3米正式住宅凈化前一周
咖啡凈水過濾解決方案分析
the water purification solution for commercial coffee application
作者：3M中國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家和地區(qū)得到很大的普及,，在古代東方土地上,，傳統文化和西方文明混雜在一起，使得咖啡飲料進入家庭,、辦公室和各種社交活動,。在街角時髦的精品咖啡館里追求隱隱的記憶，或在隨處可見的連鎖咖啡店里和三四兩個朋友聊天,，成為了追求時尚和現代生活的人的縮影,。
對咖啡水質的要求。
咖啡飲料的獨特味道來自人們的味覺和嗅覺經驗,。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、甘蔗,、礦物質等多種成分,，這些物質與水混合，提取出甜味,、香氣,、酸味和酒精氣味。水質的好壞在很大程度上取決于咖啡飲料的質量,。
1.咖啡口感的影響
我國幅員遼闊,，水資源分布不均，幾十年來高速經濟發(fā)展對自然水域造成了一定程度的污染,。衛(wèi)生部和國家標準化管理委員會聯合發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》 (GB5749-2006)》采用了106項指標,，對生活飲用水水質進行規(guī)范和監(jiān)督,。但是生活飲用水水質不能滿足咖啡用水的需求。例如,，水中的游離氯可以抑制污水管網中細菌微生物的繁殖,，但余氯的氣味對咖啡飲料的口感有負面影響。國家標準范圍為0-1000mg/L的總可溶性固體含量(TDS)在較高的數值區(qū)間,，較厚的水質味覺覆蓋了咖啡本身的口感,，TDS含量過低，咖啡提取不足,，香氣濃郁,，但口感平淡。
2.設備使用和維護的影響
水中高鈣鎂的硬度會在咖啡機內部的加熱部件表面堵塞沉淀物,，即水垢,、蒸汽和輸水管道，使設備無法正常使用,。特別是在我國華北和西北等水質硬度較高的地區(qū),，水垢引起的咖啡機設備故障大大提高了使用成本。
美國精品咖啡協會(SCAA)詳細定義了咖啡泡沫水的質量,，與我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》的一些參數相比,，見下表。從比較中可以看出,，生活飲用水標準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濾技術
隨著我國國民經濟的快速穩(wěn)定發(fā)展，凈水市場也蓬勃發(fā)展,，在引進國外先進科技和自主創(chuàng)新的雙模推進下,，我國的過濾技術水平迅速提高?？Х葍羲I域廣泛使用超濾,、反滲透、離子交換,、活性炭過濾等技術手段,。
1.超濾
超濾是膜過濾技術的一種，根據運行條件分為四段過濾和錯誤過濾,，攔截顆粒雜質和高分子有機物,，有效降低濁度和水中細菌*1。超濾產品的優(yōu)點是操作成本低,，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題,，不能調節(jié)水的總溶解性固體含量(TDS),，以滿足高品質咖啡的泡沫需求,。
2.反滲透
我國在反滲透技術的應用上處于世界領先地位，在海水淡化,、鍋爐補給水、電子行業(yè)超純,、中水回用等領域,，反滲透脫鹽技術都有很大的市長/市場份額。反滲透技術具有良好的海水淡化效果,，可以攔截水中的顆粒雜質,、細菌，去除水中的鈣鎂離子,，減少尺度,，同時降低總可溶性固體含量(TDS)。由于目前反滲透膜部件的產量較低,，大多數商用純水機都配備了外部儲水池,，以滿足高峰水的需求。反滲透技術也有一些缺點,。例如,，內部零部件的結構相對復雜，對運行和維護提出了更高的要求,，反滲透技術產生了一定比例(1:1 ~ 1:3)的廢水排放,，使當今對綠色節(jié)能和環(huán)境保護的重視程度不斷提高。用反滲透純水作為咖啡氣泡水,，由于純水的總溶解性固體含量(TDS)低,，礦物質少，PH值呈酸性,，咖啡提取不足,，口感平淡，酸味突出,。
3.離子交換
離子交換技術較早應用于脫鹽工藝,，主要用于水處理軟化和純化，其原理是利用離子交換樹脂攜帶的功能基團與水中的陰陽離子交換,，以達到脫鹽的目的,。(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)離子交換技術在商用咖啡凈水器應用中主要以研修機的形式出現,。鈉型軟化樹脂和水中的鈣鎂離子交換，鈣鎂離子留在樹脂中,，鈉進入水中,，降低鈣鎂硬度，達到減少水垢的目的,。離子交換軟化技術對鈣鎂的硬度有較強的去除能力,，減少水垢效果明顯，適合水質硬度高水垢問題嚴重的地區(qū),。缺點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度。以水質條件總硬度為400 mg/L,、鈉含量為20 mg/L原水為例,，經過研修期后，鈉離子含量增加到200 mg/L,，遠遠超出咖啡泡沫水的推薦范圍,，超過生活飲用水衛(wèi)生標準的上限。因此,，建議以軟飲水機為主要目的,，減少用設備水(而不是咖啡水或飲用水)澆灌時出現的設備故障。(大衛(wèi)亞設),。
4.活性炭
活性炭吸附污染能力強,，得益于巨大的比表面積(活性炭糖表面積可以達到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)性有機物,，有效改善飲料的口感，在水處理工藝中有廣泛的應用,。簡單的活性炭過濾功能比較單一,，因此活性炭過濾經常與其他過濾技術手段一起使用。
5.微濾
微過濾器也被稱為微孔過濾,，這意味著水在一定壓力下通過纖維網過濾介質,，水中的泥漿、鐵銹和部分膠體雜質被阻斷,，可以通過高分子有機物和無機鹽,。在咖啡凈水領域經常使用聚丙烯熔體過濾器和聚丙烯折疊過濾器，缺點是貨源充足,，功能單一,，不能去除水中的氣味、水垢和總溶解性固體含量(TDS),。
通過以上過濾技術比較,，可以發(fā)現,，在水質硬度較高的水垢嚴重地區(qū)，反滲透技術能夠更好地滿足咖啡凈水的過濾凈化需求,，去除水中顆粒雜質和氣味,，減少鈣和鎂離子含量，從而減少水垢發(fā)生的設備故障,。但是,，要避免反滲透純水機水的總溶解性固體含量(TDS)過低而產生的咖啡提取不足問題。在總溶解性固體含量(TDS)和水質硬度較低的地區(qū),，為了在水中保存某些礦物成分，可以不使用反滲透技術,，使用微過濾器,、活性炭等技術手段來滿足咖啡凈水需求。
咖啡凈水案例分析
一家跨國餐飲連鎖M在中國擁有超過1000家咖啡餐廳,，利用阿拉比卡咖啡豆和半自動咖啡機為顧客提供咖啡飲料,，咖啡釀造標準如下。
m為咖啡餐廳選擇了3M SGLP2-BL混合配給水過濾系統,。這個過濾系統的特點是,，可以根據咖啡口味的不同需求任意調整水的TDS值。其優(yōu)點是可以充分發(fā)揮水質對咖啡的刺激功效,。純凈水過低的總溶解性固體含量(TDS)對咖啡提取不足的酸味有有效避免負面影響的優(yōu)點,，我國地區(qū)大面積原水水質差異較大。
集成了3M SGLP2-BL混合批次水過濾系統,、反滲透和活性炭微濾技術的優(yōu)點,，可以人工混合反滲透純凈水和純凈水，達到理想的水質,。同時,，一級二級膜過濾器排列對減少廢水排放量有效，內置了不用電的供應泵,，可以大大降低維護保障成本,。
幻燈片以查看下圖
通過M餐廳遍布全國各地的30家餐廳的水質跟蹤監(jiān)測，從各種原水條件(最高TDS值為350mg/L,，最低值為110mg/L)到3M SGLP2-BL混合配給水過濾系統,，總可溶性固體(TDS)檢測值穩(wěn)定在50。
好水,，好咖啡
隨著咖啡知識和文化的擴散,，咖啡市場正在迎來更好的發(fā)展機會。水是咖啡的香香載體,，一杯美味的咖啡包羅萬象,，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以大腸桿菌為指標細菌
作者簡介：
盧峰Fred Lu(1979.07)，男,，就讀于環(huán)境工程系,、武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院及同濟大學環(huán)境科學與工程學院。畢業(yè)后從事水處理工程及過濾產品技術服務,，目前就職于3M中國有限公司,。
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凈水器市場的主流是RO反滲透型凈水器,，水中的細菌、沙子等都經過過濾,，也稱為純水機,。這種水可以直接喝，泡茶,，沖咖啡,，色香味更好。
研修機的原理是通過特質的鹽中和普通水的鈣鎂離子,，使洗好的衣服更柔軟,，洗澡后皮膚更細膩、更有光澤,。但是軟飲水機不能喝,，更別說直接喝了。
所以剛才說的咖啡泡沫一定是用了凈水器,。軟飲水機百分百否定了,。
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