Đề tài 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: Nguồn nước ngầm ít chịu tác động của con người, chất lượng nước thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt Trong nước ngầm không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng Chỉ tiêu vi sinh vật thấp hơn nước bề mặt 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 (Fe2+), mangan(Mn2+) Rất thấp trừ dưới đáy hồ Thường xuyên có Khí CO2 hòa tan Rất hấp hoặc gần bằng không Xuất hiện ở nồng độ cao Khí O2 hòa tan Thường gần bão hòa Thường không tồn tại Khí NH3 Xuất hiện ở nguồn nước nhiễm bẩn Thường có SiO2 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 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: Nước có độ đục cao làm cho khả năng truyền ánh sáng qua nước giảm. 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 SiO2: 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 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: Phương pháo cảm qua bằng mắt Sử dụng máy so màu Mùi:của nước do các hợp chất dễ bay hơi có trong nước tạo nên.Nước ở 20oC 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 50-60oC Vị: Nước trongrửa 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 Nước tinh khiết được xem là không có vị. Có ba nhóm chất gây mùi vị Nguồn gốc vô cơ: NaCl (trong nước 250mg/l-300mg/l sẽ tạo vị mặn), MgSO4 (trong nước > 500mg/l gây vị mặn), muối đồng có vị tanh, mùi clo, mùi trứng thối H2S Nguồn gốc hữu cơ: dầu mỡ, phenol Nguồn gốc sinh hóa: hoạt động của vi khuẩn, rong tảo. 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(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 qui định. Khi đun nóng lên Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 = MgCO3 + H2O + CO2 → 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 CaSO4, CaCl2,MgSO4,..... 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 +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 CO2,H2O 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 trongrửa 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 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 trongrửa 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 Vinyl chlorua 0,005 mg/l Carbontetrachlorua 0,002 mg/l Hydrocarbua Thơm: Nước trongrửa 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 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 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… 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 SO4 Ca Mg Na K Al Cặn khô Nitrat Nitrit Amoni Nitơ seldahl Độ oxy hóa (KMnO4) H2S Phenol Bor Fe Mn Cu Zn P F Ba Ag As Be Cd CN Cr Hg Ni Pb Sb Se Va mg/lPt/Co NTU - ms/cm 200C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg NO3/l mg NO2/l mg NH4/l mg N/l mg O2/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg P2O5/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/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 2500 _ _ _ _ _ _ _ _ 10 10 100 _ _ _ 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 5000 1.5 0.1 10 50 _ 5 50 50 1 50 50 10 10 _ 15 2 6.5-8.5 _ 250 250 _ _ _ _ _ _ 45 3.3 _ _ _ _ _ _ 0.3 0.05 1 5 _ 2 2 0 50 4 5 200 100 2 100 15 6 50 _ 15 5 _ _ 250 250 _ _ 200 _ 0.2 1000 50 3 1.5 _ _ 0.05 _ 300 0.3 0.5 2 3 _ 1.5 0.7 _ 100 _ 3 70 50 1 20 100 5 10 _ Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm Chỉ tiêu vật lý Tiêu chuẩn Mùi vị không Độ trong (ống Dienert) 100ml Màu sắc(thang màu Coban) 5o Chỉ tiêu hóa học pH 6-7,8 Độ cặn cố định (đốt ở 600oC) 75-150mg/l Độ cứng toàn phần (độ Đức) <15o Độ cứng vĩnh viễn 7o CaO 50-100mg/l MgO 50mg/l Fe2O3 0,3mg/l MnO 0,2mg/l BO43- 1,2-2,5mg/l SO42- 0,5mg/l NH4+ 0,1-0,3mg/l NO2- không có NO3- không có Pb 0,1mg/l As 0,05mg/l Cu 2,00mg/l Zn 5,00mg/l F 0,3-0,5mg/l Chỉ tiêu vi sinh vật 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, KmnO4 mg/l Càng thấp càng tốt Sắt, mg/l < 30 SiO2, 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 1 Lắng Tách một số tạp chất không tan có kích thước khá lớn. 2 Lọc Tách các tạp chất có kích thước khác nhau tùy theo đường kính mao quản của màng lọc. 3 Phân riêng bằng membrane Vi lọc. Siêu lọc. Lọc nano. Thẩm thấu ngược. Tách tế bào vi sinh vật. Tách các hợp chất keo, đại phân tử, virus. Làm mềm nước, tách một số muối hòa tan. Tách các ion. 4 Điện thẩm tích Tách các chất tích điện. 5 Nhiệt Giảm độ cứng tạm thời, bài khí, ức chế hoặc tiêu diệt một số loài vi sinh vật 6 Xử lý chân không Bài khí, khử mùi. 7 Xử lý bằng tia UV Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp hóa học 8 Phản ứng trao đổi Làm mềm nước 9 Phản ứng oxy hóa Tách sắt 10 Xử lý bằng acid, kiềm hoặc các hợp chất hóa học khác Chỉnh pH 11 Xử lý bằng các chất ức chế vi sinh vật Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp hóa lý 12 Kết lắng Tách một số tạp chất lơ lửng dạng keo 13 Trao đổi ion Làm mềm nước, tách các ion. 14 Hấp phụ Tách một số tạp chất màu, mùi,… 1. Phương pháp lắng Khi nước chứa một số tạp chất không tan thì có thể được xem như một hệ huyền phù. Chúng ta có thể tách các cấu tử thuộc pha rắn ra khỏi pha lỏng (pha liên tục) bằng phương pháp lắng. Lắng là một phương pháp phân riêng dựa vào sự khác nhau về khối lượng riêng của các cấu tử trong hệ huyền phù. Động lực của quá trình ly tâm có thể là trọng lực, lực ly tâm hay lực tĩnh điện. Các thiết bị lắng được sử dụng trong xử lý nước hiện nay chủ yếu gồm hai loại: hoạt động gián đoạn và hoạt động liên tục. Thiết bị lắng gián đoạn Thiết bị lắng gián đoạn hoạt động theo chu kỳ. Đầu tiên, người ta bơm nước cần xử lý vào thiết bị. Sau đó, chờ một khoảng thời gian để các cấu tử không tan có khối lượng riêng lớn hơn nước lắng xuống đáy thiết bị. Cuối cùng, người ta tiến hành tháo nước sạch ở phần trên của thiết bị rồi mở cửa đáy để tách bỏ phần cặn lắng. Nước sạch ra Cặn Nước cần xử lý vào Một dạng của thiết bị lắng gián đoạn Thiết bị lắng liên tục Trong thiết bị lắng liên tục, huyền phù (nước và các tạp chất không tan) sẽ được bơm liên tục vào thiết bị, đồng thời phần nước trong (pha lỏng cùa huyền phù) cũng sẽ được liên tục tháo ra khỏi thiết bị. Việc tháo bỏ các cấu tử rắn được thực hiệnđịnh kỳ hoặc liên tục. Tùy thuộc vào cấu hình của thiết bị lắng mà người ta có thể bơm huyền phù vào thiết bị theo phương nằm ngang, phương thẳng đứng hoặc các phương khác. 2. Phương pháp lọc Để tách các cấu tử không tan ra khỏi nước, ngoài phương pháp lắng, chúng ta có thể sử dụng phương pháp lọc. Khi cho một huyền phù đi qua một màng lọc, các cấu tử rắn không tan sẽ bị giữ lại, pha liện tục sẽ chui qua màng lọc và tạo nên dịch lọc. Có hai phương pháp lọc, đó là lọc bề mặt và lọc bề sâu. Trong phương pháp lọc bề mặt, các cấu tử rắn có kích thước lớn hơn đường kính mao quản của màng lọc sẽ bị giữ lại trên màng và tạo nên lớp bã lọc. Chiếu cao của lớp bã lọc sẽ tăng dần theo thời gian và làm cho trở lực của lớp bã lọc tăng theo. Ngược lại, trong phương pháp lọc bề sâu, các cấu tử không tan của huyền phù có kích thước nhỏ hơn đường kính mao quản của màng lọc. Chúng sẽ khuếch tán vào bên trong các mao quản của màng lọc, bị giữ lại bên trong màng và “bã lọc” được hình thành trong các mao quản. Tùy theo chất lượng nguồn nước đầu vào mà ta có thể sử dụng phương pháp lọc bề mặt hay bề sâu. Màng lọc Bã lọc Huyền phù Huyền phù Bã lọc Màng lọc Lọc bề mặt Lọc bề sâu Động lực của quá trình lọc là sự chênh lệch áp suất giữa hai bên màng lọc. Để quá trình lọc có thể diễn ra ta cần có: ∆P = P1- P2 > 0. Theo lý thuyết, để ∆P > 0, ta có 3 giải pháp sau: Sử dụng áp suất thủy tĩnh ( áp suất của cột chất lỏng phía trên màng lọc ngang): giải pháp này giúp tiết kiệm chi phí vận hành nhưng thời gian lọc kéo dài. Sử dụng bơm để đưa huyền phù qua màng lọc, kho đó: P1 > P2 = 1 atm. Tạo áp lực chân không từ phía bên dưới màng lọc, khi đó: P1 = 1 atm > P2 Trong thực tế, hai giải pháp đầu được sử dụng phổ biến để xử lý nguồn nước ngầm trong ngành công nghiệp thực phẩm. 3. Phương pháp phân riêng bằng mambrane. Phân riêng bằng membrane là một phương pháp triển vọng, nhiều nhà máy thực phẩm đã sử dụng membrane để xử lý nước công nghiệp trước khi đưa vào sản xuất. Do membrane có kích thước rất nhỏ nên dễ bị tắc nghe4nm trong quá trình xử lý, để khắc phục hiện tượng này, nguồn nước tại nhà máy cần phải được xử lý sơ bộ bằng các phương pháp khác để tách bớt các tạp chất thô trước khi đưa qua xử lý bằng membrane. a. Vi lọc (Microfiltration) Mục đích chủ yếu của phương pháp này là tách các tế bào vi sinh vật. Đường kính mao quản của membrane vi lọc dao động trong khoảng từ 0,1µm đến 5,0µm. Với kích thước này, membrane vi lọc có thể giữ lại các tế bào vi khuẩn, nấm men, nấm mốc trên bề mặt membrane, ngoại trừ các virus là có thể chui qua được membrane vi lọc. Trong số các phương pháp khử trùng nước hiện nay, phương pháp sử dụng chlorine được xem là ức chế vi sinh vật hiệu quả và ít tốn kém chi phí. Tuy nhiên, các loài vi sinh vật bền với chlorine như Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum,… sẽ không bị ảnh huo73ngtrong quá trình xử lý bằng chlorine. Riêng phương pháp vi lọc sẽ khắc phục được những tồn tại trên. Nếu chúng ta so sánh với các phương pháp xử lý vi sinh khác thì phương pháp vi lọc sẽ tạo ra nguồn nước đạt chất lượng vi sinh rất tốt đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Ngoài chức năng tách vi sinh vật, phương pháp vi lọc có thể loại bớt một số tạp chất hữu cơ và làm giảm độ đục của nước. Nước qua vi lọc sẽ có hàm lượng tổng carbon hữu cơ và carbon hữu cơ hòa tan giảm đi. Bảng: Kết quả xứ lý nước bằng phương pháp vi lọc (Morris và cộng sự, 1993) Chỉ tiêu Đơn vị đo Trước khi qua vi lọc Sau khi qua vi lọc pH 6,80 ÷ 7,41 6,60 ÷ 7,40 Độ kiềm mg/l 2,1÷ 4,5 2,1 ÷ 4,4 Độ đục NTU 0,5 ÷ 12,0 < 2,0 Tổng carbon hữu cơ mg/l 1,3 ÷ 5,4 0,8 ÷ 4,4 Carbon hữu cơ hòa tan mg/l 0,9 ÷ 3,9 0,8 ÷ 3,5 Coliform tổng cfu/ml 10 ÷ 100 < 1 Phương pháp này ảnh hưởng tốt đến một số chỉ tiêu hóa lý của nước Để hạn chế hiện tượng tắc nghẽn mao quản membrane trong quá trình sử dụng, người ta dùng khí nén ( áp suất 90 ÷ 100 psi) để thổi ngược định kỳ, kết hợp với quá trình rửa ngược nhằm tách bỏ các cấu tử bám trên bề mặt membrane. Ngoài ra, sau 4 ÷ 6 tuần sử dụng, người ta dùng hóa chất để vệ sinh membrane, đồng thời để ức chế vi sinh vật bám trên membrane. b. Siêu lọc (Ultrafiltration) Phương pháp siêu lọc sử dụng các membrane với kích thước mao quản xấp xỉ 0,01µm hoặc thấp hơn. Do đó, các vi sinh vật có kích thước nhỏ nhất như virus cũng bị loại bỏ. Phương pháp này có thể tách một số đại phân tử ra khỏi nước, đáng chú ý là pyrogen – là