Подготовка
воды для пищевого производства
Предприятия
по производству пищевых продуктов и безалкогольных напитков используют воду в
основном из централизованных систем водоснабжения либо из собственных артезианских
и других скважин. В первом случае вода уже доведена до стандартной питьевой на
специальных водоподготовительных станциях, во втором вода может не соответствовать
питьевой. Достичь высоких органолептических и стабильных физико-химических показателей
пищевых продуктов и напитков, используя такую воду, невозможно. Для доведения
состава воды до соответствующих требований производства пищевых продуктов и безалкогольных
напитков используют разные способы дополнительной обработки. Практически не существует
универсального единого способа обработки, который был пригоден для воды с любым
первоначальным качеством. Обусловлено это тем, что в пределах общих требований
к технологической воде существуют очень большие расхождения в ее составе, что
зависит от географического места водозабора и его глубины. Характер и степень
соответствия качества воды установленным требованиям определяют выбор способа
водоподготовки. Если при этом могут быть использованы другие способы обработки,
то их выбор определяется на основании технико-экономических расчетов. Разные
по химической и физической характеристике примеси в воде разделяются на четыре
группы. Основой водоподготовки для каждой группы являются процессы, которые наиболее
активно влияют на данную дисперсную систему. К первой группе загрязнений воды
относятся взвешенные в пределах от тонкой взвеси до крупных частиц (размер частиц
более 10-5 см), бактериальные взвеси и другие микробиологические загрязнения.
Удаления этих примесей можно достичь путем специального осветления, используя
безреагентные и реагентные способы. Осветление и частичное обесцвечивание воды
безреагентным способом осуществляются длительным ее отстаиванием, которое составляет
от 1-2 сут. до 1-2 и больше месяцев. Такой способ используется относительно редко
и в основном для предварительного очищения воды, содержащей большое количество
грубодисперсных примесей. В настоящее время в пищевой промышленности для безреагентного
удаления грубодисперсных примесей используют фильтрование или центрифугирование.
Реагентный
метод осветления и обесцвечивания воды основан на использовании коагулянтов и
флокулянтов. Такая обработка воды называется коагуляцией, в результате которой
в воде образуются хлопья из взвешенных и коллоидных частиц. После осаждения основной
массы взвесей дальнейшие процессы осветления и обесцвечивания воды завершают фильтрованием,
при котором воду пропускают через слой зернистого материала (песок, антрацит или
диоксид кремния) с гранулами разной величины. Процесс осветления и обесцвечивания
воды является одним из наиболее распространенных при водоподготовке в пищевой
промышленности. В этом случае вода одновременно освобождается от значительного
количества микроорганизмов (при фильтровании задерживаются 98-99% всех бактерий),
т. е. частично обеззараживается. Полное обеззараживание рассматривают как самостоятельный
процесс обработки воды. При этом используют два основных способа - реагентный
и безреагентный. При реагентном способе подготовки воды используют химические
вещества, которые вызывают гибель микроорганизмов (дезинфеканты). Это окислители
(хлор, озон и др.) и соли некоторых металлов (в основном серебра). К безреагеитным
способам обеззараживания воды относятся ультрафиолетовое излучение, ультразвуковая,
магнитная и сверхвысокочастотная (СВЧ) обработка, а также воздействие высокой
температуры, гамма-лучей, другие физические факторы. Вторая
группа примесей воды включает коллоидные вещества, фульвокислоты, высокомолекулярные
соединения природного происхождения, микроорганизмы. К ней относятся разные типы
гидрофильных и гидрофобных систем с размером частиц от 10-5 до 10-7 см. Для удаления
их из воды используется обработка хлором, озоном и другими окислителями с последующей
коагуляцией. В результате уменьшается цветность воды, разрушаются гидрофильные
коллоиды, возникают необходимые условия для коагуляции гидрофобных примесей, уничтожаются
вредные микроорганизмы. Удаление коллоидных примесей и обесцвечивание воды обеспечиваются
с помощью коагулянтов. Степень и скорость гидролиза коагулянтов в воде зависят
от ее рН, солевого состава и температуры. Особенно чувствительный к этим факторам
алюминиевый коагулянт, наименее чувствительный - железный коагулянт. Использование
смешанного коагулянта позволяет удалить более широкую гамму загрязнений. При этом
коагулянт имеет преимущества каждого из компонентов и дает возможность проводить
коагуляцию воды в более широком интервале рН и температуры. Использование вместе
с коагулянтами небольших добавок флокулянтов (активная кремниевая кислота, полиакриламид
и др.) способствует повышению эффекта коагуляции, а именно - ускоряет образование
хлопьев, улучшает их структуру, приводит к быстрому и эффективному осветлению
воды. К третьей группе примесей воды относятся растворы молекулярной степени дисперсности.
Это растворимые в воде газы, органические вещества биологического происхождения.
В основном к ним относятся неэлектролиты или слабые электролиты с размером частиц
10-'7- 10-8 см. Для их удаления наиболее эффективными являются аэрация, окисление
и адсорбция. (далее) |
