搜索
第三篇软饮料工艺第一章绪论一概念：1、定义：不含乙醇或作为香料等配料用的溶剂乙醇含量不超过0.5%（m/v）的饮料制品。二、分类：按组织形态分为：固体饮料：水分含量5%共态饮料：介于固态、液态之间液体饮料：固形物含量5~8%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。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。按照最新国家标准（GB10789-1996）中规定，把软饮料分为碳酸饮料(品)(汽水)类、果汁(浆)及果汁饮料(品)类、蔬菜汁及蔬菜汁饮料(品)类、含乳饮料(品)类、植物蛋白饮料(品)类、瓶装饮用水类、茶饮料(品)类、固体饮料(品)类、特殊用途饮料(品)类、其他饮料(品)类等十类。三、食品工业现状与发展趋势新世纪，展望中国食品工业的发展，既充满机遇，也面临挑战，既有非常有利的条件，又有许多困难。但是，我们看到了比过去任何时候都更加广阔、灿烂的前景。在这样重要的时刻，如何推进我国食品行业的科技进步和技术创新，使我国食品工业在转型升级中增强综合实力，在未来国际国内市场的激烈竞争中求得生存与发展，这是我们面临的重大课题。表1我国10大门类食品工业产值比例行业划分工业总产值比例％行业划分工业总产值比例％一、粮油饲料加工业及相关行业二、糕点糖果食品制造业三、乳制品制造业四、罐头食品制造业五、饮料（含酒）制造业47.954.81l.232.3418.18六、发酵制品业七、调味品制造业八、食品添加剂制造业九、其他食品(豆类、淀粉)制造业十、烟草加工业1.741.322.364.1815.811.1食品工业是国民经济的支柱产业1目前我国食品工业的形势从100强企业的行业分布看，软饮料制造业15家，卷烟制造业11家，屠宰及肉类加工业9家，白酒制造业和啤酒制造业各8家，方便食品制造业7家，液体乳及制品制造业6家，植物油加工业和调味品、发酵制品制造业各5家，水产品加工业4家，制糖业3家，葡萄酒制造业2家，谷物磨制业、蔬菜、水果和坚果加工业、其他农副食品加工业、糖果、巧克力及蜜饯制造业、黄酒制造业各1家，还有10家企业。7.杭州娃哈哈集团有限公司10维维集团股份有限公司12.上海梅林正广和(集团)有限公司24.河北旭日集团有限责任公司33.广东健力宝集团有限公司42.北京汇源饮料食品集团有限公司43.可口可乐(中国)饮料有限公司57.昆山统一企业食品有限公司59.杭州顶益国际食品有限公司61.上海申美饮料食品有限公司65.上海百事可乐饮料有限公司69.乐百氏(广东)食品饮料有限公司70.露露集团有限责任公司83.椰树集团海南椰汁饮料有限公司98.江西润田天然饮料食品有限公司从企业的地区分布看，全国31个省、自治区、直辖市中，共有26个省、自治区、直辖市的食品工业企业进入2003年中国食品工业企业100强，其中东部地区有66家，占66％，居明显优势；中部地区有25家，占25％，位处次席；西部地区有9家，占9％。2、取得的成就：其中健力宝、椰树、乐百氏、露露、维维、椰风、娃哈哈已被国家工商局确认为驰名商标。⑴产量大，增长速度快：15年来，年产量平均增长率达25%。⑵质量稳步提高：饮料统检合格率不断提高。⑶品种丰富多彩，包装不断更新，生产设备不断完善。⑷软饮料企业的规模化、集团化和名牌化初见成效。⑸管理水平逐步提高，各类有关标准逐渐完善。2、存在的差距：除了书P4上的6点外，补充以下几点：⑴从消费水平看：我国的饮料消费水平仅为世界的1/5左右，是美国的1/33，西欧的1/20，新加坡、南韩的1/5。⑵从品种结构上看：当今世界已经把健康、营养、安全、可口作为发展饮料的主流，已逐步向纯果汁型、天然复合型、低糖、低盐、低热量、营养保健、减肥、膳食专用等功能型发展。十分重视新品种的研究开发，而我国品种结构单一。⑶总体上技术设备水平不高，新工艺应用不多；⑷生产规模、集中度差距很大：我国娃哈哈年产量93万吨，占市场7.75%的份额，而美国可口可乐公司占市场44.13%的份额。3、展望：1980年总产量不足30万吨，1999年达1400万吨。1982年产量28.8万吨，人均消费量不足0.3千克/人·年，到98年达9.6千克/人·年。发展的客观原动力是生活水平的提高，消费量的增长。重要原因是产业本身投资少，见效快，获利高。第二节软饮料用水及水处理一、水源的分类及特点：（一）地表水：河水、江水、湖水、水库水、池塘水、浅井水等。河水不一定是地表水，也有的是地下水穿过土层而流入大河，所以河水除含有泥沙、有机物外，还有多种的可溶性盐类。特点是：水量丰富、矿物质含量较高。（二）地下水：深井水、泉水、自流井。特点是：水质清，矿物质含量较高。（三）城市自来水：特点：水质好，稳定，水处理容易，但水价高。二、水中杂质分类及其对生产的影响：天然水中杂质的特征：1、悬浮物：粒径大于0.2微米的杂质，静置后可自行沉降，例如：泥沙、藻类、昆虫、微生物等。2、胶体物质：粒径在0.001~0.20微米的微粒，因吸附水中大量离子而带有电荷，使颗粒之间产生电性斥力，颗粒始终稳定在微粒状态而不能自行下沉，具有胶体稳定性。例如：腐植质、腐植酸是动植物残骸经过腐蚀分解而成。造成水带色的主要原因。3、溶解物质：粒径在0.001微米以下的，以分子或离子状态存在于水中的微粒。⑴溶解性盐类：溶于水的化合物，构成水的硬度和碱度。⑵溶解气体：天然水源中溶解的气体主要有：氧气、氮气、氯气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，会影响碳酸饮料中CO2的溶解量及产生异味。（二）水中杂质对生产的影响：1、水的硬度：通常指水中钙、镁离子盐类的含量。暂时硬度：主要是钙、镁离子盐类的含量。永久硬度：钙、镁的氯化物，硫酸盐，硝酸盐等盐类的含量。总硬度=暂时硬度+永久硬度，我国有德国度表示，即1升水中含100mgCaO为1度。硬度高会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀，影响口味及质量。2、水的碱度：水中OH-、CO32-、HCO3-的总含量称水的总碱度，天然水中通常不含OH-，又由于Ca2+、Mg2+碳酸盐的溶解度小，所以当水中无Na+、K+存在时，CO32-的含量也很小，因此天然水中仅有HCO3-存在，所以碱度与暂时硬度大小相符合。三、水质的改良方法：（一）混凝沉淀法：取一杯混浊的水进行观察。首先，粗大的泥沙迅速沉淀，水逐渐澄清，杯底下沉物逐渐增多，但在一定时间以后，水就不容易进一步澄清，达不到透亮程度，有时还带色度、臭味，这都是水中细小悬浮物和胶体物质所致。1、原理：利用混凝剂中和胶体表面电荷。混凝剂：分为两大类：铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁。⑴明矾：即硫酸钾铝，水解成氢氧化铝。混凝原理：氢氧化铝带正电，天然胶体带负电荷，电性中和；氢氧化铝胶体又可吸附水中的自然胶体和悬浮物；在沉降过程中，可将其他杂质包裹住一起沉降。使用时注意：氢氧化铝是两性化合物，所以水的PH控制在6.5~7.5之间，水温为25~35℃，刚加入时快速搅拌，絮团形成后，适当搅拌，添加量为0.001~0.02%。⑵硫酸铝：作用原理与明矾相同。使用时，需加入生石灰、碳酸钠或氢氧化钠调PH。⑶碱式氯化铝（PAC）由于羟基作用生成多核络合物，带正电，能吸附水中带负电的胶粒，还有较强的架桥吸附性能，可除去水中悬浮物、微生物。使用时，用量是0.005~0.01%，PH6~8，温度为30~30℃。反应迅速，沉淀快，用量少。在相同的效果下，其用量仅为硫酸铝的0.25~0.5，从目前发展情况来看，有代替前述明矾和硫酸铝而成为主要的无机凝聚剂的趋势。⑷铁盐常用的是硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，另外也用氯化铁(FeCl3·6H2O)和硫酸铁。国内用于水处理的是前两种，铁盐在水中发生水产生了Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3时混作用及过程与铝盐相似。由于Fe(OH)2氧化产生Fe(OH)3的反应在pH值＞8.0时才能完成，因此在水处理时需要加石灰去除水中的CO2。每投加１mg./lFeSO4，需要加0.37mg/l的CaO。用FeSO4·7H2O时有效剂量一般为0.1~0.5毫克当量/l，相当于14~70mg/l。当pH值＞６时，铁离子与水中的腐植酸能生成不沉淀的有色化合物，所以对于含有机物多的水质进行处理时，铁盐是不适合的。2、助凝剂为了提高混凝的效果，经常需要加入一些辅助药剂，称助凝剂。助凝剂本身不起凝聚作用，仅帮助凝絮的形成,如用来调节pH值的碱、酸、石灰等。有时水中混浊度不高，为了加速完成这一过程，可以投入粘土。近来发展的有机混凝剂，多为丙烯酸的化合物，有带正电荷和带负电荷的两种。3、加速凝聚适当的搅拌，可以加速凝聚和沉淀的过程。4、电凝聚用铝电极在适宜pH值的水中产生铝离子，从而形成胶体而凝聚的种方法。（二）过滤：1、原理：通过粒状介质层分离不溶性杂质的方法。⑴阻力截流：单层滤料层中粒状滤料的级配特点是上细下粗，上层孔隙小，下层孔隙大。当原水自上而流过介质时，直径大的悬浮杂质首先被截留在介质孔隙之间，使过滤介质表面滤层的孔隙越来越小，从而拦截更多的杂质。⑵重力沉降：介质及其构成的滤层有较大的沉降面积，当原水流速度应适宜，流经滤层时，水中的悬浮物因重力作用不断地沉降到滤料颗粒的外表面上。⑶接触凝聚：构成滤料的砂粒等物质，具有巨大表面积，它和悬浮颗粒之间有吸附作用，水中微生物、胶体、悬浮物被吸附而除去。三种作用在同一过滤系统中同时产生，一般来说，阻力截留发生在过滤层表面上，重力沉降和接触凝聚则发生在过滤层的深处。２、过滤的工艺过程过滤的工艺过程基本上由两个过程组成，即过滤和冲洗两个循环过程。过滤为生产清水的过程，而冲洗是从滤料表面冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。多数情况下，冲洗和过滤的水流方向相反，因而一般把冲洗称为反冲或反洗。3、过滤的形式：⑴池式过滤：必须有足够的孔隙率和适宜的级配（K=2~2.2）。单层滤池：由细砂、粗砂、砂石层、小卵石、大卵石组成，上小下大。双层滤池：无烟煤、粗砂、砂石层、小卵石、大卵石组成，上大下小。三层滤池：无烟煤、粗砂、砂石层、小卵石、大卵石、石榴石、磁铁矿石组成。单层滤池：孔隙上小下大，悬浮物截留在表面，底层滤料未充分利用，滤层含污能力低，使用周期短。双层滤池：孔隙上大下小，特点与之相反，但是，就单一滤料而言，实际上是不可能的。因为在反冲洗时，整个滤层处于悬浮状态，粒径大重量大，悬浮于下层，粒径小者重量小，悬浮于上层，滤料又自然形成上小下大的分层结构。为了改善滤料的性能，在砂滤石上铺一层比重轻而粒径大的无烟煤滤层，这就是双层滤池。三层滤池；就是在双层滤池下再加一层比重更大，料径更小的其他滤料。例如：石榴石、磁铁矿石。冲洗：逆流水力冲洗，兼用压缩空气反冲，水力表面冲洗，机械或超声波扰动，定期经常冲洗，冲洗强度适宜，过小或过大都不好。按过滤速度可分：快速过滤：5m/h，除去悬浮物。慢速过滤：2.5~5m/h，除去悬浮物、胶体、大部分微生物。⑵砂芯棒过滤：当用水量较少、原水中只含少量有机物、细菌及其它杂质时，可采用。进入滤器的自来水压力多控制在1~2Kg左右。滤出的水，可达到基本无菌。砂滤棒过滤器的结构：外壳用铝合金铸成锅形的密封容器，分上下两层，中间用隔板隔开，隔板上（或下）为待滤水，隔板下（或上）为砂滤水，容器内安装一至数十根砂滤棒。清洗方法：堵住滤芯出水口，浸泡在水中，用水砂纸轻轻擦去砂芯表面被污染层，至砂芯恢复原色，即安装重新使用。若用洗涤剂，也可作为封闭冲洗，不用卸出砂芯。砂滤棒在使用前要消毒，用75%的酒精或0.25%新洁尔灭或10%漂白粉，注入砂滤棒内，堵住出水口，使消毒液和内壁完全接触，数分钟后倒出。安装时，凡是与净水接触的部分都要进行消毒。⑶活性碳过滤：多孔性，可吸附异