УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к средствам улучшения качества воды, может быть использовано при приготовлении питьевой воды для розлива или при приготовлении технологической воды для дальнейшего использования в пищевой промышленности, например, в ликеро-водочной отрасли при производстве водки.
Из уровня техники известно установка для подготовки воды для розлива, в которой вода из скважины поступает в аккумулирующую емкость и далее насосом через фильтры и теплообменник воду направляют в проточный реактор, загруженный гранулированными солями. Состав солей зависит от вида минеральной воды, которую необходимо получить. Из реактора через промежуточную емкость минеральная вода поступает в сатуратор, где насыщается до заданной концентрации углекислым газом, и через бактерицидную установку - в резервуар разливочной машины (Авторское свидетельство СССР №1830385, C02F 1/68, опубл. 1993 г.)
Данная установка позволяет получить искусственную минеральную воду, состав которой не может в полной мере соответствовать природной минеральной воде.
Известно устройство для приготовления питьевой воды содержащее фильтр, в котором предварительно очищенную воду фильтруют через слой почвы, взятой в месте расположения природного минерального источника воды для того, чтобы насытить воду ионами, присущими природной минеральной воде. Фильтрование возможно через несколько слоев почвы разных зон, граничащих с источником. Во время фильтрования вода насыщается комплексом микро- и макроэлементов, становится биологически активной. Состав воды определяется ионами, типичными для определенной естественной минеральной воды и содержащимися в почве около источника, слои которой размещены в фильтре. (US 5910233 А, Кл. B01D 15/00, опубл. 1999).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство, реализующее способ водоподготовки, включающий очистку воды от механических примесей и растворенных загрязнителей, ее облучение светом в ультрафиолетовой области спектра, которое производят порциями после ее очистки от растворенных загрязнителей, затем воду пропускают через дезинтегрированный неклассифицированный материал, состоящий из практически нерастворимых минералов - кварцевого песка и глиносодержащего минерального комплекса, преимущественно кремня, в гидродинамическом режиме, аналогичном ее движению в природных условиях в области питания родника, чем разделяют поток воды на неравные микроструи с резким изменением их направления и скорости и, тем самым, осуществляют эффекты, аналогичные встряхиванию и потенцированию переходящих в воду из песка и глиносодержащего минерального комплекса в микродозах биологически активных элементов - кремния, селена, йода, цинка, меди, молибдена (патент Российской Федерации №2278830, C02F 9/04, опубл. 2006 г.)
К недостаткам указанного выше технического решения по патенту США и ближайшего аналога относится то, что для минерализации воды требуется засыпка системы наполнителей в колонну в определенной последовательности, что делает невозможным в случае необходимости замену одного наполнителя. Кроме того, использование колонны требует создания сложного гидродинамического режима для того, чтобы обеспечить минерализацию воды.
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в упрощении устройства для получения минерализованной воды, по составу приближенной к природной минеральной воде (обогащенной природными минеральными комплексами) и пригодной как для розлива, так и для использования в пищевой промышленности, а также улучшение органолептических свойств получаемого продукта.
Поставленная задача решается за счет того, что устйроство включает последовательно соединенные кран входа исходной воды, насыпные фильтры с фильтрующими материалами:
суглинок с прослоями супесей
песок кварцевый мелкозернистый
глина бурая с включением гравия и гальки
песок кварцевый слабоглинистый
алеврит дробленый глинистый
глина зеленовато-светло-серая с гравием
алеврит дробленый зеленовато-серый
песок кварцевый,
а также свечной керамический фильтр, УФ-стерилизатор и выходной кран готового продукта. Устройство также снабжено линией промывки насыпных фильтров, выполненной с возможностью ее перекрытия и сообщающейся через каждый насыпной фильтр с дренажными каналами, также выполненными с возможностью их перекрытия, а количество дренажных каналов равно количеству насыпных фильтров
Техническим результатом от использования полезной модели является упрощение производства минерализованной воды. Другим техническим результатом является повышение производительности при получении минерализованной воды с обеспечением ее высоких органолептических показателей за счет того, что ее минерализация проходит в условиях, наиболее приближенным к природным. Устройство (линия), кроме того, обладает хорошими эксплуатационными свойствами. При необходимости замена наполнителя какого-либо фильтра линии осуществляется без демонтажа остальных ее фильтров. Промывка фильтра производится в автоматическом режиме.
Общими признаками для заявленного технического решения и прототипа являются следующие признаки:
- очистка воды от механических примесей и растворенных загрязнителей;
- пропускание очищенной воды через минеральный материал, состоящий из кварцевого песка и глиносодержащего минерального комплекса.
Отличительными признаками заявленного полезной модели являются:
- наличие последовательно расположенных отдельных фильтров, в каждом из которых находится свой фильтрующий материал;
- предложенная последовательность обработки воды в фильтрах, имеющих разные фильтрующие материалы;
- использование суглинка в качестве фильтрующего материала первого фильтра;
- использование в качестве фильтрующего материала алеврита дробленого глинистого и алеврита дробленого зеленовато-серого.
Использование в составе системы фильтров первого фильтра с наполнителем суглинком с прослоями супесей позволяет повысить производительность обработки воды за счет того, что содержащиеся в суглинке водорастворимые гуминовые кислоты, интенсифицируют последующие этапы насыщения воды минеральными веществами.
Включение в состав системы фильтров фильтра с наполнителем из глины бурой с включением гравия и гальки позволяет насытить воду ионами веществ из минералов, содержащихся в глине: кварц (SiO2); гипс (CaS04·2H20); доломит (MgO·CaO·C02); кальцит (СаО·С02); глауконит (K20·Fe203·4Si02·10H20); лимонит (Fe203·3H20); рутил (Ti02); серпентин (3MgO·2Si02·2H20).
Содержание водорастворимых солей мг\экв.100 г глины бурой с включением гравия и гальки:
Cl-
S042
Са2+
Mg2+
0,30
0,61
0,42
1,12
Наполнитель из глины зеленовато-светло-серой с гравием позволяет дополнить состав воды содержанием ионов двухвалентного железа из содержащегося в ней минерала сидерит (FeO·C02).
Наполнитель из песка кварцевого слабоглинистого позволяет помимо фильтрации (кварцевый песок) обогатить воду ионами из имеющейся в нем примеси глины.
Содержание водорастворимых солей мг\экв.100 г в песке кварцевом слабоглинистом:
Са2+
Mg2+
0,026
0,0253
Введение в качестве наполнителя алеврита дробленого зеленовато-серого, состоящего преимущественно из минеральных зерен (кварц, полевой шпат, слюда и др.) размером 0,01-0,1 мм, обеспечивает дополнительную очистку воды, а использование наполнителя алеврита дробленого глинистого, кроме фильтрации, позволяет на этом этапе также добавить в воду ионы из имеющейся в нем примеси глины.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена схема каскадной фильтрации воды.
Устройство с для приготовления питьевой или технологической воды одержит кран проходной 1, через который подается исходная вода.
Далее установлена система насыпных фильтров 2 (на чертеже обозначены номерами от №1 до №8) с различными наполнителями.
На 85% по высоте фильтр засыпан поддерживающим и фильтрующим материалами. Нижний щелевой коллектор закрыт поддерживающим слоем (слоем отмытого гравия с размерами 2-5 мм). Далее насыпается слой фильтрующего материала.
Фильтр №1 в качестве наполнителя содержит суглинок с прослоями супесей, фильтр №2 в качестве наполнителя содержит песок кварцевый мелкозернистый, фильтр №3 в качестве наполнителя содержит глину бурую с включением гравия и гальки, фильтр №4 в качестве наполнителя содержит песок кварцевый слабоглинистый, фильтр №5 в качестве наполнителя содержит алеврит дробленый глинистый, фильтр №6 в качестве наполнителя содержит глину зеленовато-светло-серую с гравием, фильтр №7 в качестве наполнителя содержит алеврит дробленый зеленовато-серый, фильтр №8 в качестве наполнителя содержит песок кварцевый.
Далее вода традиционным образом фильтруется через свечной керамический фильтр (0,2 мкм) - поз.3, обычно используемый для фильтрации воды в пищевой промышленности и направляется в УФ-стерилизатор 4 для обеззараживания. С УФ-стерилизатора 4 готовый продукт - минерализованная вода подается на выходной кран 5.
Скорость фильтрации 0,1-1,0 м/час.
Готовый продукт - минерализованная вода может разливаться в емкости для продажи потребителям или использоваться в пищевой промышленности.
Промывка фильтра производится в автоматическом режиме при достижении нормируемого значения падения давления на фильтре.
Промывка фильтра производится в автоматическом режиме при достижении нормируемого значения падения давления на фильтре.
Давление в системе контролируется манометрами 6. Устройство снабжено отдельной линией 7 промывки насыпных фильтров, имеющей ответвления на каждый фильтр (сообщающейся с каждым фильтром) и дренажными каналами 8 по числу насыпных фильтров, перекрываемые кранами, для слива промывающей воды. В штатном режиме кран линии промывки и краны дренажных каналов закрыты. Исходная вода поступает через кран 1 и далее по системе фильтров 2, через свечной керамический фильтр 3 и УФ стерилизатор на выход готового продукта.
При падении давления на фильтре (по показаниям манометра) включается автоматическая система промывки фильтров. При этом кран 1 подачи исходной воды перекрывается, открываются кран линии промывки фильтров и краны дренажных каналов и производится промывка насыпных фильтров.