饮料用水的处理-饮料用水的水质要求

1.1软饮料用水的水质要求学习目标1、了解天然水源的类型及特点。2、了解水质对饮料品质的影响，掌握饮料用水的水质要求。在大部分饮料产品中，水占85%-95%。水：主要原料+原料的溶剂水质的好坏将直接影响到饮料产品的质量。一、软饮料用水的水源及其特点

水源：地表水、地下水和自来水。1、地表水：包括河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。

特点：浊度高，有机物多，矿物质含量低，细菌多，温度易变。2、地下水：主要指井水，泉水，自流井等。特点：浊度低，有机物少，矿物质多，细菌少，温度较稳定。3、自来水特点：水质好且稳定，达到饮用水标准。注意：但作为饮料用水，它的碱度可能偏高；矿物质可能较多，水的硬度过大；还要注意氯离子，微生物的含量。饮料用水与生活饮用水的差别指标饮用水饮料用水浊度/度<3<2色度/度<15<5溶解性总固体/mg/L<1000<500总硬度/以CaCO3计mg/L<450<100铁/mg/L<0.3<0.1高锰酸钾消耗量/mg/L--<10总碱度/mg/L--<50游离氯/mg/L

0.3<0.1致病菌不得检出不得检出（一）天然水源中杂质分类

天然水源中的杂质，按其微粒分散的程度，大致可分为3类：悬浮物、胶体、溶解物质。杂质类型溶解物质胶体悬浮物粒径<1nm1～200nm>200nm特征透明光照下混浊混浊(肉眼可见)识别电子显微镜超显微镜普通显微镜常用处理方法离子交换混凝、澄清、自然沉降、过滤1、悬浮物：凡是粒度大于0.2µm的杂质统称为悬浮物质。主要是：泥土、沙粒等无机杂质，也有浮游生物（如蓝藻类、绿藻类等）及微生物、昆虫等。对成品饮料质量的影响：（1）呈现混浊。（2）可浮在瓶颈产生颈环。（3）静置后可沉在瓶底，生成瓶底积垢或絮状沉淀。（4）悬浮物质会使碳酸饮料中的二氧化碳迅速消耗。（5）浮游生物和微生物影响产品的品质。2、胶体物质：粒径：0.001~0.20µm胶体种类：无机胶体和有机胶体。（1）混浊。（2）变色。（3）影响水的味道和气味：H2S，NH2（动植物残骸分解）。胶体物质对成品饮料质量的影响3、溶解物质：微粒径﹤0.001um，以分子或离子状态存在于水中。溶解物：溶解气体、溶解盐类和其他有机物。溶解气体：主要是O2和CO2。此外H2S和Cl2等。将影响碳酸饮料中CO2的溶解度（量）及产生异味。溶解盐类：构成了水的硬度和碱度。天然水中无机盐离子概况阳离子阴离子名称化学符号名称化学符号氢离子H＋氢氧根离子OH—钠离子Na＋氯离子CL—钾离子K＋重碳酸根离子HCO3--铵离子NH4＋碳酸根离子CO32—镁离子Mg2＋硝酸根离子NO3—正铁离子Fe3＋亚硝酸根离子NO2—亚铁离子Fe2＋硫酸根离子SO42—钙离子Ca2＋硅酸根离子SiO32—铝离子Al3＋酸式磷酸根离子H2PO4—3.1水的硬度：水的硬度是指水中离子沉淀肥皂的能力。硬脂酸钠（肥皂）+钙或镁离子→硬脂酸钙或镁（沉淀物）水的硬度的大小：是指水中Ca2＋、Mg2＋的含量。（1）硬度的表示方法硬度分为：总硬度，暂时硬度和永久硬度。暂时硬度为碳酸盐硬度，即钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐所引起。

Ca（HCO3）2﹦CaCO3↓+CO2↑+H2OMg（HCO3）2﹦Mg(OH)2↓+2CO2↑△△永久硬度（非碳酸盐硬度）：指水中钙、镁的氯化物（CaCL2，MgCL2）、硫酸盐（CaSO4，MgSO4）、硝酸盐[Ca（NO3）2，Mg（NO3）2]等盐类所引起的。总硬度包括暂时硬度和永久硬度。（2）硬度的单位通用为mmol/L或mg/L，还有德国度等。1L水中含有相当于10mg的CaO，其硬度即为一个德国度（1°d）。水硬度的通用单位为1mmol／L，其换算关系为：CaO：1mmol／L＝56.08mg／L＝5.608°d饮料用水的水质，要求硬度小于8.5°d。水硬度过大时，对饮料品质的影响：

易使设备、金属容器产生水垢，玻璃瓶透明度降低，饮料产生浑浊和沉淀；降低碳酸化程度、降低饮料的酸度，改变饮料的风味，并易变质；

影响茶汤的色泽、澄清透明度及滋味。3.2、水的碱度

定义：指天然水中能与H+

离子结合的OH—

和CO32-、HCO3-的含量。水的总碱度包括OH-、CO32-、HCO3-的总含量。天然水中的碱度主要由HCO3-决定。软饮料的原料水，碱度应小于50mg/L（以CaCO3计）。

水的碱度过大对饮料生产的不良影响：

①与金属离子反应形成水垢，并产生异味；②与饮料中的有机酸反应，改变糖酸比与风味；③影响CO2的溶入量；④造成饮料酸度下降，使微生物易生存；⑤生产果汁型碳酸饮料时，与果汁中的某些成分反应—沉淀。

项目名称指标项目名称指标浊度<2味及臭气无味无臭色度<5总碱度<50总固形物<500游离氯<1.1总硬度<100细菌总数<100铁0.1大肠杆菌<3锰0.1致病菌不得检出KMnO4<10工作任务1饮料用水的水质处理1.除去水中固体物质；2.降低硬度和含盐量；3.杀灭微生物及排除所含异气。

水处理的目的一、水的过滤1.过滤的原理原水通过一种多孔性介质及由介质组成的具有孔隙结构的滤层时，水中一些悬浮物、胶体杂质等被截留在孔口或孔隙以及介质的表面上，从而使原水得到净化，这一过程称为水的过滤。水的过滤是一系列不同过程的综合，包括阻力截留、重力沉降、接触凝聚作用。2.过滤介质良好的过滤介质必须具备以下几个条件：(1)足够的化学稳定性；(2)足够的机械强度；(3)过滤时不溶于水；(4)不产生有害有毒物质。2.过滤介质常见的过滤介质有：砂、石英砂、磁铁矿石、无烟煤、活性炭、玻璃纤维、棉花、绢布、石棉板、烧结材料以及人工合成高分子物质等。3.过滤方法(1)池式过滤。主要指过滤介质即滤料填于池中的过滤形式。主要过滤介质有砂、石英砂、石头、无烟煤、磁铁矿、石榴石等。滤池可分单层滤池和多层滤池。(2)砂滤棒过滤主要是利用多孔陶瓷滤棒(砂滤芯)的作用，除去已处理水中残存微细杂质及大多数微生物。砂滤棒是用细微颗粒的硅藻土及骨灰等可燃性物质，成型之后在高温下烧结而成，其滤孔直径一般为0.002-0.004mm。

(2)砂滤棒过滤砂滤棒使用时注意的问题：①因为是加压过滤，使用时不能超过正常操作压力。②长时间连续过滤后，杂质吸附过度会使过滤速度下降，应进行冲洗。③砂滤棒在使用前均需消毒处理，一般用75％的酒精或0.25％的新洁尔灭或10％的漂白粉液。(3)活性炭过滤活性炭具有多孔性，可以吸附异味，去除各种杂质。在用氯破坏水中的有机物、杀灭微生物时，以活性炭作为余氯的吸附剂是最适宜的。活性炭使用一段时间后需要进行清洗再生。实际生产中常把活性炭过滤与砂滤棒过滤器串联使用。另外活性炭具有腐蚀性，用铁制容器装活性炭时要涂上防腐蚀涂料。(4)超滤应用孔径为1.0-20.0nm(或更小)的超滤膜来过滤含有大分子或微小粒子的溶液，使大分子或微细粒子从溶液中分离的过程称为超滤。超滤装置的核心部件是超滤膜，超滤膜一般由一层具有对大分子、微粒截留筛分作用的表面活性层和一层高强度多孔性支持膜相复合而成。超滤设备使用一段时间后应反压冲洗或用稀酸、稀碱清洗，以恢复过滤能力。二、水的软化硬度大的水(一般是地下水)，未经处理也不能做洗涤和冷却等的生产用水，不然会产生大量水垢，使清洁的玻璃瓶发暗，堵塞洗瓶机的喷嘴和降低换热器的传热效率等，因此使用前必须进行软化处理，使原水的硬度降低。1.石灰软化法石灰软化法不仅能除去水中的C02和绝大部分的碳酸盐硬度，并可降低水的碱度和含盐量，同时还能除去水中的部分铁和硅的化合物。此法只适用于含碳酸盐硬度较高，非碳酸盐硬度较低，对软化要求不很高的水处理。2．电渗析法采用电渗析处理，可以脱除原水中的盐分和提高其纯度，从而降低水质硬度并可提高水的质量。电渗析脱盐法是被处理水在直流电场的作用下，利用只能通过阳离子的阳离子交换膜和另一种只能通过阴离子的阴离子交换膜，分别选择性地除去原水中的阳离子和阴离子，从而达到除盐软化的目的。2．电渗析法电渗析工作原理图3.离子交换法利用离子交换树脂交换离子的能力，按需要交换水中的离子，从而使水质符合使用要求的方法。离子交换树脂净化水的原理4．反渗透法以半透膜为介质，对被处理水的一侧施以压力，使水穿过半透膜，而达到除盐的目的。渗透与反渗透现象三、水的消毒原水经以上各项处理后，水中绝大多数的微生物已被除去。但是仍有部分微生物留在水中，为了保证产品质量和消费者的健康，对水要进行严格的消毒处理。目前国内外常用的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。1.氯消毒常用的氯：液氯(钢瓶袋)、次氯酸钠、漂白粉和高效漂白粉。加氯的方法：将漂白粉澄清液通过塑料管滴入贮水池进水口的水流中，使漂白粉液与水能充