---飲料加工用水及水處理

王海藍(lán)食品科技學(xué)院

江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院一、飲料用水的來(lái)源及特點(diǎn)（城市）自來(lái)水地下水地表水指存積在地球表面的天然水，包括江水，河水、湖水、水庫(kù)水、池塘水等。地表水儲(chǔ)量豐富，取用方便，由于流經(jīng)地表，溶解的礦物質(zhì)較少，硬度一般在1.0~8.

0mmol/L。1.地表水一、飲料用水的來(lái)源及特點(diǎn)一、飲料用水的來(lái)源及特點(diǎn)是由地表水、大氣降水等滲入地下，經(jīng)過(guò)地層的滲透和過(guò)濾、存積在地層中的天然水。由于很少受到外界環(huán)境污染，水質(zhì)清澈透明，水中泥沙、懸浮物質(zhì)等很少，水質(zhì)、水溫波動(dòng)也不大。2.地下水一、飲料用水的來(lái)源及特點(diǎn)是指將地表水或地下水經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砉に?，水質(zhì)達(dá)到一定要求且儲(chǔ)存起來(lái)作為城市飲用水源的水。由于經(jīng)過(guò)處理，因而水質(zhì)好且穩(wěn)定，已達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，將其作為飲料用水的水源再處理就簡(jiǎn)單得多，但是水價(jià)高，費(fèi)用大。3.（城市）自來(lái)水二、飲料用水的種類及要求飲料用水的種類生

產(chǎn)

用

水一

般

用

水冷

卻

用

水影響碳酸飲料的形態(tài)和風(fēng)味;在果蔬飲料生產(chǎn)中，花色素與Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、

Mn2+等金屬離子會(huì)形成藍(lán)色絡(luò)合鹽;茶和咖啡浸提用水的水質(zhì)對(duì)浸提液的色澤和風(fēng)味也會(huì)產(chǎn)生影響。飲料生產(chǎn)用水二、飲料用水的種類及要求主要是指用于飲料生產(chǎn)的水，要求不僅要符合生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，還要對(duì)水進(jìn)行軟化，去除水中溶解的鹽類。二、飲料用水的種類及要求飲料生產(chǎn)用水二、飲料用水的種類及要求目前大中型飲料廠均備有完善的水處理設(shè)備系統(tǒng)，這是許多名牌飲料質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。一些小廠直接采用自來(lái)水、井水等生產(chǎn)飲料，飲料易產(chǎn)生沉淀、變質(zhì)、變色等現(xiàn)象。根據(jù)飲料工藝用水的特殊要求,需強(qiáng)調(diào)下列指標(biāo)例如硬度，生活飲用水要求總硬度應(yīng)≤450mg/L，而一般飲料用水應(yīng)≤100mg/L。又如濁度指標(biāo),生活用水應(yīng)≤3度,而飲料用水應(yīng)≤2度;色度指標(biāo)生活用水為≤15度,飲料用水則要求無(wú)色透明,色度≤5度。這種水必須符合生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，要求無(wú)色透明、無(wú)臭無(wú)味、安全衛(wèi)生，不得含有有害離子，細(xì)菌總數(shù)要求在允許范圍內(nèi)。二、飲料用水的種類及要求是指飲料生產(chǎn)中的輔助用水，用于飲料原料和包裝容器的清洗、飲料設(shè)備及附屬器具的清洗等。一般用水冷卻用水二、飲料用水的種類及要求水質(zhì)要求不太嚴(yán)格，只要不混入飲料，水質(zhì)無(wú)須達(dá)到生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有必要除去其色澤、氣味等。1.渾濁度三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響表征水中懸浮物質(zhì)等阻礙光線透過(guò)的程度。生產(chǎn)中多采用混凝過(guò)濾法除去這些物質(zhì)。三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響天然水中的呈色成分多為腐殖酸等植物分解生成物，以及鐵離子、錳離子等。這些雜質(zhì)的存在會(huì)影響飲料的外觀和味道，多采用活性炭吸附法除去。2.呈色三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響消毒殘留的余氯含量即使很低也能被人品嘗到，從土壤中溶解帶入水中的H2S會(huì)產(chǎn)生一種與壞雞蛋相似的臭味，從水管上或土壤中溶解的鐵和銅會(huì)產(chǎn)生一種金屬味。3.臭氣及異味水的硬度是指水中離子沉淀肥皂的能力，是由水中鈣、鎂鹽類的含量決定的，即水的硬度大小，通常是指水中鈣離子和鎂離子鹽類的含量。三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響暫時(shí)硬度永久硬度碳酸鹽硬度，主要是指水中鈣、鎂的重碳酸鹽，其次是水中鈣、鎂的碳酸鹽，這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就能生成溶解度很小的碳酸鹽沉淀下去，因此硬度大部分可除去，故稱暫時(shí)硬度。

4.硬度三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響永久硬度（非碳酸鹽硬度）是指水中鈣、鎂的氯化物(CaCl2、

MgCl2)、硫酸鹽(CaSO4、MgSO4)、

硝酸鹽Ca(NO3)2、

Mg(NO3)2等鹽類的含量，這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會(huì)發(fā)生沉淀，硬度不會(huì)發(fā)生變化，故稱永久硬度。暫時(shí)硬度永久硬度水的總硬度水的總硬度是指水中鈣離子和鎂離子鹽類的總量。4.硬度水的硬度有多種表示方法，國(guó)際通用單位是mmol/L，意義為1L水中含有相當(dāng)于100mg的碳酸鈣。我國(guó)采用德國(guó)度(°dH)

表示，簡(jiǎn)稱度，意義為1L水中含有相當(dāng)于10mg的氧化鈣。德國(guó)度(°dH)

與國(guó)際通用單位的換算關(guān)系為1mmo/L=2.

804°dH。飲料用水的水質(zhì)硬度要求<8.5°dH。4.硬度三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響軟

水硬

水CaCaMgCaMgMg指水中能與H+結(jié)合的OH-、CO32-、HCO3-的含量，以mmol/L表示。水中OH-、CO32-、HCO3-

的總含量為水的總堿度，其中OH-的含量稱為氫氧化物堿度，HCO3-的含量稱為重碳酸鹽堿度。天然水中通常僅含有HCO3-，只有在含Na2CO3或K2CO3的堿性水中，才存在CO32-。三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響5.堿度堿度過(guò)大，影響飲料的質(zhì)量與飲料中有機(jī)酸反應(yīng)，改變飲料的碳酸比與風(fēng)味;會(huì)降低飲料的酸度，使微生物容易生存；與果汁里的某些成分反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀；與金屬離子反應(yīng)形成水垢，產(chǎn)生不良?xì)馕?影響CO2的溶解等。三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響5.堿度地下水中的鐵、錳含量較高。鐵的化合物在天然水中以Fe2+、Fe3+

形式存在，F(xiàn)e2+含量較高時(shí)，如與空氣相遇，F(xiàn)e2+會(huì)被氧化成Fe3+，生成難溶于水的Fe(OH)3，使水帶有黃褐色，而且變得渾濁。錳是許多巖石及土壤的微量組成成分，常與鐵同時(shí)存在于水中。三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響6.鐵和錳三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響7.余氯消毒后殘留的余氯，會(huì)使飲料的顏色和味道發(fā)生變化，多用活性炭吸附除去。三、飲料水質(zhì)對(duì)飲料品質(zhì)的影響8.微生物微生物超標(biāo)，會(huì)影響飲料的保質(zhì)期，嚴(yán)重時(shí)會(huì)加速飲料腐敗變質(zhì)，使飲料的外觀和味道受到影響。水中的微生物可用氯、紫外線、臭氧消毒處理。四、水處理方法水處理方法包括水的混凝（絮凝）、水的過(guò)濾、水的軟化和水的消毒；以自來(lái)水為水源的水處理方法常包括水的過(guò)濾、水的軟化和水的消毒。水的凈化處理，是將水中的不溶性雜質(zhì)除去。四、水處理方法懸浮物有機(jī)物膠體澄清凈化的目的是去除水中的懸浮物、有機(jī)物和膠體，主要方法有澄清(凝聚沉淀)和過(guò)濾。1.水的澄清如泥沙、黏土、微生物、原生動(dòng)物、藻類等。1.水的澄清四、水處理方法水的凝聚沉淀是指在水中添加某些溶解性鹽類，使水中細(xì)小懸浮物或膠體物質(zhì)相互吸附結(jié)合而形成較大顆粒，然后從水中沉淀下來(lái)的過(guò)程。添加的這些溶解性鹽類物質(zhì)稱為混凝劑。凝聚沉淀適合除去水中的細(xì)小懸浮物和膠體物質(zhì)。水的凝聚沉淀原理膠體物質(zhì)由于是同一種膠體顆粒，帶有相同電荷，水中膠體物質(zhì)一般帶負(fù)電荷，彼此間存在著電性斥力，顆粒之間相互排斥，從而在水中保持懸浮或分散而不易沉淀。添加混凝劑后，膠體顆粒表面電荷被中和，破壞了膠體的穩(wěn)定性，促使小顆粒相互凝聚變成大顆粒而沉降，水中的其他懸浮物質(zhì)被膠團(tuán)捕獲隨之沉淀下來(lái)，從而得到澄清的水。1.水的澄清四、水處理方法混凝劑包括鋁鹽和鐵鹽兩類。鋁鹽混凝劑有明礬、硫酸鋁、堿式氯化鋁等。鐵鹽有硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵等。使用三氯化鐵時(shí)，水的pH值為6.0~8.4;使用硫酸鋁時(shí)水的pH值為5.0~7.5。1.水的澄清四、水處理方法凝聚條件的確定原水的溫度pH值和其它理化性質(zhì)凝聚劑的性質(zhì)及添加量助凝劑的形狀及添加量凝聚沉淀裝置和凝聚沉淀工藝等多種因素助凝劑有酸堿調(diào)節(jié)劑和活性硅膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯等。1.水的澄清四、水處理方法水的過(guò)濾是指當(dāng)原水通過(guò)濾料層時(shí)，原水中的一些懸浮物

、膠體物質(zhì)等被截留在孔隙中或介質(zhì)表面上，從而使原水得以凈化的過(guò)程。水的過(guò)濾包括阻力截留(篩濾)、重力沉降和接觸凝聚。四、水處理方法2.水的過(guò)濾以細(xì)砂、無(wú)煙煤、活性炭等為濾材的粗濾以砂濾棒過(guò)濾、微濾過(guò)濾的精濾蜂窩活性炭柱狀活性炭椰殼活性炭四、水處理方法2.水的過(guò)濾四、水處理方法3.水的軟化石灰軟化法OPTION01離子交換法OPTION02電滲析法OPTION03離子交換膜法OPTION04反滲透法OPTION05離子交換法：當(dāng)硬水通過(guò)離子交換劑層即可軟化。電滲析法：利用離子交換膜和直流電場(chǎng)，使溶液中電介質(zhì)的離子(帶電溶質(zhì)粒子，如離子、膠體粒子等)產(chǎn)生選擇性的遷移，從而達(dá)到使溶液淡化、濃縮、純化或精制的目的。反滲透法：采用膜分離的水處理技術(shù)，膜分離是利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)行分離和濃縮的方法四、水處理方法3.水的軟化四、水處理方法4.水的消毒水的消毒是指用化學(xué)和物理方法殺滅水中的病原體（病原菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵），以防止疾病傳染，維護(hù)人體健康。常用的消毒方法有紫外線消毒、氯消毒和臭氧消毒等。紫外線是指波長(zhǎng)范圍為140~490nm的電磁波。紫外線的殺菌原理是微生物受紫外線照射后，微生物的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外光譜能，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，引起微生物死亡。4.水的消毒四、水處理方法HClO和ClO-的殺菌效果在實(shí)驗(yàn)條件下大致為80:1采用氯消毒水的pH值應(yīng)控制在7.0以下4.水的消毒四、水處理方法四、水處理方法4.水的消毒我國(guó)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求：自來(lái)水管網(wǎng)末端游離性余氯的含量應(yīng)保持在0.1~0.3mg/L，為了保持管網(wǎng)末端游離性余氯的含量在0.1mg/L，一般總投氯量為0.5~2.0mg/L。常用的幾種氯消毒劑為漂白粉、次氯酸鈉和氯胺。四、水處理方法4.水的消毒臭氧分子由3個(gè)氧原子組成，是氧氣的同素異形體，很不穩(wěn)定，在水中易分解成氧氣和一個(gè)活潑的氧原子。這一活潑的氧原子是一種很強(qiáng)的氧化劑，能與水中的微生物或有機(jī)物作用，使其失去活性。因此，臭氧是很強(qiáng)的殺菌劑。臭氧