第1章 饮料用水水质要求

1、第第1章章 饮料用水及水处理饮料用水及水处理 1 饮料用水的水质要求饮料用水的水质要求 1.1 水源的分类及其特点水源的分类及其特点 地表水、地下水和城市自来水。地表水、地下水和城市自来水。 1.1.1 地表水地表水 地球表面所存积的天然水。包括江水、河水、湖地球表面所存积的天然水。包括江水、河水、湖水、水库水、池塘水和浅井水等。应当指出，江水、水库水、池塘水和浅井水等。应当指出，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过土层或岩层而流至地表。水穿过土层或岩层而流至地表。 特点：特点： 水量丰富；矿物质含量较少；水质不稳定；常常水量丰富；矿物质

2、含量较少；水质不稳定；常常污染有杂质；有时还会被有害物质污染。污染有杂质；有时还会被有害物质污染。1.1.1.2 地下水地下水 地下水是指经过地层的渗透、过滤，进入地层并地下水是指经过地层的渗透、过滤，进入地层并存积在地层中的天然水。主要包括深井水、泉水存积在地层中的天然水。主要包括深井水、泉水和自流井水等。和自流井水等。 其特点是水质较澄清，水温较稳定，但矿物质含其特点是水质较澄清，水温较稳定，但矿物质含量较高。量较高。 地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分悬浮物、地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分悬浮物、水草、藻类、微生物等，因此水质较澄清。此外，水草、藻类、微生物等，因此水质较澄清。此

3、外，地下深处受气候影响较小，冬暖夏凉，温度变化地下深处受气候影响较小，冬暖夏凉，温度变化小。但是地下水流经地下，会溶入较多的可溶性小。但是地下水流经地下，会溶入较多的可溶性矿物质。矿物质。 1.1.1.3 城市自来水城市自来水 主要是指地表水经过适当的水处理工艺，水质达主要是指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。到一定要求并储存在水塔中的水。 由于饮料厂多数设在城市，以自来水为水源，故由于饮料厂多数设在城市，以自来水为水源，故在此也作为水源考虑。在此也作为水源考虑。 特点为水质好且稳定，符合生活饮用水标准；水特点为水质好且稳定，符合生活饮用水标准；水处理设备简单，容

4、易处理，一次性投资小；但水处理设备简单，容易处理，一次性投资小；但水价高，经常性费用大。使用时只要注意控制价高，经常性费用大。使用时只要注意控制Cl、Fe3含量及碱度、微生物量即可。含量及碱度、微生物量即可。1.2 水中杂质及对饮料生产的影响水中杂质及对饮料生产的影响 1.1.2.1 天然水源中杂质的分类天然水源中杂质的分类 天然水源中的杂质，按其微粒分散的程度，天然水源中的杂质，按其微粒分散的程度，大致可分为溶解物质、胶体物质和悬浮物质大致可分为溶解物质、胶体物质和悬浮物质3类。类。杂质类型杂质类型溶解物质溶解物质胶体物质胶体物质悬浮物质悬浮物质粒径粒径特征特征识别识别1nm透明透明电子显微

5、镜电子显微镜1200nm光照下混浊光照下混浊超显微镜超显微镜200nm混浊（肉眼可见）混浊（肉眼可见）普通显微镜普通显微镜常用处理法常用处理法离子交换离子交换混凝、澄清、自然沉降、过滤混凝、澄清、自然沉降、过滤 1.2.2 水源中杂质特征及对饮料品质的影响水源中杂质特征及对饮料品质的影响 1.2.2.1 悬浮物质悬浮物质 主要是主要是泥土泥土、砂粒砂粒之类的无机物质；之类的无机物质； 也有也有浮游生物浮游生物（如蓝藻类、绿藻类、硅藻（如蓝藻类、绿藻类、硅藻类）及类）及微生物微生物等。等。 这类杂质这类杂质使水质呈现混浊状态使水质呈现混浊状态；败坏饮料；败坏饮料的嗅、色、味；有害微生物还可危及消

6、费的嗅、色、味；有害微生物还可危及消费者健康。者健康。1.2.2.2 胶体物质胶体物质 水中的胶体物质分为水中的胶体物质分为无机胶体无机胶体和和有机胶体有机胶体两种。两种。 无机胶体无机胶体如黏土和硅酸胶体，是由许多离子和分如黏土和硅酸胶体，是由许多离子和分子聚集而成的，占水中胶体的大部分；子聚集而成的，占水中胶体的大部分； 是造成水质是造成水质混浊混浊的主要原因。的主要原因。 有机胶体是一类分子质量很大的高分子物质，一有机胶体是一类分子质量很大的高分子物质，一般是动植物残骸经过微生物分解和腐蚀而产生的般是动植物残骸经过微生物分解和腐蚀而产生的腐殖酸、腐殖质等。腐殖酸、腐殖质等。 造成水质造成

7、水质带色带色的主要原因。的主要原因。1.2.2.3 溶解物质溶解物质 以分子或离子状态存在于水中。溶解物质以分子或离子状态存在于水中。溶解物质主要是溶解气体、溶解盐类和其他有机物。主要是溶解气体、溶解盐类和其他有机物。 （1）溶解气体）溶解气体 主要是主要是O2和和CO2，此外是，此外是H2S和和Cl2等。等。 会影响会影响碳酸饮料碳酸饮料中中CO2的溶解量的溶解量并产生并产生异异味味， 影响影响其他饮料其他饮料的的风味风味、色泽色泽。 （2）溶解盐类）溶解盐类 天然水中常含有天然水中常含有无机盐离子无机盐离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+等等阳离子阳离子；OH、HCO3、CO32等等阴

8、离子阴离子。 所含溶解盐类的所含溶解盐类的种类种类和和数量数量，因，因地区不同地区不同差异很大。差异很大。 这些无机盐构成了这些无机盐构成了水的硬度水的硬度和和碱度碱度。 水的硬度水的硬度 A 定义定义 是指是指水中离子沉淀肥皂的能力水中离子沉淀肥皂的能力。 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盐类盐类的含量。的含量。 B 种类种类 水的硬度分为碳酸盐硬度（暂时硬度）、水的硬度分为碳酸盐硬度（暂时硬度）、非碳酸盐硬度（永久硬度）和总硬度。非碳酸盐硬度（永久硬度）和总硬度。 碳酸盐硬度碳酸盐硬度的主要化学成分是钙、镁的重碳酸盐，的主要化学成分是钙、镁的重碳酸盐

9、，其次是钙、镁的碳酸盐。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。小的碳酸盐，硬度大部可除去，故又称暂时硬度。 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度表示水中钙、镁的氯化物（表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、MgCl2）、硫酸盐（）、硫酸盐（CaSO4、MgSO4)、硝酸盐、硝酸盐（Ca(NO3)2、Mg(NO3)2）等盐类的含量。）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，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。故又称永久硬度。 总硬度总硬度是暂时硬度和永久

10、硬度之和是暂时硬度和永久硬度之和。C 表示方法表示方法 a 德国度德国度（d） 1德国度或硬度德国度或硬度1度是指度是指1升水中含有相当升水中含有相当于于10毫克的氧化钙毫克的氧化钙（CaO），这是），这是我国我国目前最普遍使用的目前最普遍使用的一种表示水硬度的方法。一种表示水硬度的方法。 b 美国度美国度（mg/L） 1美国度是指美国度是指1升水中含有相当于升水中含有相当于1毫毫克碳酸钙克碳酸钙。 c mmol/L 1mmol/L是指是指1升水中含有相当于升水中含有相当于100毫克的毫克的碳酸钙碳酸钙。 d 法国度法国度（f） 1法国度是指法国度是指1升水中含有相当于升水中含有相当于10毫克

11、毫克的碳酸钙的碳酸钙。 e 英国度英国度（e） 1英国度是指英国度是指1升水中含有相当于升水中含有相当于14.28毫毫克的碳酸钙克的碳酸钙。 通用单位为通用单位为mmol/L或或德国度德国度。 1德国度德国度=17.85mg/L=0.1785mmol/L=1.785法国度法国度=1.2521英国度英国度 D 水的级别水的级别 通常按水的硬度大小，把水分为通常按水的硬度大小，把水分为5个级别：个级别： 04d 极软水极软水 48d 软水软水 816d 中硬水中硬水 1630d 硬水硬水 30d以上以上 极硬水极硬水E 饮料用水水质的硬度要求饮料用水水质的硬度要求 饮料用水的水质，要求硬度小于饮料

12、用水的水质，要求硬度小于8.5 od。 当水的硬度过大时，会产生碳酸钙沉淀和当水的硬度过大时，会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀，对饮料生产会产生一些有机酸钙盐沉淀，对饮料生产会产生一些不良影响，例如不良影响，例如Ca(HCO3)2等会与有机酸反等会与有机酸反应产生沉淀，影响产品感观品质；非碳酸应产生沉淀，影响产品感观品质；非碳酸盐硬度过高时，还会使饮料出现盐味。另盐硬度过高时，还会使饮料出现盐味。另外，在洗瓶时，在浸瓶槽上形成水垢，会外，在洗瓶时，在浸瓶槽上形成水垢，会增加烧碱的用量。增加烧碱的用量。 水的碱度水的碱度 A 概念概念 是指水中能与是指水中能与H+结合的结合的OH，CO32和和H

13、CO3的含量，的含量，以以mmol/L表示。表示。 B 种类种类 氢氧化物碱度氢氧化物碱度：OH的含量；的含量； 碳酸盐碱度碳酸盐碱度： CO32的含量；的含量； 重碳酸盐碱度重碳酸盐碱度： HCO3的含量；的含量； 总碱度总碱度： OH，CO32和和HCO3的总含量。的总含量。 天然水中主要存在的碱度种类及原因？天然水中主要存在的碱度种类及原因？ 天然水中通常不含天然水中通常不含OH，又由于钙、镁碳酸盐的溶解度很，又由于钙、镁碳酸盐的溶解度很小，所以当水中无钠、钾存在时，小，所以当水中无钠、钾存在时，CO32的含量也很小。的含量也很小。因此，天然水中仅有因此，天然水中仅有HCO3存在，只有在

14、含存在，只有在含Na2CO3或或K2CO3的碱性水中，才存在有的碱性水中，才存在有CO32。C 碱度对饮料品质的影响碱度对饮料品质的影响 当水的碱度过大时，同样会对饮料生产产当水的碱度过大时，同样会对饮料生产产生不良影响，主要有以下几个方面：和生不良影响，主要有以下几个方面：和金属离子反应形成水垢，产生不良气味；金属离子反应形成水垢，产生不良气味；和饮料中的有机酸反应，改变饮料的糖和饮料中的有机酸反应，改变饮料的糖酸比与风味；影响酸比与风味；影响CO2的溶入量；造成的溶入量；造成饮料酸度下降，使微生物容易在饮料中生饮料酸度下降，使微生物容易在饮料中生存；生产果汁型碳酸饮料时，会与果汁存；生产果汁型碳酸饮料时，会与果汁中的某些成分发生反应，产生沉淀等。中的某些成分发生反应，产生沉淀等。 1.3 饮料用水的水质要求饮料用水的水质要求 除应符合我国除应符合我国“生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准”（GB5749-2006）外，还有特殊要求。）外，还有特殊要求。指标指标浊度浊度，度，度色度色度，度，度溶解性总固体，溶解性总固体，mg/L总硬度（以总硬度（以CaCO3计），计），mg/L铁（以铁（以Fe计），计），mg/L高锰酸钾消耗量，高锰酸钾消耗量，mg/L总碱度（以总碱度（以CaCO3计），计），mg/L游离