При приготовлении теста вода играет важную роль, так как от ее массовой доли, состояния, активности, химического состава зависит интенсивность физико-химических, биохимических, микробиологических и коллоидных процессов, влажность хлебопекарных полуфабрикатов и их консистенция, влажность хлеба и его пищевая ценность.
Вода используется в качестве растворителя пищевой поваренной соли, сахара, для приготовления дрожжевой суспензии, биологических разрыхлителей хлебопекарных полуфабрикатов (жидких дрожжей, жидких и густых заквасок, КМКЗ, термофильных молочнокислых заквасок, дрожжевых заквасок и т. д.) и теста.
В результате гидратации компонентов муки за счет возникновения координационной связи образуются ионные соединения. В воде растворяются молекулы кислорода, диоксида углерода, спирты, альдегиды, кетоны, сахара и др. Растворение происходит за счет образования водородных мостиков с гидроксильными группами сахаров и спиртов, карбонильными группами альдегидов и кетонов. Водородные связи образуются между водородной и гидроксильной (-ОН), карбоксильной (-СООН), карбонильной (-СО), амидной (-NH2), имидной (-NH) и сульфгидриль- ной (-SH) группами. Вещества, содержащие только неполярные гидрофобные группы, в воде не растворяются.
Качество воды, используемой на хлебопекарном предприятии, должно удовлетворять требованиям ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества» и отвечать санитарным правилам и нормам (СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»). В соответствии с этими документами вода должна быть бесцветной, прозрачной, без постороннего запаха и вкуса. В питьевой воде не должны содержаться болезнетворные микроорганизмы. О безопасности воды в эпидемиологическом отношении судят по общему числу микроорганизмов и числу бактерий группы кишечных палочек (ГОСТ 18963-73).
Содержание токсичных веществ (мышьяка, молибдена, свинца, нитратов, селена, стронция, аммония, бериллия, полиакриламида, фтора) в питьевой воде регламентируется предельно допустимыми концентрациями, мг/дм3, не более: алюминий остаточный (Al) — 0,5 (ГОСТ 18165-89); бериллий (Be) — 210 4 (ГОСТ 18294-2004); молибден (Мо) — 0,25 (ГОСТ 18308-72); мышьяк (As) — 0,55 (ГОСТ 4152-89); нитраты (NO3) — 45 (ГОСТ 18826-73); полиакриламид остаточный — 2 (ГОСТ 19355-85); свинец (Pb) — 0,03 (ГОСТ 18293-72); селен (Se) — 0,01 (ГОСТ 19413-89); стронций (Sr) — 7,0 (ГОСТ 23950-88); фтор (F) — для климатических районов: I и II — 1,5; III — 1,2; IV — 0,7 (ГОСТ 4386-89). Массовые концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, не должны превышать нормативов, указанных в таблице 3.10.
Большое технологическое значение для производства хлебобулочных изделий имеет жесткость воды, обусловленная содержанием в ней солей кальция и магния. Жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах Са2+ и Мg2+ на 1 дм3 воды (1 мгэкв. жесткости соответствует содержанию в 1 дм3 воды 20,04 мг Са2+ или 12,16 мг Mg2+). Общая жесткость воды должна быть не более 7 моль/дм3. По величине общей жесткости (моль/дм3) вода характеризуется как: очень мягкая — до 1,5; мягкая — 1,5-3,0; умеренно жесткая — 3,0-6,0; жесткая — 6,0-9,0 и очень жесткая — более 9.
Жесткость воды оказывает влияние на биотехнологические характеристики полуфабрикатов, качество изделий и должна регулироваться в зависимости от хлебопекарных достоинств перерабатываемой муки. Изменять содержание солей в воде можно ионообменным, известково-содовым или обратноосмотическим методами. Метод обратного осмоса для деминерализации воды является перспективной технологией, которую с успехом применяют на хлебозаводах. Для обессоливания воды используют мембранные аппараты с плоскокамерными или трубчатыми (рулонными) фильтрующими элементами и с мембранными элементами в виде полых волокон.
В настоящее время на хлебопекарных предприятиях используют три типа мембран в зависимости от их селективности: ацетатцеллюлозные, полиамидные и полисульфоновые. Тип мембран выбирают в соответствии с составом исходной воды и требованиями, предъявляемыми к качеству очищенной воды.
Технологическая схема обработки воды на хлебозаводе включает стадии предварительной очистки, обратноосмотического разделения и коррекции состава воды. Основной частью системы обратного осмоса является мембранный модуль.
Достоинства обратноосмотических установок по сравнению с деминерализаторами — отсутствие образования агрессивных отходов и простота обслуживания. Производительность оборудования от 0,05 до 100 м3/ч.
Автоматизированные комплексы подготовки воды для пищевых продуктов (рис. 3.8) осуществляют: механическую очистку; умягчение и обеззараживание воды; удаление железа, марганца и сероводорода; коррекцию рН; регулируемое обессоливание; измерение и контроль параметров воды; дозирование и др.
Для обеззараживания воды использование диоксида хлора (СlO2) по сравнению с хлором имеет явные преимущества: не образуются тригалометаны, неудаляемые органические галогены и хлорфенолы, не происходит реакций с NH4+ и соединениями азота. СlO2 проявляет дезинфицирующее действие в широком диапазоне рН, долго сохраняющее бактерицидный эффект в водораспределительных системах. Окислительная способность СlO2 практически не зависит от рН и наличия в воде ионов NH4+. Для полного удаления остаточного хлора вода дехлорируется, проходя через фильтр с активным углем:
С + 2d2 + 2Н2О = СО2 + 4На.
Аналогичное хлору бактерицидное действие оказывает озон. Преимущество озонирования воды состоит в том, что под действием озона одновременно с обеззараживанием удаляются привкусы и запахи и происходит обесцвечивание воды. Натуральные свойства воды не изменяются, так как избыток озона через несколько минут превращается в кислород. Как обеззараживающий агент озон действует быстрее хлора в 15-20 раз.
Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами (УФ-лучами) с длиной волны 100-400 нм является безреагентным физическим методом. Бактерицидные свойства УФ-лучей проявляются при длине волны 200-295 нм, преимущественно при 245 нм. Обеззараживают, как правило, очищенную, прозрачную воду, так как взвешенные вещества и коллоидные примеси рассеивают свет и препятствуют проникновению УФ-лучей в толщу воды. УФ- лучи эффективно действуют в отношении бактерий, спор и вирусов, не изменяя физико-химические и органолептические свойства воды.
Методы определения обобщенных показателей качества питьевой воды, ее органолептических свойств, содержания некоторых органических веществ, вредных химических веществ, поступающих и образующихся в процессе обработки воды, и радиационной безопасности воды приведены в ГОСТ Р 51232-98.
Вода на предприятии расходуется также для теплотехнических целей — производства пара, необходимого для увлажнения воздушной среды в расстойных шкафах и печах.
Для технологических и хозяйственных нужд хлебозаводы используют обычно воду из городского питьевого водопровода. Для бесперебойного снабжения водой и создания постоянного напора во внутренней водопроводной сети устанавливают специальные баки с холодной и горячей водой. Запас холодной воды должен обеспечить бесперебойную работу предприятия в течение 8 ч, запас горячей воды — на 5-6 ч.