Znaczenie pomiaru twardości wody w przemyśle spożywczym

09 May 2025, 12:40
Aktualności
96 views

Znaczenie pomiaru twardości wody w przemyśle spożywczym i sektorze produkcji napojów

Woda jest jednym z podstawowych surowców wykorzystywanych w przemyśle spożywczym i produkcji napojów. Od jej jakości zależy smak, wygląd, tekstura, trwałość i wartość odżywcza gotowego produktu. Jednym z kluczowych parametrów fizykochemicznych wody jest twardość, czyli stężenie jonów wapnia (Ca²⁺) i magnezu (Mg²⁺).

W wielu procesach technologicznych wykorzystywanych w produkcji żywności, zbyt wysoka lub zbyt niska twardość wody może prowadzić do istotnych problemów technologicznych i jakościowych. Dlatego kontrola twardości wody to nie tylko aspekt techniczny, ale strategiczny element zarządzania jakością.

Czym jest twardość wody?

Twardość wody to miara stężenia jonów Ca²⁺ i Mg²⁺. Twardość ogólna dzieli się na:

Twardość przemijającą (węglanową) – głównie wodorowęglany wapnia, usuwalna przez gotowanie.
Twardość trwałą (niewęglanową) – np. siarczany i chlorki wapnia i magnezu.

Jednostki i skale pomiaru twardości wody

Twardość wody można wyrażać w różnych jednostkach, które bywają stosowane zamiennie w zależności od kraju i branży. Oto najczęściej spotykane:

mg/l CaCO₃ (miligramy na litr węglanu wapnia) – najpowszechniej stosowana jednostka laboratoryjna, pokazująca całkowitą zawartość soli wapnia.
ppm (parts per million) – używana głównie w systemach międzynarodowych, odpowiada mg/l.
°dH (stopnie niemieckie) – popularna skala w Europie, szczególnie w gospodarstwach domowych. Zakresy twardości w tej skali pomagają określić, czy woda jest miękka (0–4 °dH), lekko twarda (4–8,5 °dH), twarda (8,5–17 °dH) czy bardzo twarda (17+ °dH). Pomiary w tej skali są intuicyjne i praktyczne dla monitoringu jakości wody.
°fH (stopnie francuskie) – używane głównie we Francji.
°eH (stopnie angielskie) – stosowane w Wielkiej Brytanii.
mmol/l (milimole na litr) – wykorzystywana w chemii analitycznej jako jednostka układu SI.

Znajomość tych jednostek pozwala na właściwą interpretację wyników pomiarów i podejmowanie trafnych decyzji w zakresie uzdatniania wody i zarządzania produkcją.

Twardość wody jest zwykle oceniana w skali od bardzo miękkiej do bardzo twardej, co pomaga nam zrozumieć jej rzeczywiste implikacje w różnych scenariuszach.

Znaczenie twardości wody w przemyśle spożywczym.

Wpływ na jakość sensoryczną produktów

Twardość wody może zmieniać smak i aromat żywności:

W herbacie i kawie prowadzi do nadania gorzkiego lub metalicznego posmaku.
W warzywach gotowanych w twardej wodzie dochodzi do zmniejszenia intensywności barwy i zaostrzenia tekstury.
W produkcji piwa odpowiednia twardość wody decyduje o profilu smakowym.

Problemy technologiczne

Twarda woda:

Skraca żywotność instalacji (osady kamienne w kotłach, rurach, zaworach).
Pogarsza efektywność energetyczną (kamień działa jak izolator termiczny).
Obniża skuteczność detergentów i środków dezynfekujących.

W rezultacie rosną koszty utrzymania i konserwacji systemów.

Wpływ na trwałość i bezpieczeństwo

Minerały z twardej wody mogą reagować z konserwantami, obniżając ich skuteczność. W warunkach twardej wody szybciej namnażają się bakterie, a powierzchnie trudniej się dezynfekuje.

Pomiar twardości wody – metody i praktyki.

Metody pomiaru

Miareczkowanie kompleksometryczna (EDTA) – precyzyjna i referencyjna.
Fotometria kolorymetryczna – szybka, wygodna, z automatycznym odczytem.
Testy paskowe – szybkie, ale mniej dokładne.

W zastosowaniach przemysłowych warto stosować metody zgodne z HACCP i normami ISO.

Produkty Hanna Instruments do pomiaru twardości.

Checker HC HI719 – niewielkich rozmiarów fotometr do twardości magnezowej.
Checker HC HI720 – niewielkich rozmiarów fotometr do twardości wapniowej.
HI3812 – zestaw do testów chemicznych, który mierzy twardość całkowitą jako CaCO3 metodą miareczkowania EDTA, idealny do kontroli wejściowej wody.
HI3840 - Zestawy do analizy twardości ogólnej (0-150 mg/l (ppm)) (50 testów).
HI3841 - Zestawy do analizy twardości ogólnej (40-500 mg/l (ppm)) (50 testów).
HI3842 - Zestawy do analizy twardości ogólnej (400-3000 mg/l (ppm)) (50 testów).
HI97735 – Zaawansowany przenośny fotometr do pomiaru twardości całkowitej w wodzie do 750 mg/L (ppm).

Znaczenie twardości w zarządzaniu energią i utrzymaniem ruchu

Składniki twardej wody powodują osadzanie się trudno rozpuszczalnych soli (głównie CaCO₃) na wewnętrznych powierzchniach instalacji.

Obniża to przewodność cieplną powierzchni grzejnych.
Powoduje korozję podosadową (w obecności CO₂ i brak… tlenu).
Wymaga stosowania kosztownych środków czyszczących i zabiegów odkamieniających.

Regularny monitoring twardości to element optymalizacji kosztów energii i utrzymania ruchu.

Podsumowanie

Twardość wody jest krytycznym parametrem w przemyśle spożywczym i produkcji napojów. Wpływa nie tylko na jakość sensoryczną i trwałość produktów, ale także na efektywność energetyczną, niezawodność instalacji i zgodność z wymaganiami sanitarnymi.

Dzięki precyzyjnym narzędziom pomiarowym Hanna Instruments możliwe jest skuteczne zarządzanie jakością wody w procesach technologicznych. Inwestycja w monitoring twardości to nie koszt, lecz długoterminowa oszczędność i przewaga konkurencyjna.

Skontaktuj się z naszym doradcą technicznym, aby dobrać najlepsze rozwiązanie do Twojej aplikacji.