Nowe technologie uzdatniania wody w przemyśle spożywczym

• Autorzy: Dajnowiec Fabian , Marjanowski Jan

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2020.6.3

Warianty tytułu

EN

New water treatment technologies in the food industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Według prognoz do 2030 roku na świecie nastąpi ograniczenie dostępności wody i będzie wynosiło ok. 40%, natomiast 50% populacji Ziemi pozostanie bez bezpośredniego dostępu do wody pitnej. Dlatego należy podejmować starania mające na celu skuteczniejsze uzdatnianie i większy odzysk wody z możliwych i dostępnych źródeł, często nazywanych potocznie źródłami niekonwencjonalnymi. W artykule przedstawiono dwie metody, które z powodzeniem mogą znaleźć zastosowanie w gospodarce wodą w zakładach przemysłu spożywczego. Pierwszą z nich jest osmoza bezpośrednia (FO), którą można zakwalifikować do membranowych technik rozdziału wykorzystujących istnienie siły napędowej pomiędzy stronami połprzepuszczalnej membrany. Drugą techniką pozwalającą na odsalanie wody jest pojemnościowa dejonizacja (CDI), w której wykorzystano działanie prądu stałego o niskim napięciu na przepływający między elektrodami płyn. Nowe metody oczyszczania wody zapewniają możliwości pozyskiwania tańszej wody zakładom przetwórstwa żywności.

EN

According to forecasts, until 2030 in the world water availability will have limited and it will be compared to about 40%, while 50% of the Earth’s population will remain without access to drinking water. Therefore, efforts should be made to improve water treatment and recovery from possible and available sources, often colloquially called unconventional sources. In this article two methods that can be successfully used in water management in food-processing plants are present. The first is forward osmosis (FO), which can be classified as membrane separation techniques using the existence of a driving force between the sides of the semi-permeable membrane. The second technique which allows water desalination is capacitive deionization (CDI), which uses the effect of low voltage direct on the fluid flowing between the electrodes. New methods of water purification provide the possibility of obtaining cheaper water for food-processing plants.

Słowa kluczowe

PL

odzysk wody; uzdatnianie wody; osmoza bezpośrednia; FO; pojemnościowa dejonizacja; CDI

EN

water recovery; water treatment; forward osmosis; FO; capacitive deionization; CDI

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 74, nr 6
• Strony: 11--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Dajnowiec Fabian

• Katedra Inżynierii i Aparatury Procesowej, Wydział Nauki o Żywności, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Marjanowski Jan

• Przedsiębiorstwo MARCOR w Gdańsku

Bibliografia

• [1] Alsvik I.L., M. May-Britt Hagg. 2013. „Pressure retarded osmosis and forward osmosis membranes: materials and methods”. Polymers 5 (1) : 303-327; doi:10.3390/polym5010303.
• [2] Blair J.W., G.W. Murphy. 1960. „Electrochemical demineralization of water with porous electrodes of large surface area”. Advances in Chemistry. Saline Water Conversion 27, 20 : 206-223; doi: 10.1021/ba-1960-0027.ch020.
• [3] Blandin G., A.R.D. Verliefde, J. Comas, I. Rodriguez-Roda, P. Le-Clech. 2016. „Efficiently combining water reuse and desalination through forward osmosis – Reverse Osmosis (FO-RO) Hybrids: A critical review”. Membranes 6 (3) : 37; doi:10.3390/membranes6030037.
• [4] Bodzek M., K. Konieczny. 2005. Wykorzystanie procesów membranowych w uzdatnianiu wody. Oficyna wydawnicza Projprzem-Eko.
• [5] Cath T.Y., A.E. Childress, M. Elimelech. 2006. „Forward osmosis: Principles, applications, and recent developments”. Journal of Membrane Science 281 (1-2) : 70-87.
• [6] Choi J., P. Dorji, H.K. Shon, S. Hong. 2019. „Applications of capacitive deionization: Desalination, soften-ing, selective removal, and energy efficiency”. Desalination 449 : 118-130.
• [7] Chun Y., D. Mulcahy, L. Zou, I.S. Kim. 2017. „A short review of membrane fouling in forward osmosis processes”. Membranes 7 (2) : 30.
• [8] Dabaghian Z., czerwiec 2018. Draw solutions and their recovery methods for dairy and food industries –a brief overview, https://www.forwardosmosistech.com/draw-solutions-and-their-recovery-methods-for-dairy-and-food-industries-a-brief-overview [dostęp: 22.05.2020].
• [9] Darwish M.A., H.K. Abdulrahim, A.S. Hassan, A.A. Mabrouk, A.O. Sharif. 2014. „The forward osmosis and desalination”. Desalination and Water Treatment 1-27; doi: 10.1080/19443994.2014.995140.
• [10] Encyklopedia PWN. 2020. „Uzdatnianie wody”, https://encyklopedia.pwn.pl/szukaj/uzdatnianie%20 wody.html [dostęp: 10.05.2020].
• [11] Haupt A., A. Lerch. 2018. „Forward osmosis application in manufacturing industries: A short review”. Membranes 8 (3) : 47; doi:10.3390/membranes8030047.
• [12] Holloway R.W., A. Andrea Achilli, T.C. Cath. 2015. „The osmotic membrane bioreactor: a critical review”. Environmental Science: Water Research and Technology 1 : 581-605; doi: 10.1039/c5ew00103j.
• [13] UNIC (Ośrodek informacji ONZ). 2018. „Międzynarodowa Dekada Wody 2018–2028”. Warszawa, http://www.unic. un.org.pl/dekada-wody/miedzynarodowa-dekada-wody-2018%E2%80%932028/3220 [dostęp:11.05.2020].
• [14] Jan Paweł II. 2003. „Ludzkość wobec tragedii głodu i niedożywienia”, https://opoka.org.pl/biblioteka/W/WP/jan_pawel_ii/przemowienia/fao_13102002.html [dostęp: 23.05.2020].
• [15] Lenntech. 2020. „Dejonizacja Pojemnościowa (CDI)”23, https://www.lenntech.com/processes/capacitive-deionization-cdi-.htm [dostęp: 22.05.2020].
• [16] Kowalczyk R., M. Tarnowski. 2011. „Energochłonność pozyskiwania i uzdatniania wody w wybranym zakładzie przemysłu”. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 2 : 37-41.
• [17] Marjanowski J., A. Nalikowski, M. Marjanowska. 2014. „Najnowsze metody uzdatniania wody na potrzeby zasilania układów chłodzenia”. Chłodnictwo i Klimatyzacja 12.
• [18] Oren Y. 2008. „Capacitive deionization (CDI) for desalination and water treatment – past, present and future (a review)”. Desalination 228 (1-3) : 10-29.
• [19] Porada S., R. Zhao, A. van der Wal, V. Presser, P.M. Biesheuvel. 2013. „Review on the science and technology of water desalination by capacitive deionization”. Progress in Materials Science 58 : 1388-1442.
• [20] Rocznik Statystyczny Przemysłu. 2019. Główny Urząd Statystyczny, 442-443.
• [21] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. poz. 2294).
• [22] Rozporządzenie (WE) 852/2004 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 29 kwietnia 2004 r. w sprawie higieny środków spożywczych (Dz.U. L 139).
• [23] Suchożebrski J. „Zasoby wodne Polski. Global Compact Network Poland. Zarządzanie zasobami wodnymi w Polsce 2018”, https://ungc.org.pl/bez-kategorii/oczyszczanie-wody-szansa-walke-niedoborem/ [dostęp:17.05.2020].
• [24] Terefe N.S., F. Janakievski, O. Glagovskaia, K. De Silva, M. Horne, R. Stockmann. 2016. „Forward osmosis: A novel membrane separation technology of relevance to food and related industries”. Innovative Food Processing Technologies. Extraction, Separation, Component Modification and Process Intensification 177-205; https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100294-0.00007-9.
• [25] Welgemoed T.J., C.F. Schutte. 2005. „Capacitive Deionization TechnologyTM: An alternative desalination solution”. Desalination 183 (1-3) : 327-340.
• [26] Xing W., J. Liang, W. Tang, D. He, M. Yan, X. Wang, Y. Luo, N. Tang, M. Huang. 2020. „Versatile applications of capacitive deionization (CDI)-based technologies”. Desalination 482 : 114390.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).