Способ подготовки воды для безалкогольных напитков

 

Изобретение относится к безалкогольной промышленности. Целью изобретения является снижение общей жесткости, щелочности, содержания ионов железа и марганца. Воду обрабатывают током с плотностью 35-40 А/м2, выдерживают при перемешивании в течение 1,0-1,5 ч, фильтруют через активированный уголь и Н-катионит.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 23 L 2/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776911/13 (22) 03,01.90 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Одесское производственное объединение пивобезалкогольной промышленности и Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) А.Н.Ободович, Л.В.Кислая, В.А.Маринченко, Т.Е.Мудрак, Б.В.Я ремов, А.Н.Ф ищенко, Н.M.Ñàìîïàë и В.В.Самопал (53) 663.63(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1613103, кл. А 23 1 2/00, 1988, Изобретение относится к безалкогольной промышленности и может быть использовано при производстве безалкогольных напитков.

Известен способ подготовки воды для безалкогольных напитков с применением электродиализной установки. Исходная вода фильтруется и обрабатывается методом электродиализа, который заключается в переносе ионов растворенных веществ через селективные ионитовые мембраны под действием электрического поля. При прохождении через систему постоянного тока катионы, двигаясь к катоду, проникают через катионитовые мембраны, но задерживаются анионитовыми, а анионы, двигаясь в направлении анода, проходят через анионитовые мембраны, но задерживаются катионитовыми. В результате этого ионы обоих знаков выводятся из одного ряда камер в смежный. Применение электродиализного способа водоподготовки позволяет снижать щелочность воды в 2 — 3 раза, жесткость в

ЫХ,, 1720623 А1 (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ

БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ (57) Изобретение относится к безалкогольной промышленности. Целью изобретения является снижение общей жесткости, щелочности, содержания ионов железа и марганца, Воду обрабатывают током с плотностью 35-40 А/м, 2 выдерживают при перемешивании в течение 1,0 — 1,5 ч, фильтруют через активированный уголь и Н-катионит„

2,5 — 3 раза, величину рН на 0,5 — 1,5 единицы, а также удалять нежелательные примеси воды.

Основным недостатком данного способа является то, что многовалентные ионы, присутствующие в воде, сорбируются ионообменным материалом, что приводит к уменьшению солеактивности и увеличению электрического сопротивления мембраны.

"Отравление" мембраны многовалентными ионами приводит к увеличению щелочности в камерах минерализации, что способствует образованию осадка, Увеличение сопротивления мембран происходит за счет отложения на поверхности катион итовой мембраны гидроокиси железа. При наличии в воде сероводорода на поверхности мембран одновременно с гидратами железа осаждается сульфид железа, Это приводит к снижению механической прочности мембран. Может происходить "отравление" мембраны присутствующими в воде органическими веществами. Кроме того, 1720623 данный способ водоподготовки не обеспечивает достаточного обеззараживания воды для нужд технологии безалкогольных напитков, Наиболее близким техническим решением является способ обработки воды прямым электролизом, который заключается в том, что обработанную воду подают в бездиафрагменный электролизер, а затем создают новое напряжение, которое обеспечивает образование остаточного хлора в обработанной воде в пределах 0,3-0,5 мг/л.

При этом контакт данного количества хлора с водой должен быть не менее 30 мин. Данный способ электрохимической обработки воды значения рН не изменяет. Обработанная вода собирается в промежуточный сборник, откуда направляется на технологические нужды, Недостатком известного способа является то, что при указанных параметрах электрохимической обработки воды не происходит достаточного снижения общей жидкости, щелочности, содержания ионов железа и марганца, которые оказывают отрицательное воздействие на биологическую стойкость напитков, а также ухудшается процесс растворимости диоксида и углерода при карбонизации воды. Указанный способ позволяет снизить общую жесткость до

1,0 мг экв/л, щелочность до 1,5 мг экв/л, содержание ионов железа и марганца до

0 1 мг/л. Данные показатели не могут позволить получить напиток с высокой не биологической стойкостью и хорошим насыщением диоксидом углерода.

Цель изобретения — снижение общей жесткости и щелочности воды, а также уменьшение содержания в ней ионов железа и марганца, Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу подготовки воды методом электролиза, обработку воды ведуттоком плотностью 35 — 40 А/м, а филь2 трование проводят через активированный уголь и Н-катионит, при этом перед фильтрованием осуществляют выдержку при перемешивании в течении 1,0 — 1,5 ч.

Способ подготовки воды для безалкогольных напитков, предусматривающий обработку ее электролизом, осуществляют следующим образом, Водопроводную воду напорного сборника через ротаметры подают в нижнюю часть двухкамерного электролизера, обрабатывают током плотностью 35 — 40 A!м .

Полученную воду сливают в сборник и выдерживают при перемешивании 1,0 — 1,5 ч.

После этого воду пропускают через активированный уголь, а затем направляют в Н-катионитовый фильтр.

Пример 1. Водопроводную воду обрабатывают электролиэом при плотности

5 тока 30 Аlм, затем перемешивают в емкости 0,5 ч, фильтрование через активированный уголь и Н-катионит не проводят.

Вода, обработанная при указанных параметрах, имеет жесткость 1 мг-экв/л, ще10 лочность 1,5 мг-экв/л, содержание ионов железа и марганца составляет 0,1 мг/л. Желаемый эффект не достигается. Кроме того, вода имеет запах и привкус хлора и содержит осадок Ре(ОН)з.

15 Пример 2. Водопроводную воду обрабатывают электролизом при плотности тока 30 А/м, затем перемешивают в емкости 0,5 ч. Фильтруют через активированный уголь. Полученная вода имеет жесткость 1

20 мг-экв/л, щелочность 1,5 мг-экв/л, содержание ионов железа и марганца составляет 0,1 мг/л, Желаемый эффект не достигается.

Пример 3. Водопроводную воду обрабатывают электролизом при плотности

25 тока 30 Аlм, затем перемешивают в емкости 0,5 ч, фильтруют через активированный уголь и Н-катионит, Полученная вода имеет жесткость 0,3 — 0,5 мг-экв/л, щелочность 0 мг-экв/л, содержание ионов железа и мар30 ганца 0,09 мг/л. Вода без запаха и осадка.

Пример 4. Обрабатывать воду электролизом при плотности тока 45 А/м практически невозможно и нецелесообразно.

Это связано с тем, что из-за относительно

35 малой концентрации различных солей в водопроводной воде для создания плотности тока 45 А/м необходимо затратить количество электроэнергии в 10-20 раз больше, чем для создания плотности тока 40 А/м . г

40 Это приведет к значительному удорожанию технологии водоподготовки.

Пример 5. Водопроводную воду обрабатывают электролизом при плотности тока 40 А/м, затем перемешивают в емко45 сти 1,5 ч. Фильтрование через активированный уголь и Н-катионит не проводят.

При этом общая жесткость составляет

1,0 мг-экв/л, щелочность 1,5 мг-экв/л, содержание ионов железа 0,08 мг/л, марганца

50 0,05 мг/л. Вода без запаха хлора и водорода, но имеет осадок нерастворимых соединений марганца и железа.

Пример 6. Водопроводную воду обрабатывают электролизом при плотности

55 тока 40 А/м, затем перемешивают в емкости 1,5 ч, фильтруют только через активированный уголь. Полученная вода имеет жесткость 1,0 мг-экв/л, щелочность 1,5 мгэкв/л, содержание ионов железа 0.08 мг/л, 1720623

55 марганца 0,05 мг/л. Вода прозрачная, без запаха хлора и водорода.

Пример 7. Водопроводную воду обрабатывают электролизом при плотности тока 40 А/м, затем перемешивают в емког сти в течение 1,5 ч, фильтруют через активированный уголь и Н-катионит. Полученная вода имеет жесткость 0,3 мг-экв/л, щелочность 0 мг-экв/л, содержание ионов железа 0,08 мг/л, марганца 0,03 мг/л. Вода прозрачна, без осадка, запаха хлора и водорода не имеет.

Пример 8. Водопроводную воду обрабатывают при плотности тока 35 Аlм, затем перемешивают в емкости 1,0 ч, фильтруют через активированный уголь и H-катион ит.

Полученная вода имеет 0,5 мг-экв/л, щелочность 0 мг-экв/л, содержание ионов эелеза 0,08 мг/л, марганца 0.05 мгlл. Вода без осадка, прозрачная, запаха хлора и водорода не имеет.

Пример 9. Водопроводную воду обрабатывают электролизом при плотности тока 37 А/м, затем перемешивают в емко2 сти в течение 1,3 ч, фильтруют через активированный уголь и Н-катионит.

При такой обработке жесткость составляет 0,3 мг-экв/л,. щелочность 0 мг-экв/л, содержание ионов железа 0,08 мг/л, марганца 0,03 мг/л. Вода прозначная, без осадка, запах хлора и водорода отсутствует.

Выбранные параметры проведения процесса электролиза при плотности тока

35 — 40 А/м объясняются тем, что при этом г происходит выделение атомарного кислорода (т.е. аэрация), Выделяющийся кислород способствует процессам окисления, благодаря чему образуются нерастворимые соединения железа и марганца, которые выпадают в осадок.

При плотности тока менее 35 А/м количество и скорость выделения кислорода, растворенного в воде, значительно уменьшается, вследствие чего ухудшается процесс аэрирования, что отрицательно влияет на удаление из воды ионов железа и марганца. Нецелесообразность увеличения плотности тока свыше 40 А/м показана в примере 4.

После проведения процесса электролиза предусматривается перемешивание воды в открытой емкости в течение 1,0 — 1,5 ч.

Это необходимо для того, чтобы освободиться от атомарного хлора и водорода, которые выделяются при электролизе воды.

5 При перемешивании воды менее чем 1,0 ч происходит неполное удаление указанных газов и вода имеет посторонний запах. Проведение перемешивания свыше 1,5 ч ведет к увеличению продолжительности процесса

10 водоподготовки. При перемешивании воды в течение 1,0 — 1,5 ч происходит полное удаление хлора и водорода. Вода не имеет посторонних запахов.

Фильтрование через активированный

15 уголь — неотьемлемая часть технологического процесса, Фильтрование необходимо для того, чтобы очистить воду от нерастворимых соединений железа и марганца, которые образовались при электролизе, 20 Н-катионитовая обработка воды также является неотъемлемой частью процесса водоподготовки.

После проведения электролиза жесткость воды снижается до 1,0 мг-экв/л. а ще25 лочность до 1,5 мг-экв/л. Дальнейшего снижения жесткости и щелочности воды электролизом достичь невозможно. Поэтому применяют Н-катионитовую обработку, которая позволяет уменьшить жесткость до

30 0,3 — 0,5 мг-экв/л, а щелочность до 0 мгэкв/л.

Таким образом, достижение цели предлагаемого изобретения возможно только при совокупности следующих процессов:

35 электрохимическая обработка воды при плотности тока 35 — 40 А/м, перемешивание г ее в открытой емкости в течение 1,0 — 1,5 ч, фильтрование через активированный уголь . и Н-катионит, 40 Формула изобретения.

Способ подготовки воды для безалкогольных напитков, предусматривающий обработку воды электрическим током и фильтрование, отличающийся тем, 45 что, с целью снижения общей жесткости, щелочности, содержания ионов железа и марганца, обработку воды ведут током плотностью 35 — 40 А/м, а фильтрование прово2 дят через активированный уголь и

Н-катионит, при этом перед фильтрованием осуществляют выдержку при перемешивании в течение 1,0 — 1,5 ч..