Декарбонизация

Под декарбонизацией понимают удаление карбонатной жесткости. Декарбонизацию можно проводить с помощью:

■ нагрева;

■ добавления гашеной извести;

■ ионообменника.

___________ 83 2 СаСО₃ + 2 Н₂О.

Декарбонизация с помощью нагрева

Если содержащую карбонаты воду нагреть до 70-80 °С, то гидрокарбонат кальция превра­щается в нерастворимый карбонат кальция с выделением СО₂, и осаждается на стенках ем­кости в виде накипи:

нагрев Са(НСО₃)₂ → СаСО₃ + СО₂ +Н₂О.

Данный процесс в миниатюре происхо­дит в любой кастрюле с водой, где через неко­торое время можно обнаружить слой накипи, из-за которой ухудшается теплопередача. Еще сильнее накипь образуется в паровых котлах, что чревато их взрывом. В связи с этим вода для подпитки котлов должна предваритель­но умягчаться (например, с помощью ионо-обменника).

Для воды, применяемой в пивоварении, де­карбонизация путем нагрева практически не используется. Так как вода затем снова долж­на охлаждаться, этот способ совершенно не­рентабелен. Однако у него имеется и свое пре­имущество, поскольку данный процесс прак­тически не требует контроля.

Декарбонизация

с помощью гашеной извести

Обычный способ декарбонизации — добавка гашеной извести в виде известковой воды. Гидроокись кальция известковой воды реаги­рует с гидрокарбонатом воды и образует не­растворимый карбонат кальция:

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ → 2 СаСО₃ + 2 Н₂О.

На рис. 1.19 представлена современная двухступенчатая декарбонизационная ус­тановка.

В сатураторе (1) находится насыщенный известковый раствор Са(ОН)₂, куда добавля­ется известковое молоко из смесителя (2). Ра­створ смешивается в реакторе (3) с декарбо-низируемой необработанной водой и, реаги­руя, опускается по центральной трубе вниз. Образующийся известковый шлам осаждает­ся в конусе и должен периодически удалять­ся, тогда как осветляемая вода медленно под­нимается вверх и повторяет тот же процесс в следующей емкости для облагораживания (4), причем состав воды может свободно регули­роваться путем добавления необработанной воды. В находящемся далее гравийном филь­тре (5) происходит полное удаление еще име­ющихся взвешенных веществ.

О работе закрытого гравийного фильтра см. раздел 1.3.4.1.

Декарбонизация известью в настоящее время получила широкое распространение и может проводиться в одну или две стадии. Преимущество данного способа, наряду с его простотой, состоит в относительно низкой стоимости химикатов, а также в том, что, кро­ме железа и марганца, с его помощью осажда­ются и другие тяжелые металлы, и поэтому вода лучше очищается. К недостаткам данно­го способа можно отнести необходимость уда-

Рис. 1.19. Декарбонизационная установка (с двухступенчатым осаждением) 1— сатуратор извести; 2 — смеситель; 3— реактор; 4— емкость для облагораживания; 5— гравийный фильтр

84_____________________________________

ления шлама и изменения дозировки при пе­ременном качестве воды.

1.3.5.3.2. Обессоливание

Уже довольно длительное время для улучше­ния воды, применяемой в пивоварении, при­меняются ионообменники, с помощью кото­рых из воды удаляются катионы и тем самым существенно уменьшается ее жесткость. Та­кие катионообменники позволяют при пло­хом качестве воды в особых случаях предва­рительно подключать известковый декарбо-низатор для своего рода предочистки воды и экономить химикалии для регенерации [30]. С помощью анионообменника можно удалять анионы неорганических кислот после прохож­дения катионообменника и таким образом по­лучать практически полностью обессоленную воду, не отличающуюся от дистиллированной. Подобная установка с сильнокислотным ка-тионообменником (1) и сильноосновным ани-онобменником (2) представлена на рис. 1.20.

В этой установке ионообменники смонти­рованы попарно, и когда один регенерирует­ся, другой работает, то есть таким образом

обеспечивается непрерывное функционирова­ние установки.

Поскольку во избежание коррозии не сле­дует стремиться к абсолютному обессолива-нию воды (за исключением воды для паровых котлов), целесообразно в конце подключать регулирующее устройство (4) для придания воде желаемой остаточной карбонатной жес­ткости.

Вода может также подготавливаться спо­собом обратного осмоса (см. раздел 7.3.1.1.1), но при прочих равных условиях мембранная система требует предварительной очистки воды, так как иначе блокируются мембраны тонкой очистки. Агрессивная двуокись угле­рода удаляется в основном посредством оро­шения и дополнительной нейтрализации из­вестковой водой или мраморной крошкой.

При биологическом подкислении (см. раз­дел 3.2.1.8) к остаточной щелочности пиво­варенной воды предъявляется меньше тре­бований. Здесь важно определенное содер­жание ионов кальция (минимум 50 мг на 1 л) и возможно более низкое содержание нитратов [31].

Дифференци- рованное измерение Лроводимости

Рис. 1.20. Установка для подготовки воды, применяемой в пивоварении (две линии попеременно работаю­щей ионообменной установки):

1 — катионообменник; 2 — анионообменник; 3 — СО₂-ороситель пивоваренной воды; 4 — установка для регулирова­ния карбонатной жесткости; 5 — бак дозировки соляной кислоты; 6 — бак дозировки NaOH

Полное обессоливание воды нежелательно из-за соображений, связанных с неблагоп­риятным воздействием на здоровье челове­ка и из-за ее повышенной коррозионной способности. Небольшая остаточная жест­кость может создаваться путем добавления необработанной воды или солей CaSO₄, СаС1₂. Ионы кальция необходимы для осаждения оксалатов пивоваренной воды. Кроме того, различные соли участвуют в округлении вкуса пива.

Наряду с химической подготовкой воды большую роль играет и подготовка с примене­нием биологических методов.

Дата добавления: 2015-07-10