软饮料工艺学-软饮料用水及水处理
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软饮料加工原理,主要工艺流程及操作要点
软饮料加工原理,主要工艺流程及操作要点Soft drinks are popular beverages that are enjoyed by people of all ages around the world. They are typically carbonated, non-alcoholic beverages that come in a variety of flavors. The processing of soft drinks involves several key principles that ensure the final product is safe, flavorful, and shelf-stable. Soft drink processing primarily involves four main stages: water treatment, syrup making, blending, and carbonation.软饮料是深受世界各地人们喜爱的饮料，适合各个年龄段的人们。
它们通常是含二氧化碳的非酒精饮料，口味多样。
软饮料的加工包括几个关键原理，确保最终产品安全、口感好且具有耐储藏性。
软饮料加工主要包括四个主要阶段：水处理、糖浆制备、混合和气化。
The first step in soft drink processing is water treatment. Water is the main ingredient in soft drinks, so it is crucial that it is of high quality. Water treatment involves filtration, sterilization, and the removal of impurities to ensure that the water is clean and safe for consumption. This step is essential for producing a high-quality final product that meets food safety standards.软饮料加工的第一步是水处理。
第一章软饮料用水及水处理
２.胶体
胶体是液体中粒径大小在 １～２ ０0 nm 的微粒。 胶体可分为两种：无机胶体和有机胶体。 ★无机胶体 如硅酸胶体和粘土，是由许多离 子和分子聚集而成的，它们是造成水混浊 的主要原因。 ★有机胶体 主要是高分子物质、有机体， 如蛋白质、腐植质等，多带负电。一般是 动植物残骸经过腐蚀分解的腐植质、腐植 酸，是造成水带色的主要原因。
Ａl (OH) 3十OH -→Ａl O 2 - ＋ ２ H 2 O Ｐ Ｈ ＞ ９．５时，水中不会含有Ａl (OH) 3
另外，水的 pＨ值还会影响Ａl (OH) 3胶粒所 带的电荷。 pＨ﹤ ５时，带负电； pＨ ＞ ５时，带正电； pＨ值在８左右时，以中性氢氧化物的形式 存在。
◇水温 一般要求水温在２５～３５℃在一定的温度范围内。 ◆水温上升，混凝剂溶解速度上升，混凝作用加强，生 成的絮凝物量增加，有利于水中杂质的沉淀去除；水温 下降，则相反。 ◆当水温高于４０ ℃时，生成的絮凝物细小，不利于沉 淀； ◆水温高于 ５ ０ ℃时，则根本失去作用。 ◇搅拌 刚加入混凝剂时，应快速搅拌，以有利于Ａl (OH) 3胶 粒的形成，并扩散到水中各部位及时同水中杂质作用。 当絮团开始形成后，不宜快速搅拌，否则会打碎絮团不 利于沉淀。 ◇混凝剂添加量 使用明矾作为混凝剂时，用量一般为 ０· ００1％～０.０ ２％。
水中所含胶体物质在水中能保持悬浮或分 散不沉淀的原因是因为胶体微粒带有相同 的电荷，产生静电斥力的缘故，所以必须 添加混凝剂中和胶粒表面所带的电荷，破 坏其稳定性，从而促使其相互聚集，由小 颗粒变成大颗粒，发生用的混凝剂有铝盐、铁盐两 类。铝盐包括明矾、硫酸铝、碱性氯化铝 等，铁盐包括硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化 铁等。 混凝剂的作用是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使杂 质凝聚成大颗粒产生沉淀。
02软饮料用水
（1） 过滤原理
具有一定压力(1~2MPa)的水进入容器，由各砂芯滤 棒上的毛细孔进入滤棒内腔，水中的存在的少量有机 物及微生物等杂物即被微孔吸附截留在在砂芯棒的外 部。经过滤的水由各砂芯棒的另一端流出。滤出的水， 可达到基本无菌。
（2）结构
砂棒过滤器外壳是用铝合金铸成锅形的密封容器，分上下 两层，中间以隔板隔开，隔板上（或下）为待滤水，隔板上或 下为砂滤水。容器内安装数根砂滤棒。
• 氢氧化铝的作用： （1）起电性中和； （2）吸附。
〈2 〉 注意事项： 环境pH 值在pH6.5—7.5之间。
① 不同pH下Al（OH）3的存在形式： ② 水的pH对Al(OH)3胶体带电性的影响：
〈3〉铝盐的用量： 明矾：0.001~0.002%。
硫酸铝(Al2(SO4)3.18H2O)的用量：20~100mg/L水。 同时每投1mg/L Al2(SO4)3.18H2O时需加CaO 0.5mg/L 水，来调节pH为6.5~7.5。
4.2、铁 盐
铁盐主要是硫酸亚铁（绿矾）（FeSO4.7H2O）和氯化铁（FeCl3.6H2O）。 原理与铝盐相同，
FeSO4+Ca（HCO3）2 → Fe(OH)2+ CaSO4+ 2CO2↑ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2→4Fe(OH)3
注 意：
▪ 使用绿矾时，在Fe(OH)2→Fe(OH)3的反应中，必须pH>8.0才能完成。
达到上述要求，滤料层应有： 适宜的级配和足够的孔隙率。
级配：指滤料粒径范围及在此范围内各种粒径的数量比例。
通常以不均匀系数K控制。
K= d80/ d10
式中 K——不均匀系数 d80——通过滤料质量的80%的筛孔直径 d10——通过滤料质量的l0%的筛孔直径
具有一定压力(1~2MPa)的水进入容器，由各砂芯滤 棒上的毛细孔进入滤棒内腔，水中的存在的少量有机 物及微生物等杂物即被微孔吸附截留在在砂芯棒的外 部。经过滤的水由各砂芯棒的另一端流出。滤出的水， 可达到基本无菌。
（2）结构
砂棒过滤器外壳是用铝合金铸成锅形的密封容器，分上下 两层，中间以隔板隔开，隔板上（或下）为待滤水，隔板上或 下为砂滤水。容器内安装数根砂滤棒。
• 氢氧化铝的作用： （1）起电性中和； （2）吸附。
〈2 〉 注意事项： 环境pH 值在pH6.5—7.5之间。
① 不同pH下Al（OH）3的存在形式： ② 水的pH对Al(OH)3胶体带电性的影响：
〈3〉铝盐的用量： 明矾：0.001~0.002%。
硫酸铝(Al2(SO4)3.18H2O)的用量：20~100mg/L水。 同时每投1mg/L Al2(SO4)3.18H2O时需加CaO 0.5mg/L 水，来调节pH为6.5~7.5。
4.2、铁 盐
铁盐主要是硫酸亚铁（绿矾）（FeSO4.7H2O）和氯化铁（FeCl3.6H2O）。 原理与铝盐相同，
FeSO4+Ca（HCO3）2 → Fe(OH)2+ CaSO4+ 2CO2↑ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2→4Fe(OH)3
注 意：
▪ 使用绿矾时，在Fe(OH)2→Fe(OH)3的反应中，必须pH>8.0才能完成。
达到上述要求，滤料层应有： 适宜的级配和足够的孔隙率。
级配：指滤料粒径范围及在此范围内各种粒径的数量比例。
通常以不均匀系数K控制。
K= d80/ d10
式中 K——不均匀系数 d80——通过滤料质量的80%的筛孔直径 d10——通过滤料质量的l0%的筛孔直径
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。
软饮料学 第一章 软饮料用水及水处理
毒理 学指 标
氟化物 氰化物 砷 硒 汞 镉 铬（六价） 铅 银 硝酸盐（以氮计） 氯仿 四氯化氮 苯并（a）芘 滴滴涕 六六六
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L
＜1.0 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.01 ＜0.001 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜20 ＜60 ＜3 ＜0.01 ＜1 ＜5
单
位
指
标
感官性状和 一般化学指 标
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L 个/ml 个/L Bq/L Bq/L
氢氧化铝是溶解度很小的化合物，它经聚合，以胶体的状态从水中析 出。在近乎中性的天然水中，氢氧化铝胶体带有正电荷，而天然水中的自 然胶体杂质大都带有负电荷，它们间可起电性中和作用，同时它可吸附水 中的自然胶体和悬浮物。在这种中和作用和吸附作用下，水中的胶体微粒 渐渐凝聚成粗大的絮状物而下沉，在沉降的过程中，又将其他悬浮物裹入 夹带在其中一起下沉，使水质澄清。 在使用明矾时要注意以下几点： 水的pH值一般在6.5－7.5（中性范围）。 pH值过高或过低都会使氢氧 化铝溶解，致使水中铝离子残留量上升。 水温一般要求在25℃－35℃。在一定温度范围内，水温上升，混凝剂 溶解速度加快，混凝作用加强，生成的絮凝物量增加，有利于水中的杂质 沉淀去除；水温下降，则相反。但当水温高于40℃时，生成的絮凝物细小， 不利于沉淀；水温高于50℃时，则根本失去混凝作用。 搅拌，刚加入混凝剂时应快速搅拌，以利于氢氧化铝胶体的形成，并 扩散到水中各部位及时同水中的杂质作用。当絮凝物开始形成后，不宜快 速搅拌，否则絮凝物被搅散，不利于沉淀。 使用明矾的用量为0.001％－0.02％。
第一章 软饮料及其水处理
3.国内外软饮料发展现状
世界软饮料10强国： 美国、日本、德国、巴西、英国、意大利、墨 西哥、中国、加拿大。 软饮料发展的方向： 碳酸饮料为主流产品，其次发展果汁饮料、瓶 装饮用水、咖啡饮料和茶饮料等。 世界碳酸饮料的三大品牌： 可口可乐、健怡可乐、橙汁汽水 三大香型占世界总产量的71.4%，其中可乐是世 界第一香型，占52.7%。
硬度分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 总硬度
碳酸盐硬度（又称暂时硬度）加热煮沸去除
Ca(HCO3)2/Mg(HCO3)2/CaCO3/MgCO3
非碳酸盐硬度（又称永久硬度）：
CaCl2/MgCl2/CaSO4/MgSO4/Ca(NO3) 2/Mg(NO3)2
硬度的单位是mmol/L或mg/L CaCO3。过去使用的有 meq/L（毫克当量/升）和德国度（1L水中含有10mgCaO 为1度），它们之间有如表1-3所示的关系：
表1-3 不同硬度表示方法之间的关系 硬度单位 mmol/L mmol/L 1 meq/L 1 德国度 2.804
mg/L CaCO3
4.2 发展方向与措施：
“天然、营养、优质、多品种、多档次” （1）鼓励和规范发展符合饮料消费市场规律的产品，重 点发展茶饮料、果汁及果汁饮料、蔬菜汁饮料，植物 蛋白饮料和矿泉水，降低碳酸饮料比重。 （2）支持饮料企业规模化生产，加快产品升级换代，提 高附加值，搞好综合利用。 （3）形成一批技术装备良好，经营管理高效，具国际竞 争力的生产企业，力创数个国际品牌。 （4）软饮料新产品开发。如：野生果蔬汁饮料、保健茶 饮料、瓶装水（富氧太空水,负离子水）、特殊用途饮 料（视力疲劳者、美容、专用）等。
50.045
meq/L
德国度 mg/L CaCO3
第一章 软饮料用水及水处理
砂滤棒过滤器
2.2 水的过滤
3、过滤的形式 ③ 活性炭过滤
a. 原理：活性炭是一种多孔性物质，具有很强的吸附能力， 能吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、细菌及铁、锰等 杂质，可将水中有机物除去90%以上。 b.清洗：活性炭使用过一段时间后，由于截污过多，活性炭表 面及内部的微孔被水中的杂质堵塞，活性丧失，压降增大，出 水水质变差，应及时反冲洗与再生。 c.反冲洗的操作步骤: 四步
1.1 水源的分类及其特点
水源的来源不同分地表水、地下水、城市自来水三种。 ① 地表水 a. 定义：地表存积的天然水 b. 包括：江河水、湖水、池溏水、水库水、浅井水。 c. 特点： d. 结论：地表水制作饮料要慎重，无把握保证水质较好的情况下不使 用地表水。 ② 地下水： a. 定义：是经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然 水，存在于土壤和岩层中。 b. 包括：深井水，泉水和自流井水等。 c. 分类：潜水、承压水、泉水 d. 地下水的质特点： e. 结论：硬度不到1mmol/L时，是制作饮料的最理想用水。 ③ 城市自来水 a. 定义：地表水经过适当的水处理工艺，水质达到一定要求并贮存在 水塔中的水。 b. 包括： c. 结论： 可以做饮料用水。
石灰软化处理水的过程原理
石灰软化设备：加速澄清池
2.3 硬水软化 2、离子交换法
<1> 定义： 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。 离子交换剂分为三类 <2> 离子交换树脂软化水的原理： a. 离子交换树脂在水中是解离的： b. 当原水中含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子则出现： RSO3-H+ + Na+ RSO3- Na+ + H+ c. 当原水中含有SO42-、CL-、HCO3-、HsiO3-等阴离子，则出现： R三N+OH- + CLR三CL + OHd. 从b、c反应看出：水中溶解的阴阳离子被树脂所吸附，离子 交换树脂中的H+和OH-进入水中，从而达到水质软化的目的。
软饮料工艺学-软饮料用水及水处理
灰等。 有时水中的混浊度不稳定，为加快混凝，加入粘土
以加快粒子间的碰撞机会。
有机合成的絮凝剂可与其它混凝剂协同使用，也可 单独使用，如藻酸钠、聚丙烯酸钠、CMC-Na等。
二、水的过滤
过滤是使水中的胶粒、悬浮物被截留在滤层的 孔隙中或表面。
过滤的方法适合于混浊度低、污染比较轻的水 的处理。
阻力截留（滤料表层） 重力沉降（滤料深层） 接触凝聚（滤料深层）
（一）水的软化
1 热水软化法 根据化合物在不同温度条件下，在水中溶 解度不同而进行的软化方法。
一般用加热法除去碳酸盐硬度。
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2→MgCO3↓+H2O+CO2↑ MgCO3+H2O →Mg(OH)2↓+CO2 ↑
2. 化学软化法
化学软化法：石灰软化法、石灰-纯碱软化法及 石灰-纯碱-磷酸三钠软化法
混凝、絮凝和过滤
石灰纯碱、离子 交换、ED或RO
一 混凝沉淀
水的沉淀
自然沉淀
除去水中较大的不 溶性悬浮性杂质
加药物（混凝） 沉淀
溶解性或悬浮于水 中的细小粒子(胶 体)
混凝机理
通过添加混凝剂后，胶体颗粒表面 电荷被中和，破坏了胶体稳定性， 促使小颗粒变成大颗粒而下降，
从而得到澄清。
胶体稳定的原因
（1）石灰软化法 此法适合于碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度
较低，而且对水质不要求高度软化的水的处理。
石灰软化的有关反应 将生石灰CaO配制成石灰乳：
CaO+H2O→Ca(OH)2
用石灰乳除去水中重碳酸钙Ca(HCO3)2 、重碳酸镁Mg(HCO3)2和CO2。
以加快粒子间的碰撞机会。
有机合成的絮凝剂可与其它混凝剂协同使用，也可 单独使用，如藻酸钠、聚丙烯酸钠、CMC-Na等。
二、水的过滤
过滤是使水中的胶粒、悬浮物被截留在滤层的 孔隙中或表面。
过滤的方法适合于混浊度低、污染比较轻的水 的处理。
阻力截留（滤料表层） 重力沉降（滤料深层） 接触凝聚（滤料深层）
（一）水的软化
1 热水软化法 根据化合物在不同温度条件下，在水中溶 解度不同而进行的软化方法。
一般用加热法除去碳酸盐硬度。
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2→MgCO3↓+H2O+CO2↑ MgCO3+H2O →Mg(OH)2↓+CO2 ↑
2. 化学软化法
化学软化法：石灰软化法、石灰-纯碱软化法及 石灰-纯碱-磷酸三钠软化法
混凝、絮凝和过滤
石灰纯碱、离子 交换、ED或RO
一 混凝沉淀
水的沉淀
自然沉淀
除去水中较大的不 溶性悬浮性杂质
加药物（混凝） 沉淀
溶解性或悬浮于水 中的细小粒子(胶 体)
混凝机理
通过添加混凝剂后，胶体颗粒表面 电荷被中和，破坏了胶体稳定性， 促使小颗粒变成大颗粒而下降，
从而得到澄清。
胶体稳定的原因
（1）石灰软化法 此法适合于碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度
较低，而且对水质不要求高度软化的水的处理。
石灰软化的有关反应 将生石灰CaO配制成石灰乳：
CaO+H2O→Ca(OH)2
用石灰乳除去水中重碳酸钙Ca(HCO3)2 、重碳酸镁Mg(HCO3)2和CO2。
-软饮料用水及水处理
•
饮料用水的水质，要求硬度小于8.5度。
•
硬度高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。
2021/8/6
30
• B.水的碱度
• 定义： 水的碱度是指水中能与Ｈ＋结合的OH-、CO3-和 HCO3-的总含量,合称为水的总碱度。
•
其中 OH-的含量称氢氧化物碱度，
•
CO3-的含量称碳酸盐碱度，
胶体、
•
溶解物质。
• 天天然然水水源源杂杂质质的的分分类类
杂杂质质类类型型 溶溶解解物物 胶体
悬悬浮浮物物
粒粒径径
＜＜11nnmm
1～200nm
＞＞220000nnmm
特特征征
透透明明
识识别别
电电子子显显微微镜镜
常用处理法 离子交换 常用处理法 离子交换
光光照照下下混混浊浊 混混浊浊（（肉肉眼眼可可见见））
铵钙离离子子
钙镁离离子子
镁正离铁子离子 正亚铁铁离离子子 锰离子 亚铁离子 氯离子 锰离子
H+ H+ Na+ NKa++ KN+H4+ NCHa42++
CMag22++
MFge23++
FFee32++ Mn2+ Fe2+ Al3+ Mn2+
氢氧根离子 OH-
氢氧根离子 氯离子
OHCl-
氯重离碳子酸根离C子l- HCO3-
重碳碳酸酸根根离离子子 HCCOO332--
碳硝酸酸根根离离子子 CON3O2-3-
硝亚酸硝根酸离根子离子NON3-O2-
亚硫硝酸酸根根离离子子 NSOO24-2硫 硅硅 酸酸 酸酸 式根 根根 磷离 离离 酸子 子子 根离子SSiOSO4i22OH2--22P2-O4-
软饮料用水及水处理_《食品工艺学》
原水加混凝剂后，经过充分接触反应，悬浮颗粒失去稳 定，形成絮体析出； 由悬浮塑料珠组成过滤层，将絮体阻隔分离，净水穿过 过滤层经出水管流出。
组合设备－净水器
净水器是以江、河、湖等地面水为水源，集反应 、沉淀、过滤于一体的净水设备，将混浊水净化 成清水，如再配以投矾、消毒设备即可成为一个 具有全套功能的净水站。
水的软化
1 2
1. 石灰软化法 2. 离子交换法
3 4
3. 反滲透法 4. 电滲析法
1、石灰软化法
在水中加入石灰等化学药剂,在不加热的条件 下除去水中的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度， 达到软化目的。 适用：
碳酸盐硬度较高，非碳酸盐硬度较低，无需高度软 化的水； 锅炉用水和洗瓶用水 方法 石灰软化法、石灰－纯碱软化法、石灰－纯碱－磷 酸三钠软化法；
水的总硬度＝水的暂时硬度+水的永久硬度
水的硬度表示方法有很多种；
国际通用单位是mmol/L意为:1L水中含有相当于 100mg的碳酸钙(CaCO3); 我国采用的表示方法与德国相同，称为德国度（°d ）简称度意为:1L水中含有相当于10mg的氧化钙; 换算关系：1mmol/L＝2.804°d； 饮料用水的水质要求硬度＜8.5°d。
≤0.1 ≤100 ≤3 不得检出
二、软饮料用水的水质处理
混凝沉淀 水的过滤 硬水软化 水的消毒
自来水工艺流程图
（一）混凝沉淀
混凝沉淀是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小 悬浮物或胶体物质相互吸附结合而成较大颗粒，从水 中沉淀下来的过程。 混凝沉淀适合除去水中细小悬浮物和胶体物质 溶解盐类称为混凝剂。 原理
水的硬度过大对饮料的质量影响为：
Ca(HCO3)2等与有机酸反应产生沉淀，影响产品感官质 量
组合设备－净水器
净水器是以江、河、湖等地面水为水源，集反应 、沉淀、过滤于一体的净水设备，将混浊水净化 成清水，如再配以投矾、消毒设备即可成为一个 具有全套功能的净水站。
水的软化
1 2
1. 石灰软化法 2. 离子交换法
3 4
3. 反滲透法 4. 电滲析法
1、石灰软化法
在水中加入石灰等化学药剂,在不加热的条件 下除去水中的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度， 达到软化目的。 适用：
碳酸盐硬度较高，非碳酸盐硬度较低，无需高度软 化的水； 锅炉用水和洗瓶用水 方法 石灰软化法、石灰－纯碱软化法、石灰－纯碱－磷 酸三钠软化法；
水的总硬度＝水的暂时硬度+水的永久硬度
水的硬度表示方法有很多种；
国际通用单位是mmol/L意为:1L水中含有相当于 100mg的碳酸钙(CaCO3); 我国采用的表示方法与德国相同，称为德国度（°d ）简称度意为:1L水中含有相当于10mg的氧化钙; 换算关系：1mmol/L＝2.804°d； 饮料用水的水质要求硬度＜8.5°d。
≤0.1 ≤100 ≤3 不得检出
二、软饮料用水的水质处理
混凝沉淀 水的过滤 硬水软化 水的消毒
自来水工艺流程图
（一）混凝沉淀
混凝沉淀是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小 悬浮物或胶体物质相互吸附结合而成较大颗粒，从水 中沉淀下来的过程。 混凝沉淀适合除去水中细小悬浮物和胶体物质 溶解盐类称为混凝剂。 原理
水的硬度过大对饮料的质量影响为：
Ca(HCO3)2等与有机酸反应产生沉淀，影响产品感官质 量
第二章 软饮料用水及水处理
天然水源中的杂质及其特征
1、天然水源中的杂质分类：按其微粒分散的程度， 、天然水源中的杂质分类：按其微粒分散的程度， 大致可分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质。 大致可分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质。 2、天然水源中杂质特征 、 （1）悬浮物质 ） 天然水中凡是料度大于0.2μ 的杂质统称为悬浮物 的杂质统称为悬浮物。 天然水中凡是料度大于 μm的杂质统称为悬浮物。 主要是泥砂之类的无机物质，也有浮游生物（如蓝藻类、 主要是泥砂之类的无机物质，也有浮游生物（如蓝藻类、 绿藻类、硅藻类）及微生物。该类杂物使水质呈混浊状态， 绿藻类、硅藻类）及微生物。该类杂物使水质呈混浊状态， 在静置时会自行沉降， 在静置时会自行沉降，在成品饮料中生成瓶底积垢或絮状 沉淀。如是有害的微生物，将影响产品风味， 沉淀。如是有害的微生物，将影响产品风味，或导致产品 变质。 变质。
硬脂酸钠（肥皂） 钙或镁离子 硬脂酸钙或镁（沉淀） 钙或镁离子→ 硬脂酸钠（肥皂）+钙或镁离子 硬脂酸钙或镁（沉淀）
硬度分为总硬度、 硬度分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬 度。
碳酸盐硬度（暂时硬度）：主要化学成分是钙、 碳酸盐硬度（暂时硬度）：主要化学成分是钙、镁的 ）：主要化学成分是钙 酸式（ 碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。 酸式（重）碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。由于酸式 （重）碳酸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。 酸盐，硬度大部可除去，故又称暂时硬度。 Ca(HCO3) → CaCO3 +CO2 +H2O Mg(HCO3) → Mg(OH)2 + CO２ 非碳酸盐硬度（永久硬度）表示水中钙、 非碳酸盐硬度（永久硬度）表示水中钙、镁的氯化物 ）、硫酸盐 （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 等盐类的含量。 不会发生沉淀，硬度不变化，故又称永久硬度。 不会发生沉淀，硬度不变化，故又称永久硬度。
第二讲：软饮料用水及水处理
第一篇原料及辅料第二讲软饮料用水及水处理第一节软饮料用水的水质要求在软饮料生产中水占软饮料的85%以上，是其主要原料，水质的好坏直接影响软饮料成品的质量和消费者的健康，因此，全面了解水的性质、掌握水的处理方法，对软饮料的生产具有十分重要的意义。
一．天然水的分类及其特点软饮料用水一般由工厂直接取自天然水源或由城市自来水系统供给。
天然水源主要分为地表水和地下水。
（一）地表水主要指江水、河水、湖水、水库水、浅井水等水源。
其特点为：矿物质含量较少；储量丰富；取用方便。
同时易于受自然环境影响；泥沙、腐殖质、浮游生物以及微生物含量较高。
随着工业发展，地表水污染加重，应引起我们的高度重视。
（二）地下水主要指泉水、井水、自流井以及地下岩层中的水。
其特点为：水质澄清，泥沙、悬浮物、微生物含量较少；水温波动不大；含矿物质较多。
（三）城市自来水自来水是指地表水经过适当处理，使水质达到生活饮用水标准。
其特点为：水质好且稳定，再处理比较容易；水价高；使用时应注意CL-、Fe3+含量及碱、酸、微生物的含量。
二．天然水中的杂质天然水在自然界循环过程中，不断与空气、陆地以及地下岩石接触，因此，自然界中没有绝对纯净的水，都受到不同程度的污染。
（一）天然水中杂质对水质的影响天然水中的杂质大致可分为三类，悬浮物、胶体物质和溶解物质。
详见课本第9页表2。
（二）天然水中杂质的特征1.悬浮物质粒度大于0.2μm的杂质。
主要指泥沙、动物残屑、浮游生物以及微生物。
会引起饮料的沉淀和变质。
2.胶体物质颗粒直径在0.001-0.2μm。
主要指粘土性无机胶体、动植物残骸分解的腐殖质、腐殖酸等有机胶体。
会引起混浊和变色。
3.水溶性杂质粒径一般在0.001μm以下。
主要是一些溶解性盐类、低分子有机物和一些溶解性气体。
水体中主要存在的阳离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Zn2+、NH4+、Al3+水体中主要存在的阴离子有Cl-、SO42-、NO3-、H2PO4-、CO32-、HCO3-、SiO32-上述离子的存在构成了水的硬度、碱度和色度。
软饮料工艺学软饮料用水
换算关系为： ▪ １毫克当量／升＝2.804度＝50.045mg/l（以CaCO3表示） ▪ 饮料用水的水质，要求硬度小于8.5度。 ▪ 硬度高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。
（二）水中杂质对饮料生产的影响
⑵、硬度的表示方法
德国度（0d）：
1L水中含有相当于10mg的CaO，定义为1个 德国度（10d）。我国的表示方法与德国相同。
较清。
㈢、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。
㈢、自来水
▪ 已经过水处理，达到饮用水标准。 ▪ 饮料厂水处理较简单，但水价较高，小型工
厂多采用。
二、水中的杂质及对饮料生产的影响
▪ ㈠、天然水中杂质的特征 ▪ 天然水中的杂质按其微粒含量称为氢氧化物碱度； CO2-3的含量称为碳酸盐碱度； HCO-3的含量称为碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度。
（二）水中杂质对饮料生产的影响
2、水的碱度 天然水中一般只有碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度。
水中一般不含OH-；CO2-3的含量也较低， 只有在有碳酸钠、碳酸钾存在而使水呈碱性 时，才有CO2-3的存在；此外， OH-和HCO3不能同时存在，因为二者将结合成碳酸盐和 水。
美国度（mg/L）：
1L水中含有相当于1mg的CaCO3，称为1个 美国度（mg/L）。
（二）水中杂质对饮料生产的影响
⑵、硬度的表示方法 法国度（0f）： 1L水中含有相当于10mg的CaCO3 ，称为1个法国 度（0f）。 英国度（0e）： 1L水中含有相当于14.28mg的CaCO3 ，称为1个 英国度（0e）。 通用硬度（mmol/L）： 1L水中含有相当于1 mmol（100.08mg）的 CaCO3 ，称为1个通用硬度（mmol/L）。
及质量。
（二）水中杂质对饮料生产的影响
⑵、硬度的表示方法
德国度（0d）：
1L水中含有相当于10mg的CaO，定义为1个 德国度（10d）。我国的表示方法与德国相同。
较清。
㈢、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。
㈢、自来水
▪ 已经过水处理，达到饮用水标准。 ▪ 饮料厂水处理较简单，但水价较高，小型工
厂多采用。
二、水中的杂质及对饮料生产的影响
▪ ㈠、天然水中杂质的特征 ▪ 天然水中的杂质按其微粒含量称为氢氧化物碱度； CO2-3的含量称为碳酸盐碱度； HCO-3的含量称为碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度。
（二）水中杂质对饮料生产的影响
2、水的碱度 天然水中一般只有碳酸氢盐（重碳酸盐）碱度。
水中一般不含OH-；CO2-3的含量也较低， 只有在有碳酸钠、碳酸钾存在而使水呈碱性 时，才有CO2-3的存在；此外， OH-和HCO3不能同时存在，因为二者将结合成碳酸盐和 水。
美国度（mg/L）：
1L水中含有相当于1mg的CaCO3，称为1个 美国度（mg/L）。
（二）水中杂质对饮料生产的影响
⑵、硬度的表示方法 法国度（0f）： 1L水中含有相当于10mg的CaCO3 ，称为1个法国 度（0f）。 英国度（0e）： 1L水中含有相当于14.28mg的CaCO3 ，称为1个 英国度（0e）。 通用硬度（mmol/L）： 1L水中含有相当于1 mmol（100.08mg）的 CaCO3 ，称为1个通用硬度（mmol/L）。
软饮料用水及水处理_《食品工艺学》
一、软饮料用水的水质要求
水是饮料生产中最重要的原料之一，占饮料总体积 的80～95％(固体饮料除外)； 水源的分类及特点
饮料用水包括地表水、地下水、城分类及特点
项目 定义
包括范 围 特点
地表水
地下水
城市自来水
地球表面所存积的 经地层滲透和过
天然水
滤进入地层并存
≤0.1 ≤100 ≤3 不得检出
二、软饮料用水的水质处理
混凝沉淀 水的过滤 硬水软化 水的消毒
自来水工艺流程图
（一）混凝沉淀
混凝沉淀是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小 悬浮物或胶体物质相互吸附结合而成较大颗粒，从水 中沉淀下来的过程。 混凝沉淀适合除去水中细小悬浮物和胶体物质 溶解盐类称为混凝剂。 原理
第一节 软饮料用水及水处理
学习重点:
一、软饮料用水 软饮料用水的水质要求及水中杂质
二、水处理 水中杂质的去除及水的消毒
内容
一、软饮料用水的水质要求 二、 软饮料用水的水质处理
水水是饮料生产中的重要原料之一， 水质的好坏，直接影响成品的质量， 因此，全面了解水的各种性质，对于 饮料用水的处理工作具有重要意义。
地表水经适当的水 处理工艺，水质达 到一定要求并贮存 供给饮用的水 自来水
水质好且稳定，达 到饮用水标准；水 价高，增加成本。
（二）水中杂质及其对软饮料生产的影响
天然水源中的杂质按其粒度大小可分为悬浮物、 胶体和溶解物质3类。
杂质分类 真溶液中溶解 物质
胶体
悬浮物
粒径μm (nm毫微米)
特征
＜0.001 透明
0.001～ 0.2
光照下混 浊
＞0.2
混浊
肉眼可见
常用处理法 离子交换
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❖④垫层的作用是防止过滤时滤料进入配水系 统，冲洗时能平均布水。
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23
www,
（1） 滤料的选择
足够的化学稳定性，过滤时不溶于水，不产生有害 和有毒物质
足够的机械强度
适宜的级配和足够的孔隙率。
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24
❖级配：指滤料粒径的范围及在此范围内各
种粒径的数量比例。
7
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❖（1） 明矾 ［KAl2(SO4)2]·12H2O或 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O；
❖一种复盐，在水中Al2(SO4)3发生水解作用生 成氢氧化铝
Al2(SO4)3→2Al3++3SO42Al3++H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O→Al(OH)3 ↓ +H+
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26
❖滤料层的孔隙率，是指滤料的孔隙体积
和整个滤层体积的比例。
❖石英砂滤料的孔隙率为0.42左右，无烟煤滤 料的孔隙率为0.5-0.6左右。
18
二、水的过滤
过滤是使水中的胶粒、悬浮物被截留在滤层的 孔隙中或表面。
过滤的方法适合于混浊度低、污染比较轻的水 的处理。
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19
阻力截留（滤料表层） 重力沉降（滤料深层） 接触凝聚（滤料深层）
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过滤的原理
20
（二）过滤的工艺过程
过滤 生产清水
过滤 过程
冲洗
滤料再生 方法反冲
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本章主要解决三个问题： （1）饮料生产用水为什么要处理？ （2）饮料生产用水怎样处理？ （3）处理后的水应达到什么标准？
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1
❖第一节：软饮料用水的水质要求 ❖第二节：软饮料用水的水处理
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2
第二节 饮料加工用水的处理
水处理的目的
消除悬浮物、颜色、过高的碱 度和硬度，脱盐，杀菌。
悬浮杂质
❖ 为了提高混凝的效果，经常需要加入一些辅助药剂，
称助凝剂。 ❖ 常用的助凝剂有很多如用来调节pH值的碱、酸、石
灰等。 ❖ 有时水中的混浊度不稳定，为加快混凝，加入粘土
以加快粒子间的碰撞机会。
❖ 有机合成的絮凝剂可与其它混凝剂协同使用，也可 单独使用，如藻酸钠、聚丙烯酸钠、CMC-Na等。
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从而得到澄清。
胶体稳定的原因
同一种胶体的颗粒带有 相同电性的电荷
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5
1常用的混凝剂
常用的有铝盐和铁盐
铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝。 铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁。
作用机理
自身先溶解形成胶体，在与水中杂质作 用，以中和或吸附的形式使杂质凝聚成 大颗粒而沉淀。
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6
Chapter2 软饮料用水 及水处理
胶体
溶解性杂质
澄清过滤
混凝、絮凝和过滤
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石灰纯碱、离子 交换、ED或RO
3
一 混凝沉淀
水的沉淀
自然沉淀
除去水中较大的不 溶性悬浮性杂质
加药物（混凝） 沉淀
溶解性或悬浮于水 中的细小粒子(胶 体)
编辑ppt
4
混凝机理
通过添加混凝剂后，胶体颗粒表面 电荷被中和，破坏了胶体稳定性， 促使小颗粒变成大颗粒而下降，
❖一般每投入1mg/l 的硫酸铝需加入0.5 mg/l 的石灰 以调整水的pH 值。
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12
❖（3）碱式氯化铝 碱式氯化铝（PAC）或聚合氯化铝，
[Al2(OH)nCl6-n]m
其中：n=1-5，ｍ＜＝10
❖碱式氯化铝是一种新型的混凝剂。
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13
作用机理
在水中由于羟基的架桥作用而和铝离子 生成多核络合物，能使微生物吸附沉淀。
21
（三）过滤的形式
1. 砂滤池过滤法 无烟煤 细砂 中砂 粗砂
滤料层
小卵石 大卵石
垫层
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22
❖①过滤池中滤层厚度为60-70cm,其中滤料层 厚度45-50cm，垫层厚度20-30cm。
❖②常用的滤料有：天然砂、人工破碎的石英 砂、活性炭、磁铁矿石、大理石等；
❖③滤料的作用：具有吸附悬浮颗粒的表面， 是完成过滤作用的基本介质。
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15
❖（4）铁盐 常用的是硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，氯
化铁(FeCl3·6H2O)和硫酸铁。
❖国内用于水处理的是前两种，铁盐在水中发
生水解产生了Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3作用过 程与铝盐相似。
编辑ppt
16
铁盐使用时的注意事项
Fe(OH)2氧化产生Fe(OH)3的反应在pH值＞
带大量正电荷，能有效地吸附水中带有 负电荷的胶粒，因而与吸附的污物在一 起形成大的聚体而沉淀除去。
编辑ppt
14
碱式氯化铝优点
一般用量0.005-0.01%
pH值范围为6-8（5-9）； 温度适宜范围20-30℃，在相同的效果 下，其用量仅为硫酸铝的25-50%。
从目前发展情况来看，有代替前述明矾和 硫酸铝而成为主要的无机凝聚剂的趋势。
①
8.0时才能完成，故水处理时需要加石灰去除 水中CO2。每投加１mg/L FeSO4，需要加
0.37mg/L的CaO。
②
用FeSO4·7H2O时有效剂量一般 为14-70mg/l
pH值＞６时，铁离子与水中腐植酸 ③ 生成不沉淀的有色化合物，所以铁
盐不适合加入混凝剂 时应快速搅拌
编辑ppt
10
明矾的加入量
❖一般为0.001％-0.02％，为了加速混凝， 加入前需把明矾块弄碎，并在加入后用木 棒搅1-2min。
编辑ppt
11
❖（2）硫酸铝
❖加入水中的反应原理同明矾；
❖硫酸铝是强酸弱碱盐，水解时使水的酸度增 加，会导致Al（OH）3溶解；
❖因此硫酸铝往往和石灰、氢氧化钠或酸一起 用，以调节水的pH最佳为6.5-7.5。
❖级配的表示
Ｋ＝d80/d10
❖式中 Ｋ―不均匀系数 d80― 80%滤料通过的筛孔直径 d10― 10%滤料通过的筛孔直径
❖Ｋ越大，则粗细颗粒差别越大
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25
Ｋ过大的缺点
①各种粒径滤料互相掺杂，降低了孔隙率，对 过滤不利。
②反冲时，过大的颗粒可能冲不动，而过小的 颗粒可能随水流失。
我国规定，普通过滤池Ｋ＝2-2.2。
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8
Al（OH）3凝聚机理
1
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
2
氢氧化铝可吸 附水中的自然 胶体和悬浮物
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9
使用时的注意事项
水的pH值
一般要求待处 理水的pH为 6.5-7.5；
水温
搅拌
一般要求水温 25-35℃； 当温度高于 40℃生成的絮 凝物细小， 不利于沉淀
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（1） 滤料的选择
足够的化学稳定性，过滤时不溶于水，不产生有害 和有毒物质
足够的机械强度
适宜的级配和足够的孔隙率。
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24
❖级配：指滤料粒径的范围及在此范围内各
种粒径的数量比例。
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❖（1） 明矾 ［KAl2(SO4)2]·12H2O或 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O；
❖一种复盐，在水中Al2(SO4)3发生水解作用生 成氢氧化铝
Al2(SO4)3→2Al3++3SO42Al3++H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O→Al(OH)3 ↓ +H+
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26
❖滤料层的孔隙率，是指滤料的孔隙体积
和整个滤层体积的比例。
❖石英砂滤料的孔隙率为0.42左右，无烟煤滤 料的孔隙率为0.5-0.6左右。
18
二、水的过滤
过滤是使水中的胶粒、悬浮物被截留在滤层的 孔隙中或表面。
过滤的方法适合于混浊度低、污染比较轻的水 的处理。
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19
阻力截留（滤料表层） 重力沉降（滤料深层） 接触凝聚（滤料深层）
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过滤的原理
20
（二）过滤的工艺过程
过滤 生产清水
过滤 过程
冲洗
滤料再生 方法反冲
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本章主要解决三个问题： （1）饮料生产用水为什么要处理？ （2）饮料生产用水怎样处理？ （3）处理后的水应达到什么标准？
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1
❖第一节：软饮料用水的水质要求 ❖第二节：软饮料用水的水处理
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2
第二节 饮料加工用水的处理
水处理的目的
消除悬浮物、颜色、过高的碱 度和硬度，脱盐，杀菌。
悬浮杂质
❖ 为了提高混凝的效果，经常需要加入一些辅助药剂，
称助凝剂。 ❖ 常用的助凝剂有很多如用来调节pH值的碱、酸、石
灰等。 ❖ 有时水中的混浊度不稳定，为加快混凝，加入粘土
以加快粒子间的碰撞机会。
❖ 有机合成的絮凝剂可与其它混凝剂协同使用，也可 单独使用，如藻酸钠、聚丙烯酸钠、CMC-Na等。
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从而得到澄清。
胶体稳定的原因
同一种胶体的颗粒带有 相同电性的电荷
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5
1常用的混凝剂
常用的有铝盐和铁盐
铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝。 铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁。
作用机理
自身先溶解形成胶体，在与水中杂质作 用，以中和或吸附的形式使杂质凝聚成 大颗粒而沉淀。
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6
Chapter2 软饮料用水 及水处理
胶体
溶解性杂质
澄清过滤
混凝、絮凝和过滤
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石灰纯碱、离子 交换、ED或RO
3
一 混凝沉淀
水的沉淀
自然沉淀
除去水中较大的不 溶性悬浮性杂质
加药物（混凝） 沉淀
溶解性或悬浮于水 中的细小粒子(胶 体)
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4
混凝机理
通过添加混凝剂后，胶体颗粒表面 电荷被中和，破坏了胶体稳定性， 促使小颗粒变成大颗粒而下降，
❖一般每投入1mg/l 的硫酸铝需加入0.5 mg/l 的石灰 以调整水的pH 值。
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12
❖（3）碱式氯化铝 碱式氯化铝（PAC）或聚合氯化铝，
[Al2(OH)nCl6-n]m
其中：n=1-5，ｍ＜＝10
❖碱式氯化铝是一种新型的混凝剂。
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13
作用机理
在水中由于羟基的架桥作用而和铝离子 生成多核络合物，能使微生物吸附沉淀。
21
（三）过滤的形式
1. 砂滤池过滤法 无烟煤 细砂 中砂 粗砂
滤料层
小卵石 大卵石
垫层
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22
❖①过滤池中滤层厚度为60-70cm,其中滤料层 厚度45-50cm，垫层厚度20-30cm。
❖②常用的滤料有：天然砂、人工破碎的石英 砂、活性炭、磁铁矿石、大理石等；
❖③滤料的作用：具有吸附悬浮颗粒的表面， 是完成过滤作用的基本介质。
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15
❖（4）铁盐 常用的是硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，氯
化铁(FeCl3·6H2O)和硫酸铁。
❖国内用于水处理的是前两种，铁盐在水中发
生水解产生了Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3作用过 程与铝盐相似。
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16
铁盐使用时的注意事项
Fe(OH)2氧化产生Fe(OH)3的反应在pH值＞
带大量正电荷，能有效地吸附水中带有 负电荷的胶粒，因而与吸附的污物在一 起形成大的聚体而沉淀除去。
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14
碱式氯化铝优点
一般用量0.005-0.01%
pH值范围为6-8（5-9）； 温度适宜范围20-30℃，在相同的效果 下，其用量仅为硫酸铝的25-50%。
从目前发展情况来看，有代替前述明矾和 硫酸铝而成为主要的无机凝聚剂的趋势。
①
8.0时才能完成，故水处理时需要加石灰去除 水中CO2。每投加１mg/L FeSO4，需要加
0.37mg/L的CaO。
②
用FeSO4·7H2O时有效剂量一般 为14-70mg/l
pH值＞６时，铁离子与水中腐植酸 ③ 生成不沉淀的有色化合物，所以铁
盐不适合加入混凝剂 时应快速搅拌
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10
明矾的加入量
❖一般为0.001％-0.02％，为了加速混凝， 加入前需把明矾块弄碎，并在加入后用木 棒搅1-2min。
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11
❖（2）硫酸铝
❖加入水中的反应原理同明矾；
❖硫酸铝是强酸弱碱盐，水解时使水的酸度增 加，会导致Al（OH）3溶解；
❖因此硫酸铝往往和石灰、氢氧化钠或酸一起 用，以调节水的pH最佳为6.5-7.5。
❖级配的表示
Ｋ＝d80/d10
❖式中 Ｋ―不均匀系数 d80― 80%滤料通过的筛孔直径 d10― 10%滤料通过的筛孔直径
❖Ｋ越大，则粗细颗粒差别越大
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Ｋ过大的缺点
①各种粒径滤料互相掺杂，降低了孔隙率，对 过滤不利。
②反冲时，过大的颗粒可能冲不动，而过小的 颗粒可能随水流失。
我国规定，普通过滤池Ｋ＝2-2.2。
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Al（OH）3凝聚机理
1
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
2
氢氧化铝可吸 附水中的自然 胶体和悬浮物
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使用时的注意事项
水的pH值
一般要求待处 理水的pH为 6.5-7.5；
水温
搅拌
一般要求水温 25-35℃； 当温度高于 40℃生成的絮 凝物细小， 不利于沉淀