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第一章 饮料用水及水处理 本章主要内容： 饮料用水的水质要求 饮料用水的处理 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。 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 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 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：表1-3 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、饮料用水的水质要求 符合GB 5749-2006 《生活饮用水卫生标准》 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。 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 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。 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。 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。 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。 常用助凝剂： 活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素