3米正式住宅凈化前一周
咖啡凈水過(guò)濾解決方案分析
the water purification solution for commercial coffee application
作者：3M中國(guó)有限公司陸豐弗雷德路
前言
咖啡是世界三大非酒精飲料之一,，全世界有很多愛(ài)好者,。與刺激性的可可相比，自然清新的茶香,，咖啡浪漫恬淡的香氣,，讓我印象深刻。起源于埃塞俄比亞高原的咖啡飲料在歐美國(guó)家和地區(qū)得到很大的普及,，在古代東方土地上,，傳統(tǒng)文化和西方文明混雜在一起，使得咖啡飲料進(jìn)入家庭,、辦公室和各種社交活動(dòng),。在街角時(shí)髦的精品咖啡館里追求隱隱的記憶，或在隨處可見(jiàn)的連鎖咖啡店里和三四兩個(gè)朋友聊天,，成為了追求時(shí)尚和現(xiàn)代生活的人的縮影,。
對(duì)咖啡水質(zhì)的要求。
咖啡飲料的獨(dú)特味道來(lái)自人們的味覺(jué)和嗅覺(jué)經(jīng)驗(yàn),。一杯咖啡的飲料大部分是由水組成的,。咖啡本身含有咖啡因,、單寧酸,、蛋白質(zhì),、甘蔗、礦物質(zhì)等多種成分,，這些物質(zhì)與水混合,，提取出甜味、香氣,、酸味和酒精氣味,。水質(zhì)的好壞在很大程度上取決于咖啡飲料的質(zhì)量。
1.咖啡口感的影響
我國(guó)幅員遼闊,，水資源分布不均,，幾十年來(lái)高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)自然水域造成了一定程度的污染。衛(wèi)生部和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 (GB5749-2006)》采用了106項(xiàng)指標(biāo),，對(duì)生活飲用水水質(zhì)進(jìn)行規(guī)范和監(jiān)督,。但是生活飲用水水質(zhì)不能滿(mǎn)足咖啡用水的需求。例如,，水中的游離氯可以抑制污水管網(wǎng)中細(xì)菌微生物的繁殖,，但余氯的氣味對(duì)咖啡飲料的口感有負(fù)面影響。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍為0-1000mg/L的總可溶性固體含量(TDS)在較高的數(shù)值區(qū)間,，較厚的水質(zhì)味覺(jué)覆蓋了咖啡本身的口感,，TDS含量過(guò)低，咖啡提取不足,，香氣濃郁,，但口感平淡。
2.設(shè)備使用和維護(hù)的影響
水中高鈣鎂的硬度會(huì)在咖啡機(jī)內(nèi)部的加熱部件表面堵塞沉淀物,，即水垢,、蒸汽和輸水管道，使設(shè)備無(wú)法正常使用,。特別是在我國(guó)華北和西北等水質(zhì)硬度較高的地區(qū),，水垢引起的咖啡機(jī)設(shè)備故障大大提高了使用成本。
美國(guó)精品咖啡協(xié)會(huì)(SCAA)詳細(xì)定義了咖啡泡沫水的質(zhì)量,，與我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的一些參數(shù)相比,，見(jiàn)下表。從比較中可以看出,，生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)和咖啡泡沫水的要求之間存在著不小的差異,。
咖啡凈水一般使用過(guò)濾技術(shù)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，凈水市場(chǎng)也蓬勃發(fā)展,，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)科技和自主創(chuàng)新的雙模推進(jìn)下,，我國(guó)的過(guò)濾技術(shù)水平迅速提高?？Х葍羲I(lǐng)域廣泛使用超濾,、反滲透,、離子交換,、活性炭過(guò)濾等技術(shù)手段,。
1.超濾
超濾是膜過(guò)濾技術(shù)的一種，根據(jù)運(yùn)行條件分為四段過(guò)濾和錯(cuò)誤過(guò)濾,，可以阻斷顆粒雜質(zhì)和高分子有機(jī)物,，有效降低濁度和水中細(xì)菌*1。超濾產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)營(yíng)成本低,，功能性不好,，不能去除水中余氯的氣味，不能解決鈣鎂離子引起的水垢問(wèn)題,，不能調(diào)節(jié)水的總?cè)芙庑怨腆w含量(TDS),，以滿(mǎn)足高品質(zhì)咖啡的泡沫需求。
2.反滲透
我國(guó)在反滲透技術(shù)的應(yīng)用上處于世界領(lǐng)先地位,，在海水淡化,、鍋爐補(bǔ)給水、電子行業(yè)超純,、中水回用等領(lǐng)域,，反滲透脫鹽技術(shù)都有很大的市長(zhǎng)/市場(chǎng)份額。反滲透技術(shù)具有良好的海水淡化效果,，可以攔截水中的顆粒雜質(zhì),、細(xì)菌，去除水中的鈣鎂離子,，減少尺度,，同時(shí)降低總可溶性固體含量(TDS)。由于目前反滲透膜部件的產(chǎn)量較低,，大多數(shù)商用純水機(jī)都配備了外部?jī)?chǔ)水池,，以滿(mǎn)足高峰水的需求。反滲透技術(shù)也有一些缺點(diǎn),。例如,，內(nèi)部零部件的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)運(yùn)行和維護(hù)提出了更高的要求,，反滲透技術(shù)產(chǎn)生了一定比例(1:1 ~ 1:3)的廢水排放,，使當(dāng)今對(duì)綠色節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高。用反滲透純水作為咖啡氣泡水,，由于純水的總?cè)芙庑怨腆w含量(TDS)低,，礦物質(zhì)少，PH值呈酸性,，咖啡提取不足,，口感平淡,，酸味突出。
3.離子交換
離子交換技術(shù)較早應(yīng)用于脫鹽工藝,，主要用于水處理軟化和純化,，其原理是利用離子交換樹(shù)脂攜帶的功能基團(tuán)與水中的陰陽(yáng)離子交換，以達(dá)到脫鹽的目的,。(威廉莎士比亞,、離子交換、離子交換,、離子交換,、離子交換、離子交換,、離子交換)離子交換技術(shù)在商用咖啡凈水器應(yīng)用中主要以研修機(jī)的形式出現(xiàn),。鈉型軟化樹(shù)脂和水中的鈣鎂離子交換，鈣鎂離子留在樹(shù)脂中,，鈉進(jìn)入水中,，降低鈣鎂硬度，達(dá)到減少水垢的目的,。離子交換軟化技術(shù)對(duì)鈣鎂的硬度有較強(qiáng)的去除能力,，減少水垢效果明顯，適合水質(zhì)硬度高水垢問(wèn)題嚴(yán)重的地區(qū),。缺點(diǎn)是離子交換后水中的鈉離子含量明顯提高,，降低了咖啡口感體驗(yàn)度。以水質(zhì)條件總硬度為400 mg/L,、鈉含量為20 mg/L原水為例,，經(jīng)過(guò)研修期后，鈉離子含量增加到200 mg/L,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出咖啡泡沫水的推薦范圍,，超過(guò)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的上限。因此,，建議以軟飲水機(jī)為主要目的,，減少用設(shè)備水(而不是咖啡水或飲用水)澆灌時(shí)出現(xiàn)的設(shè)備故障。(大衛(wèi)亞設(shè)),。
4.活性炭
活性炭吸附污染能力強(qiáng),，得益于巨大的比表面積(活性炭糖表面積可以達(dá)到600平方米左右)，活性炭可以有效去除水中的余氯,、異味和揮發(fā)性有機(jī)物,，有效改善飲料的口感，在水處理工藝中有廣泛的應(yīng)用。簡(jiǎn)單的活性炭過(guò)濾功能比較單一,，因此活性炭過(guò)濾經(jīng)常與其他過(guò)濾技術(shù)手段一起使用,。
5.微濾
微過(guò)濾器也被稱(chēng)為微孔過(guò)濾，這意味著水在一定壓力下通過(guò)纖維網(wǎng)過(guò)濾介質(zhì),，水中的泥漿,、鐵銹和部分膠體雜質(zhì)被阻斷，可以通過(guò)高分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽,?？Х葍羲I(lǐng)域經(jīng)常使用聚丙烯熔體過(guò)濾器和聚丙烯折疊過(guò)濾器,，缺點(diǎn)是貨源充足,，功能單一，不能去除水中的氣味,、水垢和總可溶性固體含量(TDS),。
通過(guò)以上過(guò)濾技術(shù)比較，可以發(fā)現(xiàn),，在水質(zhì)硬度較高的水垢嚴(yán)重地區(qū),，反滲透技術(shù)能夠更好地滿(mǎn)足咖啡凈水的過(guò)濾凈化需求，去除水中顆粒雜質(zhì)和氣味,，減少鈣和鎂離子含量,，從而減少水垢發(fā)生的設(shè)備故障。但是,，要避免反滲透純水機(jī)水的總?cè)芙庑怨腆w含量(TDS)過(guò)低而產(chǎn)生的咖啡提取不足問(wèn)題,。在總?cè)芙庑怨腆w含量(TDS)和水質(zhì)硬度較低的地區(qū)，為了在水中保存某些礦物成分,，可以不使用反滲透技術(shù),，使用微過(guò)濾器、活性炭等技術(shù)手段來(lái)滿(mǎn)足咖啡凈水需求,。
咖啡凈水案例分析
一家跨國(guó)餐飲連鎖M在中國(guó)擁有超過(guò)1000家咖啡餐廳,，利用阿拉比卡咖啡豆和半自動(dòng)咖啡機(jī)為顧客提供咖啡飲料，咖啡釀造標(biāo)準(zhǔn)如下,。
m為咖啡餐廳選擇了3M SGLP2-BL混合配給水過(guò)濾系統(tǒng),。這個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)的特點(diǎn)是，可以根據(jù)咖啡口味的不同需求任意調(diào)整水的TDS值,。其優(yōu)點(diǎn)是可以充分發(fā)揮水質(zhì)對(duì)咖啡的刺激功效,。純凈水過(guò)低的總可溶性固體含量(TDS)
集成了3M SGLP2-BL混合批次水過(guò)濾系統(tǒng)、反滲透和活性炭微濾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),，可以人工混合反滲透純凈水和純凈水,，達(dá)到理想的水質(zhì)。同時(shí)，一級(jí)二級(jí)膜過(guò)濾器排列對(duì)減少?gòu)U水排放量有效,，內(nèi)置了不用電的供應(yīng)泵,，可以大大降低維護(hù)保障成本。
幻燈片以查看下圖
通過(guò)M餐廳遍布全國(guó)各地的30家餐廳的水質(zhì)跟蹤監(jiān)測(cè),，從各種原水質(zhì)量條件(最高TDS值為350mg/L,，最低值為110mg/L)到3M SGLP2-BL混合配給水過(guò)濾系統(tǒng)，總可溶性固體(TDS)檢測(cè)值穩(wěn)定在50,。
好水,，好咖啡
隨著咖啡知識(shí)和文化的擴(kuò)散，咖啡市場(chǎng)正在迎來(lái)更好的發(fā)展機(jī)會(huì),。水是咖啡的香香載體,，一杯美味的咖啡包羅萬(wàn)象，讓你像海納百川一樣演繹出各種味道和香氣,。(莎士比亞,，莎士比亞。),。
*1以大腸桿菌為指標(biāo)細(xì)菌
作者簡(jiǎn)介：
盧峰Fred Lu(1979.07),，男，就讀于環(huán)境工程系,、武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院及同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,。畢業(yè)后從事水處理工程及過(guò)濾產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)，目前就職于3M中國(guó)有限公司,。
電子郵件：[email protected]
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