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第五章包装饮用水第一节包装饮用水的定义和分类第二节天然矿泉水的加工工艺第三节纯净水加工工艺第一节包装饮用水的定义和分类Packageddrinkingwater：密封于容器中可以直接引用的水饮用天然矿泉水饮用天然泉水其它天然饮用水饮用纯净水饮用矿物质水其它包装用水采用从地下深处自然涌出的或经钻井采集的，含有一定量的矿物盐、微量元素或其他成分，在一定区域未受污染并采取预防措施避免污染的水；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定。饮用天然矿泉水（drinkingnaturalmineralwater）饮用天然泉水（drinkingnaturalmineralwater）采用从地下自然涌出的泉水或经钻井采集的、未受污染的地下泉水且未经过公共供水系统的水源制成的制品其他天然饮用水（othernaturaldrinkingwater）采用未受污染的水井、水库、湖泊或高山冰川等且未经过公共供水系统的水源制成的制品饮用纯净水（purifieddrinkingwater）以符合GB5749的水为水源，采用适当加工方法，去除水中的矿物质等制成的制品。饮用矿物质水（mineralizeddrinkingwater）以符合GB5749的水为水源，采用适当方法，有目的的加入一定量的矿物质而制成的制品。以符合GB5749的水为水源，采用适当方法，不经调色处理而成的制品，如添加适量食用香精（料）的调味水。其他包装饮用水第二节矿泉水一天然矿泉水的发展历史•天然矿泉水是在特定的地质条件下形成的一种宝贵的地下液态矿产资源，以水中所含的适宜医疗或饮用的气体成分、微量元素和其他盐类而区别于普通地下水资源。•远在古代，人类就己经开始利用矿泉水进行浴疗和饮疗了，洗浴和饮用矿泉水有缓解或顶防疾病的作用。•矿泉水作为饮料市场中一员是近百年的事情。十九世纪后半叶，世界瓶装矿泉水的销售量急剧增加。•欧洲是世界上开发利用矿泉水最早和最发达的地区，在欧洲许多国家作常盛行饮用矿泉水，法国和意大利生户工饮用矿泉水都有一百多年的历史•多年来产量长期处在世界前列的国家有意大利、法国、德国、西班牙等；•1932年我国建立了第一家矿泉水厂----青岛嵘山矿泉水厂，也是1980年以前我国惟一的一家矿泉水厂，规摸很小。•随着改革开放，1980年后我国饮用矿泉水的生产得到了迅速的发展，尤其是1990年后是我国饮用矿泉水工业发展的鼎盛时期。•我国矿泉水资源十分丰富，全国已知产地多达3000多处，基本类型是碳酸水、硅酸水和锶水，比较著名的矿泉水有青岛峙山矿泉水、广东龙川矿泉水、黑龙江五大连池矿泉水等•至今矿泉水生产企业1000多家，但产量与欧洲相比还有很大的差距。由于我国的消费市场巨大，近年来一些跨国公司如雀巢、达能也开始在我国建厂生产矿泉水。饮用水市场品牌排名第一方阵娃哈哈、康师傅、农夫山泉、屈臣氏、雀巢和依云等第二方阵怡宝、正广和、天赐庄等第三方阵其他弱势品牌瓶（罐）装饮用水市场份额数据来源：07年中国市场与媒体研究CMMS•农夫山泉从06年的市场份额第一降到07年的第二；康师傅07年迅速崛起，跃至第一；•瓶装饮用水市场前三品牌市场份额差距较小，竞争激烈。饮用水单品市场渗透率康师傅、农夫山泉、娃哈哈以及乐百氏的市场渗透率远高于其他品牌。从侧面说明了饮用水市场处于领导品牌竞争的状态。数据来源：07年中国市场与媒体研究CMMS%饮用水之纯净水市场的排名康师傅1怡宝2娃哈哈3乐百氏4涟漪5景田6雀巢7蓝剑8燕京9饮用水之矿泉水市场的排名农夫山泉1崂山2益力3依云4景田5康师傅6乐百氏7雀巢8娃哈哈9怡宝10•矿泉水是以泉水所含盐类成分、矿化度、气体成分、少数活性离子以及放射性成分的多寡来定义的，与泉水、一般地下水是不同的。•一般从地下深部自然涌出的地下水称为泉水。在科学未昌明的古代，人们所认识的矿泉水，绝大多数是泉水，习惯上也把泉水称为矿泉水，事实上矿泉水与泉水是不同的。•GB8537-2008饮用天然矿泉水.pdf二天然矿泉水的分类•a)含气天然矿泉水;•b)充气天然矿泉水;•c)无气天然矿泉水;•d)脱气天然矿泉水。二天然矿泉水的分类三天然矿泉水的特征•一般矿泉水温度比较高，因此也叫温泉、汤泉、暖泉等。也有少数温度不高的，称为冷泉，如含有较多碳酸的碳酸泉或含有放射件的氡泉。•含有较高浓度的离子成分，如碳酸根离子、氯离子、硫酸根离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子以及有效离子如锂、锶、锌、偏硅酸、硫、碘、氟、铁、硼等。•含有较多的气体成分，主要有氧气、氮气、二氧化碳、甲烷、硫化氢等。（一）、基本研究：要进行地质勘探，开展矿泉形成和贮存条件的研究，矿泉水资源及动态研究，矿泉水物理-化学特征及运动条件研究，医疗特性的研究，在此基础上着手饮用矿泉水的开发。（二）、化学评价、微生物评价、感官评价四天然矿泉水的评价1元素普查2水中成分发分析3放射性成分4微生物学检查四天然矿泉水的评价评价矿泉水时，水文地质和化学分析工作都是耗费人力物力的，所以不要轻易对一个水流进行评价，更不要凭主观愿望认定任何一种水源为“矿泉水”。一般水文队对当地水源进行过水文地质调查和水质分析，根据这些材料能初步判明水源是否属于矿泉。绝大多数泉水都属于淡水，不属于矿泉。•饮用天然矿泉水的基本工艺包括引水、曝气、过滤、杀菌、充气、灌装等•其中曝气和充气工序是根据矿泉水中的化学成分和产品的类型来决定的。•在采集天然饮用矿泉水的过程中，泉井的建设、引水工程等由水文地质部门决定。采水量应低于最大采取量，过度采取会对矿泉的流量和组成产生不可逆的影响。五天然矿泉水的生产工艺（一）工艺流程（二）工艺要点1.引水引水过程一般分为地下部分和地表部分2.曝气–曝气是使矿泉水原水与经过净化了的空气充分接触，使它脱去其中的二氧化碳、硫化氢等气体，并发生氧化作用，通常包括脱气和氧化两个同时进行的过程。（三）工艺要点3.过滤–矿泉水过滤的目的使除去水中的不溶性悬浮杂质和微生物。生产矿泉水的过滤一般需经过粗滤和精滤–过滤作用的机理主要是吸附作用和机械隔离作用。–过滤的新技术是超滤，一般认为超滤膜的孔径为0.2微米时候，可以滤除细菌。（三）工艺要点4.灭菌–生产上矿泉水灭菌一般采用臭氧杀菌和紫外线杀菌。–瓶子和瓶盖：消毒剂（双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾）、臭氧、紫外线（三）工艺要点5.充气–充气是指向矿泉水中充入二氧化碳气体，原水经过引水、曝气或气水分离、过滤和杀菌后，再充入二氧化碳气体。–与碳酸饮料类似（三）工艺要点6.灌装–灌装是指将杀菌后的矿泉水装入已灭菌的包装容器的过程。目前在生产中均采用自动灌装机在无菌车间进行。（四）矿泉水加工中常见的质量问题1.变色2.沉淀3.微生物变色•发黄发绿现象•藻类植物和光合细菌中的叶绿素导致发绿•过滤和灭菌处理•管道和设备生锈导致发黄•优质不锈钢和塑料材质沉淀•红、黄、褐、白沉淀•低温时的白色絮状沉淀是矿物质引起的•如果二氧化碳逸出，会形成碳酸盐沉淀•红黄褐色沉淀是铁锰离子含量过高导致的微生物•灭菌处理•水源控制•设备消毒•环境卫生•员工卫生三纯净水加工工艺•以符合GB5749的水为水源，采用适当加工方法，去除水中的矿物质等制成的制品。•衡量纯水纯度的重要指标是电阻率或电导率，饮用纯水的电导率为1-10uS/cm。•电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强。水越纯净，电导率越低•饮用纯净水起源于美国，经香港传到深圳、广州，然后才在我国各地兴起。•1991年我国的第一条饮用纯净水生产线建于深圳，而后，一些大型的饮料企业如正广和、乐百氏、娃哈哈、康师傅、椰风等陆续开始生产纯净水。•目前我国饮用纯净水的生产已超过了饮用矿泉水，主要是因为纯净水的生产成本低、工艺简单，而且建设与矿泉水不同，它不需要经过国家有关部门对水源进行考核、评价、鉴定等程序。•现今市场销售的瓶装纯净水大体可分为通过高温蒸馏而成的蒸馏水和以过滤制造的纯净水等。（一）反渗透饮用纯水生产工艺流程•除反渗透法外，还可采用蒸馏法，其纯水电导率比反渗透法制取的纯净水要低一些•但蒸馏法制纯净水能耗高、水的口感没有反渗透的好、不能有效降低水中低分子有机物。•生产工艺流程为:原水---砂滤---炭滤---离子交换---一级蒸馏---微滤---灌装---封盖。•具体的生产工艺应该根据水质的情况来确定，我国各地的水质差异较大，因此在考虑饮用纯净水的生产工艺和生产设备时，必须对其水质进行全面分析，才能匹配较为理想的生产工艺和生产设备•尽管纯净水的生产可以通过电渗析、离子交换、反渗透和蒸馏等多种工艺来进行，但利用不同生产方法加工的纯净水在质量上有较大的差距（二）工艺要点1.预处理由于反渗透处理装置对进水水质有严格要求，因此水的预处理过程非常重要。一般预处理过程包括二道过滤工序，先通过多介质过滤器截留水中的较大的悬浮物和一些胶体物质等，然后通过活性炭过滤器进行吸附脱臭和进一步截留水中的一些微粒物、重金属离子、小分子有机物等最后通过保安过滤，是一道精密过滤，为反渗透膜进水前的保安配置，生产中经常选用5um精度的微滤。另外还必须根据需要添加絮凝剂如碱式氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(FAM）等加速絮凝，添加还原剂亚硫酸氢钠(NaHSO3）还原水中多余的氯，添加六偏磷酸钠鳌合一些铁、铝、钙、镁等离子等2.反渗透•近年来，纯净水工业得到了迅速发展，这是与膜分离技术的应用密不可分的。•反渗透技术的应用推动了纯净水生产工艺的变革。•目前纯净水的生产主要采用反渗透法和蒸馏法，而一般的纯净水是采用反渗透法生产的。•反渗透法中有时也结合使用电渗析或离子交换，而单独使用电渗析或离子交换法比较少。膜分离技术•用天然或人班合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶液进行分离、分级、提纯和官集的方法，统称为膜分离法。•纯净水生产过程，常使用的膜分为4类，即微滤膜（MF)、超滤膜UF）、反渗透膜（RO）和纳滤膜（NF）膜分离技术•在膜分离发展史上，首先出现的是超滤和微滤，然后出现反渗透和纳滤。•四者组成一个可分离从离子到微粒的膜分离过程。•MF能有效地去除细菌，UF能去除全部病毒和部分高分子有机物，RO用于脱除盐，近来开发的NF膜其分离孔径比UF更小，主要用去除低分子有机物和盐类•纳滤膜分离范围介于反渗透膜和超滤膜之间，操作压力一般为0.5一2.0MPa，能耗较少，运行费用较低，对氯化钠的去除率为50-70&，对有机物的去除率在90%以上。•微过滤是一种精密过滤技术，介于常规过滤和超滤之间。•过滤一般分深层过滤和筛网状过滤。常规过滤多属深层过滤，它所用的介质如纸、石棉、玻璃纤维、陶瓷、布、毡等，都是一些孔形极不整齐的多孔体，过滤时粒子是靠陷入介质内部曲折的通道而被截留，主要用于一般澄清过滤。•经预处理后的水进入反渗透脱盐系统进行脱盐，主要去除水体中的无机离子及小分子有机物。•反渗透处理可以根据水的情况采用一级或二级反渗透系统。•在反渗透之前要检测水的pH值，使其在5.0-7.0，否则需要调整。反渗透过滤器电渗析过滤器膜处理系统3.灭菌•和矿泉水一样可以通过紫外线、臭氧来完成，也有一些企业通过加热进行杀菌。•灌装前的精滤工序一般采用0.2um的微滤，可以滤除水中残存的菌体等。•其灌装工艺、瓶与盖的消毒、生产设备消毒与灌装车间的净化与矿泉水基本相同。臭氧消毒器