第二章软饮料加工工艺.pptx

第二章 软饮料加工工艺Soft drink processing;第一节 软饮料的分类及水处理;2 饮料用水及处理方法;水中的污染 粒子 可溶性无机物： Ca、Mg、Si，CO2、N、P等 可溶性有机物：如除草剂、杀虫剂、气溶胶、 动植物组织腐蚀物 微生物 水的硬度：水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+盐类的含量。 通用单位mmol/L;总硬度 碳酸盐硬度（暂时硬度）: Ca(HCO3)2、 Mg (HCO3)2、 CaCO3、 MgCO3 非碳酸盐硬度（永久硬度）：CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4、Ca(NO3)2、 Mg (NO3)2等 水的硬度一般分类（ mmol/L） 很软水 0~1.4265 软水 1.4265~2.8530 中等硬水 2.8530~5.7061 硬水 5.7061~10.6989 很硬水 ＞10.6989;水的碱度取决于天然水中能与H+结合的OH-、CO3-和HCO3-的含量。 天然水中通常仅存在HCO3-。 水处理技术 -混凝沉淀 -过滤 -石灰软化 -电渗析 -反渗透、超滤 -离子交换;2.1 混凝和过滤;聚合氯化铝（PAC） 效果好 用量：0.005%~0.01% 铁盐（FeSO47H2O 最常用 Fe2(SO4)3 、FeCL3） FeSO4+Ca(HCO3)2→Fe(OH)2+CaSO4+2CO2↑ 4Fe(OH)2+2HO+O → 4Fe(OH)3 Fe2(SO4)3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3+3CaSO4+6CO2↑ Ca(OH)2+CO2 → CaCO3↓+H2O 助滤剂 活性硅酸、海藻酸钠、CMC、粘土以及化学合成的高分子助凝剂包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺（PMA）、聚丙烯等 ;2.1.2 过滤 ① 砂滤 原理：原水通过粒状（滤料）介质层时，其中一些悬浮物和胶体物被截留在孔隙中或介质表面。过滤过程是阻力截留、重力沉降和接触凝聚的综合。 过滤工艺过程：过滤与冲洗 ② 其他过滤器 砂滤棒过滤器 适用于较好水质 微孔膜过滤器（高分子材料的滤膜） 活性碳过滤器 化学吸附去除氯，有机吸附去除可溶性有机物;;传统单一滤料 双层或多层滤料 理想级配滤;;2.2 石灰软化 2.3 电渗析 2.3.1 原理：通过具有选择透性和良好导电性的离子交换膜，在外加直流电场作用下，根据异性相吸、同性相斥原理，使原水中的离子分别透过阴离子和阳离子交换膜，从而降低水中溶解的固形物，达到净化的目的。 常用于海水和咸水淡化。 2.3.2 结垢与去垢方法 倒换电极 3~8h 定期酸洗 浓度1%~2%HCl/2~3h→pH3~4 碱洗 有机杂质污染阴膜 0.1mol/L NaOH;14;2.4 反渗透;2.4.2 反渗透与超滤 反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）和微滤（MF）都是以压力差为推动力的膜分离过程，它们没有本质区别，只是渗透膜的孔径大小不同，截留物质的相对分子量不同。;17;;2.4.3 反渗透膜 膜的种类： 醋酸纤维素膜（CA膜） 芳香聚酰胺膜 高分子电解质膜 无机质膜及其他;膜的主要参数 ① 透水率 单位时间通过膜面积的水的体积流量，单位：cm3/(cm2.s)，最常用cm3/(cm2.h) ② 透盐率 盐通过膜的速率，与压力无关。透盐率小好。 评价膜分离性能最常用的指标是脱盐率，其含义与透盐率相反（溶质截留百分率）。 ③ 抗压实性 操作压力和温度引起，造成透水率不断下降。 压实系数m越小越好，反渗透膜要求m≯0.03。;2.5 离子交换;性能：密度、含水率、溶胀性、机械强度、耐热性、酸性、碱性、选择性和交换容量。 离子交换树脂的选择原则 选择大容量、高强度树脂 同类型树脂中，弱型比强型的交换容量大，但机械强度差 根据原水中需除去离子的种类选择 吸附性较强的离子（Ca2+、Mg2+），选用弱酸性或弱碱性树脂 吸附性较弱的离子(K+、Na+、HCO3-、HSiO3-)，选用强酸性或强碱性树脂; 2.5.3 离子交换水处理装置 单级离子交换器（单床） 多级（多床） 固定床 复合（复床） 混合（混合床） 双层（双层床）