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软饮料工艺学 第一章 水及水处理 教学目的、要求: 了解水中的杂质及其分类 了解水中杂质的处理方法及原理 掌握饮料用水的水源处理方法的选择原则 教学重点及难点：重点软饮料的概述和分类；难点软饮料用水的处理 软饮料用水的水质要求 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。 软饮料用水的水质要求 ：水占饮料85～95％ 天然水的分类及其特点 1、地表水 包括河水、江水、湖水和水库等。由于地表水是在地面流过，矿物质较少，这类水的硬度约为1.0～8.0毫克当量／升。 但河水不一定是地表水，也有的是地下水穿过土层而流入大河。所以河水除含有泥沙、有机物外，还有多种的可溶性盐类，我国江河水含盐量通常为70~990mg/l。 近年来，由于工业的发展，大量含有有害成分的废水排入江河，引起地表水污染，也增加了饮料工业用水的困难 2、地下水 地下水主要是指井水、泉水和自流井等 。由于经过地层的渗透和过滤而溶入了各种可溶性矿物质，如钙、镁、铁的碳酸氢盐等，其含量多少取决于其流经的地质层中的矿物质含量。地下水一般含盐量为100~5000mg/l。硬度约为2~10克当量／升，有的高达10~25克当量升。但由于水透过地质层时，形成了一个自然过滤过程，所以它很少含有泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。  3、自来水 水质好且稳定，但水价高 天然水中的杂质 天然水在自然界循环过程中，不断地和外界接，使空气中、陆地上和地下岩层中各种物质溶或混入。因此，在自然界里没有绝对纯洁的水，它们都受到不同程度的污染。 天然水源中杂质分类 天然水源 中的杂质，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。 （１）悬浮物质 天然水中凡是料度大于0.2um的杂质统称为悬浮物。这类杂物使水质呈混浊状态，在静置时会自行沉降。悬浮杂质主要是泥土、砂料之类的无机物质，也在浮游生物（如蓝藻类、绿藻类、硅藻类）及微生物。 悬浮物质在成品饮料中能沉出来，生成瓶底积垢或絮状沉的蓬松性微粒。有害的微生物不仅影响产品风味，而且还会导致产品变质。 （2）胶体物质 胶体物质的大小大致为0.001～0.20μm。具有两个很重要的特性： （１）光线照射上去，被散射而呈混浊的丁达尔现象。 （２）因吸附水中大量离子而不能自行下沉，即具有稳定性。 胶体物质多数是粘土性无机胶体，它造成水质混浊。高分子有机胶体是分子量很大的物质，一般是动植物残骸经过腐蚀分解的腐植酸、腐植质等，是造成水质带色的原因。 （3）.溶解物质 这类杂质的微粒在0.001um以下，以分子或离子状态存在于水中。溶解物主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。①溶解气体：天然水源中的溶 解气体主要是氧气和二氧化碳，此外是硫化氢和氯气等。这些气体的存在会影响碳酸气饮料中CO2的溶解量及产生异味。②溶解盐类：天然水中常含的无机盐离子,所含溶解盐的种类和数量，因地区不同差很大。这些无机盐构成了水的硬度和碱度。 １.水的硬度:硬度是指水中离子沉淀肥皂的能力。 硬脂酸钠+钙或镁离子→ 硬脂酸钙或镁 (肥皂) (沉淀物) 所以,水的硬度决定于水中钙、镁盐类的总含量。即水的硬度大小，通常指的是水中钙离子和镁离子盐类的含量。 硬度分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 碳酸盐硬度（又称暂时硬度），主要化学成分是钙、原重碳酸盐，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。 Ca(HCO3) → CaCO3 +CO2 +H2O Mg(HCO3) → Mg(OH)2 + CO２ 非碳酸盐硬度（又称永久硬度）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。 总硬度＝[Ca2+]/20.04+[Mg2+]/12.15  式中[Ca2+] 、 [Mg2+] 表示水中钙、镁离子含量（mg/l）。 根据水质分析结果，可算出总硬度。硬度通用单位为毫克当量／升。也可用度表示，即１升水中含有10mg CaO为硬度１度。其换算关系为：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。 ２碱度：