【文章內(nèi)容簡介】 煤濾層。這種結(jié)構(gòu)稱雙層濾池。雙層濾池中，～，～，～，～，～，～。 操作過程：砂石過濾主要是由過濾和反洗兩個過程循環(huán)組成。過濾是生產(chǎn)清水，而反洗是恢復過濾器的凈化和生產(chǎn)能力的過程。過濾器經(jīng)過一段時間后，濾料層中充滿了懸浮物，此時，會大大影響過濾速度，就需要進行反洗。反洗多采用逆流水力沖洗。水流的沖力使濾料呈現(xiàn)懸浮狀，由濾料間高速水流產(chǎn)生的剪力，把懸浮物剝離下來。反洗的效果取決于適宜的沖洗強度。砂濾棒過濾器是一種在飲料用水處理中應(yīng)用十分廣泛的過濾設(shè)備。砂濾棒又名砂芯，采用細微顆粒的硅藻土和骨灰等可燃性物質(zhì)在高溫下焙燒熔化，可燃性物質(zhì)變?yōu)闅怏w逸散，～，截留水中的有機物和微生物。在使用中，由于砂濾棒過濾器的材料較脆，當水壓太高時很容易破碎，所以，在操作中要嚴格注意表壓，如果表壓突然下降，應(yīng)該立即停止使用，待檢修后在用。當砂濾棒過濾器使用一段時間后，表壓逐漸升高，那是由于砂濾棒外壁積垢較多，濾水量下降所引起的。當表壓升至一定值時，應(yīng)立即停止使用，將砂濾棒卸出，用水砂紙輕輕擦去表面的污垢層，經(jīng)過刷洗干凈后可以重新安裝使用. 砂濾棒在使用前都要進行消毒處理，一般用75％的酒精。 活性炭過濾是使用顆粒狀活性炭作為過濾材料，截留吸附水中的有機物和微生物等，同時對一些重金屬離子例如汞、六價鉻、鎘和鉛以及一些致突變物質(zhì)像三氯甲烷等有很好的吸附作用。第三節(jié) 電滲析(Electrodialysis)一、 原理 電滲析是利用離子交換膜和直流電場，使溶液中電介質(zhì)的離子產(chǎn)生選擇性的遷移，從而達到除鹽軟化的目的。二、注意事項電滲析器通電后，兩端的電極表面上還有電化學反應(yīng)發(fā)生：以氯化鈉水溶液為例：在陽極室，由于氫氧根的減少，極水呈現(xiàn)酸性，并產(chǎn)生性質(zhì)活潑的氧氣和氯氣，這些都會對電極造成強烈腐蝕，所以一定要考慮電極材料的耐蝕性能。在陰極室，由于氫離子的減少，極水呈堿性，當水中有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根離子時，則可與氫氧根生成碳酸鈣和氫氧化鎂等水垢，集結(jié)在陰極上。因此，在靠近電極的極室需要通入極水，以便不斷排除電解過程中的反應(yīng)產(chǎn)物，保持電滲析器的正常運轉(zhuǎn)。三、特點：電滲析運行過程中不發(fā)生相的變化，僅是用電能來遷移水中已經(jīng)解離的離子，一般它耗用的電能是和水中的含鹽量成正比的。因此對含鹽量3000－4000mg/L以下的水的淡化，電滲析被認為是耗能少的比較經(jīng)濟的技術(shù)。，易于自動化控制：電滲析通常都是在恒定的直流電壓下運行，運行時只要在恒定的電壓下，控制好濃、淡、極水的流量和壓力，定期倒換電極，易于進行自動化操作。、除鹽濃度的范圍適應(yīng)性大：從小型到大型的不同組裝形式和多臺的串并聯(lián)可以適應(yīng)不同大小的水處理規(guī)模和除鹽程度的要求。因此原水在電滲析處理前最好先進行預處理，使水質(zhì)盡量符合下列要求：濁度小于2度；色度小于20度；；有機物耗氧量（高錳酸鉀法）小于2～3 mg/L。，水的利用率較低，一般在50％～70％，在處理過程中需要排放大量的濃鹽水和極水。第四節(jié)反滲透(Reverse Osmosis)一 定義反滲透是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進行分離的方法。二、反滲透膜這種技術(shù)是在20世紀60年代發(fā)展起來的一項新的薄膜分離技術(shù)。1950年美國佛羅里達大學的Reid和Hassler等提出了反滲透海水淡化，1953年Reid和Bretom在實驗室證實了醋酸纖維素膜的脫鹽能力后，1960年，美國加利福尼亞大學的Loeb和Sourajan研制出了世界上第一張不對稱醋酸纖維素膜，從而使反滲透膜應(yīng)用于工業(yè)制備淡水成為可能，后來，反滲透膜的新品種不斷得到開發(fā)，其中最典型的就是芳香聚酰胺復合膜。 序號 聚酰胺復合膜 醋酸纖維素膜 1化學穩(wěn)定性好，不發(fā)生水解，脫鹽率基本不變 不可避免會水解，脫鹽率會衰減 2脫鹽率高，大于98％ 脫鹽率95％，逐年衰減 3生物穩(wěn)定性好，不受微生物侵襲 易受微生物侵襲 4較寬的PH適用范圍，可在PH3－11中運行 只能在PH4－7范圍內(nèi)運行 5膜在運行中不會被壓緊，因此產(chǎn)水量不隨使用時間改變 膜會被壓緊，產(chǎn)水量會不斷下降 6膜透水速度高，故工作壓力低，耗電量也低 膜透水速度小，要求工作壓力高，耗電量也高 7使用壽命較長，一般使用5年以上性能仍基本不變 使用壽命一般僅三年 8抗氯性較差，價格較高 價格較便宜 三、反滲透器工業(yè)應(yīng)用中通常需要較大面積的膜。安裝膜的最小單元稱為膜組件。其主要形式有：板框式、圓管式、螺旋卷式和中空纖維式四種。四、反滲透處理方法的優(yōu)缺點反滲透是在室溫下進行，水的處理僅依靠水的壓力作為推動力，能耗很低。不用大量的化學藥劑和酸、堿再生處理，沒有化學廢液及廢酸、堿排放，無環(huán)境污染。系統(tǒng)簡單，操作方便，能連續(xù)運行，產(chǎn)品水質(zhì)穩(wěn)定。適用于較大范圍內(nèi)的原水水質(zhì)，既適用于苦咸水、海水及污水處理，又適用于低含鹽量的淡水處理。設(shè)備占地面積少，需要地場地和空間較小。第五節(jié)離子交換軟化法(Ion Exchange)一、離子交換樹脂離子交換樹脂是一種具有網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)、且不溶于酸、堿和有機溶劑的固體高分子化合物．離子交換樹脂的單元結(jié)構(gòu)由兩部分組成。一部分是不可移動且具有立體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架，另一部分是可移動的活性離子?；钚噪x子可在網(wǎng)絡(luò)骨架和溶液間自由遷移，當樹脂處在溶液中時，其上的活性離子可與溶液中的同性離子產(chǎn)生交換過程。這種交換是等當量進行的。如果樹脂釋放的是活性陽離子，它就能和溶液中的陽離子發(fā)生交換，稱陽離子交換樹脂；如果釋放的是活性陰離子，它就能交換溶液中的陰離子，稱陰離子交換樹脂1 分類：按功能分：強酸性樹脂，例如磺酸基；強堿性樹脂，例如季銨基型 ；弱酸性樹脂，例如羧酸基；弱堿性樹脂，例如伯胺基 ，仲胺基 ，叔胺基 ；氧化還原樹脂；兩性樹脂 ；螯和樹脂； 按結(jié)構(gòu)分：凝膠型和大孔型（主要區(qū)別在于他們孔隙度的不同。凝膠型樹脂在聚合時，需要加入交聯(lián)劑，使得在樹脂中形成相應(yīng)的微孔，－5納米之間；大孔型樹脂是在合成過程中，添加致孔劑，當樹脂聚合后，除去上述溶劑，即在樹脂中形成許多大孔，孔徑在10－200納米）2. 新樹脂的預處理新樹脂往往混有可溶性的低聚物和其他懸浮雜質(zhì)，影響樹脂的交換反應(yīng)，因此新樹脂在使用前必須進行預處理，去除雜質(zhì)。 另外，市售的陽樹脂多為鈉型，陰樹脂多為氯型，使用前分別用酸堿處理，將陽樹脂轉(zhuǎn)化成氫型，陰樹脂轉(zhuǎn)化成氫氧型。離子交換樹脂對于水中各種離子吸著的能力不同，對于其中一些離子很容易吸附，而對另外一些離子卻很難吸附。離子交換樹脂的上述性能稱為選擇性。離子交換樹脂的選擇性具有一定的規(guī)律性，例如，水中離子載的電荷越大，就越易被離子交換樹脂吸附。反之，如果離子的電荷越小，越不容易被吸附，如二價的離子比一價的離子更容易被吸附。但如果載有相同電荷時，原子序數(shù)大的元素容易被離子交換樹脂吸附。4. 離子交換樹脂的選擇原則根據(jù)水中離子的組成和處理后水質(zhì)的要求，正確選擇離子交換樹脂，使離子交換樹脂在處理中發(fā)揮最大的效能，這是離子交換水處理的關(guān)鍵。首先，選擇大容量、高強度的樹脂交換容量是離子交換樹脂的一項非常重要的指標，交換容量越大，同體積的樹脂所能交換吸附的離子就越多，處理的水量就越大。同時，樹脂顆粒應(yīng)該具有一定的機械強度，因為樹脂在運行過程中，由于受到?jīng)_擊、碰撞、摩擦等機械作用，會產(chǎn)生破裂現(xiàn)象。其次根據(jù)原水中需要除去離子種類要求來選擇如果只需要除去水中吸附性較強的離子，可以選擇弱酸性或弱堿性樹脂；當必須除去水中吸附性能較弱的離子時，用弱酸弱堿樹脂就比較困難，必須選用強酸性和強堿性樹脂。二、離子交換樹脂軟化水的原理 離子交換樹脂在水中是解離的.當原水通過樹脂層時，水中的陽離子被樹脂吸附，樹脂上的氫離子被置換到水中：RSO3 + H+ + Na+ RSO3Na + H+水中的陰離子被陰樹脂吸附，樹脂上的氫氧根離子被置換到水中：RN+ +OH+ Cl RNCl + OH因而，水中溶解的陰陽離子被樹脂吸附，離子交換樹脂中的氫離子和氫氧根離子進入水中，從而達到水質(zhì)脫鹽的目的。三、離子交換水處理裝置根據(jù)生產(chǎn)上的需要不同，可以采用不同的離子交換方式。四、注意事項樹脂在運輸保管過程中應(yīng)該保持濕潤，防止干燥。否則會造成樹脂機械強度降低。樹脂應(yīng)該存于室內(nèi)，環(huán)境溫度應(yīng)該在5－40℃，不能低于0度，以防止樹脂凍結(jié)崩裂；溫度過高會引起樹脂熱分解，影響樹脂交換容量和使用壽命，一般來說，陽樹脂可耐100－110℃，強堿性陰樹脂可耐50－60℃，弱堿性陰樹脂80－90℃。進入交換器地原水，需經(jīng)過澄清、過濾處理，使其沒有懸浮雜質(zhì)。再生劑的濃度對保證樹脂再生至關(guān)重要，必須注意補充，保持適當?shù)臐舛取Ｔ偕鷦┒际撬釅A鹽等有腐蝕性的物質(zhì)，要注意防腐措施。第五節(jié)消毒(Disinfection)原水經(jīng)過上面各項處理后，水中絕大多數(shù)的微生物已經(jīng)被除去，但仍然可能殘留部分微生物，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和消費者的健康，對水要進行嚴格的消毒處理。水的消毒方法很多，常用的例如氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒。一、氯消毒(Chlorination)原理特點 水的加氯消毒，是當今世界各國最普遍使用的飲用水消毒方法，由于這種方法操作簡單，費用低，無需專用設(shè)備，適宜處理大容量水，而且殺菌能力很強，因此在實際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。 氯消毒只適用于某些沒有采用自來水的飲料廠，用來處理采用地下水為生產(chǎn)生活用水的水消毒。雖然此法是目前廣泛使用的消毒方法，但由于經(jīng)過氯消毒的水中會殘留一定的氯，它會使水帶有一定程度的氯味，并且過量的氯還會與飲料中的色素和香料發(fā)生氯氧化作用，影響其質(zhì)量，因此，氯消毒法不能用在直接配制飲料用的水的消毒。二、臭氧消毒(Ozonation)臭氧消毒的方法是在水中直接加入臭氧，利用其強氧化性使水中的微生物失活。凈水處理一般用電暈放電法臭氧發(fā)生器，結(jié)構(gòu)一般有電源系統(tǒng)、發(fā)生裝置（放電室）、氣源系統(tǒng)、機殼及控制系統(tǒng)等幾大部分組成。 臭氧是一種氣體，只有把臭氧溶解到水中，使水中含有一定濃度的臭氧，并維持一定的反應(yīng)時間，才能達到殺菌消毒的目的。 三、紫外線消毒(Ultraviolet Irradiation)紫外線消毒是利用紫外線照射微生物，使微生物的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而引起微生物的死亡。紫外線殺菌也不會帶來二次污染，而且設(shè)備簡單，操作方便，殺菌時對細菌和病毒的選擇性很小，因而得到飲料廠的廣泛應(yīng)用。但紫外線的殺菌效果受到水的色度、濁度等因素的影響，因此，對原水的水質(zhì)要求較高，原水必須無色。第二章軟飲料中的原輔材料第一節(jié)甜味料（sweeteners) 甜味料是軟飲料生產(chǎn)中的基本原料。它能賦予飲料甜味，調(diào)節(jié)口味，此外，甜味料還能賦予飲料一定的質(zhì)感，幫助香氣的傳遞與保持。軟飲料生產(chǎn)中常用的甜味料有：蔗糖、葡萄糖、果糖、果葡糖漿以及一些人工甜味劑等。一．糖蔗糖1. 蔗糖的甜味純正、圓潤，其他甜味料都是以蔗糖的甜度作為對照。使用時，可以根據(jù)不同飲料品種調(diào)整糖濃度，一般來說8％－14％的濃度較為可口。同時，在調(diào)配時，還應(yīng)該注意甜味的增效、減效等作用。，糖漿濃度一般在58％左右比較合適。首先，高濃度蔗糖溶液具有較高的滲透壓，可以抑制微生物的生長繁殖。其次，該濃度即使在低溫下粘度也較小比較易于處理。，不參加美拉德反應(yīng)。但是蔗糖在酸性條件下，會分解生成等量的葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖是還原性糖，會與飲料中的氨基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，引起褐變。所以在使用蔗糖時，應(yīng)盡量避免高濃度時酸性水解的發(fā)生。葡萄糖％－80％，它能使配合的香味更加精細，即使?jié)舛冗_到20％，也不會有令人不適的濃甜感。，因此，在飲料中使用，可立即起到使飲用者消除饑餓或增強運動能力的作用，所以比較適合于運動飲料，可以及時的補充運動者的能量。果糖，甜度是糖類中最甜的，－果葡糖漿（異構(gòu)糖漿）：用酶法糖化淀粉，所得糖化液再經(jīng)葡萄糖異構(gòu)酶作用，將其中部分葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，得到糖分主要為葡萄糖和果糖的糖漿。，可以分為三種產(chǎn)品：42型、55型和90型。其甜度大致為。100、110和140。，必須注意：它的熱穩(wěn)定性較差，注意防止發(fā)生美拉德反應(yīng)。二. 糖醇類糖醇類都是經(jīng)過相應(yīng)的糖氫化制得。像山梨糖醇、木糖醇和麥芽糖醇等。特點：：山梨糖醇約為蔗糖的50％；木糖醇為70％－80％；麥芽糖醇約為85％－95％。，不增加血糖值，不經(jīng)胰島素作用，可以供糖尿病患者使用。，因此不會引起牙齒齲變。三. 人工合成甜味劑人工合成甜味劑一般甜度都很高，目前，人工合成甜味劑主要有以下幾種：糖精和糖精鈉、甜蜜素、安賽蜜、阿斯巴甜和三氯蔗糖等。第二節(jié)酸味劑酸味劑是軟飲料中使用量僅次于甜味料的一種重要的材料。酸味劑按照組成可以分為兩大類：有機酸和無機酸。食品中天然存在的主要是有機酸，例如：檸檬酸：酸味柔和，爽口，可以用在各種軟飲料中，尤其適合用于各種果蔬汁飲料中。蘋果酸：酸味爽口，稍有苦澀感，在生產(chǎn)中經(jīng)常與檸檬酸合用，可以模擬出水果的各種酸味，尤其適合用于蘋果汁飲料中。酒石酸：酸味爽口，略有澀感。一般不單獨使用，多與檸檬酸、蘋果酸合用，特別適合于葡萄汁飲料。乳酸：味質(zhì)有澀軟的收斂味，在乳飲料生產(chǎn)中使用廣泛。除此之外，還有像抗壞血酸、葡萄糖酸具有清涼感的酸味，可以用于清涼飲料。己二酸酸味柔和，持久，對于一些不適宜立即釋放風味的產(chǎn)品可改善味感，常用于固體飲料。富馬酸酸味強，持續(xù)久，有較強的澀味，又由于其吸濕性小，難溶，所以常用于固體發(fā)泡飲料和熱飲。丁酸在高濃度時有腐敗味，但在低濃度時可以產(chǎn)生誘人的奶香味，可以用于乳飲料中。目前，無機酸應(yīng)用較多的是磷酸：磷酸酸味強烈，多應(yīng)用于可樂型飲料，能很好的和可樂香精配合。 由于磷酸的酸味與植物根、莖或草的氣味協(xié)同良好，所以也用于植物提取物配制的飲料。1. 酸對容器的腐蝕作用: 當使用金屬容器時，常會因酸的作用而使腐蝕作用加劇。當腐蝕作用所引起的溶錫量超過了限定指標時，即導致制品的報廢。如果原料中或加工用水中含有NO3一或NO2一時，酸