工艺用水的重要性和影响

工艺用水是工业设备和制造产品的关键因素，必须满足高质量要求。但是，如果工艺用水的质量不够好怎么办？

未过滤侧（滤筒外壳、滤筒、盲塞）上的铁和污垢残留物

过程分析有助于在过滤介质过早堵塞或性能不佳时找到问题的原因。在许多情况下，问题不是像人们预期的那样是由过滤介质的无效组合或产品的过滤性能不佳引起的，而是由完全不同的罪魁祸首引起的：工艺用水。工艺用水在清洁和冲洗过程中会与所有材料和设备接触。因此，它在整个过程中都会承受自己的颗粒负载。由于某些颗粒可能对要过滤的工艺或产品产生负面影响，因此仔细研究这些工艺用水的来源和成分是有意义的。

厚污垢和铁沉积物（滤芯）

饮料行业主要使用自来水（饮用水）和井水（泉水）。用作锅炉给水；清洁和/或冲洗瓶子的水；储层；酿酒厂设备；和装瓶厂（包括过滤介质）。为此，它必须满足非常严格的纯度标准。

自来水的物理、化学和微生物特性在饮用水法规 中规定。该法规规定：“饮用水必须具有这样的质量，以至于其消费或使用不会引起对人类健康损害的担忧，尤其是病原体的损害。它必须是纯净的，适合人类食用。该法规还明确规定了微生物概况。参考值不得超过100 cfu/ml（孵育温度20°C±2°C和36°C±1°C）。在消毒饮用水中，处理后的参考值只为20 cfu/ml（孵育温度20°C±2°C）。要使饮用水定义为纯净且适合饮用，它还必须几乎不含病原体，例如大肠杆菌 （E. coli）、大肠菌群或粪链球菌。如果微生物检测方法发现粪便链球菌（100毫升秤），则不适合食用。如果在40次测试中，至少95%没有大肠菌群，则认为已达到大肠杆菌和大肠菌群的阈值。

井水（泉水）的来源是地下水资源，可以从一个或多个自然或人工开采的水源中提取。微生物要求与饮用水要求相同。泉水也必须几乎不含病原体。如果在 250 ml 样品中未检测到大肠杆菌、大肠菌群、粪便链球菌或铜绿假单胞菌，则满足此要求。此外，50 毫升泉水不得含有任何亚硫酸盐还原孢子厌氧菌。在收集和填充泉水时，它可能只含有没有任何污染迹象的活微生物。

各种类型的水可能含有许多外来物质和分子、胶体和粗分散性质的污染。过滤过程可以根据每个单独的过程进行调整，以去除管道中的异物，如颗粒、铁、石灰、铁锈和沙子，以及细菌、酵母菌和霉菌等微生物，以确保好水质。过去，主要使用天然深层过滤器（砾石或沙床过滤器）。如今，深层和膜式滤芯是优先方法。

从粗到细的层状漏斗状包裹很大限度地提高了预过滤器滤芯的颗粒截留能力。

在这方面，膜式滤芯可以被认为是一种有效的工艺用水过滤方法。这些过滤器有助于工艺安全，因为它们可以在过滤前进行完整性测试，即确认其功能。与使用氯和臭氧的化学水制备工艺相比，它们还有两个额外的优点：过滤后，水无味，可以立即使用。

膜滤筒中的不对称孔径分布优化了流量，从而很大限度地提高了流速和使用寿命。

过滤在酿酒厂中，通常使用包含深层滤筒和膜滤筒的过滤系统来制备工艺水，这些滤筒可去除颗粒和微生物，或者在制备厂中制备工艺水，这些滤筒可软化和脱盐。下表显示了常用的滤芯组合。

现场的横截面表明，具有不同标称截留率的深层滤筒用于过滤工艺用水，并根据需要补充（公司 IV）或更换（公司 III）膜滤筒。公司1甚至不使用工艺水过滤。但是，即使所有公司都使用自来水作为工艺用水，为什么方法却如此不同呢？为了回答这个问题，对 I、II、III 和 IV 公司的工艺用水进行了分析。

过滤和颗粒负荷为了确定过滤性和颗粒负荷，使用指数测量设备进行了过滤指数测量。该设备的储水罐装满 5 升（1.6 加仑）的工艺用水，并通过 0.45 μm 扁平滤膜（测试膜盘）在 1.0 bar （14.5 psi） 的恒定压力下过滤。初始通量在 200 毫升 （0.05 gal） 后测量，末端通量在 5 升 （1.6 gal） 后测量。过滤性是根据每分钟达到的过滤量确定的。如果末端通量（流速）大于 400 ml/min （0.1 gal/min），则水质佳。可以过滤所有已检查公司的 5 升样品，过滤性从易到平均分级。如果工艺用水难以过滤，则严密的预过滤可通过减少颗粒和污染来提高可过滤性。

除了过滤结果外，还会对测试膜盘进行目视评估。残留物提供有关颗粒负荷的信息，并使用测试专门检查测试膜盘中的铁残留物。如果检测到铁、石灰和铁锈等颗粒，它们可能会在滤芯上留下一层污垢。这层污垢会降低过滤性能（通量）和使用寿命，并可能导致滤芯完全堵塞。

I公司使用未经过滤的工艺用水。指数测量表明，它可以很容易地被过滤。测试膜盘上的厚污垢层表明污垢负荷很大，Ferrri-Ferro 测试检测到铁。检测到的铁表明管道系统中有锈蚀沉积物。铁残留物可能会堵塞过滤介质的表面，从而降低其性能和使用寿命。

II公司的工艺用水的末端通量为 296 ml/min，因此被归类为难以过滤。为了提高过滤性，用截留率为 0.3 μm 的深层滤筒过滤。滤筒过滤后，过滤性得到改善，末端通量为 510 ml/min。微生物测试在未过滤的工艺水中检测到细菌和酵母菌。筒式过滤去除了酵母菌，减少了细菌。

III公司在对未过滤的工艺用水进行指数测量后，测试膜盘上有一层污垢。使用 0.45 μm 膜柱过滤后，看不到污垢层。微生物测试表明，工艺用水不含酵母和细菌，但含有高浓度的二氧化硅溶胶（数据未显示）。末端通量约为 400 ml/min 的水过滤性可以归类为简单过滤。值得注意的是，尽管进行了有效的过滤，但过滤性并没有进一步改善。这表明这是由二氧化硅溶胶浓度引起的。

IV公司对所用工艺用水的微生物学要求很高。为确保水中不含细菌和酵母菌，依次设置标称截留率为 0.3 μm 的深层滤筒和截留率为 0.2 μm 的膜滤筒。末端通量为 487 ml/min 的指数测量表明，水可以很容易地过滤，并且测试膜盘上没有可见的污垢层。微生物测试的结果证明，工艺用水不含细菌和酵母菌（数据未显示）。

微生物学除了确定可过滤性外，还根据统一工艺（DEV）和饮用水法规分析了工艺用水中的微生物负荷，用于冲洗水和食品样品。为此，提取了未经过滤和过滤的工艺用水样品。所有样本均符合《饮用水法规》的阈值。