Система подготовки и расфасовки питьевой воды

 

Техническое решение относится к области пищевой промышленности, а именно, к устройствам для приготовления фасованных безалкогольных напитков, и быть использовано для очистки от растворенных в ней природных примесей питьевой воды с последующей фасовкой в тару малого объема. Система содержит последовательно установленные блок подачи исходной воды, блок предварительной фильтрации, блок стерилизации, блок тонкой фильтрации и блок расфасовки подготовленной воды, а также силовой модуль, к которому подключены энергопотребляющие модули.

Техническое решение относится к области пищевой промышленности, а именно, к устройствам для приготовления фасованных безалкогольных напитков, и быть использовано для очистки от растворенных в ней природных примесей питьевой воды с последующей фасовкой в тару малого объема.

Известен (US, патент 3497068) фильтр для очистки воды, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и расположенными в корпусе слоями крупнозернистой (щебень) и мелкозернистой (песок) фильтрующей загрузкой. При этом указанный фильтр рекомендовано периодически промывать, подавая в патрубок отвода очищенной воды промывочную воду.

Недостатком известного фильтра следует признать низкое качество регенерации загрузки при промывке, а также вынос из корпуса фильтрующей загрузки при обратной промывке. Кроме того, известное устройство не предназначено для расфасовки очищенной воды.

Развитием конструкции этого фильтра можно признать (SU, авторское свидетельство 1022722) конструкцию фильтра для очистки воды от твердых и эмульгированных включений. Известный фильтр содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками и расположенными в корпусе слоями крупнозернистой (щебень) и мелкозернистой (песок) фильтрующей загрузкой, при этом мелкозернистая загрузка расположена в поровом пространстве крупнозернистой, последняя выполнена не расширяющейся при промывке, а соотношение высот слоев из крупнозернистой и мелкозернистой загрузок составляет 1:0,3-0,8.

Недостатком известной конструкции фильтра можно признать слабое удерживание из-за не оптимальности состава загрузки таких загрязнений воды, как соединения двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов. Кроме того, известное устройство не предназначено для расфасовки очищенной воды.

Известен (SU, авторское свидетельство 1754174) зернистый фильтр, содержащий фильтрующие элементы, корпус которых заполнен зернистым материалом (гравием). Фильтрующие элементы расположены по окружности. Кроме того, фильтр снабжен установленным по оси окружности устройством для загрузки зернистого материала.

Недостатком известной конструкции фильтра можно признать слабое удерживание из-за не оптимальности состава загрузки таких загрязнений воды, как соединения двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов. Кроме того, известное устройство не предназначено для расфасовки очищенной воды.

Известна конструкция (RU, патент 41303) фильтра для очистки воды, содержащая установленный в водоеме каркас с размещенным внутри него заполнителем для очистки. Дно водоема несет слой щебенки, боковые стенки водоема несут слой щебенки и бетонные упоры и основания с образованием жесткого поперечного проема для размещения в нем каркаса, имеющего технологические проушины и проволочную оцинкованную сетку или перфорированные стенки. В качестве заполнителя использованы ионообменные природные или искусственные щебневые сорбенты с размером фракций, выполненных с обеспечением возможности устранения перелива сточных вод через верхнюю поверхность каркаса. В частности, рекомендовано использовать в качестве сорбентов шунгит, цеолит, опоку.

Недостатком известной конструкции фильтра можно признать слабое удерживание из-за не оптимальности состава загрузки таких загрязнений воды, как соединения двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов. Кроме того, известное устройство не предназначено для расфасовки очищенной воды.

Известна конструкция (RU, патент 36938) установки очистки воды, Установка содержит корпус камеры с патрубками ввода и вывода воды, насыпной фильтр со средством регенерации фильтра и средство сброса загрязнений. Насыпной фильтр выполнен многослойным, с разной зернистостью слоев, размещенных на опорной перфорированной пластине, закрепленной в нижней части очистной камеры, причем слой фильтра, примыкающий к опорной пластине, выполнен мелкозернистым, а вышерасположенные слои выполнены с последовательно увеличивающейся зернистостью в направлении от нижнего к верхнему слою. Средство регенерации фильтра выполнено в виде воздушного распределительного патрубка, подключенного к источнику сжатого воздуха и размещенного в пространстве между опорной перфорированной пластиной и дном корпуса камеры, патрубки ввода и вывода воды снабжены электрическими клапанами, а средство сброса загрязнений выполнено в виде патрубка с входным срезом, расположенным на уровне расположения верхней поверхности фильтра и оборудованного электрическим клапаном. В случае выполнения фильтра двухслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, а в качестве верхнего слоя фильтра использован гранитный щебень с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм. В случае выполнения фильтра трехслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, в качестве среднего слоя фильтра использован гранитный щебень с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм, а в качестве верхнего слоя фильтра использован дробленый кварц с крупностью частиц, составляющей 20-40 мм, при этом предпочтительно высоты слоев фильтра в направлении от нижнего слоя к верхнему слою соотносятся как 3:2:1. Вместо гранитного щебня может быть использован базальтовый щебень.

Недостатком известной конструкции фильтра можно признать слабое удерживание из-за не оптимальности состава загрузки таких загрязнений воды, как соединения двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов. Кроме того, известное устройство не предназначено для расфасовки очищенной воды.

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является разработка усовершенствованной конструкции устройства для очистки и расфасовки питьевой воды.

Технический результат, достигаемый при реализации конструкции разработанного устройства, состоит в обеспечении возможности получения расфасованной воды квалификации «питьевая» за счет уменьшения количества взвешенных частиц, растворимых примесей и микроорганизмов.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать систему подготовки и расфасовки питьевой воды разработанной конструкции. Система подготовки и расфасовки питьевой воды содержит последовательно установленные блок подачи исходной воды, блок предварительной фильтрации, блок стерилизации, блок тонкой фильтрации и блок расфасовки подготовленной воды, а также силовой модуль, к которому подключены энергопотребляющие блоки. Система может дополнительно содержать накопительный бак, установленный между блоком тонкой фильтрации и блоком расфасовки. Также система может дополнительно содержать блок озонирования, установленный после блока подачи исходной воды. В предпочтительном варианте реализации блок подачи исходной воды содержит водомерный узел и насос. Обычно водомерный узел выполнен с возможностью измерения температуры и давления воды. В некоторых вариантах реализации разработанная система может дополнительно содержать узел нагрева воды, обычно устанавливаемый в зимнее время года для создания комфортных условий работы блоков очистки воды. Также для создания комфортных условий работы блоков очистки воды и, следовательно, повышения качества очистки, предпочтительно насос выполнен с возможностью изменения давления подаваемой на очистку воды. Обычно блок стерилизации содержит, по меньшей мере, один источник УФ - излучения. Но в случае значительного микробиологического загрязнения исходной воды блок стерилизации содержит два источника УФ - излучения.

Разработанная система по факту представляет собой универсальный минизавод по приготовлению питьевой воды, предназначен для забора воды из различных источников, в том числе, и из городских сетей водоснабжения, и очистки ее до параметров, соответствующих СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. Охрана труда. Техника безопасности, и розлива ее в пластиковую тару».

Общая технологическая схема представляет собой систему из отдельных узлов и блоков, собранных в одном помещении.

Контроль за прохождением технологического процесса, предпочтительно, производят автоматически с пульта управления. Возможно переключение режимов технологии на полуавтоматические и ручные операции.

Разработанная система работает следующим образом. Исходная вода поступает через водомерный узел, содержащий блок контроля давления и температуры на входе и повысительный насос, на фильтр грубой очистки марки КфП (Фильтры картриджные полипропиленовые), где происходит отделение грубодисперсных примесей и взвешенных частиц (более 5 мкм).

Стерилизация воды происходит посредством источника УФ - излучения, установленного в проточном кожухе из нержавеющей стали на входе воды в накопительный бак и подключенный к силовому модулю. Подбор УФ оборудования производят на основании «Методические указания МУ2.1.4.719-98. Санитарный надзор за применением ультрафиолетового излучения в технологии подготовки питьевой воды».

Для увеличения надежности работы по микробиологическим показателям в летнее время после фильтра грубой очистки устанавливают резервный источник УФ - излучения.

Из блока УФ - стерилизации вода поступает в фильтр тонкой очистки, который удаляет все загрязнения, перешедшие на предыдущих стадиях в нерастворимое состояние, а также производит дополнительную очистку воды от взвешенных частиц размером более 1 мкм.

Из фильтра тонкой очистки марки КфП (Фильтры картриджные полипропиленовые) вода поступает в накопительный модуль, где происходит накопление воды на фасовку.

Приготовленная питьевая вода поступает на блок розлива в полиэтиленовую (ПЭ) тару (пакеты и бутыли), который состоит из двух схем:

Схема 1: розлив производят в ПЭ пакеты емкостью 0,3-2 литра. Пакеты изготавливают из «барьерной» пленки типа РЕ (LDPE) толщиной 75-100 мкм. Розлив производят автоматической фасовочной машиной типа «ПИТПАК - Ж» (МЖ)

Схема 2: розлив производят в ПЭ бутыли емкостью 0,33-19 литров. Розлив осуществляют на полуавтоматической линии типа FC 20/04. B данном проекте предусмотрены розлив и упаковка воды в бутыли, непосредственно перед розливом изготовленными (выдутыми) на местном оборудовании ПВ3-600.

Расфасованная вода поступает на упаковочную полуавтоматическую машину типа «ТФ-1 Пастпак Л16-3». Упаковка производится в гофроящики. Вес ящика с водой не более 20 кг.

В помещении операторной предусмотрен комплект оборудования для оперативного проведения анализа проб воды. Расширенный анализ проб воды предусмотрен в аттестованных лабораториях местного филиала ГУП Водоканал.

В составе системы может быть использовано следующее оборудование:

а.) Фильтры грубой и тонкой очистки:

Фильтры картриджные полипропиленовые (КфП) обладают высокой грязеемкостью и эффективностью очистки при малом гидродинамическом сопротивлении. В фильтрах используют безадаптерные картриджи различной длины (от 250 - до 1000 мм) с наружным диаметром 67 мм (тип SL) и 114 мм (тип ВВ), а также картриджи диаметром 67 мм с резьбовым конусным адаптером (SL). Отечественные полипропиленовые картриджи сочетают в себе предфильтр и финишный фильтр и имеют широкий диапазон размеров пор (от 0,5 мкм до 100 мкм). Это позволяет использовать их для фильтрации питьевой, технологической и сточной воды, водно-спиртовых изделий, вин, пива, а также лаков, красок, эмульсий, масел, топлив и разнообразных технологических растворов и жидкостей, в т.ч. и агрессивных.

Корпуса фильтров выполнены из нержавеющей стали и имеют исполнение вертикальное с нижним подводом, вертикальное с верхним подводом и горизонтальное. Фильтры могут быть размещены на колесных тележках для удобства перемещения.

Модельный ряд фильтров представлен 10-ю типовыми аппаратами, которые имеют следующие диапазоны производительности по чистой воде:

для картриджей с размером пор 1,0 мкм - 0,15-5 м3 /час;

для картриджей с размером пор 5,0 мкм - 0,50-16,0 м 3/час;

в.) Установка ультрафиолетового обеззараживания воды ОДВ-5-2:

Оборудование обеспечивает обеззараживание воды в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода». Оборудование обеспечивает УФ дозу 25 мДж/см2 , при качестве обеззараживаемой воды: цветность не более 35 град, содержание железа не более 1 мг/л, мутность не более 2 мг/л по каолину, Коли-индекс не более 10000 КОЕ/литр. Корпус установки выполнен из марок нержавеющей стали - марки SS304.

Обеззараживающий эффект УФ излучения, обусловлен фотохимическими реакциями в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет воздействует на РНК и клеточные мембраны, что вызывает гибель микроорганизмов.

Применение разработанной установки обеспечивает возможность получения расфасованной воды квалификации «питьевая» за счет уменьшения количества взвешенных частиц, растворимых примесей и микроорганизмов.

1. Система подготовки и расфасовки питьевой воды, характеризующаяся тем, что она содержит последовательно установленные блок подачи исходной воды, блок предварительной фильтрации, блок стерилизации, блок тонкой фильтрации и блок расфасовки подготовленной воды, а также силовой модуль, к которому подключены энергопотребляющие модули.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит накопительный бак, установленный между блоком тонкой фильтрации и блоком расфасовки.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок озонирования, установленный после блока подачи исходной воды.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок подачи исходной воды содержит водомерный узел и насос.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что водомерный узел выполнен с возможностью измерения температуры и давления воды.

6. Система по п.4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит узел нагрева воды.

7. Система по п.4, отличающаяся тем, что насос выполнен с возможностью изменения давления подаваемой на очистку воды.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок стерилизации содержит, по меньшей мере, один источник УФ-излучения.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок стерилизации содержит два источника УФ-излучения.



 

Похожие патенты:

Система обезжелезивания и умягчения воды относится к области очистки природных вод от железа, а также для аэрации и очистки от грубодисперсных примесей. Технический результат - получение очищенной воды с извлеченными ионами железа путем интенсификации процессов аэрации и каталитического окисления органических соединений в исходной воде, снижение эксплуатационных затрат, исключение перемешивания слоев загрузки во время промывки, повышение производительности станции обезжелезивания и умягчения воды при высоких концентрациях железа и углекислоты в подземных водах.

Изобретение относится к области безреагентной очистки природных или сточных вод и может быть использовано в технике очистки воды на предприятиях жилищно-коммунального, сельского хозяйства, в химической и других отраслях народного хозяйства, как стационарное устройство

Установка для подготовки питьевой воды относится к области водоподготовки и может быть использована для подготовки воды питьевого качества из попутно добываемых из скважин пластовых вод с применением мембранных технологий с целью улучшения состояния и сохранения здоровья человека и охраны окружающей среды, что относит ее к разряду технологий приоритетного стратегического направления развития в России «Здоровье нации».

Прибор включает в себя блок ионоселективных электродов и электрод сравнения, средство измерения мутности воды, блок определения параметров и средство индикации. Устройство применяется в гидропромышленности предназначено для контроля за качеством питьевой воды.

Изобретение относится к области обработки воды, более точно к конструкции фильтра, позволяющего эффективно совмещать в одном сооружении процесс физико-химической очистки с применением коагулянта и глубокой доочистки, как для маломутных цветных вод из поверхностных источников в целях питьевого водоснабжения, так и для доочистки биологически очищенных сточных вод

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности, к шаровым кранам для газовых технологических и магистральных трубопроводов
Наверх