Uzdatnianie: Uzdatnianie wody

Oliwia Zakrzewska
Forum Mleczarskie Biznes 4/2022 (49)

Dwutlenek węgla i tlen rozpuszczone w wodzie nadają jej właściwości korozyjne, zaś siarkowodór powoduje nieprzyjemny zapach. Możliwe jest usunięcie tych gazów na różne sposoby. Pierwszą metodą jest usunięcie przez odgazowanie wody w procesie jej napowietrzania pod zmniejszonym ciśnieniem. Druga metoda termiczna polega na mieszaniu wody z parą pod obniżonym ciśnieniem. Tlen usuwa się też metodą chemiczną poprzez dodawanie do wody siarczynu sodu lub hydrazyny. Aby zmiękczyć wodę, wytrąca się z niej nierozpuszczalne węglany metodą termiczną bądź chemiczną. Posługując się metodą jonitową z użyciem wymieniaczy jonowych, otrzymuje się korektę składu wody i zmniejszenie jej twardości przy jednoczesnym usunięciu innych niepożądanych jonów. Proces demineralizacji jest połączony z odgazowywaniem uzdatnianej wody.

systemy instalacji wodnych
© fm

Nowoczesną techniką uzdatniania wody jest odwrócona osmoza, która pozwala na usunięcie z wody wszystkich zawartych w niej kationów i anionów, a także zatrzymanie innych cząsteczek na półprzepuszczalnej membranie, przez którą przechodzi tylko woda. Najbardziej rozpowszechnionym i najskuteczniejszym sposobem doczyszczania wody jest stosowanie procesów membranowych – techniki te niosą ze sobą ekonomiczny i bezpieczny dla środowiska sposób prowadzenia wielu procesów jednostkowych. Wykorzystanie danego procesu uzależnione jest od zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie oraz od jego przeznaczenia. Filtry stosowane w procesach membranowych są najczęściej wykonane z materiałów ceramicznych lub syntetycznych polimerów, takich jak octan celulozy, polisulfon czy teflon. Materiały te nie wpływają na filtrowany roztwór, nie są również toksyczne. Ściany filtrów membranowych charakteryzują się anizotropową strukturą – czyli kanały por rozszerzają się od powierzchni membrany w głąb jej struktury. Dzięki temu cząsteczki, które są zatrzymywane przez daną membranę, zatrzymują się na jej powierzchni, przez co nie zapychają kapilar w jej wnętrzu. W kwestii usuwania żelaza, które jest jednocześnie naturalnym składnikiem wody bądź może pochodzić ze skorodowanych instalacji, najczęściej dokonuje się napowietrzania i filtracji wytrąconych i nierozpuszczalnych jego związków, alkalizacji lub koagulacji również połączonej z filtracją.

TO CIEKAWE

Dopuszczalna ilość:

  • mangan 0,05 mg/l,
  • miedź 2,0 mg/l,
  • nikiel 0,02 mg/l,
  • ołów 0,05 mg/l,
  • rtęć 0,001 mg/l,
  • selen 0,01 mg/l,
  • siarczany 250 mg/l,
  • sód 200 mg/l,
  • żelazo 0,2 mg/l.


Dopuszczalne ilości substancji organicznych:

  • akryloamid 0,10 µg/l,
  • benzen 1,0 µg/l,
  • benzo(a)piren 0,01 µg/l,
  • chlorek winylu 0,50 µg/l,
  • 1,2-dichloroetan 3,0 µg/l,
  • epichlorohydryna 0,10 µg/l,
  • mikrocystyna-LR 1,0 µg/l,
  • pestycydy 0,10 µg/l,
  • pestycydy ogółem 0,50 µg/l,
  • substancje powierzchniowo czynne (anionowe) 200 µg/l,
  • suma trichlorobenzenów 20 µg/l,
  • suma trichloroetenu i tetrachloroetenu 10 µg/l,
  • suma wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych 0,100 µg/l.

 

W przypadku ubocznych produktów dezynfekcji ilości są następujące:

  • bromodichlorometan 15 µg/l,
  • chloraminy 500 µg/l,
  • chlorany 200 µg/l,
  • chloryny 200 µg/l,
  • formaldehyd 50 µg/l,
  • tetrachlorometan (czterochlorek węgla) 2 µg/l,
  • trichloroaldehyd octowy (wodzian chloralu) 10 µg/l,
  • trichlorometan (chloroform) 30 µg/l,
  • 2,4,6-trichlorofenol 200 µg/l.

Proces odżelaziania jest najczęściej połączony z usuwaniem manganu, jednak wskazać należy, że ten drugi jest nieco trudniejszy ze względu na jego ograniczoną utlenialność pod wpływem tlenu z powietrza. Trudność polega na zastosowaniu silniejszych utleniaczy, które wspomagają proces filtracji – nadmanganianu potasu, tlenowych związków chloru oraz czasem dość silnej alkalizacji wody przed jej napowietrzeniem. Wybór metody odżelaziania i odmanganiania zależy od postaci, w jakiej występują związki tych metali, odczynu wody oraz obecności innych związków o charakterze redukującym, na przykład siarkowodoru.

Z wody stosowanej w przemyśle mleczarskim należy usunąć nadmiar jonów żelaza, magnezu i miedzi ze względu na to, że obecność tych jonów w wodzie powoduje przyspieszenie zachodzenia procesów jełczenia tłuszczu. W przypadku gdy w wodzie znajduje się zbyt duża ilość żelaza, może to prowadzić do wystąpienia charakterystycznych rdzawych plam na powierzchni masła czy sera. Pogorszeniu również mogą ulec właściwości organoleptyczne produktów końcowych.

Kolejna metoda – dezynfekcja wody, odkażanie – ma na celu zniszczenie większości bakterii stanowiących zagrożenie dla zdrowia konsumenta. Dezynfekcję przeprowadza się po uprzednim fizykochemicznym uzdatnieniu wody. Do fizykochemicznych metod uzdatniania wody zalicza się metody termiczne (jak gotowanie czy pasteryzacja), działanie promieniami UV, promieniowanie jonizujące, ultradźwięki oraz metody chemiczne przy zastosowaniu silnych utleniaczy, na przykład chloru i jego związków czy konkurencyjnego dla chloru ozonu. Co więcej, ozonowanie wody usuwa smak i zapach pochodzące od fenoli i innych substancji, niszcząc przy tym niektóre związki rakotwórcze, np. benzopiren. Wymagania dla wody procesowej są ostrzejsze w porównaniu do kryteriów dla wody wykorzystywanej do bezpośredniego spożycia. Często też woda musi spełniać dodatkowe kryteria uwzględniające specyfikę produkcji. W dalszym ciągu prowadzone są różne badania w kwestii doczyszczania wody w zakładach przetwórstwa spożywczego przy wykorzystaniu procesów filtracji na membranach.

woda w przemyśle
© fm

W zakładach mleczarskich wykorzystywana jest także para wodna, która – podobnie jak woda technologiczna – często wchodzi w bezpośredni kontakt z produkowaną żywnością, dlatego też w sposób restrykcyjny podchodzi się do jej parametrów. Para wodna nie powinna zawierać żadnych substancji zanieczyszczających żywność ani w żadnym wypadku stanowiących zagrożenie dla zdrowia lub życia ludzkiego. Jakość pary wodnej w dużej mierze zależy od parametrów dostarczanej wody, środków chemicznych wykorzystywanych w procesach jej uzdatniania, rodzaju urządzeń wykorzystywanych do jej wytwarzania.

Para wodna wykorzystywana w przemyśle spożywczym jest stosowana jako para energetyczna, do technologii ogólnych, do żywności oraz do sterylizacji. Para techniczna, której nie dopuszcza się do kontaktu z żywnością, może zawierać substancje wykazujące szkodliwość dla zdrowia. Czysta para nie może natomiast zawierać żadnych substancji szkodzących zdrowiu, ponieważ jest wykorzystywana w procesach produkcji żywności i ma z nią bezpośrednią styczność. Para wodna powinna spełniać normy zgodne z obowiązującym rozporządzeniem dotyczącym jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Wytwornice pary, służące do tworzenia pary czystej, powinny posiadać odpowiednie certyfikaty zgodności dotyczące bezpieczeństwa technicznego oraz certyfikaty higieniczne. Materiałom zastosowanym w urządzeniach ciśnieniowych służących do wytwarzania pary czystej nakazuje się spełnienie wymagań w zakresie bezpieczeństwa higienicznego, a także wymagań w zakresie bezpieczeństwa technicznego.

Kompleksowe programy do uzdatniania wody w przemyśle mleczarskim zapewniają ochronę jakości i bezpieczeństwo, a także zmniejszenie całkowitych kosztów użytkowania ze względu na to, że optymalne wykorzystanie zasobów wraz z połączoną wysoką efektywnością oraz serwisem przyczyniają się do maksymalizacji wydajności, niezawodności procesu, a także obniżenia całkowitych kosztów użytkowania. Postęp naukowy oraz lata doświadczeń technicznych pozwalają na poprawę odzyskiwania wody z różnych procesów. Na przykład woda płucząca jest używana w wielu branżach dla zapewnienia wysokiej jakości produktu i utrzymania czystości linii produkcyjnych. Złożoność procesów, wysokie wolumeny produkcji i zaawansowane produkty wymagają odpowiedniej ilości i jakości wody płuczącej. Ponowne użycie lub recyrkulacja wody płuczącej mają duży sens ekonomiczny, ponieważ zmniejszają zużycie wody. Ponowne użycie jest szczególnie korzystne, gdy woda płucząca podlega zanieczyszczeniu w trakcie procesu i wymaga uzdatniania ścieków przed odprowadzeniem. W większości przypadków ponowne użycie wody płuczącej wymaga zastosowania filtracji, wymiany jonowej, filtracji membranowej, dezynfekcji UV. Stacje odwróconej osmozy stosowane są przykładowo do otrzymywania zdemineralizowanej wody wysokiej jakości, bez użycia środków chemicznych. Co więcej, jednostki odwróconej osmozy usuwają patogeny oraz mikroorganizmy, a także 90% substancji organicznych.

Strona 2 z 2