Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
PHẦN 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Trang
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC..............................................................................4
1.1 Cấu trúc của nước........................................................................................................4
1.2. Các thành phần có trong nước..................................................................................5
1.3. Tính chất của nước.....................................................................................................6
1.3.1. Tính chất vật lý.........................................................................................................6
1.3.2. Tính chất hóa học của nước...................................................................................6
1.4. Giá trị kinh tế và giá trị sức khỏe của nước.............................................................6
1.4.1. Giá trị kinh tế............................................................................................................6
1.4.2. Giá trị sức khỏe.........................................................................................................6
1.5. Vai trò và tác dụng của nước trong đời sống và sản xuất thực phẩm..................6
2. CÁC NGUỒN NƯỚC DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG ĐÓNG CHAI.......7
2.1. Phân loại sản phẩm nước uống đóng chai................................................................7
2.1.1. Sản phẩm theo giá trị dinh dưỡng..........................................................................7
2.1.2. Sản phẩm theo kích thước.......................................................................................8
2.2. Phân loại nguồn nước.................................................................................................8
3. THIẾT BỊ DÙNG TRONG SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG ĐÓNG CHAI..................9
3.1. Hệ thống màng lọc R0.................................................................................................9
3.1.1. Định nghĩa................................................................................................................9
3.1.2. Mục đích....................................................................................................................9
3.1.3. Cấu tạo......................................................................................................................9
3.2. Thiết bị lọc RO............................................................................................................10
3.2.1. Cấu tạo......................................................................................................................10
3.2.2. Nguyên tắc vận hành...............................................................................................11
4. CÁC HỢP CHẤT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG11
4.1. Lọc.................................................................................................................................11
4.1.1. Lọc nhanh.................................................................................................................12
4.1.2. Lọc bằng than hoạt tính...........................................................................................12

KẾT LUẬN................................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................36

SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 2 Lớp 08c2
Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
MỞ ĐẦU
Trên trái đất nhìn từ ngoài vũ trụ là một tinh cầu màu xanh. Sở dĩ có đặc trưng đó là vì 70%
bề mặt trái đất là đại dương hay cũng chính là nước. Và cũng chính nước là ngọn nguồn tạo ra sự
khác biệt giữa trái đất của chúng ta với vô số những hành tinh khác.
Nếu thế kỷ XX là thế kỷ của chiến tranh dành giật thứ “Vàng đen“ nguồn nhiên liệu dầu
mỏ thì dự báo thế kỷ XX1 nước sẽ thay thế vị trí đó.
Giá trị nước sạch trong thời đại làm cho cuộc sống được nâng lên đáng kể nên ngày nay
nước được gọi là thứ “Vàng trắng“. Nước không những tác động đến các ngành công nghiệp mũi
nhọn như công nghiệp thủy điện, công nghiệp chế biến mà còn quyết định đến hiệu quả sản xuất
nông, lâm, nghư nghiệp.
Có thể nói rằng “Ở đâu có nước là ở đó có sự sống”. Còn là để khẳng định vai trò của nước
trong cơ thể mỗi chúng ta. Vì nước chiếm tới 70% thể trọng của bạn, cơ thể con người thường
xuyên hấp thụ nước và mất nước. Hàng ngày mỗi chúng ta cần khoảng 1,5 - 2l nước, để bù lại
lượng nước mất đi do bài tiết và bốc hơi qua da, phổi…. Bạn có thể sống 50 - 60 ngày thiếu ăn
nhưng không chịu được 5 - 10 ngày thiếu nước.
Nhưng hàng ngàn năm nay con người uống nước sông, suối một cách vô hại. Ở các thành
phố phát triển điều đó ngày càng trở nên nguy hiểm hơn khi các loại chất thải được đổ ra hoặc theo
nước mưa đổ vào cống rãnh hoặc vào các sông và ngấm xuống đất mà từ đó con người lấy nước
uống. Rồi những dịch bệnh bùng lên với những căn bệnh gây chết người.
Thật vậy theo Tổ chức y tế thế giới (WHO). “Khoảng 80% bệnh tật của người dân trên thế
giới liên quan trực tiếp đến nước, trong đó có 400 triệu người luôn luôn bị viêm dạ dày, 200 triệu
người bị sán, 300 triệu người bị giun kim. Ngoài ra người ta cho rằng sử dụng nguồn nước ô nhiễm
là thủ phạm gây nên 80% cái chết của trẻ em. Ở Việt Nam thì theo báo cáo hiện trạng tổng quan về
ngành nước Việt Nam vừa tổ chức tại Hà Nội thì tỷ lệ người nhiễm giun sán, giun đũa, giun kim ở
Việt Nam được xem là cao nhất thế giới, những kiểm soát gần đây cho thấy 100% trẻ em tuổi từ 4 -

và H
2
trong liên kết O-H = 0,96 A
0
(0,96 * 10
-8
cm). Đám mây điện tích của các nguyên tử 0
2
và H
2
các cặp điện tử đó được phân bố như sau.
- Một cặp bên trong bao quanh hạt nhân O
2
.
- Hai cặp ngoài phân bố không đều nhau giữa các nhân, nguyên tử O
2
và H
2
lệch
nhiều về phía nhân O
2
.
- Hai cặp còn lại của O
2
không góp chung với H
2
như vậy phân tử nước có 4 cực
điện tích. Hai cực âm tương ứng với hai nhân nguyên tử H
2
có mật độ điện tử giảm có thể

-
) cao nhất 58mg/l, ( Ca
+
) 15mg/l.
1.2.2. Các loại khí hòa tan
Gồm: O
2
, CO
2
... trừ CH
4
.
1.2.3. Các chất rắn
Bao gồm các thành phần vô cơ và vi sinh vật được phân làm 2 loại dựa theo kích thước:
- Chất đi qua giấy lọc: là những chất rắn có đường kính < 10
-6
m. Trong đó có 2 loại
chất rắn dạng keo có kích thước 10
-9
m - 10
-6
m và chất rắn hòa tan (các ion và phân tử hòa
tan) có kích thước < 10
-9
m.
- Chất rắn không đi qua giấy lọc: là chất rắn có đường kính >10
-6
m, gồm tảo, bùn là
các loại chất rắn lơ lửng có kích thước từ 10
-5

- Điểm đông 0
0
C.
- Nước có khả năng truyền nhiệt lớn.
- Nước có khả năng phân tán nhiều hợp chất chứa nhóm không cực để tạo ra các mixen.
- Quá trình bốc hơi và sôi có liên quan chặt chẽ với nhau. Bốc hơi xảy ra ở nhiệt độ bình
thường nhưng từ bề mặt chất lỏng khi tăng nhiệt độ thì tốc độ bay hơi nước lớn, khi sôi nước
chuyển sang dạng khí trong toàn bộ thể tích chứ không chỉ trên bề mặt chất lỏng.
1.3.2. Tính chất hóa học
- Ở pH = 7 hàm lượng các ion hydroxyd (OH
-
) cân bằng với (H
3
O
+
)
- Phản ứng với acid: H
2
O + HCL  H
3
O
+
+ Cl
-

- Phản ứng với base: NH
3
+ H
2
O  NH

học của cây xanh để tạo nên các chất hữu cơ trên trái đất.
6CO
2
+ 6H
2
O  C
6
H
12
O
6
+6CO
2
Trong cơ thể người và động vật nhờ nước mà phản ứng thủy phân thức ăn mới tiến hành
được.
Nước là nguyên liệu cần thiết không thể thiếu được đối với công nghiệp hóa học và công
nghệ thực phẩm, nước dùng để nhào, rửa nguyên liệu để chế tạo sản phẩm và xử lý sản phẩm.
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 6 Lớp 08c2
Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
Nước còn dùng để liên kết các nguyên liệu và các chất sản phẩm.
Nước tham gia trực tiếp vào phản ứng hóa học và trở thành thành phần của sản phẩm.
Ví dụ: Nước tham gia phản ứng điều chế acid sunfuric: SO
3
+ H
2
O  H
2
SO
4


Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
Nước ngọt: Gồm + Nước khoáng có ga
+ Nước khoáng không có ga
+ Nước khoáng có ga và đường
Hình 1.6.
Phân loại theo giá
trị dinh dưỡng
2.1.2. Phân loại theo kích thước
Ngày nay sản phẩm đóng chai trên thị trường đa dạng về kích thước như: 300ml, 350ml,
500ml…
Hình 1.7. Các dạng chai theo kích thước
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 8 Lớp 08c2
Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
2.2. Phân loại nguồn nước [3]
Trong tự nhiên bao gồm các nguồn nước: như nước mưa, nước bề mặt, nước ngầm và nước
biển.
- Nước bề mặt:
+Thành phần:  Các chất hòa tan dưới dạng ion và phân tử có nguồn gốc hữu cơ
và vô cơ.
 Các chất rắn lơ lửng trong đó có cả hợp chất hứu cơ và vô cơ.
 Các vi sinh vật, vi trùng, vi rút.
Bảng 1.1. Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt
Chất rắn lơ lửng
(d >1 µm)
Các chất keo
D= 0,001- 1µm
(chủ yếu 0,05- 0,2 mm)
Các chất hòa tan
(d< 0,001 µm)
- Đất sét


O
2
, N
2
,
CH
4
….
- Các chất hữu cơ.
- Các chất mùn.
+ Vai trò: Là nguồn nước tự nhiên gần gũi với con người nhất nhằm cung cấp cho
nhu cầu sinh hoạt và công, nông nghiệp.
+ Thực trạng: Hiện nay nguồn nước tự nhiên dễ bị ô nhiễm nhất do sự phát triển
của dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý dòng nước thải không được chú
trọng nên bị nhiễm độc hại bởi hóa chất, các chất hữu cơ gây ảnh đến sức khỏe con người.
+ Biện pháp: Phải thường xuyên giám định chất lượng nguồn nước, kiểm tra các
thành phần hóa học, lý học, sinh học, nước đá ô nhiễm phóng xạ. Nguồn nước nhất thiết
phải được khử trùng với mục đích sinh hoạt.
- Nước ngầm:
Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt.
+ Thành phần:  Hầu như không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng.
 Trong nước ngầm không chứa rong, tảo.
 Có các hợp chất hòa tan do ảnh hưởng của thời tiết.
+ Vai trò: Là nguồn nước cung cấp cho mục đích sinh hoạt và là nguồn nguyên liệu
để sản xuất các loại nước uống tinh khiết, nước uống đóng chai.
+ Thực trạng: Do các chất thải của người và động vật, các chất thải hóa học, các
chất thải sinh hoạt cũng như việc sử dụng phân bón hóa học ngấm dần theo thời gian và
ngấm vào nguồn nước, gây ô nhiễm nguồn nước.
+ Biện pháp: Phải xử lý nguồn nước trước khi sử dụng.

- Màng 2: Bằng than hoạt tính 1 - 2 µm.
- Màng 3: Màng được làm bằng cacbon được ép công nghệ cao có chiều dày 1 - 2
µm để loại bỏ các kim loại nặng.
- Màng 4: Màng ro là sợi polyamid.
- Màng 5: Gồm các sợi cacbon xử lý gia tăng độ bền để tăng độ khoáng của nước
tạo được vị của nước ngọt và tinh khiết hơn.
Hình 1.9. Thiết bị lọc nước sạch RO
3.2.3. Nguyên tắc hoạt động
Đầu tiên nước chảy qua một bước xử lý là cột lọc 5
m
µ
bằng chất liệu sợi bông tinh sạch
để loại hóa chất thô cặn bẩn như rỉ, sắt, rong rêu, bùn đất. Tiếp theo nước đẩy qua filter làm bằng
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 11 Lớp 08c2
Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
chất liệu cacbon sẽ giúp loại bỏ 98% Clo và các hợp chất khác đặc biệt là khử sạch mùi vị. Tiếp
theo nước được xử lý qua lõi lọc cacbon đang ép xử lý lọc đa hóa chất, các hợp chất rắn hòa tan
trong nước, màng thẩm thấu ngược( TFC) sẽ loại bỏ 90 - 95% các tạp chất bẩn hòa tan trong nước,
các tạp chất bẩn sẽ đẩy đường nước thải và tống ra ngoài. Cột lọc cacbon cuối cùng sẽ loại hoàn
toàn các dấu vết của hóa chất, màu sắc, mùi vị, để cung cấp nguồn nước tinh sạch hoàn toàn, lúc
này nước tinh khiết sẽ được chứa trong một bồn nước kín hoàn toàn.

Hình 1.10. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc RO
4. CÁC HỢP CHẤT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG ĐÓNG
CHAI [3], [10], [11], [20], [21], [22], [23]
4.1. Lọc
4.1.1. Thiết bị lọc nhanh
Vật liệu lọc: Cát tự nhiên, cát thạch anh, đá hoa nghiền, bột sứ nghiền…
Yêu cầu: - Bảo đảm thành phần hạt theo yêu cấu phân loại.
- Bảo đảm độ đồng đều của khối hạt.

1000
3,0-5,0
1,5-2,5
0,6-0,8
Hình 1.11. Bể lọc nhanh
Nguyên tắc làm việc: Cần xử lý được cho vào bể lọc được các lớp vật liệu lọc hấp phụ các
chất cặn bẩn ở trên lớp vật liệu còn nước trong sẽ theo lớp vật liệu ra ngoài theo đường van chảy
chảy xuống dưới.
4.1.2. Lọc bằng than hoạt tính
Cách chế tạo: Than hoạt tính được chế tạo từ các nguyên liệu giàu cacbon như: than bùn,
than đá, các thực vật (gỗ, mùn cưa, bã mía….) xương động vật. Quá trình sản xuất than hoạt tính
gồm 2 giai đoạn đó là:
- Than hoá: Nhờ các quá trình nhiệt phân nhằm giải phóng cacbon khỏi liên kết với
các nguyên tử khác đồng thời nâng cao hàm lượng cacbon. Kết thúc quá trình nhiệt phân ở 400-
450
0
C trong điều kiện không có chất oxy hoá.
- Hoạt hoá: Than được oxy hoá chọn lọc ở 800 - 1000
0
C trong môi trường chứa hơi
nước hoặc khí CO
2
.
Phương trình phản ứng: C + CO
2
= 2CO
Đặc điểm: Có 2 dạng:
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 13 Lớp 08c2
Quy trình công nghệ sản xuất nước uống đóng chai GVHD: Hoàng Minh Thục Quyên
- Dạng bột.


Nước thô  trộn  kết bông  lắng  sục khí CO
2
 lọc

Ca(OH)
2
CO
2
Hiệu quả: Giảm độ cứng của nước đến 65mg/l
Có thể sử dụng phương pháp bổ sung vôi - xút với các loại nước không có cacbornat trong
nước phương pháp này dựa vào các phản ứng hóa học sau:
- Ca(OH)
2
+ Ca(OH)
2
= CaCO
3
+ 2H
2
O
- Na
2
CO
3
+ CaSO
4
= CaCO
3
+ Na

- Khử sắt bằng hóa chất
+ Các hóa chất thường dùng là: CaO, KMnO
4
, Cl
2
..
4.3.2. Khử mangan
Mn trong nước thường cùng tồn tại với Fe ở dạng ion hóa trị 2 và dạng keo hữu cơ trong
nước bề mặt. Do vậy quá trình khử Fe, Mn thường được tiến hành đồng thời với quá trình khử Fe
Mn hóa trị 2 hòa tan khi bị oxy hóa để tạo ra Mn(3) và Mn(4) ở dạng hydroxyd kết tủa.
Quá trình oxy hóa thường xảy ra theo phản ứng:
2Mn(HCO
3
)
2
+ O
2
+ 6H
2
O = 2Mn(OH)
4
+ 4H
+
+ 4HCO
3
-
Có 2 phương pháp khử Mn:
- Phương pháp oxy hóa: Dùng chất oxy hóa mạnh (như: Cl, O
3
, KMnO