Физико-химические требования к воде

Требование к воде

Если в технологии получения ректификованного спирта особых требований к технологической воде не предъявляют (кроме предусмотренных требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01), то производстве водки и ликероводочных изделий применяется только вода, прошедшая определенные этапы подготовки (кондиционирования), что связано как с органолептическими свойствами получаемых напитков, так и их стойкостью в период гарантийного срока хранения. Исправленная вода это вода с определенным содержанием минеральных и органических веществ, приготовляемая способом умягчения, обессоливания, обезжелезивания или фильтрования питьевой воды.

Органолептические свойства. Вода, прежде всего, должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, не иметь посторонних запахов и привкусов, не содержать патогенных микроорганизмов.

Жесткость. Свойство природной воды, определяемое количеством растворенных в ней солей кальция и магния, называют жесткостью. Химическим показателем, характеризующим жесткость воды, является суммарное содержание миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 л воды. Вода, содержащая в 1 л до 1,5 мг-экв ионов кальция и магния, считается очень мягкой; 1,5-3 мг-экв - мягкой; 3-6 мг-экв - средней жесткости; 6-10 мг-экв - жесткой; свыше 10 мг-экв - очень жесткой.

Жесткая вода непригодна для ряда производств и питания паровых котлов. Различными способами обработки жесткой воды из нее удаляют ионы кальция и магния и тем самым умягчают ее. Различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная, или карбонатная, жесткость обусловливается присутствием гидрокарбонатов кальция и магния. При длительном кипячении воды, обладающей карбонатной жесткостью, выделяется диоксид углерода, а гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, появляется осадок, состоящий, главным образом, из СаСО₃. Разложение гидрокарбоната кальция происходит по уравнению:

Са²⁺+ 2НСО ₃ = СаСО₃ + СО₂ + Н₂О.

Вода при кипячении теряет часть солей и становится более мягкой, поэтому карбонатную жесткость называют также временной жесткостью. Количественно временную жесткость характеризуют содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при ее кипячении в течение часа.

Под постоянной жесткостью понимают содержание в воде прочих солей кальция и магния, которые остаются в воде после часового кипячения.

Общая жесткость воды слагается из временной и постоянной жесткости и характеризует концентрацию в воде катионов кальция и магния:

Ж_о = Ж_в + Ж_и.

Щелочность. Этот показатель характеризует способность воды связывать кислоты и выражается количеством в 1 л воды миллиграмм-эквивалентов ионов ОН; СО₃^-2; НСО₃ и некоторых других анионов слабых кислот, реагирующих с сильными кислотами по уравнениям:

OH^- +H⁺=H₂O; CO₃^2- +H⁺ = НСО₃^-; НСО₃^- +Н⁺ = СО₂ +Н₂О.

Экспериментально щелочность определяют титрованием пробы воды соляной кислотой в присутствии индикаторов - сначала фенолфталеина, потом метилоранжа. При титровании фенолфталеином окраска из розовой переходит в бесцветную при рН 8,2 - 8,4, а метилоранжем - при рН 4-4,3.

Общая щелочность является важным показателем качества природных вод, который учитывают при многих процессах их обработки.

Окисляемость. Окисляемостью воды называют количество окислителя (либо эквивалентное ему количество кислорода), израсходованного на окисление содержащихся в ней примесей (восстановителей). По окисляемости принято характеризовать загрязненность воды органическими примесями (гуминовыми веществами, органическими кислотами и другими легко окисляющимися соединениями). Различают общую и частичную окисляемость.

Общую окисляемость называют также химическим потреблением кислорода ХПК. Ее определяют йодатным методом, при котором учитываются все органические вещества, содержащиеся в воде. При окислении их, весь углерод сгорает до СО₂, азот превращается в азотную кислоту, сера - в серную, фосфор - в фосфорную кислоту. Так, процесс окисления метана йодатом калия в кислой среде протекает по следующему уравнению:

8КJO₃ + 4H₂SO₄ + 5СН4 = 4K₂SO₄ + 4J₂ + 14Н₂0 + 5СО₂.

Частичную окисляемость определяют по реакции с перманганатом калия КМпО₄. Окисление перманганатом калия происходит по следующей схеме:

2КМnО₄ + 3H₂SO₄ + 5K₂SO₃ = 6K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O.

По этой реакции окисляются только сравнительно легко окисляющиеся вещества, но определение по этой реакции гораздо проще, чем йодатным методом, и поэтому оно находит широкое применение на практике.

Окисляемость выражают в миллиграммах КМnО₄, израсходованного при кипячении в течение 10 мин 1 л воды с избытком перманганата. Окисляемость питьевой и производственной воды не должна превышать 3 мг КМпО₄ на 1 л воды. Из природных вод наименьшей окисляёмостью (около 2 мг О₂ на 1 л) характеризуются артезианские воды. Грунтовые незагрязненные воды имеют окисляемость около 4 мг О₂ на 1 л, озерные - от 5 до 8 мг/л; болотные - до 400 мг/л; речные - от 1 до 60 мг/л.

Содержание сухого остатка. Одним из суммарных показателей качества воды является, так называемый, сухой остаток - количество веществ, получаемых в результате испарения воды и сушки остатка - при 105-110ºС до постоянной массы, выраженное в миллиграммах на 1 л воды. Сухой остаток в воде, применяемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не должен превышать 1000 мг/л.

Другие требования по качеству воды, применяемой в производстве водок и ликероводочных изделий (микробиологическая обсемененность, содержание токсичных металлов и радионуклидов), должно удовлетворять требованиям к воде питьевой (ГОСТ Р 51232-98), требованиями же типового регламента на производство водок предъявляются дополнительные требования, выполнение которых позволяет воспроизводимо получать напитки требуемого стандартами качества (таблица 1.3).

Таблица 1.3

Требования к воде исправленной для производства водок и ликероводочных изделий

Показатель	Значение показателя для производства водок и водок особых из спирта
«Экстра», «Люкс», «Пшеничная слеза»	Высшей очистки и высококачественного из мелассы
Органолептические показатели
Запах при температуре 20ºС и при нагревании воды до температуры 60ºС, балл
Вкус и привкус при температуре 20ºС, балл
Цветность, градусы	Не более 2	Не более 5
Мутность, ед. оптической плотности (l -400 нм, S – 50,0 мм)	Не более 0,002	Не более 0,005
Физико-химические показатели
Жесткость общая, ммоль/дм^3	Не более 0,1	Не более 0,1
Щелочность, ммоль/дм^3
общая	1,0-2,0	2,0-4,0
свободная	Не допускается	Не допускается
Окисляемость перманганатная, мг О2/дм^3	Не более 2,0	Не более 2,0
Сухой остаток, мг/дм^3	90-350	190-550
Водородный показатель, рН	6,0-8,0	6,0-8,0
Массовая концентрация, мг/дм^3:
кальция	Не более 1,0	Не более 1,0
натрия + калия	40,0-150,0	90,0-250,0
марганца	Не более 0,05	Не более 0,05
карбонатов	Не допускается	Не допускается
гидрокарбонатов	60,0-122,0	122,0-244,0
силикатов	Не более 5,0	Не более 5,0
ортофосфатов	Не более 0,05	Не более 0,05
полифосфатов	Не более 0,05	Не более 0,05
нитратов	Не более 5,0	Не более 5,0
нитритов	Не более 0,5	Не более 0,5
аммиака	Не допускается	Не допускается

Таблица 1.4

Рекомендуемые способы водоподготовки для ликероводочных заводов в зависимости от состава исходной воды

Группы заводов	Способ обработки воды	Сухой остаток, мг/дм^3	Окисляемость мг О2/дм^3	Щелочность, см^3 0,1 моль/дм^3 НСl на 100 см^3	Содержание, мг/дм^3
Fe общ.	Si^-4	PO4^-3
I	а) Фильтрация	≤100	≤6,0	≤1,0	≤0,15	≤3,0	≤0,1
б) Коагулирование	≤100	>6,0	>1,0	>0,15	>3,0	>0,1
II	а) Na-катионирование	≤500	≤6,0	≤4,0	≤0,15	≤7,0	≤0,1
б) предочистка (удаление органических веществ) +Na-катионирование	≤500	>6,0	≤4,0	>0,15	>7,0	>0,1
в) обезжелезивание + Na-катионирование	≤500	≤6,0	≤4,0	>0,15	>7,0	>0,1
г)Na-катионирование + подкисление кислотой	≤500	≤6,0	>4,0	≤0,15	≤7,0	≤0,1
III	Деминерализация ионитами	>500	любые
IV	Обратный осмос	до 3000	любые

Дата добавления: 2014-11-25