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1、第一章第一章 饮料用水及水处理饮料用水及水处理饮料用水及水处理本章主要内容：本章主要内容：u饮料用水的水质要求饮料用水的水质要求u饮料用水的处理饮料用水的处理饮料用水及水处理学习目标：学习目标：u1、了解天然水源的类型及特点。、了解天然水源的类型及特点。u2、了解水质对饮料品质的影响，掌握饮料用水的水质、了解水质对饮料品质的影响，掌握饮料用水的水质要求。要求。u3、掌握饮料用水处理的基本原理、方法与步骤。、掌握饮料用水处理的基本原理、方法与步骤。饮料用水及水处理第一节第一节 饮料用水的水质要求饮料用水的水质要求u在大部分饮料产品中，水占在大部分饮料产品中，水占85%95%。u水：主要原料水：主
2、要原料 + 原料的溶剂原料的溶剂u水质的好坏将直接影响到饮料产品的质量。水质的好坏将直接影响到饮料产品的质量。饮料用水及水处理一、饮料用水的来源一、饮料用水的来源u来自于：地下水、地表水、自来水。来自于：地下水、地表水、自来水。u地下水地下水：经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在：经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水。地层中的天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水。u地表水地表水：地球表面所存积的天然水，包括江水、河水、：地球表面所存积的天然水，包括江水、河水、湖水、水库水、池塘水等。湖水、水库水、池塘水等。u自来水自来水：地表水经过适当的水处
3、理工艺，水质达到一：地表水经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并储存在水塔中的水。定要求并储存在水塔中的水。饮料用水及水处理二、水中杂质对饮料生产的影响二、水中杂质对饮料生产的影响u1、天然水源中的杂质、天然水源中的杂质悬浮物，悬浮物，200nm，浑浊，浑浊胶体物质，胶体物质，1200nm，光照下浑浊，光照下浑浊溶解物，溶解物，1nm，透明，透明饮料用水及水处理（1）悬浮物）悬浮物u悬浮物主要为：泥土、沙粒等无机物质，及浮游生物悬浮物主要为：泥土、沙粒等无机物质，及浮游生物（藻类）和微生物等。（藻类）和微生物等。u对饮料品质的影响：对饮料品质的影响：沉淀，生成瓶底积垢或絮状沉淀的蓬松性微粒。
4、沉淀，生成瓶底积垢或絮状沉淀的蓬松性微粒。碳酸饮料灌装时使碳酸饮料灌装时使CO2迅速消耗，造成瓶内灌装高迅速消耗，造成瓶内灌装高度不一致。度不一致。有害微生物会影响风味、引起产品变质。有害微生物会影响风味、引起产品变质。饮料用水及水处理（2 2）胶体物质）胶体物质u特性：特性：光线照射上去，被散射而呈浑浊的丁达尔现象。光线照射上去，被散射而呈浑浊的丁达尔现象。因吸附水中大量离子而不能自行下沉，具有胶体稳定性。因吸附水中大量离子而不能自行下沉，具有胶体稳定性。u包括：无机胶体和有机胶体物质包括：无机胶体和有机胶体物质无机胶体物质：如黏土、硅酸胶体，造成水质浑浊。无机胶体物质：如黏土、硅酸胶体，造
5、成水质浑浊。有机胶体物质：高分子物质，如腐殖酸、腐殖质等，使水质有机胶体物质：高分子物质，如腐殖酸、腐殖质等，使水质带色。带色。饮料用水及水处理（3 3）溶解物）溶解物u主要是：溶解气体、溶解盐类、其他有机物。主要是：溶解气体、溶解盐类、其他有机物。u溶解气体：主要是溶解气体：主要是O2、CO2，还有，还有H2S、Cl2等。等。影响影响CO2的溶解，产生异味，影响产品的风味和色泽。的溶解，产生异味，影响产品的风味和色泽。u溶解盐类：主要是溶解盐类：主要是Ca2+、Mg2+ 、Fe2+ 、Mn2+ 、HCO3- 、CO32- 、SO42- 、Cl- 等。等。构成水的硬度和碱度。构成水的硬度和碱度
6、。饮料用水及水处理2 2、饮料用水的硬度和碱度、饮料用水的硬度和碱度u（1）水的硬度分类：）水的硬度分类：暂时硬度：碳酸盐硬度暂时硬度：碳酸盐硬度Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2OMg (HCO3)2 Mg(OH)2 +2CO2永久硬度：非碳酸盐硬度永久硬度：非碳酸盐硬度Ca2+、Mg2+的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类饮料用水及水处理（2 2）水硬度的计算与单位）水硬度的计算与单位u水的总硬度：暂时硬度水的总硬度：暂时硬度+永久硬度永久硬度计算公式计算公式1-1，P7u单位：单位：mmol/L，德国度（，德国度（d）1mmol/L：1L水中含有相当于水
7、中含有相当于100mg的的CaCO3。1德国度（德国度（d） ： 1L水中含有相当于水中含有相当于10mg的的CaO。1mmol/L =2.804德国度（德国度（d） u水硬度的分类：表水硬度的分类：表1-3饮料用水：硬度饮料用水：硬度8.5 d（3.03mmol/L）饮料用水及水处理水硬度过大时，对饮料品质的影响：水硬度过大时，对饮料品质的影响：u易使设备、金属容器产生水垢，玻璃瓶透明度降低，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；饮料产生浑浊和沉淀；u降低碳酸化程度、降低饮料的酸度，改变饮料的风味，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；并易变质
8、；uFe2+ 、Mn2+ 接触空气易被氧化而沉淀，造成饮料浑浊、接触空气易被氧化而沉淀，造成饮料浑浊、变色、风味变差等；变色、风味变差等；u非碳酸盐硬度过高时，出现盐味。非碳酸盐硬度过高时，出现盐味。饮料用水及水处理（3 3）水的碱度）水的碱度u水的碱度：水中能与水的碱度：水中能与H+结合的结合的OH-、CO32- 、HCO3- 含量，含量，mmol/L。OH-：氢氧化物碱度：氢氧化物碱度CO32- ：碳酸盐碱度：碳酸盐碱度HCO3- ：重碳酸盐碱度：重碳酸盐碱度u碱度过大时对饮料的影响：碱度过大时对饮料的影响：与金属离子反应，形成水垢，产生不良气味；与金属离子反应，形成水垢，产生不良气味；与
9、有机酸反应，改变饮料的糖酸比和风味；与有机酸反应，改变饮料的糖酸比和风味；影响影响CO2溶解量；溶解量；造成饮料酸度降低，利于微生物生长；造成饮料酸度降低，利于微生物生长；与果汁的某些成分反应，产生沉淀。与果汁的某些成分反应，产生沉淀。饮料用水及水处理（4 4）水的硬度与碱度的关系）水的硬度与碱度的关系uH总总A总总uH总总 A总总uH总总 A总总u天然水的总碱度一般与其暂时硬度相当。天然水的总碱度一般与其暂时硬度相当。饮料用水及水处理三、饮料用水的水质要求三、饮料用水的水质要求u符合符合GB 5749-2006 生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准饮料用水及水处理第二节第二节 饮料用水的处理
10、饮料用水的处理u采用一定技术手段对不符合饮料用水要求的水质进行采用一定技术手段对不符合饮料用水要求的水质进行改良的过程称为改良的过程称为水的处理水的处理。u水处理的水处理的实质实质是：除去水中的固体物质，降低水的硬是：除去水中的固体物质，降低水的硬度和含盐量，杀灭微生物以及除去异味。度和含盐量，杀灭微生物以及除去异味。u水源的水质分析水源的水质分析了解水中杂质种类、状态了解水中杂质种类、状态选择水选择水处理的工艺和设备处理的工艺和设备u水处理的一般程序：混凝水处理的一般程序：混凝过滤过滤软化软化消毒消毒饮料用水及水处理一、混凝一、混凝u混凝：指在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小悬混凝：指在水
11、中加入某些溶解盐类，使水中的细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒，从水中浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒，从水中沉淀的过程。沉淀的过程。u溶解盐类溶解盐类混凝剂混凝剂u混凝的一般顺序：原水混凝的一般顺序：原水加氯加氯加膨润土加膨润土加混凝剂加混凝剂加加pH调节剂调节剂加助凝剂加助凝剂饮料用水及水处理1 1、混凝原理、混凝原理u胶体物质的特性：不易沉降，稳定。胶体物质的特性：不易沉降，稳定。u同一种胶体，带有同性电荷，同性相斥，相互间不能同一种胶体，带有同性电荷，同性相斥，相互间不能黏结，不能形成大的聚团。黏结，不能形成大的聚团。u在水中加入相反电荷的混凝剂，与胶体电性中和，破在水
12、中加入相反电荷的混凝剂，与胶体电性中和，破坏胶体稳定性，胶体之间聚集形成絮状物，同时，将坏胶体稳定性，胶体之间聚集形成絮状物，同时，将悬浮物裹入其中，小颗粒悬浮物裹入其中，小颗粒大颗粒，沉降，水澄清。大颗粒，沉降，水澄清。饮料用水及水处理2 2、混凝剂、混凝剂u主要有：铝盐、铁盐主要有：铝盐、铁盐铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等。铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等。铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁。铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁。u作用机理：自身先溶解形成胶体，再与水中杂质作用，作用机理：自身先溶解形成胶体，再与水中杂质作用，以中和或吸附的形式将杂质凝聚成大颗粒而沉降。以中和或吸附的形式将杂质凝聚
13、成大颗粒而沉降。饮料用水及水处理3 3、助凝剂、助凝剂u助凝剂：为了提高混凝效果，加速沉降，而加入的辅助助凝剂：为了提高混凝效果，加速沉降，而加入的辅助物质。物质。u常用助凝剂：常用助凝剂：活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)；高分子物质：聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯等；高分子物质：聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯等；pH调节剂：酸、碱、石灰等；调节剂：酸、碱、石灰等；黏土：增加水的浑浊度，以加速混凝。黏土：增加水的浑浊度，以加速混凝。饮料用水及水处理二、过滤二、过滤u过滤是净化水的一项重要工艺过程。过滤是净化水的一项重要工艺过程。u过滤不仅能够除去
14、水中的悬浮物、胶体物质等杂质，过滤不仅能够除去水中的悬浮物、胶体物质等杂质，还能除去水中的异味、色泽、铁、锰及微生物。还能除去水中的异味、色泽、铁、锰及微生物。饮料用水及水处理1 1、过滤原理、过滤原理u原理原理：原水通过粒状滤料层时，其中一些悬浮物和胶：原水通过粒状滤料层时，其中一些悬浮物和胶体物质等被截留在孔隙中或介质表面，从而将水中的体物质等被截留在孔隙中或介质表面，从而将水中的不溶性杂质分离。不溶性杂质分离。u过滤过程包括：过滤过程包括：阻力截留：大颗粒杂质被截留在滤料孔隙间，使孔阻力截留：大颗粒杂质被截留在滤料孔隙间，使孔隙越来越小，以截留更多的杂质。隙越来越小，以截留更多的杂质。重
15、力沉降：杂质因重力作用沉降到滤料颗粒表面。重力沉降：杂质因重力作用沉降到滤料颗粒表面。接触凝聚：过滤介质与杂质颗粒之间产生吸附作用。接触凝聚：过滤介质与杂质颗粒之间产生吸附作用。饮料用水及水处理2 2、过滤工艺过程、过滤工艺过程u包括：过滤、冲洗两个过程。包括：过滤、冲洗两个过程。过滤：原水除去杂质生产清水的过程。过滤：原水除去杂质生产清水的过程。冲洗：从滤料表面冲洗掉污物，使之恢复过滤能力冲洗：从滤料表面冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。的过程。u过滤与冲洗的水流方向相反，冲洗过滤与冲洗的水流方向相反，冲洗反冲，反洗。反冲，反洗。饮料用水及水处理3 3、过滤方式、过滤方式u池式过滤（罐式过
16、滤）池式过滤（罐式过滤）u砂滤棒过滤砂滤棒过滤u超滤超滤u活性炭过滤活性炭过滤饮料用水及水处理（1 1）池式过滤）池式过滤u将过滤介质（滤料）填于池（罐）中，进行过滤。将过滤介质（滤料）填于池（罐）中，进行过滤。u滤料：砂、石英砂、石头、无烟煤、磁铁矿、石榴石滤料：砂、石英砂、石头、无烟煤、磁铁矿、石榴石等。等。u滤料层结构：图滤料层结构：图1-2u垫层：设置于滤料层与配水系统之间，防止滤料进入垫层：设置于滤料层与配水系统之间，防止滤料进入配水系统，并使冲洗时能均匀布水。一般采用天然卵配水系统，并使冲洗时能均匀布水。一般采用天然卵石或碎石。石或碎石。饮料用水及水处理（2 2）砂滤棒过滤）砂滤棒
17、过滤u砂滤棒：又名砂芯，细微颗粒的硅藻土和骨灰等可燃砂滤棒：又名砂芯，细微颗粒的硅藻土和骨灰等可燃性物质成型后高温焙烧而成。孔隙性物质成型后高温焙烧而成。孔隙0.0020.004mm。u适用于水中只含有机物、细菌及其他杂质时的处理。适用于水中只含有机物、细菌及其他杂质时的处理。u一般作精滤用，滤出的水可达到基本无菌。一般作精滤用，滤出的水可达到基本无菌。u砂滤棒使用前应进行消毒处理：砂滤棒使用前应进行消毒处理：75%酒精，或酒精，或0.25%新新洁尔灭，或洁尔灭，或10%漂白粉，浸泡漂白粉，浸泡30min。饮料用水及水处理（3 3）超滤）超滤u采用孔径为采用孔径为0.00010.1m或更小的超
18、滤膜过滤水，将或更小的超滤膜过滤水，将其中的大分子或微细粒子分离。其中的大分子或微细粒子分离。u超滤属于膜分离技术，目前广泛应用于水处理、果汁超滤属于膜分离技术，目前广泛应用于水处理、果汁澄清处理以及物质的分离浓缩等领域。澄清处理以及物质的分离浓缩等领域。u超滤装置的核心是：超滤膜，由一层具有对大分子、超滤装置的核心是：超滤膜，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复合而成。支持膜复合而成。饮料用水及水处理（4 4）活性炭过滤）活性炭过滤u活性炭：多孔性物质，吸附力很强，可将水中的有机活性炭：多孔性物质，吸附力很强
19、，可将水中的有机物除去物除去90%以上。以上。u过滤器底部为过滤器底部为0.20.3m卵石及石英砂，上层为卵石及石英砂，上层为1.01.5m活性炭。活性炭。u活性炭具腐蚀作用，采用铁制容器应涂抹防腐材料。活性炭具腐蚀作用，采用铁制容器应涂抹防腐材料。u定期进行反冲洗和通蒸汽处理，以除渣、灭菌并还原定期进行反冲洗和通蒸汽处理，以除渣、灭菌并还原失效的活性炭。失效的活性炭。u活性炭过滤常与砂滤棒过滤串联使用。活性炭过滤常与砂滤棒过滤串联使用。饮料用水及水处理三、硬水软化三、硬水软化u饮料生产中用水：洗瓶用水、锅炉用水、配制饮料用饮料生产中用水：洗瓶用水、锅炉用水、配制饮料用水、清洗用水等均对水的硬
20、度有较高要求。水、清洗用水等均对水的硬度有较高要求。u在使用前须进行软化处理，降低水中在使用前须进行软化处理，降低水中Ca2+、Mg2+含量。含量。u软化方法：软化方法：石灰软化法石灰软化法离子交换法离子交换法电渗析法电渗析法反渗透法反渗透法饮料用水及水处理1 1、石灰软化法、石灰软化法u在水中加入石灰等化学试剂，在不加热条件下除去在水中加入石灰等化学试剂，在不加热条件下除去Ca2+、Mg2+，降低水的硬度。，降低水的硬度。u特点：特点：成本低廉，操作简易；成本低廉，操作简易；能除去水中的能除去水中的CO2和绝大部分碳酸盐硬度；和绝大部分碳酸盐硬度；能除去水中的部分铁、硅化合物；能除去水中的部
21、分铁、硅化合物；但是，但是，不能除去不能除去水中的水中的非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度。u本法一般用作水的初步处理。本法一般用作水的初步处理。饮料用水及水处理（1 1）原理）原理u生石灰配制成石灰乳：生石灰配制成石灰乳：CaO +H2O Ca (OH)2u石灰乳加入水中，除去石灰乳加入水中，除去Ca(HCO3)2 、 Mg (HCO3)2 、CO2：Ca(OH)2 +CO2 CaCO3+H2OCa(OH)2 + Ca(HCO3)2 2CaCO3+2H2O2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 Mg(OH)2+2CaCO3+2H2OCa(OH)2 + MgCO3 CaCO3+ Mg(OH)2饮料用水
22、及水处理（2 2）石灰添加量）石灰添加量u计算法计算法P17，公式，公式1-2u经验法经验法每降低每降低1m3水的暂时硬度水的暂时硬度1od，添加纯，添加纯CaO 10g；每降低每降低1m3水中水中CO2浓度浓度1mg /L，加纯，加纯CaO 1.27g。饮料用水及水处理（3 3）石灰软化设备）石灰软化设备u间歇法设备：圆柱形锥底容器间歇法设备：圆柱形锥底容器u涡流反应器：外形类似锥体的涡流反应池涡流反应器：外形类似锥体的涡流反应池u连续法处理：加速澄清池连续法处理：加速澄清池饮料用水及水处理2 2、离子交换法、离子交换法u利用离子交换树脂交换离子的能力，将原水中不需要的离利用离子交换树脂交换
23、离子的能力，将原水中不需要的离子通过交换除去，使水软化。子通过交换除去，使水软化。u离子交换树脂：有机分子单体聚合而成，高分子化合物，离子交换树脂：有机分子单体聚合而成，高分子化合物，多孔的网络结构。多孔的网络结构。u类别：类别：阳离子阳离子交换树脂、交换树脂、阴离子阴离子交换树脂交换树脂阳离子交换树脂：吸附水中的阳离子交换树脂：吸附水中的Ca2+、Mg2+等阳离子；等阳离子；阴离子交换树脂：吸附水中的阴离子交换树脂：吸附水中的Cl-、HCO3-、SO42-、 CO32-等阴离子。等阴离子。u含盐量降至含盐量降至510mg/L以下，硬度接近以下，硬度接近0，pH近中性。近中性。饮料用水及水处理
24、（1 1）离子交换树脂的处理、转型）离子交换树脂的处理、转型u新树脂使用前，须进行交换以除去混入的杂质。新树脂使用前，须进行交换以除去混入的杂质。u阳离子交换树脂：多为阳离子交换树脂：多为Na+型型，使用前用酸处理。，使用前用酸处理。u阴离子交换树脂：多为阴离子交换树脂：多为Cl-型型，使用前用碱处理。，使用前用碱处理。饮料用水及水处理（2 2）离子交换树脂的再生）离子交换树脂的再生u具有一定的交换容量，处理一定水量后，交换能力下降，具有一定的交换容量，处理一定水量后，交换能力下降，柱子产生黑圈柱子产生黑圈“老化老化”u离子交换树脂的再生离子交换树脂的再生恢复树脂的交换能力：恢复树脂的交换能力
25、：冲洗冲洗：洗至柱中无结块：洗至柱中无结块去除树脂上杂质与气泡。去除树脂上杂质与气泡。再生再生：添加再生液使树脂转变为：添加再生液使树脂转变为H+、OH-型。型。阳离子交换树脂：阳离子交换树脂：23倍倍 5%7% HCl溶液，溶液，810h。阴离子交换树脂：阴离子交换树脂： 23倍倍 5%8% NaOH溶液，溶液，810h。调节调节pH：去离子水洗至：去离子水洗至pH 34（ 阳）；阳）；89（ 阴）。阴）。饮料用水及水处理（3 3）离子交换水处理装置）离子交换水处理装置u固定床离子交换固定床离子交换圆筒钢罐，图圆筒钢罐，图1-19水处理在同一装置中进行，离子交换树脂不移动。水处理在同一装置中
26、进行，离子交换树脂不移动。操作简单、所需设备少、水质稳定。操作简单、所需设备少、水质稳定。装置组合方式：单床、多床、复床、混合床、双层床。装置组合方式：单床、多床、复床、混合床、双层床。u连续床离子交换连续床离子交换移动床式：图移动床式：图1-11流动床式：图流动床式：图1-12树脂用量多，水树脂用量多，水处理不连续。处理不连续。饮料用水及水处理3 3、反渗透法、反渗透法uRO，一种膜分离技术。，一种膜分离技术。u原理原理：以：以半透膜半透膜为介质，对被处理水的一侧施压，使为介质，对被处理水的一侧施压，使水穿过半透膜，进行水的纯化。水穿过半透膜，进行水的纯化。纯纯水水盐盐水水半透膜半透膜（a）
27、反渗透）反渗透纯纯水水盐盐水水h渗渗透透压压（b）渗透）渗透饮料用水及水处理（1 1）反渗透膜的性能）反渗透膜的性能u常用常用RO膜：醋酸纤维素（膜：醋酸纤维素（CA）膜、芳香聚酰胺纤维）膜、芳香聚酰胺纤维素（素（PA）膜。）膜。u膜的主要参数：膜的主要参数：透水率：透水率：脱盐率：脱盐率：抗压实性：膜的压力系数抗压实性：膜的压力系数m饮料用水及水处理（2 2）反渗透装置及其流程）反渗透装置及其流程u反渗透装置：膜组件反渗透装置：膜组件 + 泵泵u反渗透膜组件类型：管式、中空反渗透膜组件类型：管式、中空纤维等。纤维等。u反渗透的基本流程：反渗透的基本流程：一级流程一级流程一级多段流程一级多段流
28、程二级流程二级流程多级流程多级流程饮料用水及水处理（3 3）反渗透的特点与注意事项）反渗透的特点与注意事项u特点：透水量大、脱盐率高，能够除去胶体物质，水特点：透水量大、脱盐率高，能够除去胶体物质，水的利用率高。的利用率高。u注意事项：注意事项：对原水的水质有要求，应进行预处理；对原水的水质有要求，应进行预处理；定期进行反渗透器的清洗。定期进行反渗透器的清洗。饮料用水及水处理4 4、电渗析法、电渗析法u电荷同性相吸、异性相斥。电荷同性相吸、异性相斥。u原理原理：在具有良好选择透过性和导电性的：在具有良好选择透过性和导电性的离子交换膜离子交换膜外通直流电，使水中的阴、阳离子定向移动，分别通外通直
29、流电，使水中的阴、阳离子定向移动，分别通过阴、阳离子交换膜而除去，从而使水净化。过阴、阳离子交换膜而除去，从而使水净化。饮料用水及水处理（1 1）电渗析器对原水的水质要求）电渗析器对原水的水质要求u浑浊度：浑浊度：2mg/Lu化学耗氧量：化学耗氧量： 3mg/Lu游离余氯：游离余氯： 0.3mg/LuFe 0.3mg/L；uMn 0.1mg/L；u非电解杂质少；非电解杂质少；u4 40。饮料用水及水处理（2 2）电渗析器使用的注意事项）电渗析器使用的注意事项u使用前应进行预处理（新膜、电渗析系统）；使用前应进行预处理（新膜、电渗析系统）；u使用中随时控制极限电流和工作电流；使用中随时控制极限电
30、流和工作电流；u定期清除水垢；定期清除水垢；u停止运行时，应采取有效措施保护离子交换膜。停止运行时，应采取有效措施保护离子交换膜。饮料用水及水处理（3 3）电渗析的特点）电渗析的特点u优点：优点：水处理连续化、自动化；水处理连续化、自动化；除盐率高，除盐率高，90%；水质软化过程中不需要任何化学试剂；水质软化过程中不需要任何化学试剂；特别适合于含盐量高的水质软化；特别适合于含盐量高的水质软化；u缺点：缺点：耗电量大；耗电量大；设备投入和运行费用高；设备投入和运行费用高；水的利用率低，一般在水的利用率低，一般在50%左右；左右；不能制备高纯水。不能制备高纯水。饮料用水及水处理四、水的消毒四、水的
31、消毒u国内常用消毒方法：国内常用消毒方法：氯消毒；氯消毒；紫外线消毒；紫外线消毒；臭氧消毒等。臭氧消毒等。饮料用水及水处理1 1、氯消毒、氯消毒u广泛应用于：生活水处理、无自来水为水源的饮料厂广泛应用于：生活水处理、无自来水为水源的饮料厂的水处理。的水处理。u特点：特点：操作简单，费用低，杀菌能力强，处理量大，无需操作简单，费用低，杀菌能力强，处理量大，无需使用设备；使用设备；存在残留余氯，使水有异味；存在残留余氯，使水有异味；过量的氯会与饮料中的色素和香料发生氧化反应。过量的氯会与饮料中的色素和香料发生氧化反应。饮料用水及水处理（1 1）氯消毒原理）氯消毒原理uCl2 + H2OHClO +
32、 H+ + Cl-uHClO H+ + ClO-upH7时，时，HClO多保持分子状态，扩散到带负电的细多保持分子状态，扩散到带负电的细菌表面，并渗入细胞膜，依靠氯的氧化作用破坏菌体菌表面，并渗入细胞膜，依靠氯的氧化作用破坏菌体内的酶，导致细菌死亡。内的酶，导致细菌死亡。upH7时，时，HClO分子解离，分子解离，ClO-带负电荷，难以靠近带负电荷，难以靠近同带负电荷的细菌，消毒作用极小。同带负电荷的细菌，消毒作用极小。饮料用水及水处理（2 2）加氯方法和加氯量）加氯方法和加氯量u加氯方法：加氯方法：过滤前加氯：原水水质差，加氯量大。过滤前加氯：原水水质差，加氯量大。过滤后加氯：原水水质好，加
33、氯量少，消毒效果好。过滤后加氯：原水水质好，加氯量少，消毒效果好。u加氯量：加氯量：作用氯：与水中微生物、有机物、还原性盐类起作作用氯：与水中微生物、有机物、还原性盐类起作用的部分。用的部分。余氯：保持水在加氯后有持久的杀菌能力的部分。余氯：保持水在加氯后有持久的杀菌能力的部分。u一般投氯量：一般投氯量：0.52.0mg/L。饮料用水及水处理（3 3）常用的氯消毒剂）常用的氯消毒剂u漂白粉漂白粉氯气氯气 + 熟石灰反应而得；熟石灰反应而得；主要成分为主要成分为CaOCl2 ，在水中产生，在水中产生HClO；含氯量含氯量60%70%。u漂粉精漂粉精u次氯酸钠次氯酸钠u氯胺氯胺水中的氨与氯化合而成
34、消毒剂；水中的氨与氯化合而成消毒剂；氯胺在水中分解缓慢，逐渐放出氯胺在水中分解缓慢，逐渐放出HClO，杀菌效能较好；，杀菌效能较好；应用较多，尤其是在自来水厂。应用较多，尤其是在自来水厂。饮料用水及水处理2 2、紫外线消毒、紫外线消毒u波长波长140490nm的不可见光，尤其是的不可见光，尤其是250260nm波长的波长的杀菌效果最好。杀菌效果最好。u原理原理：微生物经紫外线照射后，其细胞内核酸结构发：微生物经紫外线照射后，其细胞内核酸结构发生裂变，破坏核酸的正常生理功能，使蛋白质变性，生裂变，破坏核酸的正常生理功能，使蛋白质变性，最终导致微生物死亡。最终导致微生物死亡。u特点特点：杀菌速度快
35、、效率高、操作简单；杀菌速度快、效率高、操作简单；产品无异味；产品无异味；灯管寿命短，成本高。灯管寿命短，成本高。饮料用水及水处理（1 1）影响紫外线杀菌效果的因素）影响紫外线杀菌效果的因素u水质：水质好，杀菌效果好。水质：水质好，杀菌效果好。u水流量：相同水质，同一杀菌器内，流量越大，杀菌水流量：相同水质，同一杀菌器内，流量越大，杀菌效果越差。效果越差。u灯管周围介质的温度：温度低，杀菌效果降低。一般灯管周围介质的温度：温度低，杀菌效果降低。一般保持保持2535。饮料用水及水处理（2 2）紫外线杀菌装置）紫外线杀菌装置饮料用水及水处理3 3、臭氧消毒、臭氧消毒u原理原理：O3 O2 +O新生
36、态氧：非常活泼，特别强的氧化剂，使水中的新生态氧：非常活泼，特别强的氧化剂，使水中的细菌及其他微生物的酶、有机物等发生氧化反应，细菌及其他微生物的酶、有机物等发生氧化反应，几分钟就能杀死细菌。几分钟就能杀死细菌。u特点特点：杀菌效果好，速度快，无残留；杀菌效果好，速度快，无残留；设备复杂，成本较高。设备复杂，成本较高。饮料用水及水处理臭氧装置臭氧装置u空气空气净化、干燥净化、干燥通过高压电场通过高压电场臭氧臭氧饮料用水及水处理五、水处理工艺流程五、水处理工艺流程u小型饮料厂水处理：图小型饮料厂水处理：图1-22u大型饮料厂水处理：图大型饮料厂水处理：图1-23饮料用水及水处理思考题：思考题：u
37、1、饮料用水的来源有哪些？天然水中的杂质有哪些？、饮料用水的来源有哪些？天然水中的杂质有哪些？u2、简述水在饮料生产中的重要性。、简述水在饮料生产中的重要性。u3、什么是水的硬度和碱度？阐述水的硬度和碱度对饮、什么是水的硬度和碱度？阐述水的硬度和碱度对饮料生产的影响。料生产的影响。u4、饮料生产水处理的一般程序是什么？、饮料生产水处理的一般程序是什么？u5、硬水软化的常用方法有哪些？其各自的原理、特点、硬水软化的常用方法有哪些？其各自的原理、特点是什么？是什么？u6、饮料生产水处理中常用的消毒方法有哪些？其各自、饮料生产水处理中常用的消毒方法有哪些？其各自的杀菌原理和特点是什么？的杀菌原理和特点是什么？饮料用水及水处理
