第二章水 — 概述

啤酒原料 / 中德啤酒学院熊志刚 1

第二章水—概述

水作为啤酒生产原料的介绍酿造用水水中离子对啤酒酿造的影响水的硬度水的残碱度及其计算方法酿造水中碳酸盐与 pH 值之间的关系啤酒酿造用水的改良和处理啤酒生产用水的消毒和杀菌


名泉出佳酿；精茗蕴香，借水而发。

水在四大生产原料中使用量最大。

水是啤酒的血液。

水的性质决定产品的质量和风味。



原麦汁浓度

淀粉和蛋白质等

+ 水 = 麦汁 + 酵母 = 啤酒

分离掉不溶物后

葡萄糖酒精 +CO2+ 热量 +水 + 副产物酵母



原麦汁浓度

投

料

量

糖化

不可发酵性

可发酵性

未溶物和麦糟

麦芽三糖

麦芽糖

蔗糖葡萄糖

果糖

糊精蛋白质

矿物质等

100P 麦汁



地球上的水分布

海水冰淡水

蒸发－降水－排放循环

97,2 ％

2％

0,8 ％

地球是太阳系中唯一水一液态存在的行星

71 ％的表面被水覆盖覆盖面积三亿六千万平方公里

用水四原则：

节约用水限制污染

回收利用达标排放

供人类使用


制麦糖化冷却清洗锅炉润滑

啤酒厂的各主要用水

点

发酵过滤酵母洗涤高浓稀释管道顶水无菌水



饮用水

人类饮用和日常生活用水。

主要控制质量标准：-感官性状：-微生物学指标：致病菌以及指示菌-毒理学指标：-放射性指标：

目的：防止水传染病；急慢性中毒以及其它健康危害！



酿造水

定义：在酿造过程中直接进入成品啤酒的水。

指糖化用水 = 投料水 + 洗糟水

举例：许多国际著名啤酒品牌都采用了特定的水质作为原料！

多特蒙德，慕尼黑，比尔森啤酒等。冰川啤酒和冰川水。



水污染和人类疾病

癌症：亚硝酸化合物，二氯甲烷肝病：农药、毒性有机物、重金属结石：高硬度的水心血管：高含量的无机盐痴呆：金属骨骼症：金属镉内分泌紊乱：重金属、毒性有机物、高的无机盐特点：渐进性、不易分解、体内积累



第二章：水—离子对酿造的影响

水循环图示

1. 蒸发 2. 降雨 3.地表水流动 4.地下水流动


地下水和地表水的区

别

地下水地表水

机械杂质少多

含氧量低高

化学杂质多盐少盐

细菌少多

二氧化碳高低

pH 较低适中

缓冲能力高低

开采成本高低

使用限制有无



pH

值对啤酒酿造的影

响

水 7

醪液 5,4-5,6

麦汁 5,4-5,6

啤酒 4,1-4.4

a- 淀粉酶 5,6-5,8

- 淀粉酶 5,4-5,6

蛋白酶 4,5-5,2

- 葡聚糖酶 4,8-5,5

强调酶在啤酒酿造过程中的作用！！



pH

值对啤酒酿造的影

响

啤酒为偏酸性饮料影响糖化时酶的作用使胶体不稳定的蛋白质多酚物质析出酵母的沉降酵母自溶使后熟速度加快使啤酒口味细腻酒花的苦味物质收得率

水、麦芽、辅料、酒花中的盐和有机物的量和种类决定了醪液和麦汁的 pH 值。



调节p

H

值的可行性

添加酸麦芽添加酸化麦汁外加盐外加酸水软化



麦汁生物酸化工艺流程

扩培罐缓冲罐

水麦汁 Lactobacillus delbrueckii

amylolyticus


水中杂质的划分

大颗粒杂质飘浮物、悬浮物、沉积物胶状杂质属于显微范围 0,1-1,1µm分子杂质属于超显微范围，如溶盐和气体微生物细菌、酵母



水中杂质的划分

类别固体物质微生物气体离子

物质沙子细菌氧气化学性粘土酵母二氧化碳沉积物霉菌硫化氢

分离粗过滤精滤化学分解沉淀沉淀灭菌脱气离子交换

消毒反渗透防腐


啤酒原料 / 中德啤酒学院熊志刚

水处理水处理————过滤过滤

Roh-wasser

Oxidationsluft

• Entfernung von Eisen und Mangan• Filtration von Partikeln und geflockten Substanzen• Spülwasserrückgewinnung

Kies- oder Mehrschichtfilter

Flockungs-mittel


Entschwefelung

4 FeS2 + 3 O2 + 6 H2O 4 Fe(OH)3 + 8 S

H2S + H2O + ½ O2 S + H2O

Enteisenung

2 Fe(HCO3)2 + ½ O2 + H2O 2 Fe(OH)3 + 4 CO2

Entmanganung

2 MnCl2 + O2 + 4 H2O 2 MnO(OH)2 + 4 HCl

Braunstein

水处理水处理————去离子去离子


Ionen in natürlichen Wässern

Kationen(H+)Ca2+

Mg2+

Na+

K+

Fe2+ u. Fe3+

Al3+

NH4+

Anionen(OH-)HCO3

-

CO32-

SO42-

Cl-

SiO32-

PO43-

NO3-

NO2-



Druck-erhöhung

Fein-filtration

UV-Entkeimung

2-stufige Membranentgasung mit Kühlung

Strippgas CO2

Strippgas CO2

Glykol- 3 °CZulauf:

aufbereitetesBrauwasserO2 - gesättigt15 °C

Auslauf:entgastes BrauwasserO2 < 20 ppbca. 1 °C

Abluft

GeschlossenesVakuumsystem

EROX - Entgasung:Fließschema

Quelle: Fa. EUWA


无化学作用的离子有化学作用的离子

直接影响的离子间接影响的离子

增酸的离子降酸的离子

水中离子的划分



溶解的盐

化学性质活泼化学性质不活泼

改变醪液、麦汁和啤酒的 pH 值

量正常时呈中性

减弱酸性

增强酸性

使 pH值升高

使 pH值降低

减少缓冲作用

碳酸盐硬度

非碳酸盐硬度

钾和钠与无机酸产生的化合物、铁和

锰

产生生化和味觉方面的影响、影响费用


水中离子与麦芽成份的反应

HCO3-+H+－ H2O+CO2

3Ca2++2HPO43-－ Ca3(PO4)2+2H+

镁离子增酸效果只有钙离子的一半，但酿造水中通常镁盐少。

降酸反应是由碳酸氢根的钙、镁和钠盐与醪液中的磷酸盐的反应。必须强调的是，糖化用水中的化学活性离子的数量，在通常条件下，明显低于由原料所带入的麦芽矿物质的数量。因此醪液的 pH值总是保持在酸性范围内。

碳酸氢盐与麦芽的酸性磷酸盐进行下列反应：



增酸作用的原理

1） 4K2HPO4+3CaSO4 → Ca3(PO4)2↓+2KH2PO4 + 3K2SO4

2） 4K2HPO4+3MgSO4 → Mg3(PO4)2 +2KH2PO4 + 3K2SO4

生产中一般采用 CaSO4或 CaCl2增酸，调节 pH值，因为镁苦，增酸作用只有钙的一半

3) 3Ca2++2HPO42- → Ca3(PO4)2↓+2H+

4) 蛋白质＝ H＋ Ca2 → 蛋白质－ Ca↓+ 2H+



降酸作用的原理

1） 2KH2PO4+Ca（ HCO3） 2 → CaHPO4↓+K2HPO4 + 2H2O+2CO2

2） 2KH2PO4+Mg（ HCO3） 2 → MgHPO4+K2HPO4+ 2H2O+2CO2

3） 2KH2PO4+2 NaHCO3 → Na2HPO4+K2HPO4+ 2H2O+2CO2

4） H2PO4- + OH- → HPO42 - + H2O



水硬度的概念

总硬度 =钙硬度 +镁硬度总硬度 = 碳酸盐硬度 +非碳酸盐硬度

第二章：水—硬度

钙硬度：水中钙和所有离子形成的盐类的浓度。 Ca(HCO3)2 ，CaCl2, CaSO4, Ca(NO3)2,

镁硬度：水中镁和所有离子形成的盐类的浓度。 Mg(HCO3)2, MgCl2, MgSO4, Mg(NO3)2


水硬度的概念非碳酸盐硬度：钙、镁离子和无机酸根离子形成的盐类的浓度。

如： CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4, Ca(NO3)2, Mg(NO3)2,由于此类盐经过加热和煮沸也不能发生沉淀，硬度无变化，故也称其为：永久硬度。


碳酸盐硬度：钙、镁离子和碳酸根离子和碳酸氢根离子形成盐类的浓度

如： Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, MgCO3 和 CaCO3

因为水中溶解的碳酸氢盐在加热煮沸时分解成溶解度很小的的碳酸盐，硬度可因此大部分除掉，故碳酸盐硬度也被称为暂时硬度。


总硬度所有的钙、镁的化合物

钙硬度所有钙的化

合物

镁硬度所有镁的化

合物

钙和无机酸形成的化合物如： CaSO4

CaCL2

Ca(NO3)2

钙和碳酸形成的化合物如 Ca(HCO3)2

镁和碳酸形成的化合物Mg(HCO3)2

镁和无机酸形成的

化合物如：

碳酸盐硬度

不希望降酸性醪液 pH上升

非碳酸盐硬度

部分可有增酸性

醪液 pH下降

苏打水NaHCO3

Na2CO3

MgSO4MgCL2Ca(NO3)2


水硬度的划分

0－ 40dH很软水 4,1－ 80dH软水 8,1－120dH 中等硬水

12,1－ 180dH稍硬水 18,1－ 300dH硬水 300dH很硬水

不同硬度的水适合于酿制不同类型的啤酒，一般来说，生产浅色啤酒宜用较软的水，酿制而成的啤酒，口味淡爽，色泽浅。

而硬度高的水则通常适宜于酿制深色啤酒，其特点是口味醇厚、色深泡沫好。

思考：硬度的影响？在化验室应该做哪些硬度指标分析？意义 ?




1.加入碱液：Ca(HCO3)2+2NaOH→CaCO3+Na2CO3+2H2O

2.然后苏打继续和非碳酸盐硬度反应：Na2CO3+ CaSO4 →CaCO3+Na2SO4

3. 水温： Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2+H2O

石灰沉淀的原因


水硬度的表示方法

1 德国度 0dH 相当于 10mgCaO/L 水相当于 7,14mgMgO/L 水

=10/56mmolCaO/L=0,179mmolCa2+/L

常用表示单位 :mg/L1mmol/L=5.6 0dH



水硬度的换算

硬度单位 mmol/l 德国度英国度法国度美国度mmol 1 5.6 7 10.0 10010d 0.179 1.00 1.25 1.79 17.910e 0.143 0.80 1.00 1.43

14.310f 0.10 0.56 0.70 1.00

10.010a 0.01 0.056 0,07 0.10 1.00

补充了解： 1 法国度＝ 10mg CaCO3/l1英国度＝ 14,3mg CaCO3/l1美国度 ppm ＝ 1 mg CaCO3/l

课堂练习 : 1.推导上述各国硬度表示方法的数量互换关系 .2. 硬度的计算练习 .



水样 A: 计算 (mmol/l, 0dH):

Ca2+: 36mg/L 钙硬度 ___

Mg2+: 20mg/L 镁硬度 ___

HCO3-: 100mg/L 碳酸盐硬度 ___

CO32-: 0mg/L 非碳酸盐硬度 ___

总硬度 ____



水样 B: 计算 (mmol/l, 0dH):

Ca2+: 20mg/L 钙硬度 ___

Mg2+: 38mg/L 镁硬度 ___

HCO3-: 172mg/L 碳酸盐硬度 ___

CO32-: 0mg/L 非碳酸盐硬度 ___

总硬度 ____



水的碱度

指溶解在水中能与强酸起作用的盐类。或在水中存在的能和酸反应，带来碱性的一类离子或盐的总和。它们主要是：

氢氧根 OH －

碳酸根 CO32 －

碳酸氢根 HCO3－

测量总碱度是用强酸滴定水样到一定 pH 值所消耗的酸量或者mmol/L数表示。

第二章：水—碱度


水的残余碱度

是对水中增酸离子和降酸离子作用进行综合评判的一个指标。酿造水中该指标要求为－ 50dH －＋ 50dH 。越趋向正值，水的碱性越强，反过来酸性越强。

残余碱度＝总碱度－ (钙硬度＋ 1/2镁硬度 )/3,5

钙离子的增酸作用是镁离子的两倍。

计算举例：



残余碱度计算举例

慕尼黑 pils dortmund

维也纳

GH 14.8 1.6 41.3 38.6

MgH 4.2 0.6 4.6 15.8

CaH 10.6 1.0 36.7 22.8

RA 10.6 0.9 5.7 22.1

KH 14.2 1.3 16.8 30.9


残余碱度的影响

残余碱度为 0 的水作为酿造水 , 对醪液和麦汁的 pH 值无影响 .=100dH 的水与用酿造水相比 , 可使醪液和麦汁的 pH 值上升 0,3.=-100dH 的水与用酿造水相比 , 可使醪液和麦汁的 pH 值下降 0,3.残余碱度低的水更适合于生产浅色啤酒 .残余碱度是对水中增降酸离子的综合评价 .



总碱度大于总硬度的水称为有负硬度的水。

原因 : 污染苏打类物质。 Na2CO3, NaHCO3,K2CO3,KHCO3

Na2CO3+CaSO4→ CaCO3 ↓+Na2SO4

Na2CO3+ CaCl2 → CaCO3 ↓+ 2NaClNa2CO3+ Ca(NO3)2→ CaCO3 ↓+ 2NaNO3

水中碳酸盐硬度＝总硬度总碱度 = 碳酸盐硬度 +苏打碱度

第二章：水—负硬度

思考：总碱度，碳酸盐硬度和 M 值的关系和区别？


总硬度： 5-150dH 残余碱度： -50dH bis +50dH 碳酸盐硬度： 20dH KH： NKH ： 1： 2,5-3 镁硬度： 30dH 硝酸盐： 10mg/l 铁离子： 0,05mg/l 锰离子： 0,03mg/l 氯离子： 50mg/l pH 值： 6,8-7,2 锌： 0.1-0.5mglL 无过多的杀虫剂和杀菌剂残留：最多 0,001-0,005mg/l P 值： 0,1-0,2 M 值： 1 感官指标

投料水

第二章：水—酿造用水的要求


40-50mg/L 适中通过形成蛋白质盐 , 与磷酸盐的作用 ,增酸糖化时外加钙 , 使醪液 pH 值降低带来一系列优点 :

减少色度上升 ;减少色素物质和多酚物质的浸出 . 促进蛋白质的凝聚 , 利于淀粉酶的抗热性 ,促进草酸盐的形成 .

避免喷涌和草酸盐浑浊 ,减缓酵母的衰退 .

钙离子



低于 50mg/L 适中含量太高会带来粗糙的苦味较低的镁含量对口味有利对肽酶的活性具有促进作用还是发酵时许多酶的辅酶

镁离子



低于 0,05mg/L 适量存在有利于酵母出芽繁殖 . 达 0,2mg/L 则造成困难麦汁中大于 1mg/L 则加速酵母的衰退 ,增加色度 , 降低啤酒的醇厚性

铁腥味 ,泡沫呈褐色 ,加速氧化导致喷涌 , 官道产生褐色沉淀或堵塞

铁离子



Nach TWVO低于 50mg/L Nach EG 低于 25mg/L 婴儿食品低于 10mg/L 导致青苔生长 ,婴儿身上发紫细菌和酵母将其还原为亚硝酸根后毒害酵母

硝酸根



不得含有有毒来源于水的污染对酵母有毒害

亚硝酸根



机械过滤—除去大的杂质软化处理—除去水中的部分硬度吸附过滤—改善水的色泽和有害气体消毒和灭菌—杀死和减少水中的微生物

第二章：水—水处理


石英砂过滤器砾石过滤器活性炭过滤器 ( 表面积 600-1200平方

米 /g, 内孔体积 0.6-1立方米 /g) 澄清沉淀法

对感官指标差的水



煮沸法石灰水法离子交换法反渗透法电渗析法

水处理的方法



a. 原理：加热去除碳酸氢钙和碳酸氢镁，以降低水中的暂时硬度。方法简单，不需用特殊设备，适合小厂，但处理时间长，处理后的水温度高，须冷却后才能供糖化使用，影响设备周转。但对碳酸氢镁的水，效果不佳。

Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O(温度达到 80 度即可，搅拌和通入空气会改善其效果，排除二氧化碳，避免逆反应 )

Mg(HCO3)2MgCO3(部分可溶，溶解度随温度降低而升高 )+CO2+H2O

煮沸法



b. 特点：

优点：方法简单、不需要特殊设备、适合小厂

缺点：时间长、耗热量大、成本高处理后的水温度高，须冷却后才能使用对含碳酸氢镁高的水处理不理想

煮沸法



作用原理：

石灰水和水中的碳酸盐硬度以及游离的 CO2反应，生成沉淀，并通过沉降或过滤的方式除去。

去除对象：

可大部分除去暂时硬度，对碳酸氢镁含量过高的水效果不好。要求精确计算和添加石灰量，在处理后的水中不允许有太多的氢氧化钙存在，否则导致 pH 值太高，影响糖化。 ( 控制采用 P 值和 M 值的测量 ) 。

处理方法：

一步法和两步法。

石灰水法



条件：RA 大于 5 ，镁硬度 -低的 NKH小于或等于 3 ，同时镁硬度小于 3

原理 (见教材 51面 ) ：Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+2H2O

Ca(OH)2+Mg(HCO3)2→CaCO3↓+ MgCO3 +2H2O

Ca(OH)2+ CO2→ CaCO3 ↓ +H2O

流程图见下页：

饱和石灰水一步

法



饱和石灰水一步法降低残余碱度

原水预过滤器反应罐砾石过滤器

活性炭过滤器

酿造水

饱和石灰

水

Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+2H2O

Ca(OH)2+Mg(HCO3)2→CaCO3↓+ MgCO3 +2H2O

Ca(OH)2+ CO2→ CaCO3 ↓ +H2O

添加非碳酸盐此时可以除去碳酸根离子，但镁硬不变。


条件： RA 大于 5 ，镁硬度 -低的 NKH小于或等于 3 ，同时镁硬度在 3～ 5 之间。

原理： Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+2H2OCa(OH)2+Mg(HCO3)2→CaCO3↓+ MgCO3+2H2O

在 pH=10.5~11 的条件下

Ca(OH)2+MgCO3→CaCO3↓+ Mg(OH)2 ↓ +2H2OCa(OH)2+ CO2→ CaCO3 ↓ +H2O

流程见下页：

饱和石灰水二步

法



原水 1

反应罐�

�

1

1 2

砾石过滤器活性碳过滤器

酿造

水

� 流量计

饱和石灰

水

二步法降低 RA、Mg2+


Kiesfilter

Brauwasser

KalkmilchReaktor 1

Reaktor 2

Schlammaufbereitung

Kalkwasser

Rohwasser

二步法降低 RA、Mg2+


操作：在 60% 的原水量中加入计算得出的总的石灰水的量，使 pH 值达到 10,5-11 ，从而使

氢氧化镁沉降。除去沉积物后再加入另外40% 未处理的水，将 pH 值调至 8.4 。

对象：二氧化碳Ca(HCO3)2

35-50% 的碳酸氢镁

饱和石灰水二步

法



优点：缺点：

碳酸盐硬度可大部分被除去。须精确控制所添加的石灰水量残余碱度也可满足要求。沉淀的排除问题有机物含量和铁离子含量满足要求。对碳酸氢镁的效果差成本低。

总结石灰水法的特法



交换树脂：多为天然或合成的多孔性高分子聚合物。分子结构上带有无数个能进行离子交换的基团，如强酸型性、强碱型、弱酸型或弱碱型。由固定离子和平衡离子组成。

原理：离子交换树脂浸在水中，吸水膨胀，其功能基团能电离形成可交换的正离子或负离子，并且把等当量的其它带有相同电荷的离子交换给电解质溶液。

离子交换法



离子交换法

H+

H+ + Ca(HCO3)2 R=Ca+H2CO3

R

OH-

OH- + HCl

- R=Cl+H2OR



阳离子交换树脂：强酸阳离子：弱酸阳离子：钠型树脂：

阴离子交换树脂：强碱阴离子：弱碱阴离子：中性氯离子：

离子交换树脂的类

型



主要除去水中的钙、镁、钠 (全部阳离子 ) 。同时生成无机酸和碳酸，要求中和掉。 ( 采用石灰水或和原水混合 )。 (由碳酸盐硬度产生碳酸，非碳酸盐硬度产生无机酸。 )

H＋

A ＋ CaSO4 A=Ca2 ＋＋ H2SO4

H ＋

强酸阳离子交换

器



注意：用石灰水中和形成的非碳酸盐硬度全是钙硬度，既降低了碱度，又消除了 Mg 对

口味的不利影响。

Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+H2O

采用和原水混合的处理方法时，只能先用离子交换器处理 60％的原水，然后再和剩余的水混合，需注意的是水中的镁硬度不宜过高。口味！

Mg(HCO3)2+H2SO4MgSO4( 苦盐 )+H2O+CO2

强酸阳离子交换

器



除碳酸盐硬度和部分钠。非碳酸盐硬度不变。注意：生成碳酸，需除去 (CO2脱气塔并进行机械通风 ) 。如水中非碳酸盐硬度低，处理后可适当添加。

再生：采用盐酸 A＝ Ca+2HCLA=H+CaCl2 ，是交换过程的逆反应。

H＋

A ＋ Ca(HCO3)2 A=Ca2＋＋ H2O＋ CO2

H ＋

弱酸阳离子交换

器



原水��

弱酸氢离子树脂

酿造水

也可用主流连接法，处理后水中只有 NKH!

弱酸氢离子交换树脂降 RA/Mg2+


( 属强酸型 ) 不适合于酿造用水，而适合处理锅炉给水和洗瓶机用水。能处理所有硬度构成成份，但会将硬度转化成碱性盐。

再生：采用食盐

Na＋

A ＋ Ca(HCO3)2 A=Ca2＋＋

Na2HCO3

Na＋

钠型离子交换器



( 用于除去非碳酸硬度以及某些强酸阴离子含量(NO

3-,SO4

2-和 Cl-) 。是去除硝酸根的主要方法。

也可用来中和强酸阳离子交换树脂处理后水中的无机酸，多数情况下和强酸阳离子一起使用，可将水中全部离子除掉，然后添加 CaSO4或 CaCl2

再生：采用 NaOHOH

-

A ＋ HNO3 A=NO3 －＋ H2O

OH-

弱碱阴离子交换

器



从水中摄取弱酸的阴离子，如 SIO2

2 －或 CO3

2- 。实际中因其成本是所有离子交换器中最贵的而不使用。再生：用 NaOH

OH-

A ＋ CaSO4 A=SO4＋ Ca(OH)2

OH

-

强碱阴离子交换

器



用来除硝酸盐，但取代的是等但量的氯离子，应考虑水中原有的氯离子含量。含量太高时只能选择碱型树脂。

再生：采用食盐

Cl-

A ＋ CaNO3 A=NO3 －＋ CaCl2

Cl

-

中性氯离子交换

器



优点：缺点：

方法可靠、出水水质高、可根据设计再生用酸碱排放造成污染

满足不同工艺要求。管理复杂、再生频繁

出水量大、处理成本较低

离子交换法总结



要求：待处理的水中没有有机污染待处理的水中没有铁和锰的化合物没有活性氯定期杀菌，如 1% 的福尔马林。对较新的合成树脂用氯， 1g/m2/2h 。

后接一个活性碳过滤器。长时间静止不用后再使用时，应排一段时间水

离子交换法总结



原水��

强酸氢离子树脂

酿造水支流分流量取决于镁硬度的高低！产生的酸和另一支流的 KH 中和！

如果有多的酸则需要最后用石灰水中和。

强酸氢离子交换树脂降 RA/Mg2+

设备必须耐腐蚀——支流连接法


原水强酸氢离子树脂酿造水

饱和石灰水

强酸氢离子交换树脂降 RA/Mg2+

设备必须耐腐蚀——主流连接法


原水通风曝气池强 H+

弱 OH-酿造水

�

�

饱和石灰水

强酸氢离子降低 RA/Mg2++Fe +NO3-+Cl-耐腐蚀设备


原水��

弱酸氢离子树脂

酿造水

也可以主流连接完全除去 KH ，视水质而定，一般支流连接！

弱酸氢离子交换树脂降 RA/Mg2+

耐腐蚀设备


原水通风曝气池弱 H+

弱 OH-酿造水

�

�

�

弱酸氢离子降低 RA/Mg2+

+Fe+NO3-+Cl

-

不耐腐蚀设备


水处理实例

总硬暂硬永硬钙硬镁硬残碱 CL-mg/L NO3-

1 34 26 2 10 40

2 16 2 6 50 5

3 2 9 1 6 30

4 2 12 3 60 70

5 17 15 6 20 0.03



反渗透法

低浓

高浓

低浓高浓

渗透压

低浓

高浓

低浓高浓

反渗透压 P



原理：两种不同浓度的溶液由半渗透膜隔开，在浓缩溶液一侧施大于渗透压的压力，从而使纯水通过渗透膜反向扩散。

可将水中的盐彻底除去，同时还能除去水中的有机物、细菌和病毒。压力为 2.5MPa

原水先过滤，除去可能堵塞反渗透膜的悬浮物、胶体、铁、锰等。

原水收得率约 75％左右。要想达到 90％以上，透盐量就稍高些。

注意：钠离子的透过率比钙镁强，因此处理的水中可能会出现碳酸氢钠(负硬度！ ) 。措施是添加硫酸钙。

反渗透法



应用范围：牛奶和奶制品的浓缩果汁、蔗糖溶液的浓缩麦芽汁的浓缩啤酒中酒精的除去原水的处理废水净化

反渗透法



优点：不污染环境，几乎不使用化学药品去除离子交换器不能去除的化合

物无细菌污染自动的工作方式所需空间小可能比其它方法费用低

反渗透法



EROX -EROX - Entgasung: Anwendungen

1. Stufe :Abbinden des-m-Wertes

2. Stufe :Einstellen derKarbonathärte

Kalkmilch

EROX- Entgasung

AnschwemmwasserFiltrationAufkarboni-

sierung

Mischwasser für AfG

EROX läßt sich auch problemlos mit anderenVerfahren der Wasseraufbereitung kombinieren

Rohwasser

H2O +

High gravity-brewing

=

Einmaisch- und Überschwänzwasser

stark saurerKationen-austauscher

Calcium-verschnitt

Vakuum

CO2

CO2Wasser

Quelle: Fa. EUWA


无菌水的制

备砂滤棒过滤加氯或 (CLO2) 杀菌臭氧杀菌紫外线杀菌高温杀菌膜过滤



加氯或二氧化

氯

原理：氯在水中反应如下：CL2＋ H2OHOCL＋ HCLHOCLHCL＋ O (次氯酸＋原子态氧 )

次氯酸具有强烈的氧化作用，易扩散至细胞细胞膜内，破坏细胞内膜及其生理机能，使细菌死亡，形成的盐酸则通

过使 pH 值下降而对杀菌有促进作用。在企业中人们常用漂白粉来替代氯气。

CaOCL2＋ H2OHOCL＋ Ca(OH)2+CaCL2 。5 NaClO2 + 4 HCl 4 ClO2 + 5 NaCl + 2 H2O2 ClO2 + H2OHClO3 + HClO2HClO2 HCl + O2



二

氧

化

氯

发

生

器



加氯或二氧化

氯添加量：水管管网末端水的余氯量应保持在 0,1 －

0,3mg/l ，小于 0,1mg/l 不安全，大0,3mg/l 会有明显的氯臭。

优点：成本低

缺点：但需要精度很高的定量泵和相应的安全措施，灭菌后的水有明显的氯味，影响酶、酵母和正常的啤酒口味。



臭氧灭菌法

原理：在常温下，臭氧 (O3) 是具有特殊气味的气体，具有极强的氧化能

力，释放出的 O起杀菌作用。空气通过高压的放电场，可制备臭氧。

添加量： 0,2－ 0,5mg/l ，接触时间 5－ 10分钟

特点：杀菌效果明显，可除去水中异味，可除去水中部分色度。但购置设备费用高，成本高。



紫外线照射

原理：微生物受紫外光照射后，微生物中的蛋白质和核酸吸收紫外光的能量，导致蛋白质和核酸结构发生破坏，引起微生物死亡。波长在 250

－ 280nm 的紫外线有杀菌能力。将紫外灯管浸入水中即可。注意需灭菌的水必须清亮透明，不得含过多的铁锰化合物及其它浑浊物质，否则影响灭菌效果。需预处理。



紫外线照射

原理：微生物受紫外光照射后，微生物中的蛋白质和核酸吸收紫外光的能量，导致蛋白质和核酸结构发生破坏，引起微生物死亡。波长在 250－ 280nm 的紫外线有杀菌能力。

将紫外灯管浸入水中即可。注意需灭菌的水必须清亮透明，不得含过多的铁锰化合物及其它浑浊物质，否则影响灭菌效果。需预处理。

特点：不需化学试剂，不会产生不良口味，成本也较低，但灭菌效果受水质影响。同时需定期更换灯管 (灯光寿命 4000 －6000h) 。


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第二章水 — 概述