متطلبات المياه النقية في صناعة الأغذية وتقنيات المعدات

Thread Content

متطلبات صناعة الأغذية والمشروبات من جودة المياه: عادةً ما تحتاج صناعة الأغذية والمشروبات إلى مياه معالجة مسبقًا أو مياه نقية، حيث يجب ألا يتجاوز معامل التوصيل الكهربائي 10 ميكروسيمنز/سم. يتوافق مع معايير الصحة الخاصة بمياه الشرب في GB5749-2006، ومعايير المياه النقية الصالحة للشرب في CJ94-1999، بالإضافة إلى معايير الصحة الخاصة بالمياه النقية المعبأة في زجاجات أو عبوات في GB 17324-2003. 　　تعتبر صناعة الأغذية والمشروبات صناعة تمثل ضمير الأمة، ومع تزايد التلوث في العالم والرغبة الملحة لدى الناس في الحفاظ على صحتهم، فقد أصبحت هناك متطلبات أكثر صرامة بالنسبة لصناعة الأغذية والمشروبات. أصبح من الصعب جدًا تلبية احتياجات الناس بالمياه الصالحة للشرب المقدمة من البلديات أو مياه الآبار العميقة. **أصبحت الآن هناك نظام إداري شامل لصناعة الأغذية والمشروبات، يشمل تأسيس الشركات، وعمليات الإنتاج، وفحص المنتجات النهائية. يتم حاليًا تطبيق نظام رخص السلامة الصحية للأغذية (شهادة QS) على العديد من المنتجات الغذائية وجميع صناعات المشروبات، حيث يُشترط استخدام مياه معالجة في جميع العمليات الإنتاجية وفي المنتجات النهائية، وعادةً ما يتم استخدام مياه معالجة بواسطة أجهزة تنقية المياه. 　　يُعرّف الماء النقي بأنه ماء صالح للشرب خالٍ من الفيروسات والبكتيريا، ولا يحتوي على أي مواد عالقة أو أملاح قابلة للذوبان، كما أنه خالٍ من جميع الملوثات الكيميائية العضوية وغير العضوية. مميزاته أنه نقي تمامًا وحلو المذاق، ويتوافق مع المعايير الصحية، وهو ماء يمكن شربه دون الحاجة إلى غليه. الآن، يتم استخدام المياه النقية على نطاق واسع في مجالات مثل المياه اللازمة للاستخدام المنزلي، والمياه اللازمة للإنتاج الصناعي، والمياه اللازمة في المجال الطبي، بالإضافة إلى المياه اللازمة في صناعة الأغذية والمشروبات والخمور، وكذلك في الزراعة، وفي عمليات الطلاء والمعالجة الكهربائية، وفي صناعة الإلكترونيات والطاقة والنسيج والورق، وغير ذلك. أحد المعايير المهمة لقياس المياه النقية هو معامل التوصيل الكهربائي (أي قدرة الماء على نقل التيار الكهربائي). كلما زادت كمية الأيونات النجسة الموجودة في الماء، ارتفعت مقاومته الكهربائية (كما أن أيونات H+ وOH- الناتجة عن تفكك الماء نفسه يمكن أن تساهم في توصيل التيار الكهربائي). الماء المقطر الذي نتحدث عنه غالبًا هو ماء نقي تم تحضيره باستخدام طريقة التقطير. المياه النقية هي المياه التي يتم الحصول عليها من مياه صالحة للشرب وفقًا للمعايير الصحية، وذلك باستخدام طرق مثل التقطير أو إزالة الأيونات أو تبادل الأيونات أو الأساليب الأخرى المناسبة، بهدف إزالة المعادن والمكونات العضوية والشوائب الضارة والميكروبات من المياه. وهي مياه خالية من أي إضافات (باستثناء الأوزون)، ويمكن شربها مباشرةً. 　　معدات تنقية المياه بتقنية الأسمدة العكسية للمواد الغذائية والمشروبات:
جودة المياه الناتجة تتوافق مع معيار GB17324-2003 المتعلق بمعايير النظافة للمياه النقية المخصصة للشرب في الزجاجات أو البراميل. كما أنها تتوافق مع معيار GB5749-2006 المتعلق بمعايير النظافة لمياه الشرب اليومية، ومع معيار CJ94-1999 المتعلق بمعايير المياه النقية المخصصة للشرب. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تتوافق مع معيار GB/T19249-2003 المتعلق بمعايير معدات معالجة المياه بتقنية الأسمدة العكسية. كما أنها تتوافق مع أحدث المعايير الخاصة بصناعات الأغذية والمشروبات والخمور.

نطاق استخدام معدات تنقية المياه بتقنية الأسمدة العكسية للمواد الغذائية والمشروبات:
تُستخدم هذه المعدات في إنتاج أنواع مختلفة من عصائر الفواكه ومشروبات الشاي، بالإضافة إلى استخدامها في صناعة البيرة ومعالجة المنتجات اللبنية. كما يمكن استخدامها في معالجة الخضروات وإنتاج الحليب، بالإضافة إلى استخدامها في إنتاج المياه النقية اللازمة لصناعة المواد الغذائية المختلفة. كما تُستخدم في صناعة الخمور والبيرة، بالإضافة إلى استخدامها في توفير مياه نقية للفنادق والمباني السكنية. 　　مميزات أجهزة تنقية المياه بتقنية الأسمدة العكسية للمواد الغذائية والمشروبات:
1. المكونات الرئيسية: مضخة المياه، حيث يتم استخدام مضخات من نوع “ساوثرن”؛ أما أغشية الأسمدة العكسية فهي من نوع RO المستوردة من الولايات المتحدة.
2. وظيفة فحص جودة المياه في الوقت الفعلي، لمعرفة جودة المياه الخارجة من الجهاز في أي وقت.
3. نظام تحكم آلي قابل للبرمجة، مع واجهة تشغيل سهلة الاستخدام؛ يمكن التحكم في الجهاز باستخدام زر واحد فقط، كما يوجد نظام حماية في حالة انقطاع المياه، بالإضافة إلى وظيفة إيقاف الجهاز عند امتلاء خزان المياه.
4. الجهاز يقوم بالتنظيف التلقائي عند تشغيله، مما يتجنب الحاجة إلى التنظيف اليدوي، وبالتالي يُطيل من عمر أغشية الأسمدة العكسية.
5. التصميم الخارجي جميل وأنيق، كما أن خصائص العزل الكهربائي تتوافق مع متطلبات السلامة GLP.
6. عرض فوري لحالة التنظيف، وإنتاج المياه، وامتلاء الخزان، ونقص المياه، بالإضافة إلى وجود نظام إنذار صوتي وضوئي.
7. التصميم المودولاري يسهل عملية التركيب والصيانة، كما أن حجم الجهاز صغير، مما يسهل عملية الصيانة.
8. يحتوي الجهاز على برنامج تنظيف تلقائي عند تشغيله، بالإضافة إلى وظائف مثل الفحص الذاتي عند التشغيل، وإنذار في حالة نقص المياه، وإعادة التشغيل التلقائي في حالة انقطاع التيار الكهربائي، بالإضافة إلى وظائف الحماية من الضغط المنخفض والمرتفع. 　　9. الاتصال المباشر بمياه الصنبور؛ ١٠. خدمة ما بعد البيع المتكاملة، ضمان مجاني لمدة عام واحد (باستثناء المواد الاستهلاكية)؛

متطلبات مياه التغذية لأجهزة تحلية المياه بالتناضح العكسي للأغذية والمشروبات: مياه الصنبور الحضرية؛ عندما تكون موصلية المياه 800 ميكروسيمنس/سم، يُنصح بتركيب جهاز تنعيم المياه.

تصميم عملية أجهزة تحلية المياه بالتناضح العكسي للأغذية والمشروبات:
١. استخدام عملية التناضح العكسي من مرحلة واحدة لتحضير مياه الإنتاج لعمليات تصنيع الأغذية والمشروبات، وتسير العملية كالتالي: خزان المياه الخام ← مضخة الرفع ← مرشح متعدد الوسائط ← مرشح الكربون النشط ← المرشح الواقي ← مضخة الضغط العالي ← التناضح العكسي من المرحلة الأولى ← خزان المياه النقية.
٢. استخدام عملية التناضح العكسي من مرحلتين لتحضير المياه النقية، وتسير العملية كالتالي: خزان المياه الخام ← مضخة الرفع ← مرشح متعدد الوسائط ← مرشح الكربون النشط ← المرشح الواقي ← مضخة الضغط العالي ← التناضح العكسي من المرحلة الأولى ← مضخة الضغط العالي ← التناضح العكسي من المرحلة الثانية ← خزان المياه النقية ← التعقيم بالأوزون ← خزان المنتج النهائي ← مضخة المياه النقية ← مرشح المسام الدقيقة ← التعبئة.
٣. استخدام عملية الترشيح الفائق/ترشيح النانو لتحضير مياه الينابيع، وتسير العملية كالتالي: خزان المياه الخام ← مضخة الرفع ← مرشح متعدد الوسائط ← مرشح الكربون النشط ← مضخة الرفع ← الترشيح الفائق من المرحلة الأولى ← خزان المياه الوسيط ← التعقيم بالأوزون ← خزان المنتج النهائي ← مضخة الرفع ← مرشح المسام الدقيقة ← التعبئة.

المعالجة المسبقة لأجهزة تحلية المياه بالتناضح العكسي: تتكون من مرشح رمل آلي بالكامل، ومرشح كربون نشط آلي بالكامل، ومنعّم مياه آلي بالكامل. 　　1. مرشح الرمل الأوتوماتيكي بالكامل: يتكون من صمام تحكم أوتوماتيكي بالكامل، وخزان مصنوع من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، بالإضافة إلى رمل الكوارتز بنسب مختلفة. يمكنه إزالة المواد المعلقة وبعض المواد الكولويدية من المياه الخام بفعالية، مما يقلل من درجة عكارتها. ويمكنه أيضًا القيام بعملية التنظيف الذاتي. يُعد ترشيح الرمل الكوارتزي عملية مسبقة تُجرى قبل معالجة المياه بشكل دقيق، وذلك لتحقيق نتائج جيدة أثناء المعالجة وتحسين جودة المياه. لأن المياه الجارية تحتوي على كمية معينة من الشوائب، مثل الطين والصدأ والديدان الحمراء والمواد العضوية والكائنات الدقيقة والشوائب الميكانيكية وغيرها. إن وجود هذه الشوائب يؤثر بشكل كبير على جودة المياه المعالجة وفعالية عملية التنقية، لذلك من الضروري تقليل أو إزالة بعض الشوائب قبل عملية التنقية النهائية، وهو ما يتطلب معالجة أولية. بعد المعالجة المسبقة بالرمل الكوارتزي، يمكن إزالة أو تقليل مستويات الشوائب مثل عكارة الماء ولونه والمواد الكولويدية والمواد العضوية والحديد والمنغنيز والميكروبات والمواد المتطايرة والغازات المذابة إلى حد معين. 　　2. مرشح الكربون النشط الأوتوماتيكي بالكامل: يتكون مرشح الكربون النشط من صمام تحكم أوتوماتيكي، وخزان زجاجي عالي الجودة، بالإضافة إلى كربون نشط بدرجات مختلفة لتنقية المياه. يمكنه امتصاص المعادن الثقيلة والكلور الحر والكلوروفورم وغيرها من المواد الضارة الموجودة في المياه الخام بفعالية. ويمكنه أيضًا القيام بعملية التنظيف الذاتي. الكربون النشط هو مادة امتصاص ذات قطبية منخفضة، وله بنية مسامية دقيقة بالإضافة إلى مساحة سطحية كبيرة نسبيًا. حيث تشكل المساحة السطحية الداخلية الناتجة عن المسام الصغيرة (بقطر أقل من 40 أنجستروم) أكثر من 95% من المساحة الكلية، ولذلك فإن الكربون النشط يتمتع بقدرة امتصاص عالية جدًا. يتم تعقيم المياه الجارية عادةً عن طريق إضافة غاز الكلور إلى الماء، وللحفاظ على فعالية قتل البكتيريا، يجب الحفاظ على مستوى الكلور المتبقي في شبكات التوزيع بين 0.5 و1 ملغ/لتر، كما يجب الحفاظ على مستوى الكلور المتبقي في نهاية الشبكة بين 0.05 و0.1 ملغ/لتر. نظرًا لأن وجود الكلور المتبقي يدمر بنية راتنج تبادل الأيونات، مما يقلل من قوتها ويجعلها عرضة للتكسر، فمن الضروري إزالة الكلور المتبقي من المياه المغلية. يمكن للكربون النشط، في الظروف العادية، أن يمتص أكثر من 99% من الكلور المتبقي في المياه الجارية. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي سطح الكربون النشط على كميات كبيرة من المجموعات الوظيفية مثل المجموعات الهيدروكسيلية والكربوكسيلية، والتي يمكنها امتصاص المواد العضوية ذات الخصائص المختلفة من خلال الامتصاص الكيميائي وقوى الجذب الكهروستاتيكي. لذلك، يمكن للكربون النشط أيضًا التخلص من المواد العضوية الضارة مثل حمض الهيوميك وحمض الفوربيك وحمض السلفونيك، والتي تؤثر سلبًا على مواد تبادل الأيونات، مما يزيد من كفاءة معالجة المياه المقطرة. عادةً ما يمكن إزالة 63%-86% من المواد الكولويدية، وحوالي 50% من الحديد، بالإضافة إلى 47%-60% من المواد العضوية. 　　٣. جهاز تليين المياه ذو العمل التلقائي والمخصص للاستخدامات الغذائية: يتكون جهاز تليين المياه هذا من صمامات تحكم تلقائية، وخزانات مصنوعة من البلاستيك عالي الجودة، بالإضافة إلى راتنجات مخصصة للاستخدامات الغذائية. يمكن إزالة أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم من الماء بفعالية باستخدام أجهزة تنقية المياه من النوع المخصص للاستخدام في الأغراض الغذائية. لضمان عدم تأثر عمر خلايا الأسمدة العكسية أثناء التشغيل بسبب تراكم الرواسب. ويمكن أيضًا معالجة المياه بطريقة تلقائية لتخفيف صلابتها، وذلك باستخدام راتنجات التبادل الكاتيوني التي تحتوي على كاتيونات قابلة للتبادل، حيث يتم استبدال أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم الموجودة في المياه بها. يمكن تمثيل ذلك من خلال المعادلات الأيونية التالية:
Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+
Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+
عندما يمر الماء عبر طبقة الراتنج، وتصبح صلابة المياه أعلى من قيمة معينة، فإن راتنج التبادل الأيوني يصبح مشبعًا ولا يعود قادرًا على تخفيف صلابة المياه. ولاستعادة قدرة راتنج التبادل الأيوني على التبادل، يتم إعادة تنشيطه (“أو إعادة تحويله”). يتم التحكم في هذا النظام بشكل تلقائي، دون الحاجة إلى تدخل بشري، مما يضمن استقرار جودة المياه الخارجة من النظام. 　　٤. مرشح الأمان: يُعد مرشح الأمان آخر درع وقائي قبل دخول المياه الخام إلى الغشاء. يمكنه إزالة المواد التي يزيد حجمها عن 5 ميكرومتر والناتجة عن تسربات المعالجة المسبقة بفعالية. الهدف الرئيسي هو منع الجسيمات المعلقة من الدخول إلى عناصر غشاء التناضح العكسي، وبالتالي تراكمها على سطح الغشاء مما يؤدي إلى تلوثه. 　　5. الأوزون: هو مطهر فعال وسريع المفعول، يمكنه القضاء التام على البكتيريا والفيروسات الموجودة في المياه الجاهزة للاستخدام. 　　6. يتكون جهاز التناضح العكسي بشكل أساسي من مضخة ذات ضغط عالٍ، وغشاء التناضح العكسي، ووحدة التحكم. تقوم مضخة الضغط العالي بزيادة ضغط الماء الخام، وباستثناء جزيئات الماء التي يمكنها المرور عبر غشاء RO، فإن باقي المواد الموجودة في الماء (مثل المعادن والمواد العضوية والميكروبات وغيرها) تُحبس خارج الغشاء، ولا يمكنها المرور عبره لتُطرد مع الماء المركز ذو الضغط العالي. يُعد جهاز الأسمدة العكسية الجزء الأساسي في عملية إزالة الملوحة في هذا المشروع، حيث يمكن للماء الناتج عن عملية الأسمدة العكسية أن يزيل معظم الأملاح غير العضوية والمواد العضوية والميكروبات وغيرها. يؤثر مدى ملاءمة التصميم بشكل مباشر على تكاليف الاستثمار في المشروع، وعلى الفوائد الاقتصادية لتشغيل النظام بأكمله، وعلى عمره الافتراضي، بالإضافة إلى سهولة وموثوقية التشغيل. تستخدم أغشية الأسمدة العكسي جميعها أحدث أنواع الأغشية المركبة ذات الضغط المنخفض جدًا في العالم، حيث تصل نسبة إزالة الملوحة في كل غشاء إلى 99.8%. عندما يكون درجة حرارة تصميم النظام 25 درجة مئوية، ومع مراعاة تغيرات جودة المياه الخام وعمر استخدام الأغشية، فإن هذا النظام يستخدم أغشية RO مركبة من البولي أميد، وتُركب هذه الأغشية داخل خزانات ضغط مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. معدل إعادة التدوير: 50-75%، معدل إزالة الملوحة: 98%. عادةً، بعد معالجة المياه الجارية في أنظمة تنقية المياه بتقنية الأسمدة العكسية من المستوى الأول، يكون معامل التوصيل الكهربائي للمياه الناتجة