第二章 水和空气处理.ppt

第二章 水和空气处理 第一节 发酵用水的来源及改良 一、发酵用水的来源 自来水 自来水：是将地表水或地下水经过人工沉淀、过滤、消毒等工艺处理后,达到GB5749 - 85 国家标准的水。 特点：自来水含有有机物少，但有些地区自来水硬度高，另外,在人工沉淀后残留相当量的余氯,甚至会有较浓的漂白粉味道。 地表水 地表水：由大气降水到地面而汇集而成的水，包括河流水、湖泊水、池塘水(除海水)。 特点：由于受工业废水、生活污水、农药残留物及自身对地表盐层的溶解的影响，这类水中含有大量的泥砂、胶体、有机物、盐类及微生物，甚至含有大量有毒、有害物质。 地下水 地下水：是由地表水渗透的地下汇集而成的水，是许多酒厂工艺用水的主要来源。 特点：这类水的悬浮物和胶体含量较少，但是含盐量普遍较高，溶解性总固体较多。由于地下水对地下矿藏的冲刷、溶解，因此地下水含有铁、锰及其它重金属离子的现象较为普遍 。 二、水质对发酵工艺的影响 水作为培养基中最大的组成成分，它的含量不仅会对微生物生长造成影响， 而且，其中含有的多种金属离子、硬度以及微生物等都会对发酵产生明显的作用。 1、发酵用水硬度的影响 水的硬度：水中所含钙离子、镁离子和水中存在的碳酸根离子、硫酸根离子、氯离子、硝酸根离子所形成盐类的质量浓度称为水的硬度。 分类： 暂时硬度：碳酸盐硬度，加热可除。 永久硬度：硫酸盐硬度，不易去除。 2、发酵用水离子浓度的影响 适量的无机离子保证了有益微生物的繁殖促进了发酵。如： 曲霉孢子没有Mg2+就不能生长，曲料中缺少Mg2+时酶含量则显著降低 。 Ca2+能使淀粉酶不易被破坏。 酿酒生化反应中脂肪酸(乙酸、己酸等) 的形成需要HCO3-、Mn2+来催化 。 曲霉孢子的形成和菌体的生长都需要磷酸盐的存在。 选择水源或对水的处理不当,也能对发酵产物（白酒）起反面作用。如： (1)水中含钙、镁盐过多,会引起酒沉淀并产生苦味； (2)水中含铁过多使酒带铁腥味； (3)铜离子过高时酒会显蓝色； (4)氯离子浓度过高呈咸味； (5)铜离子、锌离子过量时,具有收敛性苦味； (6)水中Na+ 、K+ 含量过高,使酒变得粗糙； (7)Fe2+ 含量过高,使酒带黄色,酒呈铁腥味； 选择水源或对水的处理不当,也能对发酵产物（白酒）起反面作用。如： (8)Mn2+ 是许多酶的辅基,能促进蛋白质的活性,过多能搅乱酒的正常发酵 (9)Pb4+ 、Cr3+ 、Zn2+ 都是金属离子,是酵母的毒素。过量使酶失活,酵母不能正常的生长、繁殖、发酵； (9)Cl-具有强烈的咸味,适量能使酒丰满、爽口、柔和,过量能引起酵母早衰,使发酵不完全,酒味粗糙； (10)NO2- 、NO3- 是致癌物质,也是酵母的强烈毒素,使酵母改变遗传,发酵性能降低,影响正常发酵； (11)F- 过高,抑制酵母生长,对发酵不利。 3、发酵用水卫生指标的影响 发酵用水的主要卫生指标有： 亚硝酸盐、氰化物、重金属、硫化物、砷化物等。 微生物 三、发酵用水的改良与处理 一般而言天然的地下水或城市自来水很多情况下都不能直接作为发酵用水，均需要通过物理或化学的方法进行改良处理，以控制水的硬度和离子浓度等影响发酵的重要指标。 发酵用水的处理通常有以下几种方法： 酸法、石膏或氯化钙法、电渗析法、反渗透法、石灰水法、离子交换法。 3.1 离子交换法 是白酒厂普遍采用的水处理方法。 使用离子交换树脂与水中的阴、阳离子进行交换即可反应吸附水中的各种离子。再以酸、碱溶液冲洗等再生法将离子交换树脂上的钙镁等离子洗脱后，可继续使用。 特点：此种方法的优点是生产费用低，膜使用寿命长，除盐效果好，缺点是耗电量大，设备投资费用高，不能除去非离子态杂质。 3.1 离子交换法 3.1 离子交换法 3.1 离子交换法 3.1 离子交换法 3.2 反渗透法 反渗透膜是由适当亲水基团的多孔材料组成。在盐溶液中, 膜表面有选择性吸附能力, 即吸附水分子而排斥盐分子, 这样就在膜和溶液界面上形成了一个纯水层, 在反渗透压力推动作用下, 此水层的纯水通过膜的毛细作用而连续不断地流出 。 特点：反渗透膜的分离属纯物理过程, 无相的变化, 对水中微粒、悬浮物、小分子有机物和微生物能完全去除, 对无机盐类杂质的去除率一般在96% 以上。 用反渗透膜脱盐比一般离子交换和蒸馏法具有更高的效率和经济性。 3.2 反渗透法 3.2 反渗透法 3.2 反渗透法 3.3 电渗析法 电渗析法是膜分离技术中的一种,在直流电场的作用下,使水中的阴、阳离子定向移动,并利用电渗析阴阳膜对阴、阳离子的选择透过性,达到水中阴、阳离子分离,使水软化的目的。 特点：设备成本适中,耗电量较少,适用于含盐量不高的水。 对于含盐量过高的水,处理较为困难;无法处理水