第6章包裝飲用水

重點(diǎn)與難點(diǎn)：1、包裝飲用水的概念與分類2、飲用天然礦泉水3、飲用純真水學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)第7章包裝飲用水1包裝飲用水及分類1.1包裝飲用水是指密封于容器中可直接飲用的水。1.2分類GB10789-2007<飲料通那么>飲用天然礦泉水、飲用天然泉水、其他天然飲用水、飲用純真水、飲用礦物質(zhì)水、其他包裝飲用水。飲用天然礦泉水采用從地下深處自然涌出的或經(jīng)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(qū)域未受污染并采取預(yù)防措施防止污染的水。在通常情況下，其化學(xué)成分、流量、水溫等動(dòng)態(tài)目的在天然周期動(dòng)搖范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。飲用天然泉水采用從地下自然涌出的泉水或經(jīng)鉆井采集的未受污染的地下泉水且未經(jīng)過(guò)公共供水系統(tǒng)的水源制成的制品。地下泉水可經(jīng)過(guò)必要的過(guò)濾、臭氧處置或其他相當(dāng)?shù)南具^(guò)程處置，去除水中的微生物和其他雜質(zhì)，根本保管對(duì)人體有益或無(wú)害的全部礦質(zhì)元素。根據(jù)pH值，可將飲用天然泉水分為兩類：弱堿性飲用天然泉水：pH值在7.5~8.5范圍內(nèi)；中性飲用天然泉水，pH值在6.0~7.5范圍內(nèi)。其他天然飲用水采用未受污染的水井、水庫(kù)、湖泊或高山冰川等且未經(jīng)過(guò)公共供水系統(tǒng)的水源制成的制品。飲用天然泉水類及其他天然飲用水的平安評(píng)價(jià)及消費(fèi)工藝與飲用天然礦泉水類似。飲用純真水以符合GB5749-2006<生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范>的水為水源，采用適當(dāng)?shù)募庸し椒?，去除水中的礦物質(zhì)等制成的制品。飲用礦物質(zhì)水以符合GB5749-2006<生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范>的水為水源，采用適當(dāng)?shù)募庸し椒?，有目的地參與一定量的礦物質(zhì)而制成的制品。美國(guó)、英國(guó)、南非和加拿大等國(guó)家的法令都允許在包裝飲用水中添加礦物質(zhì)；國(guó)際瓶裝水協(xié)會(huì)理事會(huì)〔ICBWA〕的規(guī)范也允許在水中添加礦物質(zhì)，在提及制備水時(shí)指出：水源類型不限〔包括公共供水系統(tǒng)〕，其中礦物質(zhì)添加符合現(xiàn)有添加劑法規(guī)或營(yíng)養(yǎng)素法規(guī)；國(guó)際食品法典委員會(huì)<瓶裝(包裝)飲用水通用規(guī)范>指出：適用于人體飲用的水，可含有天然存在或者有目的參與的礦物質(zhì)或CO2，但不能含有糖、甜味劑、香精及其他配料。礦物質(zhì)水可在純真水根底上添加人體所需礦物質(zhì)，其中最常見(jiàn)的是KCl和MgSO42種食品添加劑，均應(yīng)嚴(yán)厲按照國(guó)家規(guī)范GB2760-2007<食品添加劑運(yùn)用衛(wèi)生規(guī)范>和GB14880<食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑運(yùn)用衛(wèi)生規(guī)范>進(jìn)展微量添加，以添加人體對(duì)礦物質(zhì)的攝入。其他包裝飲用水以符合GB5749-2006<生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范>的水為水源，采用適當(dāng)?shù)募庸し椒?，不?jīng)調(diào)色處置而制成的制品，如添加適量食用香精〔料〕的調(diào)味水等。其他包裝飲用水主要有富氧水、活性水、果味水、電解水、離子水等。飲用天然礦泉水飲用天然泉水其他天然飲用水其水源來(lái)自未受污染的水井、水庫(kù)、湖泊或高山冰川等且未經(jīng)過(guò)公共供水系統(tǒng)，其理化特征、平安評(píng)價(jià)及消費(fèi)工藝較為類似。天然飲用水飲用純真水飲用礦物質(zhì)水其他包裝飲用水其水源除符合規(guī)范的天然的飲用水外，還有經(jīng)過(guò)自來(lái)水廠的凈化處置，符合國(guó)家規(guī)范的自來(lái)水等。這一類包裝飲用水的消費(fèi)工藝類似。2天然礦泉水2.1天然礦泉水的定義天然礦泉水是在特定的地質(zhì)條件下構(gòu)成的一種珍貴的地下液態(tài)礦產(chǎn)資源，以水中所含的適宜醫(yī)療或飲用的氣體成分、微量元素和其他鹽類區(qū)別于普通地下水資源。2.2天然礦泉水的分類飲用礦泉水醫(yī)療礦泉水不以醫(yī)療疾病為目的，含有一定量的礦物質(zhì)和表達(dá)特征化的微量元素或其他組分，符合飲用水規(guī)范的一種平安、衛(wèi)生的水。作為飲料，不需經(jīng)醫(yī)囑，對(duì)質(zhì)量要求嚴(yán)厲，尤其細(xì)菌學(xué)目的和有害化學(xué)成分應(yīng)符合WHO飲用水的國(guó)際規(guī)范和我國(guó)飲用水衛(wèi)生規(guī)范。需遵守一定的原那么，飲用后起醫(yī)療作用。2.3礦泉水與泉水礦泉水是以泉水中所含鹽類成分、礦化度、氣體成分、少數(shù)活性離子以及放射性成分的多寡來(lái)定義的，與泉水、普通地下水是不同的。普通從地下深部自然涌出的地下水稱為泉水。在古代，人們所認(rèn)識(shí)的礦泉水，絕大多數(shù)是泉水，習(xí)慣上也把泉水稱為礦泉水，現(xiàn)實(shí)上礦泉水與泉水是不同的。3飲用天然礦泉水3.1飲用天然礦泉水的分類可以按礦泉水的溫度、浸透壓、pH值、緊張度、礦泉水涌出的方式以及水文地質(zhì)學(xué)等來(lái)分類。目前消費(fèi)中對(duì)天然礦泉水的分類主要按礦泉水中的化學(xué)成分來(lái)進(jìn)展分類。3.1.1我國(guó)的分類體系GB8537-2021<飲用天然礦泉水>根據(jù)產(chǎn)品中CO2含量分為：〔1〕含氣天然礦泉水包裝后，在正常溫度和壓力下有可見(jiàn)同源CO2自然釋放起泡的天然礦泉水?！?〕充氣天然礦泉水按國(guó)家規(guī)范規(guī)定處置，充入CO2而起泡的天然礦泉水?！?〕無(wú)氣天然礦泉水按國(guó)家規(guī)范規(guī)定處置，包裝后其游離CO2含量不超越為堅(jiān)持溶解在水中的碳酸氫鹽所必需的CO2含量的一種天然礦泉水?！?〕脫氣天然礦泉水按國(guó)家規(guī)范規(guī)定處置，包裝后在正常的溫度和壓力下無(wú)可見(jiàn)的CO2自然釋放的一種天然礦泉水。冷泉微溫泉溫泉高溫泉20℃以下20~37℃37~42℃42℃以上3.1.2國(guó)際礦泉分類法溫度混協(xié)作用——各種成分水的混合；蛻變作用——脫氧、脫硫酸和巖石吸附復(fù)合體中的離子交換作用；微量元素和重金屬的富集3.2礦泉水的理化特征及表示方法3.2.1礦泉水的理化特征3.2.1.1構(gòu)成過(guò)程中的根本作用主要元素鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋁、氯、硫、氮、氧、氫、碳、硅；較少的元素鋰、鍶、鋇、鉛、鎳、鋅、錳、銅、碘、氟、硼、磷、砷；稀有元素鉻、鈷、鈾、銦、鎵、鍺、鋯、鈦、釩、汞、鉍、鎘、鎢、硒、鉬、銀、金、鉑、錫、銻。放射性元素鐳、釷、氡等3.2.1.2組成天然礦泉水的元素與普通淡水相比，具有3個(gè)主要顯著特征：1、普通礦泉水溫度比較高，因此也叫溫泉、湯泉、暖泉等。礦泉水中也有少數(shù)溫度不高的，稱為冷泉，如含有較多碳酸的碳酸泉或含有放射性的氡泉。2、含有較高濃度的離子成分。如HCO3－、Cl－、SO42－、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋以及有效離子如鋰、鍶、鋅、偏硅酸、硫、碘、氟、鐵、硼等。3、含有較多的氣體成分。主要有氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、甲烷、硫化氫等。天然礦泉水中的氣體主要來(lái)自于大氣、生物化學(xué)作用、化學(xué)作用和放射性物質(zhì)的衰變。3.2.1.3礦泉水的特征3.2.2礦泉水理化特征表示方法庫(kù)爾洛夫數(shù)學(xué)分式以毫摩爾的百分?jǐn)?shù)表示離子含量，列于該離子符號(hào)的右下角；并按含量遞減的順序?qū)⒅饕年庪x子陳列于橫線上；主要的陽(yáng)離子排于橫線下；凡是含量小于10%的離子都不在式中表示。其方式如下：式中：SP——所含氣體或微量元素，g/L；M——溶解性總固體，即總礦化度，g/L；pH——酸堿度；T——泉溫，℃；Q——泉水涌出量，L/s或t/24h。H2SiO30.7?H2S0.021?CO20.031?M3.27Cl84.76SO414.34Na71.63Ca27.38?pH〔6.2〕?T〔52℃〕?Q〔100t/24h〕經(jīng)對(duì)某礦泉水成分分析，測(cè)得該礦泉水成分為：溶解性固體含量3.27g/L，偏硅酸含量為0.7g/L，硫化氫含量為0.021g/L，二氧化碳含量為0.031g/L；各主要離子成分的毫摩爾百分?jǐn)?shù)為Cl－占84.76%，SO42－占14.34%，HCO3－占0.78%，Na＋占71.63%，Ca2＋占27.38%，Mg2＋占0.59%；pH為6.2；泉溫為52℃，涌出量為每晝夜100t。其庫(kù)爾洛夫數(shù)學(xué)分式如何？3.3飲用天然礦泉水的消費(fèi)工藝3.3.1工藝流程3.3.1.1不含碳酸氣的天然礦泉水消費(fèi)的工藝流程最穩(wěn)定，裝瓶時(shí)不會(huì)發(fā)生氧化，化學(xué)成分也不會(huì)發(fā)生改動(dòng)，消費(fèi)工藝較為簡(jiǎn)單。假設(shè)消費(fèi)的產(chǎn)品中需求含二氧化碳，其工藝流程如下：容器清洗→消毒↓礦泉水→引水→沉淀→粗濾→精濾→充氣→灌裝→密封→檢驗(yàn)↑CO2→凈化→緊縮礦泉水→引水→氣水分別→水→粗濾→精濾→滅菌→精濾→充氣→灌裝→封蓋→檢驗(yàn)CO2→凈化→緊縮↑↓對(duì)原水中CO2、H2S、Fe、Mn↑的礦泉水需求進(jìn)展曝氣，曝氣后其消費(fèi)工藝和不含碳酸氣的天然礦泉水的消費(fèi)工藝一樣，可以再充氣消費(fèi)含CO2的礦泉水或消費(fèi)不含CO2的礦泉水。3.3.1.2含碳酸氣的天然礦泉水消費(fèi)的工藝流程對(duì)CO2↑，H2S、Fe、Mn↓的原水消費(fèi)含CO2的礦泉水，那么不需求曝氣工序，需求進(jìn)展氣水分別和氣水混合工序，工藝流程如下：含鐵碳酸氣礦泉水的消費(fèi)普通含有5~70mg/LFe，以二價(jià)方式存在。廢品中CO2含量不應(yīng)低于0.4%。為了防止裝瓶后出現(xiàn)沉淀，這類礦泉水應(yīng)在不使鐵氧化和不脫氣的條件下裝瓶。在礦泉水中參與抗壞血酸80mg/L，檸檬酸100mg/L。含鐵礦泉水應(yīng)充分殺菌。2.4.2.1引水礦泉水引水工程普通分為地上引水和地下引水兩部分。目的是把礦泉水從一定的深度引取到最適當(dāng)?shù)牡乇?。天然顯露的礦泉水：地上引水，加固，清淤，防止地表水的混入，建立泵房。地下引水，發(fā)掘至基巖，擴(kuò)寬擴(kuò)深，相對(duì)封鎖，流入水池，然后抽取；也有在礦泉水顯露口附近打井取水的。人工揭露的礦泉水：成井時(shí)用不銹鋼井管，抽取時(shí)水泵與井管密封銜接；防止地表水、淺層水的影響。2.4.2工藝要點(diǎn)開(kāi)采碳酸泉時(shí)：氣體隨壓力的降低而逸出，易導(dǎo)致礦物質(zhì)的沉淀，不僅呵斥水量變化，還可堵塞通道。為了防止二氧化碳的逸失，自然流動(dòng)采水較好，但不宜用明渠式。必需用泵抽取時(shí)，最好用齒輪泵或活塞泵。抽水泵、管道及貯罐必需清潔、與礦泉水不起化學(xué)反響?？傊?，引水任務(wù)的主要目的就是在自然條件允許情況下，得到最大能夠的流量，防止水與氣體的任何損失；防止地表水和淺水的滲入和混入，完全排除有害物質(zhì)污染和生物污染的能夠性，防止水由顯露口到利用途物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化；水顯露口設(shè)備要方便水的涌出和運(yùn)用。2.4.2.2曝氣曝氣是使礦泉水原水與經(jīng)過(guò)凈化了的空氣充分接觸，脫去其中的CO2和H2S等，并發(fā)生氧化作用。通常包括脫氣和氧化兩個(gè)同時(shí)進(jìn)展的過(guò)程。一些深層的礦泉水中往往含有較高的CO2、H2S和低價(jià)態(tài)的鐵、錳離子，呈酸性，氧的含量較低，處于相對(duì)的復(fù)原體系。假設(shè)不經(jīng)曝氣：礦泉水發(fā)生混濁，影響產(chǎn)品的感官質(zhì)量；原水中的硫化氫氣領(lǐng)會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)臭味；鐵、錳離子含量過(guò)高影響產(chǎn)品口感，也不符合飲用水水質(zhì)規(guī)范的要求。主要有自然曝氣法、噴霧法、梯柵法、焦炭盤(pán)法、強(qiáng)迫通風(fēng)法等。2.4.2.3過(guò)濾除去水中不溶性懸浮雜質(zhì)和微生物，防止裝瓶后貯藏過(guò)程中出現(xiàn)混濁和蛻變。普通需經(jīng)過(guò)粗濾和精濾。粗濾是經(jīng)過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾，截留水中較大的懸浮物質(zhì)，起到初步過(guò)濾的作用。過(guò)濾時(shí)可以參與一些錳砂，可以降低水中的錳、鐵含量；還可以參與一些助濾劑如硅藻土或活性炭；或進(jìn)展一道活性炭過(guò)濾。精濾可以采用砂濾棒過(guò)濾，但近年來(lái)企業(yè)更多采用微濾和超濾。微濾經(jīng)常采用三級(jí)過(guò)濾，5μm、1μm和0.2μm，大大提高了礦泉水的質(zhì)量和產(chǎn)品的穩(wěn)定性，但不能濾掉病毒。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，滅菌后的礦泉水再經(jīng)過(guò)一道0.2μm微濾去除殘存在礦泉水中的菌體。2.4.2.4滅菌礦泉水：臭氧殺菌和紫外線瓶和蓋：消毒劑如H2O2、NaClO、過(guò)氧乙酸、ClO2、KMnO4等，消毒后用無(wú)菌礦泉水沖洗。臭氧或紫外線2.4.2.5充氣是指向礦泉水中充入二氧化碳?xì)怏w。能否充氣主要取決于產(chǎn)品的類型。含碳酸氣天然礦泉水或廢品中含二氧化碳的礦泉水。原水經(jīng)過(guò)引水、曝氣或氣水分別、過(guò)濾和殺菌后，再充入二氧化碳?xì)怏w。所用的CO2可以是原水中分別出的，也可以是市售的飲料用鋼瓶裝的。假設(shè)CO2不夠純真，必需進(jìn)展凈化處置。普通需經(jīng)高錳酸鉀的氧化、水洗、枯燥和活性炭吸附脫臭，去除揮發(fā)性成分，否那么會(huì)帶來(lái)異味和有機(jī)雜質(zhì)，并給微生物的生長(zhǎng)提供時(shí)機(jī)。碳酸泉中往往擁有質(zhì)量高數(shù)量多的CO2，礦泉水消費(fèi)企業(yè)可以回收利用。由于這種天然碳酸氣純真，可直接采用該產(chǎn)品消費(fèi)含氣礦泉水。充氣普通是在氣水混合機(jī)中完成的。2.4.2.6灌裝將殺菌后的礦泉水裝入已滅菌的包裝容器的過(guò)程。消費(fèi)中均采用自動(dòng)灌裝機(jī)在無(wú)菌車間進(jìn)展。灌裝方式取決于礦泉水產(chǎn)品的類型，不含氣礦泉水采用負(fù)壓灌裝；含氣礦泉水普通采用等壓灌裝。在礦泉水廠，自動(dòng)洗瓶機(jī)與灌裝工序相配合。礦泉水的灌裝工藝和設(shè)備都比較簡(jiǎn)單，但衛(wèi)生方面的要求卻非常嚴(yán)厲，對(duì)瓶要進(jìn)展徹底的殺菌，裝瓶各個(gè)環(huán)節(jié)都要防止污染。2.4.3礦泉水消費(fèi)中存在的質(zhì)量問(wèn)題礦泉水消費(fèi)過(guò)程中，假設(shè)處置不當(dāng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的貯藏，會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題。變色沉淀微生物發(fā)綠發(fā)黃藻類植物〔綠藻〕和一些光合細(xì)菌〔綠硫細(xì)菌〕。有效的過(guò)濾和滅菌。管道和消費(fèi)設(shè)備材質(zhì)不好，產(chǎn)生鐵銹。優(yōu)質(zhì)的不銹鋼資料或高壓聚乙烯。白色沉淀紅、黃、褐色沉淀低溫長(zhǎng)時(shí)間貯藏，細(xì)微，正常。高礦化度和重碳酸型，密封不嚴(yán)，pH↑。充分曝氣后過(guò)濾；充入CO2，密封。Fe、Mn離子含量高。防止地表水的污染；充分曝氣。目的難以控制。嚴(yán)厲按飲料廠消費(fèi)衛(wèi)生規(guī)范進(jìn)展消費(fèi)。礦泉水滅菌、防止水源污染、消費(fèi)設(shè)備的消毒、灌裝車間的凈化、瓶和蓋的消毒、消費(fèi)人員的個(gè)人衛(wèi)生。3飲用純真水3.1飲用純真水的定義是以符合生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范的水為原料，經(jīng)過(guò)電滲析法、離子交換法、反浸透法、蒸餾法及其他適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄖ频玫?，密封于容器中且不含任何添加物可直接飲用的水。純真水在加工過(guò)程中去除了水中的礦物質(zhì)、有機(jī)物及微生物。3.2純真水的消費(fèi)工藝詳細(xì)的消費(fèi)工藝應(yīng)該根據(jù)水源的情況確定。目前純真水的消費(fèi)主要采用反浸透法和蒸餾法。3.2.1純真水消費(fèi)中的膜及其特性微濾膜〔MF〕：0.1~10μm，微粒和細(xì)粒