ЭлБиб

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

4/2006

Требования к воде для использова#

ния ее в технологическом процессе

регламентируются производителями

оборудования или совпадают с требо#

ваниями, предъявляемыми к питьевой

воде (СанПиН 2.1.4.1074–01 «Гигиени#

ческие требования к качеству воды

централизованных систем питьевого

водоснабжения»). Эти требования мо#

жет обеспечить система водоподготов#

ки, предполагающая снижение мутнос#

ти и цветности воды. Однако чаще тре#

буется дальнейшая обработка воды,

которая предполагает один или не#

сколько видов коррекции солевого со#

става:

снижение общего солесодержания;

умягчение воды (снижение содержа#

ния ионов кальция и магния);

удаление отдельных ионов, элемен#

тов (нитратов, бора, тяжелых элемен#

тов, фторидов, силикатов, радона);

дозирование в воду веществ, ионов

(йодидов, фторидов, калия, серебра,

кальция, кислот и щелочей для коррек#

ции водородного показателя рН).

Общее солесодержание воды можно

понизить с помощью использования

технологии нанофильтрации и обратно#

го осмоса. Эти процессы будут рассмот#

рены в следующем номере журнала.

Для многих пищевых производств

достаточно не полностью уменьшать

солесодержание воды, а снижать ее

жесткость, т. е. проводить технологи#

ческую операцию умягчения. Жесткая

вода ухудшает вкус, качество продук#

тов, у жидких пищевых продуктов воз#

можно выпадение солей при хранении.

Это наиболее характерно для бутили#

рованной питьевой воды, пива, соков,

водки. При мытье бутылок такая вода

оставляет несмываемые пятна [1]. Жест#

кую воду невозможно использовать в

Коррекция солевого состава воды

для пищевых производств

И.В. Пригун, М.С. Краснов

ООО «Экодар»

производстве хлеба, где происходит

орошение продукта из форсунок. По#

этому жесткость воды, применяемой

при производстве различных продук#

тов, регламентирована и составляет

0,1–0,2 мг•экв/л.

В пищевой промышленности не ис#

пользуется реагентное умягчение

воды. Наиболее распространен метод

натрий#катионирования. Н–Na#катио#

нирование или Н#катионирование с го#

лодной регенерацией используются

при производстве пива и ликероводоч#

ных изделий.

По мере фильтрования через слой

катионита ионы натрия, связанные с

активными группами катионита, заме#

щаются ионами кальция и магния из

обрабатываемой воды:

2[Кат]Na + Ca (HCO

)

→

[Кат]

Ca +

+ 2NaHCO

2[Кат]Na + Mg (HCO

)

→

[Кат]

Mg +

+ 2NaHCO

2[Кат]Na + CaCl

→

[Кат]

Ca + 2NaCl,

2[Кат]Na + CaSO

→

[Кат]

Ca +

+ Na

В результате этой операции общая

жесткость воды снижается до 0,1–0,2

мг•экв/л. Из воды также удаляются

ионы тяжелых металлов, железа, мар#

ганца. Общая щелочность воды при

натрий#катионировании практически

не изменяется, сухой остаток несколь#

ко возрастает (на 2–5 %).

После исчерпания рабочей обмен#

ной емкости проводится регенерация

(восстановление обменной емкости)

Na#формы катионообменной смолы за

счет промывки раствором поваренной

соли в автоматическом режиме:

[Кат]

Ca + 2NaCl

→

2[Кат]Na + CaCl.

Во всех операциях процесса регене#

рации одного фильтра используется

умягченная вода, вырабатываемая

фильтрами, находящимися в рабочем

режиме. Современные высокоскорост#

ные установки умягчения работают в

непрерывном режиме, т.е. в то время

как один из фильтров находится в ра#

бочем режиме, второй проходит реге#

нерацию или находится в режиме ожи#

дания. Возможен вариант, когда при

проведении регенерации одного из

фильтров второй работает в форсиро#

ванном режиме, обеспечивая беспере#

бойность подачи обработанной воды.

Все операции процесса регенерации

выполняются автоматически за счет

давления исходной воды без исполь#

зования промежуточных емкостей и

насосов. Концентрированный раствор

соли в баке#солерастворителе образу#

ется в результате ее контакта с соответ#

ствующим объемом воды. Соли хранят

в мокром виде. Периодическая загруз#

ка соли в бак мокрого хранения осуще#

ствляется обслуживающим персона#

лом. При применении в качестве реге#

нерационного растворов кислот либо

щелочей очередная порция раствора

готовится обслуживающим персона#

лом до начала процесса регенерации.

Сброс сточных вод, образующихся в

процессе регенерации, производится в

хозяйственно#бытовую или производ#

ственную канализацию.

Электронный контроллер позволяет

легко настраивать все параметры ра#

боты установки: объем воды, который

может обработать установка до исчер#

пания рабочей обменной емкости, те#

кущее время, продолжительность всех

стадий регенерации.

В качестве ионообменника при ком#

плексном удалении железа, марганца

и для снижения жесткости воды может

быть использован искусственный алю#

мосиликат – ионообменник Cristal#

Right. Этот достаточно перспективный

материал позволяет удалять из воды

до 15 мг/л неокисленных железа и/или

марганца (II). Он обладает достаточно

высокой сорбционной емкостью по

ионам аммония – около 1 г на 1 кг сор#

бента. Поэтому такой материал приме#

няется для очистки вод, из которых не#

обходимо одновременно удалить не#

сколько компонентов. Ограничениями

при использовании этого ионообмен#

ника служат минимальная жесткость –

2 мг•экв/л и общее солесодержание –

80 мг/л, а также достаточно высокая

стоимость.

Значительно реже, чем для умягче#

ния воды, применяются ионообменные

смолы для удаления отдельных состав#

ляющих воды. Специально для удале#

ния нитратов выпускаются селективные

ионообменные смолы А#520, IMAK HP

555, SR#7. Повышенное содержание

нитратов чаще всего наблюдается в

воде поверхностных источников водо#

снабжения, а также в воде из верхних

подземных горизонтов в районах с ин#

тенсивной сельскохозяйственной дея#

тельностью. Ограничение для исполь#

зования метода селективного ионооб#

менного удаления нитратов состоит в

том, что при этом процессе происходит

замена остальных анионов, содержа#

щихся в воде Сl

–

на ионы хлора, т. е.

Для подавляющего большинства пищевых

производств требуется специально

подготовленная вода, которая используется

в технологическом цикле. Общие вопросы

выбора оборудования для пищевых

производств, общие требования к

очищенной воде и первый этап очистки,

заключающийся в удалении из нее

механических примесей, окрашенных

веществ и отдельных составляющих, в

частности железа, рассмотрены в

предыдущих номерах журнала за 2006 г.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека