คุณภาพน้ำดื่มและน้ำใช้ในโรงงาน โดย รศ.ดร.นฤมล มาแทน

ความสำคัญของน้ำ น้ำเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลก น้ำเป็นส่วนประกอบในการทำงานของ DNA ของมนุษย์ เราใช้น้ำในการดื่ม ล้าง และผลิตอาหาร เชื้อโรคบางชนิดต้องอาศัยน้ำในการเจริญเติบโตและอยู่อาศัยเช่น Salmonella thyphi และ Vibrio cholerae

การใช้น้ำในโรงงานอาหารกระป๋อง In-plant use Total use (%) Raw product washing 15 Product transport 10 Product preparation Incorporation in product 6 Steam and water sterilization of containers Container cooling 36 Plant cleanup 8

แหล่งน้ำ (Sources of water) 1 น้ำผิวดิน (Surface water) เช่น แม่น้ำ, ทะเลสาบ, ห้วยและลำคลองต่างๆ ปกติแล้วน้ำตามแหล่งน้ำธรรมชาติจะมีตะกอนไม่มาก เพราะมีเวลาที่จะตกตะกอนดังนั้นน้ำตามแม่น้ำจึงง่ายในการกรองหรือทำให้บริสุทธิ์ คุณภาพของน้ำแล้วแต่บริเวณที่น้ำไหลผ่าน เช่น บริเวณไร่นา ของเสียหรือโรงงานอุตสาหกรรม พื้นที่ที่มีการเลี้ยงสัตว์

2 น้ำทะเล (Ocean water) ปกติจะใช้ในการอุตสาหกรรมอาหารซีฟู๊ด น้ำทะเลใช้ในการขนส่งวัตถุดิบและใช้ในการล้างทำความสะอาดวัตถุดิบ ปกติจะมีการกรองเอาทรายออกก่อนนำมาใช้

3 น้ำใต้ดิน (Ground water) เช่น น้ำพุ น้ำบ่อ น้ำชนิดนี้ต้องมีการป้องกันการปนเปื้อนบริเวณบ่อ การเกิดรอยรั่วอาจจะถูกปนเปื้อนจากเชื้อจุลินทรีย์ได้

ความลึกจากผิวดินของการนำน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้ Potential sources of contamination Suggested minimum distance from well (in feet)a Septic tanks 100 Sewers Barnyards or feeding lots 200 Chemical disposal area 75-200 Stream 75 Landfill

การทำให้น้ำสะอาดก่อนนำมาใช้ (Water Treatment) 1 การตกตะกอน (Sedimentation) อาจมีการเติม ferric chloride เพื่อทำให้เกิดการตกตะกอนจากนั้นจึงแยกเอาตะกอนนั้นออกมา

2 การกรอง (Filtration) น้ำที่มาจากแหล่งน้ำควรผ่านการกรองเพื่อแยกเอาตะกอนหรือเศษผงที่มีขนาดใหญ่ออกให้เรียบร้อยเสียก่อน อาจใช้ถ่านเพื่อช่วยกรองและดูดกลิ่น และสีที่ไม่ดีออกจากน้ำ

3 การทำให้น้ำอ่อน (softening) Zeolites สามารถใช้เพื่อทำให้น้ำอ่อนได้เนื่องจากมี metallic ions การทำงานของ zeolites คือจะแลกเปลี่ยนหมู่โซเดียมกับแคลเซียมและแมกนีเซียมของน้ำ หมู่ Iron และแมกนีเซียมสามารถแยกออกจากน้ำได้ทำให้น้ำเกิดความนุ่ม แหล่งน้ำใต้ดินมักเป็นน้ำกระด้างมีเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่มาก เมื่อทำให้น้ำอ่อนแล้วอาจใช้เครื่องกรองสำหรับกรองเศษตะกอนและถ่านสำหรับดูดซับกลิ่นสีของน้ำอีกที

4 การทำลายเชื้อจุลินทรีย์ (Disinfection) 4.1 Chlorine สามารถผสมในน้ำเพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ได้ อย่างไรก็ตามควรมีการตรวจสอบ residual ของ chlorine บริเวณอ่างล้างมืออย่างน้อย 1 ครั้งต่อวัน - Chlorine gas, sodium chloride-based generators, sodium hypochlorite solutions ล้วนเป็นแหล่งของ Chlorine ในโรงงานอาหาร

Effect of chlorine demand on free chlorine Break Point Combined Chlorine

ปริมาณของคลอรีนในแนะนำให้ใช้ Purpose Concentration (ppm) Drinking water 0.2 Process water 0-0.5 Cleaning 10-20 Sanitizing 100-250 Cooling (can) 0.5-10.0 Conveying water 0.5-5.0 Belt sprays 1.5-3.0 Hydro-cooling meat 5.0-200 Fish thawing 5.0-10.0

ประสิทธิภาพของคลอรีน Microorganism Concentration (ppm) Algae 2.0 Bacteria (gram neg. cell) 0.2-5.0 Spores 150-250 Mould (hyphae) 100 135-500 Viruses 0.2-3.25

4.2 Chloramine เป็นสารอนินทรีย์ จุด demean point จะต่ำกว่าคลอรีนและไม่เกิด trihalomethanes แต่มันก็มีส่วนผสมของแก๊ส ammonia

4.3 Chlorine dioxide มันจะไม่สร้าง Trihalomethanes มันจะสามารถกำจัดกลิ่นไม่ดีของน้ำ แต่มันราคาแพงและอาจเป็นพิษ http://www.dentist.net/profresh-breath-system.asp

4.4 Ozone มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยุโรป สามารถใช้สำหรับการผลิตน้ำดื่ม ประสิทธิภาพของ ozone สามารถต้านทานเชื้อ poliovirus >Escherichia coli >hepatitis A virus >Legionella pneumophila >Bacillus subtilus spores นอกจากนั้นยังมีผลต่อ Giardia lamblia และ พวกโปรโตซัว

การใช้น้ำในอุตสาหกรรมอาหาร 1 Formulation water น้ำที่ใช้เป็นส่วนประกอบของอาหารและเครื่องดื่ม ซึ่งควรจะมีความบริสุทธิ์สูงและปราศจากกลิ่น, กลิ่นรส น้ำที่ใช้ควรเป็นน้ำอ่อน เช่น อุตสาหกรรมน้ำดื่มจะนำน้ำมาผสมกับไซรัปและอัดแก๊สจากนั้นก็นำไปฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ อาจใช้แผ่นกรองพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำนั้นปราศจากสิ่งปนเปื้อน แท็งค์น้ำปกติควรมีน้ำอยู่ไม่ต่ำกว่า 10%ของถัง

2 Cleaning ปริมาณน้ำ 10-50 เปอร์เซ็นต์ใช้ในการล้างทำความสะอาดเครื่องมือ เครื่องจักร และ พื้น ฝาผนังในโรงงานอุตสาหกรรม น้ำกระด้างบางครั้งไม่เหมาะในการนำมาล้างทำความสะอาดในโรงงานเพราะจะเหลือคราบของแคลเซียมและแมกนีเซียม

3 Conveying การขนส่งผักและผลไม้จำเป็นต้องใช้น้ำ เช่นการขนส่งพวกมันสำปะหลัง และ แครอท อาจมีการใช้ pumping ในการขนย้ายโดยมีท่อสำหรับส่งน้ำ ท่อที่ทำจาก stainless steel จึงจะมีความปลอดภัยสูง อาจจะมี biofilms อยู่ในท่อซึ่งอยากแก่การทำความสะอาด

4 Cooling การหล่อเย็นในกระบวนการแปรรูปจำเป็นต้องใช้น้ำ ปกติแล้ว sodium หรือ calcium hypochlorite จะถูกเติมลงในการหล่อเย็นอาหารกระป๋อง เพื่อให้มี residual ของ chlorine เพื่อป้องกันการเน่าเสียของอาหารกระป๋อง Effect of chlorination of cooling water on spoilage rate Can size Product Chlorinated cooling water Nonchlorinated cooling water 306x302 Vacuum-packed corn 0.46 3.44 603x408 0.39 5.17 303x406 Cream-style corn 0.29 1.17 603x700 1.37 7.80

Laboratory control of In-Plant Chlorination 1. ตรวจสอบระดับของ chlorine ทุกๆ 2 ชั่วโมงโดยใช้ Orthotoluidine flash test 2. ตรวจสอบ chlorine residual อย่างน้อย 7 จุด 2 ครั้งต่อวัน 3. บันทึกผลถ้าหากมีการพบ chlorine residual 4. เปรียบเทียบปริมาณของ residual กับ chlorinator settings 5 ชั่งน้ำหนักของของถังใส่ chlorine ในเวลาเดียวกันทุกวัน 6. ตรวจการทำงานของ chlorinator 7. ถ้าใช้สารละลาย hypochlorite ให้ใช้เข็มบอกปริมาณของสารละลายในถังไว้ด้วยว่าใช้เท่าไหร่ต่อวัน

5 Steam and Boilers ไอน้ำร้อนและน้ำร้อนมักใช้กันมากในโรงงานอุตสาหกรรม อาจมีการใช้ไอน้ำร้อนในการทำความสะอาดบางพื้นที่ของโรงงาน

คุณภาพน้ำ (Water Quality) 1 Microbiological quality เชื้อจุลินทรีย์ทั้งชนิดที่ก่อโรคและไม่ก่อโรคสามารถพบได้ในน้ำ และสามารถสร้างกลิ่น รสให้กับน้ำ เชื้อโรคหลายชนิดสามารถมีชีวิตในน้ำและเมื่อมนุษย์บริโภคเข้าไปก็นำโรคติดต่อมายังมนุษย์ไม่ว่าจะเป็นแบคทีเรีย เช่น Cholera, Shigellosis, Typhoid fever, Salmonellosis, Enteropathogenic E. coli infection, Yersinia gastroenteritis, Legionella pneumophila นอกจากนั้นยังมีไวรัสเช่น Poliomyelitis, Hepatitis A, Reovirus infection, Coxsackie virus infection, และโปรโตซัว เช่น Giardiasis, Amebiasis, Coccidiosis

การปนเปื้อนของน้ำเสียสามารถนำโรคมาสู่มนุษย์ 1 พวกสารพิษและเชื้อจุลินทรีย์มักมีอยู่เป็นจำนวนมากในน้ำเสียหรือของเสีย 2 การรั่วไหลของท่อน้ำเสียอาจจะปนเปื้อนไปกับน้ำดี หรือท่อน้ำเสียที่ปล่อยทิ้งในน้ำดีอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนของเชื้อโรคในน้ำดีได้ 3 น้ำเสียมีโอกาสสัมผัสกับอาหารได้ 4 เมื่อเชื้อจุลินทรีย์หรือสิ่งปนเปื้อนไม่ถูกกำจัดออกและยังคงมีชีวิตในกระบวนการแปรรูปอาหารดังนั้นเมื่อมนุษย์รับประทานอาหารนั้นๆอาจเกิดการเจ็บป่วย *น้ำที่ใช้ในโรงงานควรมี coliform ไม่เกิน 1 ตัวต่อน้ำ 100 มล.

2 Chemical Quality สารประกอบที่มีแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่สูงอาจถือว่าน้ำนั้นมีการปนเปื้อนจากสารเคมี เพราะสารเคมีอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการเจ็บป่วย น้ำเสียอาจมีการปนเปื้อนของสารพิษและสารเคมีอยู่สูง 3 Radiation บางครั้งมีการใช้พลังงานนิวเคลียสเข้ามาช่วยในการแปรรูป จึงอาจมีการปนเปื้อนลงไปในน้ำ โดยเฉพาะน้ำที่ใช้ cooling

ระบบการจ่ายน้ำ (Water supply systems) ปกติจะมีแท็งค์สำหรับเก็บน้ำและจ่ายส่งไปตามท่อโดยอาศัยปั๊มน้ำ ดังนั้นอุปกรณ์ทุกอย่างจึงต้องมีการตรวจสอบความสะอาดอยู่เสมอ ท่อส่งน้ำควรจะทำมาจาก copper หรือ stainless steel ไม่ควรใช้ท่อเหล็กสีดำ ระบบการจ่ายน้ำควรมีการส่งผ่าน filter ก่อนที่จะทำการจ่ายโดยการใช้แรงดันเข้าช่วย และ filter ควรจะเก็บไว้ในที่แห้งปราศจากแมลงและสัตว์รบกวน

ระบบการเชื่อมต่อของท่อส่งน้ำสำคัญมากเพราะหากเชื่อมไม่สนิทอาจเกิดการปนเปื้อนจากสิ่งปนเปื้อนภายนอกท่อเข้าไปในท่อน้ำได้ Potential sources of cross-connections in food service and food processing operations Laboratory sinks Steam ejectors Submerged hoses Lawn sprinklers Submerged inlets in tanks Utensil washers Sewage ejectors Ice machines Lavatory Air conditioners Commode Coffee urns