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。
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（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
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（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。
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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。
• 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。
（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
。
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三、饮料用水的水质要求
• 符合GB 5749-2006 《生活饮用水卫生标 准》
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第二节 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 。
– 重力沉降：杂质因重力作用沉降到滤料颗粒 表面。
– 2020/5/26 接触凝聚：过滤介质与杂质颗粒之间产生吸
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本章主要内容：
• 饮料用水的水质要求 • 饮料用水的处理
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学习目标：
• 1、了解天然水源的类型及特点。 • 2、了解水质对饮料品质的影响，掌握饮
料用水的水质要求。 • 3、掌握饮料用水处理的基本原理、方法
与步骤。
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第一节 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 + 原料的溶剂 • 水质的好坏将直接影响到饮料产品的质
• 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。
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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
量。
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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
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（1）悬浮物
• 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。
• 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。
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（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
• 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
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一、混凝
• 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：主要是Ca2+、Mg2+ 、Fe2+ 、 Mn2+ 、HCO3- 、CO32- 、SO42- 、Cபைடு நூலகம்- 等 。
– 构成水的硬度和碱度。
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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
– 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。
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（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。
• 水硬度的分类：表1-3
– 2020/5/26 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；
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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。
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3、助凝剂
• 助凝剂：为了提高混凝效果，加速沉降， 而加入的辅助物质。