Обеззараживание воды. Практический подход к расчету значений доз для приложений предварительной и последующей обработки.

Автор: Trevor V. Suslow 

Автор перевода: Ю. Д. Ефимова

Источник: https://anrcatalog.ucanr.edu/...                

Почему необходимо обеззараживать воду

Чистая, санированная вода необходима для того, чтобы свести к минимуму потенциальную передачу патогенов из воды в производство, от здоровых продуктов к инфицированным в пределах партии и от одной партии к другой с течением времени. Водорастворимые микроорганизмы, в том числе патогены и возбудители болезней человека, могут быть быстро приобретены и обработаны на поверхности растений. Естественные контуры растительности, естественные отверстия, раны и порезы, царапины могут быть точками входа, а также безопасным убежищем для микробов. В этих охраняемых районах микробы в значительной степени не подвержены воздействию нормальных или разрешенных доз послеуборочной обработки воды, таких как хлор, диоксид хлора, озон, пероксид и пероксиуксусная кислота. Поэтому важно, чтобы в воде содержалось достаточное количество дезинфицирующего средства, чтобы убить микробы до того, как они прикрепятся или станут интернализованными в продуктах. Это важно в некоторых случаях использования воды для дожигания и во всех послеуборочных процедурах, связанных с водой, включая промывку, охлаждение, транспортировку воды (лотки) и последующее погружение.

Минимальные эффективные дозы

Нормы микробиологического качества воды должны повышаться ближе к зрелости урожая, а также при перемещении продукта с поля на конечную переработку. Однако чрезмерная обработка, особенно гиперхлорирование (использование высоких уровней хлора), имеет ряд известных и потенциальных негативных последствий для сенсорного качества продукта, окружающей среды и здоровья человека. Обработку воды следует проводить с целью минимизации эффективной дозы дезинфицирующего средства, используемого для микробной дезинфекции. Минимальные эффективные дозы обычно представляются как произведение концентрации (С) и времени воздействия (т) или Кт. Следуя тем же принципам, термин дезинфекция (Дг) может быть использован для управления качеством воды. Препятствием для дезинфекции является минимальная точка, в которой имеется достаточно свободного активного дезинфицирующего средства, чтобы нейтрализовать микробную активность до приемлемого уровня.

Обработка хлором и гипохлоритом (известью)

Простота использования и относительно низкая стоимость делают гипохлорит (обычно жидкий гипохлорит натрия) очень распространенным дезинфицирующим средством для воды в обрабатывающей промышленности. Антимикробная активность соединений хлора в значительной степени зависит от количества хлорной кислоты (HOCl), присутствующей в воде после нанесения. Это, в свою очередь, зависит от рН воды, количества органического вещества в воде и, в меньшей степени, температуры воды. Выше рН 7,5 очень мало (более 50%) хлора может существовать в виде активного HOCl, в то время как большинство из них становятся неактивным гипохлоритом (OCl -). В течение очень длительного времени контакта OCl-обладает некоторой антимикробной активностью, но, как ожидается, не будет полезен в типичных системах обработки после укладки. Ниже рН 6,0 образуется вредный газообразный хлор (Cl2), который не служит эффективным дезинфицирующим средством для воды. Из многих возможных форм хлора HOCl наиболее легко транспортируется через клеточную стенку микроба, чтобы начать процесс уничтожения. Таким образом, при управлении хлором важно максимизировать концентрацию HOCl и минимизировать все другие формы хлора. Крайне желательно поддерживать рН воды в диапазоне от 6,0 до 7,5 для обеспечения адекватной активности HOCl без образования газообразного хлора, что может привести к проблемам со здоровьем рабочих и большей коррозии оборудования.

 

Количество HOCl, необходимое для поддержания наиболее активного антимикробного действия, зависит от нескольких динамических факторов. Хлор обладает высокой реакционной способностью, соединяя практически любой окисляемый материал с образованием вторичных соединений. Количество хлора, необходимое для обеззараживания воды, зависит не только от рН, но и от количества и видов неорганических (в частности, аммиака, нитритов, железа и марганца) и органических (особенно аминокислот и простых белков) веществ, присутствующих в воде. Поскольку хлор быстро расходуется органическими и неорганическими молекулами в промывной воде, минимальный уровень общего хлора, потребность в хлоре (в основном под воздействием почвы, растительного мусора и экссудатов с поверхности среза) удовлетворяются в воде до того, как достаточное количество свободного хлора может убить микроорганизмы.

 

Время обработки фруктов и овощей обычно очень короткое. Чтобы свести к минимуму вероятность чрезмерного хлорирования при пиковом потреблении хлора, важно периодически заменять или фильтровать воду и смешивать ее с питьевой водой.

Расчет требует добавления HOCL

В чистой воде очень низкие уровни HOCl убивают большинство бактерий и некоторые вирусы. Примерно 1 минута с 1 - 2 частями на миллион HOCl должна быть достаточным временем контакта. По мере снижения качества воды и увеличения сложности контакта время или концентрация должны быть увеличены для поддержания адекватной микробной деструкции. Поскольку время контакта во время обработки после укрытия обычно определяется потребностями потока продукта, именно концентрация добавляемого дезинфицирующего средства регулируется. Эффективные концентрации HOCl (или других форм хлора) в идеале должны определяться микробиологическим тестированием в каждой системе. Управление качеством воды часто воспринимается как трудоемкая и дорогостоящая деятельность, однако настоятельно рекомендуется уделять ей повышенное внимание.

В качестве отправной точки можно использовать следующие расчеты для определения минимальной концентрации свободного хлора в виде HOCl в промывочной или охлаждающей воде, которая необходима для уничтожения свободно плавающих патогенных бактерий и вирусов. Расчеты основаны на адаптации таблиц, разработанных для достижения стандартов качества питьевой воды в очищенной воде. Более высокие уровни HOCl или другие методы лечения необходимы для спор бацилл или клостридий, а также для паразитов, таких как лямблии и криптоспоридии.