礦泉水生產(chǎn)中關(guān)鍵工藝的改進(jìn)研究

1、礦泉水生產(chǎn)中關(guān)鍵工藝的改進(jìn)研究    摘 要：主要介紹了礦泉水的整個(gè)生產(chǎn)流程以及流程中的關(guān)鍵工藝，并且在后文中提出了一種新的改進(jìn)技術(shù)濾納技術(shù)。 關(guān)鍵詞：礦泉水；生產(chǎn)工藝；濾納技術(shù) 隨著人們生活水平的日益提高，消費(fèi)者已從過(guò)去的“溫飽型”轉(zhuǎn)向“健康型”，他們不再滿足喝開(kāi)水、汽水解渴的傳統(tǒng)生活方式，而轉(zhuǎn)向了飲用無(wú)任何添加劑、色素、富含對(duì)人體健康有益的各種微量元素的天然礦泉水。 飲用天然礦泉水是一種來(lái)自地下深部循環(huán)的天然露頭或人工接露的深部循環(huán)的地下水，以含有一定量的礦物鹽或微量元素，或二氧化碳?xì)怏w為特征。國(guó)外飲用天然礦泉水的開(kāi)發(fā)歷史較長(zhǎng)。從30年代開(kāi)始，一直以

2、高速度發(fā)展，平均年增長(zhǎng)率達(dá)10%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)速度。礦泉水已成為當(dāng)今世界上最時(shí)尚、最暢銷的飲料。日本和韓國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，居民日常飲用水全部是礦泉水，甚至做飯也用礦泉水，高檔的產(chǎn)品如人參礦泉水、蜂蜜礦泉水或王漿礦泉水等。我國(guó)飲用天然礦泉水規(guī)模開(kāi)發(fā)始于1985年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)已勘察評(píng)價(jià)的飲用天然礦泉水水源地已有3500余處。礦泉水類型齊全，凡世界其他國(guó)家有的礦泉水類型，我國(guó)均有分布。生產(chǎn)企業(yè)中，全部引進(jìn)法國(guó)、意大利、美國(guó)等國(guó)家的礦泉水生產(chǎn)設(shè)備的廠家約占企業(yè)總數(shù)的10%。由于資金或經(jīng)驗(yàn)不足，大部分企業(yè)走過(guò)不少?gòu)澛?，水處理不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差，目前都在尋求改造處理設(shè)備、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的方

3、法。 1 礦泉水水源地的保護(hù)和水源監(jiān)測(cè) 為了確保礦泉水的水質(zhì)在不發(fā)生明顯變化的前提下合理開(kāi)采，必須建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)制度，每年至少二次對(duì)水源水質(zhì)進(jìn)行全分析，以防水質(zhì)變化，其結(jié)果應(yīng)與技術(shù)評(píng)審認(rèn)可的報(bào)告相符。由于源水泉有豐水期和枯水期或中水期的不同，檢驗(yàn)結(jié)果有些波動(dòng)，但必須符合GB8537-87界限指標(biāo)要求。對(duì)源水泉的水量、水位、水溫做到每天觀測(cè)一次，并做好記錄。 2 生產(chǎn)過(guò)程中的重要工藝 2.1 過(guò)濾工藝 礦泉水在灌裝前都必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾，以除去水中的泥渣、懸浮物、藻類、細(xì)菌、霉菌等雜質(zhì)。在水處理工藝中，活性炭處理是必需的?；钚蕴烤哂泻芏辔⒖缀途薮蟮谋缺砻娣e，因而吸附能力強(qiáng)，能有效吸附水中的有機(jī)污染

4、物，去除水中的藻類并吸附異味和毒素。應(yīng)根據(jù)水的潔凈程度選擇-級(jí)粗、細(xì)過(guò)濾，以減輕終端過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)。終端過(guò)濾器應(yīng)采用微過(guò)濾孔徑達(dá)到0.2m。 2.2 水的消毒 礦泉水的滅菌工藝采用紫外線殺菌、臭氧殺菌二者結(jié)合使用。利用紫外線滅菌時(shí)，必須考慮水質(zhì)、水深、流速及吸收率等來(lái)決定殺菌必須的照射量。再經(jīng)過(guò)臭氧滅菌，臭氧具有極強(qiáng)的氧化能力，反映較快，殺菌效率高，能迅速破壞微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、酶系統(tǒng)和核酸，從而使微生物迅速滅活，而且可以殺滅芽胞菌。臭氧處理礦泉水的基本原理是臭氧與水混合，并使其最終在水中的濃度達(dá)到0.5m/l來(lái)滿足殺菌要求。采用臭氧工藝時(shí)必須結(jié)合礦泉水的類型、特點(diǎn)，選用適合的臭氧發(fā)生器和有

5、效的水臭氧混合器，并通過(guò)試驗(yàn)找出本企業(yè)礦泉水的臭氧添加量的最佳工藝。 2.3 空瓶、蓋的消毒及灌裝工藝 我們通過(guò)大量的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，灌裝車間空氣、瓶?jī)?nèi)壁、蓋子內(nèi)壁和操作人員的衣物等均有霉菌的存在，由此可見(jiàn)霉菌的傳播是通過(guò)空氣完成的。灌裝車間空氣致菌是礦泉水霉菌污染的主要途徑，切斷該途徑對(duì)礦泉水防止霉菌污染十分重要。灌裝間應(yīng)有良好的衛(wèi)生環(huán)境，建成無(wú)菌室，空氣應(yīng)凈化處理，灌裝設(shè)備和管路必須在灌裝前用消毒液浸泡消毒。定期用消毒液對(duì)灌裝車間進(jìn)行空氣熏蒸。重視瓶、蓋的消毒。瓶裝水的空瓶需要循環(huán)使用，空瓶的清洗、消毒是否徹底，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。一般首先應(yīng)預(yù)洗，清除外表的污跡，消毒處理一般用250ppm的C

6、lO2溶液浸泡后沖洗。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，由于用戶使用環(huán)境較差或存放時(shí)間較長(zhǎng)，在光和熱的作用下，藻類在水中繁殖，產(chǎn)生“綠澡”。因此，回收到有類似情況出現(xiàn)的空瓶，須采用0.02%CuSO4溶液浸泡2024h以上，再進(jìn)行常規(guī)消毒處理。 2.4 天然礦泉水的沉淀問(wèn)題及解決方法 礦泉水因含有鐵、錳離子而產(chǎn)生沉淀，呈紅色、黃色、褐色等。可能因開(kāi)采過(guò)量或地下裂縫出現(xiàn)變化、周圍水源保護(hù)不好而造成沉淀。因此對(duì)水源應(yīng)做好預(yù)防工作，每年定期三次（枯水期、平水期、豐水期）對(duì)水源進(jìn)行水質(zhì)分析檢驗(yàn)并記錄，及時(shí)掌握水中礦化度及鐵、錳含量的變化，及時(shí)改善工藝；管路清洗不凈或銹蝕極易造成鐵沉淀。故應(yīng)對(duì)管路每天開(kāi)機(jī)之前清洗20-

7、30min。礦泉水中的白色絮狀物沉淀一是生產(chǎn)過(guò)程中受到污染的桶、蓋，或是環(huán)境空氣衛(wèi)生質(zhì)量太差造成霉菌的生長(zhǎng)和繁殖，形成可見(jiàn)絮狀物；二是生產(chǎn)中濾蕊被氧化，或更換新濾蕊時(shí)清洗不凈，造成白色絮狀沉淀。因此切實(shí)加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中的衛(wèi)生管理，重視桶、蓋的清洗、消毒。做好車間內(nèi)外環(huán)境（空間）和灌裝設(shè)備的衛(wèi)生工作，杜絕污染。 3 礦泉水生產(chǎn)新工藝濾納技術(shù) 目前，礦泉水的生產(chǎn)普遍采用曝氣、沉淀和錳砂過(guò)濾等 傳統(tǒng)工藝，其優(yōu)點(diǎn)是可以去除礦泉水中的鐵、錳、懸浮物和大部分細(xì)菌；其缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，控制參數(shù)多，且除鐵、錳效果不穩(wěn)定，沉淀時(shí)間長(zhǎng)；對(duì)各種溶解性化學(xué)物質(zhì)的脫除作用低；不能有效去除礦泉水中的藻類或青苔孢子。 納濾技術(shù)

8、是反滲透技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果，它的截留性能獨(dú)特，產(chǎn)水量較高、過(guò)膜壓差較小。納濾膜的孔徑一般在15nm，截留分子量在2001000道爾頓，膜表面帶負(fù)電，對(duì)無(wú)機(jī)離子的去除率小于90%，其通透性介于反滲透與超濾之間，因其孔徑在納米級(jí)范圍而得名。與反滲透膜幾乎對(duì)所有的溶質(zhì)都有很高的去除率不同的是，納濾膜對(duì)不同的離子有不同的去除率，具有離子選擇性：在小于1MPa壓力下，一價(jià)離子可以大量通過(guò)納濾膜，去除率小于20%，二價(jià)和多價(jià)離子則多數(shù)被去除，截留率可達(dá)90%99%。由于納濾膜表面帶負(fù)電，多價(jià)陰離子被排斥在膜外，只有在很高的濃度下才能通過(guò)。一般來(lái)說(shuō)，隨著水中離子濃度的增加，膜的截留率下降；隨著過(guò)膜差壓的增加

9、，膜的截留率增加。 納濾膜比反滲透膜操作壓力低，運(yùn)行費(fèi)用也較低，而且可以截留一部分有機(jī)物和高價(jià)態(tài)的無(wú)機(jī)離子，還可以去除水中大部分Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+等硬度離子，三鹵甲烷中間體THM（加氯消毒時(shí)的副產(chǎn)物，致癌物質(zhì)），低分子有機(jī)物、農(nóng)藥、異味物質(zhì)、硝酸鹽、硫酸鹽、氟、硼、砷等有害物質(zhì)。納濾技術(shù)應(yīng)用在礦泉水生產(chǎn)中的最大優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)納濾技術(shù)處理后的礦泉水，其中的大部分偏硅酸被保留。實(shí)驗(yàn)表明，納濾膜對(duì)礦泉水偏硅酸的去除率為10%20%。因此，對(duì)水源偏硅酸含量不太低的礦泉水，都可以考慮運(yùn)用納濾膜生產(chǎn)技術(shù)。 納濾膜分離過(guò)程不發(fā)生相變化，在常溫下進(jìn)行，是純粹的物理過(guò)濾，因此能耗低。處理效果不受原水水質(zhì)及操作工藝的影響，處理結(jié)果穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)可以較長(zhǎng)時(shí)間維持在一個(gè)較好的水平。而且納濾膜以組件的形式構(gòu)成，可以滿足不同生產(chǎn)能力的需要。因此，納濾膜技術(shù)必將是礦泉水生產(chǎn)工藝的理想選擇。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在原水中含有大量青苔孢子的礦泉水，在經(jīng)過(guò)納濾技術(shù)處理后，那怕用專用藻類培養(yǎng)基培養(yǎng)，也檢測(cè)不到含有青苔孢子。實(shí)驗(yàn)表明，納濾技術(shù)對(duì)礦泉水青苔孢子的去除率達(dá)到100%。納濾技術(shù)的運(yùn)用，成功解決了長(zhǎng)期困擾礦泉水生產(chǎn)企業(yè)長(zhǎng)青苔