Изобретение относится к производству питьевой воды в бутылях или пакетах различной емкости.
Известен СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ по патенту РФ №2045478, согласно которому вода из озера берется из горизонтов наиболее стабильных по составу чистых прозрачных вод, верхняя граница которых расположена ниже сезонного слоя скачка прозрачности, а верхняя Zв и нижняя Zн границы горизонтов определяются отношениями:
Zв.г./Zmax=0.3, Zn.r/Zmax=0.9,
где Zmax - максимальная глубина озера в месте водозабора,
воду обрабатывают путем грубой, затем тонкой очистки с последующей стерилизацией, розлив проводят в стерильные емкости, свободное пространство которых заполнено кислородно-озоновой смесью, а укупорку осуществляют в атмосфере, прошедшей очистку фильтрованием.
Недостатки способа:
1. В первом пункте формулы изобретения указано «верхняя граница Zв.г. слоя водозабора расположена ниже сезонного слоя скачка прозрачности».
У сезонного слоя скачка прозрачности нет конкретной нижней границы.
Критерии определения нижней границы сезонного слоя скачка прозрачности и ее глубины не приведены, что усложняет поиск верхней границы Zв.г. слоя водозабора.
Кроме того, в Байкале происходит скопление живых организмов в дневное время на глубинах до 200 м, а ночью они поднимаются к поверхности (суточные вертикальные миграции), а ветровое перемешивание воды в Байкале достигает глубин 200-250 м.
В слое до 250 м глубины сосредоточено наибольшее количество живых организмов. Водозабор из этого слоя нецелесообразен.
Неясно взаимодействие перечисленных факторов с сезонным слоем скачка прозрачности
Эти факторы также усложняют поиск верхней границы Zв.г. слоя водозабора на глубинах озера, меньших 250 м /0.3=833 м (см. выше Zв.г. /0.3=Zmax)
2. В первом пункте формулы изобретения указано «розлив проводят в стерильные емкости, свободное пространство которых заполнено кислородно-озоновой смесью».
Это усложняет способ и делает его небезопасным по следующим причинам.
Процесс заполнения емкости кислородно-озоновой смесью приводит к выбросу части смеси в атмосферу.
Кроме того, розлив воды в емкости, заполненные кислородно-озоновой смесью, вытесняет из емкости более 9/10 объема заполняющей ее кислородно-озоновой смеси.
Смесь фактически поступает в атмосферу производственного помещения.
Смесь физиологически, экологически и пожаро-опасна, получение ее сложно.
Возникает угроза персоналу и сохранности производственного оборудования.
Нарушается экология.
Заполнение емкости кислородно-озоновой смесью усложняет способ и приводит к негативным последствиям.
3. Нижняя граница слоя водозабора Zн.г. определяется из соотношения Zн.г. /Zmax=0.9, или Zн.г.=0.9 Zmax, и зависит от глубины озера Zmax. Например, для глубины озера Zmax=1000 м, нижняя граница слоя водозабора Zн.г. расположена на глубине 900 м и на расстоянии от дна 100 м.
Но вода в озере до самого дна имеет прекрасные питьевые качества. Только в слое толщиной менее 1 м, прилежащем к донным отложениям, содержание кислорода понижено.
Способ занижает объем водопользования.
4. В первом пункте формулы изобретения указано «укупорку осуществляют в атмосфере, прошедшей очистку фильтрованием».
Укупоривание производится в чистой, но нестерильной атмосфере, укупорка (пробка) не стерильна. Это ставит под угрозу стерильность укупоренной емкости и готового продукта. В известном способе не предусмотрена стерилизация внутренней свободной поверхности емкости и укупорки (пробки) после розлива и укупоривания емкости.
Фактически, готовая продукция не стерильна.
Способ не гарантирует устойчивость готового продукта при хранении.
5. «Укупорку емкости осуществляют в атмосфере, прошедшей очистку фильтрованием».
Давление в емкости после укупоривания атмосферное, емкость мягкая, «вялая», не имеет товарной привлекательности, создает проблемы при хранении и перевозке в штабелях.
Способ не обеспечивает товарного качества и товарной привлекательности продукции.
Техническая задача изобретения - упрощение способа, увеличение объема водопользования, увеличение срока хранения готового продукта за счет обеспечения стерильности готового продукта, повышение экологичности за счет исключения выбросов в атмосферу кислородно-озоновой смеси, улучшение товарных качеств готового продукта за счет изменения свойств готового продукта.
Готовый продукт получают в результате нескольких процессов - подготовки воды, подготовки емкости и подготовки укупорки (пробки). Стерильности готового продукта способствует обеспечение стерильности воды, емкости и укупорки на всех готового продукта.
Технический результат обеспечивается за счет того, что в СПОСОБЕ ПОЛУЧЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, включающем забор воды из озера Байкал из слоя глубинных вод, имеющего верхнюю Zв и нижнюю Zн границы водозабора, ее обработку, стерилизацию, розлив в емкость и укупорку, верхнюю Zв и нижнюю Zн границы слоя определяют отношениями:
Zв/Zоз=0.099,
Zн (м)=1 (м)+0,09 (корень квадратный (Р(л/сек)/V(см/сек))) (м),
Zоз (м) - глубина озера в месте водозабора,
Р - дебит водозабора (л/сек),
V - максимальная скорость оседания взвешенных частиц придонного слоя, допускаемых к водозабору (см/сек).
глубинную воду первоначально стерилизуют УФ-облучением, перед розливом насыщают озоном, в воду для розлива, содержащую озон, вводят сухой лед, а внутренние поверхности укупоренной емкости стерилизуют озоном при их поворачивании на бок или переворачивании, розлив и укупоривание осуществляют под УФ-облучением.
Концентрацию озона в воде доводят до 0.5-2 мг/л.
Емкость после розлива воды с озоном и укупоривания поворачивают на бок, либо переворачивают через 15-25 мин после розлива.
Воду для розлива забирают из озера Байкал с глубин в интервале от Zв до Zн.
Нижний горизонт водозабора Zн не зависит от глубины озера в месте водозабора и определяется дебитом водозабора Р, (максимальным количеством воды, забираемой из озера глубинным водоприемником на розлив и другие нужды), и максимальной скоростью V оседания частиц придонной области, допущенных к водозабору (см. выше).
Это упрощает конструкцию и прокладку водовода и глубинного водоприемника.
Общая толщина слоя водозабора увеличена на расстояния между Zв и Zн.
Это увеличивает объем водопользования.
Для определения глубины нижнего горизонта водозабора Zн. для конкретных величин дебита водозабора Р и скорости оседания частиц V полагаем, что приток воды к глубинному водоприемнику сферически симметричен, т.е. можно рассматривать воображаемую сферу водозабора радиусом R с центром в водоприемнике, на поверхности которой скорость притока воды к поверхности сферы одинакова во всех точках. Полагаем, что водоприемник установлен на расстоянии R от дна в центре воображаемой сферы.
Поток засасываемой водоприемником воды может захватить те частицы придонной массы, скорость оседания которых меньше скорости притока воды к поверхности воображаемой сферы водозабора. Чем больше радиус сферы R, тем выше над дном установлен водоприемник, тем меньше скорость притока воды к воображаемой сфере и тем более мелкие частицы придонной массы могут попасть в сферу и из нее в водоприемник. Внутри воображаемой сферы скорость воды растет по мере приближения к водоприемнику.
Частицы большего диаметра оседают быстрее, и водоприемник не может захватить их.
Задавая максимальный дебит водозабора Рм (м3/сек) и максймальную скорость Vм (м/сек) оседания взвешенных частиц донной массы, допущенных к водозабору, несложно определить радиус Rм (м) сферы водозабора, на поверхности S (м2) которой скорость притока воды Vв (м/сек) к поверхности сферы равна заданной максимальной скорости Vм (м/сек) частиц, допущенных к водозабору,
Кварц диаметром около 20 мкм оседает со скоростью
Для приведенного выше примера (см.8, 9, 10) параметры водозабора следующие:
Минимальный радиус R сферы водозабора (см.10) R=5.0 м.
Площадь S сферы водозабора радиусом R=5.0 м равна (см.2) 4(Пи)(R квадрат)=4×3.14×(5.0×5.0)=314 м2 S=314 м2.
Скорость притока воды Vb к сфере водозабора равна (см. 3) Vв=Р/S=30 л/сек /314 м2=30000 см3/сек /3140000 см2=3/314 см/сек=0.01 см/сек. Vв=100 мкм/сек.
Минимальное расстояние нижней границы слоя водозабора до дна (при «нулевом» максимальном дебите водозабора Р=0) составляет Zн=1.0 м, т.к. в слое, толщиной менее 1.0 м, прилежащем к донным отложениям, содержание кислорода в воде понижено.
Для рассмотренного выше примера (Р=30 л/сек, V=0.01 см/сек), расстояние нижней границы слоя водозабора от дна составит
Для глубины озера Zoз=410 м расстояние верхней границы слоя водозабора Zв дна составит
Слой водозабора увеличен (см.12, 13) на
Водозабор целесообразен с глубины озера более 300 м, т.к. суточные вертикальные миграции и ветровое перемешивание воды в Байкале достигают глубин 200-250 м. В этом слое воды сосредоточено наибольшее количество живых организмов.
После водозабора и водоподъема по глубинному трубопроводу, глубинная Байкальская вода обрабатывается системой фильтров и на конечной стадии очищается от взвеси размером более 0.45 мкм -0.65 мкм фильтром ЭПМ.К-045-А-1000П.
Удаляются взвешенные включения и микроорганизмы.
Глубинную воду первоначально стерилизуют УФ-облучением в проточном УФ-стерилизаторе UV-72 GPM.
Удаляется основная масса биозагрязнений
Для получения стерильно чистого продукта, воду, стерилизованную УФ - облучением, перед розливом насыщают озоном до концентрации озона в воде 0.5-2 мг/л станцией озонирования СОВ-М/16-Ц/800 OZ.
Озон стерилизует воду. Удаляются все биозагрязнения.
Расход озона одноразовый и минимальный.
Это упрощает и удешевляет способ и исключает негативные последствия от выброса значительных количеств озона в воздух.
После насыщения озоном до концентрации 0.5-2 мг/л Байкальская вода сама становится стерилизатором на время более часа.
В воду с озоном после розлива вводят сухой лед.
Сухой лед не имеет запаха и стерилен. Это уменьшает объем биозагрязнений в емкости, упрощает стерилизацию готового продукта и повышает его качество.
От момента ввода сухого льда в воду до укупоривания емкости сухой лед частично возгоняется и вытесняет атмосферу емкости углекислым газом. Это уменьшает объем биозагрязнений в емкости после розлива и упрощает стерилизацию готового продукта.
После укупоривания емкости, остатки введенного в воду сухого льда возгоняются и в виде газа частично растворяются в воде в емкости, частично выходят в свободное от воды пространство емкости, раздувают емкость и придают ей механическую прочность, товарный вид и привлекательность.
В микро количествах углекислый газ придает негазированной воде дополнительные вкусовые качества и улучшает качество готового продукта.
Вода с озоном стерилизует воду с углекислым газом при любой концентрации углекислого газа, значительно увеличивает срок хранения готового продукта и повышает его качество.
Стерилизованная озоном слабо и микро газированная вода - это качественно новый продукт.
Укупорку (пробку) стерилизуют перед укупориванием.
Стерильная укупорка исключает ввод биозагрязнений в воду в емкости после укупоривания повышает стерильность готового продукта и улучшает его качество.
Укупорку облучают УФ-излучением, либо помещают в атмосферу с озоном, либо погружают в воду с озоном, либо в перекись водорода (раствор), либо смачивают капельной фазой перекиси водорода (раствором) - опрыскивают, и перед укупориванием емкости извлекают из стерилизатора под УФ - облучением.
Емкость выдувают, подготавливают к розливу и перемещают к месту розлива непосредственно перед розливом в едином цикле
Операции с емкостью и укупоркой: розлив и укупоривание осуществляют под УФ-облучением.
Излучение стерилизует поверхности емкости, укупорки, оборудования, ограждения линии розлива, стен помещения и его атмосферу и непрерывно воссоздает асептические условия, в которых производится товарный продукт.
Это позволяет исключить внешние биозагрязнения товарного продукта на всех этапах его подготовки и улучшить его качество.
Емкости после розлива воды с озоном и укупоривания помещают в тару и через 15-25 мин после розлива поворачивают в таре на бок, либо переворачивают на такое же и более время.
Емкости в таре размещаются горлышком вверх. После розлива и затаривания вода в емкостях располагается в нижней части емкостей и озон в воде стерилизует внутренние поверхности емкостей в нижней их части. После поворота емкостей в таре на бок, либо переворота емкостей в таре, вода с озоном смачивает и стерилизует внутренние поверхности емкости и укупорки в бывшей верхней части емкости. Стерилизованной озоном оказывается вся внутренняя поверхность емкости. Через сутки озон превращается в кислород и вода в емкости становится стерильным товарным продуктом длительного хранения.
Пример осуществления способа:
На фиг.1 представлена схема водозабора и водоподготовки для розлива Байкальской воды на заводе компании ООО «Байкалика» в п.Сухой ручей Слюдянского р-на Иркутской обл.
На фото показаны здание завода, здание насосной станции, изготовление и заводка глубинного трубопровода на место водозабора.
Насос 1 забирает воду глубинным водоприемником 2 с глубины около 400 м, с расстояния до дна около 10 м из слоя водозабора с границами Zв и Zн, и по глубинному водоводу из непрозрачной полиэтиленовой трубы диаметром 200 мм, толщиной стенки 11.9 мм и длиной около 3100 м подает на обработку.
В блоке очистки 3 Байкальскую воду фильтруют от взвесей, в блоке стерилизации УФ-облучением 4 воду освобождают от основных биологических загрязнений, в озонаторе 5 воду насыщают озоном до концентрации 0.5-2 мг/л, в блоке розлива 6 воду разливают в емкость, вводят сухой лед и укупоривают, все операции производят под УФ-облучением, в блоке стерилизации внутренних поверхностей емкости и укупорки 7 емкость через 15-25 мин после розлива поворачивают на бок или переворачивают на такое же или большее время и получают стерильный продукт, насыщенный озоном.
Через сутки озон превращается в кислород и продукт готов к реализации и к длительному хранению.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ГЛУБИННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 2014 |
|
RU2558972C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 2013 |
|
RU2545686C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФАСОВАННОЙ ГЛУБИННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 2015 |
|
RU2593301C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 1992 |
|
RU2045478C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛУБИННОЙ БАЙКАЛЬСКОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 2013 |
|
RU2543898C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФАСОВАННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 1997 |
|
RU2108296C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПИТЬЕВОЙ ЛЕЧЕБНО-СТОЛОВОЙ ВОДЫ | 2000 |
|
RU2156093C1 |
СПОСОБ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ | 2009 |
|
RU2519050C2 |
Магистральный водовод вакуумного принципа действия для переброски больших объемов воды на значительные расстояния без энергозатрат и способ запуска системы в работу | 2015 |
|
RU2625959C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 2006 |
|
RU2309902C2 |
Изобретение относится к производству питьевой воды в емкостях. Способ получения Байкальской питьевой воды включает забор воды 1 из озера Байкал из слоя глубинных вод, имеющего верхнюю Zв и нижнюю Zн границы водозабора, ее обработку 3, стерилизацию 4, розлив 6 в емкость и укупорку 7. Верхнюю Zв и нижнюю Zн границы слоя определяют отношениями: Zв/Zoз=0,099,
Zн=1(м)+0,09 (корень квадратный (Р(л/сек)/V(см/сек))(м),
Zоз(м) - глубина озера в месте водозабора, Р - дебит водозабора, V - максимальная скорость оседания взвешенных частиц придонного слоя, допускаемых к водозабору (см/сек). Глубинную воду первоначально стерилизуют УФ-облучением, перед розливом насыщают озоном, в воду для розлива, содержащую озон, вводят сухой лед, а внутренние поверхности укупоренной емкости стерилизуют озоном при ее поворачивании на бок или переворачивании. Розлив и укупоривание осуществляют под УФ-облучением. Изобретение позволяет увеличить объем водопользования, увеличить срок хранения готового продукта за счет обеспечения его стерильности, повысить экологичность процесса за счет исключения выбросов в атмосферу кислородно-озоновой смеси и улучшить товарные качества готового продукта. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Способ получения Байкальской питьевой воды, включающий забор воды из озера Байкал из слоя глубинных вод, имеющего верхнюю Zв и нижнюю Zн границы водозабора, ее обработку, стерилизацию, розлив в емкость и укупорку, отличающийся тем, что верхнюю Zв и нижнюю Zн границы слоя определяют отношениями:
Zв/Zoз=0,099,
Zн(м)=1(м)+0,09 (корень квадратный (Р(л/с)/V(см/с))) (м),
где Zoз - глубина озера в месте водозабора, м;
Р - дебит водозабора, л/с;
V - максимальная скорость оседания взвешенных частиц придонного слоя, допускаемых к водозабору, см/с,
глубинную воду первоначально стерилизуют УФ-облучением, перед розливом насыщают озоном, в воду для розлива, содержащую озон, вводят сухой лед, а внутренние поверхности укупоренной емкости стерилизуют озоном при ее поворачивании на бок или переворачивании, розлив и укупоривание осуществляют под УФ-облучением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию озона в воде доводят до 0,5-2 мг/л.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что емкость после розлива воды с озоном и укупоривания поворачивают на бок либо переворачивают через 15-25 мин после розлива.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 1992 |
|
RU2045478C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФАСОВАННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ | 1997 |
|
RU2108296C1 |
BR 200602993 А, 11.03.2008. |
Авторы
Даты
2013-09-20—Публикация
2011-09-06—Подача