飲料廠用水(可樂)--RO系統的設計和維護

摘要：飲料市場一直是兵家必爭之地，從果汁、汽水、茶飲、運動飲料、可樂到機能性飲料不一而足。作為飲料工廠決策者，除了不斷開發新口味，改善飲品配方迎合市場口味外，對於原料組成分子中比重最大的水，如果能做好原水的處理與掌握，對於飲料的製程安全與品質的控管將會更有保障…

一、設計一套RO飲料用水基本認識：

　A. 認識原水

　．使用的是地表水嗎（水庫、湖、江），還是地下水（井水，井水也會受到地表水的影響）？

　．“市政水源” 不是一個合理的答案!

　．要拿到水質分析報告，最好能拿到最近五年的月度或者季度分析報告…從旱季或蓄水層水位下降時尋找變化

　．系統是否考慮使用免費的高含鹽量的深井水?

　B. 水質參數要知道

　Na鎂、Ca硬度、鹼度、ph值、Cl、SO4、K、Br、NO3、Si、溫度、NTU/SDI…..等。

　C. 基本元件知識

　．系統設計

　．維護與系統優化

二、逆滲透和活性碳介紹：

　A. UF超濾過濾膜元件

　．聚醯胺 （PA）：淨化水系統的最佳選擇、 高 TDS CSD系統 ；

　　最大的 Br 去除率，不容氯性及比NF-CA更低的回收率。

　．二醋酸纖維素 (CA)： 是CSD最佳的選擇，低TDS 給水，可容氯、 高回收率。

　．聚碸： 唯一的超濾、 可容氯、TDS不會去除 。

　B. UF超濾過濾膜元件

　C. 活性碳過濾可吸附有機物及將氯轉變為氯離子

　　　　　　　　　　　　【通入蒸汽/消毒之後的活性炭】

三、系統設計的重要性：

　A. 將系統分段設計

　．懸浮固體去除段（介質過濾、中空超濾、袋式過濾、化學品預處理）

　．去離子段 (逆滲透、納濾)

　．儲存

　．脫氯和送水（活性炭、水泵、精密過濾）

　．消毒和線上清洗

　B. 完整的水處理設計CSD和純化水的作用

　a. 懸浮固體去除段

　．井水/低 DSTI (<3) = 多介質過濾或袋濾

　．地表水/高SDI， 或者歷史上曾有藻類爆發使或淤泥含量高 = 超濾

　．超濾的成本比多介質高，但能夠保護去離子段。

　　增加的成本 = 一套逆滲透膜元件（憑經驗估計）

　b. 去離子段

　．70/90%的鈉濾用於CSD製造

　．逆滲透適用於高能脫鹽、純化水或者高鹽量的源水

　．2級RO逆滲透

　．UF超濾+RO逆滲透 

　．逆滲透和臭氧

　c. 儲存區

　．儲存便宜！並且允許製造的自由性…允許維護

　．只要可能，儲存氯化過的水，或者是純化水，採用臭氧殺菌

　d. 去氯和輸送

　．1 gpm/cf 除氯

　．蒸汽或者熱水消毒

　．無螺紋，充足的取樣點 (衛生級)

　．酸洗過的介質

　C. 消毒和線上清洗

　．所有區域都應該設計成能進行消毒

　．在無法進行氯消毒的區域，不但必須線上消毒/消毒所有的設備，而且還是包括所有的管道!

　．最少的死角

　．Full-Fit (全填充)模元件

　．化學藥品 vs 熱水

　D. 按段線上清洗

四、維護和優化：

　．反滲透記錄

　．化學品預處理

　．線上清洗

　．儘早發現問題

　．水優化/濃水回收

　A. 運行記錄和趨勢

　．將日常，正規記錄保存和歸檔是非常重要的!

　．圖示記錄容易說明問題

　．記錄報警和系統故障

　．為什麼 ? 在問題還很小和可以解決的時候就找到它們。

　B. 性能跟蹤紀錄

五、定義：什麼是結垢

當原料在膜表面或者膜表面附近聚集，或與膜和滲透水起化學反應

主要汙染物：碳酸鈣, 硫酸鈣，鐵，矽，有機物/微生物 

　　　　　　　　　　　　　　【微孔阻擋】

　　　　　　　　　　　　　　【內部微孔結垢】

引起膜結垢的因素：

　．預過濾不充分

　．化學品預處理的改變(損失)

　．活性炭過濾器的微生物負荷

　．過度的回收率導致沈澱

　．原水的變化，新的井，藻類

什麼時間進行清洗：

　．產水量下降了 20%

　．機器壓降達到 25%

　．任一支膜殼壓降超過 4 bar (60 psi)

　．細菌計數超過處理極限

五、總結：

　．設計是非常關鍵的

　．可以通過新系統/更新來進行整改

　．全力控制系統 SOP 培訓

　．讓您的供應商共同參加

　．最小化並阻止計畫外的停機

　．最大化寶貴的資源

六、後處理：

　．碳塔

　．濾料類型

　．煤與椰子殼

　．Osmonics 將在後處理 的(UF/NF/RO) 應用中使用椰子殼

　．在LTS （石灰處理）和都市用水中使用瀝青煤

碳塔目的：

　．去除氯

　．去除味道和香氣

　．減少 THM 和 HAA （暈乙酸)

　．目標-65 ppb < THM （ Dasani的未來規範中可能見到10 ppb）

　．加州飲料的需要 < 10 ppb THM

　．濾網-與雙重濾料設計不同，桶槽尺寸是為了留住濾料碳濾料

碳濾料：

　．椰子殼

　．THM 減少比煙煤好

　．灰含量低(鹼度)

　．酸洗椰子灰含量最低

　．啟動速度快

　．耐不住頻繁蒸汽 （煤粉比煤炭更快）

NF/RO 氯曝露：

　．氯曝露

　．CA 可以連續耐 2 ppm

　．PA不耐任何氯

　．過度暴露於氯將毀壞兩者

　．CA 不斷需要1-2 ppm，< 0.5 p p m 可能是微增長的問題

七、案例：

xx可樂公司1000 gmp NF：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　自訂工程： 可用空間很狹窄和過高的空間

UF 前處理 (前部) RO與 GAC，過濾，臭氧　　　　　　　2個逆滲透、300 GPM， Dasani

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　空間不敷設備安裝？

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