खाद्य उद्योग में शुद्ध पानी संबंधी आवश्यकताएँ एवं उपकरण/प

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खाद्य एवं पेय उद्योग में जल की गुणवत्ता संबंधी आवश्यकताएँ: खाद्य एवं पेय उद्योग में आमतौर पर शुद्धिकृत या प्यूर वॉटर ही उपयोग में आता है; इसकी विद्युत चालकता आमतौर पर 10 माइक्रोसीमेंस/सेमी से कम होती है। यह GB5749-2006 मानकों के अनुरूप है; साथ ही CJ94-1999 मानकों के अनुसार भी यह पीने योग्य शुद्ध जल है। इसके अलावा, यह GB 17324-2003 मानकों के अनुरूप भी पीने योग्य शुद्ध जल है। 　　खाद्य एवं पेय उद्योग, एक ऐसा उद्योग है जो किसी राष्ट्र की नैतिकता का प्रतीक है। वैश्विक प्रदूषण में वृद्धि एवं लोगों की स्वास्थ्य संबंधी आवश्यकताओं के कारण, खाद्य एवं पेय उद्योग से भी अधिक कड़े मानकों की अपेक्षा की जा रही है। सामान्य नगरपालिका द्वारा आपूर्ति की जाने वाली पानी, या भूमिगत कुओं से प्राप्त होने वाला पानी, अब लोगों की आवश्यकताओं को पूरा करन **अब खाद्य एवं पेय उद्योग के प्रबंधन हेतु, उद्यमों की स्थापना, उत्पादन प्रक्रिया, तैयार उत्पादों की जाँच आदि सभी पहलुओं पर नियंत्रण रखने वाली एक व्यवस्था विकसित हो गई है। वर्तमान में, कई खाद्य उत्पादों एवं सभी पेय पदार्थों से संबंधित उद्योगों में “खाद्य स्वच्छता एवं सुरक्षा प्रमाणन” प्रणाली (QS प्रमाणन) लागू की गई है। इस व्यवस्था के अनुसार, उपयोग में आने वाला पानी एवं तैयार उत्पादों में उपयोग होने वाला पानी दोनों ही शुद्ध पानी ही होना चाहिए; आमतौर पर ऐसा शुद्ध पानी शुद्धिकरण उपकरणों के द्वारा ही प्राप्त किया जाता है। 　　तथाकथित शुद्ध पानी को, ऐसा पानी माना जाता है जिसमें कोई वायरस या बैक्टीरिया न हो, जिसमें कोई अवक्षेप या घुलनशील लवण न हों, एवं जिससे सभी प्रकार के कार्बनिक एवं अकार्बनिक रासायनिक प्रदूषक हटा दिए गए हों। इसकी विशेषता यह है कि यह अत्यंत शुद्ध एवं मीठा होता है; स्वच्छता मानकों के अनुरूप होता है, एवं इसे उबाले बिना ही पीया जा सकता है। अब शुद्ध पानी का उपयोग हम जीवनयापन हेतु, औद्योगिक उत्पादन हेतु, स्वास्थ्य एवं चिकित्सा क्षेत्र में, खाद्य, पेय एवं शराब उद्योगों में, कृषि उत्पादन हेतु, इलेक्ट्रोलिसिस/पेंटिंग हेतु, इलेक्ट्रॉनिक्स, बिजली, कपड़ा एवं कागज उद्योगों में आदि कई उद्देश्यों हेतु कर रहे हैं। शुद्ध पानी को मापने हेतु एक महत्वपूर्ण मापदंड है विद्युत चालकता (अर्थात् पानी की विद्युत को प्रवाहित करने की क्षमता)। जितने अधिक अशुद्ध आयन पानी में होते हैं, उतनी ही अधिक इसकी विद्युत चालकता होती है (पानी में मौजूद H+ एवं OH- आयन भी पानी को विद्युत चालक बनाने में सहायक होते हैं)। जिसे हम आमतौर पर “डिस्टिल्ड वॉटर” कहते हैं, वह वास्तव में डिस्टिलेशन विधि से तैयार किया गया शुद्ध पानी ही है। शुद्ध पानी पीने का अर्थ है – ऐसा पानी, जिसका उपयोग जीवन यापन हेतु पीने योग्य पानी के मानकों के अनुरूप किया जाता है। इस पानी को आसवन, आयन-विनिमय, रिवर्स ऑसमोसिस एवं अन्य उपयुक्त विधियों के द्वारा शुद्ध किया जाता है; ताकि पानी में मौजूद खनिज, कार्बनिक पदार्थ, हानिकारक अशुद्धियाँ एवं सूक्ष्मजीव आदि हट जाएँ। ऐसा पानी किसी भी प्रकार के अतिरिक्त पदार्थों (ओजोन को छोड़कर) के बिना ही पीया जा सकता है। 　　खाद्य एवं पेय पदार्थों हेतु उपयोग में आने वाले रिवर्स ऑसमोसिस वाले शुद्ध जल उत्पादन उपकरणों से प्राप्त जल की गुणवत्ता GB17324-2003 मानकों के अनुरूप है; यह GB5749-2006 मानकों के अनुरूप भी है। इसके अलावा, यह CJ94-1999 मानकों के अनुरूप भी है। यह GB/T19249-2003 मानकों के अनुरूप भी है। यह खाद्य, पेय एवं शराब उद्योगों हेतु लागू होने वाले नवीनतम मानकों के अनुरूप भी है।

**खाद्य एवं पेय पदार्थों हेतु उपयोग में आने वाले रिवर्स ऑसमोसिस वाले शुद्ध जल उत्पादन उपकरणों का उपयोग:**
इन उपकरणों का उपयोग विभिन्न प्रकार के जूस, चाय-पेयों के निर्माण हेतु शुद्ध जल, बीयर निर्माण हेतु शुद्ध जल, डेयरी उत्पादन हेतु जल, सब्जियों के प्रसंस्करण हेतु जल, दूध निर्माण हेतु जल, विभिन्न प्रकार के खाद्य पदार्थों के निर्माण हेतु जल, शराब निर्माण हेतु शुद्ध जल, बैरलों में भरे गए शुद्ध जल, खनिज जल, होटलों, आवासीय क्षेत्रों एवं कार्यालयों में उपयोग हेतु शुद्ध जल आदि के निर्माण हेतु किया जा सकता है। 　　खाद्य एवं पेयजल हेतु रिवर्स ऑस्मोसिस शुद्ध जल उत्पादन उपकरणों की विशेषताएँ:
1. मुख्य घटक: जल पंप – दक्षिणी क्षेत्र में निर्मित पंपों का उपयोग किया गया है; RO झिल्ली – अमेरिका से आयातित RO झिल्लियों का उपयोग किया गया है।
2. जल की गुणवत्ता की निरंतर निगरानी – जल की गुणवत्ता के बारे में हमेशा जानकारी प्राप्त की जा सकती है।
3. प्रोग्रामेबल कंट्रोलर – उपकरण को एक ही बटन से संचालित किया जा सकता है; नल के पानी के अभाव में उपकरण स्वचालित रूप से बंद हो जाता है।
4. स्वचालित फ्लशिंग प्रणाली – इससे मैन्युअल फ्लशिंग की आवश्यकता नहीं होती; इससे RO झिल्ली की आयु भी बढ़ जाती है।
5. आकर्षक एवं सुरक्षित डिज़ाइन – उपकरण का डिज़ाइन GLP सुरक्षा मानकों के अनुरूप है।
6. वास्तविक समय में जल उत्पादन, फ्लशिंग, पानी की कमी आदि की जानकारी प्राप्त की जा सकती है; ध्वनि/प्रकाश संकेत भी दिए जाते हैं।
7. मॉड्यूलर एवं त्वरित स्थापना योग्य डिज़ाइन – इससे स्थापना एवं रखरखाव आसान हो जाता है।
8. RO झिल्ली उपकरण में स्वचालित फ्लशिंग प्रणाली – इसमें स्वचालित स्व-निदान, पानी की कमी संबंधी चेतावनी, विद्युत आपूर्ति बंद होने पर स्वचालित पुनःस्थापना, कम/अधिक दबाव संरक्षण आदि सुविधाएँ भी हैं। 　　9. सीधे नल के पानी से जोड़ा जा सकता है।
10. उत्कृष्ट बिक्री के बाद की सेवा; 1 वर्ष तक निःशुल्क मरम्मत सेवा (उपभोग्य सामग्रियों को छोड़कर)।

**खाद्य एवं पेय पदार्थों हेतु रिवर्स ऑस्मोसिस शुद्ध जल उत्पादन उपकरण – आवश्यकताएँ:**
शहरी नल के पानी में विद्युत चालकता 800 μS/cm होनी चाहिए; ऐसी स्थिति में नरमीकरण उपकरण का उपयोग आवश्यक है।

**खाद्य एवं पेय पदार्थों हेतु रिवर्स ऑस्मोसिस शुद्ध जल उत्पादन उपकरण – प्रक्रिया:**
1. एक-चरणीय रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया का उपयोग करके खाद्य एवं पेय पदार्थों हेतु शुद्ध जल तैयार किया जाता है।
प्रक्रिया: कच्चे पानी का टैंक → प्रेशर पंप → बहु-माध्यम फिल्टर → एक्टिवेटेड कार्बन फिल्टर → सुरक्षात्मक फिल्टर → हाई-प्रेशर पंप → एक-चरणीय रिवर्स ऑस्मोसिस → शुद्ध जल का टैंक।

2. दो-चरणीय रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया का उपयोग करके शुद्ध जल तैयार किया जाता है।
प्रक्रिया: कच्चे पानी का टैंक → प्रेशर पंप → बहु-माध्यम फिल्टर → एक्टिवेटेड कार्बन फिल्टर → सुरक्षात्मक फिल्टर → हाई-प्रेशर पंप → एक-चरणीय रिवर्स ऑस्मोसिस → हाई-प्रेशर पंप → दो-चरणीय रिवर्स ऑस्मोसिस → शुद्ध जल का टैंक → ओजोन विरंजन → तैयार जल का टैंक → शुद्ध जल पंप → माइक्रो-पोर फिल्टर → भराव।

3. अल्ट्राफिल्ट्रेशन/नैनोफिल्ट्रेशन प्रक्रिया का उपयोग करके खनिज युक्त जल तैयार किया जाता है।
प्रक्रिया: कच्चे पानी का टैंक → प्रेशर पंप → बहु-माध्यम फिल्टर → एक्टिवेटेड कार्बन फिल्टर → प्रेशर पंप → अल्ट्राफिल्ट्रेशन → मध्यवर्ती टैंक → ओजोन विरंजन → तैयार जल का टैंक → प्रेशर पंप → माइक्रो-पोर फिल्टर → भराव।

**रिवर्स ऑस्मोसिस शुद्ध जल उत्पादन उपकरण – पूर्व-प्रसंस्करण:**
इसमें स्वचालित रेत फिल्टर, स्वचालित एक्टिवेटेड कार्बन फिल्टर एवं स्वचालित नरमीकरण उपकरण शामिल हैं। 　　1. पूरी तरह स्वचालित रेत फिल्टर: इसमें पूरी तरह स्वचालित नियंत्रण वाल्व, ग्लास-फाइबर से बने टैंक, एवं विभिन्न अनुपातों में मिश्रित क्वार्ट्ज रेत शामिल होती है। यह मूल जल में मौजूद अवक्षेपों एवं कुछ कोलॉइडल पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटा सकता है; जिससे मूल जल की गंदगी कम हो जाती है। और इसमें स्वचालित रूप से रिवर्स फ्लशिंग भी हो सकत क्वार्ट्ज रेत द्वारा फिल्टरिंग, पानी के शुद्धीकरण से पहले की जाने वाली एक प्रारंभिक प्रक्रिया है; इससे पानी के शुद्धीकरण के दौरान बेहतर परिणाम प्राप्त होते हैं, एवं पानी की गुणवत्ता में सुधार होता है। क्योंकि नल के पानी में हमेशा कुछ मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं, जैसे कि कीचड़, जंग, जैविक पदार्थ, सूक्ष्मजीव, यांत्रिक अशुद्धियाँ आदि। इन अशुद्धियों की उपस्थिति, शुद्ध पानी की गुणवत्ता एवं उसके शोधन की प्रक्रिया पर गंभीर प्रभाव डालती है। इसलिए, गहन शोधन से पहले इन अशुद्धियों को कम करना या हटाना आवश्यक है; इसके लिए पूर्व-शोधन आवश्यक है। क्वार्ट्ज रेत के उपचार के बाद, पानी में मौजूद गंदगी, रंग, कोलॉइड, कार्बनिक पदार्थ, लोहा, मैंगनीज, सूक्ष्मजीव, वाष्पशील पदार्थ, घुलनशील गैसें आदि जैसी अशुद्धियों को हटाया जा सकता है, या उनकी मात्रा को कम किया जा सकता है। 　　2. पूरी तरह स्वचालित एक्टिव कार्बन फिल्टर: एक्टिव कार्बन फिल्टर, पूरी तरह स्वचालित नियंत्रण वाल्वों, उच्च गुणवत्ता वाले काँच के कंटेनरों, एवं विभिन्न शुद्धिकरण स्तरों वाले एक्टिव कार्बन से मिलकर बना होता है। यह कच्चे पानी में मौजूद भारी धातुओं, मुक्त क्लोरीन, क्लोरोफॉर्म जैसे हानिकारक पदार्थों को प्रभावी ढंग से अवशोषित कर सकता है। और इसमें स्वचालित रूप से रिवर्स फ्लशिंग भी हो सकत एक्टिवेटेड कार्बन एक कम-ध्रुवीय अवशोषक है; इसमें विकसित सूक्ष्म छिद्रों की संरचना होती है, एवं इसका विशिष्ट सतह क्षेत्रफल भी बहुत अधिक होता है। इसमें मौजूद सूक्ष्म छिद्रों (जिनका व्यास 40 एंग्स्ट्रॉम से कम होता है) का क्षेत्रफल, कुल सतह क्षेत्रफल का लगभग 95% हिस्सा होता है। इसी कारण एक्टिवेटेड कार्बन में अवशोषण की क्षमता बहुत अधिक होती है। पीने के पानी में बैक्टीरिया को नष्ट करने हेतु आमतौर पर पानी में क्लोरीन मिलाया जाता है। बैक्टीरिया नष्ट करने के प्रभाव को बनाए रखने हेतु, पाइपलाइनों में क्लोरीन की मात्रा 0.5–1 मिलीग्राम/लीटर रहनी आवश्यक है; जबकि पाइपलाइनों के अंतिम छोर पर भी क्लोरीन की मात्रा 0.05–0.1 मिलीग्राम/लीटर ही रहनी चाहिए। चूँकि अतिरिक्त क्लोरीन की उपस्थिति से आयन-विनिमय रेजिन की संरचना क्षतिग्रस्त हो जाती है, जिससे इसकी मजबूती कम हो जाती है एवं यह आसानी से टूट जाता है; इसलिए पीने के पानी में मौजूद अतिरिक्त क्लोरीन को अवश्य ही हटाना आवश्यक है सामान्यतः, एक्टिवेटेड कार्बन, नल के पानी में मौजूद अतिरिक्त क्लोरीन को 99% से अधिक हद तक अवशोषित कर सकता है। इसके अलावा, एक्टिवेटेड कार्बन की सतह पर बड़ी मात्रा में हाइड्रॉक्सिल एवं कार्बोक्सिल जैसे फंक्शनल ग्रुप होते हैं; इनके कारण विभिन्न प्रकार के कार्बनिक पदार्थों को रासायनिक रूप से अवशोषित किया जा सकता है। साथ ही, विद्युत-स्थैतिक आकर्षण के कारण भी ऐसे पदार्थ अवशोषित हो जाते हैं। इस प्रकार, एक्टिवेटेड कार्बन, पानी में मौजूद उन कार्बनिक पदार्थों को भी हटा सकता है, जो एनायन-विनिमयकारकों के लिए हानिकारक होते हैं; जैसे ह्यूमिक एसिड, फ्यूरिक एसिड, लुगोसुल्फोनिक एसिड आदि। इससे खारे पानी को शुद्ध करने की क्षमता में वृद्धि होती है। आम तौर पर, 63%-86% कोलॉइडल पदार्थ, लगभग 50% लोहा, एवं 47%-60% कार्बनिक पदार्थ हटाए जा सकते हैं। 　　3. पूरी तरह स्वचालित खाद्य-गुणवत्ता वाले सॉफ्ट वॉटर मशीनें: ऐसी मशीनें पूरी तरह स्वचालित नियंत्रण वाल्वों, उच्च गुणवत्ता वाले फाइबरग्लास कंटेनरों, एवं खाद्य-गुणवत्ता वाले रेजिनों से बनी होती हैं। फूड-ग्रेड वॉटर ट्रीटमेंट उपकरणों के द्वारा, पानी में मौजूद कैल्शियम एवं मैग्नीशियम आयनों को प्रभावी ढंग से इससे रिवर्स ऑसमोसिस उपकरण, संचालन के दौरान जमाव के कारण रिवर्स ऑसमोसिस मेम्ब्रेन की उम्र पर कोई प्रभाव नहीं डालता। जल को पुनर्जीवित एवं नरम बनाने हेतु, कैटायन एक्सचेंज रेजिन में मौजूद विनिमेय कैटायनों का उपयोग किया जाता है; इन कैटायनों के द्वारा जल में मौजूद कैल्शियम एवं मैग्नीशियम आयनों को बदल दिया जाता है। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित आयन-अभिक्रियाओं द्वारा दर्शाया जा सकता है:
Ca²⁺ + 2RNa → R₂Ca + 2Na⁺
Mg²⁺ + 2RNa → R₂Mg + 2Na⁺
जब जल रेजिन पर्त से गुजरने के बाद भी एक निश्चित सीमा से अधिक कठोर रह जाता है, तो रेजिन अपनी क्षमता खो देता है एवं जल को नरम नहीं बना पाता। रेजिन की विनिमय-क्षमता को पुनः प्राप्त करने हेतु इसे पुनर्जीवित किया जाता है। यह प्रणाली पूरी तरह स्वचालित है; इसमें मानव हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं है, एवं इससे जल की गुणवत्ता स्थिर रहती है। 　　4. सुरक्षा फिल्टर: सुरक्षा फिल्टर, मूल जल के मेम्ब्रेन में प्रवेश करने से पहले अंतिम सुरक्षा उपाय है। यह 5μm से बड़े आकार के, प्री-ट्रीटमेंट के दौरान निकलने वाले पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटा सकता है। मुख्य उद्देश्य, निलंबित कणों के रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली घटकों में प्रवेश करने से रोकना है; ताकि वे झिल्ली की सतह पर जमकर उसे दूषित न करें। 　　5. ओजोन: यह एक बहु-कार्यीय, अत्यंत प्रभावी एवं तेज़ गति से कार्य करने वाला जीवाणुनाशक है; यह तैयार पानी में मौजूद बैक्टीरिया एवं वायरसों को पूरी तरह नष्ट कर देता है। 　　6. रिवर्स ऑसमोसिस उपकरण मुख्य रूप से उच्च दबाव वाले पंप, रिवर्स ऑसमोसिस झिल्ली एवं नियंत्रण तंत्र से मिलकर बना होता है। हाई-प्रेशर पंप, कच्चे पानी पर दबाव डालता है; इसके परिणामस्वरूप, पानी के अणु ही RO मेम्ब्रेन से होकर गुजर सकते हैं। पानी में मौजूद अन्य पदार्थ (खनिज, कार्बनिक पदार्थ, सूक्ष्मजीव आदि) लगभग सभी RO मेम्ब्रेन से बाहर ही रह जाते हैं, और हाई-प्रेशर वाले पानी द्वारा बहा नहीं जा सकते। रिवर्स ऑसमोसिस उपकरण, इस परियोजना में लवणहरण की प्रक्रिया का मुख्य हिस्सा है। रिवर्स ऑसमोसिस प्रक्रिया से शुद्ध किया गया पानी, अधिकांश अकार्बनिक लवणों, कार्बनिक पदार्थों, सूक्ष्मजीवों आदि को हटा देता है। डिज़ाइन की उचितता, परियोजना पर होने वाले निवेश की लागत, संपूर्ण सिस्टम की आर्थिक दक्षता, इसकी उपयोगी आयु, एवं इसके संचालन में आने वाली सरलता से सीधे संबंधित है। एंटी-ऑस्मोसिस झिल्लियों में दुनिया की सबसे उन्नत अति-कम दबाव वाली संयुक्त झिल्लियों का ही उपयोग किया गया है; इनकी डी-सॉल्टिंग क्षमता 99.8% तक है। जब सिस्टम का डिज़ाइन तापमान 25℃ होता है, तो मूल जल की गुणवत्ता में होने वाले परिवर्तनों एवं मेम्ब्रेन के उपयोगी जीवनकाल जैसे कारकों को ध्यान में रखते हुए, इस सिस्टम में पॉलीअमाइड आधारित RO मेम्ब्रेनों का उपयोग किया गया है; ऐसी मेम्ब्रेनें स्टेनलेस स्टील के दबाव वाले कंटेनरों में ही लगाई गई हैं। पुनर्प्राप्ति दर: 50-75%, लवण-निष्कासन दर: 98%. आम तौर पर, सामान्य नल का पानी जब प्रथम-स्तरीय रिवर्स ऑस्मोसिस शुद्धीकरण प्रणाली से गुजरता है, तो उत्पन्न होने वाले पानी की विद्युत-च