На предприятиях пищевой промышленности во многих технологических процессах вода применяется в качестве сырья. К примеру, производства ликероводочных и безалкогольных напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий, мясоперерабатывающие комбинаты и молочные заводы. Всем этим производствам требуется водоподготовка для пищевой промышленности.
Качество воды определяет вкусовые показатели и качество конечных продуктов. Кроме того, состав воды предопределяет потребительские и технологические характеристики многих продуктов, например, один из самых важных показателей – повышенная способность к хранению. Вода также детерминирует физико-химические, органолептические, микробиологические свойства конечного продукта. Поэтому для всех технологических процессов при производстве напитков и продуктов питания ключевое значение имеет водоподготовка в пищевой промышленности.
Следует также отметить, что определенный состав воды оказывает негативное воздействие на оборудование: соли железа и жесткости часто образуют шлаки на оборудовании. Это вызывает необходимость частого технического обслуживания, иногда к частичной или даже полной замене. Для улучшения свойств воды существуют различные методы водоподготовки в пищевой промышленности.
На качество воды вредное влияние оказывают следующие вещества:
- соли магния и кальция (соли жесткости);
- железо;
- превышение нормы общей минерализации по СанПиН;
- соли аммония, нитраты, сульфаты;
- соединения кремния, фтора, бора;
- превышение нормы концентрации природных органических соединений по перманганатной окисляемости;
- бактериологическое загрязнение.
Водоподготовка в пищевой промышленности осуществляется следующими методами:
- умягчение воды удаляет из воды соли магния и кальция, тяжелые металлы;
- фильтрование с помощью фильтров с активированным углем снижает содержание природных органических соединений, удаляет хлороорганику и хлор;
- обратный осмос полностью или частично обессоливает воду, удаляет нитраты, сульфаты, соединения бора, фтора, кремния и пр.;
- УФ-дезинфекция обеззараживает воду.
Водоподготовка в пищевой промышленности применяет мембранные методы как одни из самых лучших и эффективных. К основным мембранным способам относится микрофильтрация, утрафильтрация и обратный осмос (в том числе, нанофильтрация). Каждый из методов подразумевает соприкосновение разделяемого раствора с мембраной. Особые свойства мембран обуславливают обеднение проходящей через них жидкости растворенными в ней солями, коллоидными частицами, органическими соединениями и другими примесями. Иногда процесс осуществляется настолько полно, что мембране удается задержать практически все примеси в фильтруемой жидкости.
Одним из мембранных процессов является ультрафильтрация – водоподготовка в пищевой промышленности, которая отличается тем, что фильтрующей процесс осуществляется под действием градиента давления. Благодаря трансмембранному давлению исходный поток воды, проходя через мембранный модуль, образует поток пермеата. Наиболее эффективной организацией процесса фильтрования в водоподготовке для пищевой промышленности считается «Тупиковый режим». Он отличается тем, что для насоса требуется меньше энергии, а также более высокой величиной выхода подготовленной воды. Этот режим предусматривает прохождение всего количества исходной жидкости через мембрану.
Обратноосмотическая фаза, как часть водоподготовки и водоочистки в пищевой промышленности, предназначается для предшествующей водоподготовки перед следующими этапами очистки или для окончательной очистки. Метод основан на мембранных процессах разделения воды и заключается в следующем: внешнее давление воздействует на разделяемую жидкость и молекулы воды проникают через мембрану, образуя поток пермеата или очищенной воды. Одновременно происходит задержание ионных примесей у поверхности мембраны в гидратированном состоянии, образуя поток концентрата или условно грязной жидкости. Таким образом, осуществляется разделение исходной воды на два потока (поток пермеата и поток концентрата), которые движутся в разных направлениях.
