CC BY
25
Новая минеральная вода для промышленного розлива
В.Г. Леонова, Г.А. Ремнева
ГУ ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности.
Е.Н. Мурашко
ОАО «Камчатское пиво».
Благотворное влияние минеральных вод на организм человека позволяет широко применять их в качестве питьевых лечебных и лечебно-столовых вод.
Лечебные свойства минеральных вод обусловлены не только общим солевым составом и физико-химическими показателями (температура, радиоактивность), но и наличием в составе вод биологически активных микрокомпонентов, таких, как железо, бор, кремний и др.
Таковыми (обогащенными специфическими компонентами) являются углекислые воды Малкинского месторождения на Камчатском полуострове.
Ресурсы Малкинского месторождения позволяют существенно расширить промышленный розлив минеральных вод. Ранее были изучены минеральные воды на Малкинском месторождении, вскрытые источником № 1, а также скважинами № 14 и № 16 [1].
Рациональная технология розлива железистых вод со стабилизирующими добавками, разработанная во ВНИИ ПБ и ВП, позволила довести эти ценные лечебные воды до потребителя.
ОАО «Камчатское пиво» разливает минеральные воды из источника № 1 и скважин № 14 и № 16 с наименованиями «Камчатская № 2» и «Камчатская № 14» по разработанной нормативной документации.
Продолжением исследований стало изучение минеральной воды, вскрытой скважиной № 10, с целью организации ее промышленного розлива. Эта скважина была пробурена как разведочная при проведении предварительной разведки Малкинского месторождения. Скважиной вскрыт водоносный комплекс верхнемеловых отложений иру-
нейской свиты (К21г), водовмещающие породы которого представлены переслаивающимися туффитами, алевритами, глинистыми сланцами; породы дробленые брекчированные, гидротермально измененные, что определяет трещинно-жильный характер циркуляции подземных вод. Скважина имеет глубину около 600 м и может работать в режиме газлифтного фонтанирования за счет высокой газонасыщенности воды (содержание спонтанного углекислого газа составляет 8,0-11,0 г/дм3, растворенного — 0,9-2,0 г/дм3). Вода холодная, температура газоводяной смеси на устье скважины не превышает 10...10,5 °С.
Усредненные данные по результатам изучения физико-химического состава воды за последние 4 года (2001-2004) представлены в табл. 1.
Из представленных данных видно, что вода обогащена минеральными макро- и микрокомпонентами. Общая минерализация воды превышает 9 г/дм3 и может изменяться в пределах 8,0-11,0 г/дм3.
В основном макрокомпонентном составе воды преобладают хлорид- и гидрокарбонат- ионы, а также ионы магния и натрия, которыми и определяется формула воды.
Особенность катионного состава воды — содержание повышенного количества ионов магния, что позволяет отнести ее к той немногочисленной группе вод, когда содержание ионов магния превалирует над содержанием ионов кальция.
Ионы магния участвуют в энергетическом обмене (утилизации углеводородов), окислительном фосфорилиро-вании, синтезе нуклеиновых кислот, утилизации ряда витаминов в сыворотке крови и других жизненно важных процессах, происходящих в организме.
Вода содержит специфические компоненты, такие, как бор (Н3В03 — до 200 мг/дм3), железо (10-20 мг/дм3), кремний (Н4БЮ4 — до 150 мг/дм3).
В соответствии с принятыми нормами и критериями оценки минеральных вод [2] вода из скважины № 10 может быть отнесена к группе холодных углекислых хлоридно-гидрокарбонатных магниево-натриевых, борных, железистых вод средней минерализации.
Воды подобного типа могут быть использованы для лечения хронических гастритов, колитов, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, заболеваний печени и желчевыводящих путей, хронических панкреатитов, же-лезодефицитных анемий, болезней, связанных с обменом веществ, и других заболеваний.
Несомненно, подобные воды должны быть доведены до потребителя с сохранением природного состава и целебных специфических свойств.
Как и все железистые воды, вода из скважины № 10 отличается неустойчивостью состава при контакте с кислородом воздуха. С целью внедрения технологии розлива железистых вод, разработанной нами ранее, следовало отработать оптимальные условия стабилизации состава воды.
Воду с добавками стабилизирующих кислот разливали непосредственно из источника. Образцы длительно хранили с периодическим контролем состояния воды. Результаты этих исследований представлены в табл. 2.
Как видно из таблицы, в воде без добавок через двое суток до 45 % железа окисляется и выпадает в осадок, тогда как с добавками кислот практически все железо (100 %) сохраняется в растворе.
Через 2,5 мес все железо сохраняется в растворенном состоянии при введении аскорбиновой кислоты (от 50 до 100 мг/дм3). Добавление же лимонной кислоты (50 мг/дм3) недостаточно для сохранения всего количества железа в растворенном состоянии. До 40 % железа окисляется и выпадает в осадок.
После 4-месячного хранения образцов при добавлении 50 мг/дм3 аскорбиновой кислоты железо частично окисляется и выпадает в осадок (до 60 %). Полностью железо сохраняется в растворе при введении 70-100 мг/дм3 аскорбиновой кислоты.
Таблица 1
Основные физико-химические показатели воды Li* K* Na* Mg2* Ca2* Sr2+ Fe2* HCO3- SO42- Cl- F- H4SiO4 H3BO3 Общая минерализация, г/дм3 pH t, °C
Содержание ионов, мг/дм3 1-3 20,7 1506 542,8 340,8 6,6 16,0 4990 16,9 1588 2,0 50-150 100-200 9,2-9,4 6,4 10,0
Формула химического состава Fe16 B10
4 (HCO3 64 Cl 35)/[(Na+K) 52 Mg 35]
ПИВО " НАПИТКИ
1 •2005
Таблица 2
Образец Стабилизирующая добавка Содержание железа в растворе, %* Внешний вид воды
кислота | мг/дм3
Сразу после отбора проб
Вода из скважины без добавок - - 100 Прозрачная, бесцветная
Вода с добавками стабилизирующей кислоты Аскорбиновая кислота 50 100 Прозрачная, бесцветная
70 100 Прозрачная, слегка зеленоватая
100 100 То же
Лимонная 50 100 »
кислота
100 100 Прозрачная, почти бесцветная
Через двое суток
Вода из скважины без добавок Вода с добавками стабилизирующей кислоты Аскорбиновая кислота 50 100 55 100 100 Мутная, желтоватая с бурым осадком Прозрачная, бесцветная Прозрачная, бесцветная
Лимонная кислота 50 100 Прозрачная, желтовато-зеленоватая
70 100 То же
100 100 Прозрачная, слегка зеленоватая
Через 2,5 мес
Вода из скважины без добавок Вода с добавками стабилизирующей кислоты Аскорбиновая кислота 50 70 100 100 На дне бурый осадок, вода над осадком мутная, желтая Прозрачная, зеленоватая Прозрачная, с менее интенсивным зеленоватым оттенком
Лимонная 100 50 100 60 Прозрачная, почти бесцветная Желто вато-зеленоватая,
кислота
100 100 Прозрачная, зеленоватая
Через 4 мес
Вода из скважины без добавок - - - Все железо в осадке. Вода прозрачная, бесцветная
Вода с добавками стабилизирующей кислоты Аскорбиновая кислота 50 40 Желтовато-зеленоватого цвета, мутная, железо частично в осадке
Лимонная кислота
70 100 50
100
100 100
100
Прозрачная, с зеленоватым оттенком Прозрачная, бесцветная Прозрачная, на дне бурый осадок Прозрачная, со слабым зеленоватым оттенком
* В воде источника содержится 16,0 мг/дм3 железа, что составляет 100%.
Для лимонной кислоты величина стабилизирующей добавки должна быть несколько выше. При введении 50 мг/дм3 железо полностью находится в осадке в окисленном состоянии в виде гидроксида Fe (III). И только при величине добавки лимонной кислоты 100 мг/дм3 все железо сохраняется в составе воды в растворенном состоянии.
Приобретение водой зеленоватого оттенка при введении стабилизирующих кислот свидетельствует о наличии у используемых кислот определенных комплексообразующих свойств, причем в большей степени этими свойствами обладает лимонная кислота.
Таким образом, оптимальные стабилизирующие добавки аскорбино-
вой кислоты должны составлять 70-100 мг/дм3, лимонной кислоты — не менее 100 мг/дм3.
Поскольку источник исследуемой воды удален от завода, где планировалось разливать эту воду (г. Петропавловск-Камчатский), был отработан способ транспортирования воды с сохранением ее природного состава и целебных свойств.
На завод розлива воду доставляют в автоцистернах. Для этого используют автоцистерны, изготовленные из нержавеющей стали и оборудованные люками и устройствами для наполнения и слива из них воды, подачи углекислого газа и удаления воздуха.
Перед отъездом на источник автоцистерну обрабатывают в соответствии с санитарными правилами
№ 4416-87 [3] и освобождают от воздуха. С этой целью к нижнему штуцеру камеры автоцистерны присоединяют баллон с двуокисью углерода и заполняют каждую камеру автоцистерны углекислым газом. Разница в плотностях воздуха и двуокиси углерода и постоянная скорость подачи последнего исключают перемешивание двуокиси углерода с воздухом и позволяют вводимому слою двуокиси углерода плавно и равномерно вытеснять слой воздуха через верхние краны автоцистерны. Полноту вытеснения воздуха из автоцистерны контролируют по помутнению раствора гидроксида бария.
По прибытии автоцистерны на источник в нее вносят расчетное количество концентрированного раствора стабилизирующей кислоты и заполняют каждую камеру автоцистерны минеральной водой, поочередно присоединяя шланг для подачи минеральной воды к нижнему штуцеру каждой камеры. При этом должен быть открыт верхний кран для вытеснения двуокиси углерода. После заполнения автоцистерны минеральной водой верхние и нижние краны на автоцистерне перекрывают.
До завода розлива в г. Петропавловск-Камчатский воду транспортируют под небольшим избыточным давление, порядка 0,02 МПа.
Воду в транспортных автоцистернах хранят не более суток или сразу подают на розлив. Воду перекачивают насосом через нижний штуцер при одновременной подаче в камеру углекислого газа через верхний кран. Газ подается с такой скоростью, чтобы в автоцистерне сохранялось его избыточное давление до 0,02 МПа.
Технология розлива новой железистой воды с добавлением стабилизирующих кислот и с доставкой на завод розлива в автоцистернах внедрена на предприятии ОАО «Камчатское пиво». На воду «Камчатская №10» разработана нормативная документация.
Вода, разлитая в потребительскую тару, сохраняет природные целебные свойства и пользуется большим спросом у населения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Леонова В.Г., Ремнева Г.А., Мурашко Е.Н. Состав и технология розлива углекислых минеральных вод Малкинского место-рождения//Пиво и напитки. 2001. №2. С. 66-68.
2. Классификация минеральных вод и лечебных грязей для целей их сертификации. Методические указания № 2000/34. — М., 2000.
3. Санитарные правила для предприятий по обработке и розливу питьевых минеральных вод. № 4416-87. — М., 1987.
1•2005
ПИВО " "ЛПИТКИ
