Спосіб виготовлення кременистого фільтрувального матеріалу

1 Спосіб виготовлення кременистого фільтрувального матеріалу, що включає оброблення кременистого мінералу розчином кислоти, який відрізняється тим, що мінерал з групи халцедон опалоподібний, спонголіт, кремінь, кременистий сланець обробляють розчином кислоти шляхом занурення при перемішуванні або струшуванні на період від 1 до 10 годин у водний розчин з концентрацією від 0,1 до 10% неорганічної або органічної кислоти, які в результаті реакції утворюють розчинні солі кальцію і магнію, промивають у проточній воді до вимивання залишків кислот та солей кальцію і магнію, при перемішуванні або струшуванні на період від 2 хвилин до 5 годин за нурюють у водний розчин перекису водню з концентрацією від 1 до 10% або барботують озоном при концентрації озону від 1 до 20 мг/л, промивають у проточній воді до вимивання органічних домішок, при перемішуванні або струшуванні на період від 0,5 до 5 годин просочують розчином нітрату срібла з концентрацією від 0,1 до 200 мг/л або протягом періоду від 10 хвилин до 8 годин промивають водою, яка оброблена юнатором із срібними пластинами, при ВМІСТІ ІОНІВ срібла від 0,02 до 2 мг/л 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що на завершальній стадії при перемішуванні або струшуванні кременистий фільтрувальний матеріал занурюють на період від 1 до 6 годин у водноспиртову суміш з МІЦНІСТЮ 40 - 80% об 3 Спосіб за п 1 або п 2, який відрізняється тим, що перед використанням кременистий фільтрувальний матеріал промивають водою питною пом'якшеною Винахід відноситься до способів виготовлення фільтрувальних матеріалів, які призначені для фільтрування води та харчових рідин, і можуть використовуватись при ВОДОПІДГОТОВЦІ в харчовій промисловості та комунальному господарстві Відоме використання подрібненого кременя як фільтрувального матеріалу для очищення води водоймищ Так згідно патенту RU 2147294, МПК C02F1/28, 2000р, кремінь подрібнюють на шматки з еквівалентним діаметром не більше 40мм та рівномірно розподіляють по акваторії водоймища із розрахунку не менш 15г/м3 води В результаті вода знезаражується та підвищується її ХІМІКОбюлопчна активність Згідно опублікованої заявки RU 93019148, МПК C02F1/50, 1996р, кремень подрібнюють до розмірів піска, розміщують на плавучий пристрій та пускають його у водоймище При цьому кремінь інтенсивно взаємодіє з водою та видаляє з и складу розчинені газоподібні та дрібнодисперсні органічні та неорганічні домішки, в результаті чого вода стає біологічно чистою ди підвищують шляхом занурення гранул кременя в воду та дією на систему "кремень-вода" ультрафіолетовим випромінюванням При цьому підвищується окислювально-відновний потенціал води (патент RU 2112746, МПК C02F1/32, 1998р) Використання кременя для приготування питної води відомо з патенту RU 2040474, МПК C02F1/32, 1995р Спеціально приготовлений та подрібнений кремень в закритій ємності в присутності світла та ультрафіолетового випромінювання виявляє на воду бактерицидну та вируліцидну дію Фільтрувальні матеріали на основі кременю також використовують для потреб харчового виробництва Після фільтрування через подрібнений кремень вода не тільки очищується від механічних домішок, але й проходить структурні перетворення, які виражаються у покращенні органолептичних властивостей - смаку, запаху, кольору Оброблена вода набуває чистого джерельного смаку, без будь-яких неприємних запахів, чиста та прозора на вигляд Із обраного нами за прототип способу відомо, В лабораторних умовах хімічну активність во 00 со о ю 50381 що для підвищення ефективності фільтрування при використанні кременистого матеріалу кварцевого піску для потреб харчового виробництва кварцовий пісок обробляють кислотою, занурюючи кварцовий пісок в 2 - 3%-ний розчин НС1 на 6 - 8 годин, після чого матеріал промивають проточною питною водою до повного виведення СЛІДІВ кислоти (Технологічний регламент на виробництво горілок та лікеро-горілчаних виробів Київ Держхарчопром України, Концерн "Укрспирт", УкрНДІспиртбюпрод -1993, ст 121) Завдяки вичищенню фільтрувального матеріалу від глинистих, крейдяних, вапняних часток підвищується чистота вихідного фільтрату, а завдяки збільшенню контактної поверхні - загальна ефективність фільтрування Фільтрувальний матеріал, отриманий в такий спосіб, не позбавлений недоліків Такий матеріал дуже швидко втрачає свої властивості у непроточному водному середовищі, що обумовлено швидким розмноженням мікроорганізмів та рослин, які закріплюються на поверхні фільтрувального матеріалу та в дрібних шпарах, погіршуючи фільтрувальні властивості та надаючи воді, що фільтрується, неприємного болотного запаху Задачею, на вирішення якої спрямовано винахід, є створення способу виготовлення кременистого фільтрувального матеріалу, який дозволяє отримувати фільтрувальний матеріал із підвищеними фільтраційними властивостями та покращеною дією на органолептичні показники води і харчових рідин, який має підвищену СТІЙКІСТЬ ВІДНОСНО органічного забруднення, шляхом поетапного оброблення кременистого мінералу Додатковою задачею є знезаражування фільтрату - води і харчових рідин - в процесі фільтрування із використанням отриманого у вищезгаданий спосіб фільтрувального матеріалу Поставлена задача досягається тим, що розроблений спосіб виготовлення кременистого фільтрувального матеріалу, який складається із наступної ПОСЛІДОВНОСТІ дій 1) мінерал з групи халцедон опаловидний, спонголіт, кремінь, кременистий сланець при перемішуванні або встряхуванні на період від 1 до 10 годин занурюють у водний розчин з концентрацією від 0,1 до 10% неорганічної або органічної кислоти, які в результаті реакції утворюють розчинні солі кальцію і магнію, 2) промивають у проточній воді до вимивання залишків кислот та солей кальцію і магнію, 3) при перемішуванні або встряхуванні на період від 2 хвилин до 5 годин занурюють у водний розчин перекису водню з концентрацією від 1 до 10% або барботують озоном при концентрації озону від 1 до 20 мг/л, 4) промивають у проточній воді до вимивання органічних домішок, 5) при перемішуванні або встряхуванні на період від 0,5 до 5 годин пропитують розчином нітрату срібла з концентрацією від 0,1 до 200мг/л або протягом періоду від 10 хвилин до 8 годин промивають водою, яка оброблена юнатором із срібними пластинами, при ВМІСТІ ІОНІВ срібла від 0,02 до 2 мг/л 6) У додатковому варіанті виконання способу пропонується на завершальній стадії при перемішуванні або встряхуванні на період від 1 до 6 годин занурювати кременистий фільтрувальний матеріал у водно-спиртову рідину МІЦНІСТЮ 40 80%об 7) Як додатковий варіант перед використанням кременистий фільтрувальний матеріал пропонується промивати водою питною пом'якшеною Мінерал з групи халцедон опаловидний, спонголіт, кремінь, кременистий сланець ВІДОМІ СВОЄЮ ДІЄЮ на воду При використанні їх як фільтрувального матеріалу вода не тільки очищується від механічних домішок, але й проходить структурні перетворення, які виражаються у покращенні органолептичних властивостей - смаку, запаху, кольору, та СТІЙКОСТІ до зацвітання та випадання опалу Оброблена вода набуває чистого джерельного смаку, без будь-яких неприємних запахів, чиста та прозора на вигляд Така вода сама по собі або в складі харчових рідин завдяки покращеним органолептичним показникам набуває більшої привабливості для споживача харчових продуктів на и основі Але фільтрувальні матеріали з вказаних мінералів дуже швидко втрачають свої властивості у непроточному водному середовищі, що обумовлено надзвичайно швидким розмноженням мікроорганізмів та рослин, які закріплюються на поверхні фільтрувального матеріалу та в дрібних шпарах, погіршуючи фільтрувальні властивості та надаючи воді, що фільтрується, неприємного болотного запаху Для вирішення вказаної технічної проблеми кременистий мінерал з вказаної групи обробляють у згаданій вище ПОСЛІДОВНОСТІ Завдяки занурюванню мінералу у водний розчин неорганічної кислоти або органічної кислоти, які в результаті реакції дають розчинні солі кальцію та магнію, проходить вимивання з поверхні частини крейди, яка наявна в мінералі та являється залишками древніх організмів В результаті на поверхні мінералів відкриваються мікрошпари, за рахунок яких значно збільшується поверхня контакту між мінералом та рідиною, що його оточує Заявдки цьому різко збільшується інтенсивність масообміну між рідиною та фільтрувальним матеріалом та підвищуються адсорбційні властивості фільтрувального матеріалу, що призводить до більш високої інтенсивності переходу з окислювачів у мікрошпари різних частин кожної частки матеріалу фільтрувальний матеріал необхідно перемішувати або встряхувати Завдяки наступній промивці фільтрувального матеріалу водою видаляються дрібнодисперсні органічні домішки, які є загиблими мікроорганізмами та рослинами, чим забезпечується чистота та незамутненість фільтрату при використанні фільтрувального матеріалу В подальшому біологічно чистий та фізично активний фільтрувальний матеріал може легко бути заражений мікроорганізмами Для попередження цього його консервують -пропитують розчином нітрату срібла або промивають водою, яка оброблена юнатором із срібними пластинами Завдяки такому впливу іони срібла, що мають антисептичну дію, осаджуються на поверхні матеріалу та запобігають закріпленню та поширенню на його 50381 поверхні мікроорганізмів та рослин, що призводить до використання фільтрувального матеріалу як в проточному, так і в непроточному середовищі протягом тривалого часу без погіршення органолептичних показників фільтрату При концентрації розчину нітрату срібла від 0,1 до 200мг/л ефект досягається при періоді оброблення від 0,5 до 5 годин, причому підвищення концентрації та періоду оброблення підвищує антибактеріальні властивості фільтрувального матеріалу, а верхні обмеження обумовлені санітарними вимогами до фільтрату (наявність великої КІЛЬКОСТІ срібла в харчових рідинах небажана) Такого ж ефекту досягають при обробленні фільтрувального матеріалу проточною водою, яка оброблена юнатором із срібними пластинами, при ВМІСТІ ІОНІВ срібла від 0,02 до 2мг/л Наступне можливе занурення кременистого фільтрувального матеріалу у водно-спиртову суміш допомагає закріпити металеве срібло на поверхні кременистого фільтрувального матеріалу, завдяки чому матеріал зберігає антибактеріальну СТІЙКІСТЬ протягом більшого часу Промивання питною водою на виробництві забезпечує видалення пилоподібних часток, що утворилися в процесі зберігання та транспортування кременистого фільтрувального матеріалу Приклади конкретного виконання Приклад 1 Як основу беруть мінерал спонголіт, який являє собою кременисту осадову породу, складену більше ніж на 50% з спікул кременевих губок (спонпй) та опалової основної маси Основна мінеральна складова спонголіту - опал-крістобаліт На вигляд спонголіт сірий або темно-сірий, має МІЦНІСТЬ 4 - 5 Мінерал спонголіт при перемішуванні на період від 9 годин занурюють у водний розчин соляної кислоти НС1 з концентрацією 3% При цьому відбуваються реакції виду СаСОз + 2НСІ = СаСІ_2 + Н2О + СО2 МдСОз + 2НСІ = МдСІ2 + Н2О + СО2 Після ЦЬОГО фільтрувальний матеріал промивають у проточній ВОДІ протягом 9 годин до вимивання залишків кислот та солей кальцію і магнію, наявність яких у промивній води визначають ВІДПОВІДНО по рН-показнику та візуально по замученості Далі фільтрувальний матеріал при встряхуванні на період 4 години занурюють у водний роз чин перекису водню з концентрацією 8% Після цього фільтрувальний матеріал промивають у проточній воді до зникнення замученості промивної води Потім фільтрувальний матеріал при встряхуванні протягом 5 годин пропитують розчином нітрату срібла з концентрацією 150мг/л Готовий фільтрувальний матеріал зберігають в щільно закритих поліетиленових пакетах Приклад 2 Мінерал халцедон опаловидний при встряхуванні на 5 годин занурюють у водний розчин оцтової кислоти з концентрацією від 6% При цьому відбуваються реакції виду СаСОз + 2СН3СООН = Са(СН3СОО)2 + Н2О + СО2 МдСОз + 2СН3СООН = Мд(СН3СОО)2 + Н2О + СО2 Після ЦЬОГО фільтрувальний матеріал промивають у проточній ВОДІ протягом 9 годин до вимивання залишків кислот та солей кальцію і магнію, наявність яких у промивній води визначають ВІДПОВІДНО по рН-показнику та візуально по замученості Далі фільтрувальний матеріал при перемішуванні 4 години барботують озоном при концентрації озону 10мг/л, після чого промивають у проточній воді до вимивання органічних домішок Потім фільтрувальний матеріал при перемішуванні протягом 4 годин промивають водою, яка оброблена юнатором із срібними пластинами, при ВМІСТІ ІОНІВ срібла 0,1мг/л Готовий фільтрувальний матеріал зберігають в щільно закритих поліетиленових пакетах Перед використанням кременистий фільтрувальний матеріал промивають водою питною пом'якшеною В результаті виконання прикладів отримують фільтрувальні матеріали із фізико-хімічними показниками, які зведені у таблиці 1 та викладені у порівнянні із прототипом Як видно з таблиці, фільтрувальний матеріал, який отриманий у спосіб, що заявляється, має підвищені фільтраційні властивості та покрашену дію на органолептичні показники води і харчових рідин, а також має підвищену СТІЙКІСТЬ відносно органічного забруднення Спосіб виготовлення кременистого фільтрувального матеріалу може бути здійснений промисловим шляхом із використанням стандартного обладнання, наявного на хімічному підприємстві Таблиця 1 Приклад 1 Приклад 2 Прототип Показник фільтраційних властивостей кременистого фільтрувального матеріалу мутність, Д < 0,005 < 0,005 0,012 забарвленість, град = 65 ЗО Органолептичні показники фільтрату після фільтрування кременистим фільтрувальним матеріалом смак свіжої джерельної води свіжої джерельної води не змінюється аромат відсутній відсутній відсутній ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД чиста прозора рідина чиста прозора рідина чиста прозора рідина СТІЙКІСТЬ кременистого фільтрувального матеріалу до повторного органічного забруднення, годин органічними речовинами 240 360 240 - 480 72 мікроорганізмами 120-180 120-180 36 в тому числі гнилісними бактерія150 160 24 ми 50381 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71