آب اين ماده حياتی و با اهميت در دنيا نقش بسيار مهمی را درشکل گيری تمدنها و استمرار آنها داشته است مروری بر سوابق تمدنهايی که در طول تاريخ شکل گرفته اند و شکوفا شده اند نشانگر اين واقعيت است که وجود آب و امکان دسترسی به آن يکی از کليدی ترين عوامل فراگيری و استمرار آنها بوده است . افزايش تقاضا برای آب و اوجگيری رقابت بين مصرف کنندگان مختلف موجب شده انسان برای ايجاد موازنه وتعادل بين توزيع نيازها و منابع آب موجود مستقيما در وضعيت طبيعی رودخانه ها دخالت کند و با ايجاد تاسيسات گوناگون ذخيره و توزيع آب شرايط طبيعی را به منظور تامين نيازهای خود تغيير دهد .
آب معدنی و آب شرب بعنوان يکی از نيازهای اساسی روزمره انسان و استمرار حيات ميباشد . ميزان نياز روزمره هر فرد ۱ تا ۲ ليتر ميباشد که بستگی به شرايط آب و هوايی و سن و سال دارد . استفاده از آب آشاميدنی سالم و گوارا يکی از مهمترين فاکتورهای مصرف آب ميباشد که از ساليان بسيار دور به آن توجه شده است . منشا حدود ۸۰٪ از بيماريهای انسان عدم دسترسی به آب سالم است . ۷۵٪ از مردم جهان سوم از امکانات آب برای مصارف بهداشتی محرومند بنابر اين زمان اين تصور نادرست که آب سالم به هر ميزان که مورد نياز باشد به وفور در دسترس است ديگر سپری شده است واقعيت آن است که آب سالم و گوارا کمياب و گرانبها ميباشد آلودگيها با ايجاد تغييرات نامطلوب در خواص فيزيکی ، شيميايی و بيولوژيکی کيفيت آب را تنزل ميدهند و در مراحلی آب را از حيطه انتقاع ساقط مينمايند . برخی از آلودگی ها زوال پذيرند و به آسانی تجزيه و يا تقليل داده ميشوند نظير مواد زائد کشاورزی و حيوانی و فاضلابهای انسانی بعضی از آلاينده ها نيز انحطاط ناپذيرند مانند جيوه و سرب و برخی از ترکيبات پلاستيکها که از افزايش آنها در آب بايد جدا جلوگيری شود .
بررسی اجمالی تکنولوژی توليد آب معدنی
1) آماده سازی و سالمسازی و پر کردن آب معدنی يا (filling)
۲) توليد ظروف مورد نياز جهت بسته بندی آب .
۱- آماده سازی و سالم سازی آب :
در اين قسمت آب معدنی هدايت شده از منابع آب معدنی طی مراحل زير جهت انتقال به خط پرکن آماده ميگردد ازآنجائی 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 (puriffication) : 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 (polishing) : 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 .
۲- تصفيه آب :
- شفاف کردن آب : ( clarification)
ساده ترين راه برای جدا کردن مواد معلق آب وارد کردن در حوضچه های بزرگ ميباشد که به اين حوضچه ها اصطلاحا شفاف کننده (clarifier) گويند . اين حوضچه ها بدودسته 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 کاتيونهايی 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 ( Cogaulation)
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 ( Flocculation)
لخته شدن ذرات مرحله ای است که طی آن ذرات ناپايدار به يکديگر متصل شده و لخته ايجاد مينمايد .
- ته نشين سازی ( Sedaimentation)
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 (Clarifier)
معمولا ۴ عمل بطور همزمان در دستگاه کلاويفاير صورت ميگيرد
۱- منعقد کردن مواد معلق کلوئيدی
۲- لخته کردن مواد منعقد شده
۳- ته نشينی لخته تشکيل شده
۴- سرازير شدن آب از حوضچه ته نشينی
- فيلتراسيون ( Filteration)
با انجام عمل انعقاد ته نشين سازی مواد معلق آب برای اکثر مصارف صنعتی مناسب ميشود . چنانچه آب برای آشاميدن - استفاده در ديگهای بخار - 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 .
- انواع فيلتر ها :
فيلتر ها 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
۴- 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 ( Cloronization )
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
پر کردن آب در بطري
در اين مرحله آب طي مراحل زير در بطري پر مي گردد.
1) رديف کردن بطري :
طي اين مرحله بطري هاي خالي جهت هدايت به دستگاه فيلتر به صورت دستي و يا ماشيني رديف مي گردند. در صورتي که اين عمليات دستي انجام گيرد توسط نيروي انساني بطري هاي خالي بر روي نوار نقاله انتقال بطري خالي قرار داده مي شود در اين روش ماشيني با استفاده از يک دستگاه بطري به صورت خودکار بر روي نوار نقاله مربوطه قرار گرفته و توسط يک نوار نقاله بادي به طرف دستگاه پر کن هدايت مي گردند.
2) شستشو بطري پر کردن و دربندي
طي اين مرحله بطري ها توسط يک دستگاه روتاري شستشو مي گردند و سپس بطري ها جهت پر شدن به دستگاه پرکن هدايت شده و بعد از عمليات پر شدن بطري توسط يک دستگاه در بندروتايي دربندي مي گردند.
3) برچسب زني :
بطريها پر و دربندي شده توسط يک نوار نقاله به اين دستگاه هدايت شده و برچسب زده مي شود. اين مرحله نيز صرف نظر از نوع ماشين آلات انتخابي و ميزان اتوماسيون آن داراي مکانيسم کار يکسان مي باشد.
4) چاپ مشخصات توليد
در اين مرحله بطري ها ضمن عبور از يک دستگاه اطلاعات مورد نياز از قبيل تاريخ توليد، تاريخ انقضاء و ساير اطلاعات مورد نياز بر روي قسمتي از بطري و يا درب آن چاپ مي نمايد.
5) شيرينگ پک
طي اين مرحله بطريها در رديف هاي مورد نظر که معمولا 3*2 تايي مي باشند شيرينگ مي گردند اين ماشين آلات نيز صرف نظر از نوع و اتوماسيون آن همگي داراي مکانيسم يکساني مي باشند
6) PALLAT SHIRINK WAPPER
در نهايت پس از برچسب خوردن بطري ها بصورت 6 تايي بسته بندي مي شوند . در بسته بندي نهايي هربسته با استفاده از فيلم شيرينک بسته بندي مي شود . فيلم شيرينک فيلمي از جنس پلاستيک با جهت يافتگي معين است که پس از عمليات چاپ به صورت تيوپ درآمده و بر روي بسته بنديها قرار گرفته و پس از ورود به داخل تونل شيرينک با کمي حرارت جمع مي شود و تمام محيط آنرا مي پوشانند . در بسته بندي مقدار فيلم شيرينک بايدهميشه 10 % بزرگتر از اندازه ظرف مورد نظر باشد.
تهیه و تنظیم:نیاز کارخانه