Đang tải... (xem toàn văn)
NƯỚC VÀ CÁC CHỈ TIÊU VỀ NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Các phương pháp xử lý nước Phần I: NƯỚC VÀ CÁC CHỈ TIÊU VỀ NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM A. Giới thiệu về các nguồn nước Hiện nay chúng ta có ba nguồn nước dùng được để khai thác để sản xuất: • Nguồn nước bề mặt:được lấy từ sông, suối, hồ tại việt Nam và các nước đang phát triển, nước bề mặt hiện nay bị ô nhiễm khá nặng chủ yếu là do sản xuất công nghiệp và các hoạt động sinh hoạt( trong pp sẽ chèn hình vô) • Nguồn nước do thành phố cung cấp: ở nước ta chất lượng nước do thành phố cung cấp đạt tiêu chuẩn nước dùng trong sinh hoạy hàng ngày. nếu sử dụng nguồn nước này làm sản xuất với lượng lớn sẽ không kinh tế, và gặp nhìu bất cập. • Nguồn nướcngầm: do mưa thấm vào lòng đất tạo nên được dùng như nguồn cung cấp chính cho các quá trình chế biến thực phẩm do nó có những đặc điểm sau: o Nguồn nước ngầm ít chịu tác động của con người, chất lượng nước thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt o Trong nước ngầm không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng o Chỉ tiêu vi sinh vật thấp hơn nước bề mặt o Nước ngầm không chứa rong tảo (thứ dễ gây ô nhiễm nguồn nước) Bảng -Những điểm khác giữa nước ngầm & nước bề mặt Thông số Nước bề mặt Nước ngầm Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định Hàm lượng chất rắn lơ lửng Thường cao & thay đổi theo mùa Thấp hoặc hầu như không thay đổi Chất khoáng hòa tan Thay đổi theo chất lượng nước mưa Ít thay đổi, cao hơn nước bề mặt ở cùng một vùng Hàm lượng sắt (Fe 2+ ), mangan(Mn 2+ ) Rất thấp trừ dưới đáy hồ Thường xuyên có Khí CO 2 hòa tan Rất hấp hoặc gần bằng không Xuất hiện ở nồng độ cao Khí O 2 hòa tan Thường gần bão hòa Thường không tồn tại Khí NH 3 Xuất hiện ở nguồn nước nhiễm bẩn Thường có SiO 2 Có ở nồng độ trung bình Thường có ở nồng độ cao Nitrat Thường thấp Thường ở nồng độ cao do phân bón hóa chất 1 Các phương pháp xử lý nước Các vi sinh vật Vi trùng (nhiều loại gây bệnh), virus các loại & tảo Các vi trùng do sắt gây ra thường xuất hiện B. Các chỉ tiêu về nước trong công nghệ sản xuất đồ uống 1. Chỉ số cảm quan Trong công ngệ sản xuất đồ uống, nước nguyên liệu phải đạt các yêu cầu sau: trong suốt, không màu, không mùi , không vị. Độ đục: o Nước có độ đục cao làm cho khả năng truyền ánh sáng qua nước giảm. o Có thể đo độ đuc bằng những cách sau: Sử dụng máy đo độ đục để xác định độ đục Lượng hóa độ đục bằng SiO 2 : tiến hành với mẫu cần phân tích và mẫu đối chứng Quan sát bằng mắt giữa mẫu đối chứng và mẫu phân tích trên nền trắng o Tiêu chuẩn Việt Nam, độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được. Độ màu :của nước là do các hợp chất màu tan được trong nước tạo nên. Và để biết được độ màu của nước ta có thể dùng: o Phương pháo cảm qua bằng mắt o Sử dụng máy so màu Mùi:của nước do các hợp chất dễ bay hơi có trong nước tạo nên.Nước ở 20 o C ít khi phát hiện là có mùi lại vì các chất ít bay hơi ở nhiệt độ này. Thông thường để xác định xem nước có mùi lại không ta thường gia nhiệt mẫu nước lên 50-60 o C Vị: o Nước tinh khiết được xem là không có vị. o Có ba nhóm chất gây mùi vị Nguồn gốc vô cơ: NaCl (trong nước 250mg/l-300mg/l sẽ tạo vị mặn), MgSO 4 (trong nước > 500mg/l gây vị mặn), muối đồng có vị tanh, mùi clo, mùi trứng thối H 2 S Nguồn gốc hữu cơ: dầu mỡ, phenol Nguồn gốc sinh hóa: hoạt động của vi khuẩn, rong tảo. Nước trong rửa nguyên liệu Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Giới hạn tối đa Màu sắc 15 mg/l Pt 15 TCU Mùi vị Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Độ đục 5 NTU 2 NTU 2 Các phương pháp xử lý nước Các chỉ tiêu cảm quan 2. Chỉ tiêu hóa lý Chỉ tiêu hóa lý của nước liên quan đến thành phần các hợp chất hóa học có trong nước. Hàm lượng của chúng được xác định bằng những phương pháp phân tích và công cụ. Dưới đây là những chỉ tiêu hóa lý quan trọng của nước: + Độ cứng:độ cứng của nước do các muối calcium và magnesium hòa tan trong nước tạo nên, Độ cứng được chua thành ba loại:tạm thời , vĩnh cửu và toàn phần. Độ cứng tạm thời: do Ca(HCO 3 ) 2 và Mg(HCO 3 ) 2 qui định. Khi đun nóng lên Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 = MgCO 3 + H 2 O + CO 2 → tạo ra carbonat không tan và khí carbondioxide và nước.Như vậy độ cứng tạo thời của nước sẽ mất đi Độ cứng vĩnh cữu :chứa các muối CaSO 4 , CaCl 2 ,MgSO 4, . Độ cứng toàn phần bao gồm cả hai loại độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu. Bảng phân loại nước theo độ cứng (theo Kalunhans và cộng sự, 1992) Giá trị độ cứng (mg đương lượng /l) Phân loại 0-1.5 Rất mềm 1.5-3.0 Mềm 3.0-6.0 Hơi cứng 6.0-9.0 Cứng >9.0 Rất cứng Trong công nghệ sản xuất nước uống người ta thường sử dụng nước có độ cứng từ rất mềm tới mềm + Độ kiềm: của nước chủ yếu do các hydroxyde (NaOH, KOH). Xác định độ kiềm bằng phenoltalein + Giá trị PH: của nước di nồng độ của các ion H + tự do quy định nên.Trong công nghệ sản xuất nước giải khát , yếu cầu nước phải có pH nằm trong vùng trung tính 3 Các phương pháp xử lý nước +Tổng chất khô : giá trị này do các hợp chất không bay hơi có tring nước tạo nên. Giá trị này càng thấp thì chấy lượng mẫu nước càng cao + Độ oxy hóa: Hàm lượng oxy hòa tan DO (Dissolued Oxygen) Phụ thuộc vào nhiều yếu tố: áp suất, nhiệt độ, đặc tính của nguồn nước(vi sinh,hóa học, thuỷ sinh) Oxy hòa tan không tác dụng với nước Độ hoà tan tăng khi áp suất tăng, độ hòa tan giảm khi nhiệt độ tăng Nhu cầu oxy hóa học COD(Chemical Oxygen Demand) Là lượng oxy cần thiết dể oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước, tạo thành CO 2 ,H 2 O Dùng đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Nhu cầu oxy sinh học BOD(Biologycal Oxygen Demand) Là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí Là chỉ tiêu dùng để đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước + Độ dẫn điện: nước chứa nhiều cation và anion khác nhau nên có tính dẫn điện. Giá trị độ dẫn điện sẽ tỉ lệ thuận với tổng chất khô của nước. THÀNH PHẦN VÔ CƠ Nước trong rửa nguyên liệu Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Giới hạn tối đa pH 6 - 8,5 6,5 - 8,5 Tổng chất rắn hòa tan 1000 mg/l 1000 mg/l Độ cứng 300 mg/l 300 mg/l Hàm lượng Chlorua 250 mg/l 250 mg/l Hàm lựợng Sulphate 250 mg/l Hàm lượng Natri 200 mg/l Hàm lượng Nitrat 10 mg/l 50 mg/l Hàm lượng oxy hóa tan,tính theo oxy 6 mg/l 2 mg/l Hàm lượng Kẽm 3 mg/l 3 mg/l Hàm lượng Ammoniac 3 mg/l 1,5 mg/l Hàm lượng Đồng 1 mg/l 2 mg/l Hàm lượng Nitrit 1 mg/l 3 mg/l 4 Các phương pháp xử lý nước Hàm lượng Bari 0.7 mg/l Hàm lượng Florua 0,7 - 1,5 mg/l 0,7 - 1,5 mg/l Hàm lượng Mangan 0,5 mg/l 0.5 mg/l Hàm lượng tổng số Sắt (Fe2+ và Fe3+) 0,5 mg/l 0,5 mg/l Hàm lượng Nhôm 0,5 mg/l 0,5 mg/l Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat và Acid Boric 0,3 mg/l Hàm lượng Cianua 0,07 mg/l 0,07 mg/l Hàm lượng Molybden 0,07 mg/l Hàm lượng Crome 0,05 mg/l 0,05 mg/l Hàm lượng Niken 0,02 mg/l Hàm lượng Chì 0,01 mg/l 0,01 mg/l Hàm lượng Asen 0,01 mg/l 0,01 mg/l Hàm lượng Selen 0,01 mg/l Hàm lượng Atimon 0,005 mg/l 0,005 mg/l Hàm lượng Cadimi 0,003 mg/l Hàm lượng Thủy Ngân 0,001 mg/l 0,001 mg/l THÀNH PHẦN HỮU CƠ Nhóm Alkan chlo hóa: Nước trong rửa nguyên liệu Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Giới hạn tối đa Chất hoạt động bề mặt tính theo Linear Ankyl Benzen Sunfonat (LAS) 0,5 mg/l 1,1,1 - Trichloroethane 2 mg/l Trichloroethen 0,07 mg/l 1,2 - Dichloroethene 0,05 mg/l Tetrachloroethen 0,04 mg/l 1,2 - Dichloroethane 0,03 mg/l Dichloromethane 0,02 mg/l 5 Các phương pháp xử lý nước Vinyl chlorua 0,005 mg/l Carbontetrachlorua 0,002 mg/l Hydrocarbua Thơm: Nước trong rửa nguyên liệu Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Giới hạn tối đa Hàm lượng thuốc trừ sâu chlo hữu cơ 0,1 mg/l Benzen 0,01 mg/l 0,01 mg/l Phenol và dẫn xuất của phenol 0,01 mg/l Hàm lượng thuốc trừ sâu lân hữu cơ 0,01 mg/l Toluen 0,7 mg/l Xylen 0,5 mg/l Ethylbenzen 0,3 mg/l Styren 0,02 mg/l Benzo(a)pyren 0,0007 mg/l Nhóm Benzen Chlo hóa: Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa 1,2 - Dichlorobenzen 1 mg/l Monochlorobenzen 0,3 mg/l 1,4 - Dichlorobenzen 0,3 mg/l Trichlorobenzen 0,02 mg/l d) Nhóm các chất hữu cơ phức tạp: Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Acid Adetic (EDRA) 0,2 mg/l Acid nitrilotriacetic 0,2 mg/l Di(2-ethylhexyl)adipate 0.08 mg/l Di(2-ethylhexyl)phtalate 0.008 mg/l 6 Các phương pháp xử lý nước Hexachloro butadien 0.0006 mg/l Acrylamide 0.0005 mg/l Epichlohydrin 0.0004 mg/l HÓA CHẤT KHỬ TRÙNGVÀ SẢN PHẨM PHỤ Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Focmaldehyt 0.9 mg/l Chlorit 0.2 mg/l 2,4,6 triclorophenol 0.2 mg/l Chlorofoc 0.2 mg/l Bromofoc 0.1 mg/l Acid trichloroacetic 0.1 mg/l Dibromoacetonitril 0.1 mg/l Dibromchlorometan 0.1 mg/l Dichloroacetonitril 0.09 mg/l Cyano chloride 0.07 mg/l Bromodichlorometan 0.06 mg/l Acid dichloroacetic 0.05 mg/l Bromat 0.025 mg/l Chloral hydrat (trichloroacetaldehyt) 0.01 mg/l Monocloramin 0.003 mg/l Chlo dư 0.0003 - 0.0005 mg/l Trichloroacetonitril 0.001 mg/l Hóa chất bảo vệ thực vật: Nước trong trộn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Dichloprop 0.1 mg/l Pyridate 0.1 mg/l 2,4 DB 0.09 mg/l Clorotoluron 0.03 mg/l 7 Các phương pháp xử lý nước Bentazone 0.03 mg/l 1,3-Dichlopropan 0.03 mg/l Pendimetalin 0.02 mg/l Methoxychlor 0.02 mg/l Alachlor 0.02 mg/l Permethrin 0.02 mg/l Propanil 0.02 mg/l Simazine 0.02 mg/l Trifuralin 0.02 mg/l Aldicarb 0.01 mg/l Methachlor 0.01 mg/l Mecoprop 0.01 mg/l Penthachhlorophenol 0.009 mg/l Feneprop 0.009 mg/l 2,4,5-T 0.009 mg/l Isoproturon 0.009 mg/l Feneprop 0.009 mg/l Molinate 0.006 mg/l Carbofuran 0.005 mg/l Lindane 0.002 mg/l MCPA 0.002 mg/l Atrazine 0.002 mg/l DDT 0.002 mg/l 1,2-Dichlopropan 0.001 mg/l Aldrin / Dieldrin 0.00003 mg/l Heptachlo va heptachlo epxit 0.00003 mg/l Clodane 0.0002 mg/l Hexachlorobenzen 0.0001 mg/l 3. Chỉ tiêu vi sinh: a. Vi trùng Vi trùng trong nước gây bệnh: lỵ, thương hàn, dịch tả, bại liệt… 8 Các phương pháp xử lý nước Việc xác định sự có mặt của vi trùng gây bệnh thường rất khó. Người ta dựa vào sự tồn tại của E.Coli để xác định, do nó khả năng tồn tại cao hơn các loài vi khuẩn khác b. Các loại rong tảo Rong tảo phát triển trong nước làm nhiễm bẩn nguồn nước, làm nước có màu xanh Đối với nước sinh hoạt, nước chế biến thực phẩm thông thường các nước trong cộng đồng châu Âu quy định 66 chỉ tiêu xếp vào 6 nhóm: Cảm quan (4 chỉ tiêu) Hóa lý (15 chỉ tiêu) Chỉ tiêu cần phải được khống chế về nồng độ (24 chỉ tiêu) Độc tố (13 chỉ tiêu) Vi sinh (6 chỉ tiêu) Chỉ tiêu cần phải có: pH, oxy hoà tan (4 chỉ tiêu) Bảng chỉ tiêu đối với nước của các nước EU, Mỹ, WHO, Việt Nam Thông số Đơn vị VN EU USA WHO Màu Độ đục pH Độ dẫn Cl SO 4 Ca Mg Na K Al Cặn khô Nitrat Nitrit Amoni Nitơ seldahl Độ oxy hóa (KMnO 4 ) H 2 S Phenol Bor Fe Mn Cu Zn mg/lPt/Co NTU - µs/cm 20 0 C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg NO 3 /l mg NO 2 /l mg NH 4 /l mg N/l mg O 2 /l mg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l mg/l _ 1.5 6.5-8.5 _ 300 250 75 50 _ _ 0.2 1000 5 0.1 3.0 _ 2 _ _ _ 0.3 0.1 0.1 5.0 20 4 6.5-8.5 400 250 250 100 50 150 12 0.2 1500 50 0.1 0.5 1 5 _ 0.5 1000 0.2 0.05 0.01 0.01 15 2 6.5-8.5 _ 250 250 _ _ _ _ _ _ 45 3.3 _ _ _ _ _ _ 0.3 0.05 1 5 15 5 _ _ 250 250 _ _ 200 _ 0.2 1000 50 3 1.5 _ _ 0.05 _ 300 0.3 0.5 2 3 9 Các phương pháp xử lý nước P F Ba Ag As Be Cd CN Cr Hg Ni Pb Sb Se Va mg P 2 O 5 /l mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l 2500 _ _ _ _ _ _ _ _ 10 10 100 _ _ _ 5000 1.5 0.1 10 50 _ 5 50 50 1 50 50 10 10 _ _ 2 2 0 50 4 5 200 100 2 100 15 6 50 _ _ 1.5 0.7 _ 100 _ 3 70 50 1 20 100 5 10 _ Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm 1 Chỉ tiêu vật lý Tiêu chuẩn Mùi vị không Độ trong (ống Dienert) 100ml Màu sắc(thang màu Coban) 5 o 2 Chỉ tiêu hóa học pH 6-7,8 Độ cặn cố định (đốt ở 600 oC ) 75-150mg/l Độ cứng toàn phần (độ Đức) <15 o Độ cứng vĩnh viễn 7 o CaO 50-100mg/l MgO 50mg/l Fe 2 O 3 0,3mg/l MnO 0,2mg/l BO 4 3- 1,2-2,5mg/l SO 4 2- 0,5mg/l NH 4 + 0,1-0,3mg/l NO 2 - không có NO 3 - không có Pb 0,1mg/l As 0,05mg/l Cu 2,00mg/l Zn 5,00mg/l F 0,3-0,5mg/l 3 Chỉ tiêu vi sinh vật 10 [...]... 10cm Lớp sỏi và cát có chức năng giữ lại một số cấu tử khôg tan trong nước Còn lớp than sẽ hấp thụ một số hợp chất màu mùi nhờ đó cải thiện các tính cảm quan của nước 14 Phương pháp trao đổi ion Trong công nghệ xử lý nước, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để tách các hợp chất tích điện ra khỏi nước Như vậy, sau khi qua xử lý trao đổi ion, độ cứng và nồng độ các cation và anion có trong nước sẽ giảm... Các phương pháp xử lý nước Nước cần xử lý vào Nước sạch ra Cặn Một dạng của thiết bị lắng gián đoạn Thiết bị lắng liên tục Trong thiết bị lắng liên tục, huyền phù (nước và các tạp chất không tan) sẽ được bơm liên tục vào thiết bị, đồng thời phần nước trong (pha lỏng cùa huyền phù) cũng sẽ được liên tục tháo ra khỏi thiết bị Việc tháo bỏ các cấu tử rắn được thực hiệnđịnh kỳ hoặc liên tục Tùy thuộc vào... lý nước Hiệu quả của quá trình xử lý nước bằng than hoạt tính phụ thuộc vào thành phần hóa học của nguồn nước cần xử lý, những tính chất của loại than hoạt tính phụ thuộc vào thành phần hóa học của nguồn nước cần xử lý, những tính chất của loại than hoạt tính sử dụng và các thông số công nghệ của quá trình xử lý ( chiều cao của lớp than trong thiết bị xử lý, lưu lượng nước đi qua thiết bị ) Trong. .. đó: P1 = 1 atm > P2 Trong thực tế, hai giải pháp đầu được sử dụng phổ biến để xử lý nguồn nước ngầm trong ngành công nghiệp thực phẩm 3 Phương pháp phân riêng bằng mambrane Phân riêng bằng membrane là một phương pháp triển vọng, nhiều nhà máy thực phẩm đã sử dụng membrane để xử lý nước công nghiệp trước khi đưa vào sản xuất Do membrane có kích thước rất nhỏ nên dễ bị tắc nghe4nm trong quá trình xử lý,... anion a Giới thiệu về các ionit • Hiện nay, có nhiều loại cationit và anionit khác nhau được sử dụng ở quy mô công nghiệp Bản chất hóa học của các ionit là các hạt nhựa tổng hợp đã gắn sẵng các ion Thường gặp nhất là nhựa Polystyrene_ diviylbenzen 25 Các phương pháp xử lý nước • • Khi ta thực hiện phản ứng polymer hóa styrene sẽ tạo ra sản phẩm là các sợi polystyrene mạch thẳng Nếu ta thực hiện phản ứng... 3: 27 Các phương pháp xử lý nước • Tùy thuộc vào tác nhân sử dụng là ammoniac hoặc amin bậc 1, 2 hoặc 3 mà sản phẩm anioit sẽ có các mức độ phân ly mạnh hay yếu b Quy trình xử lý nước bằng phương pháp trao đổi ion - Vấn đề cần lưu ý trước tiên là nước khi vào thiết bị trao đổi ion không được chứa các cấu tử lơ lửng, chlorine và các khí hòa tan khác Nhứ vậy, ta cần thực hiện quá trình lắng, lọc và bài... xuất, người ta sẽ cho nước lần lượt qua cột cationit rồi cột anionit Kết quả cuối cùng là sẽ làm giảm được độ cứng và nồng độ các ion khác có trong nước cần xử lý Trong một số trường hợp, sau khi nước qua cột cationit, người ta sẽ tiến hành bài khí trong nước trước khi cho nước qua cột anionit Sau một khoảng thời gian sử dụng, khả năng trao đổi ion của các hạt nhựa trong cột cationit và anionit bị giảm... khoang nhờ hai membrane siêu lọc dạng tấm Nước cần xử lý sẽ được bơm vào khoang giữa, còn nước sạch sẽ được bơm vào hai khoang biên Người ta sẽ thiết lập một hệ thống catod và anod ở hai khoang biên Nhờ đó, trong quá trình hoạt động, các anion bị lẫn trong nước cần xử lý sẽ di chuyển qua membrane siêu lọc A về anod, ngược lại, các cation sẽ di chuyển qua membrane B để về catod Kết quản là tại cửa ra của... vào nước một lượng chlorine như một chất xúc tác cho phản ứng oxy hóa các muối sắt 8 Phương pháp xử lý bằng tia UV Tia UV có khả năng ức chế và tiêu diệt vi sinh vật Khả năng khử trùng cao nhất khi bước sóng tia dao động trong khoảng 260270 nm Tia UV có độ đâm xuyên rất kém 19 Các phương pháp xử lý nước o Nguồn nước xử lý phải trong suốt, không có sự có mặt của các cấu tử rắn không tan hoặc các. .. đặc biệt là các chất màu và mùi có trong nước Khi ta sử dụng các hợp chất có chứa cchlore để ức chế hệ vi sinh vật trong nước, sau khi xử lý nước thường có mùi chlore Cần cho nguồn nước này qua cột chứa than hoạt ti1ng ngoài khà năng chất mùi được hấp phụ trên bề mặt các hạt than, còn có thể xảy ra phản ứng: C + 2Cl2 + 2H2O = CO2 + 4HCl Như vậy, việc khử mùi nước sẽ đạt hiệu quả cao 24 Các phương