饮料厂用水(可乐)--RO系统的设计和维护

摘要:饮料市场一直是兵家必争之地,从果汁、汽水、茶饮、运动饮料、可乐到机能性饮料不一而足。作为饮料工厂决策者,除了不断开发新口味,改善饮品配方迎合市场口味外,对于原料组成分子中比重最大的水,如果能做好原水的处理与掌握,对于饮料的制程安全与品质的控管将会更有保障…
一、设计一套RO饮料用水基本认识:
A. 认识原水
.使用的是地表水吗(水库、湖、江),还是地下水(井水,井水也会受到地表水的影响)?
.“市政水源” 不是一个合理的答案!
.要拿到水质分析报告,最好能拿到最近五年的月度或者季度分析报告…从旱季或蓄水层水位下降时寻找变化
.系统是否考虑使用免费的高含盐量的深井水?
B. 水质参数要知道
Na镁、Ca硬度、碱度、ph值、Cl、SO4、K、Br、NO3、Si、温度、NTU/SDI…..等。
C. 基本元件知识
.系统设计
.维护与系统优化
二、逆渗透和活性碳介绍:
A. UF超滤过滤膜元件
.聚醯胺 (PA):净化水系统的最佳选择、 高 TDS CSD系统 ;
最大的 Br 去除率,不容氯性及比NF-CA更低的回收率。
.二醋酸纤维素 (CA): 是CSD最佳的选择,低TDS 给水,可容氯、 高回收率。
.聚碸: 唯一的超滤、 可容氯、TDS不会去除 。
B. UF超滤过滤膜元件

C. 活性碳过滤可吸附有机物及将氯转变为氯离子


【通入蒸汽/消毒之后的活性炭】
三、系统设计的重要性:
A. 将系统分段设计
.悬浮固体去除段(介质过滤、中空超滤、袋式过滤、化学品预处理)
.去离子段 (逆渗透、纳滤)
.储存
.脱氯和送水(活性炭、水泵、精密过滤)
.消毒和线上清洗
B. 完整的水处理设计CSD和纯化水的作用

a. 悬浮固体去除段
.井水/低 DSTI (<3) = 多介质过滤或袋滤
.地表水/高SDI, 或者历史上曾有藻类爆发使或淤泥含量高 = 超滤
.超滤的成本比多介质高,但能够保护去离子段。
增加的成本 = 一套逆渗透膜元件(凭经验估计)

b. 去离子段
.70/90%的钠滤用于CSD制造
.逆渗透适用于高能脱盐、纯化水或者高盐量的源水
.2级RO逆渗透
.UF超滤+RO逆渗透
.逆渗透和臭氧

c. 储存区
.储存便宜!并且允许制造的自由性…允许维护
.只要可能,储存氯化过的水,或者是纯化水,采用臭氧杀菌

d. 去氯和输送
.1 gpm/cf 除氯
.蒸汽或者热水消毒
.无螺纹,充足的取样点 (卫生级)
.酸洗过的介质
C. 消毒和线上清洗
.所有区域都应该设计成能进行消毒
.在无法进行氯消毒的区域,不但必须线上消毒/消毒所有的设备,而且还是包括所有的管道!
.最少的死角
.Full-Fit (全填充)模元件
.化学药品 vs 热水

D. 按段线上清洗

四、维护和优化:
.反渗透记录
.化学品预处理
.线上清洗
.尽早发现问题
.水优化/浓水回收
A. 运行记录和趋势
.将日常,正规记录保存和归档是非常重要的!
.图示记录容易说明问题
.记录报警和系统故障
.为什么 ? 在问题还很小和可以解决的时候就找到它们。
B. 性能跟踪纪录

五、定义:什么是结垢
当原料在膜表面或者膜表面附近聚集,或与膜和渗透水起化学反应
主要污染物:碳酸钙, 硫酸钙,铁,矽,有机物/微生物

【微孔阻挡】

【内部微孔结垢】
引起膜结垢的因素:
.预过滤不充分
.化学品预处理的改变(损失)
.活性炭过滤器的微生物负荷
.过度的回收率导致沈淀
.原水的变化,新的井,藻类
什么时间进行清洗:
.产水量下降了 20%
.机器压降达到 25%
.任一支膜壳压降超过 4 bar (60 psi)
.细菌计数超过处理极限
五、总结:
.设计是非常关键的
.可以通过新系统/更新来进行整改
.全力控制系统 SOP 培训
.让您的供应商共同参加
.最小化并阻止计画外的停机
.最大化宝贵的资源
六、后处理:
.碳塔
.滤料类型
.煤与椰子壳
.Osmonics 将在后处理 的(UF/NF/RO) 应用中使用椰子壳
.在LTS (石灰处理)和都市用水中使用沥青煤
碳塔目的:
.去除氯
.去除味道和香气
.减少 THM 和 HAA (晕乙酸)
.目标-65 ppb < THM ( Dasani的未来规范中可能见到10 ppb)
.加州饮料的需要 < 10 ppb THM
.滤网-与双重滤料设计不同,桶槽尺寸是为了留住滤料碳滤料
碳滤料:
.椰子壳
.THM 减少比烟煤好
.灰含量低(碱度)
.酸洗椰子灰含量最低
.启动速度快
.耐不住频繁蒸汽 (煤粉比煤炭更快)
NF/RO 氯曝露:
.氯曝露
.CA 可以连续耐 2 ppm
.PA不耐任何氯
.过度暴露于氯将毁坏两者
.CA 不断需要1-2 ppm,< 0.5 p p m 可能是微增长的问题
七、案例:
xx可乐公司1000 gmp NF:

自订工程: 可用空间很狭窄和过高的空间

UF 前处理 (前部) RO与 GAC,过滤,臭氧 2个逆渗透、300 GPM, Dasani

空间不敷设备安装? |