RU2778684C2 - Система очистки и регулирования физико-химического состава воды и применение полученной воды - Google Patents
Система очистки и регулирования физико-химического состава воды и применение полученной воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778684C2 RU2778684C2 RU2020109733A RU2020109733A RU2778684C2 RU 2778684 C2 RU2778684 C2 RU 2778684C2 RU 2020109733 A RU2020109733 A RU 2020109733A RU 2020109733 A RU2020109733 A RU 2020109733A RU 2778684 C2 RU2778684 C2 RU 2778684C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- filter
- salts
- concentration
- ldpe
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 97
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 title abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 24
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 14
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 8
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 7
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000003078 antioxidant Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 210000003734 Kidney Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000011068 load Methods 0.000 claims description 2
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 2
- 230000001147 anti-toxic Effects 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 abstract description 2
- 240000007524 Camellia sinensis var. sinensis Species 0.000 abstract 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 230000003113 alkalizing Effects 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000000887 hydrating Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 210000004072 Lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000036740 Metabolism Effects 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003205 Muscles Anatomy 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000037180 bone health Effects 0.000 description 1
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 235000021271 drinking Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004634 feeding behavior Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000102 heterotrophic Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000035786 metabolism Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 1
- 230000029219 regulation of pH Effects 0.000 description 1
- 230000000268 renotropic Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012508 resin bead Substances 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области очистки, регулирования физико-химического состава и упаковки подщелоченной, ионизированной, озонированной, изотонической, обладающей антиоксидантной и детокс активностью, обогащенной магнием питьевой воды в не имеющей аналогов, экологически чистой таре посредством модульных, портативных и недорогих установок. Предложена система, содержащая насос (1), которым забирают воду из грунтовых вод или другого источника воды и сохраняют ее в резервуаре (2), из которого с помощью насоса высокого давления (3) воду направляют через теплообменник (4) с чередующимися пластинами, нагревающий ее до температуры 60°C, и приводят на песочный фильтр высокого давления (5), за которым следует фильтр высокого давления (6) с активированным углем и ионообменный фильтр (7), после которого расположены средства добавления сильных оснований (8) для регулирования концентрации ионов водорода; при этом указанную воду направляют в фильтр тонкой очистки (9) и затем в двухпроходную установку обратного осмоса (10), после которой пропускаемую воду оценивают датчиком концентрации ионов водорода (11), который соединен со средством добавления сильного основания (8) для регулирования концентрации ионов водорода до величины рН от 7 до 12, и затем хранят в резервуаре для хранения (12); и посредством второго насоса высокого давления (13) приводят в движение с помощью указанной системы, получающей озон из системы озонирования (14), и затем в пропускаемую воду добавляют минеральные соли c помощью средств добавления минеральных солей (15) с 94 минеральными солями, и в воду вводят соли магния в количестве от 20 до 60 мг/л с помощью средств для добавления солей магния (16), после чего указанную воду хранят в резервуаре для хранения (17) и затем последовательно подают в комплекс устройств для фасовки (18) в пакеты (30), состоящие из смеси полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и ПЭНП с линейной структурой мономеров, предназначенные для однократного заполнения, включающие швы холодной сварки (31), при этом контур указанных швов в основном имитирует форму бутылки с горлышком (34), и линию (36) для указания наилучшего способа открывания пользователем пакета (30), который имеет напечатанные элементы (35), включающие в себя полезную информацию для пользователей. Также предложено применение указанной системы для приготовления больничных напитков, безалкогольных напитков, желе, соков, чая, ароматизированной воды и иных растворов, смесей и коллоидов, в которых воду применяют в качестве растворителя или носителя. Технический результат – предложенное изобретение позволяет получить промышленную систему очистки, регулирования физико-химического состава и упаковки питьевой воды, имеющую уменьшенные масштабы. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники
[0001] Конструктивные принципы и функциональные возможности настоящего изобретения относятся к области очистки, регулирования физико-химического состава и упаковки подщелоченной, ионизированной, озонированной, изотонической, обладающей антиоксидантной и детокс активностью, обогащенной магнием питьевой воды в не имеющей аналогов, экологически чистой таре посредством модульных, портативных и недорогих установок.
Уровень техники
[0002] На рынке представлены несколько систем, предназначенных для очистки и приспособления воды из различных источников с целью последующего потребления человеком.
[0003] Для потребления человеком подходит вода с концентрацией ионов водорода (количественно определяемой по значению рН) в диапазоне от 7 до 12 (предпочтительно от 8,5 до 10,5), а также с широким диапазоном содержания минеральных солей, главным образом магния, в диапазоне от 20 до 60 мг на литр воды, предпочтительно, выше 40 мг на литр.
[0004] Из уровня техники известны некоторые патентные документы, относящиеся к способам водоочистки, такие как китайский документ CN 205856183U, в котором описан способ очистки холодной воды без дальнейшего использования для потребления человеком. В качестве еще одного примера можно привести патентный документ CN 103880213, в котором также описан способ очистки холодной воды, включающий очень большие установки, но не решена задача обеспечения подходящей упаковки, упрощающей конкурентный доступ к потребителю. Что касается упаковки, авторами настоящего изобретения найден североамериканский документ US 8303182B2, описывающий упаковки из смеси полимеров с двумя сварными швами и с большим количеством твердых отходов на единицу объема жидкости.
[0005] Известные из уровня техники решения включают оборудование и способы, осуществляемые на крупномасштабных установках, которые требуют больших инвестиций в землю и инфраструктуру, а также высоких постоянных расходов. Следовательно, существует потребность в промышленной системе очистки, регулирования физико-химического состава и упаковки питьевой воды, имеющей уменьшенные масштабы, что позволило бы разнообразить варианты ее установки, осуществлять эксплуатацию на небольшом участке с меньшими требованиями к инфраструктуре, и обеспечивать достижение большего удобства конечным потребителем.
[0006] При современном уровне техники все еще существует потребность в более полезной для здоровья питьевой воде, упакованной в экологически чистую герметичную тару, пригодную для повторного использования и с меньшим количеством твердых отходов на мл воды, более энергетически эффективную и с более низким уровнем выбросов СO2 при производстве, заморозке и транспортировке, которую получают посредством системы, установленной и эксплуатируемой на небольшом участке, и предъявляющей минимальные требования к инфраструктуре.
Раскрытие сущности изобретения
[0007] Настоящее изобретение относится к системе очистки, регулирования физико-химического состава и упаковки питьевой воды, содержащей следующие составные части:
[0008] Насос (1), забирающий воду из грунтовых вод или другого источника воды и сохраняющий ее в резервуаре (2), насос высокого давления (3), теплообменник (4) с чередующимися пластинами; песочный фильтр высокого давления (5); фильтр с активированным углем высокого давления (6); ионообменный фильтр (7); средства регулирования концентрации ионов водорода (8) (не показано на фигуре); фильтр тонкой очистки (9); двухпроходная установка обратного осмоса (10); датчик концентрации ионов водорода (11), соединенный со средствами регулирования концентрации ионов водорода (8); резервуар для хранения (12); второй насос высокого давления (13); система озонирования (14); средства для добавления минеральных солей (15); средства для добавления солей магния (16); резервуар для хранения (17); и комплекс аппаратов для фасовки единичных упаковок (18) в виде пакетов (30), состоящих из смеси ПЭНП и ПЭНП с линейной структурой мономеров, предназначенных для однократного заполнения, включающих швы холодной сварки (31), при этом контур указанных швов в основном имитирует форму бутылки с горлышком (34), и линию (36) для указания наилучшего способа открывания пользователем пакета (30), который имеет снаружи напечатанные элементы (35), включающую полезную информацию для пользователей.
Объекты настоящего изобретения
[0009] Задачей настоящего изобретения является обеспечение охраны здоровья, охраны окружающей среды и социального развития посредством потребления воды людьми. Указанную подщелоченную воду получают из любого источника воды, такого как дождь, море, река, озеро или подземная вода, с минимальным потреблением энергии, сниженным выбросом СО2, сниженными остатками пластика с помощью компактной системы, которая очищает, подщелачивает, подсаливает и озонирует бутилированную воду, с существенно меньшими инвестициями, инфраструктурными и эксплуатационными затратами, обеспечивающими ее серийную компактную установку по всему земному шару.
[00010] Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение воды более высокого и не имеющего аналогов качества для потребления человеком, которая упакована в экологически чистую, более термически эффективную тару с контролем несанкционированного вскрытия, пригодную для повторного использования, с наименьшим весом и объемом твердых отходов на мл упакованного количества воды, удобной для транспортировки и обработки с меньшим количеством выбросов СО2 и потреблением топлива, полученной посредством компактной упаковочной системы с минимальными требованиями к инфраструктуре, обеспечивающей серийную установку указанных систем по всему миру.
Краткое описание чертежей
- На фиг. 1 представлена блок-схема основных этапов способов, включенных в систему согласно настоящему изобретению.
- На фиг. 2 представлена последовательная система, сконструированная в соответствии с принципами настоящего изобретения.
- На фиг. 3 представлен вид сверху системы, показанной на фиг. 2, отображающий пространственное расположение оборудования системы согласно настоящему изобретению.
- На фиг. 4 представлен процесс наполнения (3) в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
[00011] В первую очередь, необходимо подключить систему к источнику воды при комнатной температуре около 25°C, которая может поступать из грунта, рек, озер, морей, дождей и иных источников посредством работы насоса (1) под давлением от 0,1 до 0,3 атм, предпочтительно 0,2 атм, с переносом воды в резервуар из нержавеющей стали (2).
[00012] При откачке из указанного резервуара (2) с помощью насоса высокого давления (3), работающего под давлением от 1 до 2 атм, предпочтительно 1,5 атм, вода достигает давления 1,5 атм и проходит через чередующиеся пластины теплообменника (4), в котором происходит первоначальный нагрев воды до температуры от 50 до 70°C, предпочтительно 60°C. Согласно литературным данным, при этих условиях вода имеет динамическую вязкость 0,4668 мПа/с и поверхностное натяжение около 6,6×10-2 Н/м. Эти изменения физико-химических свойств воды приводят к большей эффективности последующих процессов фильтрации. Затем нагретую воду под высоким давлением направляют на песочный фильтр высокого давления (5), который служит для удаления взвешенных твердых частиц размером от 20 до 100 микрон. После чего воду пропускают через фильтр с активированным углем высокого давления (6) и ионообменный фильтр (7).
[00013] При выходе из ионообменного фильтра (7) концентрацию ионов водорода регулируют подщелачиванием воды с помощью добавления определенных объемов сильных оснований, таких как, например, NaOH или KOH. Указанные средства для введения добавок не показаны на фиг. 2 и представляют собой два небольших резервуара, каждый из которых содержит водные растворы NaOH и KOH, и насосы для подачи их в поток свежей фильтрованной воды. Раствор NaOH в резервуаре должен иметь концентрацию в диапазоне от 8 до 12%, предпочтительно 10%, а раствор KOH должен иметь концентрацию в диапазоне от 8 до 12%, предпочтительно 10%. Такое добавление определенных объемов NaOH и/или KOH происходит в соответствии с показаниями датчика концентрации ионов водорода в воде (11), расположенного на выходе установки обратного осмоса.
[00014] Затем, после добавления определенных объемов NaOH и KOH с помощью насоса высокого давления с рабочим диапазоном от 8 до 10 атм, предпочтительно 9,5 атм, не указанным на фиг. 2, воду направляют в фильтр тонкой очистки (9), необходимый для удаления избытка катионов K+ и Na+, добавленных в воду. На этом этапе температура воды составляет уже около 40°C, поскольку прохождение через последовательные фильтры приводит к потере тепла.
[00015] атем вода проходит через двухпроходную установку обратного осмоса (10).
[00016] После чего, как уже отмечалось выше, измеряют концентрацию ионов водорода с помощью датчика (11), расположенного в потоке воды и подключенного к средствам добавления сильного основания, такого как NaOH и КОН (8), и производят добавление соответствующего объема указанного основания до достижения желаемого значения pH. Впоследствии воду хранят в промежуточном резервуаре (12).
[00017] При откачке из резервуара (12) с помощью насоса (13), работающего в диапазоне от 0,1 до 0,3 атм, предпочтительно 0,2 атм, воду пропускают по трубам системы и обогащают озоном от генератора озона (14).
[00018] Затем в поток воды добавляют минеральные соли и соли магния с помощью средств добавления минеральных солей (15) и солей магния (16). Такие средства добавления соли включают 2 небольших резервуара, содержащих раствор минеральных солей и солей магния в каждом, и небольшие инфузионные насосы, не показанные на фигуре, для добавления желаемого количества минеральных солей и солей магния. Концентрация раствора минеральных солей может варьироваться от 20 до 40 мг/л, предпочтительно 30 мг/л, а концентрация раствора солей магния может варьироваться от 20 до 60 мг/л, предпочтительно 40 мг/л.
[00019] После чего воду хранят в конечном резервуаре (17) и затем подают в комплекс аппаратов для фасовки единичных упаковок (18).
[00020] Пример системы по настоящему изобретению представлен последовательной линией на фигуре 2. Такое оборудование пространственно расположено на площади 240 м2 с высотой 2 м при требуемом для установки оборудования объеме 480 м3, как показано на фигуре 3. В другом варианте, система может работать от источника воды под давлением.
[00021] Теплообменник (4) с чередующимися пластинами служит для повышения температуры от 40 до 80°С, предпочтительно от 55 до 65°С, и, следовательно, для снижения плотности, поверхностного натяжения и вязкости, чтобы облегчить последующую стадию фильтрации.
[00022] После прохождения первого теплообменника с чередующимися платинами (11) вода c температурой от 40 до 60°C поступает на песочный фильтр (12), который служит для удаления взвешенных твердых частиц размером от 20 до 100 микрон. Протекание воды через данный элемент облегчено за счет снижения плотности, поверхностного натяжения и вязкости, которые обеспечены посредством предыдущего нагрева.
[00023] После прохождения песочного фильтра (12) вода поступает в фильтр с активированным углем (13), на этот раз с преднамеренно более низкой температурой, по возможности в диапазоне от 30 до 60°С, предпочтительно в диапазоне от 35 до 45°С, из-за потери тепла при прохождении через песочный фильтр. Назначение фильтра с активированным углем (13) состоит в удалении хлора, водорослей, окрашенных веществ, ароматических соединений и иных веществ, которые могут придавать воде странный вкус.
[00024] Далее вода поступает в ионообменный фильтр (14). На данном этапе вода протекает в тесном контакте с гранулами смолы катионита и анионита с большой поверхностью, предназначенных для удаления посредством химического сродства нежелательных ионов металлов, главным образом тяжелых металлов.
[00025] После прохождения ионообменного фильтра (14) в поток воды добавляют определенные объемы водных растворов сильных оснований, таких как, например, NaOH или KOH, для регулирования концентрации ионов водорода в соответствии с показаниями датчика (11) посредством средств добавления (8), не показанных на фигуре. Такие средства добавления представляют собой два небольших резервуара, каждый из которых содержит водные растворы NaOH и KOH, и насосы для добавления объемов таких растворов в свежую фильтрованную воду. Раствор NaOH в резервуаре должен иметь концентрацию в диапазоне от 8 до 12%, предпочтительно 10%, а раствор KOH должен иметь концентрацию в диапазоне от 8 до 12%, предпочтительно 10%.
[00026] Затем поток воды поступает в фильтр тонкой очистки (9), предназначенный для удерживания катионов K+ и Na+, добавленных при регулировании величины pH.
[00027] После ионообменного фильтра воду направляют на двойную установку обратного осмоса (16), функция которой состоит в том, чтобы отделить через ультратонкие мембраны пермеат (чистую воду) от отходов, состоящих из солей, органических веществ и любых загрязняющих частиц в суспензии с размером более 5 микрон, в дополнение к 99,9% возможно присутствующим бактериям.
[00028] На последующей стадии способа вода проходит через озонатор (14), в котором образующийся озон в газообразном состоянии (O3) обильно барботируют через поток воды, гарантируя 100% смертность любого типа живых клеток (водорослей, бактерий, дрожжей, грибов и т.д.) и окисление любых следов органического материала. Данный этап способа гарантирует чистоту, осветление, свежесть и срок годности бутилированной воды в течение 2 лет.
[00029] Пример системы по настоящему изобретению показан на фигуре 3, на которой оборудование размещено на площади 240 м2 и высотой 2 м, в результате чего объем установки составил 480 м3. Система, построенная в соответствии с системой на фигуре 3, способна производить очистку и наполнение 5 000 литров в час. Другими словами, производительность системы, построенной в соответствии с фигурой 3, приблизительно 10 л/м3 установки за 1 час.
[00030] Система по настоящему изобретению гарантирует 100% смертность любого типа клеточной жизни, такой как гетеротрофные бактерии, общие колиформные бактерии, Echerichia coli (водоросли, бактерии, дрожжи, грибы и т.д.) и окисление любых следов органического материала в проходящем потоке воды. Указанный способ гарантирует чистоту, осветленность, свежесть и срок годности бутилированной воды в течение 2 лет.
[00031] Таким образом, согласно способу по настоящему изобретению получают абсолютно чистую воду, состав которой все равно надлежащим образом сбалансирован для достижения прорывных и беспрецедентных стандартов здоровья для потребления человеком. В данном случае, для потребления человеком понимают не только простое потребление воды, но и приготовление напитков с водой, щелочной и с высокой концентрацией солей магния, особенно больничных напитков, безалкогольных напитков, желе, соков, чаев, ароматизированной воды и другие растворов, смесей и коллоидов, в которых воду применяют в качестве растворителя или носителя.
[00032] На настоящий момент pH контролируют и регулируют (8) путем измерения величины pH с помощью датчика (11) и дозирующего насоса (8) (не показан на фигуре), который служит для сбалансированного и автоматического добавления бикарбоната натрия, который вследствие химического сродства оставляет ионы натрия в воде в форме гидроксида натрия, что приводит к регулированию концентрации ионов водорода (H+). Регулирование осуществляют таким образом, чтобы конечный продукт имел щелочной рН от 7,0 до 12,0, предпочтительно от 8,5 до 10,5.
[00033] Затем воду пропускают через средства для добавления солей (15 и 16). На данном этапе в воду добавляют премикс, содержащий гималайскую розовую соль и соли магния, для введения до 94 видов минеральных солей (15) с высокой гидратирующей и восстанавливающей способностью, среди которых выделяют соли магния. Следует отметить, что гималайская розовая соль сама по себе уже содержит соли магния, являющиеся третьим по концентрации основным компонентом. Данный металл присутствует в значительных количествах в гималайской почве, содержащей руды, такие как магнезит (MgCO3), доломит (CaMg(CO3)2) и брусит (Mg(OH)2), соединения с долей магния 46,6%, 22% и 69% соответственно, которые используют для коммерческого извлечения указанного элемента (согласно отчету 2009 года Министерства нефти и природных ресурсов Пакистана). Несмотря на присутствие магния в гималайской соли, премикс может содержать иные источники магния (16) с целью увеличения или регулирования его концентрации, например, путем добавления хлорида магния. Как видно из фиг. 2, в настоящем примере авторами настоящего изобретения были выбраны раздельные средства для добавления солей (15) и средства для добавления солей магния (16). То есть средства добавления солей могут быть разделены с обеспечением отдельного средства для добавления солей магния.
[00034] Здесь следует отметить, что существует различие между средствами для добавления солей (15 и 16) и средствами для контроля pH (8 и 11), последние, несмотря на измерение концентрации солей, таких как, например, гидроксид натрия, предназначены для регулирования величины pH воды, как объяснено ранее. Это происходит вследствие того, что в организме человека нормальный уровень рН крови должен поддерживаться в узком диапазоне (от 7,35 до 7,45) для надлежащего функционирования метаболических процессов и для доставки нужного количества кислорода в тканях. Метаболизм приводит к образованию большого количества кислот, которые необходимо нейтрализовать или устранить для поддержания кислотно-щелочного баланса. Легкие и почки являются основными органами, участвующими в регуляции рН крови, тогда как буферные системы крови (гемоглобин, белки плазмы, бикарбонаты и фосфаты) также способствуют регуляции рН до 7. Стоит подчеркнуть, что величина рН пищи и напитков не обязательно связана с подщелачивающим/подкисляющим эффектом в организме.
[0035] Подщелачивающую или подкисляющую способность пищи определяют по содержанию сульфатов, хлоридов, фосфора, калия, магния, натрия и кальция, и она может быть рассчитана по PRAL (потенциальная кислотная нагрузка на почки, по-португальски, carga ácida renal potencial). PRAL представляет собой математический расчет, созданный Томасом Ремером и Фридрихом Манцем в 1995 году, который позволяет непосредственно оценить вышеупомянутые компоненты в продуктах питания. Чем более отрицательна величина PRAL, тем более подщелачивающими являются продукты питания. Потребление подщелачивающих продуктов питания и напитков (то есть тех, которые характеризуются отрицательной величиной PRAL) оказывает выраженное влияние на кислотно-щелочной баланс в организме. В случае воды известно, что чем выше концентрация магния и/или бикарбоната, тем ниже величина PRAL. В этом смысле потребление питьевой подщелачивающей воды приобрело известность. В нескольких исследованиях был отмечен полезный потенциал подщелачивающих диет, подчеркивающих сохранение мышечной массы у пожилых людей и поддержку здоровья костей. В настоящей системе средства для добавления солей (18) будут регулировать величину PRAL воды, получаемой в результате указанного способа, в диапазоне от -1 до -3.
[00036] Расчет величины PRAL может быть выполнен по следующей формуле, подходящей для минеральных вод: PRAL = [0,00049 SO4(мг)] + [0,027 Cl(мг)] + [0,037 P(мг)] - [0,21 K(мг)] - [0,026 Mg(мг)] - [0,413 Na(мг)] - [0,013 Ca(мг)] (источник: Revista Nutrire. 2015 Дек.; 40(3): 344-351, доступно по следующему электронному адресу: http://dx.doi.org/10.4322/2316-7874.78015).
[00037] В конце данного этапа авторами настоящего изобретения была получена чистая, подходящая для потребления человеком вода с величиной PRAL в диапазоне от -1 до -3 и концентрацией ионов водорода в диапазоне от 7,0 до 12, предпочтительно от 8,5 до 10,5, с уникальной доступностью 94 минеральных солей, особенно содержанием магния от 20 до 60 мг на литр воды, предпочтительно выше 40 мг на литр. Указанная вода обладает большей гидратирующей способностью, чем обычная минеральная вода. Вследствие ее низкого поверхностного натяжения и дифференцированной молекулярной структуры в ней больше кислорода, она обладает антиоксидантными свойствами, ионизирована и озонирована. Воду хранят в резервуаре (17).
[00038] Система также включает комплекс аппаратов для фасовки единичных упаковок (18) с целью упаковки воды, получаемой в результате осуществления указанного способа, для последующего распределения вблизи от ее производства. В этом случае подходящий упаковочный раствор будет находиться в упаковках с контролем несанкционированного вскрытия из смеси ПЭНП и ПЭНП с линейной мономерной структурой, получаемой в процессе холодной прокатки.
[00039] В соответствии с примером, представленным на фиг. 2, система содержит узел упаковки (18) объемного впрыска с термическим сварным швом, способный упаковывать от 4 до 8 тысяч пакетов воды (30) в час, как показано на фиг. 3, типичный объем этого вида упаковки может варьироваться от 150 мл до 1500 мл.
[00040] Следует отметить, что пакет (30), представленный на фиг. 4, состоит из пленок ПЭНП с линейным мономерным ПЭНП, соединенных сварными швами (31), причем контур сварных швов, преимущественно, имитирует форму традиционной бутылки с горлышком (34). Пользователь может разрезать или же порвать горлышко (34), чтобы получить доступ к содержимому через отверстие в горлышке (34) и выпить упакованную воду.
[00041] Процесс открытия горлышка (34) является необратимым, что подтверждает возможность повторного использования упаковки (30).
[00042] На самом пакете (30) представлена печатная информация. Напечатанные элементы (35) выполняют предварительно и снаружи на самом пакете, поскольку предпочтительно узел упаковки (18) будет снабжен ранее изготовленными пакетами, выполненным из полиэтиленовых пленок низкой плотности (ПЭНП).
[00043] Еще предпочтительнее, чтобы напечатанные элементы (35) включали в себя полезную информацию для пользователей, такую как, например, объем пакета, правовую информацию, контур бутылки с водой или изделия, которое может быть более удобным.
[00044] На пакете может быть указана линия (36), указывающая пользователю наилучшую часть горлышка (34) для открытия пакета (30). Указанное отверстие в горлышке (34) позволит пользователю вставить соломинку или обеспечить выход воды путем приложения давления к сторонам пакета с целью употребления упакованной воды.
[00045] Описание примера, представленное в данном документе, не исключает иных возможных вариантов осуществления и набора средств, входящих в объем настоящего изобретения, и поэтому его не следует рассматривать ограничительным образом. В этом смысле, специалист в данной области техники может использовать несколько наборов датчиков и контроллеров, резервуаров и насосов с целью управления системой, разработанной в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Claims (7)
1. Система очистки и регулировки физико-химического состава питьевой воды, содержащая насос (1), которым забирают воду из грунтовых вод или другого источника воды и сохраняют ее в резервуаре (2), из которого с помощью насоса высокого давления (3) воду направляют через теплообменник (4) с чередующимися пластинами, нагревающий ее до температуры 60°C, и приводят на песочный фильтр высокого давления (5), за которым следует фильтр высокого давления (6) с активированным углем и ионообменный фильтр (7), после которого расположены средства добавления сильных оснований (8) для регулирования концентрации ионов водорода; при этом указанную воду направляют в фильтр тонкой очистки (9) и затем в двухпроходную установку обратного осмоса (10), после которой пропускаемую воду оценивают датчиком концентрации ионов водорода (11), который соединен со средством добавления сильного основания (8) для регулирования концентрации ионов водорода до величины рН от 7 до 12, и затем хранят в резервуаре для хранения (12); и посредством второго насоса высокого давления (13) приводят в движение с помощью указанной системы, получающей озон из системы озонирования (14), и затем в пропускаемую воду добавляют минеральные соли c помощью средств добавления минеральных солей (15) с 94 минеральными солями, и в воду вводят соли магния в количестве от 20 до 60 мг/л с помощью средств для добавления солей магния (16), после чего указанную воду хранят в резервуаре для хранения (17) и затем последовательно подают в комплекс устройств для фасовки (18) в пакеты (30), состоящие из смеси полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и ПЭНП с линейной структурой мономеров, предназначенные для однократного заполнения, включающие швы холодной сварки (31), при этом контур указанных швов в основном имитирует форму бутылки с горлышком (34), и линию (36), указывающую пользователю наилучшую часть горлышка (34) для открытия пакета (30), который имеет напечатанные элементы (35), включающие в себя полезную информацию для пользователей.
2. Система по п. 1, в которой указанная система предназначена для получения воды с водородным показателем в диапазоне рН от 8,5 до 10,5 с высоким содержанием кислорода, антиоксидантным и антитоксическим действием.
3. Система по п. 1 или 2, в которой указанная система предназначена для получения изотонической, ионизированной и озонированной воды со значением потенциальной кислотной нагрузки на почки (PRAL) от -1 до -3.
4. Система по пп. 1, 2 или 3, в которой указанная система занимает определенный объем 480 м3.
5. Система по пп. 1, 2, 3 или 4, в которой указанная система предназначена для производства 10 литров минерализованной воды на 1 м3 установленного оборудования в час.
6. Система по пп. 1, 2, 3, 4 или 5, в которой сильное основание (8) представляет собой NaOH или KOH.
7. Применение системы по пп. 1, 2, 3, 4, 5 и 6 для приготовления больничных напитков, безалкогольных напитков, желе, соков, чая, ароматизированной воды и иных растворов, смесей и коллоидов, в которых воду применяют в качестве растворителя или носителя.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102017018435A BR102017018435A2 (pt) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | sistema de purificação e ajuste físico-químico de água |
| BRBR102017018435-8 | 2017-08-28 | ||
| BR102018013293A BR102018013293A8 (pt) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Sistema de purificação e ajuste físico-químico de água |
| BRBR102018013293-8 | 2018-06-28 | ||
| PCT/BR2018/050306 WO2019041010A1 (pt) | 2017-08-28 | 2018-08-27 | Sistema de purificação e ajuste físico-químico de água |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020109733A RU2020109733A (ru) | 2021-09-30 |
| RU2020109733A3 RU2020109733A3 (ru) | 2022-02-16 |
| RU2778684C2 true RU2778684C2 (ru) | 2022-08-23 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010089877A1 (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | 赤穂化成株式会社 | ミネラル飲料水の製造方法、製造装置及び得られた飲料水 |
| RU2425595C2 (ru) * | 2009-06-05 | 2011-08-10 | Яна Тагировна Хусаинова | Искусственно минерализованная питьевая вода, состав для ее приготовления и способ ее получения |
| RU139649U1 (ru) * | 2013-05-27 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирменное специализированное предприятие "КРАВТ" | Автоматическая модульная станция водоподготовки с системой розлива и продажи питьевой воды улучшенного вкусового качества |
| CN103880213A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-25 | 苏州腾纳环保科技有限公司 | 一种自来水净化工艺 |
| CN104860435A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-08-26 | 重庆摩尔水处理设备有限公司 | 一种酒店软化水及直饮水处理*** |
| RU158252U1 (ru) * | 2015-07-15 | 2015-12-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" (ОАО "НИИхиммаш") | Устройство для минерализации обессоленной (дистиллированной) воды до кондиций питьевой воды |
| CN105502795A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-04-20 | 湖南中直投能源建设有限公司 | 净水方法及直饮站设备 |
| CN106565028A (zh) * | 2015-10-09 | 2017-04-19 | 河南省红火食品有限公司 | 纯净水生产装置 |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010089877A1 (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | 赤穂化成株式会社 | ミネラル飲料水の製造方法、製造装置及び得られた飲料水 |
| RU2425595C2 (ru) * | 2009-06-05 | 2011-08-10 | Яна Тагировна Хусаинова | Искусственно минерализованная питьевая вода, состав для ее приготовления и способ ее получения |
| RU139649U1 (ru) * | 2013-05-27 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирменное специализированное предприятие "КРАВТ" | Автоматическая модульная станция водоподготовки с системой розлива и продажи питьевой воды улучшенного вкусового качества |
| CN103880213A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-25 | 苏州腾纳环保科技有限公司 | 一种自来水净化工艺 |
| CN104860435A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-08-26 | 重庆摩尔水处理设备有限公司 | 一种酒店软化水及直饮水处理*** |
| RU158252U1 (ru) * | 2015-07-15 | 2015-12-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" (ОАО "НИИхиммаш") | Устройство для минерализации обессоленной (дистиллированной) воды до кондиций питьевой воды |
| CN106565028A (zh) * | 2015-10-09 | 2017-04-19 | 河南省红火食品有限公司 | 纯净水生产装置 |
| CN105502795A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-04-20 | 湖南中直投能源建设有限公司 | 净水方法及直饮站设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Головкова Ю.С. Подбор и расчет насосов, используемых в водоснабжении. Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. Вып. 9. Е.М. Севостьянова Технология производства минеральных вод на современном этапе. Пиво и напитки N 2, 2014. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.1.4. 2496 - 09 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества", - М.: Изд-во стандартов, 2009. - 96 с. Е.Т. Зуев и др. Технология водоподготовки в производстве безалкогольных и слабоалкогольных напитков. Пиво и напитки N 2, 2003. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2356853C2 (ru) | Система дозирования добавки и система фильтрации воды | |
| JP5479361B2 (ja) | 電気分解法によって水を酸素で富化する方法、酸素富化水又は飲料、及びその使用 | |
| KR100589795B1 (ko) | 해양 심층수로부터 음료수를 생산하는 방법 | |
| US20180362379A1 (en) | Purified and re-mineralized water | |
| EP3677553B1 (en) | System of purification and physical-chemical adjustment of water | |
| JP5699232B1 (ja) | 水素水の製造装置及びその製造方法と保管方法 | |
| US20130098814A1 (en) | System and process for the purification, by means of the environment, of water and/or of water obtained from a municipal or collective supply, and/or of water obtained from a well, and/or of water obtained in domestic and industrial vessels | |
| CN104016470A (zh) | 生产富氢材料的方法及装置 | |
| JP2008149245A (ja) | 機能水及びその製法 | |
| WO2014093049A1 (en) | Water stabilization, revitalization, filtration and treatment systems and methods | |
| RU2778684C2 (ru) | Система очистки и регулирования физико-химического состава воды и применение полученной воды | |
| Teixeira et al. | Mineral water: Essential to life, health, and wellness | |
| US10869492B2 (en) | Beverage product and method and apparatus for producing beverage product | |
| CN103798896A (zh) | 苏打水及其生产工艺 | |
| CN105836869B (zh) | 内光裂变富氢矿物质活化水 | |
| JP2006007084A (ja) | ミネラル組成物、その製造方法およびその使用方法 | |
| JP2002191331A (ja) | 海洋深層水を利用した清涼飲料水の製造方法 | |
| CN1067660C (zh) | 饮用水的制造方法 | |
| RU2309126C1 (ru) | Способ приготовления минеральной лечебно-столовой питьевой воды "аксинья" | |
| BR102017018435A2 (pt) | sistema de purificação e ajuste físico-químico de água | |
| CN108419834A (zh) | 一种含有氢气的饮料及其生产方法 | |
| BR102018013293A2 (pt) | sistema de purificação e ajuste físico-químico de água | |
| RU2558972C1 (ru) | Способ получения байкальской глубинной питьевой воды | |
| WO2022107113A2 (es) | Dispositivo dispensador de agua revitalizada | |
| KR20240020120A (ko) | 산소수 제조방법 |