Apa Utilizata In Industria Militara

[NUME_REDACTAT] este un lichid inodor, insipid și incolor, de cele mai multe ori, sau ușor albăstrui sau chiar verzui în straturi groase. Apa este o substanță absolut indispensabilă vieții, indiferent de forma acesteia, fiind unul dintre cei mai universali solvenți. Apa este un compus chimic al hidrogenului și al oxigenului, având formula chimică brută H2O. Apa este una din substanțele cele mai răspândite pe planeta Pământ, formând unul din învelișurile acesteia, hidrosfera.

Apa se găsesește sub diverse forme în natură: vapori de apă și nori în atmosfera, valuri și aisberguri în oceane, ghețari la latitudini mici sau altitudini mari, acvifere sub pământ, râuri sau lacuri. Circuitul apei în natură este fenomenul prin care apa este transferată dintr-o forma într-alta, prin evaporare, precipitații și scurgeri de suprafață.

Datorită importanței pe care o are (în agricultură, dar și pentru omenire în general), apei i s-au dat diverse nume în funcție de formele pe care le ia. Ploaia e cunoscută în majoritatea țărilor, pe când alte forme sunt mai puțin întâlnite, și pot fi surprinzătoare când sunt văzute prima dată. Exemple sunt: grindina, zăpada, ceața, roua sau chiciura. Un fenomen conex este curcubeul, întâlnit atunci cand lumina se refractă prin particulele de apă din atmosferă.

Apa de la suprafața globului joacă roluri importante în evoluția umană; râurile și irigațiile asigură aportul de apă pentru agricultură, sunt suport pentru transportul maritim sau fluvial, fie comercial sau de agrement. O apă cu insuficienți nutrienți se numește oligotrofă. Scurgerea apei pe suprafața terestră este mecanismul prin care eroziunea sculptează mediul natural, duce la crearea văilor și deltelor cu suprafețe fertile favorabile dezvoltării de centre umane. De asemenea, apa se infiltrează în sol, ajungând în pânza de apă freatică. Această apă freatică ajunge din nou la suprafață sub forma izvoarelor, sau a izvoarelor termale și gheizerilor. Apa freatică este de asemenea extrasă artificial prin puțuri și fântâni.

Deoarece apa poate conține numeroase substanțe diferite, poate avea gusturi sau mirosuri foarte diferite. De fapt, oamenii și alte animale și-au format simțurile pentru a putea evalua calitatea apei: de obicei, animalele evită apa cu gust sărat (apă de mare) sau putred de mlaștină preferând apa unui izvor montan sau apa freatică.

Din punct de vedere biologic, apa are numeroase proprietăți indispensabile proliferării vieții, care o deosebesc de celelalte substanțe. Apa își îndeplinește acest rol, permițând compușilor organici să reacționeze în moduri care să permită în cele din urmă replicarea. Este un bun solvent și are o tensiune superficială ridicată, permițând astfel mișcarea compușilor organici și a organismelor vii. Apa proaspătă are densitatea maximă la 4°C, această densitate scăzând pe măsură ce apa se răcește, se încălzește sau îngheață. Fiind o moleculă polară stabilă dominantă în atmosferă, joacă un rol important în absorbția radiației infraroșii, crucială în cadrul efectului de seră, fără de care temperatura medie la suprafața Terrei ar fi de -18° Celsius. Apa are de asemenea o căldură specifică neobișnuit de mare, care joacă mai multe roluri în reglarea climatului global și regional, precum [NUME_REDACTAT], permițând existența vieții. Deoarece absoarbe foarte mult infraroșiile, are o foarte ușoară nuanță albastră, datorită eliminării unei mici cantități de lumină roșie care o traversează. Culoarea albastră poate fi observată numai când apa este în cantitate mare, de exemplu în lacuri, mări sau oceane.

Apa este un foarte bun solvent, similar din punct de vedere chimic cu amoniacul, și dizolvă multe tipuri de substanțe, precum diferite săruri și zahărul, și facilitează reacțiile chimice ale acestora, lucru care permite metabolismele complexe.

Unele substanțe însă nu se amestecă cu apa, cum e de exemplu petrolul, și alte substanțe hidrofobe. Membranele celulare, compuse din lipide și proteine, profită de această proprietate, controlând interacțiunea dintre ele și mediul extern. Acest lucru este ușurat de tensiunea superficială a apei.

Picăturile de apă sunt stabile datorită tensiunii superficiale mari datorată puternicelor forțe intermoleculare numite forțe de coeziune. Acest lucru este evident atunci când mici cantități de apă ajung pe o suprafață insolubilă, precum polietena: apa rămâne sub formă de picături. Totuși, pe sticlă extrem de curată apa formează o peliculă subțire deoarece forțele dintre moleculele de apă și de sticlă (forțele de adeziune) sunt mai mari decât forțele de coeziune. Acest lucru este foarte important în cadrul transpirației plantelor.

În celulele și organismele biologice, apa se află în contact cu suprafețele membranoase proteice care sunt hidrofile, adică prezintă o puternică atracție pentru apă. Langmuir a observat o puternică forță de respingere între suprafețele hidrofile. Pentru a deshidrata suprafețele hidrofile este necesar un efort deosebit pentru învingerea acestor forțe, numite forțe de hidrație. Aceste forțe sunt foarte puternice, dar valoarea lor scade rapid pe distanțe mai mici de un nanometru. Importanța lor în biologie a fost studiată de Parsegian. Prezintă importanță în special atunci când celulele sunt deshidratate prin expunerea la atmosferă uscată sau la îngheț extracelular.

O proprietate simplă, dar unică și extrem de importantă pentru mediu, este că în forma sa solidă, de gheață, plutește pe lichid. Forma solidă a apei are o densitate mai mică decât a apei lichide, datorită geometriei punților de hidrogen care se formează doar la temperaturi mai joase. Pentru aproape toate substanțele și pentru toate celelalte 11 stări neobișnuite ale apei, cu excepția gheții-XI, starea solidă este mai densă decât cea lichidă. Apa proaspătă este cea mai densă la 4 °C, și se va scufunda prin convecție pe măsură ce se răcește la acea temperatură, iar dacă se răcește în continuare se va ridica. Datorită aceste proprietăți, apa de adâncime va fi mai caldă decât apa înghețată, de suprafață, astfel încât gheața se va forma începând de la suprafață și se va extinde în jos, iar cea mai mare parte a apei de dedesubt va rămâne constantă la 4 °C. Astfel, fundul unui lac, mare sau ocean este practic izolat de frig, permițând supraviețuirea speciilor de animale. Aproape toate celelalte substanțe chimice sunt mai dense în stare solidă și îngheață de la fund spre suprafață.

Viața pe Pământ a evoluat și s-a adaptat acestor proprietăți ale apei. Existența formelor solidă, lichidă și gazoasă ale apei pe Pământ a reprezentat un factor important pentru colonizarea diferitelor medii ale planetei de către forme de viață adaptate variatelor, și adesea extremelor, condiții de viață.

În industria alimentară apa are întrebuințări multiple în procesul tehnologic ca: materie primă sau auxiliară; apă de spălare; apă de sortare; apă de răcire și de transport al diverselor materiale. Necesarul de apă al diferitelor subramuri ale industriei alimentare, se stabilește în funcție de procesele de producție și diversitatea tehnologiilor de fabricație.

Cap I Apa utilizata în industria alimentară

Apa potabilă este definită ca fiind acea apă care prezintă caracteristici proprii consumului șicare prin consum nu prezintă pericol pentru sănătatea consumatorului.

Apa folosită în proceseletehnologice ale industriei alimentare, trebuie să corespundă unor caracteristici care să asigure calitatea corespunzătoare a produselor alimentare, să fie potabilă și să aiba caracteristici organoleptice corespunzătoare.

Gustul și mirosul apei depind de compoziția chimică, temperatură și prezența unor substanțevolatile.Excesul unor substanțe minerale duc la modificarea gustului.Excesul de dioxid de carbon produce un gust acrișor, iar cel de hidrogen sulfurat,respingător.

Mucegaiurile și purinul produc gust sărat, iar fecalele gust dulceag.

Culoarea apei este dată de substanțele dizolvate în apă, care pot proveni din sol sau urmare poluării acesteia.

Duritatea apei este dată de sărurile de calciu și magneziu aflate în soluție, care pot ficarbonați, cloruri, sulfați, nitrați, fosfați sau silicați.

Reziduul fix la 105º reprezintă totalitatea substanțelor depuse prin încălzire la această temperatură.

Indicatorii bacteriologici ai apei acceptați,pe baza recomandărilor OMS în majoritatea țărilor sunt: germenii mezofili aerobi, bacteriile coliforme, streptococii fecali și bacteriofagii(tificivi și coli).Apa tehnologică pentru industria alimentară trebuie să aibă caracteristici microbiologicenormale. În afara condițiilor de potabilitate stabilite de STAS se recomandă absența actinomicetelor,a bacteriilor feruginoase și manganoase care formează precipitate mucilaginoase în apă midificând proprietațile organoleptice.

Stabilirea necesarului de apă într-o întreprindere de industrie alimentară va lua în calcul:

-apă pentru procesul tehnologic;

-apă pentru nevoile proprii ale personalului;

-apă pentru întreținerea căilor de acces, a eventualelor zone verzi și apă de rezerva necesarăcombaterii incendiilor.

Debitul de apă necesar producției este diferit, în funcție de specificul procesului tehnologic,de utilajele folosite și de caracteristicele materiei prime ultilizate. Necesarul de apă pentru nevoile personalului(apă de baut, cea necesară menținerii igieneiangajaților in timpul producției) cât și cel necesar rezervelor pentru combaterea incendiilor sestabilește în conformitate cu prevederile normativelor în vigoare. Necesarul de apă pe metru pătrat și zi pentru întreținerea căilor de acces este de 2-3 litri, iar pentru spațiile verzi de 1,5-2 litri.

Surse și resurse de apă.

Pentru nevoile industriei resursele de apă disponibile la ora actuală sunt:

– apele de adâncime,

– apele de suprafață,

– apele stătătoare/curgătoare (lacuri, iazuri, râuri, fluvii),

– apa de mare.

• Apa înglobată în calotele polare, ghețari și zăpezile perene, precum și apa subterană aflată la adâncimi foarte mari sunt surse deocamdată neexploatabile din punct de vedere economic.

Unitățile din industria alimentară trebuie să aibă surse proprii de aprovizionare cu apă, pentru rezerve în cazuri speciale, sau pentru situațiile în care apa din rețeaua publică nu prezintă caracteristici calitative optime și conforme cu reglementările în vigoare. Apa potabilă provine de regulă din ape subterane sau din ape de suprafață. Sursele de apă care se folosesc pentru alimentarea cu apă a centrelor populate și în industria alimentară sunt apele subterane și apele de suprafață.

Alegerea surselor de apă se face în urma unor studii care țin seama de debitul și calitatea apei necesară consumatorilor și de eficiența economică a investițiilor. Sursele de apă sunt protejate cu amenajări denumite zone de protecție sanitară în vederea păstrării calității apei și prevenirii riscului de impurificare. În afară de circuitul natural al apei în natură, există și sisteme industriale pentru consumul și exploatarea apei.

Obținerea apei potabile și a apei industriale

Apa potabile

Sursele de apă sunt: apele de suprafață (izvoarele, râurile, lacurile și chiar apa de mare și apele subterane), acestea din urmă având toate calitățile apei potabile. Celelalte ape trebuie tratate și corectate pentru a deveni ape potabile.

La apele de suprafață este necesar să se corecteze unele proprietăți ca: turbiditatea, gustul, mirosul, caracteristicile bacteriologice cu ajutorul operațiilor de limpezire, deferizare, demagnetizare, degazare, decolorare, dezinfectare. Alegerea tratamentului este în funcție de calitatea apei.

Limpezirea apei

Apele de suprafață sunt, de obicei, tulburi datorită suspensiilor solide ca: mâl, argile, bacterii și virusuri. Procesul de limpezire include sedimentarea și filtrarea, cu sau fără coagulanți.

Sedimentarea sau decantarea poate constitui o primă etapă a procesului de limpezire, când apa conține suspensii fine, sau poate realiza o limpezire totală dacă particulele solide sunt prea mari. Sedimentarea particulelor din suspensie se produce sub acțiunea gravitației, în aparate numite decantoare.

Coagularea și flocularea. Pentru a îndepărta particulele coloidale din apă este necesară aglomerarea lor înaintea filtrării. Particulele foarte fine au o suprafață mare și o mare capacitate de adsorbție. De obicei adsorb ionii negativi din apă (carbonat, sulfat, fosfat), se încarcă negativ și nu se mai pot aglomera. Coagulanții, prin disociere, trebuie să pună în libertate ioni pozitivi, care să le neutralizeze și să permită aglomerarea și depunerea lor. Pe de altă parte, prin hidroliză, coagulanții trebuie să formeze precipitate floconoase care să antreneze particulele din suspensie prin absorbție. Cei mai utilizați sunt coagulanții anorganici: sulfat de aluminiu, sulfat feric, sulfat feros, aluminat de sodiu, clorură de aluminiu etc.

Filtrarea urmărește reținerea celor mai fine suspensii din apă, care nu s-au depus prin decantare. Filtrarea poate urma după decantare simplă sau după coagulare-floculare-decantare. Ca materiale filtrante se utilizează nisip cuarțos, marmură, cărbune.

Corectarea calității apelor

După filtrare apele nu sunt întotdeauna proprii utilizării ca ape potabile datorită gustului, mirosului, culorii, alcalinității prea mari, mineralizării ridicate. În aceste cazuri apele sunt supuse unor operații de corectare a calității ca: aerare, degazare, deferizare, demanganizare, neutralizare, demineralizare etc.

Aerarea apei. Prezența aerului și dioxidului de carbon, dizolvate în apă, îi conferă gustul plăcut de apă proaspătă. Dacă apa conține puțin aer dizolvat este necesară aerarea înainte de distribuție. Aerarea îndepărtează gustul și mirosul neplăcut, oxidează materiile organice care ar putea intra în putrefacție, îndepărtează o mare parte din fierul și manganul conținut (care în prezența aerului precipită ca Fe(OH)3 și MnO2).

Procedeele de aerare se bazează pe realizarea unui contact cât mai intim între aer și apă: dispersia apei în aer (pulverizarea apei în aer) sau dispersia aerului în apă (barbotarea aerului comprimat prin plăci poroase, sau aerarea mecanică cu ajutorul unor rotoare cu palete). După aerare, precipitatul de hidroxid feric trebuie îndepărtat din apă. La un conținut scăzut de fier precipitatul poate fi eliminat simplu prin filtrare în filtre rapide obișnuite, cu nisip cuarțos. În cazul apariției de suspensii coloidale se aplică coagularea cu sulfat de aluminiu și apoi sedimentarea și filtrarea.

Îndepărtarea gustului, mirosului și culorii

Apele de suprafață pot avea un gust sau miros neplăcut, datorat unor săruri minerale sau unor produși de descompunere organică etc., sau dacă sunt poluate sau conțin gaze ca H2S, CH4. Îndepărtarea acestora se poate realiza prin adsorbție pe cărbune activat, oxidare cu clor, permanganat de potasiu sau ozon, sau prin aerare. Substanțele organice sunt, în general, îndepărtate prin adăugare de cărbune activ.

Oxidarea cu clor, permanganat de potasiu sau ozon poate îndepărta gustul sau mirosul, dar în unele cazuri poate avea efect contrar. De exemplu, clorurarea compușilor fenolici duce la accentuarea gustului și mirosului neplăcut. H2S și CH4 pot fi îndepărtate prin aerare. Problema îndepărtării gustului și mirosului apei este dificilă și necesită tratări speciale pentru fiecare caz în parte.

În cazul în care apele de suprafață au dizolvați acizi humici sau produse rezultate din descompunerea plantelor, au o colorație gălbuie sau maronie. Decolorarea apelor se realizează în procesul de filtrare peste cărbune activ, sau prin oxidare cu clor sau ozon.

Dezinfectarea apei

Dezinfectarea reprezintă distrugerea organismelor patogene, față de sterilizare care reprezintă eliminarea tuturor organismelor vii. Dezinfectarea se aplică apelor care în prealabil au fost limpezite și filtrate și se poate realiza prin procedee biologice, fizice sau chimice.

Procedeele biologice de dezinfectare a apei folosesc acțiunea membranei biologice, care se formează în filtrele lente de nisip și care rețin microorganismele.

Procedeele fizice de dezinfectare a apei folosesc agenți fizici care au acțiune de distrugere a microorganismelor, cum ar fi: căldura, radiațiile sonice și ultraviolete, radiațiile ionizante etc.

Dezinfectarea prin fierbere. Cantități mici de apă se pot dezinfecta prin fierbere. Apa fiartă nu mai conține gaze dizolvate, nu are duritate temporară. Procedeul este costisitor, iar apa fiartă are un gust neplăcut.

Dezinfectarea cu radiații sonice. Folosește vibrațiile elastice, ultrasunete, cu frecvențe mai mari de 16 000 Hz. Apa este supusă ultrasunetelor timp de 2-20 minute, când se creează în celula microbiană condiții de inhibare a metabolismului.

Dezinfectarea cu radiații ionizante gamma (y). Aceste radiații sunt de natură electromagnetică, asemănătoare radiațiilor X, având o mare putere de penetrare. Se obțin cu ajutorul izotopilor radioactivi. Procedeul s-a utilizat experimental pentru dezinfetarea apelor

reziduale puternic infectate (spitale, abatoare). Nu se cunosc, însă, urmările utilizării pe timp îndelungat asupa florei și faunei.

Dezinfectarea cu radiații ultraviolete. Radiațiile ultraviolete solare (radiații electromagnetice cu lungimi de undă între 16 și 400 Å) au o acțiune sterilizantă naturală asupra apelor de suprafață. Se obțin în lămpi de cuarț, prin descărcări electrice în vapori de mercur.Efectul bactericid în apa limpede este util pe o distanță de 20-25 cm. Lămpile de cuarț se montează direct în conducte, apa circulând de-a lungul lor.

Procedee chimice de dezinfectare a apei:

Aceste procedee folosesc drept agenți de dezinfectare reactivi chimici, cu dezavantajul că unii reactivi modifică caracteristicile organoleptice ale apei.

Dezinfectarea cu ajutorul microelementelor. Metale ca argintul și cuprul, chiar în concentrații foarte mici (sutimi de mg/L) au proprietatea de a distruge microorganismele, iar efectul bactericid crește cu creșterea concentrației, a temperaturii și a timpului de contact dintre apă și metal. Procedeul de dezinfectare cu ioni de argint se poate realiza, de ex., prin: filtrarea apei printr-un strat de nisip argintat, contactul direct al apei cu suprafețe metalice argintate sau dizolvarea în apă a unor săruri solubile de argint(AgF). Dezinfectarea cu ajutorul ozonului. Aerul ozonizat are o puternică acțiune bactericidă. Ozonul este produs prin descărcări electrice (fără scântei) în aer uscat, dar metoda este scumpă datorită consumului mare de energie electrică.Dezinfectarea cu permanganat de potasiu se bazează pe acțiunea oxidantă a KMnO4 și se aplică numai la dezinfectarea unor cantități mici de apă, datorită costului ridicat și datorită faptului că este necesar uneori să se îndepărteze excesul de permanganat prin precipitare și filtrare. Dezinfectarea apei cu clor și substanțe clorigene. Mai poartă denumirea de clorinarea apei. Majoritatea instalațiilor practică dezinfectarea cu ajutorul clorului, deoarece necesită instalații simple și ieftine. În plus, clorul sigură apei un rezidual dezinfectant, care preîntâmpină orice contaminare ce ar putea apărea după dezinfectarea inițială.

În unele cazuri se utilizează în loc de clor iodul sau fluorul. Iodul are avantajul unui potențial de oxidare mai scăzut decât clorul, permițând un rezidual în sistem, în plus fiind solid este mai ușor de utilizat.

Începând din 1950, multe țări practică introducerea fluorului în apa potabilă. S-a constatat o reducere semnificativă a cariilor dentare prin menținerea unui rezidual de fluor de circa 1,0 mg/l. Sursa cea mai comună de fluor o reprezintă fluorura de sodiu, fluorosilicatul de sodiu Na2SiF6 sau acidul hexafluorosilicic H2SiF6.

Ape industriale

Apa utilizată în industrie provine din surse foarte variate: râuri, lacuri, izvoare, mări și oceane. Cantitatea și gradul de tratament aplicat apei variază foarte mult de la o industrie la alta, de la o instalație la alta. În industria chimică, condițiile de calitate impuse apei sunt determinate de diferitele utilizări: materie primă, agent de răcire, solvent, agent de încălzire etc.

Apele terestre provin din ploaie sau zăpadă. Acestea dizolvă din atmosferă CO2, O2, N2 și antrenează suspensii coloidale microscopice. Pe pământ apele dizolvă o serie de substanțe minerale ca: silicați și carbonați de calciu, fier și magneziu, sulfați, cloruri, azotați, fosfați de magneziu, sodiu, potasiu etc. Majoritatea acestor minerale sunt insolubile în apă, însă datorită

prezenței dioxidului de carbon carbonații alcalino-pământoși și alte săruri insolubile se dizolvă parțial sub formă de bicarbonați. Apele naturale conțin, deci, cantități variabile de săruri dizolvate. Prezența în apa naturală a acestor substanțe dizolvate o face improprie utilizării, ca atare, în industrie. Unele substanțe, ca de exemplu MgCl2 și CO2, produc coroziunea instalațiilor.

Apele dure depun, în cazul utilizării lor la cazanele de abur, cruste pe pereții cazanelor și conductelor, care conduc la înfundarea conductelor. Supraîncălzirile locale sau șocurile pot crăpa crustele și evaporarea bruscă în contact cu peretele fierbinte duce la explozii.

De aceea apele naturale, pentru a putea fi utilizate ca ape industriale, sunt supuse unor tratamente de purificare și corectare a calității lor prin următoarele operații: sedimentare, tratare cu coagulanți, filtrare, dezinfectare, degazare, dedurizare, demineralizare, desiliciere. Operațiile de sedimentare, coagulare, filtrare, și dezinfectare se fac în aceleași condițiii și cu aceeași aparatură ca la apa potabilă.

Dedurizarea apei

Duritatea unei ape reprezintă conținutul total de săruri de calciu și magneziu, exprimat în grame de carbonat sau oxid de calciu pe unitatea de masă de apă, denumite grade de duritate.

Gradul german reprezintă duritatea unei ape care conține 1,0 g CaO la 100 000 g apă (sau 0,719g MgO).

Conținutul de săruri de calciu și magneziu sub formă de bicarbonați constituie duritatea temporară, Dt. Prin fierbere aceștia se descompun.

Duritatea permanentă, Dp, exprimă conținutul de săruri de calciu și magneziu ale acizilor tari (cloruri, sulfați, azotați). Duritatea totală, DT, este suma durității temporare și permanente.

Apele dure trebuie dedurizate total sau parțial.

Dedurizarea parțială, denumită și decarbonatare, se realizează când se înlătură numai sărurile care conferă duritate temporară. Aceasta se poate realiza prin încălzire sau tratare cu lapte de var.

Dedurizarea totală constă în îndepărtarea tuturor sărurilor de calciu și magneziu, utilizându-se reactivi chimici sau schimbători de ioni.

Dedurizarea apei prin metode care utilizează reactivi chimici. Se aplică, de obicei, la apele dure și urmărește reducerea durității înaintea dedurizării prin metoda cu schimbători de ioni. Reactivii cei mai utilizați sunt laptele de var și carbonatul de sodiu, metoda fiind cunoscută sub numele de metoda var-sodă. Metoda are la bază precipitarea calciului sub formă de carbonat de calciu și a magneziului ca hidroxid de magneziu.

Înainte de tratarea chimică, apa este analizată pentru determinarea cantităților de var și sodă necesare purificării. Purificarea prin metoda var-sodă nu este completă. Se poate îmunătăți purificarea dacă se completează acest tratament astfel:

– se adaugă un mic exces de Na2CO3, care micșorează solubilitatea carbonaților de

calciu și magneziu;

– se face o nouă purificare cu fosfat trisodic, când precipită fosfații de calciu și

magneziu, mai puțin solubili și mai ușor de decantat decât carbonații corespunzători.

Una dintre problemele majore ale dedurizării cu var-sodă este îndepărtarea precipitatului (noroiului) produs. Metodele principale au fost depozitarea în lagune, deversarea în cursul râurilor sau în sistemul canalelor sanitare, dar aceste metode au rezultate poluante. O metodă de îndepărtare pentru instalațiile mari este recalcinarea, adică regenerarea varului din CaCO3, prin calcinare. În cazul în care Mg(OH)2 a precipitat împreună cu CaCO3, este necesar să se îndepărteze magneziul înaintea recalcinării.

Dedurizarea apei prin metoda cu schimbători de ioni. Aceste metode utilizează schimbători de ioni, cationiți, în forma acidă RH sau forma sodiu, RNa. Schimbătorul de ioni se obține prin copolimerizarea stirenului cu divinilbenzen, urmată de sulfonarea inelelor benzenice ale polimerului.

În cazul formei acide, RH, apa rezultată are un conținut în acizi minerali echivalent cu duritatea permanentă a apei brute și poate avea caracter coroziv. Se utilizează când apa are duritate permanentă mică. În cazul formei sodiu, RNa, se obține o apă dedurizată care poate fi alcalină când apa brută are duritate temporară mare.

Demineralizarea apei

Demineralizarea apei reprezintă operația de îndepărtare totală a tuturor anionilor și cationilor din apă. Această operație se realizează prin diferite procedee, cum ar fi distilarea sau schimbul ionic.

Distilarea, cel mai simplu procedeu, constă în evaporarea apei și condensarea vaporilor. Este un proces scump, de aceea se aplică numai unor cantități mici de apă. Apa mai conține o cantitate mică de CO2, care se elimină prin barbotare cu abur.

Demineralizarea prin schimb ionic, sau deionizarea apei, se realizează prin trecerea apei, în etape succesive, prin coloane cu cationit puternic acid și anionit puternic bazic, sau invers.

Cerințe pentru apa utilizată în industria alimentară

In industria alimentara apa are intrebuintari multiple in procesul tehnologic ca: materie prima sau auxiliara; apa de spalare; apa de sortare; apa de racire si transport al diverselor materiale.

Necesarul de apa al diferitelor subramuri ale industriei alimentare, se stabileste in functie de procesele de productie si diversitatea tehnologiilor de fabricatie

Apa folosita in procesele tehnologice ale industriei alimentare, trebuie sa corespunda unor caracteristici care sa asigure calitate corespunzatoare a produselor alimentare, sa fie potabila si sa aiba caracteristici organoleptice corespunzatoare. Gustul si mirosul apei depind de compozitia chimica, temperatura si prezenta unor substante volatile.

Pentru determinarea gustului si mirosului apei se recomanda folosirea metodei 'dilutiei' sau a limitei prag, care consta in principiul din diluarea apei de analizat in proportii variabile, cu o apa de referinta (presupusa ideala din punct de vedere organoleptic) pina se va constata disparitia gustului din apa.

Apa tehnologica pentru industria alimentara trebuie sa aiba caracteristici microbiologice normale. In afara conditiilor de potabilitate stabilite de STAS se recomanda absenta actinomicetelor, a bacteriilor feruginoase si manganoase care formeaza precipitate mucilaginoase in apa modificind proprietatile organoleptice.

Apa în industria laptelui

În această industrie apa este folosită la: spălarea recipientelor, utilajelor și produselor, prepararea siropurilor pentru produsele zaharate, prepararea soluțiilor de clorură de sodiu la folosirea brânzeturilor. Apa de spălare trebuie să fie pură din punct de vedere bacteriologic, să nu conțină bacterii feruginoase, sulfo-oxidante sau sulfo-reducătoare.Pentru spălare și dezinfectare apa se utilizează, în general, după ce în prealabil s-au adăugat substanțe clorigene.

Apele reziduale din industria de prelucrare a laptelui:

Datorită compoziției în proteine, lipide, lactoză, apele reziduale nu pot fi deversate la rețeaua de canalizare înainte să se realizeze purificarea lor, deoarece simpla deversare ar contribui la poluarea mediului înconjurător.

Apele reziduale rezultate din fabricile de prelucrare a laptelui sunt formate din ape reziduale industriale, poluate, ape reziduale menajere, ape reziduale convențional curate, nepoluante. În fabricile deproduse lactate acide, apele reziduale industriale se compun numai din ape de spălare și de curățire rezultate de la recepția laptelui sau de la umplerea recipientelor, curățarea camioanelor-cisternă, a pasteurizatoarelor. Aceste ape conțin urme de lapte și uneori de substanțe chimice utilizate pentru curățire și dezinfecție.

Apa în industria cărnii

Apa folosită în industria cărnii trebuie să fie transparentă, incoloră și lipsită de gust și miros. Duritatea nu trebuie să depășească 28 grade germane, iar concentrația calciului trebuie să fie cât mai mică deoarece favorizează producerea unei culori maronii a produselor iar fierul nu trebuie să depășească 0,05 mg/l. Materiile în suspensie, inclusiv substanțele organice și bacteriile care produc degradarea acestora, trebuie îndepărtate complet din apă înainte de utilizare.

Apele reziduale provenite din unitățile de prelucrare a cărnii

De la unitățile de prelucrare a cărnii, apele reziduale provin de la sacrificarea animalelor, spălarea tubului digestiv, prelucrarea cărnii, grăsimilor și pieilor, Acestea prezintă un conținut foarte ridicat dematerii organice, cantități mari de azot și fosfor și o temperatură în general de 30-40ºC.

Standarde și reglementări privind calitatea apei

Condițiile de calitate ale apei potabile folosite in țara noastră sunt cuprinse in standard de stat – STAS 1342 – 91, după care normele tehnice de calitate pentru apa furnizată de sistemele centrale și locale de alimentare cu apă, se referă la următoarele proprietați: organoleptice, fizice, radioactive, chimice, bacteriologice și biologice. Fiecare categorie de norme cuprinde concentrații admisibile și concentrații admise excepțional.

Norme organoleptice

Normele organoleptice se referă la mirosul și gustul apei, însușiri care se apreciază subiectiv cu ajutorul simțurilor respective, de către persoane avizate. Datorită modificării ușoare a acestor insușiri se determină la sursă.

Mirosul apei este dat de substanțele naturale sau poluante dizolvate in exces in apă. Apa potabilă nu trebuie să prezinte miros (inodoră), iar când mirosul este prezent să fie de slabă intensitate, neperceput de consumatori, ci numai de persoane experimentate.Prezența unor mirosuri naturale (produși elaborați de alge, actinomicete, etc.), sau provenite in urma poluării cu substanțe volatile, conferă apei mirosuri particulare.Poluarea cu substanțe organice (ape reziduale, dejecții), imprimă apei miros caracteristic stadiului lor de descompunere: de fecale și urină la poluări recente, de putrefacție sau de produși de descompunere: CH4, NH3, H2S, etc. Substanțele chimice imprimă mirosuri caracteristice (petrol, fenoli, clor, pesticide, etc.), iar in urma dezvoltării biocenozelor, miros de mucegai, de pește, aromat de plante.Standardul admite un miros al apei a cărui intensitate nu depășește gradul 2.

Gustul apei rezultă prin dizolvarea in apă a substanțelor minerale și a oxigenului. Proporții potrivite ale acestora, conferă apei prospețime (datorată mai ales oxigenului) și gust plăcut, apa satisfăcând senzația de sete. Deficitul acestora conferă apei gust fad (apele meteorice), pentru ca apele nemineralizate, deci pure (apa distilată), sa fie lipsite de gust (insipide).

Clorurile conferă apei gust sărat, sărurile de magneziu un gust amar, cele de calciu un gust salciu, cele de fier, gust metalic-astringent. Dioxidul de carbon imprimă apei gust acrișor-ințepător, iar cel de H2S, respingător – grețos. Acizii humici si substanțele organice in descompunere, imprimă apei gust de mlaștina, de mucegai sau de pește, purinul un gust ușor sărat, iar fecalele un gust dulceag – neplacut.Standardul admite un gust al apei, care nu depășește gradul 2.

Norme fizice si radioactive

Se adresează unor însușiri ale apei care pot fi evidențiate în cea mai mare parte prin organele de simț, ca și normele organoleptice.Pentru a avea un caracter obiectiv,se determină cu diferite aparate.Au valoare psihică datorită aspectului neplăcut al apei, conducând la limitarea folosirii acesteia, dar indică în același timp poluare.

Culoarea apei. Este conferită de substanțele dizolvate in apa. Apele tulburi pot prezenta o culoare falsă prin culoarea particulelor în suspensie,care dispare după separarea particulelor (filtrare, sedimentare). Culoarea gălbuie este dată de substanțe humice, de dejecții și de diferite substanțe poluante, compușii fierului dau culoare galben-portocalie, sărurile de cupru o culoare albăstruie, plantele clorofiliane (alge, plante acvatice), o culoare verzuie. Oricare ar fi culoarea are valoare psihică, indicand totodată poluare.

Apa potabilă trebuie să fie incoloră în strat subțire, ușor albăstruie în strat gros.

Turbiditatea apei. Este produsă de substanțe insolubile, aflate in suspensie in apă. Pot avea natură minerală sau organică, putând fi naturale (din sol) sau poluante (reziduuri). Apele de suprafața prezintă diferite grade de turbiditate, cele subterane sunt de obicei limpezi. Tulburarea apelor subterane denotă filtrare insuficienta sau infiltrarea poluanților in sursă. Prin staționare, apele tulburi formează sediment, care permite adesea aprecierea naturii poluantului. Turbiditatea are valoare psihică, apa fiind neplacută ca aspect și suspectă calitativ, iar particulele pot constitui suport pentru germenii din apă. Apa potabilă trebuie să fie limpede.

Temperatura apei. Este dependentă de natura sursei. Apele de suprafață au temperatura foarte variabila (0o C pana la 25 – 26o C sau mai mare), dupa sezon. Sursele subterane au temperatura scoarței în care se formează stratul acvifer, fiind in general constantă, cuprinsă intre 6 – 12o C. Temperatura apei are dublă valoare igienică: ca intensitate de acțiune asupra animalelor prin consum și prin influenta asupra calităților gustative. Apa prea caldă, peste 170C, are un gust neplăcut și nu satisface senzația de sete. Standardul admite o temperatură de maximum 22o C, excepțional temperatura naturală a sursei, pentru a acoperi nevoile de consum in orice situatie.

Conductivitatea electrică se datorează substanțelor minerale dizolvate in apă, crescând paralel cu gradul de mineralizare a acesteia. Deoarece mineralizarea modifică însușirile organoleptice, fizice și chimice ale apei, nivelul acesteia măsurat indirect prin conductivitate, nu trebuie să depășeasca 600 S/cm, excepțional 6000 S/cm (S = siemens).

Radioactivitatea apei se apreciază ca sumă a radioactivității naturale și artificiale prezente in apă. Dacă radioactivitatea naturală este redusă, neatingând niveluri periculoase pentru animale, cea artificială datorată poluării poate atinge niveluri ridicate. Apele radioactive nu au caractere organoleptice modificate, neputând fi depistate, iar pe de altă parte, nu se autoepureaza, nivelul radioactivitații putând fi numai redus prin diluție. Sunt normați numai emițătorii de radiații alfa și beta, la maximum 3 pCi/l emițători alfa și maximum 30 pCi/l emițători beta.

Norme chimice:

Normele chimice se referă la conținutul apei în diverse substanțe chimice. Sursele de apă pot conține numeroase substanțe chimice provenite din straturile scoarței (ape subterane, izvoare), când prezența lor este permanentă și în general la nivel constant, precum și ca urmare a poluării, cu o mare diversitate a substanțelor, la concentrații dependente de nivelul poluării.

Toate substanțele chimice sunt apreciate in mg/l apă, fixate in standard sub formă de concentrații admisibile și concentrații admise excepțional. Pentru satisfacerea necesarului de apă al fermelor, MA admite derogări sub formă de concentrații admise excepțional pentru consumul animalelor, dar numai la substanțe fără acțiune toxică asupra acestora.

Semnificația igienică a substanțelor prezente este diferită, motiv pentru care O.M.S. le împarte în mai multe grupe:

a. Substanțe cu acțiune toxică

Sunt normate substanțe cu acțiune toxică directă asupra organismului uman și animal, provenită din poluare. Datorită toxicității recunoscute, concentrațiile admisibile sunt reduse, obișnuit fără concentrații admise excepțional. Numărul substanțelor cu acțiune toxică normate, variază de la o țară la alta. În țara noastră sunt normate 11 asemenea substanțe (arsen, azotați, cianuri, cadmiu, crom, detergenți, difenil-policlorați, fluor, mercur, pesticide). Majoritatea provin din poluarea industrială cu substanțe toxice sau poluarea agricolă prin chimizarea proceselor de producție (îngrășăminte azotate, insecticide, fungicide, raticide), care ajung în apele de suprafață prin spălarea culturilor agricole tratate și a solului de către precipitații, sau prin infiltrarea în apele subterane. Toxicitatea este dependenta de concentrație, solubilitate, stabilitate, prezența concomitentă a mai multor substanțe in apă, precum și de prezența in alte medii (furaje dupa absorbția din sol).

b. Substante indezirabile

Nu au acțiune toxica directă asupra consumatorilor, dar modifică însușirile organoleptice și fizice ale apei, limitând consumul ca și folosințele acesteia. Substanțele care modifică intens însușirile apei sau provin din degradarea celor poluante sunt normate în concentrații mici (cupru, detergenți, fier, fosfați, fenoli, hidrogen sulfurat, sulfuri, zinc), altele cu acțiune mai redusă (calciu, magneziu, sulfați), în concentrații relativ mari. Toate substanțele indezirabile sunt normate și la concentrații excepționale, iar unele dintre acestea și la concentrații admise excepțional pentru animale.

Sunt frecvent întalnite în sursele de apă având origine în sol, dar și ca urmare a poluării. Astfel, calciul și magneziul conferă apei duritate, care poate fi temporară când este datorată bicarbonaților elementelor de mai sus, care duritate dispare după fierberea apei, sau duritate permanentă, dată de celelalte săruri și care nu dispare la fierbere. Suma celor două durități dă duritatea totală. Duritatea se apreciază în grade germane (1 grad german = 10 mg oxid de calciu/l apa). Dupa duritatea totală, apele se împart în: ape moi (0 – 8 grade), semidure (8 – 12 grade), dure (12 – 30 grade), foarte dure (peste 30 grade). Duritatea modifică gustul apei (salciu – ­amar), reduce capacitatea de spălare și creeaza dificultăți în centralele termice ale unităților zootehnice prin depunerea sărurilor pe pereții cazanelor.

Fierul și manganul modifică gustul (metalic – astringent) si culoarea apei (galben-portocalie), se depun pe conducte obstruând orificiile supapelor adăpătorilor, pătează produsele animale (brânzeturi).

Cuprul și zincul, modifică gustul apei (amărui – astringent), culoarea (albăstruie), determină turbiditate.

Clorurile și sulfații imprimă apei gust sarat – amar, indicând adesea poluare cu dejecții.

Fenolii și crezolii imprimă apei dezinfectate cu clor un miros și gust neplăcut, chiar la concentrații foarte mici.

c) Substanțe indicatoare ale poluării

Aceste substanțe nu au efecte nocive și nu afectează calitățile organoleptice și fizice ale apei, prezența lor indicând poluarea apei cu alte substanțe chimice și cu microorganisme.

Substanțele organice, provin din descompunerea resturilor vegetale și animale din sursele de suprafață, dar mai ales prin poluarea cu ape reziduale industriale și agricole sau cu dejecții. Concomitent, crește și numărul de microorganisme. Pe lânga rolul indicator al poluării, substanțele organice consumă oxigenul dizolvat, modificând gustul și perturbând procesele de autoepurare. Amoniacul provine din descompunerea substanțelor organice și din îngrășămintele chimice azotate, prezența lui indicând o poluare recenta cu dejecții, când crește și concentrația substanțelor organice și a clorurilor. Nitriții indică o poluare mai veche, dar alături de concentrații ridicate de amoniac arată ca poluarea continua. In afară de rolul indicator, nitriții au importanță și pentru acțiunea toxică asupra animalelor, mai ales cand provin din reducerea nitraților, atingând concentrații ridicate.

O apreciere globală a normelor chimice rezultă din reacția apei, care este cu atât mai deviată de la neutralitate (pH = 7), cu cât apa conține cantități mai mari de substanțe chimice cu reacție acidă sau alcalină, determinând modificări ale gustului apei și influențând procesele de autoepurare. Mineralizarea totală a apei este indicată de reziduul fix la 105o C, reprezintă totalitatea substanțelor neorganice și organice dizolvate în apă, imprimând modificări ale însușirilor organoleptice și fizico-chimice ale apei.

Norme bacteriologice

Aprecierea calității apei potabile după normele organoleptice, fizice și chimice, nu este suficientă, căci adesea o apă care corespunde normelor respective, conține microorganisme capabile să provoace îmbolnăviri consumatorilor. Cea mai importantă condiție bacteriologică de potabilitate a apei este absența totală a germenilor patogeni. Datorită evidențierii dificile și inconstante a germenilor patogeni în apă folosesc metode indirecte de apreciere, cu ajutorul germenilor indicatori.

a) Germeni mezofili

Apa conține un număr variat de germeni, majoritatea având habitatul în acest mediu, se dezvoltă la 20o C, iar în raport cu consumatorii sunt saprofiți. Alături de aceștia se întâlnesc în proporție mai redusă (circa 1/3) și germeni proprii omului și animalelor cu sânge cald, care se dezvoltă la 37o C – germeni mezofili. Alegerea acestora ca indicatori se bazează pe presupunerea, cu cât numărul germenilor mezotili este mai mare, cu atât numărul germenilor patogeni proveniți de la oameni și animale poate fi mai mare, crescând riscurile de contaminare, încât determinarea lor numerică poate servi drept criteriu de apreciere calitativă a apei și a gradului de poluare bacteriană globală. Germenii mezofili se apreciază în ansamblu, ca număr total de germeni care se dezvoltă la 37o C (N.T.G.), raportați la 1 cm3 de apă. Se poate constata, cu cât instalația deservește mai mulți consumatori se reduce numărul de germeni admisi, deoarece în cazul izbucnirii unei boli hidrice: riscul extinderii crește proporțional cu numărul consumatorilor.

b) Germeni coliformi

Aprecierea calității apei prin NTG este bună, dar nu suficientă, deoarece exista situații cand NTG este in limitele acceptate, dar izbucnesc epidemii hidrice. Cum majoritatea bolilor transmise prin apă au ca agenți etiologici germeni eliminați prin tubul digestiv, s-au ales ca indicatori ai poluării bacteriene fecale, germenii coliformi. Alegerea acestui grup este justificată de: prezența constantă a coliformilor in tubul digestiv al omului și animalelor homeoterme; numărul mare (până la sute de milioane/g fecale), de unde posibilitatea decelării chiar la diluții mari ale dejecțiilor poluante; rezistența în mediu un timp apropiat de cel al germenilor a căror prezență o indică; faptul ca pot fi decelați în apă prin tehnici bacteriologice relativ simple și rapide. Raportarea numărului de coliformi se face la 1 litru apa și poartă numele de index coli. Un index coli ridicat, denotă o poluare intensă cu dejecții, deci existența posibilă a unui mare număr de germeni patogeni. Existența paralelă a îmbolnăvirilor la animale, cu un index coli ridicat, indică sursa hidrică de infecție, iar dupa infecția provocată animalelor se poate deduce specia microbiană vehiculată de apă.

Enterococii, germenii sulfito-reductori și bacteriofagii enterici sunt folosiți de asemenea ca indicatori, dar numai la luarea în exploatare a unor surse noi.

Norme biologice

Constituind un mediu favorabil vieții pentru numeroase organisme, varietatea speciilor și numărul indivizilor sunt dependente de calitățile apei. Organismele acvatice constituind biocenoze, pot fi folosite ca indicatori de calitate, sistemul saprobiilor reprezentând un mijloc de apreciere a calității apei.

Deși impune interpretarea de către persoane specializate, O.M.S., atrage atenția asupra valorii analizei biologice, prin rapiditatea de execuție și de caracterizare a calității apei, ca și valabilitatea acestei aprecieri pentru o mai lungă perioadă de timp, datorită marii stabilități a organismelor acvatice, comparativ cu existența limitată a germenilor microbieni.

În afara conținutului în organisme, apa are și un conținut abiotic, format din detritus organic și/sau mineral, resturi vegetale, fragmente de organisme acvatice, constituind în totalitate triptonul. Triptonul și planctonul (organismele libere din apă), formează sestonul.

Cap. II Material și metodă de cercetare

2.1. Material de cercetare

Cercetările au fost efectuate în perioada anilor 2013-2014, în 4 obiective de industrie alimentară și anume 2 fabrici de lapte și 2 fabrici de carne și preparate din carne. Pentru a studia calitatea igienică a apei utilizată în industria alimentară, în perioada anilor 2013-2014, s-au recoltat probe de apă potabilă și probe de apă reziduală (înainte de preepurare și epurare și după tratare și epurare), din anumite puncte de control.

Probele de apă potabilă au fost prelevate de la robinetul situat la intrarea în unitatea monitorizată sau din bazinul cu apă forată din puț. Pentru a monitoriza calitatea apelor reziduale netratate s-au recoltat probe din punctul de evacuare a apelor reziduale spre stația de preepurare (în cazul unităților alimentare ce nu dispun de stații de epurare proprii) și din punctul de evacuare spre stațiile de epurare proprii unităților alimentare.

Monitorizarea calității efluenților evacuați din unitățile monitorizate care nu dispun de stații de epurare s-a realizat prelevând probe de apă reziduală preepurată din bazinele vidanjabile ale unităților. Monitorizarea calității apelor reziduale tratate în stațiile de epurare proprii în cazul unităților alimentare care prezintă stații de epurare, s-a realizat prelevând probe de apă uzată din punctul de evacuare finală a acestora în apele de suprafață (receptor).

2.2. Metoda de cercetare

2.2.1 Metoda de cercetare în teren

Cercetarea sanitară a apei s-a realizat prin examene de laborator și investigații de teren. Analiza toxicologică a apei a constat în determinarea proprietăților organoleptice și fizice precum și a compoziției chimice. Probele de apă s-au recoltat în flacoane sterile prevăzute cu dopuri de sticlă sau de vată învelită în tifon și capac de hârtie. Conservarea probelor de apă s-a realizat prin refrigerare, congelare sau adăugare de anumite substanțe conservante conform normativelor legale admise în vigoare

2.2.2 Metoda de cercetare în laborator

Analizele de laborator au fost efectuate în laboratorul de chimie sanitară din cadrul Direcției de [NUME_REDACTAT] Bihor, în laboratorul [NUME_REDACTAT] din cadrul [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], precum și în cadrul laboratoarelor Facultății de [NUME_REDACTAT], Universitatea din Oradea, conform metodologiei standardizate în vigoare prezentată în cele ce urmează.

1 Metodele standardizate de determinare a indicatorilor de calitate ai apei potabile și apei reziduale

Prelevarea probelor de apă

Prelevarea probelor de apă este o etapă foarte importantă în desfășurarea procesului de analiză fizico-chimică a apei, deoarece probele recoltate trebuie să fie reprezentative și să nu fie afectată compoziția apei datorită unor tehnici de prelevare defectuoase. Prelevarea se va face conform SR 2582-94 (SR – [NUME_REDACTAT]).

Recoltarea probelor de apă pentru analize se face în flacoane de sticlă sau material plastic prevăzute cu dop rodat sau cu capac ce se închide ermetic.

Vasele pentru recoltare trebuie să fie foarte bine spălate, clătite cu apă distilată și uscate.

La locul recoltării flaconul se va clăti de 2-3 ori cu apa ce urmează a fi recoltată, iar apoi se umple până la refuz și se fixează dopul astfel încât să nu rămână bule de aer în sticlă.

În funcție de locul de prelevare al probelor de apă acestea se vor recolta astfel:

Determinarea suspensiilor din apă

Suspensiile totale

Reprezintă totalitatea substanțelor insolubile din apă, care pot persista mai mult sau mai puțin timp în suspensie, în funcție de greutatea particulei și care se pot separa prin filtrare, centrifugare sau sedimentare.

Principiul metodei

• Determinarea conținutului de particule în suspensie , presupune separarea acestora prin filtrare sau centrifugare, urmată de uscarea și cântărirea reziduului până la masă constantă

• Determinarea suspensiilor prin calcul

Materiale necesare

Capsule de porțelan, hârtie de filtru cu porozitate mica (bandă albastră), instalație de filtrare sau creuzet filtrant adus la masă constantă, baie de apă, etuvă, balanță analitică, exsicator

Modul de lucru

• se ia o probă de volum v (ex. 100 ml), apă de analizat

• se filtrează proba de apă de 2 ori prin hârtie de filtru cu pori mici pentru reținerea suspensiilor

• proba de apă filtrată se introduce într-o capsulă de porțelan (în fracțiuni mici, pe rând) și se evaporă la sec pe baie de apă

• se usucă în etuvă la 105C, timp de 2 ore

• capsula de porțelan este în prealabil cântărită și adusă la masă constantă*** (m1, mg)

• se răcește în exsicator timp de 30 minute

• capsula răcită se cântărește la balanța analitică (m2, mg)

• se lucrează cu 2 probe de apă de același volum v, (100 ml)

• o probă de apă se prelucrează absolut după modul descris mai sus

• pentru a doua probă de apă se ia același volum v de apă, care nu se mai filtrează și cu care se procedează astfel:

• proba de apă nefiltrată se introduce într-o capsulă de porțelan și se evaporă la sec pe baie de apă

• se usucă în etuvă la 105C, timp de 2 ore

• capsula de porțelan este în prealabil cântărită și adusă la masă constantă*** (m1, mg)

• se răcește în exsicator timp de 30 minute

• capsula răcită se cântărește la balanța analitică (m3, mg)

Calcule

a = mg/l reziduu fix

a = mg/l reziduu fix

b = mg/l reziduu fix și suspensii

c = b – a mg/l suspensii

Determinarea turbidității apei

[NUME_REDACTAT] (tulburitatea sau tulbureala) apei se datorează prezenței în apă a particulelor foarte fine (organice și anorganice) ce se află în suspensie și care nu sedimentează în timp.

O apă tulbure prezintă pericol epidemiologic deoarece particulele în suspensie pot constitui un suport pentru germenii patogeni.

Turbiditatea reprezintă efectul optic de împrăștiere a unui flux luminos la trecerea printr-un mediu fluid care conține particule în suspensie sau în stare coloidală.

Turbiditatea are ca unitate de măsură:

grade de turbiditate sau grade de siliciu ce reprezintă dispersia razei incidente la trecerea ei printr-o suspensie ce conține un miligram de dioxid de siliciu într-un decimetru cub de apă – 1 grad de turbiditate corespunde la 1 mg SiO2/dm3 apă.

unități nefelometrice de turbiditate – UNT sau NTU.

1 NTU = 0,13 grade de siliciu.

unități de turbiditate de formazină – UTF sau FTU care reprezintă dispersia razei incidente la trecerea ei printr-o suspensie ce conține 0,5 mg formazină într-un decimetru cub de apă.

1 FTU = 0,13 grade de siliciu.

Scopul lucrării:

Determinarea turbidității unei probe de apă.

Principiul metodei

Determinarea cantitativă a turbidității se realizează în laborator cu turbidimetrul sau spectrofotometrul.

Determinarea turbidității cu turbidimetrul are la bază efectul Tyndall conform căruia apa tulbure devine strălucitoare dacă este traversată de un fascicul luminos, datorită faptului că particulele în suspensie difuzează lateral o parte din razele luminoase.

Determinarea spectrofotometrică se bazează pe măsurarea absorbției luminii de către particulele aflate în suspensie.

Aparatură și reactivi necesari

apă de analizat

turbidimetru

cuve

soluții de etalonare pentru 0 FTU și 10 FTU

Mod de lucru

se calibrează aparatul folosind soluțiile standard FTU=0 și FTU=10 , folosindu-se aceeași cuvă;

se introduce lichidul de analizat într-o cuvă curată până la de partea superioară a cuvei;

înainte de închidea capacului se agită pentru eliminarea bulelor de aer;

se șterge exteriorul cuvei pentru a elimina urmele de grăsime sau mizerie (în special la baza cuvei);

se plasează cuva în turbidimetru cu semnul de pe capacul cuvei îndreptat spre ecran;

se apasă butonul READ și după aproximativ 25 de secunde se citește valoarea turbidității pe scala turbidimetrului.

Interpretarea rezultatelor

Dacă turbiditatea probelor depășește 40 FTU, pentru măsurarea exactă este necesară diluarea probei de apă. Diluarea se realizează cu soluție etalon FTU = 0 sau apă fără turbiditate. Cantitatea de probă necesară pentru diluare se calculează astfel:

Vp=

Unde:

Vp= volumul probei de apă, în cm3, ce trebuie combinată cu soluție etalon FTU=0 sau cu apă fără turbiditate pentru a obține un volum final de 100 cm3;

T= valoarea turbidității în FTU, citită pentru proba de turbiditate mai mare de 40 FTU.

Analiza se va efectua pe proba astfel diluată iar valoarea corectă a turbidității probei originale se va calcula cu următoarea relație:

T0 =

T0 =

Unde:

Vp= volumul probei de apă, în cm3;

T0 = valoarea reală a turbidității probei inițiale, în FTU;

Tn = valoarea turbidității probei diluate, în FTU

Determinarea durității totale a apei

[NUME_REDACTAT] apei este dată de prezența în apă a tuturor cationilor în afară de cei ai metalelor alcaline. Ionii de calciu și de magneziu se găsesc în apă în cantitate mult mai mare față de ceilalți cationi și din acest motiv determinarea durității apei va consta în determinarea concentrației ionilor de calciu și de magneziu.

Scopul lucrării:

Determinarea durității totale dintr-o probă de apă

Principiul metodei

Ionii de Ca2+ și Mg2+ ce sunt responsabili de duritatea totală a apei, formează cu soluția de complexon III (EDTA), în mediu bazic și în prezența indicatorilor specifici (negru eriocrom T), combinații complexe stabile.

Reactivi și ustensile:

soluție complexon III 0,01 M 

soluție tampon 

negru eriocrom T 

biuretă, balon cotat 

pahare Erlenmeyer, pahare Berzelius, cilindru gradat 

hârtie indicatoare de pH

Mod de lucru:

se iau 50 ml apă de analizat într-un pahar Erlenmeyer, se diluează cu apă distilată 

se adaugă 1 ml soluție tampon pentru a obține pH = 10 

se adaugă aproximativ negru eriocrom T  

se titrează cu soluție Complexon III până la virajul culorii de la roșu la albastru net

Calcul:

unde : V1 – volumul de soluție complexon III utilizat la titrare, ml

CCIII –  concentrația soluției de complexon III

MCaO – masa molară a oxidului de calciu

10 – mg CaO ce corespund unui grad de duritate

Vp – volumul probei de apă, ml

Determinarea clorului rezidual

Metoda:

N, N-dietil-1,4-fenilen diamină (DPD)

Mod de lucru:

1. Se așează blocul comparator în poziția prevăzută în casetă.

2. Se introduce discul de comparație a culorilor.

3. Se deschid ambele tuburi de sticlă , se spală de mai multe ori cu proba de apă și

umple până la semn cu proba.

4. Se adaugă 1 lingură de măsurare cu Cl2-1 în vasul plasat în dreapta

blocului comparator.

5. Se adaugă 12 picături de Cl2-2 în vasul din dreapta,se închide și se amestecă.

6. Se citește imediat:se rotește discul colorat până când ambele culori se potrivesc cu cele de pe disc. Citiți rezultatele testelor de pe semnul din partea din față a discului

comparator. Valorile intermediare pot fi estimate.

Prima citire = fără clor.

7. Se adaugă 3 picături Cl2-3 la tubul de sticlă din dreapta, se închide și se amestecă. Așteptați 2 min.Citiți valoarea așa cum este descris mai sus. A doua citire = clor total.

Clorul legat poate fi calculat ca diferența între a doua citire (clor total) și prima citire (clor).

Clor liber: clor elementar dizolvat, acid hipocloros și ioni de hipoclorit.

Clorul legat: cloramine organice și anorganice.

Cap. III Rezultate obținute în urma studiului

În urma prelevării probelor de apă potabilă din punctele de control ale unităților monitorizate, s-au realizat analize toxicologice și microbiologice pentru a se putea stabili dacă valorile indicatorilor de calitate ai apei potabile sunt conforme cu limitele maxime admise reglementate de normativele în vigoare.

3.1 Monitorizarea calității apei potabile la intrarea în unitate

Monitorizare de control: apă foraj, adâncime 200 m, S.C. [NUME_REDACTAT] S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.1.1

Monitorizare de control: apă puț foraj, adâncime 200 m, S.C. [NUME_REDACTAT] S.R.L.

Rezultatele analizelor microbiologice

Tabel 3.1.2

Monitorizare de control: apă potabilă recoltată de la robinetul situat la intrarea în unitatea S.C. Prolacta S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.1.3

Rezultatele analizelor microbiologice

Tabel 3.1.4

Monitorizare de control: apă potabilă prelevată de la unitatea S.C. Andromi S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.1.5

Monitorizare de control: apă potabilă recoltată de la S.C. Andromi S.R.L.

Rezultatele analizelor microbiologice

Tabel 3.1.6

Monitorizare de control: apă din puț forat la 200 m adâncime, S.C. [NUME_REDACTAT] S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.1.7

Monitorizarea de control: apă din puț forat la 200 m adâncime, S.C. [NUME_REDACTAT] S.R.L.

Rezultatele analizelor microbiologice

Tabel 3.1.8

Rezultatele analizelor toxicologice ale probelor de apă potabilă, sursa-puț forat, recoltate în perioada 7.08.2013-09.04.2014 de la unitățile alimentare monitorizate și prezentate în tabelele 3.1.1-3.1.8 evidențiază faptul că apa potabilă a corespuns din punct de vedere al încadrării indicatorilor de calitate monitorizați în normele maxime admise prevăzute de normativele în vigoare.

Analizele microbiologice ale probelor de apă potabilă relevă faptul că nu s-au înregistrat depășiri ale numărului maxim admis în ceea ce privește prezența germenilor mezofili și a streptococilor fecali, însă numărul total de bacterii coliforme înregistrat, a depășit limita maximă admisă ce prevede lipsa acestor bacterii în apa analizată. (fig.3.1.1, 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4).

Fig. 3.1.1. Controlul microbiologic al numărului total de bacterii coliforme/100 cm3 determinate în probele de apă puț foraj recoltate de la S.C.[NUME_REDACTAT] S.R.L

Fig. 3.1.2. Controlul microbiologic al numărului total de bacterii coliforme/100 cm3 determinate în apa potabilă prelevată de la robinetul intrării în unitatea S.C.Prolacta S.R.L

Fig.3.1.3. Controlul microbiologic al numărului total de bacterii coliforme/100 cm3 determinate în probele de apă potabilă recoltate de la S.C.Andromi S.R.L.

Fig. 3.1.4 Controlul microbiologic al numărului total de bacterii coliforme/100 cm3 determinate în probele de apă puț foraj recoltate de la S.C.[NUME_REDACTAT] S.R.L.

3.2 Monitorizarea apelor reziduale înainte de preepurare și tratare

Pentru a cuantifica gradul de poluare al apelor reziduale provenite din industria laptelui și a cărnii s-au recoltat probe de apă reziduală de la unitățile S.C.[NUME_REDACTAT]. și S.C.[NUME_REDACTAT] înainte de procesul de preepurare, apele reziduale fiind apoi evacuate după preepurare într-un bazin vidanjabil etanș.

De asemenea din unitățile S.C.Prolacta și S.C.Andromi, s-au prelevat probe de apă reziduală înainte de tratarea acestora în stațiile de epurare proprii unităților. Rezultatele obținute pe baza metodelor standardizate enunțate la capitolul metodă de cercetare sunt exprimate cifric în tabelele 3.2.1, 3.2.2, 3.2.3, 3.2.4.

Monitorizare de control: unitatea S.C.[NUME_REDACTAT], apă reziduală prelevată înainte de preepurare pentru evacuare finală în bazin vidanjabil

Tabel 3.2.1

Monitorizare de control: unitatea S.C.Prolacta, apă reziduală prelevată înainte de tratarea în stația de epurare

Tabel 3.2.2

Monitorizare de control: unitatea S.C.Andromi, apă reziduală prelevată înainte de tratarea în stația de epurare

Tabel 3.2.3

Monitorizare de control: unitatea S.C.[NUME_REDACTAT], apă reziduală prelevată înainte de preepurare pentru evacuare finală în bazin vidanjabil

Tabel 3.2.4

Fig. 3.2.1 Nivelul clorurilor mg/l din apa reziduală prelevată inainte de preepurare

din unitatea [NUME_REDACTAT]. S.R.L

Fig. 3.2.2 Nivelul clorurilor mg/l din apa reziduală prelevată inainte de tratarea în stația de epurare din unitatea Prolacta S.R.L

Fig. 3.2.3 Nivelul clorurilor mg/l din apa reziduală prelevată inainte de tratarea în stația de epurare din unitatea Andromi S.R.L

Fig. 3.2.4 Nivelul clorurilor mg/l din apa reziduală prelevată inainte de preepurare

din unitatea [NUME_REDACTAT]. S.R.L

Cele mai mari valori ale indicatorilor CCO-Cr și CBO5 au fost înregistrate în probele de apă reziduală provenite de la unitățile de procesare a laptelui S.C.Prolacta și S.C.[NUME_REDACTAT] comparativ cu valorile înregistrate în probele de ape reziduale prelevate de la unitățile de procesare a cărnii S.C.[NUME_REDACTAT] și S.C.Andromi (p>0,001).

Cele mai mari concentrații în cloruri și cele mai mari valori ale pH-ului, semnificativ mai mari (p>0,001) s-au înregistrat în probele de apă reziduală prelevate de la fabricile de lapte, comparativ cu cele înregistrate în probele de apă reziduală provenită de la fabricile de carne.

Apele reziduale provenite din industria cărnii și a preparatelor din carne prezintă concentrații mari ale N și P, fapt confirmat prin valorile obținute în cazul probelor de apă reziduală provenite de la unitățile S.C. Andromi și S.C.[NUME_REDACTAT] care au fost semnificativ mai mari (p<0,05; p<0,01) comparativ cu concentrațiile de N și P determinate în probele de apă reziduală provenite de la unitățile de industria a laptelui S.C. [NUME_REDACTAT] și S.C.Prolacta.

3.3 Monitorizarea calității apelor reziduale evacuate dupa preepurare și tratare

În cele ce urmează vor fi prezentate rezultatele analizelor toxicologice ale probelor de apă reziduală recoltate după preepurare și tratare pentru a certifica și evalua modul în care acestea se încadrează și respectă limitele maxime admise în ceea ce privește indicatorii de calitate a apelor reziduale evacuate în rețelele de canalizare sau în receptori, norme stabilite prin legislația în vigoare.

Monitorizare de control: apă uzată din bazinul vidanjabil, S.C. [NUME_REDACTAT] S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.3.1

Monitorizare de control: apa uzată evacuată, S.C. Prolacta S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.3.2

Monitorizare de control: apă uzată evacuată în apele de suprafață, S.C. Andromi S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.3.3

Monitorizare de control: apă uzată din bazinul vidanjabil, S.C [NUME_REDACTAT] S.R.L.

Rezultatele analizelor fizico-chimice

Tabel 3.3.4

Datele înscrise în tabelele 3.3.1, 3.3.2, și 3.3.4 evidențiază faptul că s-au constatat depășiri ale următorilor indicatori de calitate: CCO-Cr, CBO5, suspensii totale, azot total, fosfor total, pH și cloruri.

Probele de apă uzată evacuate de la unitatea S.C. Andromi s-au încadrat în limitele maxime admise impuse pentru apele de suprafață. Astfel, stația de epurare a unității a funcționat la parametrii optimi, respectându-se condi țiile de calitate ale apelor uzate (tabel 3.3.3).

Fig. 3.3.1 Nivelul CCO-Cr mg/l din apa uzată din bazinul vidanjabil S.C [NUME_REDACTAT]. S.R.L

Fig.3.3.2 Nivelul CCO-Cr mg/l din apa uzată evacuată de la S.C Prolacta S.R.L

Fig. 3.3.3 Nivelul CCO-Cr mg/l din apa uzată evacuată în apele de suprafață de la S.C Andromi S.R.L

Fig. 3.3.4 Nivelul CCO-Cr mg/l din apa uzată din bazinul vidanjabil al S.C [NUME_REDACTAT] S.R.L

Cap. IV [NUME_REDACTAT] efectuate în cadrul prezentei lucrări de licență precum și rezultatele obținute permit evidențierea următoarelor concluzii generale:

1. Monitorizarea calității igienice a apei potabile, precum și a calității apelor reziduale evacuate de acestea sunt condiții necesare și obligatorii pentru toate unitățile alimentare care produc, prelucrează, depozitează, păstrează, transportă și desfac produse alimentare.

2. Analizele toxicologice ale probelor de apă potabilă recoltate din punctele de control din cadrul unităților alimentare monitorizate, au evidențiat faptul că acestea nu au prezentat culoarea modificată și nici gust și miros particular, caracteristic unei eventuale impurificări cu substanțe poluante.

3. Analizele bacteriologice ale probelor de apă recoltate din diferitele puncte de monitorizare a calității igienice a apei au indicat faptul că, în anumite perioade de monitorizare, s-au înregistrat depășiri ale numărului total de bacterii coliforme admise conform normelor în vigoare.

4. Analiza comparativă a calității apei potabile utilizată în unitățile alimentare monitorizate a relevat faptul că, deși nu s-au depășit limitele maxime admise de standardele în vigoare, cele mai mari concentrații de nitriți și nitrați precum și cele mai mari valori ale durității apei, au prezentat unitățile alimentare alimentate cu apă provenită din sursă proprie, comparativ cu unitățile alimentare aprovizionate cu apă din sursă centrală.

5. Probele de apă potabilă prelevate de la unitatea alimentară aprovizionată cu apă din sursă centrală au prezentat valori ale pH-ului și ale bacteriilor coliforme semnificativ mai mari comparativ cu valorile înregistrate la unitățile alimentare a căror sursă de apă potabilă este puțul forat.

6. Datele obținute confirmă faptul că apele reziduale provenite din industria laptelui prezintă caracteristici calitative diferite față de cele generate de industria cărnii.

7. Valorile concentrațiilor în CCO-Cr, CBO5, cloruri precum și valorile pH-ului apelor reziduale provenite din industria laptelui au fost mult mai mari comparativ cu cele provenite din industria cărnii. De asemenea, apele reziduale provenite din industria cărnii și a preparatelor din carne au prezentat concentrații mari ale N și P.

4.1 Contribuții personale

Pe baza cercetărilor întreprinse în cadrul prezentei teme s-au adus următoarele contribuții personale:

1. S-a realizat un studiu integrat al calității apei din industria alimentară în vederea certificării calității igienice a acesteia prin încadrarea în limitele admise conform normelor în vigoare.

2. Cercetarea întreprinsă se încadrează în categoria cercetărilor ‟fără intervenție” realizându-se astfel o monitorizare de control a apei potabile utilizată în industria de procesare a laptelui și a cărnii în vederea asigurării securității alimentare și garantării calității produselor finite.

3. Au fost efectuate analize detaliate ale unui complex de parametrii toxicologici și microbiologici ai apei potabile precum și s-au monitorizat din punct de vedere igienico-sanitar, caracteristicile calitative ale apelor reziduale provenite din unitățile de industrie alimentară.

4. S-a realizat o analiză comparativă evaluată statistic a calității apei potabile utilizată în unitățile alimentare monitorizate în funcție de sursa de alimentare cu apă.