软饮料1用水及水处理
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软饮料加工原理,主要工艺流程及操作要点
软饮料加工原理,主要工艺流程及操作要点Soft drinks are popular beverages that are enjoyed by people of all ages around the world. They are typically carbonated, non-alcoholic beverages that come in a variety of flavors. The processing of soft drinks involves several key principles that ensure the final product is safe, flavorful, and shelf-stable. Soft drink processing primarily involves four main stages: water treatment, syrup making, blending, and carbonation.软饮料是深受世界各地人们喜爱的饮料，适合各个年龄段的人们。
它们通常是含二氧化碳的非酒精饮料，口味多样。
软饮料的加工包括几个关键原理，确保最终产品安全、口感好且具有耐储藏性。
软饮料加工主要包括四个主要阶段：水处理、糖浆制备、混合和气化。
The first step in soft drink processing is water treatment. Water is the main ingredient in soft drinks, so it is crucial that it is of high quality. Water treatment involves filtration, sterilization, and the removal of impurities to ensure that the water is clean and safe for consumption. This step is essential for producing a high-quality final product that meets food safety standards.软饮料加工的第一步是水处理。
软饮料的分类与制作工艺解读
第二讲软饮料用水及水处理1.软饮料的概念及分类？软饮料：经过预先包装的，供直接饮用或用水冲调饮用的，乙醇含量不超过0.5g/100mL饮用品，不包括饮用药品。
分类（11大类）１．碳酸饮料类在一定条件下充入二氧化碳气的饮料，不包括由发酵法自身产生的二氧化碳气的饮料。
２、果蔬汁类用水果或蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实）等为原料，经加工或发酵制成的饮料。
３．蛋白饮料类以乳或乳制品、或有一定蛋白质含量的植物的果实、种子或种仁等为原料，经加工或发酵制成的饮料。
４．包装饮用水类密封于瓶、罐、桶或其它容器中可直接饮用的水。
５．茶饮料类以茶叶的水提取液或其浓缩液、速溶茶粉为原料，经加工制成的饮料。
６．咖啡饮料类以咖啡豆的水提取液或其浓缩液、速溶咖啡粉为原料，经加工制成的饮料。
７．植物饮料类以植物或植物抽提物（茶、咖啡除外）为原料（非果蔬类植物的根、茎、叶、花、种子及竹或树木自身分泌的汁液，如谷物、食用菌、食用藻类和蕨类、可可、菊花等）经加工或发酵制成的饮料。
８．风味饮料类以食用香精（料）、甜味料、酸味剂等作为调整风味主要手段而加工制成的饮料。
９．特殊用途饮料类通过调整饮料中营养素的成分和含量，或加入具有特定功能成分的适应某些特殊人群需要的饮料。
１０、固体饮料类用食品原料、食品添加剂等加工制成粉末状、颗粒状或块状的供冲调饮用的制品。
１１、其它饮料类在上列10类中未能包括的符合饮料定义的饮料制品。
2.天然水怎么分类？有何特点？（一）地表水主要指江水、河水、湖水、水库水、浅井水等水源。
其特点为：矿物质含量较少；储量丰富；取用方便。
同时易于受自然环境影响；泥沙、腐殖质、浮游生物以及微生物含量较高。
随着工业发展，地表水污染加重，应引起我们的高度重视。
（二）地下水主要指泉水、井水、自流井以及地下岩层中的水。
其特点为：水质澄清，泥沙、悬浮物、微生物含量较少；水温波动不大；含矿物质较多。
（三）城市自来水自来水是指地表水经过适当处理，使水质达到生活饮用水标准。
-软饮料用水及水处理
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B.水的碱度
定义： 水的碱度是指水中能与Ｈ＋结合的OH-、CO3-和 HCO3-的总含量,合称为水的总碱度。 其中 OH-的含量称氢氧化物碱度， CO3-的含量称碳酸盐碱度， HCO3-的含量为重碳酸盐碱度。 水中OH-、CO3-、 HCO3-的总含量为水的总碱度。
天然水中通常不含OH-， 又由于钙、镁碳酸盐的溶解度很小，所以当水中 无钠、钾存在时，CO3-的含量也很小。 因此，天然水中仅有HCO3-存在。 只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中，才存在有CO3-离子。
胶体物质的大小大致为0.001～0.20μm。
胶体的种类：无机胶体和有机胶体
具有两个很重要的特性： ⑴ 光线照射上去，被散射而呈混浊的丁达尔现象。 ⑵ 因吸附水中大量离子而不能自行下沉，即具有稳定性。
胶体物质对成品饮料质量的影响
1.混浊 2.变色 胶体物质多数是粘土性无机胶体，它造成水质混浊。 高分子有机胶体是分子量很大的物质，一般是动植物
生物（如蓝藻类、绿藻类、硅藻类）及微生物。
对成品饮料质量的影响
1.呈现浑浊 2.可浮在瓶颈产生颈环 3.悬浮物质在成品饮料中能沉出来，生成瓶底积垢或絮 状沉淀的蓬松性微粒。 4.悬浮物会使碳酸饮料中的二氧化碳迅速消耗。 5.有害的微生物不仅影响产品风味，而且还会导致产品 变质。
２.胶体物质的影响
胶体、 溶解物质
● 处理方法：一、混凝沉淀 先对水质进行精密
分析，了解水源中杂质
种类、状态，并确定用 水量，以便决定水处理
二、水的过滤 三、硬水软化 四、水的消毒
的工艺、设备。
一、混凝沉淀
目的是除去悬浮物和胶体。 ●混凝沉淀：在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小 悬浮物或胶体微粒相互吸附结合而成较大颗粒，从水中沉淀 下来的过程。 ●混凝剂:混凝时所加入的溶解盐类称为混凝剂。
3饮料用水
4、膜过滤
膜过滤是一种物理分离过程，以膜两侧的压力差为驱动力， 以膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时， 膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而 成为透过液，而原液中体积大千膜表面微孔径的物质则被截 留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原液的分离和浓 缩的目的。
5、其他过滤装置 （1）大孔离子树脂过滤器 （2）钛棒过滤器 （3）化学纤维蜂房式过滤器
（3）总碱度等于总硬度时，说明水中只含有Ca2+、Mg2+的碳 酸氢盐。
4、水的硬度与碱度对软饮料生产的影响
（1）硬度的影响：钙镁离子与有机酸反应产生沉淀，影 响产品感官；非碳酸盐硬度过高时，使饮料出现盐味；在 加工容器、管道、锅炉内形成水垢。
（2）碱度的影响：与金属离子反应形成水垢，并产生不 良气味；和有机酸反应，改变饮料的糖酸比与风味；影响 碳酸饮料的二氧化碳溶解量；使饮料酸度下降，造成微生 物感染；生产果汁型碳酸饮料时，与果汁的某些成分发生 反应，产生沉淀。
3、水的硬度与碱度的关系
总硬度=暂时硬度+永久硬度，总碱度通常与暂时硬度相符。
（1）总碱度大于总硬度时，说明水中存在OH-、CO2-3， 属于碱性水；
（2）总碱度小于总硬度时，说明水中存在Ca2+、Mg2+的氯化 物，基本上不存在OH-、CO2-3，属于非碱性水。如果Ca2+、Mg2+ 和OH-、CO2-3同时存在，则会发生沉淀。
过滤介质是保证过滤作用的重要条件之一，其性能与 结构直接影响过滤和净化的质量。对过滤介质的基本要求 是：
（1）应具有足够的化学稳定性； （2） 应具有足够的机械强度； （3）不溶于水； （4）不产生有毒、有害物质。
常见的过滤介质有：砂粒、石英砂、磁铁矿石、无烟 煤、活性炭、玻璃纤维、石棉、纸板等。
膜过滤是一种物理分离过程，以膜两侧的压力差为驱动力， 以膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时， 膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而 成为透过液，而原液中体积大千膜表面微孔径的物质则被截 留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原液的分离和浓 缩的目的。
5、其他过滤装置 （1）大孔离子树脂过滤器 （2）钛棒过滤器 （3）化学纤维蜂房式过滤器
（3）总碱度等于总硬度时，说明水中只含有Ca2+、Mg2+的碳 酸氢盐。
4、水的硬度与碱度对软饮料生产的影响
（1）硬度的影响：钙镁离子与有机酸反应产生沉淀，影 响产品感官；非碳酸盐硬度过高时，使饮料出现盐味；在 加工容器、管道、锅炉内形成水垢。
（2）碱度的影响：与金属离子反应形成水垢，并产生不 良气味；和有机酸反应，改变饮料的糖酸比与风味；影响 碳酸饮料的二氧化碳溶解量；使饮料酸度下降，造成微生 物感染；生产果汁型碳酸饮料时，与果汁的某些成分发生 反应，产生沉淀。
3、水的硬度与碱度的关系
总硬度=暂时硬度+永久硬度，总碱度通常与暂时硬度相符。
（1）总碱度大于总硬度时，说明水中存在OH-、CO2-3， 属于碱性水；
（2）总碱度小于总硬度时，说明水中存在Ca2+、Mg2+的氯化 物，基本上不存在OH-、CO2-3，属于非碱性水。如果Ca2+、Mg2+ 和OH-、CO2-3同时存在，则会发生沉淀。
过滤介质是保证过滤作用的重要条件之一，其性能与 结构直接影响过滤和净化的质量。对过滤介质的基本要求 是：
（1）应具有足够的化学稳定性； （2） 应具有足够的机械强度； （3）不溶于水； （4）不产生有毒、有害物质。
常见的过滤介质有：砂粒、石英砂、磁铁矿石、无烟 煤、活性炭、玻璃纤维、石棉、纸板等。
第三章软饮料用水和辅料
第三章软饮料用水和辅料第一节软饮料用水及处理方法1.水中的污染(1) 粒子；(2) 可溶性无机物： Ca、Mg、Si，CO2、N、P等；(3) 可溶性有机物：如除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物组织腐蚀物；(4) 微生物；用水质量要求凡与原料直接接触的用水，应符合饮用水标准。
无色、澄清、无悬浮物质、无异味异嗅、无致病细菌、无耐热微生物及寄生虫，不含对人体健康有害、有毒的物质。
此外，水中不应含有硫化氢、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等，也不应有过多的铁、锰等。
水的硬度也直接影响加工产品的质量。
水中钙盐或镁盐的含量决定它的硬度，一般来说，1升水中含10mgCaO或MgO叫1°的水，通常用CaO含量表示。
2.水的硬度水中离子沉淀肥皂的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+盐类的含量。
单位mmol/L或mg/L 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等水的总硬度0 ~ 4°为最软的水， 4 ~ 8°为软水，8 ~ 16°为中等硬度的水，16 ~ 30°为硬水，30°以上为很硬的水。
硬度过大的水不适宜作加工用水，因硬水中的钙盐与果蔬中的果胶酸结合生成果胶酸钙而使果肉变硬。
镁盐味苦，1升水中含有MgO 40mg便可尝出苦味。
钙、镁盐还可与果蔬中的酸化合生成溶解度小的有机酸盐，并与蛋白质生成不溶性物质，引起汁液混浊或沉淀。
所以，除蜜饯制坯，半成品保存可用硬度较大的水，以保持果蔬的脆性和硬度外，其它加工品要求水的硬度不宜过高。
具体的讲，用途不同，加工品种类不同，对水的硬度要求亦不同。
3.水的碱度天然水中能与H+结合的OH-、CO3-和HCO3-的含量。
天然水中通常仅存在HCO3-。
4．混凝和过滤（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。
软饮料工艺知识
微小孔隙，水中存在的少量有机物及微生物 被微孔吸附截留在砂滤棒表面。
二、软化
石灰软化法 在水中加入化学药剂如石灰(CaO)等，
可以在不加热条件下除去钙、铁离子，达到 水质软化的目的。这种方法称之为石灰软化 法，是工业上常用的一种软化水的方法。 （1）石灰软化 （2）石灰－纯碱软化
三、电渗析和反渗透
原糖浆的制备
糖的溶解 测定糖浆浓度 糖液配制 糖浆过滤
（冷溶、热溶）
（自然、加压）
比重计、波美表、糖度表及折光仪
2.果味糖浆的原料和配合
1.原料 防腐剂：苯甲酸钠 (25%) 酸：柠檬酸、酒石酸、磷酸、乳酸 甜味料：糖精钠 果汁：如浓缩柑桔汁 色素：天然色素和法定食用色素 香精：须试制后添加
原糖浆：测定其浓度及需要的容积。 苯甲酸钠溶液(25％)：称量，用温水溶解。 糖精钠：用温水溶解后投入。 酸溶液：一般常用50％的柠檬酸溶液。 果汁：以可溶性固型物10％为基准。 香精(水溶性) 色素：热水溶化。 加水到规定容积为止，再测定糖浆浓度。
电渗析 常用于海水和咸水的淡化，或用自来
水制备初级纯水。它是通过具有透择透过 性和良好导电性的离子交换膜，在外加直 流电场的作用下，根据异性相吸、同性相 斥的原理，使原水中阴、阳离子分别通过 阴离子交换膜和阳离子交换膜而达到净化 作用的一项技术。
多层膜电渗析器脱盐示意图
反渗透的原理
通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等具 有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材料。
基本要求 生产工艺过程 玻璃配合料的制备 熔制 成型与退火 发展趋势：增加强度和实现轻量化
2.金属包装材料及金属罐
金属材料的分类 钢材：镀锡薄钢板、镀锌薄钢板、镀铬薄钢板 铝材：铝板、铝箔、镀铝薄膜 金属罐制罐工艺
二、软化
石灰软化法 在水中加入化学药剂如石灰(CaO)等，
可以在不加热条件下除去钙、铁离子，达到 水质软化的目的。这种方法称之为石灰软化 法，是工业上常用的一种软化水的方法。 （1）石灰软化 （2）石灰－纯碱软化
三、电渗析和反渗透
原糖浆的制备
糖的溶解 测定糖浆浓度 糖液配制 糖浆过滤
（冷溶、热溶）
（自然、加压）
比重计、波美表、糖度表及折光仪
2.果味糖浆的原料和配合
1.原料 防腐剂：苯甲酸钠 (25%) 酸：柠檬酸、酒石酸、磷酸、乳酸 甜味料：糖精钠 果汁：如浓缩柑桔汁 色素：天然色素和法定食用色素 香精：须试制后添加
原糖浆：测定其浓度及需要的容积。 苯甲酸钠溶液(25％)：称量，用温水溶解。 糖精钠：用温水溶解后投入。 酸溶液：一般常用50％的柠檬酸溶液。 果汁：以可溶性固型物10％为基准。 香精(水溶性) 色素：热水溶化。 加水到规定容积为止，再测定糖浆浓度。
电渗析 常用于海水和咸水的淡化，或用自来
水制备初级纯水。它是通过具有透择透过 性和良好导电性的离子交换膜，在外加直 流电场的作用下，根据异性相吸、同性相 斥的原理，使原水中阴、阳离子分别通过 阴离子交换膜和阳离子交换膜而达到净化 作用的一项技术。
多层膜电渗析器脱盐示意图
反渗透的原理
通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等具 有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材料。
基本要求 生产工艺过程 玻璃配合料的制备 熔制 成型与退火 发展趋势：增加强度和实现轻量化
2.金属包装材料及金属罐
金属材料的分类 钢材：镀锡薄钢板、镀锌薄钢板、镀铬薄钢板 铝材：铝板、铝箔、镀铝薄膜 金属罐制罐工艺
第三课 软饮料加工技术1 基础知识PPT课件
饮料是以补充人体水分为主要目的的流质食品。人 们饮用牛奶主要是为了增加营养，所以，牛奶不列入饮 料，而与其他以乳为原料的食品归为乳与乳制品。
4
按照含酒精程度不同，我们可以把饮料分为含酒精 饮料和非酒精饮料。
含酒精饮料又称含醇饮料，指经过发酵或添加酒精兑 制的、酒精含量超过0.5%的饮料。包括啤酒、白酒、黄 酒、葡萄酒等。 非酒精饮料又称软饮料是指经过包装的，不含酒精或作 为香料等配料用溶剂的乙醇含量不超过0.5%的饮料。
25
（3）反渗透法（RO）
26
27
膜分离技术
28
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。
29
（4）电渗析法
使用电渗析和反渗透时，原水必须先经过混凝、过滤等预 处理才能保证设备的正常运转。
24
（2）离子交换法
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高 分子结合物，由三部分组成：不溶性的三维空间 网状骨架可交换离子。
原理： 吸附：Ca2++2NaR CaR2+2Na+ Mg2++2NaR MgR2+2Na+ 再生：CaR2+2Na+ Ca2++2NaR MgR2+2Na+ Mg2++2NaR
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3、水的软化
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（1）石灰软化法
在原水总硬度中碳酸盐硬度较高的情况下，在水中加入 石灰，可降低碳酸盐硬度。 CaO+H2O------Ca(OH)2 Ca(HCO3)2+Ca(OH)2------2CaCO3+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2------MgCO3+CaCO3+2H2O MgCO3+Ca(OH)2------Mg(OH)2+CaCO3 2NaHCO3+Ca(OH)2------CaCO3+NaCO3+2H2O
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按照含酒精程度不同，我们可以把饮料分为含酒精 饮料和非酒精饮料。
含酒精饮料又称含醇饮料，指经过发酵或添加酒精兑 制的、酒精含量超过0.5%的饮料。包括啤酒、白酒、黄 酒、葡萄酒等。 非酒精饮料又称软饮料是指经过包装的，不含酒精或作 为香料等配料用溶剂的乙醇含量不超过0.5%的饮料。
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（3）反渗透法（RO）
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膜分离技术
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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。
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（4）电渗析法
使用电渗析和反渗透时，原水必须先经过混凝、过滤等预 处理才能保证设备的正常运转。
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（2）离子交换法
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高 分子结合物，由三部分组成：不溶性的三维空间 网状骨架可交换离子。
原理： 吸附：Ca2++2NaR CaR2+2Na+ Mg2++2NaR MgR2+2Na+ 再生：CaR2+2Na+ Ca2++2NaR MgR2+2Na+ Mg2++2NaR
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3、水的软化
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（1）石灰软化法
在原水总硬度中碳酸盐硬度较高的情况下，在水中加入 石灰，可降低碳酸盐硬度。 CaO+H2O------Ca(OH)2 Ca(HCO3)2+Ca(OH)2------2CaCO3+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2------MgCO3+CaCO3+2H2O MgCO3+Ca(OH)2------Mg(OH)2+CaCO3 2NaHCO3+Ca(OH)2------CaCO3+NaCO3+2H2O
第一章软饮料用水及水处理
２.胶体
胶体是液体中粒径大小在 １～２ ０0 nm 的微粒。 胶体可分为两种：无机胶体和有机胶体。 ★无机胶体 如硅酸胶体和粘土，是由许多离 子和分子聚集而成的，它们是造成水混浊 的主要原因。 ★有机胶体 主要是高分子物质、有机体， 如蛋白质、腐植质等，多带负电。一般是 动植物残骸经过腐蚀分解的腐植质、腐植 酸，是造成水带色的主要原因。
Ａl (OH) 3十OH -→Ａl O 2 - ＋ ２ H 2 O Ｐ Ｈ ＞ ９．５时，水中不会含有Ａl (OH) 3
另外，水的 pＨ值还会影响Ａl (OH) 3胶粒所 带的电荷。 pＨ﹤ ５时，带负电； pＨ ＞ ５时，带正电； pＨ值在８左右时，以中性氢氧化物的形式 存在。
◇水温 一般要求水温在２５～３５℃在一定的温度范围内。 ◆水温上升，混凝剂溶解速度上升，混凝作用加强，生 成的絮凝物量增加，有利于水中杂质的沉淀去除；水温 下降，则相反。 ◆当水温高于４０ ℃时，生成的絮凝物细小，不利于沉 淀； ◆水温高于 ５ ０ ℃时，则根本失去作用。 ◇搅拌 刚加入混凝剂时，应快速搅拌，以有利于Ａl (OH) 3胶 粒的形成，并扩散到水中各部位及时同水中杂质作用。 当絮团开始形成后，不宜快速搅拌，否则会打碎絮团不 利于沉淀。 ◇混凝剂添加量 使用明矾作为混凝剂时，用量一般为 ０· ００1％～０.０ ２％。
水中所含胶体物质在水中能保持悬浮或分 散不沉淀的原因是因为胶体微粒带有相同 的电荷，产生静电斥力的缘故，所以必须 添加混凝剂中和胶粒表面所带的电荷，破 坏其稳定性，从而促使其相互聚集，由小 颗粒变成大颗粒，发生用的混凝剂有铝盐、铁盐两 类。铝盐包括明矾、硫酸铝、碱性氯化铝 等，铁盐包括硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化 铁等。 混凝剂的作用是自身先溶解形成胶体，再与 水中杂质作用，以中和或吸附的形式使杂 质凝聚成大颗粒产生沉淀。
饮料用水及水处理
水的碱度： 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-。
硬水有许多缺点： 1、和肥皂反应时产生不溶性沉淀，降低洗涤效果。 2、工业上，钙盐镁盐沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时会导致锅炉爆炸。 3、对人体健康和日常生活造成一定影响。 南方多为软水，北方多为硬水，饮用水不超过25度，最适宜为8-18度。
（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 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。
（3）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pH3~4→等量8%NaOH浸泡1h→水洗至pH8-9→3-5倍7%HCl浸泡2h）；阴树脂由Cl型 →OH型。
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。
（三）、离子交换法处理水
离子交换法——利用离子交换剂把原水中人们所不需要的离子暂占有，然后再将它释放到再生液中使水得到软化的方法。
（2）微孔膜过滤器 滤芯为高分子材料，决定过滤效果。 （3）活性炭过滤器 多孔性物质，具有很强的吸附能力，能吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、细菌及铁与锰等杂质，一般可将水中的有机物除去90%以上。 超滤膜+优质椰壳活性炭+麦饭石+远红外活化石+天然磁石
二、水的软化
（一）石灰软化 在原水总硬度中碳酸盐硬度较高的情况下，在水中加入石灰，可降低碳酸盐硬度和碱度。 CaO+H2O------Ca(OH)2 CO2+Ca(OH)2------CaCO3+H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)2------2CaCO3+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2------MgCO3+CaCO3+2H2O MgCO3+Ca(OH)2------Mg(OH)2+CaCO3 2NaHCO3+Ca(OH)2------CaCO3+NaCO3+2H2O
软饮料用水及水处理_《食品工艺学》
饮料生产用水不仅要符合饮用水标准，还需要高于此 标准，进一步软化去除其中溶解的盐类 ；
冷却用水的水质要求不太严格，只要不混入饮料，水 质无需达到饮用水的标准，没有必要除去其色泽、气 味等 ；冷却水用量较大，工厂多进行循环利用。
项目名称
指标
项目名称
指标
浊度(NTU-散射浊度单位) 色度（铂钴色度单位）
第一节 软饮料用水及水处理
学习重点:
一、软饮料用水 软饮料用水的水质要求及水中杂质
二、水处理 水中杂质的去除及水的消毒
内容
一、软饮料用水的水质要求 二、 软饮料用水的水质处理
水水是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， 因此，全面了解水的各种性质，对于 饮料用水的处理工作具有重要意义。
≤0.1 ≤100 ≤3 不得检出
二、软饮料用水的水质处理
混凝沉淀 水的过滤 硬水软化 水的消毒
自来水工艺流程图
（一）混凝沉淀
混凝沉淀是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小 悬浮物或胶体物质相互吸附结合而成较大颗粒，从水 中沉淀下来的过程。 混凝沉淀适合除去水中细小悬浮物和胶体物质 溶解盐类称为混凝剂。 原理
应用：
两台联装，交替使用；
砂滤棒使用前要消毒；
安装时凡是与净水接触部 位均需消毒。
3、水的过滤－活性炭过滤器
地表水或地下水不同程度地含有有机物质； 当含量超过后续水处理装置允许进水水质指标时，需 设置活性碳过滤器； 活性炭过滤器一般设置在机械过滤器之后其后需设置 滤芯过滤器； 活性碳过滤器能除去原水中的悬浮杂质，并对氯离子 ，有机物，细菌以及铁及锰等有吸附作用。
≤2 味及臭气 ≤5 总碱度(以CaCO3计)/(mg/L)
无臭无味 ≤50
冷却用水的水质要求不太严格，只要不混入饮料，水 质无需达到饮用水的标准，没有必要除去其色泽、气 味等 ；冷却水用量较大，工厂多进行循环利用。
项目名称
指标
项目名称
指标
浊度(NTU-散射浊度单位) 色度（铂钴色度单位）
第一节 软饮料用水及水处理
学习重点:
一、软饮料用水 软饮料用水的水质要求及水中杂质
二、水处理 水中杂质的去除及水的消毒
内容
一、软饮料用水的水质要求 二、 软饮料用水的水质处理
水水是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， 因此，全面了解水的各种性质，对于 饮料用水的处理工作具有重要意义。
≤0.1 ≤100 ≤3 不得检出
二、软饮料用水的水质处理
混凝沉淀 水的过滤 硬水软化 水的消毒
自来水工艺流程图
（一）混凝沉淀
混凝沉淀是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小 悬浮物或胶体物质相互吸附结合而成较大颗粒，从水 中沉淀下来的过程。 混凝沉淀适合除去水中细小悬浮物和胶体物质 溶解盐类称为混凝剂。 原理
应用：
两台联装，交替使用；
砂滤棒使用前要消毒；
安装时凡是与净水接触部 位均需消毒。
3、水的过滤－活性炭过滤器
地表水或地下水不同程度地含有有机物质； 当含量超过后续水处理装置允许进水水质指标时，需 设置活性碳过滤器； 活性炭过滤器一般设置在机械过滤器之后其后需设置 滤芯过滤器； 活性碳过滤器能除去原水中的悬浮杂质，并对氯离子 ，有机物，细菌以及铁及锰等有吸附作用。
≤2 味及臭气 ≤5 总碱度(以CaCO3计)/(mg/L)
无臭无味 ≤50
软饮料加工技术—软饮料用水及水处理
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。
一、软饮料用水的水质要求
（一）水源的分类及其特点
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。 特点：水质较澄清、水温较稳定，但矿物质含量较高。
一、软饮料用水的水质要求
（一）水源的分类及其特点
3、城市自来水 主要是指地表水经过适当的处理工艺，水质达到一定要求并贮藏在水塔中的水。 特点：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。
一、软饮料用水的水质要求
（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：
离子交换法是利用离子交换树脂交换离子的能力，按水处理的要求将原水中所不需要的离 子通过交换而暂时占有，然后再将它释放到再生液中，使水得到软化的水处理方法。
离子交换法脱盐率高，也比较经济。但当原水中含盐量过高时，须经常再生，要消耗大量 的酸、碱，且排出的酸、碱废液会对环境造成一定的污染。这种情况下，应在离子交换处 理之前作相应的预处理，如混凝、沉淀、吸附或电渗析等。
饮料用水 ＜2 ＜5
＜500 ＜100 ＜50 ＜0.1 ＜10 ＜0.1 不得检出
二、软饮料用水的水处理
目的：
保持水质稳定性 除去水中的悬浮物和胶体物质 去除有机物、异臭、异味 将水的碱度降到标准以下 去除微生物
二、软饮料用水的水处理
（一）水的净化
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。
业废水污染。
一、软饮料用水的水质要求
（一）水源的分类及其特点
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。 特点：水质较澄清、水温较稳定，但矿物质含量较高。
一、软饮料用水的水质要求
（一）水源的分类及其特点
3、城市自来水 主要是指地表水经过适当的处理工艺，水质达到一定要求并贮藏在水塔中的水。 特点：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。
一、软饮料用水的水质要求
（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：
离子交换法是利用离子交换树脂交换离子的能力，按水处理的要求将原水中所不需要的离 子通过交换而暂时占有，然后再将它释放到再生液中，使水得到软化的水处理方法。
离子交换法脱盐率高，也比较经济。但当原水中含盐量过高时，须经常再生，要消耗大量 的酸、碱，且排出的酸、碱废液会对环境造成一定的污染。这种情况下，应在离子交换处 理之前作相应的预处理，如混凝、沉淀、吸附或电渗析等。
饮料用水 ＜2 ＜5
＜500 ＜100 ＜50 ＜0.1 ＜10 ＜0.1 不得检出
二、软饮料用水的水处理
目的：
保持水质稳定性 除去水中的悬浮物和胶体物质 去除有机物、异臭、异味 将水的碱度降到标准以下 去除微生物
二、软饮料用水的水处理
（一）水的净化
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。
第一章 软饮料用水及水处理
砂滤棒过滤器
2.2 水的过滤
3、过滤的形式 ③ 活性炭过滤
a. 原理：活性炭是一种多孔性物质，具有很强的吸附能力， 能吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、细菌及铁、锰等 杂质，可将水中有机物除去90%以上。 b.清洗：活性炭使用过一段时间后，由于截污过多，活性炭表 面及内部的微孔被水中的杂质堵塞，活性丧失，压降增大，出 水水质变差，应及时反冲洗与再生。 c.反冲洗的操作步骤: 四步
1.1 水源的分类及其特点
水源的来源不同分地表水、地下水、城市自来水三种。 ① 地表水 a. 定义：地表存积的天然水 b. 包括：江河水、湖水、池溏水、水库水、浅井水。 c. 特点： d. 结论：地表水制作饮料要慎重，无把握保证水质较好的情况下不使 用地表水。 ② 地下水： a. 定义：是经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然 水，存在于土壤和岩层中。 b. 包括：深井水，泉水和自流井水等。 c. 分类：潜水、承压水、泉水 d. 地下水的质特点： e. 结论：硬度不到1mmol/L时，是制作饮料的最理想用水。 ③ 城市自来水 a. 定义：地表水经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮存在 水塔中的水。 b. 包括： c. 结论： 可以做饮料用水。
石灰软化处理水的过程原理
石灰软化设备：加速澄清池
2.3 硬水软化 2、离子交换法
<1> 定义： 离子交换法是利用离子交换树脂交换离子的能力，按水处 理的要求将原水中所不需要的离子通过交换而暂时占有，然后 再将它释放到再生液中，使水得到软化的水处理方法。 离子交换剂分为三类 <2> 离子交换树脂软化水的原理： a. 离子交换树脂在水中是解离的： b. 当原水中含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子则出现： RSO3-H+ + Na+ RSO3- Na+ + H+ c. 当原水中含有SO42-、CL-、HCO3-、HsiO3-等阴离子，则出现： R三N+OH- + CLR三CL + OHd. 从b、c反应看出：水中溶解的阴阳离子被树脂所吸附，离子 交换树脂中的H+和OH-进入水中，从而达到水质软化的目的。
软饮料用水及水处理
软饮料用水及其处理
我国水资源的状况
天然水的种类及特点
天然水中的杂质及特征
软饮料用水标准 水质的检测和测定 水处理---水的混凝、过滤、软化和消毒
水是生命之源，地球虽然有70.8％的面积为水所覆盖，但其中97.5％的水是咸水，无法饮用。在余下的2.5％的淡水中，有87％是人类难以利用的两极冰盖、高山冰川和永冻地带的冰雪。人类真正能够利用的水仅占地球总水量的0.26％。
01
02
2.3 天然水中的杂质
（3） 溶 解 物 质 天然水中的杂质 （3） 溶 解 物 质 ①盐 类-- 钙 镁 盐 、 钠 盐 、 铁 盐 及 锰 盐—硬度H（总硬度、暂时硬度、永久硬度）、碱度A及其关系； A总> H总， 水中存在OH-、碳酸根，属于碱水； A总< H总，水中存在钙镁离子的氯化物，基本没有OH-、碳酸根，属非碱性水； A总= H总，水中只含有钙镁的碳酸氢盐。 H总过大，饮料出现沉淀、盐味、增加洗涤剂的用量成本增加； A总过大，出现水垢、改变果汁糖酸比、影响二 氧 化 碳的溶解、有利于微生物的繁殖、沉淀、 ②气 体-- 氧、二 氧 化 碳 、 硫 化 氢 、 氮 气 。它们影响碳酸饮料中二 氧 化 碳的溶解度、其它饮料的风味和色泽。
反渗透（Reverse Osmosis）：反渗透脱盐的机理（氢键理论、优先吸附理论）分离溶剂（水）。
离子交换(Ion Excgange)：选择原则，外观、膨胀度、交联度、颗粒度、交换容量；常见的装置，固体床（单床、多床、复床、混合床、双层床）和连续床（移动床、流动床）
有机玻璃离子交换装置 时间型自动软化器 小型全自动复床纯水系统 水力驱动全自动软化器 离子交换装置及全自动软化器 大型自动软化器
悬浮物质 d>0.2 微 米， 主 要 有 细 菌-- 有 致 病 的 和 对 人 体 健 康 无 妨 的； 藻 类 及 原 生 动 物-- 嗅 、 为 、 色、 混 浊； 泥 沙 粘 土-- 混 浊。 对饮料的影响：出现沉淀、影响二氧化碳的溶解、微生物的存在影响产品的风味甚至败坏。
软饮料工艺学-软饮料用水及水处理
压缩空气反冲
逆流水力冲洗
冲洗方法
有时截留的聚凝物和表面滤料在反冲洗时形成 Contents 2 “泥球”，在这种情况下，必须进行有效的辅 助冲洗：表面冲洗、空气冲洗和机械冲洗。
2 砂滤棒过滤器
砂滤棒又名砂芯； 采用硅藻土和骨灰等可燃性物质，在 高温下焙烧，溶化，可燃性物质变为 气体逸散，形成直径2-4μm的小孔；
（五） 超滤
1 基本原理 超滤是通过膜表面的微孔结构对物质进 行选择性分离的方法。
当液体混合物在一定压力下流经膜表面 时，溶剂及其它小分子溶质透过膜（超滤 液），而大分子物质则被截留，使其在原液 中的浓度逐渐提高（浓缩液），从而实现大、 小分子间的分离、浓缩和净化。
超滤分离物质的分子量范围为500-100万或尺 寸近似为10-100Å（0.001-0.01um）。
本章主要解决三个问题： （1）饮料生产用水为什么要处理？ （2）饮料生产用水怎样处理？
（3）处理后的水应达到什么标准？
第一节：软饮料用水的水质要求 第二节：软饮料用水的水处理
第二节
水处理的目的
饮料加工用水的处理
消除悬浮物、颜色、过高的碱 度和硬度，脱盐，杀菌。
悬浮杂质
胶体
溶解性杂质
澄清过滤
混凝、絮凝和过滤
（３）垫层
垫层应具备的条件
③ ② ①
在高速水流反 冲洗的情况下 应保持不被冲 动；
要形成均匀的 孔隙以保证冲 洗水的均匀分 布。
材料坚固，不 溶于水。
一般垫层采用天然卵石或碎石。
（4）冲洗
超声波扰动 机械扰动 水力表面冲洗 影响冲洗效果的因素：冲 洗强度； 冲洗强度过小，杂质不能 剥离； 强度过大，滤料层膨胀过 度，减少了在反冲过程中 互相碰撞的机会，还会造 成细小粒料的流失和冲洗 水的浪费等。
软饮料工艺知识
水的硬度：水中离子沉淀硬脂酸钠（肥皂） 的能力，决定于水中钙、镁盐类的总含量。
总硬度＝碳酸盐硬度＋非碳酸盐硬度
水的碱度：水中OH-、CO32-、HCO3-的总含 量为水的总碱度。
一、混凝与过滤
概念 ——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， 此过程称混凝(凝聚)。 ——使细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对 巨大颗粒表面而除去，这就是过滤。 两种途径并用时，则过滤在混凝过程之后。
四、均质和脱气
均质 高压均质机操作原理 回转式均质机（胶体磨）均质原理 超声波均质操作原理 脱气（去氧）：真空脱气法、氮气交换法、
酶法脱气及抗氧化剂法
五、果汁的糖酸调整与混合
在鲜果汁中加入适量的砂糖和食用酸(柠檬酸 或苹果酸)
¡ 糖度的测定和调整 ¡ 含酸量的测定和调整 采用不同品种的原料混合制汁调配
2.大豆中酶类和抗营养因子
脂肪氧化酶 胰蛋白抑制物 胀气因子 ——绵子糖 ——水苏糖
3.豆奶生产的基本工序
清洗、浸泡 脱皮 磨碎及钝化酶 分离 调制
▪加热杀菌 ▪真空脱臭 ▪均质 ▪包装
四、固体饮料
——水分含量在2.5％以内，具有一定形状， 须经冲溶后才可饮用的颗粒状，或鳞片状、 或粉末状的饮料。
微小孔隙，水中存在的少量有机物及微生物 被微孔吸附截留在砂滤棒表面。
二、软化
石灰软化法 在水中加入化学药剂如石灰(CaO)等，
可以在不加热条件下除去钙、铁离子，达到 水质软化的目的。这种方法称之为石灰软化 法，是工业上常用的一种软化水的方法。 （1）石灰软化 （2）石灰－纯碱软化
三、电渗析和反渗透
2.碳酸化
影响碳酸化作用的因素 CO2在碳酸饮料中的作用：清凉、阻碍微生
第一章 软饮料用水及水处理_PPT幻灯片
二、天然水中的杂质
1.悬浮物质 粒度大于200nm的大分子物质，如泥砂等无机物、浮 游生物、微生物。造成饮料的浑浊、沉淀、变色。
2.胶体物质 胶体物质的大小大致为1nm~200nm、无机物，如黏 土和硅酸等无机胶体和腐殖质等有机胶体。造成水及饮料 的浑浊和变色。
水的碱度—— 指水中能与H+结合的OH-、CO32-和 HCO3-的含量(mmol/L)。高碱度水使饮料产生沉淀、改 变糖酸比和风味、影响CO2溶解和保质期。
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钛棒过滤器
化学纤维蜂房式过滤器
大空离子吸附树脂过滤器
微孔膜过滤器
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3、软化 通过物理或化学方法部分去除引起水硬度的Ca2+、Mg2+， 降低水的硬度，使其达到饮料用水硬度标准。
2、主要设备的选择
a.臭氧发生器
臭氧发生器的产量应根据设计流量及臭氧投加量来确定。
W = 0.001×Q×P
W- 臭氧发生器的产量(g/h） （L/h）
Q- 设计水量
P- 臭氧投加量，一般为1～5 mg/L 算系数触氧化罐的尺寸应根据设计流量及流速来确 定。
S=Q/V S- 罐体截面积（m2） V- 流速,一般为8～10m/h
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臭氧灭菌
原理：臭氧发生器产生的臭氧分解出氧原子，氧化破坏微 生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧首先作用于细胞膜，使膜 成份受损伤而导致新陈代谢障碍，继而穿透膜而破坏膜内脂 蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡。
臭氧灭菌 参数选择
02软饮料用水
2、地下水：主要指井水，泉水，自流井等。 特 点：浊度低，有机物少，矿物质多，细菌少，温度较稳定。
3、自来水
特 点：水质好且稳定，达到饮用水标准。 注 意：但作为饮料用水，
它的碱度可能偏高； 矿物质可能较多，水的硬度过大； 还要注意氯离子，微生物的含量。
三、水质对饮料品质的影响
水中的杂质按其分散的程度，大致可分为三类： 悬浮物、胶体、溶解物质。
1、悬浮物：凡是粒度大于0.2µ m的杂质统称为悬浮物质。 主要是： 泥土、沙粒等无机杂质，也有浮游生物 （如蓝藻类、绿藻类等）及微生物、昆虫等。
对成品饮料质量的影响：
（1）呈现混浊。 （2）可浮在瓶颈产生颈环。 （3）静置后可沉在瓶底，生成瓶底积垢或絮状沉淀。 （4）悬浮物质会使碳酸饮料中的二氧化碳迅速消耗。 （5）浮游生物和微生物影响产品的品质。
水的过滤过程是一系列不同过程的综合，包括阻力截留 (筛滤)、重力沉降和接触凝聚。
2、过滤介质
良好的过滤介质应具备的条件：
（1） 有足够的机械强度； （2） 具有足够的化学稳定性，不溶于水，不产生有害和
有毒的物质； （3） 适宜的级配和足够的孔隙率，颗粒外形接近球形，
表面比较粗糙最好有棱角； （4） 价廉物美。
3.3 总碱度和总硬度的关系
第二节 软饮料用水的处理
一、混凝与过滤 二、水的软化 三、水的消毒
杂 质 粒径 （ nm） 0.1～1
分类
真溶液
1～100 胶体
﹥100
悬浮物
0.1~10um
﹥10um
特征 识别
透明
光照下混浊
混浊
电子显微镜
超显微镜
普通显微镜
肉眼 可见
常用处理法
离子交换
3、自来水
特 点：水质好且稳定，达到饮用水标准。 注 意：但作为饮料用水，
它的碱度可能偏高； 矿物质可能较多，水的硬度过大； 还要注意氯离子，微生物的含量。
三、水质对饮料品质的影响
水中的杂质按其分散的程度，大致可分为三类： 悬浮物、胶体、溶解物质。
1、悬浮物：凡是粒度大于0.2µ m的杂质统称为悬浮物质。 主要是： 泥土、沙粒等无机杂质，也有浮游生物 （如蓝藻类、绿藻类等）及微生物、昆虫等。
对成品饮料质量的影响：
（1）呈现混浊。 （2）可浮在瓶颈产生颈环。 （3）静置后可沉在瓶底，生成瓶底积垢或絮状沉淀。 （4）悬浮物质会使碳酸饮料中的二氧化碳迅速消耗。 （5）浮游生物和微生物影响产品的品质。
水的过滤过程是一系列不同过程的综合，包括阻力截留 (筛滤)、重力沉降和接触凝聚。
2、过滤介质
良好的过滤介质应具备的条件：
（1） 有足够的机械强度； （2） 具有足够的化学稳定性，不溶于水，不产生有害和
有毒的物质； （3） 适宜的级配和足够的孔隙率，颗粒外形接近球形，
表面比较粗糙最好有棱角； （4） 价廉物美。
3.3 总碱度和总硬度的关系
第二节 软饮料用水的处理
一、混凝与过滤 二、水的软化 三、水的消毒
杂 质 粒径 （ nm） 0.1～1
分类
真溶液
1～100 胶体
﹥100
悬浮物
0.1~10um
﹥10um
特征 识别
透明
光照下混浊
混浊
电子显微镜
超显微镜
普通显微镜
肉眼 可见
常用处理法
离子交换
第二章 软饮料用水及水处理
天然水源中的杂质及其特征
1、天然水源中的杂质分类：按其微粒分散的程度， 、天然水源中的杂质分类：按其微粒分散的程度， 大致可分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质。 大致可分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质。 2、天然水源中杂质特征 、 （1）悬浮物质 ） 天然水中凡是料度大于0.2μ 的杂质统称为悬浮物 的杂质统称为悬浮物。 天然水中凡是料度大于 μm的杂质统称为悬浮物。 主要是泥砂之类的无机物质，也有浮游生物（如蓝藻类、 主要是泥砂之类的无机物质，也有浮游生物（如蓝藻类、 绿藻类、硅藻类）及微生物。该类杂物使水质呈混浊状态， 绿藻类、硅藻类）及微生物。该类杂物使水质呈混浊状态， 在静置时会自行沉降， 在静置时会自行沉降，在成品饮料中生成瓶底积垢或絮状 沉淀。如是有害的微生物，将影响产品风味， 沉淀。如是有害的微生物，将影响产品风味，或导致产品 变质。 变质。
硬脂酸钠（肥皂） 钙或镁离子 硬脂酸钙或镁（沉淀） 钙或镁离子→ 硬脂酸钠（肥皂）+钙或镁离子 硬脂酸钙或镁（沉淀）
硬度分为总硬度、 硬度分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬 度。
碳酸盐硬度（暂时硬度）：主要化学成分是钙、 碳酸盐硬度（暂时硬度）：主要化学成分是钙、镁的 ）：主要化学成分是钙 酸式（ 碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。 酸式（重）碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。由于酸式 （重）碳酸盐类一经加热煮沸就分解成为溶解度很小的碳 酸盐，硬度大部可除去，故又称暂时硬度。 酸盐，硬度大部可除去，故又称暂时硬度。 Ca(HCO3) → CaCO3 +CO2 +H2O Mg(HCO3) → Mg(OH)2 + CO２ 非碳酸盐硬度（永久硬度）表示水中钙、 非碳酸盐硬度（永久硬度）表示水中钙、镁的氯化物 ）、硫酸盐 （CaCl2、MgCl2）、硫酸盐 (CaSO4、MgSO4)、硝酸盐 、 [Ca(NO3)2,Mg(NO3)2] 等盐类的含量。这些盐类经加热煮沸 等盐类的含量。 不会发生沉淀，硬度不变化，故又称永久硬度。 不会发生沉淀，硬度不变化，故又称永久硬度。
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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
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
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。
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。
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
[讲授新课]： 第1章 软饮料用水水质
附记
及水处理
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。 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。 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。
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（°d）。 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
教ห้องสมุดไป่ตู้内容方法过程：
[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。特点：水质较澄清、水温较稳 定，但矿物质含量较高。 3、城市自来水 特点：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
教学 重点 难点
教学 方法
知识目 标：
技能目 标：
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
重点：了解软饮料工业用水的水质要求 难点：掌握软饮料用水的水处理
讲授法
参考资 料或教
具
多媒体课件、 教材
教学内容方法过程：
[组织教学]：师生问好，检查出勤情况 [新课导入]：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。
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
一、水源的分类及其特点 1、地表水 2、地下水
3、城市自来水 二、天然水中的杂质 三、软饮料工业用水的水质要求
后记
教
案
课 题： 第1章 软饮料用水水 质及水处理
审批签字
班级
授课日 期
学时
2学时
教 学 目 标
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
教
案
课 题： 第1章 软饮料用水 水质及水处理
审批签字
班级
教 学 目 标 教学 重点 难点
教学 方法
知识目 标：
技能目 标：
授课日 期
学时
2学时
1. 了解水源的分类及其特点。 2. 了解天然水中的杂质
使学生能够对水进行分类
重点：软饮料用水的水处理 难点：软饮料用水的水处理
讲授法
参考资 料或教
具
多媒体课件、 教材
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。