Yêu cầu về nước tinh khiết trong ngành thực phẩm và quy trình thiết bị

Thread Content

Yêu cầu về chất lượng nước trong ngành thực phẩm và đồ uống: Nước được sử dụng trong ngành này thường phải là nước đã được xử lý hoặc nước tinh khiết; giá trị điện trở suất của nước thường dưới 10 us/cm. Đáp ứng các tiêu chuẩn về vệ sinh nước uống dành cho đời sống hàng ngày theo GB5749-2006, tiêu chuẩn về nước sạch dùng để uống theo CJ94-1999, cũng như tiêu chuẩn về vệ sinh nước tinh khiết đóng chai/dội theo GB 17324-2003. 　　Ngành thực phẩm và đồ uống là ngành mang tính chất “lương tâm” của một dân tộc. Trước tình trạng ô nhiễm toàn cầu ngày càng nghiêm trọng và nhu cầu về sức khỏe của con người ngày càng cao, ngành này cũng phải đáp ứng những yêu cầu ngày càng khắt khe hơn. Nước máy thông thường hoặc nước từ các giếng sâu dưới lòng đất đã khó có thể đáp ứng được nhu cầu của mọi người. **Hiện nay, việc quản lý ngành thực phẩm và đồ uống cũng dần hình thành một hệ thống kiểm soát toàn diện, bao gồm từ khâu thành lập doanh nghiệp, quy trình sản xuất, cho đến việc kiểm tra sản phẩm hoàn thành. Hiện nay, đối với nhiều loại thực phẩm và tất cả các ngành sản xuất đồ uống, chế độ cấp giấy phép an toàn vệ sinh thực phẩm (chứng nhận QS) được áp dụng. Theo quy định này, nước sử dụng trong quy trình sản xuất cũng như nước trong sản phẩm cuối cùng đều phải là nước đã được xử lý sạch; thường thì đó là nước đã được lọc bằng thiết bị lọc nước tinh khiết. 　　Nước tinh khiết, theo định nghĩa của một số người, là loại nước uống không chứa virus và vi khuẩn, không có bất kỳ chất rắn lơ lửng hay muối hòa tan nào, đồng thời cũng đã được loại bỏ các chất ô nhiễm hóa học hữu cơ và vô cơ. Đặc điểm của nó là vô cùng trong sạch và tinh khiết, có vị ngọt dịu, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh. Đây là loại nước có thể uống ngay mà không cần đun sôi. Ngày nay, nước tinh khiết được chúng ta sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nước dùng cho sinh hoạt hàng ngày, nước dùng trong sản xuất công nghiệp, nước dùng trong lĩnh vực y tế, nước dùng trong các nhà máy sản xuất thực phẩm, đồ uống và rượu bia, nước dùng cho nông nghiệp, nước dùng trong quy trình mạ kim loại và sơn phủ, cũng như nước dùng trong ngành điện tử, năng lượng, dệt may và giấy. Một tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng của nước tinh khiết chính là độ dẫn điện (tức khả năng dẫn điện của nước). Càng có nhiều ion tạp chất trong nước, độ dẫn điện của nó càng cao (H+ và OH- được tạo ra từ quá trình phân ly điện của chính nước cũng góp phần khiến nước có khả năng dẫn điện). Nước cất mà chúng ta thường nói đến chính là nước sạch được tạo ra bằng phương pháp chưng cất. Nước uống tinh khiết là loại nước được chế biến từ nguồn nước đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh dành cho nước uống hàng ngày. Các phương pháp như chưng cất, khử ion, trao đổi ion, thẩm thấu ngược và các phương pháp xử lý khác được sử dụng để loại bỏ các chất khoáng, thành phần hữu cơ, tạp chất có hại cũng như vi sinh vật trong nước. Đây là loại nước có thể sử dụng trực tiếp để uống, mà không chứa bất kỳ chất phụ gia nào (ngoại trừ ozone). 　　Thiết bị lọc nước sạch bằng công nghệ thẩm thấu ngược dành cho ngành thực phẩm và đồ uống: Chất lượng nước ra từ thiết bị này đáp ứng các tiêu chuẩn sau:
– Tuân thủ tiêu chuẩn về chất lượng nước uống đóng chai/bình theo GB17324-2003.
– Tuân thủ tiêu chuẩn về chất lượng nước uống sinh hoạt theo GB5749-2006.
– Tuân thủ tiêu chuẩn về chất lượng nước uống theo CJ94-1999.
– Tuân thủ tiêu chuẩn về thiết bị xử lý nước bằng công nghệ thẩm thấu ngược theo GB/T19249-2003.
– Tuân thủ các tiêu chuẩn mới nhất dành cho ngành thực phẩm, đồ uống và rượu bia.

**Phạm vi ứng dụng của thiết bị lọc nước sạch bằng công nghệ thẩm thấu ngược:** Thiết bị này được sử dụng để sản xuất nước tinh khiết dùng trong quy trình chế biến các loại nước ép trái cây, đồ uống trà; nước tinh khiết dùng trong quy trình sản xuất bia; nước dùng trong ngành chế biến sữa; nước tinh khiết dùng trong chế biến rau củ và sản xuất sữa. Ngoài ra, thiết bị còn được sử dụng trong các nhà máy sản xuất thực phẩm khác, cũng như trong việc sản xuất rượu bia. Thiết bị này cũng có thể được dùng để lọc nước uống trực tiếp tại các khách sạn, khu dân cư và văn phòng làm việc. 　　Đặc điểm của thiết bị lọc nước sạch bằng công nghệ RO dùng trong ngành thực phẩm và đồ uống:
1. Các bộ phận chính: máy bơm nước, sử dụng máy bơm của hãng Southern Pump; màng lọc RO được nhập khẩu từ Hoa Kỳ.
2. Chức năng kiểm tra chất lượng nước trực tuyến, giúp người dùng biết được chất lượng nước ra khỏi thiết bị mọi lúc.
3. Thiết bị được điều khiển tự động bằng bộ điều khiển có thể lập trình được; giao diện điều khiển thân thiện với người dùng, chỉ cần nhấn một nút là có thể vận hành thiết bị. Thiết bị còn có chức năng bảo vệ khi nguồn nước bị ngắt, và tự ngừng hoạt động khi nước đã đầy.
4. Thiết bị tự động rửa sạch khi khởi động, tránh phiền phức do việc rửa thủ công, từ đó giúp kéo dài tuổi thọ của màng lọc RO.
5. Thiết kế đẹp mắt, hiện đại; tính cách điện an toàn, đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn GLP.
6. Hiển thị trực tiếp trạng thái rửa, sản xuất nước, nước đầy, thiếu nước, cũng như trạng thái bảo trì; có chức năng báo động bằng âm thanh và ánh sáng.
7. Thiết kế theo kiểu mô-đun, dễ lắp đặt và bảo trì; chiếm diện tích nhỏ, giúp việc bảo trì trở nên thuận tiện hơn.
8. Thiết bị có chương trình rửa tự động khi khởi động; có chức năng kiểm tra tự động, báo động khi thiếu nước, tự khởi động lại khi mất điện, cũng như chức năng bảo vệ khi áp suất nước quá thấp hoặc quá cao. 　　9. Kết nối trực tiếp với nguồn nước máy;
10. Dịch vụ hậu mãi tốt, bảo hành miễn phí trong 1 năm (không bao gồm các linh kiện tiêu hao).

**Yêu cầu đối với nguồn nước đầu vào cho thiết bị lọc nước siêu lọc dùng trong ngành thực phẩm và đồ uống:** Nên sử dụng nước máy thành phố; khi độ dẫn điện của nước là 800 us/cm, nên sử dụng thêm thiết bị làm mềm nước.

**Quy trình hoạt động của thiết bị lọc nước siêu lọc:**
1. Sử dụng quy trình lọc siêu lọc cấp một để tạo ra nước sạch dùng trong sản xuất thực phẩm và đồ uống. Quy trình như sau: Bể chứa nước nguyên liệu → Bơm tăng áp → Bộ lọc đa chất liệu → Bộ lọc than hoạt tính → Bộ lọc bảo vệ → Bơm cao áp → Quá trình lọc siêu lọc cấp một → Bể chứa nước sạch.
2. Sử dụng quy trình lọc siêu lọc cấp hai để tạo ra nước sạch. Quy trình như sau: Bể chứa nước nguyên liệu → Bơm tăng áp → Bộ lọc đa chất liệu → Bộ lọc than hoạt tính → Bộ lọc bảo vệ → Bơm cao áp → Quá trình lọc siêu lọc cấp một → Bơm cao áp → Quá trình lọc siêu lọc cấp hai → Bể chứa nước sạch → Quá trình khử trùng bằng ozone → Bể chứa nước thành phẩm → Bơm nước sạch → Bộ lọc lỗ nhỏ → Quá trình đóng chai.
3. Sử dụng quy trình lọc siêu lọc/nano lọc để tạo ra nước khoáng. Quy trình như sau: Bể chứa nước nguyên liệu → Bơm tăng áp → Bộ lọc đa chất liệu → Bộ lọc than hoạt tính → Bơm tăng áp → Quá trình lọc siêu lọc → Bể chứa nước trung gian → Quá trình khử trùng bằng ozone → Bể chứa nước thành phẩm → Bơm tăng áp → Bộ lọc lỗ nhỏ → Quá trình đóng chai.

**Quy trình xử lý nước đầu vào cho thiết bị lọc nước siêu lọc:** Gồm bộ lọc cát tự động, bộ lọc than hoạt tính tự động và bộ làm mềm nước tự động. 　　1. Bộ lọc cát tự động hoàn toàn: được cấu tạo từ van điều khiển tự động, bình làm từ vật liệu thủy tinh sợi và cát thạch anh được pha trộn theo tỷ lệ nhất định. Có thể loại bỏ hiệu quả các chất lơ lửng và một phần các chất keo trong nước nguồn, từ đó giảm độ đục của nước. Và có thể tự động thực hiện việc xả rửa ngược. Lọc bằng cát thạch anh là bước xử lý sơ bộ được thực hiện trước khi tinh chế nước, nhằm đạt được kết quả tốt hơn trong quá trình tinh chế và nâng cao chất lượng nước. Bởi vì nước máy chứa một lượng nhất định các tạp chất, như bùn cát, gỉ sắt, giun đỏ, chất hữu cơ, vi sinh vật, và các tạp chất cơ học khác. Sự tồn tại của những tạp chất này ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước đã được xử lý và hiệu quả của quá trình xử lý. Do đó, cần phải giảm thiểu hoặc loại bỏ một số tạp chất trước khi tiến hành quá trình xử lý chi tiết. Điều này đòi hỏi phải có bước xử lý sơ bộ. Sau khi xử lý sơ bộ bằng cát thạch anh, các tạp chất như độ đục của nước, màu sắc, các chất keo, chất hữu cơ, sắt, mangan, vi sinh vật, các chất dễ bay hơi, khí hòa tan… có thể được loại bỏ hoặc giảm xuống ở mức nhất định. 　　2. Bộ lọc than hoạt tính tự động: Bộ lọc than hoạt tính được cấu tạo từ van điều khiển tự động, các bình thủy tinh chất lượng cao và than hoạt tính có khả năng lọc nước ở các mức độ khác nhau. Có thể hấp phụ hiệu quả các chất độc hại trong nước nguồn như kim loại nặng, clo tự do, cloroform và các chất tương tự. Và có thể tự động thực hiện việc xả rửa ngược. Than hoạt tính là chất hấp phụ có độ phân cực thấp. Nó có cấu trúc lỗ rỗng phát triển tốt và diện tích bề mặt riêng rất lớn. Trong đó, diện tích bề mặt do các lỗ vi mô (kích thước lỗ nhỏ hơn 40 angstrom) tạo nên chiếm hơn 95% tổng diện tích bề mặt. Chính vì vậy, than hoạt tính có khả năng hấp phụ rất cao. Việc diệt khuẩn trong nước máy thường được thực hiện bằng cách cho khí clo vào nước. Để duy trì hiệu quả diệt khuẩn, lượng clo dư trong hệ thống đường ống cần được giữ ở mức 0,5–1 mg/L; tại các điểm cuối của hệ thống đường ống, lượng clo dư cũng cần được duy trì ở mức 0,05–0,1 mg/L. Vì sự hiện diện của clo dư sẽ phá hủy cấu trúc của chất xốp trao đổi ion, khiến độ bền của nó giảm xuống và dễ vỡ, nên cần loại bỏ clo dư ra khỏi nước máy. Thông thường, than hoạt tính có khả năng hấp thụ hơn 99% lượng clo dư trong nước máy. Ngoài ra, bề mặt của than hoạt tính chứa nhiều nhóm chức như hydroxyl và carboxyl; những nhóm chức này giúp than hoạt tính có thể hấp thụ các chất hữu cơ có tính chất khác nhau thông qua phản ứng hóa học cũng như lực hút điện từ. Do đó, than hoạt tính còn có thể loại bỏ các chất hữu cơ gây hại cho các chất trao đổi anion trong nước, chẳng hạn như humic acid, fulvic acid, lignosulfonic acid… Từ đó, khả năng xử lý nước của than hoạt tính được nâng cao. Thông thường, có thể loại bỏ 63%-86% các chất keo, khoảng 50% lượng sắt, và 47%-60% các chất hữu cơ. 　　3. Máy làm nước mềm cấp độ thực phẩm tự động hoàn toàn: Đây là loại máy làm nước mềm được chế tạo từ các van điều khiển tự động, bình chứa làm từ vật liệu fiberglass chất lượng cao, cùng với chất keo dùng trong ngành thực phẩm. Bằng cách sử dụng thiết bị làm mềm nước đạt tiêu chuẩn thực phẩm, có thể loại bỏ hiệu quả các ion canxi và magiê trong nước. Điều này giúp thiết bị thẩm thấu ngược không bị ảnh hưởng đến tuổi thọ của màng thẩm thấu ngược do sự hình thành cặn trong quá trình vận hành. Quá trình xử lý nước bằng cách tái tạo chất xúc tác trao đổi ion diễn ra tự động. Các ion dương có thể được trao đổi trong chất xúc tác trao đổi ion sẽ được sử dụng để thay thế các ion canxi và magiê có trong nước. Quá trình này có thể được biểu diễn bằng các phương trình ion sau: Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+; Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+. Khi dòng nước chảy qua lớp chất xúc tác trao đổi ion, độ cứng của nước sẽ vượt quá mức cho phép. Lúc này, chất xúc tác trao đổi ion sẽ bị “no”, và không còn khả năng làm mềm nước nữa. Để khôi phục khả năng trao đổi ion của chất xúc tác, cần tiến hành quá trình tái tạo chất xúc tác này (“còn gọi là quá trình khử”). Hệ thống này hoạt động theo nguyên lý tự động, không cần sự can thiệp của con người, giúp đảm bảo chất lượng nước ổn định. 　　4. Bộ lọc bảo vệ: Bộ lọc bảo vệ là lớp bảo vệ cuối cùng trước khi nước nguyên thủy đi vào màng lọc. Nó có thể loại bỏ hiệu quả các chất có kích thước lớn hơn 5μm, những chất bị rò rỉ trong quá trình xử lý ban đầu. Chủ yếu là để ngăn chặn các hạt lơ lửng xâm nhập vào các thành phần màng khử nước, gây ô nhiễm bề mặt màng. 　　5. Ozone: Là chất diệt khuẩn có tác dụng rộng, hiệu quả và nhanh chóng; có thể tiêu diệt hoàn toàn các vi khuẩn và virus trong nước đã được xử lý. 　　6. Thiết bị thẩm thấu ngược chủ yếu gồm máy bơm áp suất cao, màng thẩm thấu ngược và bộ phận điều khiển. Bơm áp suất cao tạo áp lực lên nước nguyên thủy; ngoại trừ các phân tử nước có thể đi xuyên qua màng RO, các chất khác trong nước (chất khoáng, chất hữu cơ, vi sinh vật, v.v.) gần như đều bị giữ lại bên ngoài màng. Những chất này không thể đi xuyên qua màng RO và bị cuốn trôi theo dòng nước có áp suất cao. Thiết bị thẩm thấu ngược là thành phần quan trọng nhất trong quy trình loại bỏ muối của dự án này. Nước sau khi được xử lý bằng phương pháp thẩm thấu ngược sẽ loại bỏ được phần lớn các chất vô cơ, chất hữu cơ và vi sinh vật. Mức độ hợp lý của thiết kế có liên quan trực tiếp đến chi phí đầu tư cho dự án, hiệu quả kinh tế trong quá trình vận hành toàn bộ hệ thống, thời gian sử dụng, cũng như mức độ tin cậy và sự dễ dàng trong việc vận hành hệ thống. Các màng lọc thẩm thấu ngược đều sử dụng loại màng phức hợp siêu áp suất thấp tiên tiến nhất thế giới, với tỷ lệ loại bỏ muối lên tới 99,8% cho mỗi màng. Khi nhiệt độ thiết kế của hệ thống là 25℃, xét đến những yếu tố như sự thay đổi chất lượng nước đầu vào và tuổi thọ của màng lọc, hệ thống này sử dụng màng RO bằng chất liệu polyamide, được lắp đặt bên trong các bình chứa bằng thép không gỉ. Tỷ lệ thu hồi: 50–75%, tỷ lệ loại bỏ muối: 98%. Nhìn chung, sau khi nước máy được xử lý bởi hệ thống thiết bị lọc nước loại reverse osmosis cấp một, độ dẫn điện của nước sản xuất ra sẽ giảm