第1章 飲料用水水質(zhì)要求

第1章飲料用水及水處理1飲料用水的水質(zhì)要求1.1水源的分類及其特點地表水、地下水和城市自來水。1.1.1地表水地球表面所存積的天然水。包括江水、河水、湖水、水庫水、池塘水和淺井水等。應(yīng)當(dāng)指出，江河水不一定全部是地表水，其中部分可能是地下水穿過土層或巖層而流至地表。特點：水量豐富；礦物質(zhì)含量較少；水質(zhì)不穩(wěn)定；常常污染有雜質(zhì)；有時還會被有害物質(zhì)污染。1.1.1.2地下水地下水是指經(jīng)過地層的滲透、過濾，進(jìn)入地層并存積在地層中的天然水。主要包括深井水、泉水和自流井水等。其特點是水質(zhì)較澄清，水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高。地質(zhì)層是一個自然過濾層，可濾去大部分懸浮物、水草、藻類、微生物等，因此水質(zhì)較澄清。此外，地下深處受氣候影響較小，冬暖夏涼，溫度變化小。但是地下水流經(jīng)地下，會溶入較多的可溶性礦物質(zhì)。1.1.1.3城市自來水主要是指地表水經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃幚砉に?，水質(zhì)達(dá)到一定要求并儲存在水塔中的水。由于飲料廠多數(shù)設(shè)在城市，以自來水為水源，故在此也作為水源考慮。特點為水質(zhì)好且穩(wěn)定，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；水處理設(shè)備簡單，容易處理，一次性投資小；但水價高，經(jīng)常性費用大。使用時只要注意控制Cl－、Fe3＋含量及堿度、微生物量即可。1.2水中雜質(zhì)及對飲料生產(chǎn)的影響1.1.2.1天然水源中雜質(zhì)的分類天然水源中的雜質(zhì)，按其微粒分散的程度，大致可分為溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)3類。雜質(zhì)類型溶解物質(zhì)膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)粒徑特征識別＜1nm透明電子顯微鏡1~200nm光照下混濁超顯微鏡＞200nm混濁（肉眼可見）普通顯微鏡常用處理法離子交換混凝、澄清、自然沉降、過濾1.2.2水源中雜質(zhì)特征及對飲料品質(zhì)的影響1.2.2.1懸浮物質(zhì)主要是泥土、砂粒之類的無機物質(zhì)；也有浮游生物（如藍(lán)藻類、綠藻類、硅藻類）及微生物等。這類雜質(zhì)使水質(zhì)呈現(xiàn)混濁狀態(tài)；敗壞飲料的嗅、色、味；有害微生物還可危及消費者健康。1.2.2.2膠體物質(zhì)水中的膠體物質(zhì)分為無機膠體和有機膠體兩種。無機膠體如黏土和硅酸膠體，是由許多離子和分子聚集而成的，占水中膠體的大部分；是造成水質(zhì)混濁的主要原因。有機膠體是一類分子質(zhì)量很大的高分子物質(zhì)，一般是動植物殘骸經(jīng)過微生物分解和腐蝕而產(chǎn)生的腐殖酸、腐殖質(zhì)等。造成水質(zhì)帶色的主要原因。1.2.2.3溶解物質(zhì)以分子或離子狀態(tài)存在于水中。溶解物質(zhì)主要是溶解氣體、溶解鹽類和其他有機物。（1）溶解氣體主要是O2和CO2，此外是H2S和Cl2等。會影響碳酸飲料中CO2的溶解量并產(chǎn)生異味，影響其他飲料的風(fēng)味、色澤。（2）溶解鹽類天然水中常含有無機鹽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等陽離子；OH－、HCO3－、CO32－等陰離子。所含溶解鹽類的種類和數(shù)量，因地區(qū)不同差異很大。這些無機鹽構(gòu)成了水的硬度和堿度。①水的硬度A定義是指水中離子沉淀肥皂的能力。水的硬度大小，通常指的是水中Ca2＋和Mg2＋鹽類的含量。B種類水的硬度分為碳酸鹽硬度（暫時硬度）、非碳酸鹽硬度（永久硬度）和總硬度。碳酸鹽硬度的主要化學(xué)成分是鈣、鎂的重碳酸鹽，其次是鈣、鎂的碳酸鹽。由于這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就分解成為溶解度很小的碳酸鹽，硬度大部可除去，故又稱暫時硬度。非碳酸鹽硬度表示水中鈣、鎂的氯化物（CaCl2、MgCl2）、硫酸鹽（CaSO4、MgSO4)、硝酸鹽（Ca(NO3)2、Mg(NO3)2）等鹽類的含量。這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會發(fā)生沉淀，硬度不變化，故又稱永久硬度?？傆捕仁菚簳r硬度和永久硬度之和。C表示方法a

德國度（od）1德國度或硬度1度是指1升水中含有相當(dāng)于10毫克的氧化鈣（CaO），這是我國目前最普遍使用的一種表示水硬度的方法。b

美國度（mg/L）1美國度是指1升水中含有相當(dāng)于1毫克碳酸鈣。c

mmol/L

1mmol/L是指1升水中含有相當(dāng)于100毫克的碳酸鈣。d

法國度（of）1法國度是指1升水中含有相當(dāng)于10毫克的碳酸鈣。e

英國度（oe）1英國度是指1升水中含有相當(dāng)于14.28毫克的碳酸鈣。通用單位為mmol/L或德國度。1德國度=17.85mg/L=0.1785mmol/L=1.785法國度=1.2521英國度

D水的級別通常按水的硬度大小，把水分為5個級別：0~4od極軟水4~8od軟水8~16od中硬水16~30od硬水30od以上極硬水E飲料用水水質(zhì)的硬度要求飲料用水的水質(zhì)，要求硬度小于8.5od。當(dāng)水的硬度過大時，會產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和有機酸鈣鹽沉淀，對飲料生產(chǎn)會產(chǎn)生一些不良影響，例如Ca(HCO3)2等會與有機酸反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，影響產(chǎn)品感觀品質(zhì)；非碳酸鹽硬度過高時，還會使飲料出現(xiàn)鹽味。另外，在洗瓶時，在浸瓶槽上形成水垢，會增加燒堿的用量。②水的堿度A概念是指水中能與H+結(jié)合的OH－，CO32－和HCO3－的含量，以mmol/L表示。B種類氫氧化物堿度：OH－的含量；碳酸鹽堿度：CO32－的含量；重碳酸鹽堿度：HCO3－的含量；總堿度：OH－，CO32－和HCO3－的總含量。天然水中主要存在的堿度種類及原因？天然水中通常不含OH－，又由于鈣、鎂碳酸鹽的溶解度很小，所以當(dāng)水中無鈉、鉀存在時，CO32－的含量也很小。因此，天然水中僅有HCO3－存在，只有在含Na2CO3或K2CO3的堿性水中，才存在有CO32－。C堿度對飲料品質(zhì)的影響當(dāng)水的堿度過大時，同樣會對飲料生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響，主要有以下幾個方面：①和金屬離子反應(yīng)形成水垢，產(chǎn)生不良?xì)馕?；②和飲料中的有機酸反應(yīng)，改變飲料的糖酸比與風(fēng)味；③影響CO2的溶入量；④造成飲料酸度下降，使微生物容易在飲料中生存；⑤生產(chǎn)果汁型碳酸飲料時，會與果汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀等。1.3飲料用水的水質(zhì)要求除應(yīng)符合我國“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”（GB5749-2006）外，還有特殊要求。指標(biāo)濁度，度色度，度溶解性總固體，mg/L總硬度（以CaCO3計），mg/L鐵（以Fe計），mg/L高錳酸鉀消耗量，mg/L總堿度（以CaCO3計），mg/L游離氯，mg/L致病菌飲用水＜1~3＜15＜1000＜450＜0.3——≥0.