咖啡濃縮反滲透膜論文

『壹』 淺析咖啡凈水過濾解決方案

淺析咖啡凈水過濾解決方案

咖啡，作為世界三大非酒精飲品之一，在世界各地擁有眾多的愛好者。相比讓人刺激興奮的可可，自然清新的茶香，咖啡的浪漫濃郁和恬靜中那一縷馨香讓人流連忘返。源自衣索比亞高原的咖啡飲品在 歐美 國家和地區得到極大普及，而在古老的東方大地，傳統文化和西方文明交織融合，推動咖啡飲料走進家庭、辦公室和各種社交場合。在街角別致的精品咖啡店追尋若隱若現的記憶，又或是在隨處可見的連鎖咖啡店和三兩好友聊聊天，已經成為人們追求時尚和現代生活的縮影。

咖啡對水質的要求

咖啡飲料獨特的風味，來自人們的味覺和嗅覺體驗。一杯咖啡飲料大部分由水構成。咖啡本身含有咖啡因、單寧酸、蛋白質、蔗糖、礦物質等多種成份，這些物質與水混合並萃取出其中的甜味、香氣、酸味和醇味。水質的好壞很大程度 左右 了咖啡飲料的品質。



1.咖啡口感影響



我國幅員遼闊，水資源分布不均勻，數十年來高速的經濟發展對自然水體產生了一定的污染。由衛生部和國家標准化管理委員會共同發布的《生活飲用水衛生標准》（GB5749-2006）採用106項指標，對生活飲用水水質進行規范和監督。但生活飲用水水質並不能滿足咖啡用水的需求。例如水中的游離氯，可以抑制市政自來 水管 網中細菌微生物的繁殖，但余氯產生的異味對咖啡飲料口感帶來負面影響；國家標准范圍為0-1000mg/L的總溶解性固體含量（TDS）在較高數值區間時，較厚重的水質味覺會覆蓋咖啡本身的口感，而過低的TDS含量會造成咖啡萃取不足，有香氣但口感平淡。



2.設備使用維護影響

水中較高的鈣、鎂硬度在咖啡機內部加熱部件表面易形成沉澱，即水垢，堵塞蒸汽及輸水管路，造成設備無法正常使用，特別在我國華北及西北等水質硬度較高的區域，由水垢引起的咖啡機設備故障極大提高了使用成



咖啡凈水常用過濾技術

隨著我國國民經濟的快速穩定發展，凈水市場也得到蓬勃發展，在引進國外先進科技和自主創新的雙模推動下我國過濾技術水平得到快速提升。在咖啡凈水領域，超濾、反滲透、離子交換和活性炭過濾等技術手段得到廣泛應用。



1.超濾



超濾是膜過濾技術的一種，按照運行工況分為死端過濾和錯流過濾，可攔截顆粒雜質和大分子有機物，有效降低濁度和水中細菌*1。超濾產品的優點是運行成本較低，缺點是功能性較差，無法去除水中的余氯異味，無法解決由鈣、鎂離子產生的水垢問題，更無法調節水的總溶解性固體含量（TDS）使之達到高品質咖啡的沖泡需求。



2.反滲透



我國在反滲透技術應用上走在世界前列，無論是海水淡化，鍋爐補給水，電子行業超純水還是中水回用等領域，反滲透脫鹽技術都有極大的市場份額。反滲透技術有著上佳的脫鹽功效，不但可以攔截水中的顆粒雜質、細菌，去除水中的鈣、鎂離子以減少水垢，同時降低總溶解性固體含量（TDS）。鑒於目前反滲透膜元件的產水量偏低，大部分商用純水機通過配備外置儲水罐來滿足高峰期峰值用水的需求。反滲透技術也存在一定的弊端，比如內部部件較多結構相對復雜，對運行維護有較高要求，同時反滲透技術產生一定比例（1:1至1:3）廢水排放，在日益強調綠色節能 環保 的今天顯得背道而馳。而採用反滲透純水作為咖啡沖泡水，由於純水總溶解性固體含量（TDS）較低，所含礦物質較少，PH值呈酸性，易造成咖啡萃取不足，口感平淡而酸味凸顯。



3.離子交換



離子交換技術較早應用於脫鹽工藝，主要用於水處理軟化和純化，其原理是利用離子交換樹脂所攜帶的功能基團，與水中的陰、陽離子進行置換，從而達到脫鹽的目的。離子交換技術在商用咖啡凈水應用中，多以軟水機形式出現，採用鈉型軟化樹脂與水中的鈣、鎂離子置換，鈣、鎂離子被留在樹脂上，而鈉進入水中，達到降低鈣、鎂硬度，減少水垢的目的。離子交換軟化技術對鈣、鎂硬度有較強的去除能力，減少水垢效果明顯，非常適合水質硬度較高水垢問題嚴重的地區。缺點是經過離子交換後，水中的鈉離子含量明顯增加，降低咖啡口感體驗度。以水質條件總硬度400 mg/L，鈉含量20 mg/L原水為例，經過軟水機後鈉離子含量增加至200 mg/L左右，遠遠超出咖啡沖泡水的建議范圍，且有可能超出生活飲用水衛生標準的上限。所以軟水機建議作為設備用水而非咖啡用水或飲用水的技術手段，以降低水垢導致的設備故障為主要目的來使用。



4.活性炭

活性炭具有極佳的吸附納污能力，得益於巨大的比表面積（每克活性炭的表面積可達600m2左右），活性炭可有效去除水中余氯、異味和揮發性有機物，對改善飲料口感效果顯著，在水處理工藝中應用廣泛。單純的活性炭過濾功能較為單一，所以活性炭過濾常常與 其他 過濾技術手段結合在一起使用。

5.微濾

微濾也稱微孔過濾，是指水在一定壓力推動下穿過纖維網狀過濾介質，水中的泥沙、鐵銹和部分膠體雜質被攔截，而允許大分子有機物和無機鹽透過。在咖啡凈水領域，聚丙烯熔噴濾芯和聚丙烯折疊濾芯經常被使用，其特點是貨源充足，缺點是功能較為單一，無法去除水中的異味、水垢和改變總溶解性固體含量（TDS）。

通過以上過濾技術對比可以發現，在水質硬度高水垢問題嚴重地區，反滲透技術可以較好的滿足咖啡凈水的過濾凈化需求，去除水中顆粒雜質和異味，降低鈣、鎂離子含量以減少因水垢產生的設備故障，但要注意避免反滲透純水機出水總溶解性固體含量（TDS）過低引起的咖啡萃取不足問題；而在總溶解性固體含量（TDS）及水質硬度較低的區域，為保證水中保留一定的礦物質成分，可不必採用反滲透技術，而採用微濾、活性炭等技術手段滿足咖啡凈水需求。

咖啡凈水案例分析

某跨國餐飲連鎖企業M在中國擁有超過一千家咖啡餐廳，採用阿拉比卡咖啡豆和半自動咖啡機為客戶提供咖啡飲品，咖啡沖泡水標准如下所示。



M為咖啡餐廳選用了3M SGLP2-BL混合調配水過濾系統，該套過濾系統的特點是可以根據咖啡風味的不同需求任意調節出水的TDS值，充分發揮水質對咖啡的激發功效，優點是可有效避免純水過低的總溶解性固體含量（TDS）對咖啡萃取不足引起酸味的負面影響，同時可適應我國地域跨度大原水水質差異較大的國情。

3M SGLP2-BL混合調配水過濾系統，整合反滲透與活性炭微濾技術的優點，可將反滲透純水與非純水進行手動混合調配，從而得到理想的水質，同時，一級二段的膜濾芯排列，有效降低了廢水排放量，內置無需用電的供水泵大大減少了維護保障成本。





通過對M餐廳遍布全國各地的30家餐廳水質跟蹤監測發現，不同的原水水質條件下（峰值TDS值350mg/L，低限值110mg/L），通過3M SGLP2-BL混合調配水過濾系統後，出水總溶解性固體（TDS）檢測值均穩定在50-100mg/L的要求范圍內，有效保證了咖啡沖泡水品質的穩定性。



好水、好咖

隨著咖啡知識、文化的深入傳播，咖啡市場迎來更好的發展機遇。水是咖啡馨香甘醇的載體，讓一杯好喝的咖啡包羅萬象，呈現不同的口味和香氣，猶如海納百川，豐富多彩。

『貳』 反滲透膜原理是什麼及如何清洗

反滲透膜的原理：

反滲透膜的工作需要藉助外力對膜的一側的溶液施加壓力，當這個壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透，在壓力的作用下反滲透膜的膜孔只有0.0001微米，一些雜質分子化學離子和細菌、真菌、病毒體等等不能通過，就會留在濃液溶的一側，然後排出。

從而在膜的低壓側可以得干凈的溶液，也就是滲透液。高壓側得到濃縮的溶液，就是濃縮液。若是用在海水淡化的行業，在膜的低壓的一側可以得到淡水，在高壓側得到的就是鹵水，由於反滲透膜使用簡單，過濾效果好，所以在水處理行業使用廣泛

化學清洗反滲透膜的方法：

1.檸檬酸溶液，在高壓或低壓下，用1%-2%的檸檬酸水溶液對膜進行連續或循環沖洗，這種方法對Fe(OH)3污染有很好的清洗效果。

2.檸檬酸銨溶液，檸檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液，也可在檸檬酸銨的溶液中加HCL，調節PH值至2-2.5，例如在190L去離子水中，溶解277g檸檬酸胺，用HCL調節溶液PH值為2.5，用這種溶液在膜系統內循環清洗6小時，效果很好，若將該溶液加溫到35-40℃，清洗效果更好，該溶液對無機物的污染清洗效果均很好，但清洗時間較長。

3.加酶洗滌劑，用加酶洗滌劑處理膜，對有機物污染，特別是對蛋白質，油類等有機物污染特別有效，若在50℃-60℃下清洗效果更好，[本文來自凈水器官網}一般的在運行10天或半個月後用1%的加酶洗滌劑在低壓下對膜進行一次清洗，由於所用加酶洗滌劑濃度較低，所以要求浸漬時間長一些。

4.濃鹽水，對肢體污染嚴懲的膜採用濃鹽水清洗是有效的，這是由於高濃度鹽水能減弱膠體間的相互作用，促進膠體凝聚形成膠團。

5.水溶性乳化液，用於清洗被油和氧化鐵污染的膜十分有效，一般清洗30-60分鍾。

6雙氧水溶液，例如將0.5L，30%的H2O2用12L去離子水稀釋，然後清洗膜表面，這種方法對有機物污染特別有效。

7.次氯酸鈉和甲醛溶液，對於細菌的污染，要視不同的膜採取不同的處理措施，對芳香聚醯胺膜可用1%(重量)的甲醛溶液清洗，同時要經常分析反滲透濃水中保持0.2-0.5mg/l的余氯，以防止細菌繁殖。

8.草酸和EDTA溶液，對於反滲透膜上的金屬氧化物沉澱，用草酸和EDTA溶液清洗為好。

『叄』 反滲透膜的分離原理是什麼

要了解反滲透法原理，先要了解「滲透」的概念。滲透是一種物理現象，當兩版種含有不同濃權度鹽類的水，用一張半滲透性的薄膜分開時就會發現，含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中，而所含的鹽分並不滲透，這樣，逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止。然而，要完成這一過程需要很長時間，這一過程也稱為自然滲透。
但如果在含鹽量高的水側，施加一個壓力，其結果也可以使上述滲透停止，這時的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大，可以使水向相反方向滲透，而鹽分剩下。因此，反滲透除鹽原理，就是在有鹽分的水中（如原水），施以比自然滲透壓力更大的壓力，使滲透向相反方向進行，把原水中的水分子壓到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達到除去水中鹽分的目的，這就是反滲透除鹽原理。

『肆』 反滲透膜主要分離原理是什麼

反滲透膜是屬於一種壓力推動的膜濾方法，所用的膜不具離子交換性質，可以專稱為中性膜。反滲透用半透膜為濾屬膜，必須在克服膜兩邊的滲透壓下操作，過去使用醋酸纖維素膜時的操作壓力為50~60個大氣壓，現今使用的聚醯胺復合膜的操作壓力為15個大氣壓左右。
半透膜是指只能通過溶液中某種組分的膜。對水處理所用的半透膜要求只能通過水分子，當然，這種對水的透過選擇性並不排斥少量的其它離子或小分子也能透過膜。
對膜的半透性機理有以下幾種解釋，但都不能解釋全部滲透現象。
一種解釋認為這是篩除作用，即膜孔介於水分子和溶質分子之間，因此水能透過，而溶質不能透過，但這不能解釋和水分字的大小基本一樣的鹽分分子不能透過的原因。
第二種解釋是認為反滲透膜是親水性的高聚物，膜壁上吸附了水分子，堵塞了溶質分子的通道，水中的無機鹽離子則較難通過。
最後還有一種機理認為是由於水能溶解於膜內，而溶質不能溶解於膜內。

『伍』 膜分離技術在環境工程中的應用探討論文

膜分離技術在環境工程中的應用探討論文

摘要：隨著科學技術水平的提升，膜分離技術發展的越來越成熟，且應用范圍也不斷的拓寬，這其中，以環境工程中的應用最為廣泛，環境工程中通過應用膜分離技術，可有效地提升環境污染治理及預防的效果，在本文中，論述了各種膜分離技術在環境工程中的具體應用。

關鍵詞：膜分離技術;環境工程;應用

以分離過程為劃分依據，膜分離技術中包含多種類型，比如微濾、超濾、納濾等。通過膜分離技術，可有效地處理環境中的固體、氣體污染物，避免這些污染物污染環境，提升環境中的清潔度。環境工程開展的目的在於緩解環境污染的現狀，防止環境污染加重，提升環境質量，應用膜分離技術後，可有效地提升工程開展的效果，實現環境質量提升的目的。

一、微濾技術在環境工程中的應用

顆粒、細菌等物質的大小位於0.1~ lOLm時，過濾時適合採用微濾技術，此項技術屬於篩網過濾，操作過程中，具備比較低的壓力，而且能夠較好的適應液體，在飲水處理工程中有著比較廣泛的應用。傳統的過濾技術中，過濾池中需要設置澄清過濾和二沉池，佔地面積比較大，但在應用微濾技術後，澄清過濾及二沉池可以直接取消，使得過濾池的佔地面積有效縮小，而且如果水質出現比較大的波動時，過濾處理的效果依然比較好。此外，通過膜分離技術，可以良好的處理廢水，循環實現閉路，經過處理的'污染水可以再次回收利用，實現廢水再利用的同時，節約水資源，並提升資源的利用效率，同時，還可以將環保意識有效地提升。

二、超濾技術在環境工程中的應用

超濾膜的過濾孔直徑非常小，最小0.05nm，最大Inm。環境工程中，應用超濾技術後，物質中含有的固體顆粒、懸浮物可以被有效的過濾清除，同時，大分子物質、膠體的過濾中也可以應用超濾技術，具備比較好的過濾效果。在電泳塗漆廢水的處理工程中，廣泛的採用超濾技術，通過此種膜分離技術，有效地清除廢水中的金屬離子雜質，實現廢水的回收再利用，提升了廢水的再利用效率，並且其再生的可生化性顯著增強。需要注意的是，在環境工程在應用超濾技術時，使用的超濾膜及相應的組件通量要比較大，而且所具備的耐高溫、抗氧化性能要非常好，當前的超濾技術水平還無法有效地滿足這一要求，需要進一步加大研發的力度，實現這一目標。

三、反滲透技術在環境工程中的應用

無論是何種類型的溶質，反滲透膜雖具備的脫除率都非常高，且具備非常高的出水水質，通常，除鹽處理工程中經常採用反滲透技術。現階段，環保領域已經大規模的應用了反滲透技術，主要體現在四個方面，一是改善城市飲用水的水質，二是處理城市污水，三是處理工業廢水，四是處理垃圾滲濾液。在垃圾滲濾液中，含有的氨氮、鹼度及重金屬的濃度非常高，而當氨氮的濃度非常高時，會產生比較大的毒副作用，利用活性污泥法處理垃圾滲濾液時，處理的效果非常差，而應用反滲透技術進行處理時，可以顯著的提升處理的效果。現階段，環境工程應用反滲透技術時，還存在的一定的問題，主要表現在兩個方面，一個是膜污染，一個是濃差極化，在今後的研究中，重點在於研究出耐污染、價格低的膜材料，並使新研製的膜材料具備耐高溫、抗氧化、超低壓的性能。

四、納濾技術在環境工程中的應用

上世紀八十年代，典型反滲透復合膜出現，隨後，經過進一步的研究與開發之後，研製出新型的膜分離技術——納濾技術，該項技術為分子級技術，位於超濾技術與反滲透技術之間。納濾技術的過濾過程屬於壓力驅動型，操作過程中，設置壓力時，通常最小設置為0.5MPa，最大時設置為l.OMPa。離子選擇性是納濾膜的一個突出特點，去除二價離子時，去除率可超過95%，但去除一價離子時沒去除率僅在40%~ 800/0之間，基於納濾技術的特點及去除率，在河水有害物質去除、地下水有害物質去除、廢水脫色等工程有著比較廣泛的應用。在低壓狀態下，納濾膜的通量比較高，與反滲透膜相比，僅需比較少的投資成本及操作成本，但利用納濾技術過濾過程中，納濾膜較易受到污染，預處理時，需要進水水質比較高，且處理過程比較復雜，使得納濾技術的應用受到一定的限制。

五、液膜技術在環境工程中的應用

所謂液膜，就是乳液顆粒懸浮在液體中，乳液顆粒層非常薄，膜分離過程中，滲透具有一定的選擇性，通過化學反應，萃取和吸附其中的污染物，實現凈化。與固膜相比，液膜具有更為快速的傳質速度，且具備非常高的選擇性和分離效率。在溶液中，如果定分離離子和有機物，適合採用此種技術進行膜分離。當前，醫葯化工、濕法冶金、廢水處理中已經良好的應用液膜分離技術，通過資源化處理的方式，促使廢水實現再利用。

六、結論

環境工程中，通過膜分離技術的應用，可有效的減少廢水、廢氣、固體顆粒等對環境的污染，並實現廢水的再生利用，有效的增強了環境保護的效果。

參考文獻：

[1]陳思賢，曹娟，膜分離技術在水處理環境工程中的應用[Jl.河南科技.2014(16)

[2]楊毅，尹紅，安代志等.膜分離技術在液相色譜樣品前處理中的應用【J】.榆林學院學報.2014( 06)

[3]黃萬撫，嚴思明，丁聲強，膜分離技術在印染廢水中的應用及發展趨勢[J].有色金屬科學與工程.2012(02)

『陸』 反滲透膜的分離機理是什麼

反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性回的人工半透膜。
原理：反滲答透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。

『柒』 反滲透膜的發展趨勢怎麼樣

反滲透膜用處非常廣泛，很多行業都離不開它。最開始反滲透膜用處比較單一，但是隨著時間的發展，反滲透膜有更廣闊的發展空間。
反滲透膜是以脫鹽為目的開發的，對膜的要求也只是為分離無機鹽和水，隨著反滲透膜用途的擴大，目前已達到根據用途對膜的構造進行設計的階段。目前將傳統的中壓膜改為低壓膜或超低壓膜的動向非常活躍，其發展趨勢概括如下：
在脫鹽領域中，對於海水淡化由高壓(5-7 MPa)向超高壓(8-8.5 MPa)。對於鹹水淡化將向脫鹽(地下水、江河水)、廢水處理(工業廢水、城市污水)和超純水(電子工業用水、醫療用水)等三方面發展。對處理壓強將由中壓(3-4 MPa)向低壓(1-2 MPa)甚至超低壓(1 MPa以下)。同時在有用物質濃縮回收領域會有更大的發展。
目前，在海水淡化方面，利用復合膜成功的達到了高脫鹽率。在鹹水淡化方面，目前將傳統的中壓膜改為低壓膜或超低壓膜，並保持脫鹽率不變(或提高)，可以說是時代的潮流。
反滲透膜工程應用的另一個發展方向是反滲透膜膜組器與超濾、微濾、納濾、EDI等組器的有機地組合應用，充分發揮各種膜分離技術的特性，形成一個完整的系統工程，達到濃縮、分離、提純的目的。
鑒於RO技術的最近進展，在不久的將來，該領域中可望有如下的發展：
一，將開發去除小的氯化物有機分子的聚合物膜。
二， 將開發分離烴混合物的無機RO膜。
三，以動力膜為基礎，將開發出無機和有機混合材料膜。
四，採用更先進的物理方法獲悉膜的結構及膜中的液體的結構。
五，以控制聚合物體球粒的尺寸及球粒中聚合物的密度來控制膜的孔尺寸。
六，聚合物球粒的概念也將被用於復合膜的設計。
七，在膜孔尺寸和聚合物-溶液相互作用基礎上，將發展更精確的傳遞理論。
八，由控制膜孔尺寸和膜溶質相互作用，將開發能將混合溶質分級的膜。
九， 膜污染將被膜的設計及膜組件的設計所控制。
十，RO和其它分離過程的混合分離系統將日益增長的滲入化學工業和有關工業，越來越多的將化學和生物反應與膜分離技術相結合。

『捌』 反滲透膜的分離機理是什麼

反滲透膜是屬於一種壓力推動的膜濾方法，所用的膜不具離子交換性質，版可以稱為中性膜。權反滲透用半透膜為濾膜，必須在克服膜兩邊的滲透壓下操作，過去使用醋酸纖維素膜時的操作壓力為50~60個大氣壓，現今使用的聚醯胺復合膜的操作壓力為15個大氣壓左右。
半透膜是指只能通過溶液中某種組分的膜。對水處理所用的半透膜要求只能通過水分子，當然，這種對水的透過選擇性並不排斥少量的其它離子或小分子也能透過膜。
對膜的半透性機理有以下幾種解釋，但都不能解釋全部滲透現象。
一種解釋認為這是篩除作用，即膜孔介於水分子和溶質分子之間，因此水能透過，而溶質不能透過，但這不能解釋和水分字的大小基本一樣的鹽分分子不能透過的原因。
第二種解釋是認為反滲透膜是親水性的高聚物，膜壁上吸附了水分子，堵塞了溶質分子的通道，水中的無機鹽離子則較難通過。
最後還有一種機理認為是由於水能溶解於膜內，而溶質不能溶解於膜內。

『玖』 反滲透膜的工作原理

反滲透膜是什麼：

反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是水處理系統中最重專要的元屬件之一，反滲透膜也可以叫ro膜或者逆滲透膜，它利用的是溶液的滲透技術，只不過它與常規的滲透技術是高剛相反了，它是以壓力差為推動力，從溶液中分離出雜質的膜分離操作。反滲透膜它的結構可以分為兩大類非對稱膜和均相膜。

東麗反滲透膜的原理：

反滲透就是在濃溶液側施加大於溶液滲透壓的壓力，迫使水分子逆向（與自然滲透方向相反）通過半透膜進入稀溶液的過程，由於在反滲透過程中，濃溶液側的水分子通過半透膜流向稀溶液，而絕大部分溶質（溶解性固體）卻無法透過膜，被截留下來。故濃溶液被進一步濃縮或者說脫水，稀溶液被稀釋純化或者說脫鹽。

『拾』 反滲透膜的簡介

1. 反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人內工半透膜。一般容用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間，透過性的大小與膜本身的化學結構有關。

2. 有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團，因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。