Удаление из воды железа и марганца

Если железо присутствует в воде в виде бикарбонатов, его можно легко перевести в нерастворимый гидроксид железа путем простой аэрации. Кислород для окисления железистой соли в железную можно добавить вместе с окислителем, например манганитом калия, хлора и т. п.

Гидроокись железа в этом случае выделяется довольно легко, если вода имеет высокую временную жесткость и щелочную реакцию (pH 7). Выделение гидроокиси катализирует соприкосновение с гидроокисью железа, которая находится на материалах с шероховатой поверхностью и острыми гранями (кокс, разные керамические материалы и т. п.).

И, наоборот, выделение гидроксида железа довольно затруднительно у вод с высоким содержанием органических веществ (гуминовых) в присутствии щелочных бикарбонатов, если вода имеет низкую карбонатную жесткость или высокое содержание свободного углекислого газа, а также если железо связано как сульфат. Поэтому у некоторых вод необходимо сначала устранить органические вещества осветлением с помощью коагулятов или энергичным окислением манганитом калия и хлором. Железо, связанное как сульфат, выделяется после окисления только в щелочной среде (добавка извести).

Точно также довольно легко устраняется марганец, связанный как бикарбонат, если он присутствует в виде сульфата, то устраняется с трудом. В первом случае следует связывать свободный углекислый газ добавкой извести и изменить реакцию воды на pH от 7,5 до 8,0. Марганец, связанный в серной кислоте или даже в органической кислоте, препятствует окислению и его можно удалять только обезмарганцивающим фильтром с пиролюзитной прокладкой или с наполнением марганцевым пермутитом (реагирует с манганитом калия).

Для удаления железа и марганца из воды используются оросительные вентиляционные установки, или чаще закрытые вакуумные устройства. Это, как правило, песочные скоростные фильтры. К подводящему воду трубопроводу присоединен смеситель для воздуха, поступающего от компрессора. В случае, если вода имеет низкий pH, имеется подвод известковой воды или известкового молока. Для устранения трудно осаждаемых форм марганца устанавливается специальный обезмарганцивающий фильтр.

Санитарная безвредность воды обеспечивается стерилизацией. Технически подходящий метод стерилизации воды должен обеспечивать лучшие результаты стерилизации, должен быть надежным и экономичным в части первоначальных и эксплуатационных расходов. Вода, которая выходит из стерилизатора, должна как можно дольше сохранять бактерицидные свойства.

Лучше всего всем этим требованиям отвечает хлорирование воды, которое в настоящее время в ЧССР является основным методом стерилизации воды для пивоваренных целей. Стерилизованная вода должна дехлорироваться, так как остаточный хлор придает пиву типичный привкус и кроме того его бактерицидное действие препятствует использованию воды при промывке ею технических культур пивоваренных дрожжей водой, а также хранению их под водой.

Кроме очень неприятного вкусового влияния хлора недостатком является также его ограниченное по времени действие, которое еще больше сокращается в результате дехлорирования. В то же время преимущество его в том, что хлор действует быстро, оборудование хлорирующего устройства простое, и первоначальные и эксплуатационные расходы довольно низкие.

Бактерицидное действие хлора преимущественно косвенное, хлор образует с водой сначала хлорную кислоту, диссоциированную в незначительной степени, которая легко отщепляет высокоактивный кислород, бактерицидно эффективный:

Одновременно образующаяся соляная кислота (НСl) нейтрализует компоненты временной жесткости воды, тем самым возрастает постоянная жесткость.

В качестве сильного окислителя хлор также окисляет органические вещества до воды и углекислого газа. Тем самым несколько улучшается вкус и запах воды. Поэтому в практике следует добавлять столько хлора, чтобы его концентрации хватило для надежной стерилизации воды с учетом потребности на окисление органических веществ. Это особенно важно в тех случаях, когда хлор дозируют прямо в поступающую воду, как это имеет место на водоочистных станциях при обработке поверхностных вод.

Если вода не содержит большого количества органических или других веществ, способных к окислению, то добавляют обычно от 0,2 до 0,3 г Сl/м³. Если результат стерилизации надежный, то предпочитают главным образом при неустойчивом загрязнении воды слабое перехлорирование. При избытке хлора от 0,5 до 0,7 мг/л вода приобретает неприятный запах хлора. Если в сырой воде присутствуют следы фенолов, то при хлорировании возникает неприятный хлорфенольный запах.

Для хлорирования воды в ЧССР используют исключительно газообразный хлор, который дозируется автоматическим прибором (хлоратором). Если расход хлора не превышает 1 кг за 24 ч, то для водоочистной станции пивоваренного завода достаточно двух приборов обычного типа, из них один резервный.

Для дехлорирования стерилизованной воды на пивоваренных заводах используются дехлорирующие скоростные фильтры с активированным углем различной зернистости. Собственно дехлорирование - это химический процесс, который выражается уравнением

Углерод окисляется хлором в углекислый газ (агрессивный) при одновременном образовании соляной кислоты.

Одновременно с дехлорированием проявляются также адсорбционные свойства активированного угля, выражающиеся в устранении запаха (дезодорация) и улучшение цвета и вкуса воды.

Из специальных видов активированных углей для дехлорирования в ЧССР используется Norit R II голландского производства и Hydraffin германского производства. Современный чехословацкий активированный уголь - это Desorex SH2.

Содержание остаточного хлора в дехлорированной воде колеблется от 0,02 до 0,05 мг/л. Однако, если вода содержит следы фенолов или их производных, то остаточный хлор должен устраняться полностью, иначе вода приобретает хлорфенольный запах.

В ЧССР кроме газообразного хлора другие химические средства или физические методы (УФ-излучение, ультразвук), а также контактная катадинация и электрокатадинация не применяются. Только в исключительных случаях (например, после стихийных бедствий) непродолжительное время применяются олигодинамические препараты.

Известный за рубежом способ стерилизации воды озонированием из-за высоких первоначальных расходов рентабелен только для крупных предприятий. В то же время эксплуатационные расходы при этом способе очень низки, установки относительно небольшие и требуется минимальное количество обслуживающего персонала. Согласно последним данным, в Научно-исследовательском институте электротехники в Беховицах сконструирован экономичный озонатор, который можно использовать и на пивоваренных заводах. Действие озона мгновенно, однако сохранение эффекта стерилизации ограничено временем. Вкусовое влияние благоприятное.

При УФ-облучении также требуются большие первоначальные расходы, этот способ сложен в обслуживании и ремонте. Стерилизация хотя и совершенна, однако ее результат зависит от колебаний скорости протекания воды и от осадка солей на стенках. Повреждения выражаются главным образом в выходе из строя источника УФ-излучения.

Стерилизация воды под олигодинамическим действием ионов серебра и тяжелых металлов целесообразна при соблюдении рекомендуемого времени реакции, не влияет на вкус, вода сохраняет бактерицидные свойства вплоть до ее использования. У фильтровальных способов (контактная катадинация) повышаются первоначальные расходы из-за высоких цен на фильтровальный материал. Установка простая и работает без повреждений и без контроля. У электролитических способов (электрокатадинация) первоначальные расходы гораздо ниже.

В ЧССР некоторое время использовали олигодинамические препараты. Из препаратов отечественного производства применяли Movidyn, который был эффективен при разбавлении от 1: 50 000 до 1: 200 000. Отмечается, что этот препарат, основой которого является коллоидное серебро, быстро стареет при хранении. Известное олигодинамическое средство Sagen по сути дела является комплексным натриевосеребряным хлоридом. В практике водоснабжения обычно достаточно дозы 100 мг на 1 г воды, т е. наименьшей товарной упаковки (10 г) с содержанием 10 мг Ag на 1 м³ воды.

Производственная вода используется в пивоварении главным образом для охлаждения, мытья и чистки, а также для питания паровых котлов. Хорошая вода образует наименьшее количество отложений (инкрустов) в резервуарах, коммуникациях и других потребителях как без нагрева, так и при нагреве. Поэтому она не должна содержать суспендированных неорганических и органических веществ, большого количества соединений железа и марганца, из которых при окислении выделяются гидроокиси, должна иметь низкую временную жесткость, чтобы при нагреве не образовывалась накипь, и не должна корродировать материалы, главным образом металлы.

Охлаждающая вода должна иметь низкую температуру с незначительными колебаниями в течение года и особенно в летний период. Поэтому предпочитают грунтовые воды перед поверхностными. Жесткая вода в исходном состоянии не пригодна для охлаждения охмеленного сусла на оросительных холодильниках и в проточных холодильниках для охлаждения бродильных чанов и даже для охлаждения оросительных конденсаторов холодильных машин, поскольку образует отложения, которые необходимо часто устранять, чтобы не снизить теплопередачу.

Для получения теплой воды в нагревателях всех типов лучше использовать мягкую, иногда умягченную питьевую воду. Если при нагреве она стерилизуется, что зависит от температуры и времени, то бактериальный состав исходной воды имеет второстепенное значение.

Вода для производства пищевого льда должна содержать наименьшее количество растворенных веществ. Если она содержит много солей, главным образом карбонатов, то лед не прозрачен, при замерзании соли скапливаются внутри бруска и образуют непрозрачное ядро. Соединения железа и марганца окрашивают лед. Лед для пищевых целей изготавливается из питьевой воды.

Вода для мойки и чистки, если она используется в лагерных отделениях, т. е. для мойки и ополаскивания бродильных чанов и лагерных танков, для окончательной промывки транспортных бочек и бутылок, для промывки и хранения дрожжей, прополаскивания трубопроводов, шлангов, насосов, разливочных машин и другого оборудования в бродильном и лагерном отделениях, а также для промывки фильтрационной массы должна быть с гигиенической точки зрения безвредной. С технологической точки зрения необходимо, чтобы в ней отсутствовали микроорганизмы, способные загрязнять пиво. Химический состав этой воды имеет второстепенное значение. Воды, не отвечающие гигиеническим и биологическим требованиям, стерилизуют, чаще всего хлорированием.

Пивной колер - краситель для придания пиву более темного цвета. Это темно-коричневый почти черно-коричневый сироп плотностью около 70° Блг, сладковатый с приятно-горьковатым вкусом, с высокой красящей способностью.

Колер изготавливают из сахаров (сахарозы, глюкозы, фруктозы, инвертного сиропа) или желтых сахарных сиропов и крахмального сиропа (декстронера) путем нагревания до температуры карамелизации, без добавок или чаще всего с добавками. Реакцию карамелизации облегчают щелочные добавки, а именно или сода, гидроокись натрия (колеры натроновые), или аммиак, карбонат аммония, карбамид (колеры азотистые). Оптимальная температура карамелизации от 170 до 180°С. Если она ниже, то продукт содержит большой остаток сбраживаемого сахара. При высокой температуре (свыше 200°С) продукт имеет более низкую степень окраски (разложение до углерода) хотя на вкус и пригодный, но коллоидно-нестойкий, главным образом в кислой среде,««поэтому вызывает помутнение пива.

Хороший пивной колер должен иметь интенсивный цвет, не вызывать помутнения пива и не придавать ему посторонний неприятный привкус. Он должен иметь реакцию слабокислую, самое большое нейтральную. Водный раствор колера не должен мутнеть от раскисления и быть биологически безвредным. Ниже приведен состав пивных колеров в %.

Качественным признаком можно считать остаточное содержание сахара. Дир и Моштек установили, что основных сахарных компонентов глюкозы и фруктозы в колерах содержится около 26%, и поэтому рекомендуется подкрашивать охмеленное сусло, а не готовое пиво.

Требования к качеству установлены стандартом ЧСН 566635- «Пиво».

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: