全自動化中小型茶飲料生產(chǎn)線
水處理設(shè)備
水是飲料生產(chǎn)中用料大的原料，而且水質(zhì)的優(yōu)劣對飲料的品質(zhì)影響*。因此，必須對水進(jìn)行處理以滿足工藝要求。通常按其作用把水處理設(shè)備分為三類：水的過濾設(shè)備、水的軟化設(shè)備和水的消毒殺菌設(shè)備。
（一）水過濾設(shè)備
（1）砂石過濾設(shè)備（多介質(zhì)過濾設(shè)備）砂石過濾器(多介質(zhì)過濾器)是以成層狀的無煙煤、砂、細(xì)碎的石榴石或其他材料為床層的機(jī)械過濾設(shè)備，其原理為按深度過濾水中不同顆粒度的顆粒，較大的顆粒在頂層被去除，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被去除，從而使水質(zhì)達(dá)到粗過濾后的標(biāo)準(zhǔn)，降低水的SDI(污泥密度指數(shù))值，滿足深層凈化的水質(zhì)要求。
（2）活性炭過濾器活性炭具有吸附作用，還有一定的除濁作用，活性炭過濾器的主要結(jié)構(gòu)和布置形式與砂石過濾器相似。因此，活性炭吸附也稱為活性炭過濾。活性炭過濾主要用于水中有機(jī)雜質(zhì)和水中分子狀的膠體微小顆粒雜質(zhì)，也可用于脫氯等。
（3）砂芯棒過濾器 砂芯棒過濾器亦稱為砂濾棒過濾器，在水處理設(shè)備中已有定型產(chǎn)品。主要適用于處理水量較少、水中只含有有機(jī)物、細(xì)菌及其他雜質(zhì)的水處理。
（4）微孔過濾器 微孔過濾是新型的膜分離技術(shù)。它可濾除濾液、氣體的0.01μm以上微粒和細(xì)菌。其特點(diǎn)是高捕捉能力、過濾面積大、使用壽命長、過濾精度高、阻力小、機(jī)械強(qiáng)度大、無剝離現(xiàn)象、抗酸堿能力強(qiáng)、使用方便。此濾器能濾除絕大部分微粒，所以廣泛應(yīng)用于精濾和除菌工藝。
（二）水軟化設(shè)備
（1）離子交換器離子交換器是水處理中常用的一種裝置，它可以通過選擇一定的流程，使水軟化或除鹽。其主要是利用一些離子交換劑把原水中不需要的離子暫時固著，使水中這些離子的含量降低到所要求的程度。被交換劑固著的離子，在再生液中被釋放出來，交換劑又可重新使用。也就是說，其實(shí)質(zhì)是不溶性的電解質(zhì)(樹脂)與溶液中的另一種電解質(zhì)進(jìn)行的物理化學(xué)反應(yīng)，亦即樹脂上的可交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應(yīng)。
（2）電滲析器電滲析在工業(yè)上作為一種分離、濃縮、提純和回收工藝的新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品等行業(yè)，在食品工業(yè)上的應(yīng)用主要集中在汽水用水、啤酒用水的純化處理上，在軟飲料廠用來對水進(jìn)行軟化(脫鹽)。電滲析技術(shù)是通過具有選擇透過性和良好導(dǎo)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、同性相斥的原理，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(dá)到凈化作用的一項(xiàng)技術(shù)。
（3）反滲透設(shè)備反滲透是應(yīng)用規(guī)模大、技術(shù)相對較成熟的膜技術(shù)，其應(yīng)用在整個膜分離領(lǐng)域中約占一半，是膜技術(shù)發(fā)展的一個大的突破。反滲透是通過反滲透膜把溶液中的溶劑分離出來。反滲透的應(yīng)用從海水淡化、硬水軟化等發(fā)展到維生素、抗菌素、激素等的濃縮，細(xì)菌、病毒的分離以及果汁、牛乳、咖啡的濃縮等許多方面，應(yīng)用極廣。反滲透設(shè)備優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)運(yùn)行，產(chǎn)品水質(zhì)穩(wěn)定；無須用酸堿再生；不會因再生而停機(jī)；節(jié)省了反沖和清洗用水；以高產(chǎn)率產(chǎn)生超純水(產(chǎn)率可以高達(dá)95%)；再生污水不需水處理設(shè)施；運(yùn)行及維修成本低；安裝簡單、費(fèi)用低廉。
反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個：一是一個有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。簡單的說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與反滲透膜的水相分離。在水中眾多雜質(zhì)中，溶解性鹽類是難清除的。因此，經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果，反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。
反滲透分離的進(jìn)行，必須先在膜-溶液界面形成優(yōu)先吸附層，優(yōu)先吸附的程度取決于溶液的化學(xué)性質(zhì)和膜表面的化學(xué)性質(zhì)，只要選擇合適的膜材料，并簡單地改變膜表面的微孔結(jié)構(gòu)和操作條件，反滲透技術(shù)就可適用于任何分離度的溶質(zhì)分離。
（4）超濾器
超濾技術(shù)雖在我國起步較晚，但發(fā)展非常迅速，隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷推廣和人們對它認(rèn)識的不斷提高，飲料生產(chǎn)行業(yè)必將從中獲得更多的益處。
超濾膜設(shè)備在工業(yè)應(yīng)用上有平板狀、管狀、螺旋板狀和空心纖維狀等幾種不同的形式。國內(nèi)應(yīng)用的大多數(shù)為板狀和管狀，特別是空心纖維膜(中空纖維膜)也已在水處理方面得到廣泛應(yīng)用。
中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中較為成熟與*的一種形式。這種膜是在平板膜的基礎(chǔ)上開發(fā)出的具有空間立體幾何形狀的薄膜，使單位體積的膜設(shè)備不依靠極薄的半透膜而有很大的膜滲能力。中空纖維管壁上有布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的相對分子質(zhì)量表達(dá)，截留相對分子質(zhì)量可達(dá)幾千至幾十萬。由于采用了空心圓柱構(gòu)形，就大大地提高了單位體積膜滲設(shè)備的生產(chǎn)能力。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動，分別構(gòu)成外壓式和內(nèi)壓式。超濾是動態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃度而排除，不致堵塞膜表面，可*連續(xù)運(yùn)行。可以證明，在超濾應(yīng)用上，采用一個大小合理的小直徑空心纖維膜的圓柱束，則所發(fā)生的透過液量將相當(dāng)于十幾平方米超薄平板膜上所得者。
空心纖維為細(xì)長的膜管，內(nèi)壁為膜層，膜層結(jié)合于海綿式的外壁上，外壁有粗孔，內(nèi)層起超濾分離作用。內(nèi)膜孔的大小，決定管內(nèi)被阻物質(zhì)的大小。空心纖維內(nèi)經(jīng)約200μm，由惰性的非離子聚合物制成，具有*的各向異性的(表皮)結(jié)構(gòu)，有明顯高的流率。其特點(diǎn)是：①裝置內(nèi)單位體積的膜面積很大；②膜壁薄，液體透過速度快；③因空心纖維的幾何構(gòu)形具有一定的耐壓性能，故強(qiáng)度高。
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（三）水殺菌消毒設(shè)備
（1）臭氧殺菌器所謂臭氧殺菌器是利用臭氧的強(qiáng)氧化性而達(dá)到殺菌的目的。臭氧是強(qiáng)烈的氧劑，其殺菌作用比氯高15∽30倍，在一定濃度下作用5∽10min，臭氧對各種菌類都可以達(dá)到滅菌的程度。國外已將其廣泛用于水的消毒處理以除臭、除色等，國內(nèi)在礦泉水、純凈水生產(chǎn)中應(yīng)用于滅菌也很普遍。
（2）紫外線殺菌器當(dāng)微生物受紫外光照射后，微生物的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外光譜能量，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，引起微生物死亡。紫外線對清潔透明的水具有一定的穿透能力，所以能使水消毒。紫外線殺菌不能改變水的物理化學(xué)性質(zhì)，殺菌速度快、效率高、無異味，因此得到廣泛應(yīng)用。
殺菌設(shè)備
殺菌，是飲料加工的一個重要環(huán)節(jié)。飲料殺菌與醫(yī)學(xué)上和生物學(xué)上的殺菌有一定區(qū)別。飲料殺菌有兩種含義：一是要求殺死飲料中所污染的致病菌、破壞食品中的酶而使飲料在特定環(huán)境中，如密閉的瓶內(nèi)、罐內(nèi)或其他包裝容器內(nèi)，有一定的保存期；二是要求在殺菌過程中盡可能地保護(hù)飲料中營養(yǎng)成分和風(fēng)味。所以，經(jīng)殺菌后的飲料屬于商業(yè)無菌。
飲料殺菌的方法有物理殺菌和化學(xué)殺菌兩大類。化學(xué)殺菌法是使用過氧化氫、環(huán)氧乙烷、次氯酸鈉等殺菌劑。由于化學(xué)殺菌存在化學(xué)殘留物等影響，當(dāng)代食品殺菌法趨向于物理殺菌法。物理殺菌法分為熱殺菌法和冷殺菌法。熱殺菌法又分為是熱殺菌法、干熱殺菌法、微波殺菌法和遠(yuǎn)紅外線加熱殺菌法。冷殺菌法分為紫外線輻射殺菌法、電離輻射殺菌法和冷凍殺菌法。在濕熱殺菌方法中，有巴氏殺菌法、高溫短時殺菌法和超高溫瞬時滅菌法之分。所謂巴氏殺菌(pasteurization)是低溫長時間殺菌法，殺菌溫度低于100℃，保溫時間是30min。高溫短時殺菌法(HTST)，殺菌溫度一般在100℃一下，如牛奶的HTST殺菌溫度為85℃，保持15s以上。超高溫瞬時滅菌法(UHT)，殺菌溫度在120℃以上，僅保持幾秒鐘。HTST和UHT殺菌法，不但效率高，而且食品的結(jié)構(gòu)和外觀及營養(yǎng)和風(fēng)味的保存都較其他殺菌方法好。根據(jù)上述的殺菌方法而相應(yīng)發(fā)展起來的飲料殺菌設(shè)備種類較多，以被處理物料的形態(tài)分類分別有以下三種：
（1）流體飲料的殺菌設(shè)備流體飲料指未經(jīng)包裝的乳品、果汁等物料。處理這類物料的殺菌設(shè)備又有直接式和間接式之分。直接式是以蒸汽直接噴入物料中進(jìn)行殺菌。間接式是用板、管熱換器對飲料進(jìn)行熱交換進(jìn)行殺菌。
（2）罐裝飲料的殺菌設(shè)備罐裝飲料及瓶裝飲料等有包裝容器的飲料，處理這類物料的殺菌設(shè)備根據(jù)殺菌溫度不同可分為常壓殺菌設(shè)備和加壓殺菌設(shè)備。常壓殺菌設(shè)備的殺菌溫度為100℃以下，用于pH值小于4.5的飲料產(chǎn)品殺菌。用巴氏殺菌原理設(shè)計(jì)的罐頭殺菌設(shè)備屬于此類。加壓殺菌設(shè)備一般在密閉的設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，壓力大于0.1MPa，溫度常用120℃左右。常壓和加壓殺菌設(shè)備在操作上亦可分為間歇式和連續(xù)式。根據(jù)殺菌設(shè)備所用熱源不同又可分為直接蒸汽加熱殺菌設(shè)備、加水加熱殺菌設(shè)備、火焰連續(xù)殺菌機(jī)等。
（3）使用電磁波的物理殺菌設(shè)備該類殺菌設(shè)備是使用微波、遠(yuǎn)紅外線、紫外線等物理輻射進(jìn)行加熱殺菌的，是一種有開發(fā)前途的殺菌設(shè)備。
沖瓶機(jī)
CP-12 型沖瓶機(jī)是引進(jìn)、消化、吸收國內(nèi)外*技術(shù)為基礎(chǔ)，自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)而成的一種具有國內(nèi)*水平的回轉(zhuǎn)式?jīng)_瓶機(jī)。本機(jī)適用于瓶裝飲料、礦泉水、可樂等料液的灌裝生產(chǎn)，對塑料瓶進(jìn)行清洗，可提供給大中型生產(chǎn)廠使用，也可以單機(jī)使用。該機(jī)主要有如下特點(diǎn)：
(1)本機(jī)是清洗各種規(guī)格塑料瓶的設(shè)備；
(2)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，控制系統(tǒng)完善，操作和維修簡便；
(3)清洗工藝合理，采用噴淋式原理沖洗瓶內(nèi)外，并自動濾干瓶內(nèi)殘留水，清洗后空瓶符合衛(wèi)生要求；
(4)變換瓶形，只需更換星輪及導(dǎo)板就可實(shí)現(xiàn)，操作簡單方便。
CP-32型沖瓶機(jī)為半自動外淋式?jīng)_瓶機(jī)械，適用于各種瓶形和材質(zhì)的新舊瓶沖洗。該機(jī)的主要特點(diǎn)是：對瓶子外壁噴淋，內(nèi)壁兩次連續(xù)沖洗，以保證沖洗效果；主要另部件采用不銹鋼或耐磨銅合金制造，以防銹蝕；采用自來水常壓工作，適應(yīng)性強(qiáng)。該機(jī)結(jié)構(gòu)合理，操作簡單，維修方便，廣泛應(yīng)用于酒、飲料、醬油、醋、藥液等生產(chǎn)廠家。
全自動洗瓶機(jī)
全自動洗瓶機(jī)根據(jù)不同情況分為不同的類型：從進(jìn)出瓶方式可分為雙端式和單端式；從瓶套的傳送方式可分為連續(xù)式和間歇式；從機(jī)器處理瓶子的方式可分為噴射、刷洗和浸泡式。下面主要按洗瓶方式介紹一下。
(1)噴射式洗瓶機(jī) 包括對瓶子的內(nèi)外沖洗。噴頭的中心必須對準(zhǔn)瓶子的中心。這種型式特別適用于蓋的沖洗，因?yàn)樵撈款i較小，一般只有5mm左右，用其他型式的洗瓶機(jī)很難清洗瓶內(nèi)臟物。洗滌劑的噴頭應(yīng)采用高壓式。但這種洗瓶方式極易生成泡沫，除去商標(biāo)也較困難。另外，由于洗液和空氣中的二氧化碳作用，濃度會很快降低，能量消耗也較大。
(2)浸泡式洗瓶機(jī) *行一次或數(shù)次熱水噴射沖洗，然后在不同溫度的洗滌槽中連續(xù)將瓶子淹沒(充填后倒空)進(jìn)行洗滌或消毒。在后一次淹沒后，再用熱水和冷水噴射沖洗幾次以沖去洗液。合乎要求的浸泡式洗瓶機(jī)還用得很少。
(3)浸泡與刷洗式洗瓶機(jī) 它是通過浸泡于刷洗結(jié)合進(jìn)行清洗瓶子的。這是一種刷洗瓶壁有效地清洗方法。過去多年來用的是毛刷，由于易掉毛，壽命較短，同時因刷子里易藏污垢而影響刷洗質(zhì)量。有些國家采用合成材料作刷子，使用效果較好。這種洗瓶機(jī)洗刷部分的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因?yàn)樗⒆雍推靠诒仨殞?zhǔn)才能進(jìn)入瓶子，所以使用這種型式也并不多。
(4)浸泡與噴射式洗瓶機(jī) 它綜合了浸泡與噴射的優(yōu)點(diǎn)，有一個或多個浸泡槽和較多的噴射部分，噴頭多為高壓式。有的認(rèn)為，當(dāng)噴射部分多到一定程度時可代替兩個噴射槽，高壓噴射的清洗效果則可以相當(dāng)于用刷子刷洗。
飲料加工生產(chǎn)線
灌裝機(jī)
從對物料的包裝角度可分為液體灌裝機(jī)、膏體灌裝機(jī)、粉劑灌裝機(jī)、顆粒灌裝機(jī)等；從生產(chǎn)的自動化程度來講分為半自動灌裝機(jī)和全自動灌裝生產(chǎn)線；從灌裝物料含氣與否可分為等壓灌裝機(jī)、常壓灌裝機(jī)和負(fù)壓灌裝機(jī)。
（一）等壓灌裝機(jī)
等壓灌裝機(jī)一般是在貯料箱中保持一定的灌裝壓力，當(dāng)待灌容器進(jìn)入灌裝機(jī)后，先對容器充氣，氣體可以是壓縮空氣，也可以用二氧化碳?xì)猓远趸細(xì)鉃楹谩．?dāng)容器內(nèi)壓力和貯料箱壓力*時，即隨料液的自重通過開啟的灌裝閥灌裝。在灌裝過程中，容器內(nèi)的氣體要順利地導(dǎo)出，回到貯料箱內(nèi)或氣室內(nèi)。 在汽水、小香檳及啤酒的灌裝中，大多是采用等壓灌裝，其過程如下：
(1)初始位置 瓶子還未接觸灌裝閥，所有的氣體和液體通道都處于關(guān)閉狀態(tài)。
(2)充氣壓力 瓶子和灌裝閥罩一起上升到預(yù)定位置，這時回轉(zhuǎn)撥叉將充氣閥打開，壓力氣體從環(huán)形貯料缸通過充氣通道進(jìn)入瓶子。
(3)注液回氣 當(dāng)瓶內(nèi)壓力達(dá)到貯料缸的壓力時，液閥自動打開，料液須由分流傘沿瓶壁流下，同時，在瓶內(nèi)被置換的壓力氣體通過回氣管返回注液缸，當(dāng)瓶內(nèi)液面達(dá)到回氣管的下端口時，注液結(jié)束。
(4)閥門關(guān)閉 回轉(zhuǎn)撥叉將壓力氣體閥和液閥關(guān)閉。
(5)充氣 頂部充二氧化碳閥打開，二氧化碳或其它惰性氣體從環(huán)形槽充入瓶中，將瓶頸處空氣趕走。
(6)壓力釋放 壓力釋放閥打開，瓶中的壓力經(jīng)過在壓力釋放通道中的針閥，逸出至環(huán)形槽。
（二）常壓灌裝機(jī)
很多飲料，如果汁、乳性飲料，以及汽水二次灌裝中的糖漿，它們本身不含二氧化碳，一般采用常壓灌裝機(jī)。
常壓灌裝機(jī)主要由灌裝系統(tǒng)、進(jìn)出瓶機(jī)構(gòu)、升降瓶罐機(jī)構(gòu)、工作臺、傳動系統(tǒng)等組成，用于灌裝不含氣的液體，這類灌裝機(jī)一般為回轉(zhuǎn)式。
在傳動系統(tǒng)作用下，轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)盤和定量杯一同回轉(zhuǎn)，液料從貯料筒經(jīng)管道靠自重流入定量杯內(nèi)。在凸輪作用下瓶托帶動瓶子上升。當(dāng)瓶口頂著壓蓋盤上升時彈簧壓縮，此時滑閥就在活動量杯的內(nèi)孔向上滑動。隨著轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，已定良好的量杯已轉(zhuǎn)離進(jìn)料管下方，進(jìn)入灌裝位置。當(dāng)滑閥上升使進(jìn)液孔打開時液料便流入瓶內(nèi)，瓶內(nèi)氣體從壓蓋盤下表面的四條小槽排出，完成一個瓶子的灌裝任務(wù)。隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，定量杯逐次進(jìn)入正下方完成定量工作，當(dāng)轉(zhuǎn)離定量位置，進(jìn)入灌裝位置時又開始灌瓶，如此反復(fù)連續(xù)不斷地工作。
（三）負(fù)壓灌裝機(jī)
它常稱為真空式灌裝機(jī)。這種灌裝方法是使貯料箱內(nèi)處于常壓，在灌裝時，只對瓶內(nèi)抽氣使之形成真空，到一定真空度時，液體靠注液箱與容器間的壓差作用流入瓶中，完成灌裝。它主要用于不含氣的液體灌裝，如果汁類。由于在真空下灌裝，所以當(dāng)瓶罐破漏時就停止灌裝，可減少損失。但在真空下，對某些帶有芳香的液體，要損失一些香味
負(fù)壓灌裝法對于瓶子規(guī)格要求較嚴(yán)，因?yàn)樗亩坑晒嘌b嘴深入瓶子的深度來確定，瓶的容積直接影響定量準(zhǔn)確度。但因調(diào)整容易，仍被廣泛應(yīng)用。
CIP清洗系統(tǒng)
CIP為 clean in place(洗滌定位)或in-place cleaning(定位洗滌)的簡稱。其定義為：不用拆開或移動裝置，即可用高溫、高濃度的洗凈液，對裝置加以強(qiáng)力的作用，把與食品的接觸面洗凈的方法。
因此，CIP即為*不用拆開機(jī)械裝置和管道，即可進(jìn)行刷洗、清洗和殺菌。在清潔過程中并能合理地處理洗滌、清洗、殺菌與經(jīng)濟(jì)性，能源的節(jié)約等關(guān)系，是一種優(yōu)化清洗管理技術(shù)。CIP裝置適用于流體物料直接接觸的多管道殺菌機(jī)械裝置，如果汁飲料、乳品、濃縮果汁、豆?jié){采用就地清洗(即CIP清洗)是飲料生產(chǎn)廠普遍使用的方法，是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。清洗的目的是清除設(shè)備及管壁上的殘留物，保證達(dá)到衛(wèi)生指標(biāo)。在一般情況下，連續(xù)使用6∽8h必須進(jìn)行一次清洗。在特殊情況下，當(dāng)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)能力顯著降低時，應(yīng)立即進(jìn)行清洗。
清洗的目的是去除粘附于機(jī)械上的污垢，以防止微生物在其間滋長。要把污垢去掉，就必須使清洗系統(tǒng)能夠供給克服污染物質(zhì)所需的洗凈能力。洗凈能力的來源有三個方面，即從清洗液流動中產(chǎn)生的運(yùn)動能，從洗滌劑產(chǎn)生的化學(xué)能，清洗液中的熱能。這三種能力具有互補(bǔ)作用。同時，能力的因素與時間的因素有關(guān)。在同一狀態(tài)下，洗滌時間越長則洗滌效果越好。
CIP有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)能維持一定的清洗效果，以提高產(chǎn)品的安全性；
(2)節(jié)約操作時間和提高效率，節(jié)省勞動力和保證操作安全，節(jié)約清洗用水和蒸汽；
(3)衛(wèi)生水平穩(wěn)定，節(jié)約清洗劑的用量；
(4)生產(chǎn)設(shè)備可大型化，自動化水平高；
(5)增加生產(chǎn)設(shè)備的耐用年限。
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