第1章 飲料用水的水質(zhì)要求

1、第第1章章 飲料用水及水處理飲料用水及水處理 1 飲料用水的水質(zhì)要求飲料用水的水質(zhì)要求 1.1 水源的分類及其特點(diǎn)水源的分類及其特點(diǎn) 地表水、地下水和城市自來水。地表水、地下水和城市自來水。 1.1.1 地表水地表水 地球表面所存積的天然水。包括江水、河水、湖地球表面所存積的天然水。包括江水、河水、湖水、水庫水、池塘水和淺井水等。應(yīng)當(dāng)指出，江水、水庫水、池塘水和淺井水等。應(yīng)當(dāng)指出，江河水不一定全部是地表水，其中部分可能是地下河水不一定全部是地表水，其中部分可能是地下水穿過土層或巖層而流至地表。水穿過土層或巖層而流至地表。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 水量豐富；礦物質(zhì)含量較少；水質(zhì)不穩(wěn)定；常常水量豐富；礦物質(zhì)

2、含量較少；水質(zhì)不穩(wěn)定；常常污染有雜質(zhì)；有時(shí)還會被有害物質(zhì)污染。污染有雜質(zhì)；有時(shí)還會被有害物質(zhì)污染。1.1.1.2 地下水地下水 地下水是指經(jīng)過地層的滲透、過濾，進(jìn)入地層并地下水是指經(jīng)過地層的滲透、過濾，進(jìn)入地層并存積在地層中的天然水。主要包括深井水、泉水存積在地層中的天然水。主要包括深井水、泉水和自流井水等。和自流井水等。 其特點(diǎn)是水質(zhì)較澄清，水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含其特點(diǎn)是水質(zhì)較澄清，水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高。量較高。 地質(zhì)層是一個(gè)自然過濾層，可濾去大部分懸浮物、地質(zhì)層是一個(gè)自然過濾層，可濾去大部分懸浮物、水草、藻類、微生物等，因此水質(zhì)較澄清。此外，水草、藻類、微生物等，因此水質(zhì)較澄清。此

3、外，地下深處受氣候影響較小，冬暖夏涼，溫度變化地下深處受氣候影響較小，冬暖夏涼，溫度變化小。但是地下水流經(jīng)地下，會溶入較多的可溶性小。但是地下水流經(jīng)地下，會溶入較多的可溶性礦物質(zhì)。礦物質(zhì)。 1.1.1.3 城市自來水城市自來水 主要是指地表水經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃幚砉に嚕|(zhì)達(dá)主要是指地表水經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃幚砉に?，水質(zhì)達(dá)到一定要求并儲存在水塔中的水。到一定要求并儲存在水塔中的水。 由于飲料廠多數(shù)設(shè)在城市，以自來水為水源，故由于飲料廠多數(shù)設(shè)在城市，以自來水為水源，故在此也作為水源考慮。在此也作為水源考慮。 特點(diǎn)為水質(zhì)好且穩(wěn)定，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；水特點(diǎn)為水質(zhì)好且穩(wěn)定，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；水處理設(shè)備簡單，容

4、易處理，一次性投資??；但水處理設(shè)備簡單，容易處理，一次性投資??；但水價(jià)高，經(jīng)常性費(fèi)用大。使用時(shí)只要注意控制價(jià)高，經(jīng)常性費(fèi)用大。使用時(shí)只要注意控制Cl、Fe3含量及堿度、微生物量即可。含量及堿度、微生物量即可。1.2 水中雜質(zhì)及對飲料生產(chǎn)的影響水中雜質(zhì)及對飲料生產(chǎn)的影響 1.1.2.1 天然水源中雜質(zhì)的分類天然水源中雜質(zhì)的分類 天然水源中的雜質(zhì)，按其微粒分散的程度，天然水源中的雜質(zhì)，按其微粒分散的程度，大致可分為溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)大致可分為溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)3類。類。雜質(zhì)類型雜質(zhì)類型溶解物質(zhì)溶解物質(zhì)膠體物質(zhì)膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)懸浮物質(zhì)粒徑粒徑特征特征識別識別1nm透明透明電子顯微

5、鏡電子顯微鏡1200nm光照下混濁光照下混濁超顯微鏡超顯微鏡200nm混濁（肉眼可見）混濁（肉眼可見）普通顯微鏡普通顯微鏡常用處理法常用處理法離子交換離子交換混凝、澄清、自然沉降、過濾混凝、澄清、自然沉降、過濾 1.2.2 水源中雜質(zhì)特征及對飲料品質(zhì)的影響水源中雜質(zhì)特征及對飲料品質(zhì)的影響 1.2.2.1 懸浮物質(zhì)懸浮物質(zhì) 主要是主要是泥土泥土、砂粒砂粒之類的無機(jī)物質(zhì)；之類的無機(jī)物質(zhì)； 也有也有浮游生物浮游生物（如藍(lán)藻類、綠藻類、硅藻（如藍(lán)藻類、綠藻類、硅藻類）及類）及微生物微生物等。等。 這類雜質(zhì)這類雜質(zhì)使水質(zhì)呈現(xiàn)混濁狀態(tài)使水質(zhì)呈現(xiàn)混濁狀態(tài)；敗壞飲料；敗壞飲料的嗅、色、味；有害微生物還可危及消

6、費(fèi)的嗅、色、味；有害微生物還可危及消費(fèi)者健康。者健康。1.2.2.2 膠體物質(zhì)膠體物質(zhì) 水中的膠體物質(zhì)分為水中的膠體物質(zhì)分為無機(jī)膠體無機(jī)膠體和和有機(jī)膠體有機(jī)膠體兩種。兩種。 無機(jī)膠體無機(jī)膠體如黏土和硅酸膠體，是由許多離子和分如黏土和硅酸膠體，是由許多離子和分子聚集而成的，占水中膠體的大部分；子聚集而成的，占水中膠體的大部分； 是造成水質(zhì)是造成水質(zhì)混濁混濁的主要原因。的主要原因。 有機(jī)膠體是一類分子質(zhì)量很大的高分子物質(zhì)，一有機(jī)膠體是一類分子質(zhì)量很大的高分子物質(zhì)，一般是動(dòng)植物殘骸經(jīng)過微生物分解和腐蝕而產(chǎn)生的般是動(dòng)植物殘骸經(jīng)過微生物分解和腐蝕而產(chǎn)生的腐殖酸、腐殖質(zhì)等。腐殖酸、腐殖質(zhì)等。 造成水質(zhì)造成

7、水質(zhì)帶色帶色的主要原因。的主要原因。1.2.2.3 溶解物質(zhì)溶解物質(zhì) 以分子或離子狀態(tài)存在于水中。溶解物質(zhì)以分子或離子狀態(tài)存在于水中。溶解物質(zhì)主要是溶解氣體、溶解鹽類和其他有機(jī)物。主要是溶解氣體、溶解鹽類和其他有機(jī)物。 （1）溶解氣體）溶解氣體 主要是主要是O2和和CO2，此外是，此外是H2S和和Cl2等。等。 會影響會影響碳酸飲料碳酸飲料中中CO2的溶解量的溶解量并產(chǎn)生并產(chǎn)生異異味味， 影響影響其他飲料其他飲料的的風(fēng)味風(fēng)味、色澤色澤。 （2）溶解鹽類）溶解鹽類 天然水中常含有天然水中常含有無機(jī)鹽離子無機(jī)鹽離子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+等等陽離子陽離子；OH、HCO3、CO32等等陰

8、離子陰離子。 所含溶解鹽類的所含溶解鹽類的種類種類和和數(shù)量數(shù)量，因，因地區(qū)不同地區(qū)不同差異很大。差異很大。 這些無機(jī)鹽構(gòu)成了這些無機(jī)鹽構(gòu)成了水的硬度水的硬度和和堿度堿度。 水的硬度水的硬度 A 定義定義 是指是指水中離子沉淀肥皂的能力水中離子沉淀肥皂的能力。 水的硬度大小，通常指的是水中水的硬度大小，通常指的是水中Ca2和和Mg2鹽類鹽類的含量。的含量。 B 種類種類 水的硬度分為碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）、水的硬度分為碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）、非碳酸鹽硬度（永久硬度）和總硬度。非碳酸鹽硬度（永久硬度）和總硬度。 碳酸鹽硬度碳酸鹽硬度的主要化學(xué)成分是鈣、鎂的重碳酸鹽，的主要化學(xué)成分是鈣、鎂的重碳酸鹽

9、，其次是鈣、鎂的碳酸鹽。其次是鈣、鎂的碳酸鹽。 由于這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就分解成為溶解度很由于這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就分解成為溶解度很小的碳酸鹽，硬度大部可除去，故又稱暫時(shí)硬度。小的碳酸鹽，硬度大部可除去，故又稱暫時(shí)硬度。 非碳酸鹽硬度非碳酸鹽硬度表示水中鈣、鎂的氯化物（表示水中鈣、鎂的氯化物（CaCl2、MgCl2）、硫酸鹽（）、硫酸鹽（CaSO4、MgSO4)、硝酸鹽、硝酸鹽（Ca(NO3)2、Mg(NO3)2）等鹽類的含量。）等鹽類的含量。 這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會發(fā)生沉淀，硬度不變化，這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會發(fā)生沉淀，硬度不變化，故又稱永久硬度。故又稱永久硬度。 總硬度總硬度是暫時(shí)硬度和永久

10、硬度之和是暫時(shí)硬度和永久硬度之和。C 表示方法表示方法 a 德國度德國度（d） 1德國度或硬度德國度或硬度1度是指度是指1升水中含有相當(dāng)升水中含有相當(dāng)于于10毫克的氧化鈣毫克的氧化鈣（CaO），這是），這是我國我國目前最普遍使用的目前最普遍使用的一種表示水硬度的方法。一種表示水硬度的方法。 b 美國度美國度（mg/L） 1美國度是指美國度是指1升水中含有相當(dāng)于升水中含有相當(dāng)于1毫毫克碳酸鈣克碳酸鈣。 c mmol/L 1mmol/L是指是指1升水中含有相當(dāng)于升水中含有相當(dāng)于100毫克的毫克的碳酸鈣碳酸鈣。 d 法國度法國度（f） 1法國度是指法國度是指1升水中含有相當(dāng)于升水中含有相當(dāng)于10毫克

11、毫克的碳酸鈣的碳酸鈣。 e 英國度英國度（e） 1英國度是指英國度是指1升水中含有相當(dāng)于升水中含有相當(dāng)于14.28毫毫克的碳酸鈣克的碳酸鈣。 通用單位為通用單位為mmol/L或或德國度德國度。 1德國度德國度=17.85mg/L=0.1785mmol/L=1.785法國度法國度=1.2521英國度英國度 D 水的級別水的級別 通常按水的硬度大小，把水分為通常按水的硬度大小，把水分為5個(gè)級別：個(gè)級別： 04d 極軟水極軟水 48d 軟水軟水 816d 中硬水中硬水 1630d 硬水硬水 30d以上以上 極硬水極硬水E 飲料用水水質(zhì)的硬度要求飲料用水水質(zhì)的硬度要求 飲料用水的水質(zhì)，要求硬度小于飲料

12、用水的水質(zhì)，要求硬度小于8.5 od。 當(dāng)水的硬度過大時(shí)，會產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和當(dāng)水的硬度過大時(shí)，會產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和有機(jī)酸鈣鹽沉淀，對飲料生產(chǎn)會產(chǎn)生一些有機(jī)酸鈣鹽沉淀，對飲料生產(chǎn)會產(chǎn)生一些不良影響，例如不良影響，例如Ca(HCO3)2等會與有機(jī)酸反等會與有機(jī)酸反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，影響產(chǎn)品感觀品質(zhì)；非碳酸應(yīng)產(chǎn)生沉淀，影響產(chǎn)品感觀品質(zhì)；非碳酸鹽硬度過高時(shí)，還會使飲料出現(xiàn)鹽味。另鹽硬度過高時(shí)，還會使飲料出現(xiàn)鹽味。另外，在洗瓶時(shí)，在浸瓶槽上形成水垢，會外，在洗瓶時(shí)，在浸瓶槽上形成水垢，會增加燒堿的用量。增加燒堿的用量。 水的堿度水的堿度 A 概念概念 是指水中能與是指水中能與H+結(jié)合的結(jié)合的OH，CO32和和H

13、CO3的含量，的含量，以以mmol/L表示。表示。 B 種類種類 氫氧化物堿度氫氧化物堿度：OH的含量；的含量； 碳酸鹽堿度碳酸鹽堿度： CO32的含量；的含量； 重碳酸鹽堿度重碳酸鹽堿度： HCO3的含量；的含量； 總堿度總堿度： OH，CO32和和HCO3的總含量。的總含量。 天然水中主要存在的堿度種類及原因？天然水中主要存在的堿度種類及原因？ 天然水中通常不含天然水中通常不含OH，又由于鈣、鎂碳酸鹽的溶解度很，又由于鈣、鎂碳酸鹽的溶解度很小，所以當(dāng)水中無鈉、鉀存在時(shí)，小，所以當(dāng)水中無鈉、鉀存在時(shí)，CO32的含量也很小。的含量也很小。因此，天然水中僅有因此，天然水中僅有HCO3存在，只有在

14、含存在，只有在含Na2CO3或或K2CO3的堿性水中，才存在有的堿性水中，才存在有CO32。C 堿度對飲料品質(zhì)的影響堿度對飲料品質(zhì)的影響 當(dāng)水的堿度過大時(shí)，同樣會對飲料生產(chǎn)產(chǎn)當(dāng)水的堿度過大時(shí)，同樣會對飲料生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響，主要有以下幾個(gè)方面：和生不良影響，主要有以下幾個(gè)方面：和金屬離子反應(yīng)形成水垢，產(chǎn)生不良?xì)馕叮唤饘匐x子反應(yīng)形成水垢，產(chǎn)生不良?xì)馕叮缓惋嬃现械挠袡C(jī)酸反應(yīng)，改變飲料的糖和飲料中的有機(jī)酸反應(yīng)，改變飲料的糖酸比與風(fēng)味；影響酸比與風(fēng)味；影響CO2的溶入量；造成的溶入量；造成飲料酸度下降，使微生物容易在飲料中生飲料酸度下降，使微生物容易在飲料中生存；生產(chǎn)果汁型碳酸飲料時(shí)，會與果汁存；生產(chǎn)果汁型碳酸飲料時(shí)，會與果汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀等。中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀等。 1.3 飲料用水的水質(zhì)要求飲料用水的水質(zhì)要求 除應(yīng)符合我國除應(yīng)符合我國“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”（GB5749-2006）外，還有特殊要求。）外，還有特殊要求。指標(biāo)指標(biāo)濁度濁度，度，度色度色度，度，度溶解性總固體，溶解性總固體，mg/L總硬度（以總硬度（以CaCO3計(jì)），計(jì)），mg/L鐵（以鐵（以Fe計(jì)），計(jì)），mg/L高錳酸鉀消耗量，高錳酸鉀消耗量，mg/L總堿度（以總堿度（以CaCO3計(jì)），計(jì)），mg/L游離