Các phương pháp xử lý nước

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
Các phương pháp xử lý nước
Tổng số vi sinh vật hiếu khí < 100con/ml
Chỉ số Coli < 20con
Chuẩn số Coli
(1)
> 50
Vi sinh vật gây bệnh không có
(1)chỉ số Coli: Số con vi khuẩn coli trong một lít nước, chuẩn số coli: lượng ml
nước có 1 vi khuẩn coli
Yêu cầu chất lượng nước cho quá trình làm nguội
Các chỉ tiêu Làm nguội một lần Làm nguội nhiều lần
pH 7,2 đến 9,5 7,2 đến 9,5
Axit cacbonic xam thực, mg/l < 20 < 3
Độ cứng tạm thời, dH 8 đến 15 8 đến 15
Độ cứng toàn phần, dH < 50 < 80
Tổng hàm lượng muối, mg/l < 3000 < 1000
Hợp chất clorua, mg/l < 1000 < 1000
Sắt, mg/l < 1,0 < 1,0
Mangan, mg/l < 0,15 < 0,15
Chất lơ lửng, mg/l < 5 < 5
Yêu cầu chất lượng nước cấp nồi hơi
Các chỉ tiêu
Áp suất nồi hơi, at
13 16 52 112 158
Độ cứng toàn phần, dH < 0,1 0,1 < 0,05 < 0,01 < 0,01
Axit cacbonic, mg/l < 10 < 10 < 5 < 5
Oxy hòa tan, mg/l < 50 < 50 < 50 < 20 < 20

Dầu mỡ, mg/l < 3 < 3 < 3 < 1 < 1
Độ oxy hóa, KmnO
4
mg/l Càng thấp càng tốt
Sắt, mg/l < 30
SiO
2
, mg/l < 240 < 180 < 72 < 2 < 0,4
Phần II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC
Stt Tên phương pháp Mục đích xử lý
Phương pháp vật lý
11