软饮料1用水及水处理Word文档格式.docx

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教学内容方法过程：

附记

[组织教学]：

师生问好，检查出勤情况

[新课导入]：

大家能说出所熟知的几种水？

水是一生命的源泉，一切活动都离不开水，那么今天我们就来学习一下水。

[讲授新课]：

一、水源的分类及其特点

1、地表水

地表水是指地球表面所存积的天然水，包括江水、河水、湖水、水库水、池塘水和浅井水等。

江河水不一定全部是地表水。

其中部分可能是地下水穿过土层或岩层流至地表。

特点：

水量丰富，矿物质含量较少，水质不稳定。

地表水的污染物主要有黏土、砂、水草、腐殖质、昆虫、微生物、无机盐等，有时还会被工业废水污染。

2、地下水

地下水是指经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水等。

水质较澄清、水温较稳定，但矿物质含量较高。

3、城市自来水

水质好且稳定，符合生活饮用水标准；

水处理设备简单，容易处理，一次性投资小；

但水价高，经常性费用大。

二、天然水中的杂质

天然水源中的杂质按其微粒分散的程度，大致可分为3类：

悬浮物、胶体物质和溶解物质。

悬浮杂质主要是泥土、砂粒之类的无机物质，也有浮游生物（如蓝藻类、绿藻类）及微生物等。

悬浮物质在成品饮料中能沉淀出来，生成瓶底积垢或絮状沉淀的蓬松性微粒；

影响CO2的溶解，造成装瓶时喷液；

有害的微生物的存在不仅影响产品风味，而且还会导致产品变质。

胶体物质光线照射上去，呈混浊的丁达尔现象；

吸附水中大量离子带有电荷，不能自行下沉。

它们对饮料的影响主要表现在稳定性上，使成品易于产生混浊沉淀等。

胶体物质分为两种：

无机胶体和有机胶体。

无机胶体如黏土和硅酸胶体，是由许多离子和分子聚集而成的，它们占水中胶体的大部分，是造成水质混浊的

主要原因；

溶解物质主要是溶解气体、溶解盐类和其他有机物；

溶解气体主要是氧气和二氧化碳、硫化氢和氯气等，这；

溶解盐类构成了水的硬度和碱度；

三、软饮料工业用水的水质要求；

水是软饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，直接；

饮料用水首先必须符合生活饮用水水质标准（GB57；

但饮用水的理化指标并不能满足生产饮料的要求，特别；

饮用水与软饮料用水差异；

指标；

浊度/度；

色度

主要原因。

有机胶体是一类分子质量很大的高分子物质，一般是动植物残骸经过腐蚀分解的腐殖酸、腐殖质等，是造成水质带色的原因。

溶解物质主要是溶解气体、溶解盐类和其他有机物。

溶解气体主要是氧气和二氧化碳、硫化氢和氯气等，这些气体的存在会影响碳酸饮料中二氧化碳的溶解量并产生异味，影响其他饮料的风味和色泽。

溶解盐类构成了水的硬度和碱度。

三、软饮料工业用水的水质要求

水是软饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，直接影响成品的质量，高质量的饮料是与高品质的水分不开的。

目前大中型饮料厂均备有完善的水处理设备系统，这是许多名牌饮料质量稳定的关键因素之一。

一些小厂直接采用自来水、井水等生产饮料，饮料易产生沉淀、变质、变色等现象。

因此，饮料用水的来源及处理对饮料生产具有重要的意义。

饮料用水首先必须符合生活饮用水水质标准（GB5749-1985）。

但饮用水的理化指标并不能满足生产饮料的要求，特别是蛋白饮料、果汁饮料。

根据饮料工艺用水的特殊要求而强调下列指标，见下表：

饮用水与软饮料用水差异

指标

浊度/度

色度/度

总固形物/（mg/L）

总硬度（以CaCO3计）/（mg/L）

总碱度（以CaCO3计）/（mg/L）

铁/（mg/L）

高锰酸钾消耗量（以O2计）/（mg/L）

游离氯/（mg/L）

致病菌

水的硬度：

水的硬度是指水中离子沉淀肥皂的能力。

水的硬度大小，通常指的是水中钙镁离子盐类的含量。

水的硬度分为总硬度、碳酸盐硬度（暂时硬度）和非碳酸盐硬度（永久硬度）。

碳酸盐硬度的主要化学成分是钙、镁的重碳酸盐（Ca（HCO3）2），其次是钙镁的碳酸盐。

其中重碳酸盐经煮沸可以分解为溶解性很小的碳酸盐，成为沉淀而从水中除去，故又称为暂时硬度。

非碳酸盐硬度主要是指钙镁的硫酸盐、硝酸盐和氯化物。

一般在煮沸时不会饮用水＜3＜15＜1000＜450--＜0.3--≥0.3--饮料用水＜2＜5＜500＜100＜50＜0.1＜10＜0.1不得检出

析出，故而又被称为永久硬度。

暂时硬度和永久硬度之和即为总硬度。

水的硬度表示方法有多种，我国采用的方法与德国相同。

德国度（°

d）：

1L水中含有相当于10mg的CaO，其硬度即为1个德国度（1°

d）。

这是我国目前最普遍使用的一种水的硬度表示方法。

水的硬度通用单位为mmol/L，1mmol/L=2.804德国度（°

天然水按硬度可分为：

极软水（＜4度），软水（4~8度），中等硬度水（8~16度），硬水（16~30度），极硬水（＞30度）。

饮料用水水质要求硬度小于8.5度，当水的硬度过大时，会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀，对饮料生产会产生一些不良影响；

非碳酸盐硬度过高时，还会使饮料出现盐味；

另外，在洗瓶时，在浸瓶槽上形成水垢，会增加烧碱的用量。

水的碱度：

水的碱度是指水中能与H+结合的OH-，CO32-和HCO3-的含量，以mmol/L表示。

水中OH-，CO32-和HCO3-的总含量为水的总碱度。

天然水中通常不含OH-，水中无钠、钾存在时，CO32-的含量也很小，因此天然水中仅有HCO3-存在。

当水的碱度过大时，会对饮料生产产生不良影响，主要有以下几个方面：

和金属离子反应形成水垢，产生不良气味；

和饮料中的有机酸反应，改变饮料的糖酸比与风味；

影响CO2的溶入量；

造成饮料酸度下降，使微生物容易在饮料中生存；

生产果汁型碳酸饮料时，会与果汁中的某些成分发生反应，产生沉淀等。

如沈阳一汽水厂生产果子蜜汽水的投酸量是0.1%，而汽水含酸的实际测出量平均是0.058%。

这就是说有42%的柠檬酸消耗在水中。

通常用浊度和色度来定量表示水中的各种悬浮物、胶体。

浊度测定常把1L水中含有1mg高岭土（或硅藻土）表示为1浊度。

色度指除去水中悬浮物质后，水样的色泽深浅。

色度一般用氯铂酸钾和氯化钴配成的铂钴标准试剂比色法测定。

相当于1mg铂在1L水中所具有的颜色称为1度。

小结：

1.掌握水的硬度。

2.了解软饮料的分类。

板书设计：

第1章软饮料用水水质及水处理

后记

第1章软饮料用水水质及水处理

1、了解软饮料工业用水的水质要求

2、掌握软饮料用水的水处理。

能够对水进行净化处理

了解软饮料工业用水的水质要求

掌握软饮料用水的水处理

提问水的分类有哪几种？

近年来我国推行“集中生产主剂、分散灌装饮料”的产业政策，使用主剂时，饮料灌装仅需准备糖和水（或碳酸水）。

如果两个特许灌装厂使用同样牌号的饮料主剂，但原料水的碱度相差较大，不难想象，将两个厂用统一包装的碳酸饮料的部分酸度发生改变，会使饮料香气特征和味的感觉发生恶化。

还有余氯也会使饮料产生明显的异味。

必须进行较为全面的水处理。

四、软饮料用水的水处理

目的：

采用经济合理的工艺操作有效地去除天然水中的杂质，得到符合软饮料工艺要求的原料水。

水处理之前，首先应对水质进行精密分析，了解水中杂质种类、状态，并确定用水量，以便决定水处理选用的工艺、设备。

软饮料用水总体水处理工艺流程一般如下：

原水→净化（混凝沉淀、过滤）→软化→消毒→成品水

1、净化处理

水的混凝沉淀与过滤是水处理中的常规处理方法，目的是为了去除水中的细小悬浮物质和胶体物质。

混凝：

在水中加入混凝剂，使水中细小悬浮物及胶体物质互相吸附结合成较大的颗粒，从水中沉淀出来。

过滤：

使细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对巨大的颗粒表面而除去，这就是过滤。

（1）混凝沉淀

常用的混凝剂是铁盐和铝盐等无机混凝剂，铁盐包括硫酸亚铁、硫酸铁及三氯化铁3种，铝盐有明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等。

为了提高混凝的效果，加速沉淀，有时需要加入一些辅助药剂，称为助凝剂。

常用的助凝剂有：

活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠（CMC）及化学合成的高分子助凝剂，包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯等。

用来调节pH值的碱、酸、石灰等。

硬度高的水广泛使用硫酸铝或硫酸亚铁的凝聚沉淀法。

（2）过滤

原水通过粒状滤料层时，其中一些悬浮物和胶体物质被截留在孔隙中或介质表面上，这种通过粒状介质层分离不溶性杂质的方法称为过滤。

通过过滤可以除去以自来水为原水中的悬浮杂质、氢氧化铁、残留氯及部分微生物。

过滤也可以除去以井水（或矿泉水、泉水）为原水中的悬浮杂质、铁、锰及部分细菌。

过滤常用砂石过滤器、砂滤棒过滤器、活性炭过滤器等。

饮料用水在水消毒前进行砂滤棒过滤，可使原水中存在的少量有机物及微生物被砂滤棒的微小孔隙吸附截留于表面而除去一部分。

特别是机械杂质较少时，如自来水，这是一种在饮料用水处理中应用十分广泛的过滤设备。

有些水中含有余氯和异臭杂味，将极大地影响饮料口感。

为了使水质无色、无臭、无味，可进行活性炭过滤处理。

2、水的软化

饮料用水（包括洗瓶用水、锅炉用水、配制饮料用水、清洗用水、卫生用水等）对水的要求很高。

特别是配制饮料用水、洗瓶用水和锅炉用水除了卫生条件要求较高外，对水的硬度要求更高。

硬度大的水（一般是地下水），未经处理不能作饮料生产和冷却等的用水，不然会产生大量水垢，使清洁的玻璃瓶发暗、堵塞洗瓶机的喷嘴和降低换热器的传热效率、引起锅炉爆炸等，因此使用前必须进行软化处理，使原水的硬度降低。

水的软化常采用以下方法：

石灰软化法、离子交换法、电渗析法和反渗透法。

应用深加工或运输前乳和乳清的浓缩水果汁和蔬菜汁的浓缩，糖的浓缩、洗物水回收利用和水的再生处理无醇啤酒生产、高度酒中除去部分酒精

糖、甜味剂全部适用；

乳品、肉品；

水果、蔬菜；

超滤（UF）饮料；

添加剂；

油脂；

全部适用；

乳品；

电渗析（ED）；

微孔过滤（MF）；

气体渗透（GP）；

3、水的消毒糖、甜味剂饮料全部适用金黄糖浆溶液的；

原水经混凝沉淀、过滤、软化处理后，水中大部分微生；

（1）氯消毒；

水的加氯消毒，是当前世界各国最普遍使用的饮用水消；

（2）紫外线消毒；

紫外线是波长为100~400nm的糖、甜味剂

3、水的消毒糖、甜味剂饮料全部适用金黄糖浆溶液的预浓缩蒸煮锅的浓缩液再循环到蒸煮锅之前，浓缩物的处理乳清蛋白质的分离和浓缩；

人造干酪和天然干酪制造中奶的分离和浓缩果汁的澄清和浓缩；

马铃薯加工业废水中回收蛋白质酒的澄清、提纯；

啤酒的冷除菌及提高透明度天然色素和食品添加剂的分离和浓缩；

甘蔗汁和甜菜汁脱色和纯化油脂的脱胶精炼和脱色；

回收油料中种子蛋白和油从废水中回收油，水净化除菌乳清除盐甜菜、糖蜜和甘蔗糖蜜除盐；

从发酵液中提取柠檬酸啤酒的冷过滤除菌；

饮料冷法稳定消毒用于食品的包装和贮藏所用的富氮空气的生产

原水经混凝沉淀、过滤、软化处理后，水中大部分微生物随同悬浮物质、胶体物质和溶解杂质等已被除去，但仍有部分微生物存留在水中（反渗透处理除外），为了保证产品质量和消费者的健康，对水要进行严格的消毒处理。

目前国内外常用的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。

其中以紫外线消毒最适用于软饮料用水的消毒。

（1）氯消毒

水的加氯消毒，是当前世界各国最普遍使用的饮用水消毒法。

由于此法操作简单，费用低，无需专用设备，适宜处理大容量水，而且杀菌能力很强，因此广泛用于日常生活水处理及没有采用自来水为水源的饮料厂的水处理。

但由于经氯化消毒的水中会存在一定的残余氯，它会使水带有程度不同的氯味和其他异味，并且过量的氯还会与饮料中的色素和香料发生氯氧化作用，影响其质量。

因此氯化法不能用在直接配制饮料用水的水消毒。

（2）紫外线消毒

紫外线是波长为100~400nm的电磁波。

它又分为：

近紫外线UVA，远紫外

线UVB和超短紫外线UVC。

紫外线对人体皮肤的渗透程度是不同的。

紫外线的波长愈短，对人类皮肤危害越大。

短波紫外线可穿过真皮，中波则可进入真皮。

由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线UVB的照射；

而防止UVA紫外线，则是为了避免皮肤晒黑。

在欧美，人们认为皮肤黝黑是健美的象征，所以反而在化妆品中要添加晒黑剂，而不考虑对长波紫外线的防护。

近年来这种观点已有改变，由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害，所以人们开始加强对长波紫外线的防护。

紫外线消毒的原理是微生物经紫外线照射后，微生物的蛋白质和核酸吸收紫外线光谱能量，使微生物细胞内核酸的结构发生裂变。

从而破坏了核酸的正常生理功能，导致了蛋白质变性并最终导致微生物的死亡。

（3）臭氧消毒

臭氧（O3）是氧的一种变体，由三个氧原子组成，是氧气的同素异形体，很不稳定，在水中易分解成氧气和一个活泼的氧原子。

这一活泼的氧原子是一种很强的氧化剂，能与水中的微生物或有机物作用，使其失去活性。

因此，臭氧是很强的杀菌剂。

我国现已广泛用于饮用纯净水、矿泉水的消毒杀菌。

思考题

1.名词解释：

水的硬度、水的碱度

2.水的净化处理、软化处理和消毒常用的方法有哪些？

都具有什么特征？

通过学习使学生掌握水处理的方法

3、水的消毒

后记：