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？