1、余夕帆 2016年春包裝飲用水生產技術 知識目標知識目標1.了解飲用水的種類、要求和評價指標2.掌握飲料用水的處理方法3.掌握包裝飲用水的生產工藝流程、生產工藝藥店和質量控制方法； 能力目標能力目標1.能使用水的粗濾和精濾設備；2.能使用和養護水的反滲透裝置；3.能使用水的紫外線和臭氧殺菌設備；4.能加工出符合要求的包裝飲用水；5.能解決包裝飲用水常見的質量問題 素質素質目標目標包裝飲用水分類包裝飲用水飲用天然礦泉水飲用純凈水其他類飲 用水飲用天然 泉水飲用天然水其他飲用水飲料生產用水飲用天然礦泉水l采用從地下深處自然涌出的或經 鉆井采集的，含有一定量的礦物鹽、微量元素或 其他成分，在一定區域

2、未受污染并采取預防措施 避免污染的水；在通常情況下，其化學成分、流 量、水溫等動態指標在天然周期波動范圍內相對 穩定。飲用天然礦泉水飲用天然礦泉水（drinking natural mineral water）飲用純凈水飲用純凈水飲用純凈水（purified drinking water）l以符合GB5749的水為水源，采用適當加工方法，去除水中的礦物質等制成的制品。飲用天然泉水飲用天然泉水飲用天然泉水（drinking natural mineral water）l采用從地下自然涌出的泉水或經鉆井采集的、未受污染的地下泉水且未經過公共供水系統的水源制成的制品飲用天然水飲用天然水飲用天然水（

3、natural drinking water）l采用未受污染的水井、水庫、湖泊或高山冰川等且未經過公共供水系統的水源制成的制品其他飲用水l以符合GB5749的水為水源，采用適當方法，不經調色處理而成的制品，如添加適量食用香精（料）的調味水。其他包裝飲用水其他包裝飲用水飲用礦物質水飲用礦物質水（mineralized drinking water）l以符合GB5749的水為水源，采用適當方法，有目的的加入一定量的礦物質而制成的制品。飲料用水的種類及要求飲料生產用水 GB5749-2006生活飲生活飲用水衛生標準用水衛生標準 水質軟化水質軟化一般用水 生活飲用水標準生活飲用水標準 無色透明、無臭無

4、味、無色透明、無臭無味、安全衛生，不得含有有安全衛生，不得含有有害例子，細菌總數要求害例子，細菌總數要求在允許的范圍內在允許的范圍內冷卻用水 硬水除外硬水除外飲料水質對飲料品質的影響 1.濁度 泥沙、微生物、鐵、錳等物質 2.呈色 腐殖酸等植物分解生成物及鐵、錳離子等 3.臭氣及異味 余氯，H2S 4.硬度飲用天然礦泉水飲用天然礦泉水生產技術生產技術天然礦泉水的發展歷史刺猬井刺猬井中國第一瓶天然飲用礦泉水中國第一瓶天然飲用礦泉水中國礦泉水十大品牌中國礦泉水十大品牌天然礦泉水的分類含氣天然含氣天然礦泉水礦泉水充氣天然充氣天然礦泉水礦泉水無氣天然無氣天然礦泉水礦泉水脫氣天然脫氣天然礦泉水礦泉水（一

5、）天然礦泉水的質量要求1.感官指標感官指標微甜的口感一般是鈣帶來的，鎂則帶來一定的硬度和金屬感，鈉會使得口感清冽。口干舌燥的時候，對這些礦物質的味道極為敏感，喝到天然泉水覺得清甜，這便是鈣、鎂、鈉的共同作用。圣培露的小氣泡帶來淡淡的礦物芬芳，普娜口感適中，清爽綿軟，VOSS冰鎮之后味道清純，喝依云的最佳溫度是10。專業的品水師傳授品水秘方，小口呷進之后，在舌中間略停留，然后吞進喉嚨。在10，礦物質的芬芳能最大揮發，所謂的冰鎮，并不是凍成冰塊。優質礦泉水也不要燒開了喝，100之后，鈣鎂成為沉淀很難被吸收，還會生成沉淀物。均衡的礦物質帶來的口感可能并不獨特，不會很甜，也不會有金屬感，有點甜也許是鈣

6、的含量高，而長期飲用這樣的水，對身體并無好處。CHATELDON 山澗洞天然含氣礦泉水法國山澗洞天然含氣礦泉水法國皇室用水皇室用水2.理化指標理化指標2.理化指標理化指標3.污染物指標污染物指標4.微生物指標微生物指標天然礦泉水的生產工藝工藝工藝要點要點1. 引水引水 引水過程一般分為地下部分和地引水過程一般分為地下部分和地表表部分部分工藝工藝要點要點2. 曝氣曝氣 曝氣是曝氣是使礦泉水原水與經過凈化了的空氣使礦泉水原水與經過凈化了的空氣充分接觸充分接觸，使它脫去其中的，使它脫去其中的二氧化碳、硫二氧化碳、硫化氫化氫等氣體，并發生氧化作用，通常包括等氣體，并發生氧化作用，通常包括脫氣和氧化兩個

7、同時進行的過程。脫氣和氧化兩個同時進行的過程。3. 過濾過濾 礦泉水過濾的目的使礦泉水過濾的目的使除去水中的不溶性懸除去水中的不溶性懸浮雜質和微生物浮雜質和微生物。生產礦泉水的過濾一般。生產礦泉水的過濾一般需經過粗濾和精濾需經過粗濾和精濾 過濾作用的機理主要是吸附作用和機械隔過濾作用的機理主要是吸附作用和機械隔離作用離作用。4. 殺菌菌 生產上礦泉水滅菌一般采用臭氧殺菌和紫外線殺菌。 瓶子和瓶蓋：消毒劑（雙氧水、次氯酸鈉、高錳酸鉀）、臭氧、紫外線5. 充氣充氣 充氣是指向礦泉水中充入二氧化碳氣體，原水經過引水、曝氣或氣水分離、過濾和殺菌后，再充入二氧化碳氣體。 與碳酸飲料類似 我國成品含氣礦泉

8、水中游離的二氧化碳含量250mg/L6. 灌裝灌裝 灌裝是指將殺菌后的礦泉水裝入已滅菌的包裝容器的過程。目前在生產中均采用自動灌裝機在無菌車間進行。 礦泉水礦泉水加工中常見的質量問題加工中常見的質量問題1. 變色變色2. 沉淀沉淀3. 微生物微生物變色變色 發黃發綠現象 藻類植物和光合細菌中的葉綠素導致發綠 過濾和滅菌處理 管道和設備生銹導致發黃 優質不銹鋼和塑料材質沉淀沉淀 紅、黃、褐、白沉淀 低溫時的白色絮狀沉淀是礦物質引起的 如果二氧化碳逸出，會形成碳酸鹽沉淀 紅黃褐色沉淀是鐵錳離子含量過高導致的微生物微生物 滅菌處理 水源控制 設備消毒 環境衛生 員工衛生天然礦泉水質量問題的控制方法

9、加強水源的衛生防護 加強礦泉水生產工藝管理 加強礦泉水生產的全程質量管理人工礦泉水的工藝流程及生產工藝要點 1.直接溶化法 2.二氧化碳侵蝕法飲用飲用純凈純凈水水生產技術生產技術飲用純凈水生產技術 水的處理 純凈水生產包裝飲用水的來源1.地表水地表水 surface water 江河水、湖泊水、海洋水、積雪。江河水、湖泊水、海洋水、積雪。特點：特點： 礦物質少，硬度低，浮游生物、雜質多，水質不穩定，污染嚴重。礦物質少，硬度低，浮游生物、雜質多，水質不穩定，污染嚴重。2.地下水地下水 ground water 泉水、井水等。泉水、井水等。特點：礦物質多，硬度較高，雜質少，水質澄清，水質穩定特點：

10、礦物質多，硬度較高，雜質少，水質澄清，水質穩定 。3.自來水自來水 tap water 經適當水處理工藝處理，水質達到國家生活飲用水標準的水。經適當水處理工藝處理，水質達到國家生活飲用水標準的水。特點：水質好且穩定，符合生活飲用水標準；水處理簡單，費用低；水費特點：水質好且穩定，符合生活飲用水標準；水處理簡單，費用低；水費高；高；Cl-含量高。含量高。天然天然水中的雜質水中的雜質1.懸浮物質懸浮物質直徑大于直徑大于0.2 m的大分子物質，如泥砂等無機物、的大分子物質，如泥砂等無機物、浮游生物、微生物。造成飲料的渾濁、沉淀、變色。浮游生物、微生物。造成飲料的渾濁、沉淀、變色。2.膠體物質膠體物質

11、直徑在直徑在0.0010.2 m的大分子有機物、無機物，的大分子有機物、無機物，如黏土和硅酸等無機膠體和腐殖質等有機膠體。造成如黏土和硅酸等無機膠體和腐殖質等有機膠體。造成水及飲料的渾濁和變色。水及飲料的渾濁和變色。天然天然水中的雜質水中的雜質3.溶解物質溶解物質 粒度小于粒度小于0.001 m的溶解物，包括溶解氣體、溶解鹽的溶解物，包括溶解氣體、溶解鹽類。影響水的硬度、堿度、酸度及水中氣體的含量。類。影響水的硬度、堿度、酸度及水中氣體的含量。 溶解氣體溶解氣體：O2、CO2、H2S、Cl2 、NH3影響飲料風影響飲料風味和色澤。味和色澤。 溶解鹽類溶解鹽類：Ca、Mg、Na、K 鹽影響硬度和

12、堿度，鹽影響硬度和堿度，OH-、Cl- 影響水的酸度。飲料用水要求硬度影響水的酸度。飲料用水要求硬度8.5度。度。(1德國度德國度/0d：1升水中含升水中含10mg CaO)。水的硬度水的硬度 指水中離子沉淀肥皂的能力。水的硬指水中離子沉淀肥皂的能力。水的硬度取決于水中度取決于水中鈣鈣、鎂離子鎂離子的總含量。高硬度水使容器和的總含量。高硬度水使容器和設備產生水垢，使飲料產生沉淀、出現鹽味設備產生水垢，使飲料產生沉淀、出現鹽味。飲料用水的水質硬度要求飲料用水的水質硬度要求A總總時，水中有時，水中有Ca2+、Mg2+的氯化物，的氯化物，OH、CO32基本不存在，水基本不存在，水為非堿性水；為非堿性

13、水；當當H總總A總總H總總A總總A總總0H總總=A總總0H總總=A總總0H總總A總總0H總總A總總H總總 表表1-2 生活飲用水與飲料用水指標標準生活飲用水與飲料用水指標標準指指 標標飲用水飲用水飲料用水飲料用水濁度度濁度度 1 (3) 1色度度色度度 15 5溶解性總固體溶解性總固體mgL-1 1000 500總硬度總硬度(以以CaCO3計計)mgL-1 450 100鐵鐵(以以Fe計計) mgL-1 0.3 0.1高錳酸鉀消耗量高錳酸鉀消耗量(以以O2計計) mgL-13 1.0總堿度總堿度(以以CaCO3計計)mgL-1 50游離氯游離氯(以以Cl-計計) mgL-10.05 0.005

14、致病菌致病菌不得檢出不得檢出不得檢出不得檢出溴酸鹽溴酸鹽(使用臭氧時使用臭氧時) mgL-1 0.01 0.01甲醛甲醛(使用臭氧時使用臭氧時) mgL-1 0.9 0.9 鐵和錳鐵和錳：會使飲料著色、帶異味、產生沉淀。 余氯余氯：改變飲料的顏色和味道 微生物微生物：會使飲料腐敗變質一、一、水處理水處理水處理水處理 對不符合軟飲料用水要求的水進行水質改對不符合軟飲料用水要求的水進行水質改良的過程。良的過程。目的目的 除去懸浮物質和膠體物質；降低硬度；排除除去懸浮物質和膠體物質；降低硬度；排除水中的氣體；殺滅微生物；使水質符合飲料用水標準。水中的氣體；殺滅微生物；使水質符合飲料用水標準。處理方法

15、：澄清、過濾、軟化、脫氣、殺菌處理方法：澄清、過濾、軟化、脫氣、殺菌一、一、水處理水處理1、澄清（混凝）澄清（混凝） 通過物理和化學方法將水中的懸浮物、通過物理和化學方法將水中的懸浮物、帶電粒子、大分子無機物、砂粒等沉降下來，帶電粒子、大分子無機物、砂粒等沉降下來，獲得澄清透明水質的過程。獲得澄清透明水質的過程。1、澄清、澄清 混凝澄清混凝澄清 混凝混凝 在水中加入某些溶解鹽類，使水中的細小懸浮物質在水中加入某些溶解鹽類，使水中的細小懸浮物質或膠體微粒互相吸附結合成較大顆粒，從水中沉淀下來的過程。或膠體微粒互相吸附結合成較大顆粒，從水中沉淀下來的過程。混凝劑：常用鋁鹽和鐵鹽，如明礬、硫酸鋁、堿

16、式氯化鋁、硫混凝劑：常用鋁鹽和鐵鹽，如明礬、硫酸鋁、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、氯化鐵、硫酸鐵等。酸亞鐵、氯化鐵、硫酸鐵等。澄清機理：混凝劑自身溶解形成膠體，再與水中雜質作用，以澄清機理：混凝劑自身溶解形成膠體，再與水中雜質作用，以電中和或吸附的形式使雜質凝聚成大顆粒而沉淀。電中和或吸附的形式使雜質凝聚成大顆粒而沉淀。注意事項：注意事項： 注意混凝劑的用量；注意混凝劑的用量； 注意水溫；注意水溫； 注意水注意水的的pH值；值； 注意及時清理沉淀；注意及時清理沉淀；三、水處理三、水處理2、過濾、過濾通過機械方法除去水中的懸浮雜質、膠體物質、通過機械方法除去水中的懸浮雜質、膠體物質、水中的異味、顏色、鐵

17、、錳及微生物，獲得品質優良水中的異味、顏色、鐵、錳及微生物，獲得品質優良的飲料用水。的飲料用水。過濾方法：過濾方法： 砂濾砂濾 砂濾棒過濾砂濾棒過濾 活性炭過濾活性炭過濾 超濾超濾 反滲透反滲透 圖圖1-1 砂濾棒過濾示意圖砂濾棒過濾示意圖 圖圖1-2 砂濾器過濾示意圖砂濾器過濾示意圖原水原水含雜質水含雜質水凈化水凈化水凈化水凈化水原水原水小石頭小石頭粗砂粗砂木炭木炭細砂細砂小石頭小石頭棕墊棕墊 圖圖1-3 砂棒過濾器砂棒過濾器圖圖1-4 活性炭過濾器活性炭過濾器 圖圖1-5 反滲透示意圖反滲透示意圖 圖圖1-6 砂濾器過濾示意圖砂濾器過濾示意圖原水原水 凈化水凈化水原水原水原水原水純水純水H

18、2OH2O濃縮水濃縮水濃縮水濃縮水反滲透膜反滲透膜高壓高壓高壓高壓粗砂粗砂細砂細砂 圖圖7 反滲透膜殼反滲透膜殼 膜膜 濾濾 芯芯圖圖1-8 反滲透設備反滲透設備(純凈水純凈水)圖圖1-9 超濾示意圖（超濾示意圖（中空纖維膜中空纖維膜）凈化水凈化水 凈化水凈化水原水原水含雜質水含雜質水圖圖1-10 中空纖維膜超濾設備中空纖維膜超濾設備三、水處理三、水處理3 3、軟化、軟化通過物理或化學方法部分去除引起水硬度的通過物理或化學方法部分去除引起水硬度的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度，使其達到飲料用水硬度標準。，降低水的硬度，使其達到飲料用水硬度標準。 暫時硬度暫時硬度 由由Ca、Mg的碳酸氫鹽和碳

19、酸鹽引起，的碳酸氫鹽和碳酸鹽引起，加熱可大部分除去。加熱可大部分除去。 永久硬度永久硬度 由由Ca、Mg的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等鹽類引起，加熱不能除去。等鹽類引起，加熱不能除去。 三、水處理三、水處理3 3、軟化、軟化離子交換法離子交換法 用陽離子交換劑將硬水中的用陽離子交換劑將硬水中的Ca2+、Mg2+置換而置換而使水得到軟化。常用陽離子為使水得到軟化。常用陽離子為Na+、H+ 。電滲析法電滲析法 利用陰陽離子交換膜對水溶液中陰陽離子的選擇利用陰陽離子交換膜對水溶液中陰陽離子的選擇透過性，除去原水中的鹽分和提高其純度，從而降低水質硬度并透過性，除去原水中的鹽分和提高

20、其純度，從而降低水質硬度并提高水的質量。提高水的質量。反滲透反滲透 膜孔徑為膜孔徑為0.00010.001 m，能有效脫除無機鹽、，能有效脫除無機鹽、有機物、膠體、細菌及病毒等。有機物、膠體、細菌及病毒等。 加熱軟化法、石灰軟化法加熱軟化法、石灰軟化法 圖圖1-11 離子交換器離子交換器圖圖1-12 電滲析示意圖電滲析示意圖 濃鹽水濃鹽水濃鹽水濃鹽水陰極陰極陽極陽極Ca2+Mg2+Na+ 軟化水軟化水陽離子交換膜陽離子交換膜陰離子交換膜陰離子交換膜 Cl- HCO3- SO42-陽離子交換膜陽離子交換膜陰離子交換膜陰離子交換膜Ca2+Mg2+Na+Cl- HCO3- SO42-濃縮室濃縮室濃縮

21、室濃縮室淡化室淡化室淡化室淡化室淡化室淡化室原水原水圖圖1-13 電滲析設備電滲析設備圖圖1-14 反滲透裝置反滲透裝置圖圖1-15 微孔膜過濾器微孔膜過濾器圖圖1-16 膜分離水處理設備（超濾）膜分離水處理設備（超濾） 三、水處理三、水處理 4、殺菌（消毒）、殺菌（消毒） 殺滅水中有害微生物。殺滅水中有害微生物。紫外線滅菌紫外線滅菌 微生物吸收紫外光導致微生物吸收紫外光導致DNA突變、蛋白質變性，微生物細胞結構發生裂突變、蛋白質變性，微生物細胞結構發生裂變，最終導致微生物死亡。變，最終導致微生物死亡。只有只有UV(200280nm)波段為殺菌范圍，具有殺菌能力。波段為殺菌范圍，具有殺菌能力。

22、30w紫外燈處理水流量：地下水紫外燈處理水流量：地下水15 t/h，地表水，地表水6 t/h。圖圖1-19 1-19 紫外線殺菌示意圖紫外線殺菌示意圖 紫外燈紫外燈水水紫外燈管紫外燈管石英套管石英套管水水殼體殼體圖圖1-20 紫外線殺菌器紫外線殺菌器 4、殺菌（消毒）、殺菌（消毒）臭氧滅菌臭氧滅菌 原理：臭氧發生器產生的臭氧分解出氧原子，氧化破壞微生原理：臭氧發生器產生的臭氧分解出氧原子，氧化破壞微生物膜的結構實現殺菌作用。臭氧首先作用于細胞膜，使膜成份受物膜的結構實現殺菌作用。臭氧首先作用于細胞膜，使膜成份受損傷而導致新陳代謝障礙，繼而穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多損傷而導致新陳代謝障礙，繼而

23、穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡。糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡。 3O2 2O3 O3 O2 + O高壓放電高壓放電 臭氧滅菌臭氧滅菌 參數選擇參數選擇 1 1、消毒系統設計參數的選擇消毒系統設計參數的選擇 臭氧投加量為臭氧投加量為1 15mg/L5mg/L，接觸時間為，接觸時間為 4 410min10min，保持，保持0.10.11mg1mg/ /L L剩余臭氧濃度。剩余臭氧濃度。 2 2、主要設備的選擇主要設備的選擇 a.a.臭氧發生器臭氧發生器 臭氧發生器的產量應根據設計流量及臭氧投加量來確定。臭氧發生器的產量應根據設計流量及臭氧投加量來確

24、定。 W = 0.001W = 0.001Q QP P W W- - 臭氧發生器的產量臭氧發生器的產量( (g g/ /h h） Q Q- - 設計水量（設計水量（L L/ /h h） P P- - 臭氧投加量臭氧投加量，一般為，一般為1 15 mg5 mg/ /L L 0.0010.001- - 單位換算系數單位換算系數 b.b.接觸氧化罐接觸氧化罐 接觸氧化罐的尺寸應根據設計流量及流速來確定。接觸氧化罐的尺寸應根據設計流量及流速來確定。 S = Q / V S = Q / V S- S- 罐體截面積（罐體截面積（m m2 2） V- V- 流速流速, ,一般為一般為8 810m10m/ /h h Q Q- - 罐體直徑（罐體直徑