8.2. Видобування і розлив мінеральних вод

Промислове виробництво природних мінеральних вод включає такі технологічні стадії: каптування, транспортування, зберігання, технологічну обробку, розлив води.

Каптування (водозабір). Мінеральні води, що застосовуються для промислового розливу, підлягають обов’язковому каптуванню. Розрізняють два основні способи підйому води: самовилив і примусовий відбір за допомогою занурених артезіанських насосів. Будова водоприймача зумовлена характером водоносного шару. Для запобігання потрапляння у воду механічних домішок свердловини обладнують фільтрами з корозійностійких і механічно міцних матеріалів.

Транспортування води. Вибір способу транспортування залежить від відстані від каптажної установки до підприємства по обробці і розливу води:

• відстань не перевищує 50 км – трубопроводи з нержавіючої сталі, скла або поліетилену низької пористості;

• відстань становить 50-200 км – автомобільні цистерни, виготовлені з нержавіючої, емальованої сталі або алюмінію;

• відстань більше 200 км – спеціально обладнані залізничні ізотермічні цистерни.

Зберігання води. Для забезпечення безперебійної роботи на заводі створюють необхідний запас мінеральної води. Воду зберігають в умовах, що забезпечують стабільність хімічного складу води і що виключають вторинне забруднення бактеріями. Всі типи залізистих і вуглекислих вод зберігають в герметичних резервуарах під надлишковим тиском СО₂, що не перевищує 0,05 МПа. Невуглекислі води дозволяється зберігати в негерметичних, але обов’язково закритих резервуарах. Термін зберігання в резервуарах води, що не пройшла попередню обробку, не повинен перевищувати 2 діб, що пройшла первинну обробку – не більше 5 діб.

Технологічна обробка. Мінеральна вода – це складна багатокомпонентна двофазна система, яка передбачає як загальноприйняті прийоми обробки (фільтрування, знезараження, охолодження і насичення вуглекислим газом), так і спеціальні технологічні прийоми, що забезпечують стабілізацію корисних компонентів води і виведення з її складу речовин, що погіршують органолептичні властивості.

Для повного видалення завислих частинок, що викликають помутніння і знижують ефективність бактерицидної обробки невуглекислих вод, їх піддають фільтруванню в напірних фільтрах (фільтрпресах, свічкових ультрафільтрах). Фільтрувальними матеріалами служать фільтр-картон, мікропориста кераміка.

Основна мета знезараження природних мінеральних вод – знищення патогенних мікроорганізмів. Ступінь бактерійної чистоти мінеральних вод визначається колі-титром – мінімальною кількістю води (см³), в якій міститься 1 кишкова паличка. Вода, розлита в пляшки, повинна мати колі-титр не менше 300. При фільтруванні мінеральних вод через керамічні свічкові фільтри відбувається часткове знепліднення, зумовлене тим, що розмір пор фільтрувального матеріалу не перевищує 1 мкм, а більшість патогенних мікроорганізмів мають розмір 1-2 мкм. Для ефективнішого знезараження воду піддають спеціальній обробці безреагентним або реагентним способом.

Безреагентний спосіб знезараження ґрунтується на бактерицидній дії ультрафіолетових променів, які пропускають через мінеральну воду. На підприємствах використовують бактерицидні напірні установки з зануреним джерелом випромінювання. При цьому способі обробки органолептичні показники мінеральних вод не змінюються. На ефективність знезараження безреагентним способом істотний вплив чинять: кількість мікроорганізмів, що містяться в оброблюваній воді; її прозорість і безбарвність; сольовий склад, особливо присутність сполук заліза.

До реагентних способів знезараження мінеральних вод відносяться сріблення і хлорування. Водний розчин сульфату срібла (7,22 г/дм³) в кількості 40 см³ на 1 м³ води через 2-4 год приводить до повної загибелі патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів.

Для знезараження вод, які не містять легкоокислюваних компонентів, може бути використаний гіпохлорит натрію. Розвиток кишкової палички і специфічних (сульфатвідновлюючих) бактерій пригнічується при залишковій концентрації активного хлору 0,3 мг/дм³. Для досягнення знезаражувального ефекту розчин гіпохлориту (6-8 г/дм³) вводять в потік або накопичувальний резервуар мінеральної води за допомогою дозаторів різних конструкцій, що забезпечують необхідний вміст залишкової кількості активного хлору.

Незалежно від газового складу всі мінеральні води перед розливом в пляшки насичують вуглекислим газом, який сприяє збереженню у воді вуглекислих солей, пригноблює життєдіяльність мікроорганізмів, надає воді певну гамму смакових властивостей, збільшує терміни зберігання. У процесі технологічної обробки води частина природного вуглекислим газом втрачається, тому всі вуглекислі води додатково насичують СО₂, а невуглекислі води карбонізують.

Враховуючи, що з пониженням температури розчинність СО₂ у воді підвищується, всі мінеральні води перед насиченням вуглекислим газом охолоджують до температури 4-10^оС. Глибше охолодження недоцільне, оскільки воно приводить до зменшення розчинності солей і випадання деяких з них в осад. Для охолодження використовують переважно трубчасті і пластинчасті теплообмінники.

Основна частина вуглекислого газу знаходиться у воді у молекулярно розчиненій формі, і лише приблизно 0,1% у формі вугільної кислоти, що надає їй слабко кислі властивості. Насичення ведуть в сатураторах різних конструкцій при низькій температурі під надлишковим тиском. Вміст вуглекислого газу в лікувальних водах, розлитих в пляшки, повинен бути в межах 0,15-0,2%, у лікувально-столових – не менше 0,3%, а в залізистих – не менше 0,4%.

Розлив води. При розливі мінеральних вод в пляшки використовують ізобаричний спосіб розливу, при якому надлишковий тиск, створений вуглекислим газом в напірному баку розливної машини, відповідає протитиску в порожній пляшці.

Наповнення пляшок мінеральною водою здійснюють по рівню, який визначається глибиною занурення в пляшку повітряного отвору на зливній трубці розливного апарату.