для чего бутылки обрабатывают озоном
Озонирование воды перед розливом
Применение озона в сфере производства бутилированной воды не ограниченно лишь этапом водоподготовки. По мере движения по распределительной системе очищенная вода может быть вторично загрязнена микроорганизмами, присутствующими в воздухе. Для их инактивации или удаления воду подвергают финишной обработке – обеззараживанию. При производстве бутилированной воды для выполнения этой задачи так-же широко применяют озон.
Насыщение озоном предварительно подготовленной воды происходит с помощью станции озонирования, непосредственно перед выходом на разливочную машину подавляет вторичное микробиологическое загрязнение продуктовой воды в результате попадания в нее частиц воздуха рабочей зоны, со стенок соприкасающейся тары и оборудования. В итоге озон не только уничтожает бактерии в воде, но и стерилизует внутренние стенки тары, крышку и воздух между крышкой и налитой водой, а также трубопроводы линии розлива.
После закупоривания бутылки с водой проходит некоторое время (несколько часов), в течении которого озон полностью распадается до кислорода. В дальнейшем продукт остается стерильным до разгерметизации емкости.
Скорость распада озона зависит от значения водородного показателя pH: так, в кислой среде она минимальна.
Как правило, в схеме финишной обработки озон вводится в воду при помощи эжектора. Далее вода с пузырьками озонированного воздуха поступает в смесительный бак, где происходит их перемешивание и растворение. После этого подготовленная вода подается с помощью насоса непосредственно на линию розлива.
При эксплуатации озонаторов на линиях розлива бутилированной воды возникает ряд часто задаваемых вопросов:
— Какая концентрация озона должна быть в воде, подаваемой на розлив?
Для сравнения можно взять два документа: Code 21 of Federal Regulation section 129.80 d. 4 (FDA*, США и Канада) и СанПиН 2.1.1.4.1116-02 (Россия). В документе FDA установлена концентрация остаточного озона перед розливом, равная 0,1-0,4 мг/л, а в Российском СанПиН – предельно допустимая концентрация озона, равная 0,1 мг/л. Тем не менее вместе с FDA и IBWA. Целый ряд авторов утверждают, что содержание озона на уровне 0,1 мг/л и ниже, недостаточно для уничтожения микроорганизмов, попадающих в воду во время розлива, и тем более недостаточно для дезинфекции тары, пробки и воздушной прослойки между водой и пробкой. При малой концентрации озона в воде могут измениться сроки хранения готового продукта из-за его неудовлетворительного микробиологического состояния. Вместе с тем наряду с установлением нижней границы содержания озона в воде, подаваемой на розлив, необходимо жестко регламентировать и верхнюю границу – на уровне 0,4 – 0,5 мг/л. Это объясняется тем, что слишком высокая концентрация озона в пластиковой таре может приводить к деградации пластика и появлению неприятного запаха у воды.
Еще одним направлением применения озона при производстве бутилированной воды является обеззараживание тары перед розливом. Со времени массового вытеснения стеклянной тары пластиковой стала проблема ее дезинфекции. Пластиковая упаковка значительно дешевле, но наряду с этим имеет большой недостаток – подвержена разрушению при горячей щелочной мойке. В этом случае для холодной стерилизации тару и пробку на этапе завершающего ополаскивания обрабатывают водой, содержащей растворенный озон.
Благодаря своим свойствам озон нашел широкое применение в производстве бутилированной воды, как на стадии водоподготовки, так и непосредственно на линии розлива и во вспомогательных процессах. Учет всех особенностей использования озона дает возможность обеспечить стабильно высокое качество готового продукта при невысоких издержках.
ГК «ТриОзон» предлагает современные станции озонирования воды для линий розлива различной производительности.
Финишное озонирование при розливе бутилированной воды
Используйте кнопки ниже, чтобы перейти к нужному разделу
Использование озона для дезинфекции тары и воды
Рекомендуемые дозы и нормативные документы
Принципиальная схема финишного озонирования воды
Ограничения при озонировании минеральной воды
Чем мы можем быть полезны
Использование озона для дезинфекции тары и воды
Производители питьевой воды нередко оказываются в ситуациях, когда добытая из проверенной скважины и прошедшая все степени очистки вода портится уже на полках магазинов или после доставки в квартиру или офис клиента. Причиной этого является вторичное загрязнение воды непосредственно на линии розлива, в результате контакта с воздухом, оборудованием и нестерильной тарой.
п. 4.2 СанПиН 2.1.4.1116-02 (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества)
Качество расфасованной воды должно соответствовать гигиеническим нормативам как при ее розливе, транспортировании, хранении, так и в течение всего разрешенного срока реализации в оптовой и розничной торговле.
Финишное озонирование питьевой воды перед розливом позволяет эффективно справляться с последствиями вторичного микробиологического загрязнения. Озон не только обеззараживает воду, но и дезинфицирует оборудование для розлива и стерилизует тару, тем самым предотвращая появление осадка, налета и ухудшение вкусовых качеств воды после розлива в бутылки.
После розлива озонированной воды и закупорки бутылок, озон в течение нескольких часов разлагается, не оставляя следов, и насыщает воду кислородом, улучшая ее вкусовые качества. Одновременно с этим озон стерилизует воду, бутылку, воздух в бутылке и пробку, что позволяет значительно увеличить сроки хранения бутилированной воды. Фактически, среда внутри бутылки остается стерильной до ее открытия (разгерметизации). Никакой дополнительной дезинфекции тары при этом не требуется (в случае с возвратной тарой может понадобиться дополнительная механическая и химическая очистка).
Рекомендуемые дозы и нормативные документы
Основным документом, регулирующим производство питьевой воды в Российской Федерации, является СанПиН 2.1.4.1116-02 “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества”. Согласно этому документу, производитель питьевой воды обязан обеспечить обеззараживание не только самой воды, но и емкостей, в которые она разливается.
п. 2.5 СанПиН 2.1.4.1116-02
Изготовители расфасованных вод обязаны обеспечить обеззараживание емкостей для розлива и обеззараживание или консервирование воды, гарантирующие их безопасность в эпидемиологическом отношении и безвредность по химическому составу.
В тексте документа указано, что озонирование является предпочтительным методом обеззараживания при производстве питьевых вод.
п. 2.6 СанПиН 2.1.4.1116-02
Не допускается применение препаратов хлора для обработки питьевых вод, предназначенных для розлива, предпочтительными методами обеззараживания являются озонирование и физические методы обработки, в частности, УФ-облучение.
Согласно критериям безвредности воды по химическому составу (п. 4.4), количество остаточного озона в воде при обеспечении времени контакта не менее 12 минут не должно превышать 0.1 мг/л.
указанное в СанПин значение концентрации озона в бутилированной воде
Необходимая и достаточная номинальная производительность озонатора для финишного озонирования питьевой воды подобрана опытным путем и составляет 1 грамм озона на 1 кубический метр воды.
номинальная производительность озонатора для финишного озонирования питьевой воды
Преимуществом использования озонирования является и тот факт, что образующиеся при распаде озона молекулы кислорода повышают содержание кислорода в расфасованной воде, которое также регламентируется.
п. 4.9 СанПиН 2.1.4.1116-02
Содержание кислорода в расфасованной воде должно быть не менее: 5 мг/л — для воды первой категории; 9 мг/л (насыщение, близкое к оптимальному при t – 20 – 22°) – для воды высшей категории;
В случае производства воды для детского питания, озон является, возможно, единственным вариантом для консервирования и дезинфекции воды, поскольку использование ионов серебра и диоксида углерода в этом случае запрещено.
п. 4.11 СанПиН 2.1.4.1116-02
Расфасованная вода для приготовления детского питания (при искусственном вскармливании детей) должна соответствовать нормативным величинам по основным показателям воды высшей категории, а также следующим дополнительным требованиям: не допускается использование серебра и диоксида углерода в качестве консервантов.
Выполнение всех вышеуказанных требований является обязательным.
п. 5.1 СанПиН 2.1.4.1116-02
Изготовители, осуществляющие производство расфасованных вод, обязаны выполнять требования санитарного законодательства, а также постановлений, предписаний и санитарно-эпидемиологических заключений должностных лиц, осуществляющих государственный санитарно-эпидемиологический надзор, в том числе: обеспечивать безопасность для здоровья человека расфасованных вод при их производстве, транспортировке, хранении и реализации населению; осуществлять производственный контроль, в том числе посредством проведения лабораторных исследований и испытаний.
Принципиальная схема финишного озонирования воды
Финишное озонирование питьевой воды происходит непосредственно перед розливом в тару, как показано на схеме ниже.
Ограничения при озонировании минеральной воды
С химической точки зрения, минеральные вещества, растворенные в предварительно очищенной воде и определяющие ее качественный состав, после озонирования не изменяются. Поскольку озон бесследно распадается на кислород, то при обработке озоном в воду не вносится никаких посторонних веществ.
Перед финишным озонированием вода должна быть подготовлена и очищена в соответствии с п. 4.4 СанПиН 2.1.4.1116-02.
Поэтому в случае озонирования минеральной воды, недопустимо содержание в ней примесей окисляемых озоном – железа, марганца, сероводорода, бромида, природных органических веществ. Озон является чрезвычайно сильным окислителем, и его реакция с некоторыми безвредными веществами, растворенными в минеральной воде, может привести к образованию потенциально опасных (в определенных концентрациях) соединений (например, реакция озона с бромидом, приводит к образованию бромата, норма содержания которого в питьевой воде 10 мкг/л). Растворенные металлы после взаимодействия с озоном переходят в нерастворимые оксиды, что приводит к появлению окраски и осадка в воде.
Наличие большого количества посторонних веществ, растворенных в минеральной воде, также приведет к трудностям с созданием необходимой концентрации свободного озона, необходимой для дезинфекции тары, воды и оборудования.
Чем мы можем быть полезны
Научно-производственная компания «Эконау» осуществляет полный цикл работ по проектированию и поставке озонаторного оборудования.
Озонирование при розливе
Целью озонирования является надежная защита разливаемой воды от вторичного микробиологического загрязнения и увеличение сроков еехранения без применения консервантов и изменения минерального состава.
Свойства озона:
Преимущества озона:
Озон в обработке минеральной воды
Озон применяется для очистки природных минеральных и родников вод. Директивой Европейской комиссии 2003/40/ ЕС от 16 мая 2003 г. предусмотрена очистка воды от железа, марганца, серы, мышьяка и др. соединений с применением озона:
При очистке соблюдаться следующие условия Директивы:
Требования к качеству воды природных минеральных вод
Озон не только устраняет из воды сероводород (а его доза может доходить до 20 мг/л) но и полностью убирает неприятный вкус и запах, свойственный таким водам. Дополнительно к этому при озонировании разрушаются десульфовибриобактерии (desulphovibrio bacteria), которые могут в дальнейшем ( уже в бутилированной воде ) восстанавливать сульфат до сульфида. 
Существенным является то, что при озонировании минеральной воды происходит удаление мышьяка за счет соосаждения с хлопьями трехвалентного железа. Аналогично можно понизить концентрацию мышьяка при соосаждении с марганцем фильтрацией через активный уголь. Таким образом можно корректировать состав минеральной воды в нужном направлении.
Технология обработки систем розлива озоном
Насыщение озоном воды непосредственно перед входом в разливочную машину на относительно короткое время придает воде дезинфицирующие свойства.
В результате озон не только уничтожает бактерии в воде, но и стерилизует внутреннюю поверхность тары, крышки и воздушный зазор между крышкой и тарой, а также трубопроводы линии розлива.
После укупорки проходит несколько часов, в течении которых озон полностью превращается в кислород. После этого продукт готов к реализации и остается стерильным до начала его потребления.
Антимикробное действие озона реализуется путем поддержания в питьевой воде его определенной концентрации в течении некоторого промежутка времени, достаточного для завершения процесса обеззараживания.
Учитывая высокую скорость самораспада озона в воде, важно обеспечить такие условия, чтобы вода содержала требуемую концентрацию озона вплоть до момента укупорки тары.
Исходя из этого требования и построены гидравлическая схема и автоматическая система дозирования озона станции озонирования для розлива, которые обеспечивают поддержание постоянной концентрации озона на выходе станции в диапазоне от 0,2 до 0,6 мг/л и контакт воды с озонам 3-4 мин.
В ходе розлива возможно изменение режимов работы разливочной машины, кратковременные и длительные остановы, изменение расхода воды вследствие перехода на тару другого объема и т.п.
Поэтому установки оборудованы системой автоматического управления дозированием озона в соответствии с содержанием озона в воде, задачей которой является отработка режима образом, чтобы на разливочную машину всегда поступала вода с требуемой концентрацией озона, значение которой контролируется непрерывно в течение всего цикла работы станции озонирования.
Отказ от автоматизированного контроля с целью экономии и осуществление контроля концентрации озона в воде периодически при помощи химического анализа может привести к возможности подачи неозонированной воды на розлив (изменение сроков хранения, неудовлетворительное микробиологическое состояние) или наоборот, слишком высокой концентрации озона в бутыли (окисление пластика, появление привкуса воды).
Применение озона на заключительной стадии процесса – при расфасовке уже подготовленной воды позволяет решить следующие задачи:
Описание системы озонирования воды перед её розливом
Циркуляционный насос ( 5 ) отбирает часть воды из емкости ( 3 ) и подает ее на вход эжектора ( 4 ). В эжекторе создается разряжение и озоно-воздушная смесь, вырабатываемая генератором озона ( 2 ), смешивается с водой, циркулирующей через эжектор.
Значение концентрации озона в воде с датчика ( 12 ) считывается преобразователем ( 6 ), который непрерывно сопоставляет измеренную величину с верхним и нижним допустимыми пределами.
При падении концентрации озона в емкости ниже допустимой величины, блок ( 7 ) включает модуль генерации озона и процесс насыщения воды озоном продолжается до тех пор, пока концентрация озона в емкости не достигнет верхнего предела, после чего выработка озона прекращается.
Блок управления также регулирует поступление воды в емкость в зависимости от уровня (датчики ( 9 )) путем открытия/закрытия клапана ( 8 ) и блокирует включение насосов по сухому ходу.
Для того чтобы на розлив ( 1 ) всегда поступала вода с требуемой концентрацией озона, предусматривается возвратная линия ( 11 ), которая не дает озонированной воде застаиваться в трубопроводе и насосе подачи воды на розлив ( 13 ).
Для нейтрализации озона, скапливающегося в емкости, служит катализатор разложения озона ( 10 ).
Благодаря циклической схеме подмеса озона и системе управления дозировкой озона по датчику, измеряющему концентрацию озона в воде, в емкости ( 3 ) всегда поддерживается буферный запас воды с необходимой концентрацией озона.
Принципиальная схема
Скорость распада озона в зараженных бутылях
Все вышеприведенные технологии использования озона показывают широкие возможности эффективного его применения:
Озон обеспечивает 100%-ную гарантию микробиологической чистоты воды и напитков. Применение озона позволяет значительно снизить или вовсе исключить убытки, связанные с прочей продукта (зацветание, появление осадка, запаха и привкуса) и продлить срок его хранения.
В производстве и розливе напитков озонированная вода используется также для промывки и стерилизации разливочных линий и накопительных танков, споласкивания бутылочных непосредственно перед наполнением.
Озон на производстве питьевой воды. Индустрия напитков. 2006. №5.
ОЗОН НА ПРОИЗВОДСТВЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Сергей Терентьев, инженерно-технический центр «Техновация»
По оценкам экспертов, рынок бутилированной питьевой и минеральной воды сегодня – один из самых быстрорастущих потребительских рынков: темпы его роста в последние 4 года держатся на уровне 20%, а объем в денежном выражении по итогам 2004 года составил 730 млн. долл. (по данным административно-управленческого портала www.aop.ru «Маркетинговое исследование и анализ российского рынка питьевой бутилированной воды»).
Одновременно растет внимание населения к качеству бутилированной воды, усиливается контроль со стороны санитарных органов. В этих условиях вопросы микробиологической чистоты продукта и сроков его хранения становятся вопросами выживания предприятия в жесткой конкурентной среде. Редкий технолог или руководитель службы качества на производстве питьевой воды не сталкивался с проблемой: при отгрузке вода казалась идеально чистой, но спустя несколько дней, на полках магазина или после доставки в офис, появился осадок или налет на стенках бутыли, ухудшился вкус. Хуже, если дело не ограничилось одной лишь органолептикой.
Краткий анализ проблемы
Озон – это аллотропная модификация кислорода, или трехатомный кислород с химической формулой О3, газ с резким запахом, токсичный в высоких концентрациях, сильнейший окислитель. Обычно он обнаруживается в воздухе при концентрациях примерно в 5 раз ниже ПДК по характерному запаху «свежести». Озон образуется в результате пропускания кислорода через электрический барьерный разряд следующим образом: под воздействием электрона молекула кислорода диссоциирует (расщепляется) на 2 атома. Один из атомов соединяется с целой молекулой кислорода, образуя очень неустойчивую связь. Именно неустойчивость связей в молекуле озона и обуславливает его активность как окислителя и высокую скорость самораспада.
Окислительный (электрохимический) потенциал озона равен 2,07 В. Это самый высокий показатель среди окислителей, используемых в водоподготовке. Для сравнения: перекись водорода имеет потенциал 1,78 В, гипохлорит – 1,49 В, йод – 0,54 В. Озон окисляет железо, марганец, сероводород, цианиды, роданиды, бромиды, природные и синтетические органические вещества, уничтожает привкусы и запахи. Кроме того, он разрушает бактерии, вирусы, грибки, споры, цисты простейших в сотки раз быстрее хлора.
Озон лучше, чем кислород, растворяется в воде. Эффективность растворения озона в воде подчиняется закону Генри: чем больше концентрация озона в газовом потоке, подмешиваемом в воду, тем выше концентрация озона, растворенного в воде. Например, если концентрация озона в газе составляет 1,5% по весу, то при температуре воды 20°С максимально достижимая концентрация озона в воде составит 6,4 мг/л, а при концентрации озона в газе 3% – уже 12,9 мг/л. Кроме того, на растворимость озона, впрочем, как и любых газов, оказывает влияние температура: с повышением температуры воды растворимость озона уменьшается.
Растворы озона в воде неустойчивы, он начинает распадаться немедленно после растворения, продукт распада – кислород. Период полураспада озона в чистой воде при температуре 20°С составляет 15-20 минут при нейтральном рН. Величина рН и температура воды оказывают существенное влияние на скорость распада озона: чем выше температура и рН, тем быстрее он распадается.
Озон: быстро, эффективно, чисто
Механизм действия озона и критерии обеззараживания
Механизм обеззараживающего действия озона основан на разрушении цитоплазмы клеточной оболочки и дальнейшем «сжигании» содержимого в результате проникновения внутрь клетки. Процесс уничтожения микроорганизмов занимает от нескольких долей секунды (некоторые виды коли формных бактерий) до нескольких минут (споры и цисты, наиболее устойчивые к воздействию озона). Озоновая обработка воды полностью исключает привыкание микроорганизмов к озону и образование каких-либо резистентных (устойчивых к воздействию озона) форм.
В практике окислительной обработки воды для оценки эффективности обеззараживания используют следующие понятия:
Величина СТ-критерия используется двояко: для оценки стойкости микроорганизмов к воздействию окислителя и для расчета параметров установки озонирования – величины дозировки озона и объема контактного аппарата. Например, согласно материалам Агентства по охране окружающей среды США (ЕРА) Legionella pneumofila инактивируется на 99% (2 порядка) в течение 5 минут при концентрации озона в воде 0,21 мг/л, СТ-критерий равен 1,05 мг/л*мин. Вирусы погибают в озонированной воде на 99,99% (4 порядка) при концентрации озона 0,3 мг/л после 4 минут контакта, СТ = 1,2 мг/л*мин. С ростом концентрации озона сокращается время, необходимое для инактивации. Аппарат озонирования, гарантирующий уничтожение указанных патогенов, должен обеспечивать СТ с некоторым запасом, например 1,6 мг/л*мин: объем аппарата рассчитывается исходя из времени контакта воды с озоном 4 мин. при заданном расходе и концентрации озона 0,4 мг/л.
Задачи, решаемые озонированием на производстве воды
Универсальный характер технологии озонирования позволяет решить целый комплекс задач:
Как нормативные документы регламентируют дозировку озона и что считается надлежащей производственной практикой? Как устроена современная установка озонирования для питьевой воды? В какой точке технологической схемы вводить озон? На эти и другие вопросы мы ответим в продолжении материала.
Для чего бутылки обрабатывают озоном
Новости
Использование озона для обработки питьевой воды, разливаемой в бутылки
Более 95% всей бутилированной воды в мире проходит озоновую обработку, озон является дезинфектантом, утвержденным Международной Ассоциацией бутилированной воды (IBWA).
Следует заметить, что очистка воды с использованием озона может с успехом применяться не только для бутилированной воды, но также для лимонадов, напитков, пива и нужд ликеро-водочного производства.
Любое пищевое производство, использующее воду питьевого качества, значительно выиграет от использования технологии озонирования. Наиболее очевидные преимущества использования озона для обработки питьевой воды, разливаемой в бутыли:
В качестве дезинфицирующего агента озон используется почти сто лет. В США стерилизация бутилированной воды озоном начала применяться около 20 лет назад, но на сегодняшний день более 90% всей разливаемой воды обрабатывается с помощью озонирования. Это объясняется целым рядом уникальных свойств озона.
Во-первых, озон является самым сильным окислителем из используемых в водоподготовке, он окисляет как неорганические, так и органические вещества, находящиеся в воде. Окисляемые ионы металлов переходят в нерастворимое состояние и их легко можно отфильтровать. В случае наличия в воде сероводорода и сульфидов озон окисляет их до сульфатов, аммиак — до нитратов.
Во-вторых, озон — единственный дезинфектант, который не придает воде дополнительных привкусов и запахов, т.к. после реакций окисления быстро разлагается на кислород (время полураспада молекулы озона в воде при температуре +20 С около 20 минут). Реакции окисления озоном протекают очень быстро, в десятки и сотни раз быстрее, чем при использовании любых других окислителей.
В-третьих, разлагаясь, озон обогащает воду кислородом, что улучшает ее вкусовые качества. Через несколько часов весь озон, оставшийся после реакций озонирования, превращается в кислород.
В-четвертых, при окислении озоном органических соединений не образуется каких-либо опасных для здоровья вторичных продуктов.
В-пятых, озон не меняет рН воды и не удаляет из нее необходимые организму ионы — Са, Mg, K, Na и т.п.
В шестых, на скорость взаимодействия озона с содержащимися в воде соединениями не влияют внешние условия, такие как температура воды, рН, присутствие каких-либо ионов.
В-седьмых, озон губителен для любых микроорганизмов, которые могут встретиться в воде, в том числе и устойчивых к другим дезинфектантам. Устойчивых к воздействию озона форм микроорганизмов возникнуть не может, поскольку механизм его воздействия на клетку — окисление клеточной стенки и затем цитоплазмы. Разрушаются также и споры бактерий и грибков, цисты простейших (в частности, Giardia и Cryptosporidium), все виды вирусов. При концентрации озона в воде на момент розлива 0,5 мг/л происходит полная стерилизация воды, бутылки и пробки изнутри, а также воздуха, оставшегося в бутылке. После этого в течение 2-4 часов избыточный озон превращается в кислород, и вода остается стерильной до тех пор, пока пробка закрывает бутылку.
Озон уничтожает микроорганизмы в 300-3.000 раз быстрее, чем любые другие дезинфектанты. Озон — это выгодно, так как если есть озонирование, значит есть 100%-ная гарантия микробиологической чистоты воды и напитков. Применение озона позволяет значительно снизить или вовсе исключить убытки, связанные с порчей продукта (зацветание, появление осадка, запаха и привкуса) и продлить срок его хранения (реализации).
В производстве и розливе напитков озонированная вода используется также для промывки и стерилизации разливочных линий и накопительных танков, споласкивания бутылок непосредственно перед наполнением.
Сентябрь 25th, 2005 Posted by initoradm in Новости, ПРООЗОН №1(1) 2005 |