Aplicació d’aigua pura d’osmosi inversa en el procés d’elaboració

Aplicació d’aigua pura d’osmosi inversa en el procés d’elaboració

El procés vitivinícola continua innovant actualment, la capacitat de producció del vi s’expandeix contínuament i el nivell de consum del vi augmenta. La qualitat del vi s’ha convertit en el factor més bàsic que afecta el creixement de les vendes del mercat. L’alta qualitat, el preu elevat i el gaudi elevat, la qualitat baixa, el preu baix i el gust baix s’han convertit en l’elaboració i el consens dels tastadors de vins. Parlar amb vi, utilitzar vi per aconseguir que els consumidors tastin el consum i millorar la qualitat del vi s’ha convertit en l’acció plena de la indústria vitivinícola. Hi ha moltes maneres de millorar la qualitat del vi, però l’aigua és el factor més bàsic i important.

Com diu aquesta dita, un costat de l’aigua elabora un vi, totes les regions del país tenen els seus propis gustos locals, i la preservació dels vins que representen la regió és l’eix principal del desenvolupament de marques de vins de fama local. El desenvolupament científic, l’avanç tecnològic, la substitució de processos i la millora dels hàbits gustatius continuen demostrant l’impacte de la tecnologia del vi en la qualitat del vi. Els comerciants i degustadors de vi sovint tenen els efectes de l’aigua sobre el vi.

Turbiditat: El vi en si és una solució d’un cos gelatinós. Si no hi ha cap altra substància, el licor és extremadament estable, sense matèries ni impureses en suspensió i el vi és clar i transparent. Quan l’alcohol i l’àcid del vi estiguin en contacte amb els ions metàl·lics de l’aigua, es neutralitzaran les càrregues positives i negatives, es dissoldrà el col·loide i apareixerà la partícula i apareixerà la turbiditat al vi. Aquesta turbiditat és causada per la presència d’ions metàl·lics, ions minerals, etc. a l’aigua.

Gust salat: principalment a causa de l’elevada duresa de l’aigua, el transport de sodi i d’altres sals metàl·liques, la fabricació sense tractament, pot fer que el vi sigui salat, o en els equips de tractament d’aigües que s’utilitzen habitualment, el funcionament del sodi residual i l’aigua. mixt El procés també fa que el vi sigui salat.

Astringent: També s’anomena pala de ferro i olor de rovell. El motiu és que el contingut d’ions metàl·lics com ara ferro, manganès i estany en aigua supera la norma. Especialment a la regió del nord, la major part de l’aigua cervesera prové d’aigua de pou. El contingut de ferro i manganès a l’aigua del pou a la zona nord supera la norma. No tractada o tractada incompletament, l’aigua sembla clara i transparent, però el contingut de ferro i manganès a l’aigua continua sent elevat, cosa que repercutirà en el gust del vi. Amargor: també coneguda com amargor. L’amargor de la qualitat de l’aigua en la producció de vi es deu generalment a una alta alcalinitat, alta duresa i un alt contingut en sulfats. Aquesta aigua no es tracta ni es tracta en equips de tractament d'aigua. Els errors augmentaran directament el gust del vi.

D’altres no s’elaboren a causa de la influència de l’aigua en la qualitat del vi. Aquest article introduirà principalment la nova tecnologia de tractament d’aigües en el procés cerveser.

En el procés d’elaboració del vi, les tècniques habituals per al tractament de l’aigua són el suavització, l’intercanvi d’ions, l’electrodialisi, la ultrafiltració i similars. Tot i això, com que els operadors de tractament d’aigües no són professionals, al cap i a la fi, solen tenir una mala capacitat de manipulació i la gestió dels equips no és estricta. El vi tindrà diferents qualitat de vi i diversos mètodes de tractament de l'aigua tenen els seus propis avantatges i inconvenients. És impossible tractar tot el contingut d’aigua i és impossible millorar fonamentalment la qualitat del vi. Tenint en compte els problemes de les tecnologies anteriors al llarg dels anys, aquest treball introdueix una nova tecnologia de tractament de l'aigua per processos, equips de tractament de l'aigua amb membrana d'osmosi inversa. Els equips descrits en aquest article s’han aplicat al Grup de cervesa Harbin Beidahuang i els usuaris han estat positius.

La tecnologia de processos d’osmosi inversa és una tecnologia de tractament de l’aigua que utilitza la separació de membranes. Amb l'avanç de processos de fabricació i investigació en ciències de membrana, la tecnologia de tractament de l'aigua amb osmosi inversa s'ha desenvolupat ràpidament.

A partir de 1950, Reid i Hassler de la Universitat de Florida als Estats Units van proposar una dessalació de l’osmosi inversa de l’aigua de mar. El 1953, Reid i Bretom van confirmar la capacitat desatès de la membrana d'acetat de cel·lulosa al laboratori. El 1960, Califòrnia, EUA. Loed i Sourirajan van desenvolupar la primera membrana asimètrica d’acetat de cel·lulosa al món. Posteriorment, es van desenvolupar nous productes de membrana d’osmosi inversa, des de la membrana asimètrica inicial de l’acetat fins a la fragància de reticulació produïda per polimerització superficial. Una pel·lícula composta de poliamida. Des de la membrana acetat de cel·lulosa d’alta pressió fins a la membrana composta de baixa pressió fins a la membrana composta de baixa pressió i la membrana de nanofiltració, la forma de membrana s’ha diversificat gradualment.

El desenvolupament de la tecnologia de tractament d’aigua d’osmosi inversa l’ha convertit en un líder en tots els mètodes de dessalinització d’aigua. Actualment, la capacitat dels dispositius d’osmosi inversa a tot el món ha superat els 12 milions / tona diària. Des dels anys noranta, continua sent un 20% anual. La velocitat va augmentant. A més del seu ús en la dessalació de l'aigua salobre i l'aigua de mar, l'osmosi inversa també s'utilitza àmpliament en diversos camps com la preparació de l'aigua pura, el tractament d'aigües residuals, l'aigua potable, les begudes i els processos de concentració i reciclatge de productes químics.

La tecnologia de tractament de l’osmosi inversa és bàsicament un mètode físic. Té molts avantatges respecte als mètodes tradicionals de tractament de l'aigua mitjançant processos fisicoquímics:> L'osmosi inversa és l'ús de mètodes físics de canvi no de fase per diluir l'aigua a temperatura ambient. , purificació.

> El tractament de l'aigua es basa exclusivament en la pressió com a força motriu i el seu consum d'energia és entre els més baixos de molts tractaments.

> Reciclatge sense l’ús de grans quantitats de substàncies químiques i àcids i bases.

> Sense residus de líquids i àcids residuals, descàrrega d'àlcali, sense àcids residuals, tractament de neutralització d'àlcali, sense contaminació ambiental

> El sistema és simple, fàcil d’operar, la qualitat de l’aigua del producte és estable i es pot obtenir aigua d’alta puresa.

> Apte per a una àmplia gamma de qualitat de l'aigua crua, adequat per a l'aigua salobre, l'aigua de mar i el tractament d'aigües residuals, així com per al tractament de l'aigua dolça de baix contingut en sal.

> Els equips tenen una petita petjada i necessiten menys espai.

> El manteniment operatiu i el manteniment dels equips són extremadament baixos.

L’osmosi inversa presenta avantatges òbvits per a molts departaments d’ús d’aigua pura i presenta unes excel·lents característiques difícils de comparar amb els mètodes convencionals d’intercanvi d’ions, com ara:

o L’efecte de l’eliminació de la sílice de l’aigua és bo i la taxa d’eliminació pot arribar al 99,5%, cosa que evita la dificultat de la regeneració del silici a l’aigua natural a la resina d’intercanvi d’ions i al cicle curt d’operació.

o L'eliminació de substàncies orgàniques i col·loides a l'aigua, la taxa d'eliminació pot arribar al 95%.

o El sistema de tractament d’aigua d’osmosi inversa pot produir aigua de manera continuada i no hi ha cap operació, com per exemple, aturar la regeneració durant el funcionament.

Xina va començar a desenvolupar membranes d'osmosi inversa a mitjans dels anys seixanta, que no està lluny dels països estrangers. Tot i això, a causa de les limitacions de les matèries primeres i les condicions industrials bàsiques, el rendiment dels components de membrana produïts és baix i el cost de producció és elevat. En els darrers anys, s’han produït diverses línies de producció importades una després de l’altra, cosa que ha millorat molt el nivell de producció de pel·lícules domèstiques. La tecnologia de tractament de l'aigua d'osmosi inversa domèstica va començar a finals dels anys 70 i s'ha desenvolupat i aplicat en els següents aspectes.

Els dispositius d'osmosi inversa a gran escala s'utilitzen habitualment en les empreses modernes de fabricació. El país acumula una gran experiència en disseny, construcció i explotació en aquest camp.

> Utilitzeu aigua de mar o aigua salobre com a aigua bruta per resoldre el problema de l'escassetat d'aigua dolça i l'aigua potable amb osmosi inversa. Les plantes de dessalinització d'osmosi inversa de l'aigua de mar han aparegut a les zones costaneres de la Xina, i s'han construït plantes de dessalinització de gran capacitat de més de 240 tones / hora per subministrar aigua per a centrals, petroquímics i plantes d'aigua potable.

> L’aplicació del tractament d’aigua potable s’ha desenvolupat molt. L'osmosi inversa a gran escala o dispositius de nanofiltració s'utilitzen principalment en els sistemes d'abastament d'aigua urbans. Els dispositius domèstics d’osmosi inversa per a l’ús d’aigua potable són també unitats petites i mitjanes de desenes de tones o menys per hora. Amb el desenvolupament de l’economia i la popularització de la tecnologia de membranes, han aparegut sistemes d’abastament d’aigua centralitzats d’osmosi inversa a les comunitats urbanes, hotels i restaurants. S’espera que l’aplicació en aquest camp tingui bones perspectives.

La membrana d'osmosi inversa té una mida de porus petita i pot eliminar ions del filtrat i substàncies orgàniques amb un pes molecular reduït, com ara bacteris, virus, fonts de calor, etc. Àmpliament utilitzat en dessalinització, aigua pura electrònica, biomèdica, aigua purificada, preparació d’aigua destil·lada, producció d’alcohol i reducció de la duresa, concentració de processos químics, separació, purificació i distribució d’aigua, reposició de caldera de dessalinització d’aigua suau, paper, electroplat, impressió i tenyiment i altres les indústries utilitzen el tractament d'aigües residuals.

L’aigua d’osmosi inversa té una taxa de rebuig de sal superior al 98%, de manera que l’índex d’entrada d’aigua d’osmosi inversa determina directament l’efecte de dessalinització de la membrana i la vida útil de la membrana.

Per tal d’assegurar l’entrada d’aigua de la membrana d’osmosi inversa, s’ha de tractar la membrana d’osmosi inversa amb un tractament nominal davant de la membrana. El pretractament s’utilitza com a tractament estàndard abans que la membrana entri a l’aigua i s’estableix principalment per a la pressió de treball normal, la producció d’aigua i la vida de la membrana protectora. L’objectiu del pretractament és eliminar diversos sòlids en suspensió i col·loides a l’aigua i arribar als equips de tractament posterior de l’osmosi inversa. Requisits influents.

Actualment, els processos de pretractament utilitzats habitualment inclouen principalment: sedimentació de coagulació, filtració multimèdia, filtració de carboni activat, suavització d’intercanvi d’ions o inhibició d’escala de dosificació, ajust de temperatura i pH i filtració de seguretat.

El procés especial de pretractament també ha de reduir el contingut d’ions metàl·lics a l’aigua (com ara ferro, manganès, coure, etc.), esterilització microbiana i eliminació de sílice.

Addició de coagulant: principalment per eliminar l’aigua el col·loide coloidal de mida petita de partícules. Com que aquestes partícules minúscules no es resolen per l’acció de la gravetat a l’aigua i són difícils d’eliminar en el filtre posterior, és necessari coagular l’aigua crua. Es prepara afegint un coagulant a l’aigua crua per formar un floc més gran amb sòlids en suspensió i col·loides a l’aigua, i després filtrant-lo a través d’un filtre multimèdia. Quan el contingut de ferro a l’aigua crua és inferior a 0,3 mg / L i el contingut de sòlids en suspensió inferior a 20 mg / L, pot ser que el pretractament no utilitzi aquest dispositiu. Quan el contingut de sòlids en suspensió i substàncies col·loïdals en aigua és relativament elevat, és generalment necessari utilitzar un dispositiu d’addició de coagulants.

Filtre multimèdia: El filtre multimèdia és un dispositiu imprescindible de pretractament, que s’utilitza per filtrar partícules fines, sòlids en suspensió, col·loides i altres impureses en aigua crua.

Filtre de carboni activat: pot eliminar el clor i la matèria orgànica lliures de l’aigua per protegir les instal·lacions d’osmosi inversa.

El clor lliure pot oxidar i destruir la membrana d'osmosi inversa. L’osmosi inversa requereix generalment clor residual de <0,1> la matèria orgànica no només és un esquer per als microorganismes, sinó que, quan es concentra fins a cert punt, es pot dissoldre el material de membrana orgànica per deteriorar el rendiment de la membrana. A l’aigua hi ha molts tipus de substàncies orgàniques i diferents substàncies orgàniques tenen diferents riscos per a les membranes d’osmosi inversa. Per tant, en el disseny del sistema de pretractament d’osmosi inversa, si el contingut de carboni orgànic total (TOC) en aigua supera els 2 mg / L, generalment es requereix ser tractat. L’aigua de l’aixeta és un sistema de purificació d’aigua i és necessària l’adsorció de carboni activat a causa de l’elevat contingut de matèria orgànica en aigües superficials.

Com que el mètode d’adsorció de carboni activat té els avantatges d’un equipament senzill, una petita inversió, un funcionament senzill i un control fàcil, i similars, s’utilitza àmpliament en sistemes de depuració i depuració d’aigua.

Instal·lació inhibidora i suavitzant: evita la formació de sals insolubles a la superfície de la membrana d'osmosi inversa.

El suavització és l’intercanvi d’ions de calci i magnesi a l’aigua amb una resina d’intercanvi d’ions per eliminar els ions de calci i magnesi de l’aigua. L’avantatge de la suavització és que els ions de calci i magnesi a l’aigua es poden treure relativament a fons i s’evita l’enfosquiment d’aquests ions al dispositiu d’osmosi inversa. El desavantatge és que la inversió en equips és elevada i es necessita una regeneració després d’executar-se durant un període de temps determinat.

L’addició d’inhibidors d’escala pot retardar el creixement de cristalls de sal per retardar el procés de precipitació, i aquest mètode també pot evitar la contaminació amb brutícia de l’osmosi inversa. No obstant això, atès que els ions de calci i magnesi continuen presents a l’aigua, els ions de calci i magnesi a l’aigua d’osmosi inversa seran superiors a la suavització de l’ús, i el mètode d’afegir el medicament per evitar l’escala és més fàcil de realitzar un control automàtic. , i els equips són senzills i de baix cost. A més, l’ús d’inhibidors d’escala també pot reduir la precipitació de silici, però no és possible suavitzar, molt adequat per al tractament d’aigües subterrànies. El cost de la instal·lació de suavització és directament proporcional al cabal i el cost de la instal·lació addicional d'inhibidors d'escala no té gaire a veure amb el cabal. Per tant, l'osmosi inversa en dues etapes i el sistema tipus sovint utilitzen un sistema d'addició d'inhibidors d'escala.

Intercanviador de calor: regula la temperatura de l'aigua d'alimentació d'osmosi inversa, assegura la producció d'aigua d'osmosi inversa i protegeix la membrana d'osmosi inversa.

Com que dins d'un rang determinat, la sortida d'aigua de la membrana d'osmosi inversa és proporcional a la temperatura de l'aigua d'entrada, la sortida d'aigua disminueix un 3-5% per cada temperatura de 1 ° C i es destrueix l'estructura de la membrana d'osmosi inversa. quan la temperatura d’entrada de la membrana d’osmosi inversa és inferior a 5 ° C. I el fabricant no garanteix la qualitat. En algunes zones, l’hivern és fred i la temperatura de l’aigua crua afecta la producció normal d’aigua d’osmosi inversa. Per tant, cal afegir el dispositiu per assegurar la sortida d’aigua i protegir la membrana d’osmosi inversa.

Filtre de precisió: També conegut com a filtre de seguretat, la seva funció és interceptar partícules de més de 5 micres en aigua crua per assegurar que la membrana d’osmosi inversa no sigui ratllada per partícules grans.

Com que el gruix de la membrana d’osmosi inversa és d’uns 10 micres, les partícules més grans de l’aigua crua es poden ratllar fàcilment per la bomba d’alta pressió i la capa de pell desaltada a la superfície de la membrana d’osmosi inversa es rascada fàcilment o pot penetrar al revés. mòdul de membrana d'osmosi Cal un filtre de precisió de 5 micres.

L’osmosi inversa funciona fluint aigua crua d’un extrem a l’altre per un costat de la membrana, i les molècules d’aigua passen per la superfície de la membrana, des del costat de l’aigua crua a l’altra banda, mentre que els ions de sal inorgànica romanen del costat original. . A mesura que el flux d’aigua crua augmenta gradualment, les molècules d’aigua s’eliminen contínuament de l’aigua crua i augmenta gradualment el contingut de sal que queda a l’aigua crua, és a dir, l’aigua crua es concentra gradualment, i finalment es converteix en aigua concentrada, que es descarrega del dispositiu i l'aigua concentrada es concentra. Les diverses concentracions d’ions augmentaran exponencialment. El producte de profunditat de Ca2 +, Mg2 +, Ba2 +, Sr2 +, SiO2, SO42-, HCO3-, etc., que solen produir escala en fonts d’aigua naturals, generalment és inferior a la constant d’equilibri, de manera que no hi haurà formació d’escala, però després de la concentració, diversos La concentració d’ions pot superar bé la constant d’equilibri i, per tant, provocar greixos greus.

Després del tractament anterior, l’aigua pot arribar a l’estàndard d’entrada d’aigua de la membrana d’osmosi inversa. Sota la pressió, l’aigua passa per la membrana d’osmosi inversa per convertir-se en aigua pura; les impureses de l’aigua queden atrapades per la membrana d’osmosi inversa i són extretes per l’aigua concentrada. La tecnologia d’infiltració pot eliminar efectivament les impureses com ara ions sal inorgànics, col·loides, bacteris, virus, endotoxines bacterianes i la majoria de substàncies orgàniques de l’aigua. La taxa de dessalinització del sistema d'osmosi inversa és generalment del 95-99%. La conductivitat en línia de control dels equips d’osmosi inversa de la primera fase se situa generalment entre 1-10us. Tots els índexs d'aigua pura produïts han arribat a l'estàndard nacional d'aigua potable pura GB17323.

També hi ha un nou tipus de membrana d’osmosi inversa, que s’anomena membrana de nanofiltració. El seu ús és el mateix que l’estàndard anterior, però la taxa de rebuig de sal és baixa, la taxa de rebuig nominal de sal és del 80% i la conductivitat de l’efluent és d’uns 20 º. No hi ha cap estàndard nacional per mesurar la seva producció. Qualitat de l’aigua.

En el procés de vinificació, tota l'aigua pura d'osmosi inversa s'utilitza com a aigua de barreja i esbandida, i el fenomen del vi inestable a causa de la qualitat de l'aigua s'eliminarà completament. Es creu que amb la popularització i l'aplicació de la tecnologia de tractament de l'aigua d'osmosi inversa a la indústria vitivinícola, aportarà noves oportunitats de desenvolupament per a vins fins i fins i tot per a tota la indústria.