【正文】 （四）離子交換水處理裝置 ? 單級離子交換器 （ 單床 ） 多級 （ 多床 ） ? 固定床 復合 （ 復床 ） 混合 （ 混合床 ） 雙層 （ 雙層床 ） ? 連續(xù)床 移動床 ? 流動床 2022/5/31 30 （五）離子交換樹脂的處理、轉(zhuǎn)型及再生 新樹脂的處理及轉(zhuǎn)型 ? 陽樹脂由 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 pH89→ 35倍 7%HCl浸泡 2h） ；陰樹脂由 Cl型 → OH型 。 2022/5/31 26 （一）離子交換樹脂軟化水的原理 ? 水中陽離子與樹脂上的陽離子進行交換； RSO3 H+ + Na+RSO3Na + H+ ? 水中陰離子與樹脂上的陰離子進行交換 。 ? 微孔過濾 —— 更大的溶質(zhì)分子即分散粒子的篩分。 ? 反滲透法 —— 主要截留無機鹽類小分子 。 ? 滲透 —— 當把溶劑和溶液分別置于此膜的兩側(cè)時 ，純?nèi)軇⒆匀淮┻^半透膜而自發(fā)地向溶液一側(cè)流動的現(xiàn)象 。同時陰極室還有氫氣排出。 ? 電滲析 —— 通過具有選擇通透性和良好導電性的離子交換膜，在外加直流電場的作用下，根據(jù)異性相吸、同性相拆的原理，使原水中陰、陽離子分別通過陰離子交換膜和陽離子交換膜而達到凈化作用的一項技術(shù)。 （ 3） 活性炭過濾器 ? 多孔性物質(zhì)，具有很強的吸附能力，能吸附水中的氣體、臭味、氯離子、有機物、細菌及鐵與錳等雜質(zhì)，一般可將水中的有機物除去 90%以上。 2022/5/31 10 其他過濾器 （ 1） 砂濾棒過濾器 ? 當用水量較少 ， 原水中硬度 、 堿度指標基本合乎要求 ， 只含有少量的有機物 、 細菌及其他雜質(zhì)時 ， 可采用砂濾棒過濾器 。 ? 活性面料過濾 —— 除水中色和味 。 2022/5/31 7 水處理包括兩大內(nèi)容 —— 過濾和殺菌。 ? 水中雜質(zhì)：懸浮物 、 膠體物質(zhì) 、 溶解物質(zhì) （ 鹽 、 氣體 ） 。 2022/5/31 3 第一節(jié) 軟飲料的概念和分類 一 、 軟飲料的概念 ? 軟飲料 —— 乙醇含量在 %以下的飲用品（ 非酒精飲料 ） 。 二 、 分類 （ 國標 ） ? ① 碳酸飲料； ② 果汁 （ 漿 ） 及果汁飲料； ③ 蔬菜汁飲料； ④ 含乳飲料； ⑤ 植物蛋白飲料； ⑥瓶裝飲用水； ⑦ 茶飲料； ⑧ 固體飲料； ⑨ 特殊用途飲料； ⑩ 其他飲料 。 2022/5/31 5 水的硬度：水中離子能沉淀肥皂的能力 。 一 、 混凝和過濾 （ 一 ） 混凝 ? 目的：添加混凝劑 ， 中和膠體顆粒表面的電荷 ， 破壞膠體穩(wěn)定性 ， 促使小顆?；ハ嗑酆铣纱箢w粒而下沉 。 ? 微孔濾膜過濾 —— 精濾。 ? 直徑： ~， 水中存在的少量有機物及微生物可被微孔截留 ， 濾出的水可達到基本無菌 。 2022/5/31 12 二、石灰軟化 在原水總硬度中碳酸鹽硬度較高的情況下 ，在水中加入石灰 ， 可降低碳酸鹽硬度和堿度 。 2022/5/31 15 原則：陰極只允許陰離子通過； 陽極史允許陽離子通過。 2022/5/31 18 2． 電滲析的結(jié)構(gòu) （ 1） 隔板 （ 2） 離子交換膜 （ 3） 電極 （ 4） 極框 （ 5） 壓緊裝置 2022/5/31 19 3．電滲析器的組裝形式 ? 由于原水的水源不同及對出水水質(zhì)和水量的要求不同，電滲析本體的組裝方式也不同。 ? 滲透壓 —— 當滲透過程進行到溶液的液面產(chǎn)生一壓頭 ， 以抵消溶劑向溶液方向流動的趨勢時 。 截留比十倍水分子大小還小的分子 。 2022/5/31 22 ? 反滲透（ RO）、納濾（ NF）、超濾（ UF）和微濾（ MF）都是以壓力差為推動力的膜分離過程，它們沒有本質(zhì)區(qū)別，只是滲透膜的孔徑大小不同，截留物質(zhì)的相對分子量不同。 R=N+OH + ClR=NCl + OH ? 水中溶解的陰陽離子被樹脂吸附，離子交換樹脂中的 H+和 OH進入水中，從而達到水質(zhì)軟化的目的。 2022/5/31 31 離子交換樹脂的再生 ? 老化樹脂再生機理：水處理的逆反應(yīng) ? 陽樹脂：反沖 → 樹脂質(zhì)量 23倍的 5%7%HCl→去離子水洗至 ? 陰樹脂：反沖 → 樹脂質(zhì)量 23倍的 5%8%NaOH→去離子水洗至 ? 再生液適當加溫（ ≯ 50℃ ）效果更好。 ? Cl2+H2O→ HOCl+H ++Cl； HOCl → H++OCl 2022/5/31 34 （ 2）紫外線消毒 ? 利用營養(yǎng)細胞中的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外光譜的能量 ， 導致蛋白變性 ， 使微生物死亡 。 2022/5/31 37 一、甜味料 （ 一 ） 白砂糖 吸濕性；粘度；飲料濃度控制等 。 2022/5/31 38 二、酸味劑 作用： ? 調(diào)節(jié)口味 、 對殺菌條件 、 色澤變化 。 2022/5/31 39 三、香精香料 ? 分類：水溶性 、 油溶性 、 乳濁 、 香精基和固體香精 。 2022/5/31 40 四、著色劑 （ 一 ） 食用合成色素 ? 色彩鮮艷 ， 穩(wěn)定性好 ， 著色力強 ， 可任意調(diào)色 。 2022/5/31 42 五、飲料中使用的其他食品添加劑 ? 乳化劑和乳化穩(wěn)定劑； ? 防腐劑； ? 抗氧化劑； ? 包埋穩(wěn)定劑； ? 酶制劑； ? 助濾劑； ? 泡沫劑和消泡劑 。 ? 鋁材 —— 重量輕 ， 加工性能好 ， 不生銹 ， 表面涂料后可耐酸堿等介質(zhì) ， 無味無臭 。 ? —— 原料豐富 ， 價格低廉 ， 可多次周轉(zhuǎn)使用 。 ? 聚氯乙烯 —— 用注拉吹法生產(chǎn)的無縫線 ， 瓶壁薄厚均勻 ， 可用于盛裝碳酸飲料 。 ? 二層或三層以上： 外層材料 —— 熔點較高 ， 耐熱性好 ， 不易劃傷 、磨毛 ， 印刷性能好 ， 光學性能好 。 鋁箔 —— 遮光、提高氣密性。通常由水、甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、二氧化碳氣及其他原輔料組成，俗稱汽水。 2022/5/31 52 一次灌裝法： 飲用水 → 水處理 二氧化碳 ↓ 混合 → 冷卻 → 碳酸化 → 灌裝 → 密封 → 檢驗 ↑ 糖 漿 → 調(diào)配 ↑ 容器－ → －清洗－ → 檢驗 → 成品飲料 ? 一次灌裝法流程示意圖 2022/5/31 53 ? 一次灌裝法是將調(diào)味糖漿與水預先按照一定比例泵入汽水混合機內(nèi)，進行定量混合后再冷卻，然后將該混合物碳酸化后再裝入容器。 ? 其水也必須是純良的水，其水質(zhì)可與灌裝用水相同。 ? 冷溶法生產(chǎn)須有嚴格的衛(wèi)生控制措施，但可以節(jié)省燃料。 2022/5/31 57 ? 糖漿過濾： 對于高質(zhì)量優(yōu)質(zhì)砂糖制備的糖漿，采取不銹鋼絲網(wǎng)、帆布、棉餅、板框等方式 ? 凈化： 針對質(zhì)量較差的砂糖，會導致飲料產(chǎn)生凝結(jié)物、沉淀物，甚至異味；裝瓶時出現(xiàn)大量泡沫等；或者對一些特殊的飲料如白檸檬汽水，對糖漿色度要求很高，一般要求凈化處理：加入 － 1％活性炭到熱糖漿中，一邊添加一邊攪拌，活性炭與糖液接觸 15min，溫度保持 80℃ ，通過過濾器前加入 %硅藻土，避免活性炭堵塞過濾器面層。連續(xù)式配制糖漿濃度精度高（ 度），可大大降低糖原料的損耗，全封閉操作，衛(wèi)生狀況良好，設(shè)備一次投入大。 ? 糖液濃度的換算。 2022/5/31 64 四、碳酸化 1. 二氧化碳的作用 ? 清涼作用： H2CO3 ? CO2＋ H2O； ? 阻礙微生物的生長，延長汽水貨架壽命：國際上認為 ～ 4倍含氣量是汽水的安全區(qū)； ? 突出香味； ? 有舒服否認剎口感：二氧化碳配合汽水中的氣體成分，產(chǎn)生一種特殊的風味。 2022/5/31 67 ? 在一定壓力和溫度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做溶解度。 2022/5/31 69 ? 根據(jù)氣體常數(shù) 1mol氣體在 、 0℃ 時為 ,因此1molCO2在 T℃ 時的體積 : Vmol＝ (273+T)/273 (L) 則： G理 ＝ V汽 N/Vmol ? 式中： G理 為 CO2理論需要量； V汽 為汽水容量（ L）（忽略了汽水中其它成分對 CO2溶解度的影響以及瓶頸空隙部分的影響）； N為氣體吸收率即汽水含 CO2的體積倍數(shù)； CO2的摩爾質(zhì)量（ g）； Vmol為 T℃ 下 1molCO2的容積。 2022/5/31 72 碳酸化系統(tǒng)： ? 二氧化碳氣調(diào)壓站（根據(jù)所供應(yīng)的二氧化碳壓力和混合機所需壓力進行調(diào)節(jié)的設(shè)備） ? 水冷卻器 ? 汽水混合 2022/5/31 73 碳酸化過程中的注意事項： ? 保持合理的碳酸化水平； ? 保持灌裝機一定的過壓程度； ? 將空氣混入控制在最低限度； ? 保證水或產(chǎn)品中無雜質(zhì)； ? 保證恒定的灌裝壓力。 ? 采用二次灌裝，糖漿定量灌裝，而碳酸水的灌裝量難于準確，從而使成品的質(zhì)量有差異。 2022/5/31 77 質(zhì)量要求 ? 達到預期的碳酸化水平； ? 保證糖漿和水的準確比例； ? 保證合理的和一致的灌裝高度； ? 容器頂隙應(yīng)保持最低的空氣量； ? 密封嚴密有效； ? 保持產(chǎn)品的穩(wěn)定性（過度碳酸化、存在雜質(zhì)、存在空氣、灌裝溫度過高或溫差較大等導致不穩(wěn)定）。 2022/5/31 81 CIP 的優(yōu)點 ： 與傳統(tǒng)的手工拆卸機器零件的清洗方式相比 ,CIP 的優(yōu)點主要有 : (1) 能維持一定的清洗效果 , 保證產(chǎn)品的安全性 。 2022/5/31 82 CIP裝置的分類： 根據(jù)清洗液的使用方式可以分為以下三種類型： （ 1） 清洗劑單次使用的 CIP系統(tǒng) (singleuse CIP systems ) （ 2） 清洗劑重復使用的 CIP系統(tǒng) (reuse CIP systems ) （ 3） 清洗劑多次使用的 CIP系統(tǒng) (multiuse CIP systems ) 2022/5/31 83 CIP系統(tǒng) 2022/5/31 84 2022/5/31 85 CIP 使用的清洗劑 一般的清洗過程首先需要將污物從被清洗表面分離 , 再將此污物在清洗液中分散形成一種穩(wěn)定的懸浮狀態(tài) , 并防止污物重新沉淀在被清洗物的表面上 。 水幾乎是所有清洗劑和食品的基本成分 , 當污物為完全可溶時 , 就不需要其他清洗劑而能清洗干凈。 2022/5/31 88 堿性清洗劑： 堿性清洗劑是食品工廠使用最廣泛的清洗劑 。 2022/5/31 89 消毒劑： 一些化學藥品可作為 CIP 過程的消毒劑 。 2022/5/31 90 流速的影響 雷諾數(shù)對污物殘留率的影響 2022/5/31 91 清洗溫度： 提高清洗溫度可以增大污物與清洗劑的化學反應(yīng)速度 。 對于熱水消毒 , 水溫必須 82 ℃ 。 2. 汁液豐富，取汁容易，出汁率較高。 這些特性就是 澄清時使用澄清劑的理論根據(jù) 。 飲料成品糖度控制在 8％～ 14％。 ? 果蔬汁的變味： ? 果蔬汁的色澤變化： 色素物質(zhì)引起的變色；褐變引起的變色。 ? 分類 （ GB10789－ 1996）： 豆乳類飲料：純豆乳、調(diào)制豆乳、豆乳飲料。 2022/5/31 110 一、豆奶飲料營養(yǎng)特征 （營養(yǎng)優(yōu)勢） ? 蛋白質(zhì) ? 油脂 ? 碳水化合物 ? 無機鹽、維生素 2022/5/31 111 蛋白質(zhì)： ? 大豆中平均含有 40%的蛋白質(zhì) ， 其中有80~88%是可溶性的 。 ? 含大量人體必需的亞油酸和亞麻酸 ， 故不僅不會造成血管壁上的膽固醇沉積 ，而且還對血管壁上沉積的膽固醇具有溶解作用 。 2022/5/31 115 礦物鹽： ? 豆奶中含鉀量高為堿性食品