حلمي القدسيمشرف قسم صناعات الاغذية
عدد المساهمات : 350
نقاط : 5300
تاريخ التسجيل : 03/09/2011
العمر : 35
 | موضوع: المياه في المنشاّت الغذائية.....معالجة مياة الشرب  الجمعة أغسطس 31, 2012 11:48 am | |
| معالجة
مياة الشرب لكي
يكون الماء صالح للاستهلاك الآدمي يجب أن تتوافر فية الخواص التالية :1-أن
يكون خاليا من الميكروبات الممرضة التي تشكل خطورة على الصحة العامة .2-أن
يخلو من أية مواد أخرى ضارة بالصحة ، من معادن ثقيلة أومواد كيميائية عضوية أو
مواد مشبعة ...........إلخ3-أن تكون
خواصةالحسية-من لون وطعم ورائحة-مقبولة .4-أن يخلو من
العكارة ،أي أن يكون رائفا.تكون معظم المياه
في الطبيعة غير صالحة للشرب الآدمي مباشرة دون معالجة أي أنها في الغالب لاتفي
بالمتطلبات السابقة .وتختلف مياة الشرب
بالنسبة للخطوات التي يجب أن يمر بها الماء قبل أن يصبح صالحا للشرب .ومرجع هذا
الاختلاف يمكن ايجازه فيما يلي :1-مصدر الماء ؛أي
فيما إذا كان نهرآأومياه جوفية أو البحر .2-محتوى الماء من
المعادن المختلفة .3-محتوى الماء من
الكائنات الحية .4-خواص المصدر
الطبيعية من لون وطعم ورائحة .5-الاستعمال ؛إي
للشرب أو للطبخ أوللتصنيع الغذائي أولأغراض أخرى . يمكن تصنيف المياه
المعالجة حسب الغرض منها كما يلي:1- معالجة بغرض
تحسين خواص الماء الحسية Organolepticم نلون وطعم ورائحة .2-معالجة بغرض
التخاص من بعض المواد الضارة من مواد كيميائية وبكريا وفيروسات وطفيليات .....إلخ
.3-معالجة بهدف جعل
الماء صالحا لغرض معين .وعموما يمكن القول
إن المعالجة تتم كالتالي:1-تصفية الشوائب
الطافية (Rough screening) ،من حشائش وطحالب وغير ذلك .وتعتبر هذه الخطوة مهمة في حال
المياه السطحية كالأنهار وكذا مياه البحر .وتستخدم لهذا الغرض قضبان حديدية طويلة
متوازية أومصاف Screens.2-التهوية Aration:وتهدف
إلى أزالة المواد الطيارة التي تؤثر على الرائحة والطعم ،وذلك بدفع كمية من الهواء
خلال الماء .3- الترسيب Sedimentation
:يتم الترسيب في
حوض كبير يطلق عليه حوض الترسيب tank Sedimentationحيث يترك الماء
مدةمن الزمن لترسيب الحبيبات التي يسمح وزنها النوعي بذلك ،ولكن هذه الطريقة غير
عملية بالنسبة للمدن الكبيرة حيث يحتاج الأمر إلى عدد كبير من الخزانات .4- الترويق Coagulation
: بتجميع المواد
العالقة بحيث يصبح حجمها كبيرا قابلا
للترسيب ،وذلك بإضافة أملاح الحديد والألمنيوم .5- الترسيب بعد
إضافة مادةالترويق للمواد القابلة للترسيب ،ويتم في حوض الترسيب .6-الترشيح
:باستخدام المرشحات الرملية .7- الترشيح خلال
فحم نشط Activated charcoal ،والذي يمتص إية موا د ذائبة تؤثر على اللون أو الطعم أو
الرائحة .8-الكلوره Chlorination بهدف التطهير ،وقد تستخدم طرق
أخرى للتعقيم . 1- التهوية Aeration وهي العملية التي يتم بها تعريض
الماء للهواء بهدف التقليل من تركيز المواد الطيارة .المواد التي يتم التخلص منها
بالتهوية .................................... 1-مواد لها طعم ورائحة مثل :كبريتد
الهيدروجين H2S وبعض
المركبات العضوية الطيارة.2-بعض المواد التي لها تأثير تآكلي Corrossive كثاني أكسيد الكربون CO2 وكبريتد الهيدروجين .3-مواد تتعارض أو تتفاعل مع الكيماويات المستعملة
لمعالجة الماء.وهذه تشمل ثاني أكسيد الكربون بالنسبة لإزالة العسارة Softening وإزالة الحديد
وكبريتيدالهيدروجين قبل الكلورة.4-بعض الغازات كالميثان .المواد التي يمكن إضافتها أثناء
التهوية ......................................1- غازات الهواء الجوي وبالذات الأكسجين الذي
يعتبر فعالا في تحسين الطعم والرائحة وفي أكسدة الحديدوالمنجنيز وكبريتيد
الهيدروجين وبدرجة أقل المواد العضوية .2-قد يلزم إضافة غاز ثاني أكسيد الكربون بغرض
التقليل من قلوية الماء .3-إذا كان الهدف الرئيسي من التهوية هو تخفيف
تركيز ثاني أكسيد الكربون فإنه قد حينئذ بالجير Lime أو أملاح الصودا (كربونات الصوديوم Soda ash).ولكن بقي أن نعرف أن التهوية ليست
فعالة جدا في إزالة الطعوم والروائح الغريبة ؛لأنه ليست كل المواد المسؤولة عن
الروائح الغريبة قابلة للتطاير.طرق إجراء التهوية ........................تتم التهوية عادةً بطريقتين :1-طريقة الشلالات Water
falls:حيث يتم تعريض غشاء رقيق من الماء للهواء .2-طريقة الهواء المنتشر Diffused air type:وحيث يتم إدخال الهواء إلى الماء من
مواسير مثقبة في قاع حوض التهوية فيتصاعد الهواء على شكل فقاعات Bubbles.ونظراً
لأن أجهزة التهوية من النوع الأول معرضة لنمو البكترياوتكوين طبقة لزجةSlime وكذا الطحالب Algae ولا سيما عندما تكون خارجية ،لهذا فإنه يجب أن تعامل بالكلوروكبريتات النحاس CuSO4 .2-الترويق Coagulation
تطور الإنسان في تعامله مع ماء
الشرب على مر العصور .فلقد كان الإنسان قديما يشرب الماء كما هو،ثم وجد
بعد اختراعه للأواني أنه عند ترك الماء مدة من الزمن يصبح أكثر نقاء،وتعلم أنه
يمكن استبعاد بعض الشوائب من الماء بالترشيح البسيط،وفي مصر القديمة اكتشف أن
إضافة الشب Alum,Al2 (SO4)3 يسرع
بعملية الترسيب والترشيح ،ومازال استخدامه شائعا .وفي العصر الحديث
اكتشف العديد من المواد التي تستعمل لهذا الغرض ،ومنها أملاح الحديد التي يتزايد
استعمالهاوخاصة مخلوط كلوريد وكبريتات الحديديك (Chorinated
copperas) والذي يحضرقبل الإضافة مباشرةبكلورة كبريتات الحديدوز(Copperas) ؛ولكن كبريتات
الألومنيوم Sulfate
of alumina ( الشب (Alum تستعمل أكثر من غيرها لهذا الغرض ،والتي تكون عند إضافتها إلى
الماء هيدروكسيد الألومنيوم غير الذائب في الماء والذى يكون مادة متجمعة(Hydroxide floc) تعمل على احتجاز الغرويات
المعلقة في الماء وترسيبها .والمعادلة التالية توضح تفاعل الشب مع الماء : Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3+3H2SO4
يعتبر الترويق المتبوع بالترشيح
أكثر الطرق استعمالا لإزالة المواد المسببة للعكارة. وهذه
المواد تتكون من أملاح الطين ،والأحياء الدقيقة ومواد عضوية أخرى .هذه
المواد تتدرج في الحجم من كبير ة قابلة للترسيب إلى صغيرة تبقى معلقة مدة طويلة
قبل أن ترسب
.كيفية عمل مواد الترويق Coagulauts ........................................................غالباما تكون المواد المسببة
للعكارة مواد غروية عالقة ،هذه المواد تبقى متباعدة عن بعضها بفعل قوى تعمل على
إبعاد جسيماتها عن بعضها .وتعمل مواد الترويق على إضعاف هذه القوى ،ومن ثم
تتكون رواسب كبيرة الحجم Voluminous flocculant من أكاسيد الألومنيوم والحديد المائية .تعمل
هذه الرواسب على تجميع الغرويات ،ويتم حيئذ استبعاد الرواسب بالترسيب والترشيح .وتعمل
مادة الترويق على تحقيق هدفين هما :1-تعمل على معادلة الشحنة على الجسيمات الغروية
المشحونة ؛مما ينتج عنه تجمع هذه الجسيمات المتنافرة لتصل إلى حجم قابل للترسيب .2-ينتج عنها تجمعات floes شديد الادمصاص Highly adsorbant للمواد الدقيقة العالقة
،ولها القدرة على إزالتها معها معها عند ترسيبها أو ترشيحها .مراحل الترويق .........................يتم الترويق على مرحلتين هما :1-الخلط الخاطف Rapid
or flash mixing :حيث
يتم توزيع مواد ا لترويق بإنتظام وبسرعة خلال كتلة الماء،وتجرى هذه العملية عادة في حوض صغير قبل
حوض الترويق .2- التجميع(الدمج)
Flocculatation للعوالق الدقيقة :ويتم
ميكانيكيا بتحفيز المواد العالقة لتكوين تجمعات قابلة للترسيب ،وهذه العملية تحدث
في حوض يعرف بحوض التجمع . 3- الترسيبSedimentation يتم في هذه العملية فصل المواد
القابلة للترسيب بفعل الجاذبية الأرضية ،والمادة المترسبة يمكن أن تكون طبيعية مثل الغرين سه Silt أو المواد المتجمعة نتيجة إضافة مادة الشب .وتجرى
في حوض يعرف بحوض الترسيب (Sedimentation or Settling basin) ميكانيكية الفصل..........................وهي عملية بسيطة جدا،تعتمد على أن
جسيمات المواد العالقة بالماء ذات الوزن النوعي الأعلى من الماء ستستقر في القاع
،وعلى هذا الأساس وجد المصريون القدماء أن الماء يصبح رائقا بعد تركه فترة في
أحواض الترسيب . ويمكن التعبير عن سرعة ترسيب
الجسيمات العالقة بالماء ،بالمعدلة التالية
n2=4g(ps-p)d/3CDP
حيث :معدل الترسيبn=Velocity of settling ثابت الجاذبيةg=Gravity constant
كثافة الجزيئاتps=Density of the particle
كثافةالماء p=Density of the water
قطر الجسيم d=Diameter of the particle معامل إعاقة الترسيب
CD=Drag coefficient وتكون معظم أحواض الترسيب مستطيلة
الشكل ،إلا أنه توجد أحواض دائرة الخرسانة أومن الصلب .ويكون قاع حوض الترسيب مائلاً لتسهيل
إزالة المواد المترسبة ،ويتراوح عمقه مابين 8و16قديماً.ولكن عندما تكون هذه الجسيمات
خفيفة وفترة التخزين ليست كافية لترسيبها،يمكن تعجيل هذه العملية بإضافة مادة ترويق كالشب بمعدل10-20جم/م3 قبل أن
يدخل الماء حوض الترسيب ،ويسحب الماء الرائق من الحوض بعد مدة تتراوح مابين
أربع وست ساعات .فوائد الترسيب.....................................يسهل عملية الترشيح ويمنع انسداد Clogging المسام في المرشحات .4-الترشيح Filtration
يقصد بالترشيح مرور سائل خلال وسط
مسامي لإزالة المواد العالقة بذلك السائل ،أما بالنسبة للماء فيقصد به إزالة الغرين والطين والغرويات
والطحالب والميكروبات منه .تستخدم المرشحات الرملية ،والتي
ثبت نجاحهاعلى مر العصور ،ويستخدم منها نوعان هما :(أ) مرشحات الرمل
البطيئةيتراوح عمق هذه المرشحات عادة
مابين تسع وعشر أقدام ،توزع كما يلي:- من
قدم إلى قدمين تشغل بالمعادن- من
قدمين الى ثلاث اقدام تشغل بالرمل - من اربع
الى خمس اقدام تشغل بالماء ويمرر الماء من اعلى الى اسفل
بمعدل يختلف حسب حاله الماء الخام وحسب حاله المرشح. وكقاعدة
عامه يجب ألايزيد على جالونين / قدم2/ ساعه, وتتم
عمليه الفصل في هذة المرشحات بفعل الطبقه الهلامية التي تغلف حبيبات الرمل, والتي
تنشا بفعل البكتيريا .(ب) مرشحات الرمل
السريعة
بما ان المرشحات السابقه تشغل حيزا كبيرا ومكلفه بالمقارنه بكفائتها , لذا
استعيض عنها في كثير من الاماكن بالمرشحات الرمليه السريعه Rapid sand filters (الشكل
رقم 21) . وهي اما ان تكون بنظام مفتوح Opened
gravity filter وتعمل بتاثير الجاذبيه
الارضيه , ويكون سريان الماء من اعلى الى اسفل , وتكون طبقه الرمل
محموله على طبقة الحصى الذي يتجمع الماء تحته لتصريفه الى خزان الماء المرشح , حيث
تسمح بترشيح من 60_150 جالون قدم2/
ساعه , ولكن
المعدل الطبيعي 100جالون / قدم2/ ساع
هاو تكون بنظام مغلق مضغوط closed Pressure filter وللتنظيف يتم ضخ الماء من اسفل الى اعلى , اي عكس
اتجاة الماء اثناء الترشيح Back wash.5- معالجة الطحالب
الطحالب الخضراء , والخضراء المزرقهBlue-
green algas يمكن ان تسبب مشكلة في الخزانا ت أو
البرك المفتوحة . ويعتبر
الكلور غير فعال بالجرعات المستخدمة عادة, لذا تضاف كبريتات
النحاس cuso4 بمعدل 1-0.5 ملجم/لتر. ويمكن
استخدام الكلور بتركيز2-1ملجم/لتر لنفس الغرض, ولكنه اقل فعاليه
من كبريتات النحاس. 6_الفلورة Fluoridation بعتبر عنصر الفلور ساما للانسان والحيوان عندما
يوجد في الطعام او الشراب بتراكيز مرتفعه , ولكن وجد ان هذا
العنصر عندما يوجد في مياة الشرب بتراكيز مناسبة (في حدود جزء واحد
بالمليون ) في مرحلة تكون الاسنان الدائمه فانه يؤدي الى زيادة صلابتها ومقاومتها
للتسوس Dental caries حيث
يتفاعل مع طبقة الميا في الاسنان مما يزيد من صلابتها , ولكن
زيادة الفلور (
اكثر من جزئين بالمليون ) تؤدي الى تغير في
لون الاسنان وتؤدي الى هشاشيتها, وللفلور نفس التاثير ايضا على العظام . |
|
الإثنين مارس 27, 2017 4:28 pm
نبذه تعريفيه
ضع رابطك هنا