白酒生产用水及水处理技术 61页

'白酒生产用水及水处理技术主讲：周健教授 主要内容1概述2白酒生产用水的要求3水处理方法 1概述白酒作为世界上六大蒸馏酒之一，是世界上最古老的酒种，至今已有数千年的酿造历史和文化积淀，与不同时代的人们生活息息相关。 1概述水是白酒生产工程中必须的原料，白酒生产企业对酿酒用水非常重视，认为“水是酒的血，水乃酒之魂”。俗话说“名酒必有佳泉”。 1概述全国约有4万多家酒厂,矿泉水点仅100多个,因此大部分企业不得不依靠水处理设备来净化水。如今的白酒工业化生产中，白酒生产用水的处理成为一项重要的课题。 1概述此外，随着白酒向低度化发展，白酒中的水所占比例越来越大，对水质要求也越来越高。白酒勾兑加浆调度用水质量非常重要，加水的质量直接关系成品酒的质量是否优良。 1.1白酒生产用水及分类白酒生产用水在白酒生产过程中各种用水的总称。工艺用水非酿造用水酿造用水洗涤用水降度用水冷却用水锅炉用水 1.1白酒生产用水及分类工艺用水：与原料、半成品、成品直接接触的水。酿造用水：制曲时拌料，微生物培养，制酒原料的浸泡、糊化稀释等工艺过程用水。洗涤用水：设备、工具清洗用水。降度用水：即高度白酒勾兑用水与高度原酒制成低度白酒时的稀释用水。 1.1白酒生产用水及分类非酿造用水：这种水不与物料直接接触，故水质要求不高。冷却用水：只需温度较低，硬度适当即可。锅炉用水：通常要求无固形悬浮物，总硬度低，含油量及溶解物等越少越好，且pH在25℃时高于7。 1.2白酒生产用水来源白酒企业生产用水常用以下几种水源：自来水地表水地下水 1.2白酒生产用水来源自来水：是将地表水或地下水经过人工沉淀、过滤、消毒等工艺处理后,达到GB5749-85国家标准的水。特点：自来水含有有机物少，但有些地区自来水硬度高，另外,在人工沉淀后残留相当量的余氯,甚至会有较浓的漂白粉味道。 1.2白酒生产用水来源地表水：由大气降水到地面而汇集而成的水，包括河流水、湖泊水、池塘水(除海水)。特点：由于受工业废水、生活污水、农药残留物及自身对地表盐层的溶解的影响，这类水中含有大量的泥砂、胶体、有机物、盐类及微生物，甚至含有大量有毒、有害物质。 1.2白酒生产用水来源地下水：是由地表水渗透的地下汇集而成的水，是许多酒厂工艺用水的主要来源。特点：这类水的悬浮物和胶体含量较少，但是含盐量普遍较高，溶解性总固体较多。由于地下水对地下矿藏的冲刷、溶解，因此地下水含有铁、锰及其它重金属离子的现象较为普遍。 2白酒生产用水的要求包括：色度、浑浊度、嗅与味、肉眼可见物、pH、总硬度、各种金属离子含量、挥发酚类、硝酸盐类、氟化物、砷含量、硒含量、汞含量、细菌总数、大肠菌数、游离余氯含量等标准。 2.1水中无机成分对白酒的影响杂质溶解物（低分子、离子）胶体悬浮物颗粒尺寸0.1nm1nm10nm100nm1μ10μ100μ1mm分辨工具电子显微镜超显微镜显微镜肉眼水的外观透明浑浊浑浊 2.1水中无机成分对白酒的影响杂质小于10-6mm的物质,主要由各种溶解性盐类组成,如钙、镁、钠、钾、硫酸盐类、碳酸盐类、氯化物及铁、锰等重金属以及其它几十种微量元素组成。这些盐类的总和一般以溶解性固形物表示,是造成白酒固形物超标的主要因素。 2.1水中无机成分对白酒的影响适量的无机离子保证了有益微生物的繁殖促进了发酵。如：曲霉孢子没有Mg2+就不能生长，曲料中缺少Mg2+时酶含量则显著降低。Ca2+能使淀粉酶不易被破坏。酿酒生化反应中脂肪酸(乙酸、己酸等)的形成需要HCO3-、Mn2+来催化。曲霉孢子的形成和菌体的生长都需要磷酸盐的存在。 2.1水中无机成分对白酒的影响选择水源或对水的处理不当,也能对白酒起反面作用。如：(1)水中含钙、镁盐过多,会引起酒沉淀并产生苦味；(2)水中含铁过多使酒带铁腥味；(3)铜离子过高时酒会显蓝色； (4)氯离子浓度过高呈咸味；(5)铜离子、锌离子过量时,具有收敛性苦味；(6)水中Na+、K+含量过高,使酒变得粗糙；(7)Fe2+含量过高,使酒带黄色,酒呈铁腥味；(8)Mn2+是许多酶的辅基,能促进蛋白质的活性,过多能搅乱酒的正常发酵； (9)Pb4+、Sn2+、Cr3+、Zn2+都是金属离子,是酵母的毒素。过量使酶失活,酵母不能正常的生长、繁殖、发酵；(9)Cl-具有强烈的咸味,适量能使酒丰满、爽口、柔和,过量能引起酵母早衰,使发酵不完全,酒味粗糙；(10)NO2-、NO3-是致癌物质,也是酵母的强烈毒素,使酵母改变遗传,发酵性能降低,影响正常发酵；(11)F-过高,抑制酵母生长,对发酵不利。 2.2酿造用水要求水是酒之源。水在制曲、酿造发酵过程中,是必不可缺的主要原料之一。在酿酒的各个环节中,对水的要求是不一样的,都有各自的标准和控制范围要求。酿造用水一般讲符合我国生活用水标准GB5749-85即可。 2.2白酒降度用水要求降度用水,除首先要符合我国生活饮用水的水质标准(GB5749-85)外,必需进行软化处理。这是因为,使用硬度大的地下水时,水中的无机成分大量带入酒中,会使白酒出现白色针状的沉淀。 2.2白酒降度用水要求(1)外观(2)口味(3)pH值(4)氯含量(5)硝酸盐 2.2白酒降度用水要求(6)腐殖质含量(7)重金属(8)总固形物(9)水的硬度 3水处理方法水的净化，越来越受到酿酒厂的重视，尤其对降度酒和低度酒更为重要。水处理通常有以下几种方法： 3.1沙滤沙滤设备是一陶瓷缸或水泥池，两面分别铺上多层卵石、棕垫、木炭、粗沙和细沙等而成（沙子要用稀盐酸处理并洗净后才用）。浑浊水通过滤层后，沙子滤去悬浮物，木炭可吸附一些不良气味和浮游生物等。 3.1沙滤特点：价低，滤速快，适于粗滤。此法只能除去水中微生物及部分有机杂质，对于水中溶解盐类、分子态杂质不起过滤作用。易脱沙，不易清洁。 3.1沙滤沙滤棒 3.2煮沸含有碳酸钙或碳酸镁的硬水，经煮沸后，可分别转化为难溶于水的碳酸钙或碳酸镁，使水的硬度降低，同时也达到杀菌的目的。 3.2煮沸特点：简单易行，无需复杂工序，耗热量大，且煮沸过的水要经沉淀、过滤才能使用。 3.3活性炭吸附处理活性炭表面及内部布满平均孔径为2-5nm的微孔，能将水中的细微粒子等杂质吸附，再采用过滤的方法将活性炭与水分离。 3.3活性炭吸附处理特点：水中的各种有机物、细菌、颜色、微生物、余氯、臭味及部分重金属离子都能被吸附。广泛应用在除去水中有机杂质和水中分子态胶体微细颗粒杂质，多用于电渗析法和离子交换法的预处理。 3.3活性炭吸附处理活性炭吸附过滤设备 3.4离子交换法是白酒厂普遍采用的水处理方法。使用离子交换树脂与水中的阴、阳离子进行交换反映即可吸附水中的各种离子。再以酸、碱溶液冲洗等再生法将离子交换树脂上的钙镁等离子洗脱后，可继续使用。 3.4离子交换法特点：此种方法的优点是生产费用低，膜使用寿命长，除盐效果好，缺点是耗电量大，设备投资费用高，不能除去非离子态杂质。 3.4离子交换法 3.4离子交换法 3.4离子交换法离子交换系统 3.4离子交换法固定床离子交换器 3.4离子交换法移动床离子交换器 3.4离子交换法流动床离子交换器 3.5反渗透法反渗透膜是由适当亲水基团的多孔材料组成。在盐溶液中,膜表面有选择性吸附能力,即吸附水分子而排斥盐分子,这样就在膜和溶液界面上形成了一个纯水层,在反渗透压力推动作用下,此水层的纯水通过膜的毛细作用而连续不断地流出。 3.5反渗透法特点：反渗透膜的分离属纯物理过程,无相的变化,对水中微粒、悬浮物、小分子有机物和微生物能完全去除,对无机盐类杂质的去除率一般在96%以上。用反渗透膜脱盐比一般离子交换和蒸馏法具有更高的效率和经济性。 3.5反渗透法反渗透膜 3.5反渗透法反渗透水处理设备 3.5反渗透法反渗透水处理设备 3.6电渗析法电渗析法是膜分离技术中的一种,在直流电场的作用下,使水中的阴、阳离子定向移动,并利用电渗析阴阳膜对阴、阳离子的选择透过性,达到水中阴、阳离子分离,使水软化的目的。 3.6电渗析法特点：设备成本适中,耗电量较少,适用于含盐量不高的水。对于含盐量过高的水,处理较为困难;无法处理水中不带电的颗粒杂质；脱盐不完全,处理后水中还含有较多的盐分。 3.6电渗析法电渗析水处理设备 3.6电渗析法电渗析海水淡化器 3.7微孔膜过滤微孔膜是一种固定型的深层过滤装置，滤膜精度可达0.1-0.45nm，能适用于各种微粒过滤要求。微孔滤膜 3.7微孔膜过滤特点：滤材薄，孔径小、均匀面积大，阻力小，速度快截留能力强，不易脱落，适于精滤，除菌，应用广。而对水中的可溶性离子不能起到过滤作用，孔径小，容易堵塞，膜稳定性不佳。 3.7微孔膜过滤内装微孔滤膜进液口出液口 3.7微孔膜过滤 3.8超滤超滤是利用膜表面的微孔结构对物质进行选择性的分离过程。当液体混合物在一定的压力下流经膜表面时，溶剂及小分子透过膜大分子被截留实现分离、浓缩或净化。 3.8超滤特点：能有效地截留水中大部分胶体、大分子化合物、热源和细菌类杂质，但不能去除低分子量的盐分。超滤一般设置在除盐设备后面，但为提高电渗析、反渗透的除盐效果，也可以在除盐处理前加一级超滤。 3.8超滤 3.8超滤 3.8超滤 其他设备中华酿酒科学研究所“九七”重大科研成果———酿酒矿泉制造机,系按照酿酒行业工艺用水和勾兑加浆用水对水质的要求,依据天然矿泉水形成原理和地质参数,采取平衡、强化、吸附、交换、磁化、膜滤、杀菌等多重次复合方式处理,各种原水(除海水)经处理,其主要指标均可达到国家生活饮用水和饮用天然矿泉水标准。 '