釀酒工藝當(dāng)今不斷創(chuàng)新,品酒產(chǎn)能不斷擴(kuò)張泳桦,酒品消費(fèi)水準(zhǔn)直線上升汤徽,酒質(zhì)已成為影響市場(chǎng)銷售量增長(zhǎng)的基本要素,高質(zhì)高價(jià)高享受灸撰,低質(zhì)低價(jià)低品味谒府,已成為釀酒與品酒人的共識(shí)。用酒質(zhì)說(shuō)話浮毯,用酒質(zhì)讓消費(fèi)者品味消費(fèi)完疫,提高酒質(zhì)就成為酒業(yè)商家的全力動(dòng)作。提高酒質(zhì)有多種工藝途徑亲轨,但水是基本陈伪、關(guān)鍵的要素。
常言道熬席,一方水釀一方酒泛倦,全國(guó)各族各地區(qū)都有自己的地方酒類品味,保留提升代表地域的酒品是發(fā)展地方名酒品牌的主軸贝狈∠盎罚科學(xué)發(fā)展裸努、技術(shù)進(jìn)步、工藝的換代芍规,品味習(xí)慣的提高都不斷展現(xiàn)出酒品工藝對(duì)酒質(zhì)的影響垃桨。酒業(yè)商家和品酒人經(jīng)常能遇到水對(duì)酒品的影響。
渾濁:酒本身是成膠狀體的溶液翰倡。若無(wú)其他物質(zhì)器赦,酒液自身穩(wěn)定性*,無(wú)任何懸浮物吹似、雜質(zhì)沉淀刚垦,酒液清澈透明。當(dāng)酒中醇類喷楣、酸根與水中金屬離子相迂趟大,會(huì)出現(xiàn)正負(fù)電荷中和,膠體化解铣焊,顆粒物質(zhì)即顯現(xiàn)逊朽,酒中就會(huì)出現(xiàn)渾濁。這種渾濁來(lái)源于水中含有金屬離子曲伊,礦物質(zhì)離子等造成叽讳。
咸味:主要因水中硬度太高,攜帶鈉等金屬鹽熊昌,不經(jīng)處理即釀酒绽榛,可造成酒呈咸感湿酸,再或在當(dāng)前常用的水處理工藝設(shè)備中婿屹,操作失誤造成殘留的鈉同水混合進(jìn)行工藝過(guò)程,也造成酒呈咸感推溃。
腥味:也稱鐵腥昂利、鐵銹味,原因是水中鐵万窄、錳榕哩、錫等金屬離子含量超標(biāo),特別是北方地區(qū)付忆,釀酒用水大多來(lái)自于井水督近,北方地區(qū)井水鐵、錳含量都超標(biāo)準(zhǔn)艺退,未經(jīng)處理的或處理不*笋途,水看似清澈透明,但水中鐵与钳、錳含量還很高隅凡,都會(huì)對(duì)酒味產(chǎn)生影響茫失。
苦味:也稱苦口,在酒類生產(chǎn)中因水質(zhì)出現(xiàn)的苦味一般是因?yàn)樗袎A度高绵捡、暫硬度高真王、硫酸鹽類等物質(zhì)含量過(guò)高,這樣的水不經(jīng)處理或水處理設(shè)備操作環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤安揣,直接會(huì)給酒味加重街立。
其它由于水對(duì)酒質(zhì)的影響,就不詳細(xì)闡述埠通,本文將主要對(duì)釀造工藝中新的水處理工藝技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹几晤。
制酒工藝中,水處理的常用技術(shù)有軟化植阴、離子交換蟹瘾、電滲析、超濾等工藝掠手。但由于水處理操作人員畢竟不屬于專業(yè)人員憾朴,在使用中往往把握不好處理量,加上設(shè)備管理不嚴(yán)格喷鸽,批酒會(huì)出現(xiàn)酒質(zhì)不同的現(xiàn)象众雷,再加上各種水處理方法各有利弊,不可能水含量全部進(jìn)行處理做祝,不可能根本上改善酒用水的質(zhì)量砾省,鑒于多年來(lái)上述技術(shù)出現(xiàn)的問(wèn)題,本文介紹一種新的工藝水處理技術(shù)混槐,反滲透膜法水處理設(shè)備编兄。本文所介紹的設(shè)備已在哈爾濱北大荒釀酒集團(tuán)得到了切實(shí)的應(yīng)用,用戶反映積極韵楼。
反滲透工藝技術(shù)是采用膜分離的水處理技術(shù)淀祟。隨著膜科學(xué)研究和制造工藝的進(jìn)步,反滲透水處理技術(shù)得到了迅速的發(fā)展决盔。
從1950年美國(guó)弗羅里達(dá)大學(xué)的Reid和Hassler等人提出了反滲透海水淡化酌铺,1953年Reid和Bretom在實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了醋酸纖維素膜的脫鹽能力后,于1960年酿乾,美國(guó)加里福尼亞大學(xué)的Loed和Sourirajan研制出世界上張不對(duì)稱醋酸纖維素膜辕洗,后來(lái)反滲透膜新產(chǎn)品不斷得到開發(fā),從初期的醋酸纖維非對(duì)稱膜發(fā)展到用表面聚合技術(shù)制成的交聯(lián)方香族聚酰胺復(fù)合膜渣蒙。經(jīng)歷了從高壓醋酸纖維素膜到低壓復(fù)合膜以至超低壓復(fù)合膜趋亡、納濾膜,膜的形式也逐漸呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)衅逝。
反滲透水處理技術(shù)的發(fā)展使之在所有水的淡化方式中占有地位傀铃,目前*范圍內(nèi)的反滲透裝置容量每天已超過(guò)1200萬(wàn)/噸糕米,20世紀(jì)90年代以來(lái),每年仍在以20%的速度遞增茫经。反滲透除在苦咸水巷波、海水淡化中使用外,還廣泛用于純水制備卸伞、廢水處理及飲水抹镊、飲料和化工產(chǎn)品的濃縮、回收工藝等多種領(lǐng)域荤傲。
反滲透水處理技術(shù)基本屬于物理方法垮耳,它借助物理化學(xué)過(guò)程,在許多方面具有傳統(tǒng)的水處理方法所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn):
* 反滲透是在室溫條件下遂黍,采用無(wú)相變的物理方法使水得以淡化终佛、純化。
* 水的處理僅依靠壓力作為推動(dòng)力雾家,其能耗在許多處理方法中低铃彰。
* 不用大量的化學(xué)藥劑和酸、堿再生處理
* 無(wú)化學(xué)廢液及廢酸芯咧、堿排放牙捉、無(wú)廢酸、堿的中和處理過(guò)程妆吱,無(wú)環(huán)境污染橘凿。
* 系統(tǒng)簡(jiǎn)單,操作方便啃端,產(chǎn)品水質(zhì)穩(wěn)定寡络,可以取得較高的純水。
* 適用于較大范圍的原水水質(zhì)书尚,既適用于苦咸水衙乡、海水及污水的處理治牲,又適用于低含鹽量的淡水處理沐刷。
* 設(shè)備占地面積小,需要的空間少趁悦。
* 運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備維修量極低验柴。
* 反滲透用于許多純水使用部門均有明顯的優(yōu)勢(shì),更具有常規(guī)的離子交換處理方式*的優(yōu)異特色委蒿,如:
脫出水中二氧化硅效果好姊宗,除去率可達(dá)99.5%,避免了天然水中硅給離子交換樹脂帶來(lái)的再生困難黎人、運(yùn)行周期短的影響撼泛。
* 脫除水中有機(jī)物及膠體物質(zhì)挠说,脫除率可達(dá)95%。
反滲透水處理系統(tǒng)可連續(xù)產(chǎn)水愿题,無(wú)運(yùn)行中停止再生等操作损俭。
我國(guó)從20世紀(jì)60年代中期開始研制反滲透膜,與國(guó)外相距不遠(yuǎn)潘酗,但由于原材料及基礎(chǔ)工業(yè)條件限制杆兵,生產(chǎn)的膜元件性能偏低,生產(chǎn)的成本高仔夺。近年來(lái)已有數(shù)條引進(jìn)的生產(chǎn)線陸續(xù)生產(chǎn)琐脏,使國(guó)內(nèi)膜生產(chǎn)水平有較大的提高。國(guó)內(nèi)反滲透水處理技術(shù)始于20世紀(jì)70年代后期缸兔,目前已在以下幾個(gè)方面得到開發(fā)應(yīng)用日裙。
現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)普遍應(yīng)用大型反滲透裝置。國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域已積累了豐富的設(shè)計(jì)惰蜜、施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)阅签。
以海水或苦咸水為原水,用反滲透解決淡水缺乏和飲用水的需求捧懈。我國(guó)沿海地區(qū)已陸續(xù)出現(xiàn)海水反滲透淡化廠列序,已建成240噸/小時(shí)以上的大容量淡化裝置,為發(fā)電廠失叁、石油化工睹肝、飲用水廠供水。
飲用水處理的應(yīng)用有很大發(fā)展隐辟。國(guó)外超大型反滲透或納濾裝置多用于城市供水系統(tǒng)画柜。國(guó)內(nèi)在飲用水用途方面的反滲透裝置還都是每小時(shí)數(shù)十噸以下的中小規(guī)模。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和膜技術(shù)的普及栈碰,城市社區(qū)围杉、賓館、飯店已出現(xiàn)反滲透集中供水系統(tǒng)牛斥,預(yù)計(jì)這一領(lǐng)域的應(yīng)用將有很好的前景乖粘。
反滲透膜孔徑很小,它能去除濾液中的離子范圍和分子量很小的有機(jī)物卡载,如細(xì)菌砌熬、病毒、熱源等矫夷。廣泛用于海水淡化葛闷、電子、生物醫(yī)藥用純水双藕、純凈水淑趾、蒸餾水制備阳仔、酒類制造及降硬度水、化工工藝的濃縮扣泊、分離驳概、提純及配水、鍋爐補(bǔ)給除鹽軟水旷赖、造紙顺又、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理等孵。反滲透出水為脫鹽率大于98%稚照,所以反滲透進(jìn)水指標(biāo)直接決定著膜的脫鹽效果及膜的使用壽命。
為保證反滲透膜的進(jìn)水要求俯萌,反滲透膜進(jìn)水必須進(jìn)行膜前的標(biāo)稱處理果录。預(yù)處理作為膜進(jìn)水前的標(biāo)準(zhǔn)處理,主要為保護(hù)膜的正常工作壓力轩苔、產(chǎn)水量咖雀、膜壽命而設(shè)置,預(yù)處理的目的是去除水中各種懸浮物旅榨、膠體以及達(dá)到后續(xù)反滲透水處理設(shè)備裝置進(jìn)水要求亮购。
目前常用的預(yù)處理工藝主要有:混凝沉淀、多介質(zhì)過(guò)濾秃值、活性炭過(guò)濾岔爹、離子交換軟化或加藥阻垢、溫度與PH值的調(diào)節(jié)哑逾、保安過(guò)濾等旧伺。
特殊的預(yù)處理工藝還需降低水中金屬離子的含量(如鐵、錳吹复、銅等)君祸、微生物殺菌、二氧化硅的去除等轧愧。
混凝劑添加:主要是除去水中微小粒徑的懸浮物膠體含滴。因?yàn)檫@些微小的顆粒在水中不會(huì)受重力的作用而沉降,也難在后續(xù)的過(guò)濾器中去除顷窒,因而需要對(duì)原水進(jìn)行混凝處理蛙吏。它是通過(guò)在原水中投加混凝劑,使之與水中懸浮物及膠體生成較大絮片鞋吉,然后通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾去除。當(dāng)原水中鐵的含量小于0.3mg/L励烦、懸浮物的含量小于20 mg/L時(shí)谓着,預(yù)處理可以不采用此裝置泼诱。當(dāng)水中懸浮物及膠體物質(zhì)的含量比較高時(shí),一般需要使用混凝劑添加裝置赊锚。
多介質(zhì)過(guò)濾器:多介質(zhì)過(guò)濾器是*的預(yù)處理設(shè)備治筒,其作用是濾除原水中細(xì)小顆粒、懸浮物舷蒲、膠體等雜質(zhì)耸袜。
活性炭過(guò)濾器:其可以除去水中游離氯和有機(jī)物以保護(hù)反滲透設(shè)施。
游離氯可以氧化破壞反滲透膜牲平,反滲透一般要求進(jìn)水余氯<0.1ppm妨宪;有機(jī)物不僅是微生物的餌料,而且當(dāng)其濃縮到一定程度后帖奠,可以溶解有機(jī)膜材料之灼,使膜性能劣化。水中有機(jī)物種類繁多创邦,不同的有機(jī)物對(duì)反滲透膜的危害也不一樣比紫,因而在反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),如果水中總有機(jī)碳(TOC)的含量超過(guò)2mg/L丝您,一般需要進(jìn)行處理蕾捣,對(duì)于以自來(lái)水為水源的凈化系統(tǒng),活性炭吸附是必要的但珍,因?yàn)榈乇硭杏袡C(jī)物含量較高易震。
由于活性炭吸附法設(shè)備簡(jiǎn)單,投資小避顶,運(yùn)行操作簡(jiǎn)單烈瑰,處理效果容易控制等優(yōu)點(diǎn),所以廣泛的應(yīng)用于水處理凈化系統(tǒng)中蟋软。
軟化與阻垢劑設(shè)施:防止難溶鹽在反滲透膜表面結(jié)垢镶摘。
軟化是利用離子交換樹脂與水中的鈣鎂等離子進(jìn)行交換,將水中的鈣鎂離子去除岳守。軟化的優(yōu)點(diǎn)是可以比較*地去除水中鈣鎂離子凄敢,避免這些離子在反滲透裝置中結(jié)垢,其缺點(diǎn)是設(shè)備投資高湿痢,運(yùn)行到一定時(shí)間后需要進(jìn)行再生涝缝。
添加阻垢劑可以延緩鹽晶體成長(zhǎng)來(lái)推遲沉淀過(guò)程,采用此方法也可防止反滲透的結(jié)垢污染譬重。但是由于鈣鎂離子仍然存在于水中拒逮,反滲透出水的鈣鎂離子會(huì)比使用軟化要高,而采用加藥阻垢的方式較易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,且設(shè)備簡(jiǎn)單成本較低滩援。另外使用阻垢劑還可以減低硅沉淀栅隐,而軟化則不能,這一點(diǎn)非常適合地下水水源處理玩徊。軟化設(shè)施的成本與流量成正比關(guān)系租悄,而阻垢劑添加設(shè)施的成本與流量關(guān)系不大,因此写寄,雙級(jí)反滲透和器型系統(tǒng)诲操,多采用阻垢劑添加系統(tǒng)。
熱交換器:調(diào)節(jié)反滲透給水溫度纽材,保證反滲透的產(chǎn)水量和保護(hù)反滲透膜帮伙。
由于在一定范圍內(nèi),反滲透膜的出水量與入水溫度成正比莲吐,溫度每下降1℃粟墩,出水量下降3-5%,同時(shí)反滲透膜的入水溫度小于5℃時(shí)會(huì)破壞反滲透膜的結(jié)構(gòu)稠眠,且生產(chǎn)廠家對(duì)此不做質(zhì)量保證惨槐。而有些地區(qū)冬季寒冷,原水水溫影響了反滲透的正常出水量碱暗,故此需要添加該裝置保證出水量和保護(hù)反滲透膜瘤褒。
精密過(guò)濾器:又稱保安過(guò)濾器,其作用是截留原水中的大于5微米的顆粒杖户,以保證反滲透膜不被大顆粒的懸浮物劃傷悲组。
因?yàn)榉礉B透膜的厚度約為10微米左右,原水中較大的顆粒經(jīng)高壓泵加速后極易劃傷反滲透膜表面的脫鹽表皮層或可能擊穿反滲透膜組件包归,因而一般反滲透設(shè)備前都要安裝5微米精密過(guò)濾器锨推。
反滲透的工作過(guò)程是原水在膜的一側(cè)從一端流向另一端,水分子透過(guò)膜表面公壤,從原水側(cè)到達(dá)另一側(cè)换可,而無(wú)機(jī)鹽離子就留在原來(lái)的一側(cè)。隨著原水的流程逐漸增長(zhǎng)厦幅,水分子不斷從原水中取走沾鳄,留在原水中的含鹽量逐步增大,即原水逐步得到濃縮确憨,而終成為濃水译荞,從裝置中排出,濃水經(jīng)濃縮后各種離子濃度將成倍增加休弃。自然水源中Ca2+吞歼、Mg2+圈膏、Ba2+、Sr2+浆熔、SiO2本辐、SO42-守涤、HCO3-等傾向于產(chǎn)生結(jié)垢的離子深度積一般都小于其平衡常數(shù)矢匾,所以不會(huì)有結(jié)垢出現(xiàn),但經(jīng)濃縮后溃艺,各種離子的濃度積都有可能大大超過(guò)平衡常數(shù)区戚,因此會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)垢。
經(jīng)過(guò)上述處理后的水才能達(dá)到反滲透膜的進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)睡硫,進(jìn)水在壓力作用下挣堪,水透過(guò)反滲透膜成為純水;水中的雜質(zhì)被反滲透膜截留并被濃水帶出趣闹,利用反滲透技術(shù)可以有效地去除水中的無(wú)機(jī)鹽類離子豁惨、膠體、細(xì)菌箍负、病毒烂辟、細(xì)菌內(nèi)毒素和大部分有機(jī)物等雜質(zhì)。反滲透系統(tǒng)除鹽率一般為95-99%麦回。一級(jí)反滲透設(shè)備出水在線監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率一般在1-10us之間哨叙。所產(chǎn)純水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家純凈飲水標(biāo)準(zhǔn)GB17323。
目前還有一種新型反滲透膜缤谎,稱為納濾膜抒倚,其使用同上述標(biāo)準(zhǔn)相同,但脫鹽率低坷澡,標(biāo)稱脫鹽率80%托呕,出水電導(dǎo)率約在20us左右,目前還沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)衡量其產(chǎn)水水質(zhì)频敛。
在釀酒工藝中项郊,全部采用反滲透純水,作為混合姻政、沖洗用水呆抑,因水質(zhì)造成酒品不穩(wěn)定的現(xiàn)象將*杜絕。相信隨著反滲透水處理技術(shù)在釀酒行業(yè)的普及應(yīng)用汁展,必將給精品酒乃至整個(gè)行業(yè)酒品帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇鹊碍。