；10-软化器；11-储水箱,-,28,纯净水生产基本工艺流程,原水预处理（砂罐过滤砂滤棒过滤活性炭过滤微孔膜过滤）反渗透灭菌产品砂罐过滤截留悬浮物和胶体物（分离不溶性杂质）阻力截留(筛滤)、重力沉降和接触凝聚。砂滤棒过滤截留少量有机物及微生物活性炭过滤吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、细菌及铁与锰等杂质微孔膜过滤（精密滤）截留水中的微粒、细菌等微米级(m),-,29,3配料,甜味料酸味料香精香料水溶性香精澄清饮料乳浊香精浑浊型饮料着色剂其他添加剂,-,30,4包装容器与材料,玻璃瓶金属罐镀锡薄钢板（马口铁）素铁、涂料铁镀铬薄钢板铝材轻、薄；延展性和拉拔性能好两片罐罐形：三片罐和两片罐（冲拔拉伸罐）,-,31,塑料及复合材料PE（聚乙烯）LDPE透明度好、柔软、伸长率大抗冲击耐低温HDPE耐高温，硬度气密性机械强度好，不透明,-,32,PVC（聚氯乙烯）良好的阻隔性（空气湿气）和透明性，机械强度好质轻吹塑生产的PVC瓶只适用于果汁和矿泉水注拉吹生产的PVC瓶可用于装碳酸饮料PP（聚丙烯）PET或PETP（聚酯）结晶好、无色透明且极为坚韧；性能优（耐压耐热），价格高。吹塑PET瓶最能充分发挥其特性：透明、表面光洁度高、呈玻璃外观。复合薄膜,-,33,纸质容器利乐包（6层：聚乙烯-聚乙烯-铝箔-聚乙烯-纸板-聚乙烯,TetraBrick）利乐屋顶包（内涂聚乙烯的纸，TetraTop）康美包,-,34,思考题,1概念：水的硬度（总硬度碳酸盐硬度非碳酸盐硬度）水的碱度2常用的水处理方法有哪些？各自的原理、特点及适用条件。3纯净水生产中常用的反渗透（RO）、超滤（UF）和微滤（MF）等有什么区别？如何选择反渗透膜？4水消毒的常用方法？各自的原理？,-,35,第二节碳酸饮料加工工艺,果汁型（原果汁含量2.5%）果味型可乐型低热量型（成品热量75kJ/100mL）其他型,-,36,碳酸饮料生产的工艺类型,现调式（二次灌装法）：先配好调味糖浆灌入包装容器，再灌装碳酸水预调式（一次灌装法）：将调味糖浆和碳酸水定量混合后，再灌入包装容器,-,37,现调式工艺流程饮用水水处理冷却混合机酸味剂、香精等CO2气砂糖溶解过滤糖浆调和冷却灌浆机装瓶机瓶（罐）清洗空瓶检查轧盖机混匀机成品检验,-,38,预调式工艺流程饮用水水处理脱气机酸味剂、香精等CO2气砂糖溶解过滤糖浆调和定量调和机带冷却混合机瓶清洗空瓶检查自动检瓶机装瓶机轧盖机混匀机成品检验,-,39,1调味糖浆的制备及调和,1.1调味糖浆的制备1.1.1原糖浆制备糖浆浓度测定：糖度表法、折光法1.1.2调味糖浆的配制加料次序：原糖浆苯甲酸钠溶液（25%）甜味剂（预先溶解）酸溶液（多为50%的柠檬酸溶液）果汁（以含可溶性固形物10%为基准）香精色素（热水溶化）水,-,40,1.2调和,1.2.1调和系统（1）现调式（二次灌装法）水先经冷却和碳酸化，然后再与调味糖浆分别灌入容器中调和成汽水优点：加料机比调和机结构简单，管道有各自的系统，容易分别清洗；灌水机漏水时不损失糖浆。缺点：糖浆与混合机中出来的水温不一致，容易起泡沫；糖浆事先未被碳酸气饱和，必须提高碳酸水的含气量。,-,41,（2）预调式（一次灌装法）水与调味糖浆按一定比例预先调好，再经冷却混合碳酸化，成品达一定含气量灌入容器中。特点：糖浆与水的比例准确度高，容器容量变化时无需改变加注量比例，产品质量稳定；糖浆和水混合温度一致，气泡小；不适宜灌装带果粒的汽水。,-,42,1.2.2碳酸化,（1）CO2的作用清凉作用阻碍微生物生长舒适的刹口感（2）CO2溶解量的影响因素气液体系的绝对压力和液体的温度CO2气的纯度和液体中存在的溶质的性质气体和液体的接触面积和时间,-,43,CO2的溶解度：在0.1MPa（1个绝对大气压）下，15.56时，1体积水可溶解1体积CO2。V=1.7967-0.07791t+0.0016424t2纯水较含糖或含盐的水更易溶解CO2。空气对碳酸化的影响：降低CO2在水中的溶解度，促进霉菌和腐败菌生长，氧化香气成分。1容积空气对应50倍容积的CO2,-,44,（3）CO2净化（纯度99.5%）（4）碳酸化系统CO2调压站其他工业生产（发酵制酒）的副产品，天然CO2气，自制CO2气等贮于钢瓶中的液体CO2干冰水冷却器混合机（碳酸化罐、填料塔、文丘里管）,-,45,2洗瓶及灌装,2.1玻璃瓶洗涤,-,46,2.2灌装生产线人工检验装塑料箱清洗后的空瓶灌装封盖温瓶喷印编码装纸箱糖浆加料机的形式（现调式）：量杯式、空气封闭式、液面静压式。灌装方式：等压式、负压式其他设备：检验机、贴标机和盖上打印机、包装机等。,-,47,第三节果蔬汁加工工艺,1果蔬汁饮料生产基本工艺天然果汁（原果汁）饮料、果汁饮料或带果肉果汁饮料等，生产的基本原理和过程大致相同。主要包括：果实原料预处理、榨汁或浸提、澄清和过滤、均质、脱氧、浓缩、成分调整、包装和杀菌等工序（浑浊果汁无澄清过滤）。,-,48,1.1原料的选择和洗涤,1.2榨汁和浸提1.2.1破碎和打浆破碎的目的：提高出汁率1.2.2榨汁前的预处理加热适用于红葡萄、红西洋樱桃、李、山楂等水果。原理：加热抑制酶的活性,使细胞原生质中的蛋白凝固，改变细胞的半透性，使果肉软化、果胶水解，降低汁液的粘度，从而提高出汁率。处理条件：6070/1530min加果胶酶,-,49,1.2.3榨汁/浸提榨汁方法依果实的结构、果汁存在的部位、组织性质以及成品的品质要求而异。大部分水果果汁包含在整个果实中破碎压榨；有厚的外皮（柑橘类和石榴等）逐个榨汁或先去皮。果实的出汁率取决于果实的质地、品种、成熟度和新鲜度、加工季节、榨汁方法和榨汁效能。1.2.4粗滤,-,50,1.3果汁的澄清和过滤1.3.1澄清自然澄清明胶单宁澄清法原理：果汁中带负电荷的胶状物质和带正电荷的明胶相互作用，凝结沉淀，使果汁澄清。加酶澄清法原理：利用果胶酶制剂水解果汁中的果胶物质，使果汁中其他胶体失去果胶的保护作用而共同沉淀。果胶酶的作用条件：最适温度5055，用量24kg/T果汁，可直接加入榨出的新鲜果汁中或在果汁加热杀菌后加入。,-,51,冷冻澄清法原理：冷冻改变胶体的性质，而在解冻时形成沉淀（浓缩脱水）。尤适用于苹果汁加热凝聚澄清法（简便、效果好）原理：果胶物质因温度剧变而变性，凝固析出。方法：在8090s内加热至8082，然后快速冷却至室温。1.3.2过滤硅藻土过滤、薄板过滤、真空过滤、超滤等,-,52,1.4果汁的均质和脱气,1.4.1均质混浊果蔬汁和果肉型饮料加工的特殊要求，冷冻保藏果汁和浓缩果汁无需均质。均质压力通常在20MPa左右，甚至高至40MP