项目三　包装饮用水加工

【必备知识】

包装饮用水的分类

包装泛指装水的容器。我国国家标准（GB/T 10789—2015）将包装饮用水分为饮用天然矿泉水、饮用纯净水和其他类饮用水三类。

1.饮用天然矿泉水

从地下深处自然涌出的或经钻井采集的，含有一定量的矿物质、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。

2.饮用纯净水

以直接来源于地表、地下或公共供水系统的水为水源，经适当的水净化加工方法，制成的制品。

3.其他类饮用水

其他类饮用水又分为三种，饮用天然泉水、饮用天然水和其他饮用水。

（1）饮用天然泉水　以地下自然涌出的泉水或经钻井采集的地下泉水，且未经过公共供水系统的自然来源的水为水源制成的制品。

（2）饮用天然水　以水井、山泉、水库、湖泊或高山冰川等，且未经过公共供水系统的自然来源的水为水源制成的制品。

（3）其他饮用水　饮用天然泉水、饮用天然水之外的饮用水。如以直接来源于地表、地下或公共供水系统的水为水源，经适当的加工方法，为调整口感加入一定量矿物质，但不得添加糖或其他食品配料制成的制品。

【关键技能】

包装饮用水的生产工艺

（一）饮用天然矿泉水

生产工艺流程见图2-1。

饮用天然矿泉水的基本工艺应包括引水、曝气、过滤、灭菌、充气、灌装等主要工序。其中曝气和充气工序是由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，泉水的建设、引水工程等由水文地质部门决定。采水量应低于最大开采量，过度采取会对矿泉的流量和组成产生不可逆的影响。

1.引水

引水过程一般分为地下部分和地上部分。地下部分主要是指从地下引取矿泉水到地上出口的部分，需对通过的矿泉水进行封闭，避免地表水混入。目前多采用打井引水法，此法对某些类型的矿泉水最为适当。地上部分是指把矿泉水从最适当的深度引到最适当的地表，并进行后续加工工序的部分。在引水工程中，应防止水温变化和水中气体的散失，并防止周围地表水渗入，防止空气中氧气的氧化作用及有害物质的污染。

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和硫化氢等气体，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。矿泉水中因含有大量CO2及H2S等多种气体，呈酸性，所以可溶解大量金属离子。矿泉水露出后如果直接装瓶，由于压力降低，水与空气接触，释放出大量CO2，矿泉水由酸性变成碱性，同时由于氧化作用，原水中溶解的金属盐类（如低价的铁和锰离子）就会被氧化成高价的离子，产生氢氧化物絮状沉淀，矿泉水发生浑浊，从而影响产品的感官质量；同时水中含有的H2S气体的存在也会给产品带来臭味；而且铁、锰离子含量过高不仅影响产品的口感，也不符合饮用水质标准的要求。因此有必要对矿泉水进行曝气处理。通过曝气工艺处理，首先能脱掉多种气体，驱除不良气味，提高矿泉水的感官质量；其次能使矿泉水由原来的酸性变为碱性，使超过一定量的金属（如铁、锰）氧化沉淀，过滤除去，从而使矿泉水硬度下降，达到饮用水水质标准。

3.过滤

过滤是矿泉水生产的关键工序，目的是除去水中的不溶性悬浮杂质及微生物，以使水质清澈透明，清洁卫生。过滤的方法较多，一般矿泉水的过滤使用三次，即粗滤、精滤和超滤。粗滤一般用砂罐，经过砂层过滤，可滤去水中的大颗粒的矿物盐类结晶、细砂、泥土等。精滤可采用砂滤棒或微孔烧结管装置过滤，滤掉悬浮物和一些微生物。超滤一般采用聚砜中空纤维超滤膜技术装置过滤，截留相对分子质量范围为6000～400000，滤去胶粒状大小颗粒及经灭菌后的菌体。超滤膜要定期清洗，除去膜表面截留的细菌和杂质，防止水质的二次污染。超滤膜暂停使用期间要用含二氧化氯或臭氧的水密封，以防污染。

4.灭菌

生产上矿泉水的灭菌一般采用紫外线杀菌和臭氧灭菌。臭氧是强效氧化剂，臭氧的瞬时灭菌性质比氯化和紫外线照射都好，所以它广泛用于水的消毒，同时也可用于除去水臭、水色以及铁和锰。臭氧灭菌是目前一种较好的灭菌方法，在国内外应用较为普遍。它也是矿泉水生产中的关键环节，臭氧与水在臭氧反应塔中逆流接触反应，一般通过调整臭氧发生器功率、控制臭氧浓度，合理调节臭氧与水的流量、接触面积、流速和灭菌时间等因素；使矿泉水完全灭菌。

5.充气

充气是指向矿泉水中直接充入二氧化碳气体。目前国内外饮用天然矿泉水有充气和不充气两类。充气饮用矿泉水是指原水经过引水、曝气、过滤后再充入二氧化碳气体；不充气饮用天然矿泉水则在经过引水、曝气、过滤、灭菌后直接装瓶或因水质条件的特殊不经曝气而直接装瓶。

充气的二氧化碳气体应符合食品卫生要求，可以是原水中所分离出的二氧化碳气体，也可以是市售的钢瓶装二氧化碳气体。充气一般是在气水混合机中进行的，为了提高矿泉水中的二氧化碳的溶解量，充气过程中需要尽量降低温度，增加二氧化碳的气体压力，并使气、水充分混合。

6.灌装

（1）含气的瓶装矿泉水　将天然矿泉水及所含的碳酸气一起用泵抽出，然后在气水分离器中进行气水分离。气经过加压进入贮气罐，水经过过滤、灭菌、超滤后倒入气液混合机与CO2混合，必要时应补充一定的CO2，最后经灌装、封口成为成品。

含铁的碳酸水因含有5～70mg/L的铁，且以二价铁形式存在，为防止装瓶后产生沉淀，不应采取脱气工艺，而应添加一定量的抗坏血酸和柠檬酸。

（2）不含气瓶装矿泉水　若原水中不含CO2，成品又不要求含CO2，则将原水进行过滤、灭菌处理后即可进行灌装；若原水中含有H2S、CO2等混合气体，需经曝气工艺脱气，成为不含气瓶装矿泉水。

（二）饮用纯净水

1.传统蒸馏法

工艺流程：

瓶装饮用蒸馏水的核心工艺即蒸馏纯化。为保证产品水的纯度要求，至少采取两次以上的蒸馏处理，即二次蒸馏或三次蒸馏，可有效地除去水中残留的微粒杂质和溶解性无机物，同时对水也起到极好的杀菌作用。缺点是能耗大、成本高。

2.其他方法

饮用纯净水的生产因原水水质不同，生产厂家使用的设备不同，生产工艺也不尽相同。但基本上可分为过滤、除盐和灭菌三部分。过滤主要采取微孔过滤、砂罐过滤、砂滤棒过滤、活性炭过滤等方法。除盐主要采取反渗透法、电渗析法、离子交换法等。灭菌主要采取紫外线或臭氧等方法。