第1章 饮料用水的水质要求讲解
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饮料用水
碳酸盐硬度（暂时硬度）： 碳酸盐硬度（暂时硬度）： 经加热煮沸能分解为溶解度很小的碳酸盐， 经加热煮沸能分解为溶解度很小的碳酸盐， 大部分硬度可除去。 大部分硬度可除去。 非碳酸盐硬度（永久硬度）： 非碳酸盐硬度（永久硬度）： 表示水中钙、镁的氯化物、硫酸盐、 表示水中钙、镁的氯化物、硫酸盐、硝酸盐 的含量，经加热煮沸不会沉淀，硬度不变。 的含量，经加热煮沸不会沉淀，硬度不变。
1000。 注：① 溶解性总固体 < 1000 。 毫克/ ② 在与水接触 30 分钟后应不低于 0.3 毫克/ 升。集中式给水除出厂水应符合上 述要求外， 毫克/ 述要求外，管网末梢水不应低于 0.05 毫克/ 升。 摘自赵晋府等， 饮料生产技术问答》，中国轻工业出版社， 》，中国轻工业出版社 ( 摘自赵晋府等，《饮料生产技术问答》，中国轻工业出版社，1995)
工业上， 工业上 ， 采用不同的处理方法组合成经济合 理的水处理系统以达到最佳的处理效果： 理的水处理系统以达到最佳的处理效果： ——混凝、沉淀：主要适用于地表水的处理 混凝、沉淀： 混凝 ——过滤净化、软化、消毒：主要适用于地 过滤净化、软化、消毒： 过滤净化 下水和自来水。 下水和自来水。是饮料生产上水处理的主要 环节。 环节。
四、与水质有关的概念
色度：指除去水中悬浮物质后水样的色泽深浅。 色度：指除去水中悬浮物质后水样的色泽深浅。 色度产生的原因：腐殖质、某些细菌的代谢产物、 色度产生的原因：腐殖质、某些细菌的代谢产物、 部分胶体物质及水中的铁、 部分胶体物质及水中的铁、锰盐类都会使水产生一 定的色度 矿化度：指水中所含阴阳离子的总量，单位： 矿化度：指水中所含阴阳离子的总量，单位： mg/L 溶解性气体：溶解于水中的氧气、 溶解性气体：溶解于水中的氧气、二氧化碳和硫化 氢等。 氢等。 使饮料退色、变味，营养价值降低， 使饮料退色、变味，营养价值降低，同时对碳酸化 处理也有一定影响。 处理也有一定影响。
饮料用水的要求
饮料用水的要求随着人们生活水平的提高，人类对饮料的要求也不断提高，因此保证饮料的质量和安全成了十分重要的问题。
水是饮料中最重要的成分之一，其质量直接关系到整个饮料的品质。
下面将介绍饮料用水的要求。
1、卫生要求水是大自然中最能传递病菌和毒素的介质，因此，饮料生产中的水必须不仅清洁无害、无色无味，更要经过充分消毒后才能使用。
传统的消毒方式包括臭氧、二氧化氯、次氯酸钠、紫外线、臭氧等，这些消毒方式都可以有效杀死水中的细菌和病毒。
同时，为了保证饮品卫生质量，饮料生产厂家对生产车间和相关设备的卫生状况也有严格要求，例如车间应干燥、清洁、通风良好，饮料生产设备也应定期进行清洗和消毒，确保饮料的卫生质量。
2、化学指标要求为了保证饮料口感与质量，对水质还有一些化学指标的要求。
首先， PH 值应控制在6.5-7.5 之间，酸碱度过高过低都会影响饮料的口感。
而总硬度应低于200mg/L，高硬度水不仅会影响饮料的交互作用，还可能在设备表面形成水垢，造成杯子上的白色沉淀。
水中的有机物质含量也要求控制在一定范围内，过高的有机物会改变水的味道、臭味或色彩等特征。
3、微生物指标要求水中微生物的含量直接影响到饮料安全性，需要控制在一定范围内。
例如，石英砂过滤器过滤后的水中细菌总数应小于100CFU/mL，对于指标菌也有相应要求，例如大肠菌群必须为零才能使用。
同时，在饮料生产过程中，还需对生产车间和摆放设备定期进行卫生检测，以及控制工作人员的健康状况，保证工作人员不带菌入厂。
4、其他要求饮料中水质的要求还包括水的稳定性、透明度、气味、口感等方面。
水应具有良好的稳定性，不会发生很大的化学变化。
而对于透明度，水中不能有明显的悬浮物和沉淀物，同时还需注意气味和口感，要求饮水口感纯净、无异味、口感可口。
总之，为了保证饮料的安全、卫生和口感品质，对饮料用水的质量要求非常严格。
根据不同类型的饮料和生产工艺，对水的卫生指标、化学指标和微生物指标都有着明确的要求。
3饮料用水
4、膜过滤
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。
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。
2饮料用水的要求及处理
2饮料用水的要求及处理饮料用水的要求及处理是指在饮料生产过程中所使用的水的质量标准和处理方法。
水是饮料生产过程中不可或缺的重要原料，对水质的要求和处理方法直接关系到最终产品的质量和食品安全。
以下是就饮料用水的要求及处理进行详细阐述。
一、饮料用水的要求1.清洁卫生：饮料用水应无杂质、异味、色度等，不含任何细菌、病毒和寄生虫等有害物质。
2. 适宜硬度：饮料用水的硬度应适中，在0.2~0.5mmol/L范围内，硬度过高会影响饮料的口感，过低则容易腐蚀设备、管道。
3.适宜pH值：饮料用水的pH值应在6.5~8.5范围内，过高或过低都会影响饮料的稳定性和味道。
4. 含氧量：饮料用水的含氧量要求较高，一般在8~12mg/L之间，以保证饮料的气味和口感。
5.微生物指标：饮料用水的总菌落、大肠菌群、霉菌和酵母菌等微生物指标均不能超过国家卫生标准规定。
6.重金属和有机物质：饮料用水要求重金属和有机物质含量低，不超过国家卫生标准规定的限值。
二、饮料用水的处理方法1.预处理：包括混合沉淀、絮凝沉淀、砂滤等工艺，用于去除水中的颗粒物、悬浮物和浑浊物等。
2.活性炭吸附：通过活性炭对水中的有机物质、异味物质吸附作用，去除水中的杂质和臭味。
3.离子交换：通过离子交换树脂对水中的离子进行交换，去除水中的重金属离子、硬度离子等。
4.反渗透：利用半透膜原理，将水中的溶解性固体、微生物等通过膜截留，得到高纯净的水。
5.紫外线消毒：使用紫外线照射水体，破坏细菌、病毒的DNA结构，达到杀菌消毒的目的。
6.臭氧处理：臭氧具有强氧化性，能有效去除水中的异味、臭味和有害物质，提高水质。
7.稳定调节：通过添加适量的稳定剂和调节剂，调整饮料用水的pH 值、硬度和氧含量，以稳定饮料的质量。
总结：饮料用水的要求及处理对于饮料的生产至关重要，只有使用符合要求的水源，并通过适当的处理方法，才能得到水质优良的饮料用水，保证饮料的品质和安全。
饮料企业在生产中应严格遵守国家相关卫生标准，建立和完善水质检测和处理流程，确保生产出高质量、安全可靠的饮料产品。
《饮料用水及水处理》课件
澄清
通过物理或化学方法，使水中悬浮物、胶体物质等变得澄清 透明的过程。
过滤
过滤
通过过滤介质（如滤布、滤纸、滤膜 等）将水中的悬浮物、胶体物质等去 除，使水质变得清澈的过程。
过滤介质的选择
根据不同的过滤要求，选择合适的过 滤介质，如砂滤、活性炭滤、膜滤等 。
消毒
消毒
通过物理或化学方法，杀灭水中的细菌、病毒等微生物，保证水质安全的过程 。
消毒方法
常见的消毒方法有煮沸、紫外线消毒、臭氧消毒、氯化消毒等。
软化
软化
通过化学或物理方法，去除水中的钙、镁等硬度离子，使水质变得柔软的过膜分离、药剂软化等。
03
饮用水处理工艺流程
原水预处理
01
02
03
去除大颗粒物质
通过过滤、沉淀等方法去 除原水中较大的颗粒物、 悬浮物和杂质。
氧化剂
如氯、臭氧等，用于杀灭水中的细菌 和病毒。
还原剂
如亚硫酸盐等，用于还原水中的氧化 物质。
酸碱调节剂
用于调节水中的酸碱度，保持水质的 稳定。
05
水质检测与监控
水质检测方法
感官检测
通过观察水的颜色、气味、透明度等指标，初步 判断水质的好坏。
微生物检测
通过培养和计数水中的细菌、病毒等微生物，确 保水质无害健康。
沉淀
通过自然沉淀或混凝剂沉 淀，去除水中的悬浮物和 杂质。
深度处理
活性炭吸附
膜过滤
活性炭具有高吸附性能，可以进一步去除 水中的有机物、重金属、余氯等有害物质 。
通过超滤、纳滤或反渗透等技术，去除水 中的微小颗粒、有机物、重金属等杂质， 提高水的纯度和品质。
臭氧氧化
紫外消毒
臭氧具有强氧化性，可以氧化水中的有机 物和杂质，同时杀灭微生物。
通过物理或化学方法，使水中悬浮物、胶体物质等变得澄清 透明的过程。
过滤
过滤
通过过滤介质（如滤布、滤纸、滤膜 等）将水中的悬浮物、胶体物质等去 除，使水质变得清澈的过程。
过滤介质的选择
根据不同的过滤要求，选择合适的过 滤介质，如砂滤、活性炭滤、膜滤等 。
消毒
消毒
通过物理或化学方法，杀灭水中的细菌、病毒等微生物，保证水质安全的过程 。
消毒方法
常见的消毒方法有煮沸、紫外线消毒、臭氧消毒、氯化消毒等。
软化
软化
通过化学或物理方法，去除水中的钙、镁等硬度离子，使水质变得柔软的过膜分离、药剂软化等。
03
饮用水处理工艺流程
原水预处理
01
02
03
去除大颗粒物质
通过过滤、沉淀等方法去 除原水中较大的颗粒物、 悬浮物和杂质。
氧化剂
如氯、臭氧等，用于杀灭水中的细菌 和病毒。
还原剂
如亚硫酸盐等，用于还原水中的氧化 物质。
酸碱调节剂
用于调节水中的酸碱度，保持水质的 稳定。
05
水质检测与监控
水质检测方法
感官检测
通过观察水的颜色、气味、透明度等指标，初步 判断水质的好坏。
微生物检测
通过培养和计数水中的细菌、病毒等微生物，确 保水质无害健康。
沉淀
通过自然沉淀或混凝剂沉 淀，去除水中的悬浮物和 杂质。
深度处理
活性炭吸附
膜过滤
活性炭具有高吸附性能，可以进一步去除 水中的有机物、重金属、余氯等有害物质 。
通过超滤、纳滤或反渗透等技术，去除水 中的微小颗粒、有机物、重金属等杂质， 提高水的纯度和品质。
臭氧氧化
紫外消毒
臭氧具有强氧化性，可以氧化水中的有机 物和杂质，同时杀灭微生物。
饮料用水及水处理
对不符合要求的水质进行改良，称为水处理。
混凝 沉淀 过滤 软化 消毒
1.2.1 混凝沉淀
水的沉淀
除去水中较大的不溶性悬浮性杂质
溶解性或悬浮于水中的细小粒子
水处理
混凝机理
01
胶体在水中保持悬浮
02
不易沉降的原因
地下水
来源：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。地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分悬浮物、水草、藻类、微生物等，因此使水质较澄清。此外，地下深处受气候影响较小。
污染物：可溶性矿物质，如含Ca2+、Mg2+、Fe3+的碳酸氢盐，一般含盐量为100～5000 mg/L。硬度为2～10 mmol/L，有的高达10～25mmol/L 。
Байду номын сангаас
电渗析法(ED)
工作原理 利用离子在电场下定向迁移现象和离子交换膜 的选择透过性达到除盐的效果。 在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一部分水中的大部分离子迁移到另一部分中，从而达到除盐的目的。
目的：杀灭水里治病菌和有害微生物，
1
防止水传染疾病。
2
消毒方法： 氯消毒 紫外线消毒 臭氧消毒
Al（OH）3凝聚机理
在近中性的水中，氢氧化铝带正电荷，而天然水中的自然胶体，大多带负电荷，起电性中和的作用
氢氧化铝胶体可吸附水中的自然胶体和悬浮物
使用时的注意事项
刚加入混凝剂 时应快速搅拌
1
2
3
碱式氯化铝（PAC）或聚合氯化铝， [Al2(OH)nCl6-n]m 其中：n=1-5，ｍ＜＝10
3
混凝 沉淀 过滤 软化 消毒
1.2.1 混凝沉淀
水的沉淀
除去水中较大的不溶性悬浮性杂质
溶解性或悬浮于水中的细小粒子
水处理
混凝机理
01
胶体在水中保持悬浮
02
不易沉降的原因
地下水
来源：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。地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分悬浮物、水草、藻类、微生物等，因此使水质较澄清。此外，地下深处受气候影响较小。
污染物：可溶性矿物质，如含Ca2+、Mg2+、Fe3+的碳酸氢盐，一般含盐量为100～5000 mg/L。硬度为2～10 mmol/L，有的高达10～25mmol/L 。
Байду номын сангаас
电渗析法(ED)
工作原理 利用离子在电场下定向迁移现象和离子交换膜 的选择透过性达到除盐的效果。 在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一部分水中的大部分离子迁移到另一部分中，从而达到除盐的目的。
目的：杀灭水里治病菌和有害微生物，
1
防止水传染疾病。
2
消毒方法： 氯消毒 紫外线消毒 臭氧消毒
Al（OH）3凝聚机理
在近中性的水中，氢氧化铝带正电荷，而天然水中的自然胶体，大多带负电荷，起电性中和的作用
氢氧化铝胶体可吸附水中的自然胶体和悬浮物
使用时的注意事项
刚加入混凝剂 时应快速搅拌
1
2
3
碱式氯化铝（PAC）或聚合氯化铝， [Al2(OH)nCl6-n]m 其中：n=1-5，ｍ＜＝10
3
1 饮料用水及水处理教学讲义
• 非碳酸盐硬度过高时，出现盐味。
2020/5/26
（3）水的碱度
• 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； – 2020/5/26 与果汁的某些成分反应，产生沉淀。
。
• 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
2020/5/26
1、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 。
类
2020/5/26
（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）
物质等杂质，还能除去水中的异味、色 泽、铁、锰及微生物。
2020/5/26
1、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。
2020/5/26
（3）水的碱度
• 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； – 2020/5/26 与果汁的某些成分反应，产生沉淀。
。
• 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
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1、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 。
类
2020/5/26
（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）
物质等杂质，还能除去水中的异味、色 泽、铁、锰及微生物。
2020/5/26
1、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。
软饮料加工技术—软饮料用水及水处理
特点：水量丰富，矿物质含量较少，水质不稳定。 地表水的污染物主要有黏土、砂、水草、腐殖质、昆虫、微生物、无机盐等，有时还会被工
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。
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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1.2.2.3 溶解物质
• 以分子或离子状态存在于水中。溶解物质 主要是溶解气体、溶解盐类和其他有机物。
• （1）溶解气体 • 主要是O2和CO2，此外是H2S和Cl2等。 • 会影响碳酸饮料中CO2的溶解量并产生异
味， • 影响其他饮料的风味、色泽。
•盐离子：
• c mmol/L 1mmol/L是指1升水中含有相当于100毫克的 碳酸钙。
• d 法国度（ºf） 1法国度是指1升水中含有相当于10毫克 的碳酸钙。
• e 英国度（ºe） 1英国度是指1升水中含有相当于14.28毫 克的碳酸钙。
• 通用单位为mmol/L或德国度。 • 1德国度=17.85mg/L=0.1785mmol/L=1.785法国度
常用处理法
离子交换
混凝、澄清、自然沉降、过滤
• 1.2.2 水源中杂质特征及对饮料品质的影响
• 1.2.2.1 悬浮物质
• 主要是泥土、砂粒之类的无机物质；
• 也有浮游生物（如蓝藻类、绿藻类、硅藻 类）及微生物等。
• 这类杂质使水质呈现混浊状态；败坏饮料 的嗅、色、味；有害微生物还可危及消费 者健康。
第1章 饮料用水及水处理
• 1 饮料用水的水质要求 • 1.1 水源的分类及其特点 • 地表水、地下水和城市自来水。 • 1.1.1 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、池塘水和浅井水等。应当指出，江 河水不一定全部是地表水，其中部分可能是地下 水穿过土层或岩层而流至地表。
=1.2521英国度
• D 水的级别 • 通常按水的硬度大小，把水分为5个级别： • 0~4ºd 极软水 • 4~8ºd 软水 • 8~16ºd 中硬水 • 16~30ºd 硬水 • 30ºd以上 极硬水
E 饮料用水水质的硬度要求
• 饮料用水的水质，要求硬度小于8.5 od。
• 当水的硬度过大时，会产生碳酸钙沉淀和 有机酸钙盐沉淀，对饮料生产会产生一些 不良影响，例如Ca(HCO3)2等会与有机酸 反应产生沉淀，影响产品感观品质；非碳 酸盐硬度过高时，还会使饮料出现盐味。 另外，在洗瓶时，在浸瓶槽上形成水垢， 会增加烧碱的用量。
• B 种类
• 水的硬度分为碳酸盐硬度（暂时硬度）、 非碳酸盐硬度（永久硬度）和总硬度。
• 碳酸盐硬度的主要化学成分是钙、镁的重碳酸盐， 其次是钙、镁的碳酸盐。
• 由于这些盐类一经加热煮沸就分解成为溶解度很 小的碳酸盐，硬度大部可除去，故又称暂时硬度。
• 非碳酸盐硬度表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、 MgCl2）、硫酸盐（CaSO4、MgSO4)、硝酸盐 （Ca(NO3)2、Mg(NO3)2）等盐类的含量。
• 这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变化， 故又称永久硬度。
• 总硬度是暂时硬度和永久硬度之和。
C 表示方法
• a 德国度（ºd） 1德国度或硬度1度是指1升水中含有相当 于10毫克的氧化钙（CaO），这是我国目前最普遍使用 的一种表示水硬度的方法。
• b 美国度（mg/L） 1美国度是指1升水中含有相当于1毫 克碳酸钙。
• ② 水的碱度
• A 概念
• 是指水中能与H+结合的OH－，CO32－和HCO3－的含量， 以mmol/L表示。
• B 种类
• 氢氧化物碱度：OH－的含量；
• 碳酸盐碱度： CO32－的含量； • 重碳酸盐碱度： HCO3－的含量； • 总碱度： OH－，CO32－和HCO3－的总含量。 • 天然水中主要存在的碱度种类及原因？
• 特点：
• 水量丰富；矿物质含量较少；水质不稳定；常常 污染有杂质；有时还会被有害物质污染。
1.1.1.2 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。
• 其特点是水质较澄清，水温较稳定，但矿物质含 量较高。
• 地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分悬浮物、 水草、藻类、微生物等，因此水质较澄清。此外， 地下深处受气候影响较小，冬暖夏凉，温度变化 小。但是地下水流经地下，会溶入较多的可溶性 矿物质。
1.2.2.2 胶体物质
• 水中的胶体物质分为无机胶体和有机胶体两种。 • 无机胶体如黏土和硅酸胶体，是由许多离子和分
子聚集而成的，占水中胶体的大部分； • 是造成水质混浊的主要原因。 • 有机胶体是一类分子质量很大的高分子物质，一
般是动植物残骸经过微生物分解和腐蚀而产生的 腐殖酸、腐殖质等。 • 造成水质带色的主要原因。
1.2 水中杂质及对饮料生产的影响
• 1.1.2.1 天然水源中杂质的分类
• 天然水源中的杂质，按其微粒分散的程度， 大致可分为溶解物质、胶体物质和悬浮物质 3类。
杂质类型
溶解物质
胶体物质
悬浮物质
粒径 特征 识别
＜1nm 透明 电子显微镜
1~200nm ＞200nm 光照下混浊 混浊（肉眼可见） 超显微镜 普通显微镜
• 1.1.1.3 城市自来水
• 主要是指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。
• 由于饮料厂多数设在城市，以自来水为水源，故 在此也作为水源考虑。
• 特点为水质好且稳定，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。使用时只要注意控制Cl－、 Fe3＋含量及碱度、微生物量即可。
• 天然水中通常不含OH－，又由于钙、镁碳酸盐的溶解度 很小，所以当水中无钠、钾存在时，CO32－的含量也很小。 因K2此CO，3的天碱然性水水中中仅，有才HC存O在3－有存C在O，32－只。有在含Na2CO3或
C 碱度对饮料品质的影响
• 当水的碱度过大时，同样会对饮料生产产 生不良影响，主要有以下几个方面：①和 金属离子反应形成水垢，产生不良气味； ②和饮料中的有机酸反应，改变饮料的糖 酸比与风味；③影响CO2的溶入量；④造成 饮料酸度下降，使微生物容易在饮料中生 存；⑤生产果汁型碳酸饮料时，会与果汁 中的某些成分发生反应，产生沉淀等。
• Na+、K+、Ca2+、Mg2+等阳离子；OH－、 HCO3－、CO32－等阴离子。
• 所含溶解盐类的种类和数量，因地区不同 差异很大。
• 这些无机盐构成了水的硬度和碱度。
• ① 水的硬度 • A 定义 • 是指水中离子沉淀肥皂的能力。 • 水的硬度大小，通常指的是水中Ca2＋和
Mg2＋盐类的含量。