饮料用水生产及原理
汽水的原理

汽水的原理汽水是一种经典的碳酸饮料,它的原理是结合了溶解性和气体溶解性。
它可以通过一系列的生产过程和原材料来制造,包括水、糖、酸、香精和二氧化碳。
接下来,我将详细解释汽水的原理。
首先,汽水的主要成分是水。
水是所有液体饮料的基础。
一般来说,厂家会使用过滤器和其他处理设备来确保水的质量和纯净度。
纯净水对于汽水的口感和品质非常重要。
其次,糖是汽水的另一个主要成分。
大多数汽水都含有糖来增加甜度和口感。
糖在生产过程中被溶解在水中,以便更好地混合和均匀分布。
糖的含量通常根据不同的品牌和口味而有所不同。
第三,酸是汽水的关键成分之一。
酸对于汽水的味道和饮用体验起着重要作用。
常见的酸包括柠檬酸、磷酸和苹果酸。
这些酸能够为汽水提供酸味和微妙的口感。
第四,香精是为了增加汽水的香味和风味而添加的。
不同的汽水品牌使用不同的香精,以制造出各种口味和风格的汽水。
香精通常由天然或合成的化合物制成。
最后,二氧化碳是汽水的核心成分之一。
二氧化碳是一种气体,通过加压将其溶解在水中,可以产生汽水所特有的气泡和起泡效果。
厂家使用一台称为碳酸化器的设备,将二氧化碳气体注入水中,使其溶解。
这种加压作用使二氧化碳分子溶解在水中,并随着饮料瓶口打开时释放出来,产生气泡。
总结起来,汽水的原理是将水与糖、酸、香精和二氧化碳等成分结合在一起。
每个成分都起着重要的作用,共同营造出汽水的特殊口感和味道。
水是基础,糖提供甜度,酸提供酸味,香精增加香气,而二氧化碳则赋予汽水气泡和起泡效果。
这些成分的合理组合和生产过程的精细控制使得汽水成为一种广受欢迎的饮品。
3饮料用水

膜过滤是一种物理分离过程,以膜两侧的压力差为驱动力, 以膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时, 膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而 成为透过液,而原液中体积大千膜表面微孔径的物质则被截 留在膜的进液侧,成为浓缩液,从而实现对原液的分离和浓 缩的目的。
5、其他过滤装置 (1)大孔离子树脂过滤器 (2)钛棒过滤器 (3)化学纤维蜂房式过滤器
(3)总碱度等于总硬度时,说明水中只含有Ca2+、Mg2+的碳 酸氢盐。
4、水的硬度与碱度对软饮料生产的影响
(1)硬度的影响:钙镁离子与有机酸反应产生沉淀,影 响产品感官;非碳酸盐硬度过高时,使饮料出现盐味;在 加工容器、管道、锅炉内形成水垢。
(2)碱度的影响:与金属离子反应形成水垢,并产生不 良气味;和有机酸反应,改变饮料的糖酸比与风味;影响 碳酸饮料的二氧化碳溶解量;使饮料酸度下降,造成微生 物感染;生产果汁型碳酸饮料时,与果汁的某些成分发生 反应,产生沉淀。
3、水的硬度与碱度的关系
总硬度=暂时硬度+永久硬度,总碱度通常与暂时硬度相符。
(1)总碱度大于总硬度时,说明水中存在OH-、CO2-3, 属于碱性水;
(2)总碱度小于总硬度时,说明水中存在Ca2+、Mg2+的氯化 物,基本上不存在OH-、CO2-3,属于非碱性水。如果Ca2+、Mg2+ 和OH-、CO2-3同时存在,则会发生沉淀。
过滤介质是保证过滤作用的重要条件之一,其性能与 结构直接影响过滤和净化的质量。对过滤介质的基本要求 是:
(1)应具有足够的化学稳定性; (2) 应具有足够的机械强度; (3)不溶于水; (4)不产生有毒、有害物质。
常见的过滤介质有:砂粒、石英砂、磁铁矿石、无烟 煤、活性炭、玻璃纤维、石棉、纸板等。
食品饮料用纯化水系统设备工艺原理

食品饮料用纯化水系统设备工艺原理在食品饮料工业中,水的质量对于产品的品质和安全至关重要。
因此,在食品饮料生产中,需要使用纯化水系统来处理用于生产的水源,以确保水的质量符合相关的标准。
纯化水系统是一套包含多个工艺单元的设备组合,可以去除水中的杂质和有机质,生成符合规定标准的纯化水。
本文将介绍食品饮料用纯化水系统设备工艺原理。
1. 纯化水系统设备的基本组成食品饮料用纯化水系统设备主要由前处理、反渗透、紫外线、臭氧、混床离子交换树脂等多个工艺单元组成。
1.1 前处理工艺单元前处理包括:自来水去除颗粒、机械过滤和活性炭吸附。
自来水首先经过粗网去除夹杂在水中的大颗粒或悬浮物,然后通过机械滤芯过滤,进一步去除水中的杂质和杂质。
最后,经过活性炭吸附处理,去除水中的异味、氯气和其他机械过滤系统和粗网无法去除的难以分解有机物质。
1.2 反渗透工艺单元反渗透是一种高效的水处理技术,可以去除水中95%以上的化学污染物、98%以上的病菌、病毒等微生物和几乎所有的其他杂质,生成纯净的水。
反渗透设备包括膜分离单元、加压泵和压力容器等组成。
1.3 紫外线与臭氧氧化工艺单元紫外线和臭氧氧化不同于传统的化学方法,可以完全消除水中的有机物和病毒。
紫外线主要用于杀死水中存在的细菌和微生物,而臭氧氧化则可将水中的有机物质分解成二氧化碳和水。
1.4 混床离子交换树脂工艺单元混床离子交换树脂单元可以进一步提高水的质量,去除水中残留的无机离子、微量物质和其他杂质。
这个单元通常是最后一个处理步骤,以确保水的纯度达到关键产品质量所必须的标准。
2. 纯化水系统设备工艺原理食品饮料用纯化水系统设备的工艺原理基于物理、化学、生物学等多个领域的知识,通过多重处理技术来去除水中的有机物质、病毒和微生物,使得产生的纯化水符合规定标准。
以下将介绍纯化水系统设备工艺原理的各个环节及其原理:2.1 前处理工艺原理自来水通常含有各种颗粒物、氯气、二氧化碳、砷、铅和其他有毒有害物质。
2饮料用水的要求及处理

旧知复习:饮料生产常用辅料及包装材料。
课题引入:饮料的含量最多的成分是什么?水。
饮料用水要用什么样的水呢?项目二包装饮用水生产技术任务一饮料用水的要求及其处理一、饮料用水的种类及要求1饮料用水的来源地下水:井水、泉水、自流井水等。
地表水:指河水、江水、湖水、水库水、池塘水等。
自来水:经过适当的水处理工艺,水质达到一定要求并贮存在水塔中。
2、饮料用水的种类(1)饮料生产用水:主要是指用于饮料生产的水,要求不仅要符合生活饮用水的标准,还要对水进行软化,去除水中溶解的盐类。
水中溶解的盐类对饮料的影响表现在:水中溶解的盐类会影响碳酸饮料的形态和风味;在果蔬生产中,果蔬中的花色素与Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+等金属离子形成蓝色络合盐;茶和咖啡浸提用水的水质对浸提液的色泽和风味也会产生影响。
(2)—般用水:主要是指饮料生产中的辅助用水,用于饮料原料和包装容器的清洗、饮料设备及附属器具的清洗等。
这种水必须符合生活饮用水的标准,要求无色透明、无臭无味、安全卫生,不得含有有害离子,细菌总数要求在允许范围内。
(3)冷却用水:冷却用水水质要求不太严格,只要不混入饮料,水质无须达到生活饮用水的标准,没有必要除去其色泽、气味等。
但是需要注意由于硬水容易结垢,用前考虑进行软化。
由于冷却水用量较大,工厂多进行循环利用。
二、天然水中的杂质1.悬浮物质天然水中凡是料度大于0.2um的杂质统称为悬浮物。
这类杂物使水质呈混浊状态,在静置时会自行沉降。
悬浮杂质主要是泥土、砂料之类的无机物质,也在浮游生物(如蓝藻类、绿藻类、硅藻类)及微生物。
悬浮物质在成品饮料中能沉出来,生成瓶底积垢或絮状沉的蓬松性微粒。
有害的微生物不仅影响产品风味,而且还会导致产品变质。
2.胶体物质胶体物质的大小大致为0.001〜0.20卩m具有两个很重要的特性:(1)光线照射上去,被散射而呈混浊的丁达尔现象。
(2)因吸附水中大量离子而不能自行下沉,即具有稳定性。
饮料用水生产及原理

第一章饮料用水生产及原理一、饮料用水及水处理1、水源与水质水是饮料生产中的主要原料,在日常用的各种饮料中,85%以上的成分是水。
水质的好坏直接影响着饮料的质量,制约着饮料生产企业的生存和发展。
1.1天然水的来源及其特点(1)自来水自来水一般已经在水厂进行过一定的处理,水中的杂质及细菌指标已经符合引用水标准,若采用此水源,可简化饮料厂的水处理流程。
(2)地下水地下水通常指井水、泉水、地下河水,其中含有较多的矿物质,如铁、镁、钙等,硬度、碱度都比较高,但由于水透过地质层始,过滤掉许多泥沙、悬浮物和细菌,因此,地下水相对来说比较澄清。
(3)地表水地表水来自江、河、湖泊和水库,其中含有各种有机物质及无机物质,污染严重,必须经过严格的水处理方能饮用。
1.2天然水中的杂质天然水中含有许多杂质,这些杂质按其微粒大小,大致可分为三类:悬浮物、胶体、溶解物质,它们对水质有严重的影响。
1.3饮料用水的水质要求水质的标准主要反应在碱度、硬度、浊度、色度以及化学指标、毒理指标、微生物指标等几个方面。
(1)硬度硬度是指水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力,可分为暂时硬度和永久硬度。
暂时硬度又称碳酸盐硬度,主要成分是钙、镁的酸式碳酸盐(工业上称为重碳酸盐),其次是钙、镁的碳酸盐,它们在煮沸的过程中会分解称为溶解度很小的碳酸盐沉淀,硬度大部分可以除去。
永久硬度又称为非碳酸盐硬度,包括钙、镁的硫酸盐、硝酸盐、氯盐,这些盐类经过加热煮沸不会产生沉淀,硬度不会变化。
水的总硬度是暂时硬度和永久硬度的总和,决定于水中钙、镁离子盐类的总含量。
硬度的单位是mg/L或mmol/LCaCO3。
天然水按硬度(德国度)可分为极软水(<4度)、软水(4~8度)、中等硬度水(8~16度)、硬水(16~30度)和极硬水(>30度)。
饮料用水要求硬度小于8.5度,否则会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀,影响产品口味及质量。
使用高硬度的水还会使洗瓶机、浸瓶槽、杀菌槽等产生污垢,使包装容器发生污染,从至增加烧碱的使用量。
饮料生产工艺流程图

饮料生产工艺流程图
一、饮料[瓶(桶)装饮用水(饮用水、饮用纯净水、饮用天然矿泉水)]
1.饮用天然矿泉水、瓶(桶)装饮用水的生产工艺
水源水→粗滤→精滤→杀菌→灌装封盖→灯检→成品
↑
瓶(桶)及其盖的清洗消毒
2.饮用纯净水的生产工艺
水源水→粗滤→精滤→去离子净化(离子交换、反渗透、蒸馏)→杀菌→灌装封盖→灯检→成品(二)碳酸饮料
水处理→水 + 辅料瓶及盖的清洗消毒
↓↓
基料→调配→制冷、碳酸化→灌装封盖→暖罐→灯检→成品
(三)茶饮料
↓
茶叶的水提取物(或其浓缩液、速溶茶粉)→调配(或不调配)→过滤→杀菌→灌装封盖→灯检→成品(四)果(蔬)汁及果(蔬)汁饮料
1.以浓缩果(蔬)汁(浆)为原料
水 + 辅料
↓
浓缩汁(浆)→稀释、调配→杀菌→无菌灌装(热灌装)→灯检→成品
2.以果(蔬)为原料
果(蔬)水 + 辅料
↓↓
预处理→榨汁→稀释、调配→杀菌→无菌灌装(热灌装)→灯检→成品
(五)含乳饮料及植物蛋白饮料
1.含乳饮料
乳(复原乳)→调配→均质→杀菌灌装(灌装杀菌)→成品
↓↑
杀菌冷却水+辅料
↓↓
发酵→均质→调配→均质→杀菌灌装(灌装杀菌)→成品
注:活性乳酸菌饮料无最后一步杀菌过程。
2.植物蛋白饮料
水水+辅料
↓↓
原料→预处理→制浆→过滤脱气→调配→均质→杀菌灌装(或灌装杀菌)→成品(六)固体饮料
水+辅料
↓
原料→调配→脱水干燥→成型包装→成品。
雪碧的实验原理

雪碧的实验原理雪碧是一种非常常见的碳酸饮料,它的实验原理主要包括溶液制备、气体释放和碳酸饮料的口感调整等方面。
首先,雪碧的制备是由水、二氧化碳、糖分和一些添加剂组成的溶液。
制备过程中需要使用大量的水,将水加热至一定温度,然后加入糖分,搅拌均匀溶解。
接着,通过加入二氧化碳气体,将二氧化碳气体溶解到水中,形成碳酸氢根离子(HCO3-)和氢氧根离子(OH-),同时产生大量的气泡。
气体释放是雪碧实现其独特气泡口感的重要环节。
由于二氧化碳溶解度随温度的降低而增加,所以在制备雪碧的过程中,需要将水加热。
一旦加热后的溶液冷却,二氧化碳气体便不能完全溶解在溶液中,从而形成许多小气泡。
这些小气泡停留在液体中,在打开瓶盖或喝饮料时释放出来,形成了我们所熟悉的冒泡气泡现象。
此外,碳酸饮料的口感调整也是雪碧实验原理中的重要一环。
雪碧中的二氧化碳气体不仅赋予了饮料口感上的气泡感,还对其味道和香气有很大的影响。
二氧化碳气体可以与水分子发生一系列化学反应,形成碳酸氢根离子和氢离子,从而增加了饮料的酸度。
这种酸味可以渗透到我们的味蕾中,给人一种清爽的口感。
此外,雪碧中的添加剂也对其口感起到了重要的调整作用。
例如,磷酸盐可以进一步增加饮料的酸度;防腐剂可以延长饮料的保质期;而香精和色素则在一定程度上改善了饮料的味道和色彩。
总结起来,雪碧的实验原理主要涉及溶液制备、气体释放和碳酸饮料的口感调整等方面。
通过在溶液中加入二氧化碳气体,制造出大量的气泡,赋予了雪碧独特的冒泡口感;同时,二氧化碳与水反应形成碳酸氢盐,增加了饮料的酸度,给人清爽的口感。
此外,添加剂也对雪碧的口感和品质起到了调整作用。
这些原理共同作用,使得雪碧成为广受欢迎的碳酸饮料之一。
软饮料加工技术—软饮料用水及水处理

业废水污染。
一、软饮料用水的水质要求
(一)水源的分类及其特点
2、地下水 地下水是指经过地层的渗透、过滤,进入地层并存积在地层中的天然水,主要包括深井水、
泉水和自流井水等。 特点:水质较澄清、水温较稳定,但矿物质含量较高。
一、软饮料用水的水质要求
(一)水源的分类及其特点
3、城市自来水 主要是指地表水经过适当的处理工艺,水质达到一定要求并贮藏在水塔中的水。 特点:水质好且稳定,符合生活饮用水标准;水处理设备简单,容易处理,一次性投资小;
但水价高,经常性费用大。
一、软饮料用水的水质要求
(二)天然水中的杂质
天然水源中的杂质按其微粒分散 的程度,大致可分为3类:
离子交换法是利用离子交换树脂交换离子的能力,按水处理的要求将原水中所不需要的离 子通过交换而暂时占有,然后再将它释放到再生液中,使水得到软化的水处理方法。
离子交换法脱盐率高,也比较经济。但当原水中含盐量过高时,须经常再生,要消耗大量 的酸、碱,且排出的酸、碱废液会对环境造成一定的污染。这种情况下,应在离子交换处 理之前作相应的预处理,如混凝、沉淀、吸附或电渗析等。
饮料用水 <2 <5
<500 <100 <50 <0.1 <10 <0.1 不得检出
二、软饮料用水的水处理
目的:
保持水质稳定性 除去水中的悬浮物和胶体物质 去除有机物、异臭、异味 将水的碱度降到标准以下 去除微生物
二、软饮料用水的水处理
(一)水的净化
水的混凝沉淀与过滤是水处理中的常规处理方法,目的是为了去除水 中的细小悬浮物质和胶体物质。 混凝:在水中加入混凝剂,使水中细小悬浮物及胶体物质互相吸附结 合成较大的颗粒,从水中沉淀出来。 过滤:使细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对巨大的颗粒表面 而除去,这就是过滤。
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饮料用水及水处理摘要:水是饮料生产中的主要原料,在日常用的各种饮料中,85%以上的成分是水。
水质的好坏直接影响着饮料的质量,制约着饮料生产企业的生存和发展。
本文详细阐述了饮料用水的水质要求和饮料用水的处理。
了解天然水源的类型及特点。
了解水质对饮料品质的影响,掌握饮料用水的水质要求。
掌握饮料用水处理的基本原理、方法与步骤。
关键字:饮料用水,水质,要求,处理。
一、饮料用水的水质要求在大部分饮料产品中,水占85%~95%。
水:主要原料和原料的溶剂。
水质的好坏将直接影响到饮料产品的质量一、饮料用水的来源来自于:地下水、地表水、自来水。
地下水: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。
地表水: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。
自来水: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。
二、水中杂质对饮料生产的影响1、天然水源中的杂质悬浮物,>200nm,浑浊,胶体物质,1~200nm,光照下浑浊溶解物,<1nm,透明(1)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。
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。
碳酸饮料灌装时使CO2迅速消耗,造成瓶内灌装高度不一致。
有害微生物会影响风味、引起产品变质。
(2)胶体物质特性: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。
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。
有机胶体物质:高分子物质,如腐殖酸、腐殖质等,使水质带色。
(3)溶解物主要是:溶解气体、溶解盐类、其他有机物。
溶解气体:主要是O2、CO2,还有H2S、Cl2等。
影响CO2的溶解,产生异味,影响产品的风味和色泽。
溶解盐类:主要是Ca2+、Mg2+ 、Fe2+ 、Mn2+ 、HCO3- 、CO32- 、SO42- 、Cl- 等。
构成水的硬度和碱度。
2、饮料用水的硬度和碱度(1)水的硬度分类:暂时硬度:碳酸盐硬度Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+CO2↑+H2O。
Mg (HCO3)2 →Mg(OH)2↓ +2CO2↑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(2)水硬度的计算与单位水的总硬度:暂时硬度+永久硬度计算公式1-1,P7单位:mmol/L,德国度(°d)1mmol/L:1L水中含有相当于100mg的CaCO3。
1德国度(°d): 1L水中含有相当于10mg的CaO。
1mmol/L =2.804德国度(°d)水硬度的分类:饮料用水:硬度<8.5 °d(3.03mmol/L)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;Fe2+ 、Mn2+ 接触空气易被氧化而沉淀,造成饮料浑浊、变色、风味变差等;非碳酸盐硬度过高时,出现盐味。
3)水的碱度:水中能与H+结合的OH-、CO32- 、HCO3- 含量,mmol/L。
OH-:氢氧化物碱度CO32- :碳酸盐碱度HCO3- :重碳酸盐碱度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;与有机酸反应,改变饮料的糖酸比和风味;影响CO2溶解量;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。
4)水的硬度与碱度的关系H总>A总H总= A总H总< A总天然水的总碱度一般与其暂时硬度相当。
三饮料用水的处理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水的处理。
水处理的实质是: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。
水源的水质分析→了解水中杂质种类、状态→选择水处理的工艺和设备水处理的一般程序:混凝→过滤→软化→消毒一、混凝:指在水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,从水中沉淀的过程。
溶解盐类→混凝剂混凝的一般顺序:原水→加氯→加膨润土→加混凝剂→加pH调节剂→加助凝剂。
混凝原理胶体物质的特性:不易沉降,稳定。
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。
在水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,将悬浮物裹入其中,小颗粒→大颗粒,沉降,水澄清。
2、混凝剂主要有:铝盐、铁盐铝盐:明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等。
铁盐:硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁。
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。
助凝剂:为了提高混凝效果,加速沉降,而加入的辅助物质。
常用助凝剂: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;pH调节剂:酸、碱、石灰等;黏土:增加水的浑浊度,以加速混凝。
二、过滤过滤是净化水的一项重要工艺过程。
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。
过滤原理原理: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,从而将水中的不溶性杂质分离。
过滤过程包括:阻力截留:大颗粒杂质被截留在滤料孔隙间,使孔隙越来越小,以截留更多的杂质。
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。
2、过滤工艺过程包括:过滤、冲洗两个过程。
过滤:原水除去杂质生产清水的过程。
冲洗:从滤料表面冲洗掉污物,使之恢复过滤能力的过程。
过滤与冲洗的水流方向相反,冲洗→反冲,反洗。
3、过滤方式池式过滤(罐式过滤)砂滤棒过滤超滤活性炭过滤,池式过滤将过滤介质(滤料)填于池(罐)中,进行过滤。
滤料:砂、石英砂、石头、无烟煤、磁铁矿、石榴石等。
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。
一般采用天然卵石或碎石。
(2)砂滤棒过滤砂滤棒: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0.002~0.004mm。
适用于水中只含有机物、细菌及其他杂质时的处理。
一般作精滤用,滤出的水可达到基本无菌。
砂滤棒使用前应进行消毒处理:75%酒精,或0.25%新洁尔灭,或10%漂白粉,浸泡30min。
(3)超滤采用孔径为0.0001~0.1μm或更小的超滤膜过滤水,将其中的大分子或微细粒子分离。
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。
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支持膜复合而成。
(4)活性炭过滤活性炭:多孔性物质,吸附力很强,可将水中的有机物除去90%以上。
过滤器底部为0.2~0.3m卵石及石英砂,上层为1.0~1.5m活性炭。
活性炭具腐蚀作用,采用铁制容器应涂抹防腐材料。
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。
活性炭过滤常与砂滤棒过滤串联使用。
三、硬水软化饮料生产中用水:洗瓶用水、锅炉用水、配制饮料用水、清洗用水等均对水的硬度有较高要求。
在使用前须进行软化处理,降低水中Ca2+、Mg2+含量。
软化方法:石灰软化法,离子交换法,电渗析法,反渗透法。
1、石灰软化法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。
特点:成本低廉,操作简易。
能除去水中的CO2和绝大部分碳酸盐硬度;能除去水中的部分铁、硅化合物;但是,不能除去水中的非碳酸盐硬度。
本法一般用作水的初步处理。
(1)原理生石灰配制成石灰乳:CaO +H2O →Ca (OH)2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↓(2)石灰添加量计算经验法每降低1m3水的暂时硬度1od,添加纯CaO 10g;每降低1m3水中CO2浓度1mg /L,加纯CaO 1.27g。
3)石灰软化设备间歇法设备:圆柱形锥底容器。
涡流反应器:外形类似锥体的涡流反应池。
连续法处理:加速澄清池2、离子交换法利用离子交换树脂交换离子的能力,将原水中不需要的离子通过交换除去,使水软化。
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。
类别:阳离子交换树脂、阴离子交换树脂阳离子交换树脂:吸附水中的Ca2+、Mg2+等阳离子;阴离子交换树脂:吸附水中的Cl-、HCO3-、SO42-、 CO32-等阴离子。
含盐量降至5~10mg/L以下,硬度接近0,pH近中性。
(1)离子交换树脂的处理、转型新树脂使用前,须进行交换以除去混入的杂质。
阳离子交换树脂:多为Na+型,使用前用酸处理。
阴离子交换树脂:多为Cl-型,使用前用碱处理。
(2)离子交换树脂的再生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→“老化”离子交换树脂的再生→恢复树脂的交换能力:冲洗:洗至柱中无结块→去除树脂上杂质与气泡。
再生:添加再生液使树脂转变为H+、OH-型。
阳离子交换树脂:2~3倍 5%~7% HCl溶液,8~10h。
阴离子交换树脂: 2~3倍 5%~8% NaOH 溶液,8~10h。
调节pH:去离子水洗至pH 3~4(阳);8~9(阴)。
(3)离子交换水处理装置固定床离子交换圆筒钢罐,水处理在同一装置中进行,离子交换树脂不移动。
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。
连续床离子交换3、反渗透法RO,一种膜分离技术。
原理:以半透膜为介质,对被处理水的一侧施压,使水穿过半透膜,进行水的纯化。
(1)常用RO膜:醋酸纤维素(CA)膜、芳香聚酰胺纤维素(PA)膜。
膜的主要参数:透水率:脱盐率:抗压实性:膜的压力系数m(2)反渗透装置及其流程反渗透装置:膜组件 + 泵反渗透膜组件类(3)反渗透的特点与注意事项特点:透水量大、脱盐率高,能够除去胶体物质,水的利用率高。
注意事项: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。
4、电渗析法电荷同性相吸、异性相斥。
原理:在具有良好选择透过性和导电性的离子交换膜外通直流电,使水中的阴、阳离子定向移动,分别通过阴、阳离子交换膜而除去,从而使水净化。
(1)电渗析器对原水的水质要求浑浊度:<2mg/L游离余氯:≤0.3mg/LFe ≤0.3mg/L;Mn ≤0.1mg/L;非电解杂质少;4℃ ~ 40℃。