Технологическая схема производства воды минеральной лечебно-столовой и ее описание

 

Технологический процесс, обеспечивающий выпуск минеральных вод бутылочного розлива, включает следующие основные этапы:

- подъем воды на поверхность земли

- транспортировку ее от каптажного сооружения (источника) на завод (цех) розлива,

-резервирование воды,

-ее обработку (охлаждение, фильтрование, обеззараживание, стабилизацию состава, насыщение двуокисью углерода),

-мойку бутылок, розлив минеральной воды в бутылки, укупорку,

-бракераж,

-этикетирование,

-укладку бутылок в ящики,

-хранение готовой продукции.

 

Каптирование

 

Минеральные воды в природных источниках находятся на различной глубине. Для промышленного розлива они подлежат каптированию, т. е. добыче.

Каптаж - гидротехническое сооружение для забора воды - может быть в виде буровых скважин, шахтных колодцев, штолен в зависимости от глубины залегания и способа подъема вод.

В зависимости от месторождения, глубина скважины бывает от нескольких метров до 200-300 метров. Температура по глубине распределяется неравномерно и зависит от химического состава.

Различают каптажи восходящих источников и каптажи нисходящих источников.

Каптаж восходящих источников - это устройство для вывода на поверхность земли напорных (артезианских) вод. Такое устройство представляет собой шахтный опускной колодец или скважину глубокой выработки круглого сечения в земной коре, сооружаемую путем бурения механическими приспособлениями без доступа рабочих внутрь нее.

Каптаж нисходящих источников с сосредоточенным выходом струи воды выполняется в виде камер для ее захвата.

Из источника через отверстие вода попадает в ключевое отделение, где она «успокаивается»; затем через водослив вода переливается в отделение, из которого по трубе она направляется к местам ее потребления. Излишек воды из отделенияпоступает через водослив в переливную трубу. Для спуска воды и очистки устройства от осадков в отделении имеется грязевая труба, а во втором отделении- грязевая труба, снабженные задвижками. Переливная труба и обе грязевые трубы присоединены к выводной трубе. В каптажной камере, как обычно, имеется вентиляционная труба.

Каптажные камеры и колодцы строят из бетона, железобетона, естественного или искусственного камня. При каптаже минеральных вод трубами в зависимости от состава вод для изготовления труб применяются стойкие против коррозии материалы - чугун, асбестоцемент, керамика, пластические материалы, нержавеющая сталь и др.

 

Транспортирование минеральных вод

 

Подача воды от скважины до заводов розлива осуществляется одним из трех способов: трубопроводами, автоцистернами, железнодорожными цистернами.

Общие требования при всех способах доставки воды сводятся к сохранению физико-химических свойств и качества воды.

Сохранение физико-химических свойств и качества воды зависит от многих факторов, таких как выбор материала, используемого для изготовления трубопроводов и цистерн, соблюдения условий транспортирования, стабилизации химического состава воды, соблюдения санитарно-бактериологического состояния воды и оборудования.

По трубопроводамводу подают на расстояние до 50 км под небольшим избыточным давлением диоксида углерода, используя трубы из коррозиестойкой стали, чугуна, стекла, пищевого полиэтилена. Трубопроводы укладывают в бетонные или кирпичные коллекторы, выполненные из коррозиестойкой стали и сваренные в атмосфере аргона - непосредственно в грунт.

В автомобильных цистернахводу перевозят на расстоянии 50-200 км. Для исключения дегазации заполнение цистерн ведут в герметичных условиях через нижние или боковые штуцеры со скоростью 0,8 м/с при давлении 0,05 МПа, обеспечивая микробиологическую чистоту процесса. Если цистерны наполняют водой, содержащей двухвалентное железо, то из нее удаляют воздух, вытесняя его диоксидом углерода со скоростью 300-360 дм³/мин. Термальные воды предварительно охлаждают до 20°С.

 

Приемка

 

Минеральные воды принимаются партиями. Партией считается количество минеральной воды одного наименования разлитое в железнодорожные цистерны, одной даты выпуска и оформленное одним документом о качестве.

Документ о качестве должен содержать:

- наименование предприятия-поставщика;

-наименование минеральной воды;

- результаты испытаний или подтверждение о соответствии качества продукции требованиям нормативно-технической документации.

- номер железнодорожного вагона (цистерны);

- номер железнодорожной накладной;

- объем транспортируемой воды;

- дату наполнения;

В каждой партии определяют бактериологические (общее количество бактерий в 1 см³ минеральной воды, количество бактерий группы кишечной палочки в 1 дм³ минеральной воды) и органолептические (внешний вид, цвет, вкус и запах) показатели, массовую концентрацию одного, двух основных ионов, двуокиси углерода, нитритов, нитратов и пермаганатную окисляемость.

Для осуществления контроля качества минеральной воды пробы на анализ отбирают из каждой цистерны объемом не менее 4 дм³ (из них не менее 2 дм³ для контроля санитарно- бактериологического состояния).

 

Хранение

 

Хранение минеральных вод, доставленных на предприятие по розливу осуществляется в герметичных резервуарах при избыточном давлении углекислого газа (не менее 0,005мПа), которое создается насосными станциями и проводиться ежедневно. Срок хранения вод устанавливается не более 5 суток. Во избежание значительной дегазации резервуары заполняют снизу под слой воды со скоростью 0,6-0,8 м/с.

Хранение вод производиться в заводских резервуарах: эмалированных или изготовленных из железобетона без футеровки и с футеровкой из кислотоупорной плитки, нержавеющей стали и других коррозионностойких материалов. Для хранения используют вертикальные и горизонтальные резервуары.

Предпочтительно использовать резервуары цилиндрической формы. Заводские резервуары для хранения минеральных вод являются мерой вместимости и должны быть в обязательном порядке поверены и пролитражированы.

Чистку и дезинфекцию резервуаров необходимо проводить не реже 1 раза в год, а после ремонта и при бактериальном загрязнении - немедленно.

Фильтрация

 

Поступающая на производство минеральная вода подвергается фильтрации. Взвешенные вещества, содержащиеся в воде, вызывают помутнение воды и снижают эффективность бактерицидной обработки ее.

В минеральной воде могут присутствовать грубодисперсные и тонкодисперсные взвешенные вещества. Для удаления последних минеральную воду фильтруют на керамических свечных фильтрах, где в качестве фильтрующего материала используют микропористую керамику с размером пор 1 мкм и более. В результате удаляют взвеси и микроорганизмы, имеющие размеры более 1 ... 2 мкм.

Фильтрование воды проводят под давлением, обеспечивающем преодоление сопротивления в трубопроводе и фильтрующего материала без дополнительной перекачки насосами.

Обеззараживание

 

Минеральная вода обсеменяется микроорганизмами при транспортировании, хранении и технологической обработке. При высокой концентрации БГКП необходимо проводить обеззараживание до концентрации БГКП не более 1 КОЕ/дм³.

Для проведения обеззараживания существует 2 способа: реагентный и безреагентный.

Реагентные способы, применяемые для обеззараживания минеральной воды, зависят от их химического состава, а также от технического оснащения завода.

Хлорирование с помощью газообразного хлора; серебрирование до суммарной концентрации 0,2 мг/дм³.

Концентрация остаточного хлора нормируется для каждой воды в отдельности, а общее количество добавленного или привнесенного хлора не должно превышать 0,5 мг/дм³. При необходимости удаление избыточного хлора применяют озонирование или серебрирование с последующей фильтрацией. Для инактивации микрофлоры допускается использование гипохлорида натрия.

Безреагентный способоснован на свойстве ультрафиолетовых лучей подавлять различные микроорганизмы, в том числе и патогенные.

При обработке минеральной воды ультрафиолетовые лучи при длине волны 225-255 нм действуют на микрофлору не непосредственно, а через слой воды. Кроме того, микроорганизмы могут находиться на взвесях, которые будут предохранять их от воздействия ультрафиолетовых лучей. Таким образом, из-за мутности и цветности воды может снижаться эффективность бактерицидной обработки. Помимо этого эффект обеззараживания может уменьшаться при содержании в воде железа более 0,3 мг/л.

Преимущество обеззараживания воды с помощью ультрафиолетовых лучей заключается в их быстром действии на микрофлору и в том, что они не изменяют органолептических свойств минеральной воды.

Для обеззараживания минеральных вод используют бактерицидные напорные установки с погружным источником излучения. Установка состоит из герметичной камеры, выполненной из нержавеющей стали или чугуна. В камере размещена аргонортутная лампа низкого давления типа БУЕ, защищенная от контакта с водой кварцевым чехлом. Стенки кварцевого чехла пропускают ультрафиолетовые лучи аргонортутной лампы. С помощью установки с лампой "УВ-60 можно обеззараживать 3 м³ минеральной воды в час при рабочем давлении 0,5 МПа.

После проведения обеззараживания в минеральной воде проводят контроль таких микробиологических показателей, как :

-общее количество бактерий в 1 см³ минеральной воды,

-количество бактерий группы кишечной палочки в 1 дм³ минеральной воды.

Обеззараженная вода направляется на охлаждение.

 

Охлаждение

 

После проведения обеззараживания минеральная вода из бактерицидной установки подается в теплообменник для охлаждения.

Растворимость диоксида углерода в воде зависит от температуры: с понижением ее растворимость диоксида углерода в воде повышается. Поэтому перед насыщением минеральной воды диоксидом углерода ее охлаждают до определенной температуры. Предельную температуру охлаждения минеральной воды подбирают с учетом возможного образования осадка вследствие уменьшения растворимости солей. Наиболее часто минеральные воды охлаждают до температуры 4 ... 10 °С в одну стадию.

 

Сатурация

 

Минеральные воды насыщают диоксидом углерода для улучшения вкуса, стабильности химического состава и подавления жизнедеятельности микроорганизмов.

Для сатурации воды применяют один из нескольких способов: -размешивание воды с барботируемым в нее газом;

-распыление воды до мельчайших, частиц в атмосфере углекислого газа;

-пропускание воды по керамической насадке с большой поверхностью навстречу движению углекислого газа;

-смешивание воды с газом в водоструйном эжекторе.

В зависимости от используемых способов сатурации различают сатураторы смесительные, распылительные, комбинированные.

Сатураторы, в которых насыщение воды производится, смешиванием ее с поступающим через барботер газом, называются смесительными.

Распылительными, или колончатыми, называются сатураторы, в которых распыленная до мельчайших: частиц вода пропускается через сатурационную колонку, заполненную керамической насадкой, навстречу углекислому газу.

Сатураторы, в которых применяется два или несколько из названных способов сатурации, называются комбинированными.

Газирование воды в сатураторе производится следующим образом. Охлажденная до 4-6 °С вода поршневым насосом подается в верхнюю часть сатурационной колонки; здесь при помощи распылительных форсунок вода разбрызгивается и стекает по насадке керамических колец в смесительный резервуар. На пути следования вода вначале в виде мельчайших капель, а затем в виде тонких пленок вступает в контакт с движущимся из смесителя углекислым газом и абсорбирует его. Дальнейшее насыщение воды происходит в смесительном резервуаре при интенсивном размешивании ее с углекислым газом, подаваемым в смеситель через барботер. Не растворившийся в воде газ из смесительного резервуара поступает в колонку и поднимается вверх по насадке. Не растворившийся газ в смеси с воздухом, выделяющимся из воды в процессе сатурации, периодически выпускается в атмосферу через газо-воздушную трубку и заполненный щелочью стакан. Газированная вода непрерывно отводится из резервуара к разливочным машинам.