Способи водопідготовки для виробництва алкогольних та безалкогольних напоїв

·       магнію 

£1,3 

£1,3 

£1,0 

£1,0 

- 

- 

·       заліза 

£0,15 

£0,10 

£0,10 

£0,10 

£0,05 

£0,05 

·       натрію+калію 

не більше 100 

не регла-мент. 

не регла-мент 

не регла-мент 

- 

- 

·       марганцю 

£0,1 

£0,1 

£0,1 

£0,1 

£0,05 

£0,05 

·       сульфатів 

£100,0 

£100,0 

£25,0 

£50,0 

£50,0 

£25,0 

·       хлоридів 

£80,0 

£80,0 

£30,0 

£30,0 

10-80 

10-50 

·       карбонатів 

не регламент. 

не регла-мент. 

не регла-мент. 

не регла-мент. 

*не допус-кається 

*не допус-кається 

·       гідрокарбонатів 

£244,0 

£244,0 

£122,0 

£122,0 

£122,0 

£122,0 

·       силікатів 

£7,0 

£7,0 

£5,0 

£5,0 

£2,5 

£2,5 

·       ортофосфатів 

не регламент 

не регла-мент 

не регла-мент 

не регла-мент 

£0,05 

£0,05 

·       поліфосфатів 

£0,1 

£0,1 

£0,1 

£0,1 

£0,05 

£0,05 

·       нітратів 

£45,0 

£45,0 

не регла-мент 

не регла-мент 

£5,0 

£5,0 

·       нітритів 

не регламент. 

не регла-мент. 

не регла-мент 

не регла-мент 

£0,5 

£0,5 

·       азоту аміаку 

не регламент 

не регла-мент. 

не регла-мент 

не регла-мент 

*не допус-кається 

*не допус-кається 
 
 

*)Результат випробувань  в межах чутливості даного  методу 

**) Вимоги за результатами  лабораторних досліджень 

4 Аналіз методів  очистки води для безалкогольного  та лікеро-горілчаного виробництва 
 

Водопідготовка –  початкова стадія процесу одержання  горілки. В основному задачею  водопідготовки є пом'якшення води, видалення з її механічних включень, колоїдних речовин, що впливають на стійкість і органолептичні показники готового продукту. У залежності від складу вихідної води застосовують способи водопідготовки: термічний, іонообмінний, зворотноосмотичний, електродіаліз, нейтралізацію бікарбонатів, відстоювання і коагуляцію, фільтрування, а також вапняно-содовий спосіб.  

Існує проблема порівняння устаткування водоподготовки по продуктивності і якості очищеної води. Це обумовлено різноманітністю складу вихідної води і відсутністю єдиних показників якості очищеної води для різних типів устаткування. Продуктивність роботи пом¢якшувачів води і демінералізаторів визначається робочою швидкістю потоку води через катионит, а якість вихідної води – швидкістю потоку через фільтруючий матеріал, так концентрацією і витратою регенеранту.  

Фільтрування води. Наявність у воді механічних забруднень вимагає установки фільтра механічного  очищення. Як завантаження такого фільтра  використовують кварцовий пісок.  

На підприємствах  застосовують фільтрування води через  керамічні фільтруючі патрони з пористої кераміки з порами розміром не більш 1,57 мкм, фільтри тонкого фільтрування з порогом затримки часток від 0,2 до 100 мкм.  

Видалення заліза і  марганцю 

Установки знезалізнення  досить різноманітні. Видалення заліза з води проводять безреагентними способами (аеруванням і фільтруванням на каркасних фільтрах) і реагентными (аэруванням-окисненням-фільтруванням як з наступним коагулюванням-флокулюванням-відстоюванням-фільтруванням, так і без них, а також вапнуванням-відстоюванням-фільтруванням). Використання в напірних фільтрах знезалізнення каталізаторів дозволяє досягти більш високих швидкостей обробки води. Як фільтруючі матеріали використовуються Manganese Greensand, Birm, Aqua Mandix).  

Способи зниження вмісту органічних речовин у воді. Усунення неприємних запахів і присмаків, органічних забруднень, активного хлору досягається окислюванням і сорбцією. Органічні домішки води добре сорбуються активним вугіллям і руйнуються сильними окислювачами. Окислювання проводять хлором, діоксидом хлору, перманганатом калію, озоном. Застосування хлору і його сполук небажано, тому що вони додають воді властиві їм неприємні запах і присмак. Озонування коштує дорого. Діоксид хлору практично не реагує з органічними речовинами у воді і не утворює шкідливі для здоров'я людини хлорорганические сполуки, а також виявляє сильно виявлений дезинфікуючий ефект у широкому діапазоні рН. 

Дезодорація адсорбентами, зокрема активним вугіллям, є дешевим  способом і знаходить широке застосування. Використовують як порошкоподібне, так і гранульоване активне вугілля. Враховують, що пропускна здатність вугільних фільтрів для видалення органічних сполук з води в 2 рази нижче, ніж їх пропускна здатність при видаленні хлору. 

При обробці води активним вугіллям підвищується дегустаційна оцінка напоїв, приготовлених на такій воді, що є наслідком зниження вмісту домішок органічних речовин і підвищення ефективності дії активного вугілля при обробці сортировок у горілчаному виробництві.  

Показано можливість використання відновленого активного вугілля марки БАУ-А і БАУ-МФ. Якщо ефективність очищення води новим активним вугіллям цих марок досягає 95-97%, то відновленим 85-88%. Можливість використання відновленого вугілля після очищення сортування для обробки води порозумівається тим, що адсорбційна активність вугілля стосовно домішок знижується у водно-спиртовому розчині в порівнянні з водою. Для збільшення ступеня очищення води від органічних домішок її пропускають через вугільне завантаження марки АГ-3 (АГ-5) чи ДАК.  

Для очищення води з неприємним запахом, підвищеним вмістом хлору і кольоровістю використовують установки з гранульованим активним вугіллям КАС.  

Для забезпечення зниження концентрації вільного хлору в підготовленій  воді до рівня не більш 0,02 мг/дм3 і  видалення більшої частини розчинених органічних сполук застосовується вугілля активний марки GAC-A 8009 зі шкарлупи кокосових горіхів, спеціальних твердих порід. Вугілля має високу пористість і низький коефіцієнт стирання. 

Адсорбційне очищення води є однієї з найбільш ефективних для видалення органічних і деяких неорганічних з'єднань. До переваг адсорбційного методу відносяться: можливість видалення забруднень практично до мінімальної залишкової концентрації незалежно від їхньої хімічної стійкості, відсутність вторинних забруднень.  

Зараз на підприємствах  використовують як адсорбенти активне  вугілля марок БАУ-А, АГ-3, АГ-5, КАД. Однак, активне вугілля даних  марок має низьку механічну міцність, невеликий обсяг сорбційного  простору, вимагає частої заміни, після  регенерації не цілком відновлює свою адсорбційну активність. Після обробки води активним вугіллям даних марок поліпшуються її органолептичні властивості, але майже не зменшується масова концентрація заліза, марганцю, нітратів, нітритів, сірководню, аміаку.  

Для очищення води також застосовують активне вугілля марок Filtrasorb F-300, Filtrasorb F-500, Filtrasorb F-600 виробництва фірми “Chemviron Carbon”. 

Пом'якшення води.  

Установка пом'якшення  води слугує для видалення солей  твердості (в основному кальцію  і магнію). Сучасні установки пом'якшення гарантують зниження змісту солей фактично до 0,05 моль/м3. У вітчизняній практиці в якості ионообменных матеріалів застосовують сульфовугілля та іонообмінні смоли. Закордонні установки пом'якшення води обладнані механізмами автоматичної регенерації іонообмінної смоли.  

Зменшення лужності води  

Для зменшення лужності води використовують три методи, засновані  на вапнуванні, використанні іонообмінних смол і установок зворотного осмосу. Застосування того чи іншого методу залежить від показників вихідної води і конкретних вимог до вихідної води. При виборі конкретного методу зменшення лужності керуються: показниками вихідної води, ПДК і рН води, а також наявною технологією водопідготовки на підприємстві. 

Висока лужність води, тобто зміст у ній бікарбонатів, може бути скоректована шляхом введення соляної або оцтової кислот. Після установки пом¢якшення води додатково встановлюють блок дозування кислоти. Кількість соляної кислоти, що додається, не повинна перевищувати 80 мг/дм3, крім того, рН води не повинний бути менш 6,0 (при приготуванні горілок і лікеро-горілчаних напоїв). Відповідно знизити лужність таким способом можна не більше ніж на 2 одиниці.  

Вапнування води – процес одночасного зменшення  лужності і пом'якшення води заснований на хімічній реакції вапна Са(ОН)2 з бікарбонатами й осадженні СаСО3. Для покрашання процесу осідання у воду додають коагулянт і видержують у відстійних освітлювачах, а потім пропускають через пісочний фільтр. Рівень лужності обробленої води складає від 0,04 до 0,08 ммоль/дм3. Цей метод відносно дешевий, але не допускає високих робочих швидкостей потоку і тому вимагає устаткування великих габаритів. 

Застосування іонообмінних смол передбачає декілька методів зменшення  лужності води. Перед застосуванням  цих методів необхідно попередньо видалити з вихідної води вільний хлор. 

Зменшення лужності катіонітом у водневій формі. Метод  включає пом'якшення води в катіонітовому  фільтрі і видалення вуглекислого газу в дегазаторі. Віддаляється карбонатна твердість і знижується лужність на 80-90% (залишкова лужність складає 0,5-1,0 ммоль/дм3). Вихідна вода має знижене значення рН, тому в разі потреби підвищення рН за допомогою дозування в неї лугу. Недолік методу полягає в тім, що для регенерації фільтра використовується розчин сірчаної або соляної кислоти, що вимагає корозійностійкого устаткування. Для видалення вуглекислоти, що утворилася, у буферних ємкостях бажано встановлювати розпушувачі або голівки ежектори-декарбонізатори. 

Зменшення лужності катіонітом у натрієвій формі. Метод включає пом¢якшення води в катіонітовому фільтрі, дозуванням у пом'якшену воду кислот (соляний чи оцтовий) і видалення вуглекислого газу в дегазаторі. Недолік методу полягає в тому, що підготовлена вода має підвищений зміст хлоридів на величину, еквівалентну зменшенню лужності.  

Зменшення лужності аніонітом у ОН-формі. Метод полягає  у видаленні аніонів кислот, у  тому числі і вуглекислоти за допомогою  фільтра, що містить аніонітну смолу  в ОН-формі. Видаляється лужність до рівня 0,05 ммоль/дм3. 

Зменшення лужності за схемою паралельного Н-Nа-катіонування. Схема включає паралельно працюючі фільтри з катіонітом у водневій або натрієвій формі і дегазатор. Вихідну воду подають на катіонітові  фільтри, де розділяють на два потоки. В обох фільтрах вода пом¢якшується, але на виході фільтра з катіонітом у водневій формі вода має кислу реакцію. Потім після обробки катіонітами пом'якшену воду змішують і подають на дегазатор, де віддаляють вуглекислий газ. Технологія поділу води по катіонітам у відповідній пропорції з наступному їх змішуванням дозволяє одержувати пом'якшену воду з різним рівнем лужності. Ця схема зменшення лужності застосовується при великому вмісті у вихідній воді бікарбонату натрію. Недолік цього методу полягає в тому, що потрібно три види установок (два види фільтрів і дегазатор), а також обмеження по складу вихідної води. 

Зменшення лужності води за схемою послідовного Na-CI-іонування. Схема включає послідовно працюючі фільтри з катіонітом у натрієвій  формі та аніонітом у CI-формі. Така схема дозволяє одержати пом'якшену воду зі зменшеним рівнем лужності, і при цьому в обох фільтрах для регенерації витрачається один реагент – хлорид натрію, що не вимагає антикорозійного захисту устаткування. Недолік схеми в тому, що підготовлена вода має підвищений вміст хлоридів на величину, еквівалентну зниженню лужності.