VODA –fizikalno hemijska obrada

1. VODA –fizikalno hemijska obrada

2. DISPERZIJE U VODI • Voda je tekućina bez boje, mirisa i okusa. U cjelokupnom prirodnom procesu kruženja u vodu dospijevaju tri vrste disperzija: • grube disperzije reda veličine iznad 10-7 m • koloidne disperzije reda veličine od 10 -7do 10 -9m • molekularne disperzije reda veličine ispod 10-9m.

3. Prisutne disperzije u vodi Grube disperzije po svojoj gustoći mogu biti veće, manje ili jednake gustoći vode, tj. mogu u vodi tonuti, plivati ili lebdjeti. Najčešće se uklanjaju procesima filtracije vode.

4. Koloidne disperzije predstavljaju čestice veličine od 10 -7 do 10 -9m, koje posjeduju istovrsni naboj (najčešće negativan). Zbog svog istovrsnog naboja međusobno se odbijaju te se zbog toga teško uklanjaju iz vode. Najčešće su to različite vrste glina, alumosilikata i sl. koji uzrokuju mutnoću vode. Uklanjaju se procesima flokulacije vode. Molekularne disperzije predstavljaju u vodi otopljene plinove, soli i organske tvari koji su dospjeli u vodu prirodnim procesom kruženja vode.

5. Sadržaj plinova u vodi; • Dušik 63.2 % • Kisik 35 % • Ugljik (IV) oksid 1.8 % • Otapanje pojedinih minerala iz tla pri prolasku vode kroz slojeve tla može se prikazati jednadžbama:

6. Soli, koje se nalaze u vodi za piće, daju vodi odgovarajuća poželjna organoleptička svojstva, ali te iste soli često smetaju prilikom upotrebe vode za potrebe industrije. Sadržaj soli prisutnih u vodi najčešće se izražava kao “tvrdoća vode”. Ukupna tvrdoća (UT) vode je mjera za sadržaj svih u vodi prisutnih kalcijevih i magnezijevih soli bez razlike na čije anione su vezani kalcij (Ca) i magnezij (Mg).

7. Ovisno o sadržaju kalcijevih i magnezijevih soli voda može biti “ mekša “ ili “ tvrda “. Često se za izražavanje tvrdoće koristi njemački stupanj (1 o nj = 10 mg CaO/ l vode). Kalcij i magnezij vezani na hidrogenkarbonate nazivaju se karbonatna tvrdoća (KT). Karbonatna tvrdoća se iz vode lako istaloži u obliku kamenca prema jednadžbi ako iz ravnoteže izade CO2 kao plin što se dogada pri grijanju vode.

8. Najčešći ioni u vodi i tvrdoće koje predstavljaju

9. VODE ZA PIĆE – PODJELA • Vodu za piće djelimo na: 1. Voda za piće iz javnih vodoopskrbnih sistema- potječe iz podzemnih ili površinskih vodotokova i njena fizikalno-hemijska svojstva često su promjenjiva i ovise o vanjskim faktorima (temperaturi, količini padavina,..). To se naročito odnosina površinske i podzemne vode kraških područja.

10. Ukoliko je u vodi prisutna povišena količina nekog fizikalno-hemijskog pokazatelja ili je voda onečišćena koristi se odgovarajuća tehnologija procišćavanja. Voda u ovim sistemima sadrži uglavnom saprofitnu, a ponekad i patogenu mikrofloru koja se uklanja dezinfekcijom, najčešćehemijskim sredstvima (npr. klor i klorni preparati,..).

11. 2. Prirodna mineralna voda- potječe iz podzemnih ležišta zaštićenih od svakog onečišćenja, dobiva se iz jednog ili više prirodnih ili bušenih izvora, a odlikuje se svojim organoleptičkim i fizičko-hemijskim osobinama, bakteriološki je ispravna te ima blagotvoran učinak na ljudski organizam. Od vode za piće razlikuje se po: 1. svojim prirodnim karakterističnim sadržajem otopljenih mineralnih tvari i tvari u tragovima, te određenim prehrambeno-fiziološkim učincima 2. stanjem svoje prirodne čistoće

12. Kod ovih voda nije dopuštena nikakva tehnologija prerade hemijskim sredstvima, niti dezinfekcija hemijskim sredstvima. U procesu punjenja prirodne mineralne vode dopušteni su postupci odvajanja nestabilnih elemenata kao što su željezo i sumporni spojevi postupcima filtracije ili dekantacije uz prethodnu oksidaciju zrakom, kisikom ili ozonom, ukoliko ovi postupci ne mijenjaju sastav mineralne vode u pogledu osnovnih karakteristika.

13. Da bi neka voda bila priznata kao mineralna voda potrebno je provesti sljedeća istraživanja: • I geološka i hidrogeološka • II fizikalna, hemijska i fizikalno-hemijska • III mikrobiološka • IV prehrambeno - fiziološka, farmakološka • i/ili klinička

14. 3. Izvorska voda - je voda koja potječe iz podzemnih ležišta zaštićenih od svakog onečišćenja. Sastav, temperatura i ostale karakteristike izvorske vode moraju biti konstantni u okviru prirodnih promjena i ne smiju se mijenjati u slučaju promjene izdašnosti izvora.

15. U procesu punjenja izvorske vode dopušteni su postupci uklanjanja nestabilnih elemenata kao što su željezo ili sumporni spojevi dekantacijom ili filtracijom uz prethodnu oksidaciju zrakom , kisikom ili ozonom. • Da bi neka voda bila priznata kao izvorska voda potrebno je provesti sljedeća ispitivanja: • I geološka i hidrogeološka • II fizikalna, hemijska i fizikalno-hemijska • III mikrobiološka

16. 4. Stolna voda je proizvedena od vode za piće s dodatkom dozvoljenih tvari, u cilju poboljšanja organoleptičkih svojstava, a zdravstveno je ispravna. Propisano je 10 tvari koje se mogu dodavati i sve te tvari moraju imati atest o upotrebljivosti u prehrambenoj industriji. Dopušteno je dodavanje ovih tvari: natrijev klorid, kalcijev klorid, natrijev karbonat, kalcijev karbonat, natrijev hidrogenkarbonat, magnezijev karbonat, natrijev sulfat, magnezijev sulfat, natrijev florid i ugljični dioksid.

17. 5. Soda-voda -podrazumijeva se proizvod dobiven direktnom impregnacijom pitke vode ugljičnim dioksidom u specijalnim bocama. Soda voda može se stavljati u promet u staklenim bocama s krunskim ili navojnim zatvaračem ili u pet-bocama s navojnim zatvaračem.

18. TIPOVI VODE U INDUSTRIJI PREMA SASTAVU • 1. Dekarbonizirana voda • Dekarbonizirana voda je voda kojoj je uklonjena karbonatna tvrdoća odnosno kalcijevi i magnezijevi hidrogenkarbonati. Dobiva se, dekarbonizacijom vapnom u vrućem ili hladnom (danas se uglavnom koristi dekarbonizacija u hladnom zbog previsoke cijene obrade u vrućem), dekarbonizacijom kiselinom ili dekarbonizacijom slabo kiselom ionskom izmjenom. • Može se dobiti i termičkom dekarbonizacijom, ali se ona ne koristi zbog ekonomskih razloga. Dekarbonizirana voda se upotrebljava u proizvodnji piva i bezalkoholnih pića, te kao rashladna voda.

19. Dekarbonizacija vapnom u hladnom - vapno se dodaje u obliku vode vapnenice (zasićena otopina) ili vapnenog mlijeka (suspenzija). Djelovanjem vapna kalcijev hidrogenkarbonat istaloži se kao CaCO3 u reaktoru, a zatim se voda filtrira kroz pješčani filter.

20. Dekarbonizacija kiselinom- provodi se doziranjem HCl ili H2SO4 u vodu (paziti na stvaranje gipsa ako se radi s H2SO4). Mora se tačno izračunati koliko kiseline se dodaje. Reakcija se odvija prema jednadžbi: -pri čemu se soli karbonatne tvrdoće prevode u soli nekarbonatne tvrdoće. pH dekarbonizirane vode je 4-5. Koristi se često kod pripreme vode za proces reverzne osmoze.

21. 2. Omekšana voda- Omekšana voda je voda bez ukupne tvrdoće odnosno bez Ca2+i Mg2+ Dobiva se gotovo isključivo mekšanjem neutralnom ionskom izmjenom. Pri ionskoj izmjeni koristi se jako kiseli ionski izmjenjivač zasićen Na+ ionima (neutralna ionska izmjena) pri kojoj se svi kalcijevi i magnezijevi ioni zamjenjuju natrijevim ionima. Na taj način dobiva se voda bez kalcija i magnezija odnosno bez ukupne tvrdoće.

22. 3. Demineralizirana voda Demineralizirana voda je voda kojoj su uklonjene sve soli. Naziva se idestiliranom ili deioniziranom vodom. Karakteristika takve vode je električna provodnost manja od 10 μS/cm budući da u vodi struju provode samo ioni dok je čista voda izolator. Koristi se u hemiji, za napajanje kotlova visokog pritiska, u proizvodnji jakih alkoholnih pića, u medicini i drugdje. Dobiva se destilacijom (vrlo rijetko), ionskom izmjenom i membranskim procesom reverzne osmoze.