Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время проблема обеспечения населения безопасными и полноценными продуктами питания приобретает социальную значимость. Вода - один из самых распространенных продуктов питания. Она широко используется в пищевой промышленности, является одним из основных компонентов в производстве молочных, мясных, алкогольных и безалкогольных напитков, хлеба, хлебобулочных изделий и т.д. В этой связи качество воды может оказывать существенное влияние на потребительские свойства и безопасность пищевой продукции.
В настоящее время в производстве пищевых продуктов используют воду из системы хозяйственно-питьевого водоснабжения. Питьевая вода во многих населенных пунктах не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Особенно выражены сезонные колебания качества воды с максимумом загрязнения в весенний и осенний периоды. Существующие в городах водоочистные станции осуществляют очистку природных вод с умеренным уровнем загрязнений. Такая технология обеспечивает очистку воды, главным образом, от взвешенных веществ, органических веществ, обуславливающих цветность воды и от микробиологических загрязнений. В отношении органических загрязнений антропогенного характера барьерная роль существующих водоочистных сооружений чрезвычайно мала.
Периодически в питьевой воде обнаруживается фенол и хлороформ, (который также образуется на одной из стадий водоподготовки при хлорировании воды), в количествах, превышающих ПДК. Присутствие органических веществ в воде негативно сказывается на здоровье человека: приводит к нарушению работы желудочно-кишечного тракта, центральной нервной системы, болезням печени и почек. В связи с этим, такая вода не может быть использована как для питьевых целей, так и в производстве продуктов питания.
Для очистки воды от органических веществ в практике используют озонирование, хлорирование, экстракцию, перегонку, пенную флотацию, адсорбцию, обратный осмос, ультрафильтрацию и другие методы.
Анализ литературных данных позволил считать целесообразным использование для реализации нашей задачи метода адсорбции. К достоинствам этого метода относятся: отсутствие вторичных загрязнений, неограниченность по производительности и возможность неоднократного использования адсорбентов.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка технологии сорбционной очистки воды от хлороформа и фенола, при их совместном присутствии и изучение ее влияния на потребительские свойства питьевой воды и продуктов питания, приготовленных на ее основе. Поставленная цель может быть достигнута решением следующих задач:
- изучить влияние состава, структуры, пористости, удельной поверхности и
способов предварительной подготовки сорбентов, рН среды на процесс адсорбции
хлороформа и фенола из индивидуальных растворов и их смеси в статических
условиях; j РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ 1
% С» «О
[ БИБЛИОТЕКА }
исследовать кинетику процесса адсорбции хлороформа и фенола из водных растворов при совместном присутствии на сорбентах различных марок, определить лимитирующую стадию массопереноса;
провести оптимизацию параметров и режимов сорбционного фильтра на основе фундаментального уравнения внешнедиффузионной динамики адсорбции и экспериментально подтвердить адекватность предлагаемого метода расчета;
разработать технологию адсорбционной очистки воды от хлороформа и фенола при совместном присутствии.
дать сравнительную товароведную оценку питьевой воды, подготовленной по традиционной и предлагаемой технологии, а также восстановленных на ее основе молочных продуктов (молока и сливок).
Научная новизна работы. Впервые установлены закономерности, особенности и механизм адсорбции фенола и хлороформа при их совместном присутствии на сорбентах, отличающихся природой, способом получения, пористой структурой, величиной удельной поверхности, способом подготовки.
Определен механизм и коэффициенты массопереноса при адсорбции фенола и хлороформа. Предложен новый метод расчета динамики адсорбции на основе фундаментального уравнения внешнедиффузионной динамики адсорбции с использованием адсорбционных констант уравнения Дубинина-Радушкевича и кинетических зависимостей.
Проведены сравнительные комплексные товароведно-технологические исследования по совокупности органолептических, санитарно-токсикологических показателей качества питьевой воды, очищенной по традиционной и предлагаемой технологии а также органолептических и физико-химических показателей восстановленных молочных продуктов.
Практическая значимость. Разработанная технология внедрена в технологической схеме производства экологически чистой бутьшированной воды на ООО «Хрустальное» и на водоочистной станции поселка шахты Ягуновской, что позволило улучшить качество питьевой воды, потребляемой населением. Результаты исследования использованы для разработки сорбционной технологии подготовки воды в производстве восстановленных молочных продуктов.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на IV Международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек» (г. Москва, 2001г.), Международной научно-практической конференции «Человек. Среда. Вселенная» (г. Иркутск, 2001г.), Международной научно-практической конференции «Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность» (г.Кемерово, 2000,2001,2002,2003г.), V Международной научно-технической конференции «Экология и жизнь» (г.Пенза, 2002 г.), Международном симпозиуме «Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания» (г.Кемерово, 2002 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ в виде статей и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, а также списки литературы (112 библиографических ссылок) и приложения. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, 27 таблиц и 44 рисунка.
