Bài tập môn nước trong công nghệ thực phẩm bài tập 1 sơ đồ sử dụng nước trong quy trình chế biến sản phẩm đường mía

Bài tập 2: Đánh giá chất lượng nước, chỉ tiêu độ cứngTiêu chuẩn Nước uống QCVN 01:2009/BYT.Chỉ tiêu nước sinh hoạt đạt chuẩn... Màu sắc: Nước không màu đạt tiêu chuẩn Nếu phát hiện nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

***

BÀI TẬP

MÔN: NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên: Th.S Nguyễn Anh Trinh Sinh viên: Bùi Quốc Thịnh

MSSV: 21129934 Lớp: DH21BQ

Ngành: Công nghệ thực phẩm

Chuyên nghành: Bảo quản và chế biến nông sản thựcphẩm

Tp Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 11 năm 2023

Bài tập 1: Sơ đồ sử dụng nước trong quy trình chế biến sản phẩm đường mía

Hơi nước Gia nhiệt

lần 2 Hơi nước ngưng tụ, rò rỉ

Hơi nước Gia nhiệt lần 3 Hơi nước ngưng tụ, rò rỉ

Hơi nước Kết tinh Hơi nước ngưng tụ

Phân ly Rỉ đường

Đường thô

Bài tập 2: Đánh giá chất lượng nước, chỉ tiêu độ cứng

Tiêu chuẩn Nước uống QCVN 01:2009/BYT.Chỉ tiêu nước sinh hoạt đạt chuẩn

- Giới hạn tối đa cho phép I: Áp dụng đối với các cơ sở cung cấp nước

- Giới hạn tối đa cho phép II: Áp dụng đối với các hình thức khai thác nước của cá nhân, hộ gia đình (các hình thức cấp nước bằng đường ống chỉ qua xử lý đơn giản như giếng khoan, giếng đào, bể mưa, máng lần, đường ống tự chảy)

Các tiêu chuẩn nước ăn uống đạt chuẩn 1.Chỉ tiêu vật lý

Chỉ tiêu nước sạch đánh giá về lý tính có thể quan sát được bao gồm:

1.1 Màu sắc: Nước không màu đạt tiêu chuẩn

Nếu phát hiện nước có màu lạ nguyên nhân: Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (chất hữu cơ, chất mùn hữu cơ - acid humic…), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật… Được xác định bằng phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn (phương pháp trắc quang)

1.2 Mùi vị: Nước không mùi đạt tiêu chuẩn

Nếu phát hiện nước có mùi và vị lạ nguyên nhân: do những khí H2S (mùi trứng thối), các chất hữu cơ, các chất vô cơ (Cu2+, Fe3+), mùi thuốc sát trùng do Clo dư trong nước, vị tanh axit Nước nguyên chất không có mùi, vị tự nhiên là do sự hiện diện của các chất hòa tan ở lượng nhỏ Để đánh giá mức độ mùi vị của nước, người ta dùng phương pháp pha loãng cho đến khi không cảm nhận được mùi nữa

1.3 Độ đục và trong của nước

Khi nước có hiện tượng đục khi ra khỏi vòi là hiện tượng của cặn bẩn, gỉ sét, vi sinh vật thủy sinh… bám trên đường đi của nước bị nước cuốn theo Ta có thể nhận thấy bằng mắt thường Để đánh giá được độ đục trong của nước ta có thể sử dụng hình thức dùng ly thủy tinh và xem thời gian cặn bẩn ngưng tụ lại, độ đục sẽ tỷ lệ thuận với thời gian lắng cặn bẩn Hoặc nếu muốn chính xác hơn ta dùng phương pháp - so độ đục của nước với độ đục của một thang chuẩn, hoặc bằng máy đo độ đục Có đơn vị đo NTU, xác định theo công thức

1 NTU = 5% (lgA + 100 ml H2O) +5% (lgB + 100ml H2O) + 90% H2O

Trong đó: A: Hydrazin Sunfat - B: Hexamethylene Tetramine

Độ đục của nước dùng ăn uống cho phép dưới 5NT

1.4 Nhiệt độ

Nhiệt độ trong nước là một trong những vấn đề quan trọng bởi vì nó sẽ quyết định các thành phần vi sinh trong nước có phản ứng và tạo ra những vi sinh (có lợi và có hại) khác hay không Nguyên nhân do ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường trong quá trình cấp hoặc lưu trữ nước Riêng những thiết bị làm nóng hoặc làm lạnh nước thì không ảnh hưởng do chúng đã được điều chỉnh ở mức thích hợp và đạt chuẩn

Nếu những vi khuẩn có hại trong nước đủ điều kiện về nhiệt độ sẽ phát triển và gây những loại bệnh nguy hiểm vì thế nên khi thấy nhiệt độ nước bất thường (có thể dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ thông thường của nước dao động từ 220C -270C)

1.5 Chất rắn trong nước

Có thể là những chất tan hoặc không tan, bao gồm cả chất hữu cơ và vô cơ Phương pháp xác định tổng hàm lượng các chất rắn:

Có thể dùng bút đo TDS hoặc dùng giấy lọc băng xanh lọc nước sau đó lấy 250ml nước đã lọc, đun trên bếp cách thủy đến khô, sấy cặn ở 1080C -> đem cân và tính ra mg/l

1.6 Độ dẫn điện của nước

Là hiện tượng nước có chứa nhiều kim loại nặng (bao gồm và kim loại và kim loại kiềm, Cation, Anion )

Có thể sử dụng dung dịch KCl để trung hòa và so sánh tỷ lệ - độ dẫn điện của nước là Electrical Conductivity (EC) có đơn vị tính là mS

2 Chỉ tiêu hóa học

Chỉ tiêu nước uống đánh giá về hóa tính có thể quan sát được bao gồm:

2.1 Độ cứng trong nước

Gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước Khi đun nóng nước trong những vật chứa kim loại (bình đun nhôm hoặc Inox) chúng sẽ phản ứng với một số anion tạo kết tủa trắng hoặc xám bám trên đáy bình

Độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của ion Ca2+ và Mg2+

Được xác định bằng phương pháp chuẩn độ hoặc tính theo hàm lượng Canxi, Magie trong nước

2.2 Axit trong nước

Là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với dung dịch kiềm (KOH, NaOH) Độ axit được tính bằng mđlg/l Làm cho độ cân bằng pH của nước dưới mức yêu cầu sẽ gây hiện tượng trào ngược dạ dày và bệnh hệ đường ruột nếu dử dụng nước này làm nước nấu ăn hoặc uống trực tiếp

Hiện tượng nhận biết: Chúng ta sẽ cảm thấy rát nhẹ khi nước chạm vào vùng vết thương hở hoặc pha xà bông không có bọt…

2.3 Lượng Kiềm trong nước

Là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với dung dịch axit mạnh (HCl) Độ kiềm được biểu diễn bằng số mđlg/l Làm cho độ cân bằng pH của nước trên mức yêu cầu sẽ gây hiện tượng khó chịu nếu sử dụng nước này uống trực tiếp sẽ có vị lợ nhẹ

Hiện tượng nhận biết Chúng ta sẽ cảm thấy rát nhẹ khi nước chạm vào vùng vết thương hở hoặc pha xà bông không có bọt…

2.4 Kim loại nặng trong nước

Khái niệm: Là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3 (Pb, Hg, As, Cd, Cr, Mn) Có mặt khắp nơi trong tự nhiên như khí quyển, thủy quyển, địa quyển, sinh quyển

Mặc dù cần thiết cho sinh vật nhưng nếu vượt quá tiêu chuẩn thì sẽ gây độc hại cho môi trường và sinh vật

Con đường xâm nhập: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp

3 Sau đây là một số những kim loại có trong nước và phổ biến nhất: 3.1 Chì (Pb)

- Nguồn gốc: nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt - Nồng độ cho phép: không quá 0,05 mg/ml

- Tác hại: ảnh hưởng hệ thần kinh, rối loạn tạo huyết, đau khớp, viêm thận, tai biến… - Phương pháp:

+ Chiết trắc quang với dithizon trong cloroform (ℷmax = 510 nm); + Quang phổ hấp thụ nguyên tử

3.2 Thủy ngân (Ag)

- Nguồn gốc: núi lửa, bụi khói nhà máy luyện kim, sản xuất chất hữu cơ, phân bón hóa học… - Dạng gây độc: hơi thủy ngân, metyl thủy ngân

- Nồng độ cho phép:

+ Nước uống tiêu chuẩn ≤ 1µg/l;

+ Nước nuôi trồng thủy hải sản ≤ 0,5µg/l

- Tác hại: phân liệt, trì độn, co giật… - Phương pháp:

+ Vôn ampe hòa tan;

+ Chiết trắc quang với dithizon trong cloroform (ℷmax=492nm)

3.3 Asen

- Nguồn gốc: núi lửa, bụi đại dương, đốt rừng, chất thải, thuốc trừ sâu… - Dạng gây độc: Asen(III)

- Nồng độ:

+ Nước sạch tiêu chuẩn ≤ 0,4-1µg/l; + Nước biển tự nhiên ≤ 1,5-1,7µg/l

- Tác hại: ung thư biểu mô da, phổi, phế quản, xoang… - Phương pháp: hấp thụ nguyên tử

3.4 Cadimi

- Nguồn gốc: bụi núi lửa, bụi đại dương, vũ trụ, cháy rừng, CN luyện kim, mạ, sơn, lọc dầu… - Nồng độ:

+ Nước uống tiêu chuẩn ≤ 0,003 mg/l;

+ Nước sinh hoạt, nước ngầm, nước giếng… ≤ 0,001mg/l

- Tác hại: nhiễu loạn enzim, tăng huyết áp, ung thư phổi… - Phương pháp: phổ hấp thụ nguyên tử

3.5 Mangan

- Nguồn gốc: rửa trôi, xói mòn, chất thải luyện kim, ắc quy, phân bón hóa học… - Nồng độ cho phép ≤ 0,1 µg/l

- Tác hại: tổn thương thận, bộ máy tuần hoàn, phổi… - Phương pháp: phân tích hóa học

4 Những hợp chất có trong nước: gồm 3 loại 4.1 Hợp chất Phenol

- Nguồn gốc: nước thải công nghiệp, bột giấy, lọc dầu

- Tiêu chuẩn: 2,4,5 triclophenol và pentaclophenol không vượt quá 10 µg/l - Tác hại: gây độc với sinh vật nước, giảm DO của nước

4.2 Hợp chất bảo vệ thực vật

- Nguồn gốc: các loại thuốc bảo vệ thực vật - Nồng độ: cơ clo (DDT,666…) ≤ 0,01µg/l

+ Cơ phốt pho (parathion, malathion…) ≤ 0,02µg/l; + Cacbamat (sevin, bassa…)

- Tác hại: gây độc cho con người, vật nuôi 4.3 Hóa chất tẩy rửa

- Hóa chất tẩy rửa bao gồm các loại:

+ Chất hoạt động bề mặt anionic + Chất hoạt động bề mặt cationic

+ Chất hoạt động bề mặt không có cấu tạo ion + Các chất lưỡng tính

- Tác hại: giảm sức căng bề mặt nước, tạo nhũ tương, huyền phù nên khi vượt quá chỉ tiêu thi

làm ô nhiễm môi trường nước

5 Hàm lượng oxy hòa tan trong nước

- Khí oxy hòa tan là yếu tố thủy hóa quan trọng xác định cường độ hàng loạt quá trình sinh hóa đồng thời cũng là yếu tố chỉ thị cho khối nước

- Chỉ số DO cao là nước có nhiều rong tảo còn thấp là nước có nhiều chất hữu cơ - Phương pháp xác định DO gồm 2 phương pháp:

+ Phương pháp winkler (phương pháp hóa học) + Phương pháp đo điện cực oxy hòa tan máy đo oxy

- Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD được tính bằng mg/L

- Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải

- BOD càng lớn thì nước thải (hoặc nước nguồn) bị ô nhiễm càng cao và ngược lại

6 Nhu cầu oxy hóa học (COD)

- Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ

- Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đo gián tiếp khối lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước

- Phần lớn các ứng dụng của COD xác định khối lượng của các chất ô nhiễm hữu cơ tìm thấy trong nước bề mặt Ví dụ: trong các con sông hay hồ

- Nó được biểu diễn theo đơn vị đo là miligam O2 trên lít (mgO2/L)

- Phương pháp xác định COD gồm 2 phương pháp là Pemanganat và Bicromat

7 Tiêu chuẩn vi khuẩn học

- Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo và các loài thủy vi sinh Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước có thể vô hại hoặc có hại

- Trong chất thải của người và động vật luôn có loại vi khuẩn E.Coli sinh sống và phát triển Sự có mặt của E.Coli trong nước chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm

- Số lượng E.Coli nhiều hay ít tùy thuộc mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

- Đặc tính của khuẩn E.Coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh khác nên nếu sau khi xử lý nước, nếu trong nước không còn phát hiện thấy E.Coli thì điều đó chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết

- Chúng ta cần phân 2 khái niệm trị số và chỉ số:

+ Trị số E.Coli là đơn vị thể tích nước có chứa 1 vi khuẩn E.Coli + Chỉ số E.Coli là số lượng vi khuẩn E.Coli có trong 1 lít nước

- Tiêu chuẩn nước sinh hoạt ở các nước tiên tiến qui định trị số E.Coli không nhỏ hơn 100 mL, nghĩa là cho phép chỉ có 1 vi khuẩn E.Coli trong 100 mL nước (chỉ số E.Coli tương ứng là 10) Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) qui định chỉ số E.Coli của nước sinh hoạt phải nhỏ hơn 20 - Phương pháp: Dùng pipet lấy đúng 0,1ml mẫu nước đã được pha loãng 100 đến 10000 lần đem ủ trong môi trường Agar-eosin- methylene blue ở 37∓10C trong 48h rồi dùng kính hiển vi điện tử đếm và suy ra số E coli có trong 100ml mẫu nước

8 Chỉ tiêu vi sinh

Là những chỉ tiêu nước sinh hoạt chỉ có thể sử dụng phương pháp kiểm tra nước tại những đơn vị được bộ y tế công nhận

Ví dụ: Viện Pasteur, Viện sắc khí hải đăng…

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam về chỉ tiêu vi sinh của nước như sau:

- Đối với chỉ tiêu nước ăn uống (QCVN 01:2009/BYT): Hàm lượng E.Coli và Coliform tổng số = 0 vi khuẩn/100ml

- Đối với chỉ tiêu nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/BYT): Hàm lượng E.Coli = 0 vi khuẩn/100ml và Coliform < 50 vi khuẩn/100ml

- Đối với chỉ tiêu nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT): + Chỉ tiêu nước thải loại A: Hàm lượng Coliform < 3000 mg/L; + Chỉ tiêu nước thải loại B: Hàm lượng Coliform < 5000 mg/L

Nguồn: CÁC CHỈ TIÊU, TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

NƯỚC SINH HOẠT, ĂN UỐNG: https://vinalab.org.vn/kien-thuc-huu-ich/cac-chi-tieu-tieu-chuan-danh-gia-chat-luong-nuoc-sach-sinh-hoat-an-uong (HỘI CÁC PHÒNG THỬ NGHIỆM VIỆT NAM-VINALAB)

Bài 3: Nước trong sản xuất nguyên liệu rau

Rau cần nước (trong khây xốp)

1 Dụng cụ trồng rau: chậu, khay, bao xi măng, thùng xốp hoặc đất trống 2 Đất trồng rau:

- Rau cần nước rất ưa đất bùn hoặc đất thịt, nhưng phải luôn có đủ độ ẩm ướt và chứa

nhiều chất dinh dưỡng, nhiều bùn, độ pH, nằm trong khoảng 6 đến7 là hợp lý

- Nếu tiến hành trồng rau cần nước tại nhà thì cần phải làm cho đất tơi xốp, tưới nước

và bón phân chuồng, phân hữu cơ sinh học và trong đất

- Nếu trồng rau trong thùng xốp thì không cần nhiều đất, vì chỉ cần đổ một lượng là

1/3 so với mặt thùng rồi tưới đẫm nước

- Có thể mua đất trộn sẵn hoặc tự trộn với phân chuồng, xơ dừa, vỏ chấu

3 Giống rau cần: dễ sống, dễ trồng có thể lấy rễ hoặc thân để trồng, có độ dài dao động từ 10-15cm

Cách trồng và kĩ thuật trồng rau cần đước: dồn 2 đến 3 nhánh cùng một nhóm rồi cho

vào đất, nên trông vào buổi chiều, che phủ tạo bóng râm 3 đến 4 ngày đầu, sau khi cấy xong mỗi ngày cần tưới 1 đến 2 lần để đảm bảo rằng mặt dư nước

Kỹ thuật chăm sóc sau khi trồng: sau khi trồng 1 tuần thì bón phân để cây phát triển

tốt nhất, 7 đến 10 ngày bón 1 lần, sau khi trồng rau cần nước được 2 tuần thì cho vào khay, khi phát triển tới 15-20 cm cho nước ngập sâu 5 đến 7 cm, còn khi cao 25 đến 30 cm thì để nước ngập 15-20cm, cho tới khi cao 50-60 cm thì ngập 15-20 cm

Thu hoạch: cần theo dõi cây để tiến hành thu hoạch phù hợp, tránh rau bị già, khoảng 2

tháng thì ta tiến hành thu hoạch, lấy nước trong thùng xốp ra để ngập 3-5 cm, dùng kéo cắt chừa thân 2-3 cm

BÀI 4: YÊU CẦU NƯỚC TRONG THÀNH PHẦN

Quy chuẩn nước sinh hoạt QCVN 01: 2009/BYT

QCVN 01: 2009/BYT là quy chuẩn nước sinh hoạt được sử dụng phổ biến tại Việt Nam để làm thước đo cho chất lượng nguồn nước Đây là tiêu chuẩn dành riêng cho nước dùng trong ăn uống và chế biến thực phẩm, vì vậy yêu cầu về chất lượng nguồn nước cũng cao hơn rất nhiều Nước đáp ứng được quy chuẩn này phải đảm bảo sạch khuẩn và mức độ an toàn tốt nhất cho người sử dụng

Đối tượng áp dụng: QCVN 01: 2009/BYT áp dụng cho các cá nhân, cơ quan, tổ chức khai thác, kinh doanh ăn uống Trong đó, bao gồm cả các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục đích sinh hoạt có công suất từ 1000 m3/ngày đêm trở lên

STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa

giám sát

1 Màu sắc (*) TCU 15 TCVN 6185 - 1996 (ISO 7887 - 1985) hoặc SMEWW 2120 A

lạ Cảm quan, hoặc SMEWW 2150 B và 2160 B A

14 E.coli hoặc Coliform

chịu nhiệt Vi khuẩn/ 100ml 0

TCVN 6187 - 1,2 : 1996 (ISO 9308 -

Ghi chú:

1 (*) là chỉ tiêu cảm quan về các yếu tố màu sắc, mùi vị có thể cảm nhận được bằng những giác quan của con người

2 (**) là áp dụng đối với các khu vực ven biển và hải đảo

3 SMEWW (Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water), nghĩa là các phương pháp chuẩn xét

nghiệm nước và nước thải

4 US EPA (United States Environmental Protection Agency), nghĩa là Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nước giải khát

Yêu cầu về nước sử dụng trong công nghệ sản xuất nước giải khát

Trong nước giải khát, nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm nên đòi hỏi phải có chất lượng cao Nước sử dụng để pha chế cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Nước phải trong suốt, không màu, không mùi vị pH=6.8-7.4

Độ cứng tạm thời : 0.7 mg-E/ lít Độ cứng vĩnh cữu : 0.4- 0.7 mg-E/ lít

Hàm lượng muối CO32- : <50 mg/ lít O2

-đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng -tạo màu giống với màu tự nhiên

-tùy vào sản phẩm nước giải khát mà sử dụng màu phù hợp

-màu trước khi sử dụng phải đánh giá cảm quan kiểm tra lại cường độ màu theo mẫu chuẩn của nhà máy

-phẩm màu sản xuất phải đạt tiêu chuẩn vệ sinh, không bị cặn đục khi để lâu, hòa tan tốt trong nước

Hương

-được kiểm tra kĩ càng về tính pháp lý, chủng loại, các thành phần hóa lý, các tạp chất gây hại cho cơ thể con người

-sử dụng các cấu tử thơm được chưng cất từ thực vật để tạo nét riêng biệt cho sản phẩm