Видобування та розлив мінеральних вод

Промислове виробництво природних мінеральних вод включає такі технологічні стадії: каптування, транспортування, зберігання, технологічну обробку, підготовку скляної тари і розлив води у пляшки.

Каптування (водозабір). Мінеральні води, які використовуються для промислового розливу, підлягають обов'язковому каптування. Каптаж - це гідротехнічна водозабірна споруда 4, призначена для захоплення води на глибині, виведення її на поверхню землі при збереженні хімічного складу і фізичних властивостей. Сучасний тип каптажу - бурова свердловина 3, менш поширені - шахтні колодязі і штольні. Розрізняють два основних способи підйому води: самовилив і примусовий відбір за допомогою заглибних артезіанських насосів. Пристрій водоприймача обумовлено характером водоносного шару. Для оберігання води від потрапляння механічних домішок свердловини обладнують фільтрами з корозієстійких і механічно міцних матеріалів.

Транспортування води. Вибір способу транспортування залежить від відстані від каптажної установки до підприємства з обробки та розливу води. Якщо вказану відстань не перевищує 50 км, то для транспортування води використовують трубопроводи з нержавіючої сталі, скла або поліетилену низької пористості. Для запобігання дегазації води і підсосу грунтових вод транспортування проводять під невеликим надлишковим тиском (до 0, 05 МПа), створюваним С02.

При доставці мінеральних вод на відстань 50... 200 км використовують автомобільні цистерни, виготовлені з різних марок нержавіючої сталі, емальованої сталі або алюмінію. Цистерни попередньо заповнюють діоксидом вуглецю, а потім подають воду зі швидкістю 0, 8 м / с при тиску до 0, 05 МПа; такі умови зводять до мінімуму дегазацію води.

У тих випадках, коли джерела води знаходяться на значній відстані від основних споживачів продукту (більше 200 км), мінеральні води перевозять у спеціально обладнаних залізничних цистернах, що забезпечують транспортування води в різну пору року в ізотермічних умовах. Технологічну обробку мінеральних вод, призначених для транспортування, в цьому випадку ведуть на спеціальних станціях наповнення і зливу.

Зберігання води. Для забезпечення безперебійної роботи заводу створюють необхідний оперативний запас мінеральної води в збірнику 5 (див. рис. 34.1). Воду зберігають в умовах, що забезпечують стабільність хімічного складу води і виключають вторинне бактеріальне забруднення. Всі типи залізистих і вуглекислих вод зберігають у герметичних резервуарах 8под надлишковим тиском С02, що не перевищує 0, 05 МПа. Невуглекислі води дозволяється зберігати в негерметичних, але обов'язково закритих резервуарах. Термін зберігання в резервуарах води, яка не пройшла попередню обробку, не повинен перевищувати 2 діб, що пройшла первинну обробку - не більше 5 діб.

Технологічна обробка та розлив мінеральних вод. Це складна багатокомпонентна двофазна система, яка передбачає як загальноприйняті прийоми обробки (фільтрування, знезараження, охолодження і насичення діоксидом вуглецю), так і спеціальні технологічні прийоми, що забезпечують стабілізацію корисних компонентів води і виведення з їх складу речовин, що погіршують органолептичні властивості. Близько 44% обсягу розливають харчовою промисловістю мінеральних вод припадає на частку невуглекислих, не містять у складі рідкої фази легко окислюється компонентів.

Для повного видалення зважених часток, що викликають помутніння і знижують ефективність бактерицидної обробки води, її піддають фільтрування в напірних фільтрах 6 (фільтр-пресах, свічкових ультрафільтрів). Фільтруючими матеріалами служать фільтр-картон марки Т, мікропориста кераміка.

Основна мета знезараження природних мінеральних вод - знищення патогенних мікроорганізмів. Ступінь бактеріальної чистоти мінеральних вод визначається величиною коли-титру - мінімальною кількістю води (см3), в якому міститься 1 кишкова паличка. Вода, розлита в пляшки, повинна мати колі-титр не менше 300. При фільтруванні мінеральних вод через керамічні свічкові фільтри 6 відбувається часткове знепліднення, обумовлене тим, що розмір пор фільтруючого матеріалу не перевищує 1 мкм, а більшість патогенних мікроорганізмів мають розмір 1... 2мкм. Для більш ефективного знезараження воду піддають спеціальній обробці безреагентним або реагентним способом.

Безреагентний спосіб знезараження заснований на бактерицидну дію ультрафіолетових променів, які пропускають через мінеральну воду. На підприємствах використовують бактерицидні напірні установки ОВ-1П з занурювальним джерелом випромінювання 10. При цьому способі обробки органолептичні показники мінеральних вод не змінюються. На ефективність знезараження безреагентним способом істотний вплив роблять: кількість мікроорганізмів, що містяться в оброблюваній воді; її прозорість і безбарвність; сольовий склад, особливо присутність сполук заліза.

До реагентних способів знезараження мінеральних вод відносяться сріблення і хлорування. Водний розчин сульфату срібла (7, 22 г/дм3) в кількості 40 см3 на 1 м3 води через 2.., 4 год призводить до повної загибелі патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів. Установку Б7-ВОС-ОІ монтують на трубопроводі мінеральної води перед фільтрами.

Для знезараження вод, що не містять легко окислюється компонентів, може бути використаний гіпохлорит натрію. Розвиток кишкової палички і специфічних бактерій придушується при залишковій концентрації активного хлору 0, 3 мг/дм3. Для досягнення знезаражуючого ефекту розчин гіпохлориту (6... 8 г/дм3) вводять в потік або накопичувальний резервуар мінеральної води за допомогою дозаторів різних конструкцій, що забезпечують необхідний вміст залишкової кількості активного хлору.

Враховуючи, що з пониженням температури розчинність СО2 у воді підвищується, всі мінеральні води перед насиченням діоксидом вуглецю охолоджують до температури 4... 10 ° С. Більш глибоке охолодження недоцільно, оскільки воно призводить до зменшення розчинності солей мінеральних вод і випадання деяких з них в осад. Для охолодження використовують переважно трубчасті і пластинчасті теплообмінники 7 різних конструкцій.

Незалежно від газового складу всі мінеральні води перед розливом у пляшки насичують діоксидом вуглецю, який сприяє збереженню у воді вуглекислих солей, гнітюче діє на життєдіяльність мікроорганізмів, додає воді визначену гаму смакових властивостей, збільшує терміни зберігання. У процесі підготовки води до розливу частина природного діоксиду вуглецю губиться, тому всі вуглекислі води додатково насичують СО2, а невуглекислі води карбонізують.

Основна частина діоксиду вуглецю знаходиться у воді в молеку-лярні розчиненої формі, і тільки близько 0, 1%-у формі вугільної кислоти (Н3СО2), що додає їй слабокислі властивості. Насичення ведуть в сатураторах 9 різних конструкцій (Е6-АССМ, АСМ, АСК-1, РЗ-ВСВ) при низькій температурі під надлишковим тиском, в умовах, що забезпечують збільшення сумарної поверхні води, що піддається насиченню. Вміст діоксиду вуглецю в лікувальних водах, розлитих у пляшки, повинно бути в межах 0, 15... 0, 2%, в лікувально-столових - не менше 0, 3%, а в залізистих - не менше 0, 4%.

Розлив води в пляшки. При розливі мінеральних вод у пляшки прагнуть більш повно зберегти розчинений діоксид вуглецю, тому використовують ізобарічний спосіб розливу, при якому надлишковий тиск, створюваний СО2 в напірному баку розливної машини, відповідає протитиску в порожній пляшці, створюваному діоксидом вуглецю або повітрям.

З урахуванням особливостей хімічного і газового складу питних вод розроблено та впроваджено у виробництво п'ять принципових технологічних схем обробки і розливу вод.

Наповнення пляшок мінеральною водою здійснюють за рівнем, який визначається глибиною занурення в пляшку повітряного отвору на зливний трубці розливального апарата.

Природні мінеральні води розливають у пляшки з безбарвного, коричневого або зеленого скла на автоматизованих вітчизняних або закордонних лініях потужністю від 3 до 12 тис. пляшок / год і більше. Пляшки з розлитою в них мінеральною водою герметично закупорюють кроненпробками. Герметичність закупорювання гарантує збереження якості продукції для залізистих вод протягом 4 міс і для решти - протягом року.

У зв'язку з тим що хлоридні натрієві води агресивні, трубопроводи та все обладнання слід виготовляти з корозійностійкої-стійких матеріалів.

Враховуючи роль С02 в запобіганні солеутворення, процес обробки і розливу вуглекислих вод слід вести в умовах, що зводять дегазацію до мінімуму. Герметизують як транспортні засоби, так і все обладнання, використовуване для охолодження, резервування та знезараження води.

Всі води, що містять сполуки двовалентного заліза в кількості більше 5 мг/дм3, обробляють і розливають по схемі для залізистих мінеральних вод, що передбачає додаткові технологічні прийоми, спрямовані на запобігання окислення заліза і дегазації та води. При розливі залізистих вод протитиск рекомендується створювати діоксидом вуглецю. Для запобігання окислення заліза в мінеральну воду вводять розчин стабілізуючою кислоти - аскорбінової або лимонної. Така обробка забезпечує випуск готової продукції без осаду.

Мінеральні води з вмістом сірководню до 20 мг/дм3 і гідросульфід-іон про в до 30 мг/дм3 обробляють і розливають по схемі для гідросульфідних і гідросульфідно-сірководневих вод. Так як сірководень і гідросульфід-іони погіршують органо-лептичні властивості води, в схему обробки вводять додатковий технологічний прийом, спрямований на виведення сірчистих компонентів зі складу мінеральних вод. Десульфітування проводять в барботажному дегазаторі, встановлюваному в окремому приміщенні, обладнаному припливно-витяжною вентиляцією.