ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ВОДА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДКИ, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЫ Российский патент 2005 года по МПК C02F1/68 C02F1/44 B01D61/04 B01D61/08 C02F103/04 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в ликеро-водочной отрасли при производстве водки.

В последнее время разработано много новых рецептур водок, производимых по классической технологии /1/. При этом качество водок может колебаться в значительных пределах и нередки случаи выпадения в готовой продукции осадков как минерального, так и органического происхождения. Такие партии водки подлежат выбраковке и возвращаются изготовителю для переработки. Все убытки несет производитель. Как показали исследования, проведенные авторами, на выпадение осадка существенное влияние оказывает качество технологической воды, используемой для приготовления сортировки.

Известна технологическая вода, используемая в производстве водки /2/, выбранная в качестве прототипа, со следующими технологическими показателями:

жесткость,мг·экв/л0,2щелочность,мг 0,1 н. НСl/100 мл воды0,6окисляемость,мг О₂/л2рН 7,0и содержанием ионов не более:кальций,мг/л0,08магний,мг/л0,04железо,мг/л0,15марганец,мг/л0,08медь,мг/л0,08алюминий,мг/л0,08кремний,мг/л1,0сульфаты,мг/л10,0хлориды,мг/л15,0фосфаты,мг/л0,08

Недостаток известной технологической воды состоит в том, что она применима для производства только одной марки водки - “Заздравная”, при этом для предотвращения выпадения осадков в готовой продукции обязательно ее охлаждение до - 12°С.

Известен способ получения технологической воды /2/, выбранный в качестве прототипа. В известном способе технологическая вода получается из естественной путем ее очистки в три стадии. На первой стадии исходную воду очищают от взвешенных частиц на фильтрах с микронажем 5 мкм до жесткости не более 0,5 мг·экв/л, на второй стадии фильтруют на активированном угле до окисляемости не более 4 мг О₂/л (на этой стадии, в частности, осуществляется очистка от активного хлора) и на третьей стадии проводят ее деминерализацию методом обратного осмоса до содержания растворенных компонентов не более:

жесткость,мг·экв/л0,2щелочность,мг 0.1 н. НСl/100 мл воды0,6окисляемость,мг О₂/л2рН 7,0кальций,мг/л0,08магний,мг/л0,04железо,мг/л0,15марганец,мг/л0,08медь,мг/л0,08алюминий,мг/л0,08кремний,мг/л1,0сульфаты,мг/л10,0хлориды,мг/л15,0фосфаты,мг/л0,08

Недостаток известного способа получения технологической воды состоит в том, что этим способом производится технологическая вода для производства только одной марки водки - “Заздравная”, при этом для предотвращения выпадения осадков в готовой продукции обязательно ее охлаждение до - 12°С.

Известно устройство получения технологической воды для производства водки /3/, выбранное в качестве прототипа. В известном устройстве блок предварительной подготовки технологической воды для производства водки последовательно соединен с установкой обратного осмоса.

Недостаток известного устройства состоит в том, что данное устройство не позволяет получать технологическую воду с заданными параметрами, которые можно регулировать.

Решаемая техническая задача состояла в создании технологической воды для производства водок с таким солевым составом, использование которой предотвращало бы возможность образования осадков в водках в процессе их длительного хранения, а также в создании способа и устройства получения такой технологической воды с заданным и регулируемым солевым составом.

Сущность изобретения состоит в том, что технологическая вода для производства водки, включает ионы кальция, магния, железа, марганца, меди, алюминия, кремния, сульфатов, хлоридов и фосфатов. Отличие изобретения состоит в том, что технологическая вода включает также ионы бария, гидрокарбонатов, калия и/или натрия, фтора и бора, ее технологические показатели находятся в пределах: жесткость 0,2-1,2 мг·экв/л, щелочность 0,1-4 мг·экв/л, окисляемость 2-6 мг О₂/л, рН 5,5-7,0, сухой остаток 10-300 мг/л, при этом ионный состав находится в пределах: кальций 3-16 мг/л, магний 0,8-4,8 мг/л, барий 0,02-0,1 мг/л, железо 0,02-0,1 мг/л, сульфаты 5-30 мг/л, хлориды 5-30 мг/л, кремний 1-5 мг/л, гидрокарбонаты 10-120 мг/л, натрий и/или калий 10-100 мг/л, марганец 0,02-0,1 мг/л, алюминий 0,02-0,1 мг/л, медь 0,02-0,1 мг/л, фосфор 0,02-0,1 мг/л, фтор 0,02-0,1 мг/л, бор 0,02-0,1 мг/л.

Сущность изобретения в отношении способа подготовки технологической воды для производства водки состоит в том, что способ включает очистку исходной воды от взвешенных частиц, активного хлора и растворенных органических веществ, умягчение и мембранную деминерализацию воды. Отличие изобретения состоит в том, что деминерализацию осуществляют в мембранной установке с мембранными элементами различной разделительной способности, а окончательный солевой состав технологической воды получают дозированным смешением потоков пермеата, отбираемых автономно с каждой секции мембранной установки, и регулируемого подмешивания в суммарный поток пермеата умягченной, очищенной от взвешенных частиц, активного хлора и растворенных органических веществ исходной воды.

Сущность изобретения в отношении устройства подготовки технологической воды для производства водки состоит в том, что устройство включает последовательно соединенные блок предварительной подготовки исходной воды и мембранную установку. Отличие изобретения в том, что мембранная установка состоит, по меньшей мере, из двух секций, снабженных мембранными элементами с различными разделительными характеристиками, при этом устройство снабжено регулятором солевого состава пермеата, входы которого соединены магистралями через регулирующие вентили с выходами пермеата секций мембранных элементов и выходом блока предварительной подготовки исходной воды.

Дозирование потоков пермеата с выходов различных секций мембранных элементов, обладающих индивидуальными разделительными способностями, а также дозированное подмешивание исходной воды, прошедшей обработку в блоке предварительной подготовки исходной воды, позволяет получать в регулируемом режиме воду с заданным солевым составом, т.е. осуществлять ее кондиционирование.

Предложенное изобретение создает технологические возможности для исключения процесса осадкообразования в готовых водках и улучшения ее органолептических показателей. Оно отличается тем, что для получения технологической воды используются только естественные способы водоподготовки без дополнительного введения химических веществ, а кондиционирование ее солевого состава осуществляется за счет регулирования соотношения потоков внутри самой системы водоподготовки. Секции мембранного контура комплектуются мембранными элементами с разными разделительными характеристиками (селективность мембранных элементов от 35% для нанофильтров до 99,8% для обратноосмотических элементов). Мониторинг качества очищенной воды осуществляется с помощью штатного кондуктометра установки обратного осмоса, а контроль соответствия солевого состава заданным величинам осуществляется в соответствии с методиками технохимконтроля, принятыми в отрасли. Указанные пределы регулирования состава технологической воды получены на основании экспериментальных исследований, подтверждающих невозможность образования минеральных осадков в водках с данным солевым составом в процессе их длительного хранения. Получение технологической воды с регулируемым солевым составом без добавления химических веществ дает возможность повысить качество водок путем индивидуального подбора соотношения солевого состава в технологической воде с учетом нормативов по срокам хранения.

На чертеже показана технологическая схема системы водоподготовки, позволяющей регулировать солевой состав очищенной воды. На чертеже цифрами последовательно обозначены следующие элементы:

1. Многослойный фильтр

2. Карбоновый фильтр

3. Блок умягчения: 3-1 - фильтр-умягчитель №1; 3-2 - фильтр-умягчитель №2; 3-3 - солерастворитель

4. Барьерный фильтр

5. Насосный агрегат

6. Трехсекционный мембранный контур

7. Резервуар для моющих растворов

8. Манометры

9. Узел регулирования солевого состава пермеата

10. Узел подмешивания умягченной воды в линию пермеата

11. Обратный клапан

12. Датчик давления

13. рН-метр

14. Расходомер

15. Автономные блоки управления фильтрами предподготовки

16. Блок управления фильтрами-умягчителями

17. Кондуктометр

18. Подача умягченной воды

19. Запорный вентиль

20. Перепускной вентиль (открыт только во время промывки)

21. Дроссель

22. Подача концентрата в емкость моющего раствора

23. Сброс концентрата в дренаж

24. Поджимной вентиль

25. Слив моющего раствора в дренаж

26. Запорный вентиль

27. Подача моющего раствора

28. Подача пермеата в накопительный резервуар

29. Подача пермеата в резервуар для моющего раствора

30. Сброс пермеата в дренаж

Изобретение работает следующим образом: исходная вода с помощью бустерного насоса подается на многослойный фильтр (1), зернистая засыпка которого рассчитывается на основании контрольных тестов мутности исходной воды /4/. В качестве зернистых материалов используют кварцевый песок, гидроантрацит, рубиновый гарнет, бирм, шунгизит, керамзит и др. материалы с различной пористостью, физико-химическими и гранулометрическими характеристиками. Количество фильтрующих слоев может колебаться от трех до восьми - в зависимости от необходимой степени осветления исходной воды. Стандартная величина осветления исходной воды составляет 20 мкм, максимальная - 10 мкм. Осветленная вода далее подается на карбоновый фильтр (2) с засыпкой активного угля из твердых пород дерева, где освобождается от остаточного активного хлора и растворенных органических веществ, которые сильно ухудшают органолептические показатели водок, а активный хлор, кроме того, разрушает мембранные элементы. Далее вода подается на блок умягчения (3), в котором происходит замещение малорастворимых ионов кальция, магния, бария и стронция, определяющих жесткость воды, на хорошорастворимые ионы натрия. Ионообменные реакции происходят на поверхности и в пористой структуре полимерных ионообменных смол, которые регенерируются раствором хлорида натрия. Блок умягчения обычно состоит из двух фильтров-умягчителей (3-1 и 3-2) и резервуара для хранения рассола (3-3). Фильтры-умягчители работают попеременно, обеспечивая непрерывный график эксплуатации всей системы водоподготовки. Умягченная вода подается на барьерный фильтр (4) с рейтингом 5-8 мкм, где освобождается от частиц, образующихся в самой системе водоподготовки (мелкодисперсные частицы, образующиеся при истирании зернистых фильтрматериалов, активного угля, ионообменной смолы, случайные частицы). Осветленная, освобожденная от активного хлора и растворенных органических веществ, умягченная вода насосным агрегатом (5) подается в мембранный контур под давлением 5-10 атм, которое контролируется с помощью манометров (8) и регулируется дросселем (21). Проходя через мембранные элементы по секциям мембранного контура (6) поток исходной воды делится на два потока: пермеат - прошедшая через мембрану деминерализованная вода и концентрат, вобравший в себя все отраженные мембранами растворенные вещества, который выводится в дренаж. Регулирование солевого состава пермеата осуществляется с помощью узла тонкого регулирования (9) и узла подмешивания умягченной воды в линию пермеата (10) - грубое регулирование. Мониторинг качества пермеата осуществляется с помощью штатного кондуктометра (17) с диапазоном измерение от 1 до 300 микросименс и рН-метра (13). Величину потоков пермеата и концентрата контролируют с помощью расходомеров (14). Степень использования исходной воды (конверсию) определяют по соотношению потоков пермеата и исходной воды. Мембранную установку периодически промывают от накопившихся загрязнений моющими растворами, которые приготавливают в резервуаре (7). Мониторинг процесса промывки осуществляют с помощью рН-метра (13). Циркуляция моющего раствора осуществляется насосным агрегатом (5) при закрытом дросселе (21) и вентилях (19; 23; 25 и 26) и открытых вентилях (20; 22; 24 и 27). Санитарная обработка мембранного контура осуществляется дезинфицирующими растворами неокислительного типа в той же последовательности, что и промывка. Промывка зернистой засыпки многослойного и карбонового фильтров осуществляется обратным током исходной воды при достижении гидравлического сопротивления 1,0-1,2 атм.

Источники информации

1. Славуцкая Н.И. Технология ликеро-водочного производства. М.: Пищевая промышленность, 1972.

2. ПАТЕНТ RU №2044045; 6 С 12 G 3/06, В 01 D 24/10. Способ производства водки “Заздравная”.

3. Handbook of Water Purification, Editor Walter Lorch, John Wiley@Sons, 1987, pp.334-355.

4. Н.В.Ярошевский, Л.А.Кульский, Метод расчета многослойного фильтра. АН СССР и АН УССР, Журнал “Химия и технология воды”, том 7, №4, 1985 г., с.3-7.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в ликеро-водочной отрасли при производстве водки. Технологическая вода для производства водки содержит ионы кальция, магния, железа, марганца, меди, алюминия, кремния, сульфатов, хлоридов и фосфатов, причем технологическая вода включает также ионы бария, гидрокарбонатов, калия и/или натрия, фтора и бора, ее технологические показатели находятся в пределах: жесткость 0,2-1,2 мг·экв/л, щелочность 0,1-4 мг·экв/л, окисляемость 2-6 мг О₂/л, рН 5,5-7,0, сухой остаток 10-300 мг/л, при этом ионный состав находится в пределах: кальций 3-16 мг/л, магний 0,8-4,8 мг/л, барий 0,02-0,1 мг/л, железо 0,02-0,1 мг/л, сульфаты 5-30 мг/л, хлориды 5-30 мг/л, кремний 1-5 мг/л, гидрокарбонаты 10-120 мг/л, натрий и/или калий 10-100 мг/л, марганец 0,02-0,1 мг/л, алюминий 0,02-0,1 мг/л, медь 0,02-0,1 мг/л, фосфор 0,02-0,1 мг/л, фтор 0,02-0,1 мг/л, бор 0,02-0,1 мг/л. Способ подготовки технологической воды для производства водки включает очистку исходной воды от взвешенных частиц, активного хлора и растворенных органических веществ, умягчение и мембранную деминерализацию воды, причем деминерализацию осуществляют в мембранной установке с мембранными элементами различной разделительной способности, а окончательный солевой состав технологической воды получают дозированным смешением потоков пермеата, отбираемых автономно с каждой секции мембранной установки, и регулируемого подмешивания в суммарный поток пермеата умягченной, очищенной от взвешенных частиц, активного хлора и растворенных органических веществ исходной воды. Устройство подготовки технологической воды для производства водки включает последовательно соединенные блок предварительной подготовки исходной воды и мембранную установку, причем мембранная установка состоит, по меньшей мере, из двух секций, снабженных мембранными элементами с различными разделительными характеристиками, устройство снабжено регулятором солевого состава пермеата, входы которого соединены магистралями через регулирующие вентили с выходами пермеата секций мембранных элементов и выходом блока предварительной подготовки исходной воды. Изобретение обеспечивает производство технологической воды с таким солевым составом, который исключает образование осадков в водках в процессе их длительного хранения, а способ и устройство позволяют получать технологическую воду с заданным и регулируемым солевым составом. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Технологическая вода для производства водки, включающая ионы кальция, магния, железа, марганца, меди, алюминия, кремния, сульфатов, хлоридов и фосфатов, отличающаяся тем, что технологическая вода включает также ионы бария, гидрокарбонатов, калия и/или натрия, фтора и бора, ее технологические показатели находятся в пределах: жесткость 0,2-1,2 мг-экв/л, щелочность 0,1-4 мг-экв/л, окисляемость 2-6 мг O₂/л, рН 5,5-7,0, сухой остаток 10-300 мг/л, при этом ионный состав находится в пределах: кальций 3-16 мг/л, магний 0,8-4,8 мг/л, барий 0,02-0,1 мг/л, железо 0,02-0,1 мг/л, сульфаты 5-30 мг/л, хлориды 5-30 мг/л, кремний 1-5 мг/л, гидрокарбонаты 10-120 мг/л, натрий и/или калий 10-100 мг/л, марганец 0,02-0,1 мг/л, алюминий 0,02-0,1 мг/л, медь 0,02-0,1 мг/л, фосфор 0,02-0,1 мг/л, фтор 0,02-0,1 мг/л, бор 0,02-0,1 мг/л.2. Способ подготовки технологической воды для производства водки, включающий очистку исходной воды от взвешенных частиц, активного хлора и растворенных органических веществ, умягчение и мембранную деминерализацию воды, отличающийся тем, что деминерализацию осуществляют в мембранной установке с мембранными элементами различной разделительной способности, а окончательный солевой состав технологической воды получают дозированным смешением потоков пермеата, отбираемых автономно с каждой секции мембранной установки, и регулируемого подмешивания в суммарный поток пермеата умягченной, очищенной от взвешенных частиц, активного хлора и растворенных органических веществ исходной воды.3. Устройство подготовки технологической воды для производства водки, включающее последовательно соединенные блок предварительной подготовки исходной воды и мембранную установку, отличающееся тем, что мембранная установка состоит, по меньшей мере, из двух секций, снабженных мембранными элементами с различными разделительными характеристиками, устройство снабжено регулятором солевого состава пермеата, входы которого соединены магистралями через регулирующие вентили с выходами пермеата секций мембранных элементов и выходом блока предварительной подготовки исходной воды.