نحوه تولید آب معدنی

تولید آب معدنی- تولید کننده آب معدنی- مراحل تولید آب معدنی- معرفی مراحل تولید آب معدنی- نحوه تولید بطری آب معدنی- نحوه تولید آب معدنی خانگی- نحوه تولید آب معدنی در کارخانه

نحوه تولید آب معدنی

آب معدنی چگونه تولید می شود؟

برای تولید آب معدنی هم مانند تمامی محصولات موجود در بازار، از استخراج از چشمه های آب زیرزمینی و یا حتی چشمه های آب معدنی مصنوعی تا بسته بندی و ارسال به بازار فروش، مراحلی طی میشود. تکنولوژي و مراحل تولید آب معدنی را می توان به دو بخش عمده تقسیم نمود:

مرحله اول: آماده سازي و سالم سازي و تمیز و پر کردن آب معدنی
مرحله دوم: تهیه یا تولید ظروف مورد نیاز جهت بسته بندي آب معدنی

مرحله اول: آماده سازي و سالم سازي و تمیز و پر کردن آب معدنی

الف: آماده سازي و سالم سازي آب معدنی

در اين قسمت آب معدنی هدايت شده از منابع آب معدنی طی مراحل زير جهت انتقال به خط پرکن آماده ميگردد. از آنجائی که بر اساس تعاريف انجام شده محصول آب معدنی، آب طبيعی خارج شده از منابع آب (چشمه يا چاه) ميباشد که بدون هيچگونه تغييری در ترکيبات شيميايی آن پر شده باشد لذا جهت آماده سازی صرفا از مراحل زير استفاده ميگردد .
الف ) انتقال آب از منابع آب : در اين مرحله با توجه به محل استقرار چشمه و يا آب زير زمينی آب از منابع مذکور به صور ت کاملا بهداشتی به منابع ذخيره آب هوايی يا زير زمينی واحد منتقل ميگردد . طی اين مرحله ضمن ته نشينی مواد خارجی سنگين سعی ميگردد از هر گونه آلودگی جنبی آب جلوگيری بعمل آيد .
ب ) مخازن ذخيره آب : جهت هدايت آب به داخل واحد از منابع هوايی يا زير زمينی بايد با توجه به ظرفيت خط توليد استفاده گردد و اين منابع از هرگونه آلودگی شيميائی و ميکروبيولوژيک به دور باشند .
ج ) فيلتراسيون آب : جهت حذف مواد معلق و شناور در آب از فيلترهای شنی مناسب در اين مرحله استفاده ميشود اين فيلترها طوری طراحی ميشود که آب با فشار معينی از يک بستر شنی با سايزهای متفاوت عبور داده ميشود و مواد معلق در آن حذف ميگردد اين فيلتر ها با مکانيسم يکسان به صور مختلفی ساخته ميشود که صرفنظر از نوع آلودگی همگی دارای مکانيسم يکسان و مشابه هستند .
د ) تعديل طعم - رنگ و بوی آب : جهت حذف هرگونه بو احتمالی در آب و همچنين حذف رنگهای احتمالی آن در اين مرحله آب را از يک بستر کربن اکتيوعبور ميدهند که طی آن از هر گونه بو و رنگ غير طبيعی عاری ميگردد .
ه ) مرحله فيلتراسيون نهايی آب : طی اين مرحله آب از يک فيلتر کارتريجی به نام پوليشر عبور داده ميشود با توجه به اينکه اين فيلترها بسيار ريز است ( در حدود ۱۳۰ تا ۱۴۰ ميکرون ) آب از هرگونه مواد معلق که با چشم غير مسلح قابل رويت نميباشد عاری ميگردد اين فيلترها با مکانيسم يکسان ولی به اشکال مختلف ساخته ميشوند .
و ) مرحله استريليزاسيون آب : جهت حذف هرگونه آلودگی احتمالی ميکروبی در آب و بهداشتی کردن آن از يک سيستم uv استفاده ميگردد در اين مرحله آب با دبی و فشار معينی از يک بستر نور uv عبور داده ميشود که طی زمان مذکور هرگونه آلودگی ميکروبيولوژيکی آن از بين رفته و آب ۱۰۰٪ استريل و آماده پر کردن ميباشد .

تصفيه آب

- شفاف کردن آب :

ساده ترين راه برای جدا کردن مواد معلق آب وارد کردن در حوضچه های بزرگ ميباشد که به اين حوضچه ها اصطلاحا شفاف کننده می گويند. اين حوضچه ها به دودسته تقسيم ميشوند :
۱) ته نشين کننده های ساکن : آب آب وارد شده به اينها چندين ساعت راکد ميمانند تا مواد معلق آن ته نشين شوند .
۲) ته نشين کننده های مداوم : اين ته نشين کننده ها که به فرم های مختلف ساخته ميشوند آب را دائما تصفيه و شفاف ميسازند . ته نشين کننده های ساکن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نيستند و بيشتر ته نشين کننده های با جريان مداوم مورد مصرف دارد .

- مراحل شفاف سازی :

۱- برای خنثی کردن کاتيون هايی مثل Al وFe که جذب يونهای منفی ذرات سطحی ميشوند از يونهای ساده يا کمپکس های هيدراته قوی استفاده ميشود .
۲- استفاده از ماده عالی محلول در آب که يونيزه شده و توليد يون مثبت نمايد . اين کاتيونها بار منفی ذرات آب را جذب کرده و مانع دفع بارهای هم نام ذرات آب ميشود .
۳- استفاده از کاتيونهای معدنی که پس از جذب کدورت آبها هيدروليز شده تا رسوب نامحلول بوجود آورند که در حين رسوب کردن سايز ذرات را با خود ته نشين نمايند . بعنوان نمونه ميتوان از املاح Al يا آهن نام برد که بصورت هيدروکسيد رسوب ميکنند . جداسازی مواد معلق در سه مرحله انعقاد - لخته شدن و ته نشين سازی انجام ميشود .

• انعقاد: انعقاد عملی است که طی آن با خنثی سازی بار ذرات آنها را به حالت ناپايدار و فاقد بار کرده و مانع دفع ذرات شده در نتيجه ذرات در کنار هم مجتمع ميشوند .
• لخته شدن: لخته شدن ذرات مرحله ای است که طی آن ذرات ناپايدار به يکديگر متصل شده و لخته ايجاد مينمايد .
• ته نشين سازی: مرحله ای است که مواد معلق لخته شده ته نشين ميشود . در سالهای اخير روش های ته نشين مداوم بر پايه روشهای بالا متداول گرديده و به منظور بالا بردن راندمان شفاف سازی آب به آن موا شيميايی يا پلميری بعنوان مواد منعقد کننده اضافه ميکنند .

کلاويفاير

معمولا ۴ عمل بطور همزمان در دستگاه کلاويفاير صورت ميگيرد :
۱- منعقد کردن مواد معلق کلوئيدی
۲- لخته کردن مواد منعقد شده
3- ته نشينی لخته تشکيل شده
۴- سرازير شدن آب از حوضچه ته نشينی
5- فيلتراسيون
با انجام عمل انعقاد ته نشين سازی مواد معلق آب برای اکثر مصارف صنعتی مناسب ميشود . چنانچه آب برای آشاميدن استفاده در ديگ های بخار و برج های خنک کننده مصرف شوند بايد مواد معلق آن را جدا کرد . ميتوان اين مواد معلق را با عبور دادن آب از فيلترهايی با درجه تخلخل متوسط فيلتر شنی عبور داد. شن کواترز، شن سيليس، زغال آنتراسيت، کلسيت، مگنتيت يا ساير مواد ممکن است برای فيلترها مورد استفاده قرار گيرد . معمولا در صنايع شنی، سيليس و انتراسيت بيشتر مصرف دارد.

فيلتر های مورد استفاده بدو دسته گراويتی و فشاری تفسيم ميشوند :

الف - فيلتر های گراويتی : جريان آب در اين فيلتر با وزن ( سنگين ) آن انجام ميشود. در فيلتر های شنی يا زغالی آب با استفاده از وزن خود و با سرعت نسبتا بالا که حدو 4-2 GPM است عبور مينمايد. قسمتهای اساسی اين فيلترها عبارتند از :

• ۱- پوسته فيلتر که ممکن است از جنس سيمان - استيل يا چوب و به شکل مربع - مستطيل يا کروی باشد نوع مستطيل شکل که با بتون مسلح ساخته شده رايج تر است .
• ۲- ته بستر را قلوه سنگ های درشت تشکيل ميدهد و مانع از اين ميشود که شن و آنتراسيت از بستر بگذرد و در عين حال پخش کننده مناسبی برای آب است .
• ۳- محفظه پايين فيلتر که بدومنظور در نظر گرفته ميشود :
• جمع آوری آب تصفيه شده و توزيع آب شستشوی معکوس
• 4- قسمتی (trough) به منظور فرِآوری و جمع آوری آب شستشوی معکوس که معمولا از جنس استيل - چدن و يا سيمان ميباشد .
• ۵- از وسايل کنترل کننده جريان آب که روی فيلتر نصب ميشود نيز ميتوان استفاده کرد .

ب_ فيلتر فشاری : نسبت به نوع قبلی کاربرد وسيعتری دارد يکی از مزايای اين فيلتر ها اين است که ميتوان آنرا مستقيما در مسير توليد و ارسال به واحدهای فرآيند قرار داد و از پمپاژ مجدد جلوگيری نمود. فيلترهای فشاری ممکن است عمودی يا افقی باشد و پوسته آن از جنس استيل به شکل استوانه ای باشد .
محدوديت روش فيلتراسيون در اين است که فقط ذرات درشت را جدا ميکند.

- کلر زنی

کلر از مهمترين عناصری است که در ميکروب زدايی آبها به کار ميرود ترکيبات کلر همانند هیپوکلريت سديم و کلسيم و کلرآمين ها نقش ميکرب زدايی را ايفا ميکنند . چناچه کلر به آبهای طبيعی اضافه نمايند ايجاد واکنش شيميايی ميکند برخی از کاربردهای مهم کلر به شرح زير است :
۱- ميکرب زدايی
۲- جداسازی آمونياک و ديگر ترکيبات عالی ازت دار
۳- کنترل بو و طعم
۴- جداسازی هيدروژن سولفوره
۵- جداسازی آهن و منگنز
۶- تخريب تجمع های آلی
۷- برطرف نمودن جلبک
۸- از بين بردن رنگ
۹- کنترل آهن منگنز و باکتريهای احيا کننده سولفات و ....
۱۰- کمک به انعقاد آب

- استفاده از اشعه ماورابنفش

گرايش به کاربرد اشعه ماورابنفش بعنوان گندزدا درتصفيه آب وفاضلاب را ميتوان به اين دليل نسبت داد که کاربرد کلر و ترکيبات آن در آب توليد محصولات جانبی (DBPs) بخصوص تری هالو متان ها ( THMs) ميکنند که با توجه به مطالعات انجام گرفته خواص سرطان زائی برخی از آنها مورد بحث است.
برای توليد اشعه uv ميتوان از لامپهای بخار جيوه با فشار کم که بطور تجارتی در بازار است استفاده کرد . برای گندزدايی آب و فاضلاب اين لامپها را در يک پوشش شيشه ای از جنس کوارتز قرار ميدهند ( جهت محافظت و جلوگيری از صدمه ) و آنها را در آب غوطه ور کرده يا در بالای محل عبور جريان آب نصب ميکنند .
مزايای استفاده از اشعه ماوراء بنفش :
۱- عدم نياز به مصرف مواد شيميايی و در نتيجه کاهش هزينه های خريد و جابجائی و حمل و نقل و ذخيره سازی مواد شيميائی .
۲- زمان تماس کوتاه باعث ميشود که به گندزدائی نيازی نباشد و نتيجه آن کاهش مساحت لازم برای تاسيسات است .
۳- عدم توليد محصولات جانبی مضر مثل (THMs)
۴- بالا بودن ضريب اطمينان سيستم
۵- کم بودن مصرف انرژی
معايب اين روش :
از ايرادات اساسی وارد به اين سيستم عدم توليد باقی يون پايدار در آب است . در مورد بهره برداری از سيستم گندزدائی با اشعه ماوراء بنفش هميشه نيروی برق بايد در دسترس باشد .

- استفاده از ازن در تصفيه آب

تصفيه آب و فاضلاب با گاز ازن در CIPX طی بيست سال اخير عموميت يافته و به تدريج جايگزين کلر ميشود. علت آن است که ازن عامل اکسيد کننده ای است که از کلر قوی تر و ايمن تر است. خصوصيت ناپايداری ازن اين گاز را برای عمليات مربوطه به تصفيه ضايعات مناسب ساخته است. پايين بودن درجه حرارت تجزيه اجازه ميدهد تا ازن در محيط هم بتواند تجزيه شود دليل ديگر استفاده عام از ازن آن است که از کلر ايمن تر است . معمولا کلر مايع در مخازن فشار بالا نگاهداری ميشود ( atm۳۰ و بالاتر ). بدليل سمی و فرار بودن کلر نشت کردن آن از محل آب بندی نشط خطر ناک است . ازن به دليل عمر کوتاهش بلافاصله پس از توليد مصرف ميشود . لذا اگر نشتی در دستگاههای سازنده باشد مقدار آن بسيار کم است .
فشار عملياتی ساختی ازن بين ۱ الی ۲ atm است بوی ازن باعث شناخته شدن سريع ميشود تنفس آن نيز تا محدوده خاصی زيان آور نيست . ازن بر خلاف کلر ميتواند Mo های فاضلاب را بکشد همچنين مواد عالی و غير آلی را اکسيد و بی رنگ و بو کند . بار سطحی مواد جامد معلق را نيز خنثی ميکند .

ب: پر کردن آب بطري

در این بخش آب طی مراحل زیر در بطري پر می گردد.
1. مرحله ردیف کردن بطري
2. شستشوي بطري
3. مرحله پر کردن بطري
4. مرحله درب زنی بطري
5. مرحله برچسب زنی
6. مرحله چاپ مشخصات تولید
7. مرحله SHIRINK WRAPPER

در این قسمت بطري ها بصورت مرتب و منظم وارد دستگاه شستشو می شوند و با آب گرم تحت فشار شسته می شوند و عاري از هرگونه آلودگی و ناخالصی می شوند . پس از این مرحله بطریها وارد قسمت پرکن می شوند و ازآب معدنی پر می شوند . در شکل نحوه پر کردن و همچنین یک دستگاه پرکن نشان داده شده است. پس از این مرحله بطري ها سریعا وارد قسمت درب بندي می شوند و درب آنها بسته می شود.
نصب برچسب و بسته بندي نهایی: بطری ها براي برچسب خوردن وارد این قسمت می شوند . لازم به ذکر است که برچسب ها انواع گوناگونی دارند. یکی از جدید ترین انواع برچسب ها برچسبهاي شیرینک می باشد.

برچسب هاي شیرینگ :

این برچسب ها به دو دسته تقسیم می شوند:
برچسب هاي معمول پوششی wraparoand
برچسب هاي تمام سطح یا آستین شکل Sleeve

این برچسب ها که به طور کامل ظرف بسته بندي را می پوشانند به روش اکستروژن قالبگیري و با جهت یافتگی در جهت عرضی تولید می شوند که پس از تولید، طرح مورد نظر روي آن چاپ می شود و پس از سیل شدن استفاده می شود . استفاده کننده هاي انتهایی این برچسبها آنها را از تونل هاي شیرینک عبور می دهند که در آن حرارت تولید شده توسط بخار یا اشعه هاي مادون قرمز موجب جمع شدن و چسبیدن برچسب به جداره هاي بیرونی ظرف می شود. برچسب هاي شیرینک تمام سطح، برخلاف برچسب هاي معمولی براي ظروف بسته بندي با اشکال هندسی پیچیده هم مناسب می باشند و به همین علت مزایاي زیادي براي استفاده کنندگان دارند. حفاظت محصول، فضاي زیاد جهت طرحهاي گرافیکی و تبلیغاتی، چاپ هولوگرام ها ازجمله مزایاي برچسب شیرینک است. PVC به عنوان پرمصرف ترین ماده در تولید برچسبهاي شیرینک مطرح می باشد، اما دو ماده دیگر به نامهاي پلی اتیلن ترفتآلات ا صلاح شده با گلیکول (PETG) و پلی استا یرن جهت یافته ( OPS) به علت خاصیت جمع شدگی بهتر،مصرف این ماده را تحت تاثیر قرار داده است . البته هنوز هم PVC به عنوان فیلم انتخابی شناخته می شود که علت اصلی قیمت پایین آن می باشد.
در نهایت پس از برچسب خوردن بطري ها بصورت 6 تایی بسته بندي می شوند . در بسته بندي نهایی هربسته با استفاده از فیلم شیرینک بسته بندي می شود . فیلم شیرینک فیلمی از جنس پلاستیک با جهت یافتگی معین است که پس از عملیات چاپ به صورت تیوپ درآمده و بر روي بسته بندیها قرار گرفته و پس از ورود به داخ ل تونل شیرینک با کمی حرارت جمع می شود و تمام محیط آنرا می پوشانند . در بسته بندي مقدار فیلم شیرینک باید همیشه 10 % بزرگتر از اندازه ظرف مورد نظر باشد. در شکل بصورت شماتیک فرآیند شیرینک نشان داده شده است:

مرحله دوم: تهیه یا تولید ظروف مورد نیاز جهت بسته بندي آب معدنی

در واحدهایی که بطري مورد نیاز توسط خود واحد تولید می گردد این بخش نیز جزئی از خط تولید واحد محسوب می گردد. تولید بطري می تواند به صورت تک مرحله اي و یا دو مرحله اي انجام گیرد. در واحدهایی که تولید بطري در یک مرحله انجام می گیرد و پس از تزریق مواد اولیه (گرانول PET ) بطري ساخته شده تحویل می گردد، در واحدهایی که تولید بطري در دو مرحله انجام می گیرد، ابتدا توسط ماشین تزریق گرانول PET تبدیل به پري فرم می گردد. پري فرم تولید شده، سپس وارد دستگاه Blower شده و بطري شکل نهایی خود را به دست می آورد. در بخش تولید بطري اخیراً در ظرفیت هاي پایین ماشین آلات تولید PET بطري ساخته شده است و الزاماً این بخش از ماشین آلات در ظرفیت هاي بالا در کشوراي مختلفی ساخته می شود از مهمترین سازندگان این نوع ماشین آلات می تواند آلمان، فرانسه، ژاپن، چین و ایتالیا را نام برد که سطح تکنولوژي و میزان اتوماسیون آنها متفاوت می باشد. بیشترین ماشین آلات وارده شده به کشور تا کنون از ایتالیا، ژاپن و فرانسه وارد شده است که از نوع ماشین آلات تک مرحله اي تولید بطري می باشد. معمولا تولید بطري PET اولیه براي واحدهایی توجیه دارد که ظرفیت بیش از 150 میلیون لیتر در سال را داشته باشند و براي واحدهاي با ظرفیت کمتر از آن خط تولید پس از تصفیه آب به مراحل Blower (بطري ساز) و دستگاههاي پرکن و دستگاههاي بسته بندي منتهی می گردد.

تولید قالبگیري دمشی تزریقی

PET استحکام مذاب پایینی دارد (در دماي ذوب بسیار روان می باشد) لذا قالبگیري دمشی اکستروژنی آن امکانپذیر نمی باشد. در قالبگیري دمشی تزریقی با دو مرحله اي کردن فرآیند این مشکل حل شده است، بدین نحو که ابتدا قالب مورد نظر تزریق و شکل دهی می شود که همان پریفرم خواهد بود و پس از این مرحله، عملیات دمش و قالبگیري جداگانه انجام می شود. در شکل زیر دستگاه تزریق نشان داده شده است. از محفظه ورودي (Hopper) گرانول ها وارد می شود ، با نصب قالب مورد نظر به دستگاه ، پلیمر مذاب به داخل آن تزریق می شود و شکل پریفرم مورد نظر را به خود می گیرد. با نصب انواع قالب ها می توان پریفرم هاي متنوعی را تولید کرد و به قسمت بعد، قسمت دمش ارسال کرد.

دستگاه تزریق

پس از مرحله تزریق پریفرم، در حالی که هنوز نري قالب در داخل پریفرم قرار دارد، ایستگاه دمش منتقل می شود و مطابق شکل عملیات دمش صورت می گیرد تا به شکل بطري درآید .
لوله هاي آب سرد در اطراف قالب تعبیه شده است که موجب خنک شدن قالب پس از تولید پریفرم می شود.

بطري ها در دو اندازه 500 و 1500 میلی لیتر تولید می شوند. لازم به ذکر است جهت تولید آب معدنی طعم دار در مرحله اختلاط اسانس ها دیگر مواد افزودنی به اضافه خواهد شد.

مقاله در حال بروزرسانی می باشد...