Способ производства порошка солей минеральной воды

Способ производства порошка солей минеральной воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

3 r.

- . .:.;;.1э л, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ!

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вающий фильтрацию минеральной воды, концентрирование и распылительную сушку ее с последующей карбонизацией порошка, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода энергии, фильтрацию проводят путем пропускания воды через ультрафильтрационные мембраны диаметром пор

0,01 — 1,0 мкм, а концентрирование осуществляют методом обратного осмоса через мембраны селективностью по хлориду натрия 99-100Х, при этом в процессе концентрирования проводят карбонатную стабилизацию путем подкисления воды диоксидом углерода до рН 5,5-6,5 ° (21) 3771754/28-13 (22) 20.07.84 (46) 23,01.86. Бюл. Ф 3 (71) Всесоюзный заочный институт . пищевой промышленности (72) В.Л. Яровенко, Н.И. Белов, В.В. Рудольф, Ш.М, Кулулашвили, P.Т. Чхаидзе, П,Д. Ниорадзе и Т.С. Чкония (53) 663.647 (088.8) (56) Виши. Лечебный справочник.

Виллон, 1965, с. 130-133, Авторское свидетельство СССР

N -.239025, кл. А 23 L 2/00, 1968. (54)(57)СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКА

СОЛЕЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ, предусматриÄÄSUÄÄ 1205880 A

y1)g А 23 Ь2 38

1 1205

Изобретение относится к безалкогольной промышленности, в частности к способу производства порошка солей минеральной воды.

Целью изобретения является снижение расхода энергии.

На чертеже представлена технологическая схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Минеральная вода из каптажного 10 сооружения 1 подается в герметичный сборник-аккумулятор 2, откуда поступает на мембранный фильтр 3 тонкой очистки, укомплектованный ультрафильтрационными мембранами. В качестве 15 фильтра может быть использован пластинчатый фильтр-пресс. Фильтр комплектуется мембранами, имеющими диаметр пор 0;01 — 1,0 мкм.

Фильтр 3 работает в автоматическом 20 режиме с периодической промывкой обратным током фильтрата. Прошедшая через мембраны часть воды в количестве 95-99 от исходной практически не содержит коллоидных примесей и микро- 25 организмов, а содержание в ней органических веществ значительно ближе, чем в исходной. Эта часть является целевым продуктом для дальнейшей переработки. Другая часть в количест- щ ве 1-5 от исходной является отходом производства и направляется в систему 4 водоочистных сооружений.

Очистная вода поступает в производственный сборник 5, откуда насосом 6 подают ее давлением 2-12 МПа в установку 7 обратного осмоса. Установка обратного осмоса комплектуется мембранами, имеющими селективность по хлориду натрия 98-100%, где 40 указанная величина определяется по формуле:

880 2 потока: поток (фильтрат), представляющий деминералиэованную воду с незначительным содержанием солей, и поток(концентрат), представляющий собой сконцентрированный по слоям раствор, Фильтрат в количестве 80-85% от подаваемой в установку воды имеет общую минерализацию 0,1 — 0,5 г/л, является питьевой водой высокого качества, которая может быть использована по различным назначениям, в частности для производства газированных фруктовых напитков, Концентрат в количестве 1"-20 от исходной воды имеет общую минерализацию 25-35 и является продуктом для производства солей.

В отдельных случаях предусматривается другой вариант концентрирования обратным осмосом, когда с целью оптимизации способа фильтрат направляют на вторую ступень концентрирования обратным осмосом. В таком случае концентрат второй ступени, полученный переработкой фильтрата, смешивают с концентратом первой ступени и направляют на дальнейшую переработку.

Для карбонатной стабилизации воды, подаваемой на установку 7 обратного осмоса, предусматривается наличие резервуара 8 со сжатым диоксидом углерода. Подкисление осуществляют путем подачи сжатого диоксида

|углерода в систему под давлением, превышающим давление, создаваемое насосом 6. Количество вводимого диоксида углерода устанавливается из расчета достижения активной реакции воды, равной рН 5,5-6,5, таким образом, определяется производительностью установки, содержание нестабильных карбонатов; общей минерализацией воды и другими факторами.

55 зы. где С и С„ — концентрации хлорида натрия в фильтрате и фильтруемом растворе соответственно.

В технических условиях на эти мембраны селективность устанавливается экспериментальной проверкой по фильтрации 5 .-ного раствора хлорида натрия в воде при давлении 5,0 МПа.

Проходя последовательно по межмембранным каналам установки 7, минеральная вода разделяется на два

С целью промывки системы обратного осмоса от карбонатных, сульфатных и других отложений рабочее давление в установке периодически снижают до минимума путем открытия дроссельного вентиля 9, регулирующего .это давление при продолжающейся работе насоса. Снижение давления способствует выделению диоксида углерода в виде пузырьков газа, которые увлекают из системы частицы твердой фа1205880 1 запаивают.

45

55

Концентрат подают на распылительную сушилку 10. В качестве такой сушилки может быть использована сушилка типа ИСА с дисковым распылением продукта при соответствующей реконструкции.

В сушилке вода поступает на распылительный диск ll и под действием центробежной силы, развиваемой этим диском, диспергируется в виде мелких капель.

Одновременно вентилятором 12 через фильтр 13, паровой 14 и электрический 15 калориферы в сушилку поступает стерильный воздух, нагретый до 130-200 С.

В сушилке 10 из концентрата минеральной воды получается сухой поро- шок солей с влажностью 0,5-1,5Х который поступает далее на отделение от теплоносителя в циклон 16; теплоноситель выбрасывается в атмосферу через воздуховод 17. Сухой порошок солей через бункер 18, шлюзовый питатель 19 и шнековый транспортер 20, снабженный рубашкой охлаждения водой, поступает на расфасовку в мешки 21.

Полученный порошок, содержащий карбонты, может быть карбонизирован путем продувки через порошок повышенной влажности диоксида углерода либо его сразу расфасовывают. В последнем случае карбонизацию порошка или минерального напитка, полученного путем растворения порошка в воде, осуществляют на месте розлива и потребления.

Пример 1. Подвергается переработке минеральная вода типа "Боржоми", имеющая следующие показатели: общая минерализация 7,0 г/л, гидрокарбонаты 5,0 г/л, содержание взвешенных веществ 1,83 мг/л, коли-титр более 500 рН 7,0, температура 21 С.

Переработка ведется в условиях отсутствия контакта с атмосферой. Фильтрацию осуществляют на мембранах

МФА-10 с диаметром пор 1,0 мкм под давлением 0,07 МПа.

В результате фильтрат имеет содержание взвешенных веществ 0,0 мг/л.

При фильтрации через керамический патронный фильтр и мембрану Т (фирмы Гелман) с диаметром пор 1,2 мкм содержание взвешенных веществ 0,4 и 0,2, соответственно. Этот факт обосновывает значение верхнего предела диаметра пор мембраны.

Далее воду насосом подают в установку обратного осмоса МР, укомплектованную мембранами МГА-100 с паспортной селективностью по хлориду натрия 100Х, Концентрирование солей ведут при .рабочем давлении 10 МПа при подкислении диоксидом углерода до рН 5,5. В процессе концентрирования образования твердой фазы не наблюдается ° Общая минерализация концентрата составляет 35 г/л, а фильтрата 0,5 г/л. Полученный концентрат направляют непосредственно в сушильную камеру дисковой распы- лительной сушилки ИСА, куда одновременно подают подготовленный в соответствии с приведенной схемой возо дух с температурой 180 С.

В результате сушки получается порошок солей влажностью 1,5Х, причем количество гидрокарбонатов в нем составляет по балансу 48Х от их исходного количества за счет появления карбонатов. Полученный порошок увлажняют до влажности 2,5Х и перемешивают в сосуде с атмосферой из диоксида углерода в течение 30 мин о при 25 С. Количество гидрокарбонатов повышается до 96Х к количеству их в исходной воде.

Далее порошок расфасовывают в полиэтиленовые мешочки и герметично

Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1, однако фильтрацию проводят через мембраны с диаметром пор 0,01 мкм, при концентрировании используют мембраны селективностью по хлориду натрия 99Х, Пример 3. Способ осуществляют по примеру 1, однако подкисление воды диоксидом углерода ведется до рН 6,5. Наблюдается образование осадка преимущественно карбонатного происхождения, что свидетельствует о том, что предел подкисления до рН

6,5 является верхним и что недостаточное подкисление приводит к потере карбонатов с ухудшением натуральности порошка и качества готового напитка.

Пример 4. Способ осуществляют по примеру 3, однако после 10 ч работы установки обратного осмоса при подкислении до рН 6,5 устанавливается подкисление до рН 5,5 и работа установки ведется в течение 10 мин

205880

Составитель Т. Мелентьева

Техред А.йабинец Корректор В. Бутяга

Редактор С. Потрушева

Заказ 8569/5 Тираж 5 - ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.. Проектная, 4

5 1 при 22 С. После этого рабочее давление резко снижается до 1,0 МПа

После промывки в течение 10 мин наличия твердой фазы в воде не наблюдается.

Применение для предварительной фильтрации мембран УАМ-100 повышает коли-титр до 1000 и более, а окисляемость снижает до 2,5.мг 0 на 1 л.

Применение мембран с меньшими размерами пор приводит к снижению минерализации до 3,6 г/л, что является нежелательным.

Таким образом, этот факт обосновывает нижний предел диаметра пор мембран для предварительной фильтрао ции — 100 А.

Предлагаемый способ позволяет снизить расход энергии с 6,0 до

10 1,2 руб./ч.