Результат интеллектуальной деятельности: Способ минерализации дистиллированной воды

Изобретение относится к области подготовки питьевой воды, в частности ее обогащения минеральными добавками, и может быть использовано в водоснабжении пищевой промышленности и других областях для получения высококачественной питьевой воды.

Известен способ минерализации питьевой воды из дистиллята [Патент 2417953], включающий приготовление растворов сульфата магния, сульфата калия, сульфата цинка и сульфата марганца путем растворения в дистилляте, а затем последовательное введение полученных растворов в дистиллят при медленном перемешивании. Минерализованную воду выдерживают от 1,5 до 2,0 часов для равномерного распределения сульфатов, после чего разливают в тару.

Недостатками данного способа является использование неорганического минерального сырья, труднорастворимого в дистиллированной воде, в результате чего повышается длительность технологического процесса минерализации питьевой воды, а также отсутствие ряда минеральных солей и элементов, необходимых для нормального функционирования организма человека.

Известен способ минерализации опресненной воды [авт. свидетельство 464535], предусматривающий обогащение опресненной воды минерализующей добавкой, в качестве которой используется природная соленая вода. Минерализация воды проводится следующим образом. В опресненную воду вводят химические компоненты и пропускают через камеру концентрирования электродиализатора. Одновременно через камеру деионизации электродиализатора пропускают природную соленую воду. Ионы минеральных веществ природной соленой воды проходят через ионитовые мембраны в камеру концентрирования и насыщают опресненную воду.

Недостатками предложенного способа являются отсутствие ряда минеральных солей и элементов, высокая концентрация ионов натрия и хлора, что не соответствует физиологическим потребностям организма человека, а также использование химических веществ на стадии минерализации, длительность технологического процесса, низкие органолептические показатели за счет высокой концентрации ионов хлора и выпадения осадка в процессе хранения питьевой воды.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения питьевой воды [авт. свидетельство 407840], предполагающий добавление в дистиллят морской воды минерализующей добавки, в качестве которой используется осветленный сбросовый рассол, в количестве от 1,0 до 2,0% от общего объема получаемой питьевой воды.

Недостатками данного способа является наличие в питьевой воде, главным образом, ионов кальция, который в процессе хранения питьевой воды выпадает в осадок, что ухудшает органолептические показатели питьевой воды, а также отсутствие ряда минеральных солей и элементов, необходимых для нормального функционирования организма человека.

Задачей, решаемой изобретением, является усовершенствование способа минерализации дистиллированной воды, позволяющего получить питьевую воду с минеральным составом, соответствующим физиологическим потребностям организма человека, и высокими органолептическими показателями, в процессе хранения которой не образуется осадка, сокращение продолжительности технологического процесса.

Техническим результатом изобретения является повышение содержания минеральных солей и элементов, необходимых для нормального функционирования организма человека, повышение степени растворения минеральных солей и элементов.

Технический результат достигается тем, что в способе минерализации дистиллированной воды, включающем введение в дистиллированную воду минеральной добавки и перемешивание, в качестве минеральной добавки используют концентрат из морской воды в количестве от 0,5 до 1,0 мг/л, полученный путем разделения морской воды на установке обратного осмоса при давлении от 24,0 до 70,0 атм на пермеат и концентрат, с последующим удалением пермеата, очисткой концентрата от механических примесей и микроорганизмов с помощью ультрафильтрации на разделительном аппарате на полых волокнах с пределом задержания 15,0 кДа, дополнительной стерилизацией очищенного концентрата в ультрафиолетовом стерилизаторе, при этом перемешивание осуществляют в течение 10,0-15,0 мин до полного растворения минеральной добавки.

Повышение содержания минеральных солей и элементов, необходимых для нормального протекания водно-солевого обмена в организме человека, снижение концентрации ионов натрия и хлора достигается за счет использования концентрата из морской воды, представляющего собой высококонцентрированный раствор минеральных элементов и солей, соответствующий физиологическим потребностям организма человека.

Благодаря содержанию ряда минеральных элементов и солей концентрат из морской воды улучшает обменные процессы, микроциркуляцию крови, выводит токсины, активизирует процесс обновления клеток, способствует выведению из организма шлаков, оказывает укрепляющий эффект на здоровье. Следовательно, концентрат из морской воды может быть использован в качестве минеральной добавки в дистиллированную воду.

Химический состав концентрата из морской воды приведен в таблице 1.

Введение концентрата из морской воды в качестве минеральной добавки в экспериментально установленном количестве от 0,5 до 1,0 мг/л позволяет увеличить содержание минеральных элементов и солей в дистиллированной воде, а также снизить количество вносимой минеральной добавки в сравнении с прототипом.

Полученная минеральная добавка, а именно концентрат из морской воды, благодаря природному происхождению, легко диссоциирует, полностью растворяется и равномерно распределяется по всему объему при перемешивании в течение установленного времени (от 10 до 15 мин) без дополнительной выдержки, что сокращает продолжительность технологического процесса. Благодаря легкой диссоциации, полному растворению концентрата из морской воды и равномерному распределению по всем объему в процессе хранения питьевой воды не образуется осадка, что способствует улучшению органолептических показателей питьевой воды.

Способ реализуется следующим образом.

Минеральную добавку, а именно концентрат из морской воды, в количестве от 0,5 до 1,0 мг/л вносят в дистиллированную воду при непрерывном перемешивании в течение от 10 до 15 мин до полного растворения.

Концентрат из морской воды получают путем разделения морской воды на установке обратного осмоса при давлении от 24,0 до 70,0 атм на пермеат (чистую воду) и концентрат (высококонцентрированный раствор с высоким содержанием микро- и макроэлементов). Пермеат удаляют, а полученный концентрат из морской воды очищают от механических примесей и микроорганизмов с помощью ультрафильтрации на разделительном аппарате на полых волокнах с пределом задержания 15,0 кДа. Очищенный от механических примесей и микроорганизмов концентрат из морской воды подается на дополнительную стерилизацию в ультрафиолетовый стерилизатор.

Способ минерализации дистиллированной воды поясняется конкретными примерами.

Пример 1.

Способ минерализации дистиллированной воды заключается в введении минеральной добавки в количестве от 0,5 мг/л в дистиллированную воду при непрерывном перемешивании в течение 10 мин до полного растворения, при этом минеральную добавку получают путем разделения морской воды на установке обратного осмоса при давлении 24,0 атм на пермеат и концентрат, с последующим удалением пермеата, очисткой концентрата от механических примесей и микроорганизмов с помощью ультрафильтрации на разделительном аппарате на полых волокнах с пределом задержания 15,0 кДа, дополнительной стерилизацией очищенного концентрата в ультрафиолетовом стерилизаторе.

Пример 2.

Способ минерализации дистиллированной воды заключается в введении минеральной добавки в количестве от 0,7 мг/л в дистиллированную воду при непрерывном перемешивании в течение 13 мин до полного растворения, при этом минеральную добавку получают путем разделения морской воды на установке обратного осмоса при давлении 53,0 атм на пермеат и концентрат, с последующим удалением пермеата, очисткой концентрата от механических примесей и микроорганизмов с помощью ультрафильтрации на разделительном аппарате на полых волокнах с пределом задержания 15,0 кДа, дополнительной стерилизацией очищенного концентрата в ультрафиолетовом стерилизаторе.

Пример 3.

Способ минерализации дистиллированной воды заключается в введении минеральной добавки в количестве от 1,0 мг/л в дистиллированную воду при непрерывном перемешивании в течение 15 мин до полного растворения, при этом минеральную добавку получают путем разделения морской воды на установке обратного осмоса при давлении 70,0 атм на пермеат и концентрат, с последующим удалением пермеата, очисткой концентрата от механических примесей и микроорганизмов с помощью ультрафильтрации на разделительном аппарате на полых волокнах с пределом задержания 15,0 кДа, дополнительной стерилизацией очищенного концентрата в ультрафиолетовом стерилизаторе.

Результаты изучения химического состава питьевой воды, полученной по прототипу и заявляемому способу, приведены в таблице 2.

Органолептические показатели питьевой воды, полученной по заявляемому способу, приведены в таблице 3.

В отличие от прототипа, концентрат из морской воды может быть использован как для дистиллированной воды, полученной из пресной воды, так и для дистиллированной воды, полученной из морской воды.

Таким образом, разработан способ минерализации дистиллированной воды, позволяющий повысить содержания минеральных солей и элементов, необходимых для нормального функционирования организма человека, улучшить органолептические показатели готового продукта за счет предотвращения выпадения осадка в процессе хранения, а также сократить продолжительность технологического процесса.