184443. lajstromszámú szabadalom • Eljárás irányított összetételű ásvány- és gyógyvíz termékek előállítására
184443 2 A találmány tárgya eljárás irányított összetételű ásvány- illetve gyógyvíz termékek előállítására. A gyógy- és ásványvizek összetételének kívánt határokon belüli standardizálására ismert és még ma is használatos módszer a kutakban fajsúly szerint elkülönítő vízrétegek koncentráció szerinti felhasználása. Másik ismert módszer a kívánt koncentráció-intervallum elérésére a bepárlás. A fajsúly szerinti felhasználás biztosítja az „eredeti” természetes és a víztípusra jellemző ionösszetételt, azonban ennek alkalmazására mind kevesebb lehetőség nyílik, mert a kutak kimerülése (az oldott anyagok, koncentráció csökkenése) miatt mind kevesebb az előírt összetételnek megfelelő, kitermelhető vízmennyiség. A csapadékos időjárás hatására szintén csökkent a vízrétegek sókoncentrációja. így egyes esetekben, például a Hunyadi János, Igmándi, Apenta, Mira stb. keserű vizeknél statisztikusan csak a kút összes vízhozamának mintegy 1/5 része palackozható, 4/5 részt elfolyatnak, ami környezetvédelmi problémát is okozhat. A nagy költséggel járó új kúttelepítések csak az ásvány- illetve gyógyvizet szolgáltató talajrétegek még gyorsabb kimerítéséhez vezetnek. A gyógy- és ásványvizekben az oldott anyagok kívánt koncentrációra való beállítása bepárlással rendkívül energiaigényes, és a legtöbb esetben az eredeti természetes összetétel megváltozásával jár. így például a hidrokarbonátok elbomlanak, az esetleg illó komponensek (halogének, emanációk) eltávoznak az egyes sókomponensek pedig kiválnak. A hőhatás ezen túlmenően a fogyasztás szempontjából kellemetlen íz („főtt íz”) kialakulásához is vezethet. A leírt hátrányok kiküszöbölésére a jelenleg használatos koncentráció-határt beállító eljárásokkal szemben olyan fizikai eljárást alkalmazunk, amely hőhatás-mentesen teszi lehetővé a kút hozamának teljes mértékű felhasználását, a hagyományos bepárláshoz viszonyítva körülbelül 1/5-nyi energiabefektetéssel, megőrizve a gyógy- illetve ásványvízre jellemző ionösszetételt. Elsőként alkalmaztuk felismerésünk alapján a membránszeparációs technikát különböző típusú gyógyvizek és ásványvizek töményítésére, illetve a kívánt koncentrációhatárok beállítására, és a jelenleg csak ásványvízként felhasznált forrásokból gyógyvizek előállítására a természetes ionmiliő megzavarása és szétrombolása nélkül. A membránszeparációs besűrítő eljárások lényegében az oldatok ozmózisos jelenségének elvén alapulnak. Eszerint, ha egy tiszta oldószert és oldatot, vagy két különböző koncentrációjú oldatot olyan féligáteresztő hártya (továbbiakban: membrán) választ el egymástól, amely csak az oldószer molekulái számára áteresztő, akkor az oldószer molekulák a nagyobb koncentrációjú oldatba áramlanak a membránon át mindaddig, míg létrejön egy egyensúlyi állapot. Ellentétes irányú oldószeráramlás következik be olyan esetben, amikor a koncentráltabb oldatra annak ozmózis nyomását meghaladó nyomás hat. Ez utóbbi lehetőséget használják fel a membránszeparációs eljárásoknál (hiperszűrés, ultraszűrés stb.), az oldatokban lévő felesleges oldószer (leggyakrabban víz) részleges eltávolítására, illetve az oldatok besűrítésére. A membránszeparációs berendezések nagynyomású rendszerek. A jelenleg legelterjedtebben használt membránok cellulóz-acetátból készülnek, ezen kívül más polimerek is felhasználhatók membránszeparációs célokra. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a palackozáshoz nem eléggé tömény gyógy- illetve ásványvizet 1—12, előnyösen 4—10 MPa nyomáson az előírt ionkoncentrációig hiperszűrésnek vetjük alá, majd a szokásos technológia szerint palackozzuk. A palackozáshoz szükséges ionkoncentráció beállítása történhet eljárásunk szerint úgy is, hogy hiperszűréssel koncentrátumot állítunk elő: amellyel a rendelkezésre álló, de kis koncentrációja miatt nem palackozható gyógy- vagy ásványvizet megfelelő arányban elegyítjük és a palackozáshoz előírt ionkoncentrációt ilyen módon állítjuk be. Az eljárás célszerűen felhasználható az eredeti állapotukban kis hatóanyag-koncentrációjuk miatt ásványvizeknek minősülő víztípusok oldott anyagainak olyan mérvű növelésére, hogy azok gyógyvíznek legyenek minősíthetők. A találmány szerinti eljárás alkalmas olyan nagy töménységű koncentrátumok előállítására is, melyek minden tartósítás nélkül tárolhatók, kis térfogatban szállíthatók, és lehetővé teszik megfelelő arányban történő bekeverésükkel a vízhozam és egyéb tényezők által befolyásolt összetétel minőségi és mennyiségi standardizálását és/vagy kiindulási alapnak szolgálhatnak egyszerű visszahígítással gyógy- illetve ásványvizek forgalmazásához vagy fogyasztásához. A találmányunk szerinti eljárás jelentős energiamegtakarítást tesz lehetővé a csak bepárlásos eljárással történő gyógysók előállításánál. A találmány szerinti eljárás lehetőséget nyújt a speciális gyógyászati igényeknek, illetve céloknak megfelelően az egy-, vagy több-értékű ionok arányának beállítására. Az eljárás megvalósításához bármelyik, önmagában ismert hiperszűrő berendezés-típus felhasználható, különösen célszerű a besűrítés folyamán szakaszosan vagy folytonosan ultrahang kezelés alkalmazása, amely gátolja a lerakódások kialakulását, hozzájárul a membránok áteresztőképességének állandó szinten tartásához, esetleg növeléséhez. Eljárásunkat a következő példákon mutatjuk be; az 1. ábrára hivatkozással. 1. példa Az átlagosan csak 10—20000 mg dm-3 oldott anyag tartalmú, de az ionokat az eredeti gyógyhatásnak megfelelő arányban tartalmazó meddő vizekből palackozásra előírt, 20—25 000 mg dm'3 koncentrációjú gyógyvizet állítunk elő az alább következő módon: Alapulvéve például egy napi 1 m3 palackozható és körülbelül 4 m3 mennyiségű, átlagosan 10—12000 mg dm'3 koncentrációjú meddő vizet szolgáltató kutat, a 4 m3 meddővíz mennyiséget 2 m3-re szükséges sűríteni. A besűrítéshez használt berendezésünk (1. ábra) 5 m2 400 dm3 m"2 teljesítményű, célszerűen cellulóz-acetát hiperszűrő membránnal van ellátva. A 4 m3-nyi meddő vizet az 1 adagoló tartályba vezetjük, majd a mechanikai szennyeződéseket a 2 előszűrőn eltávolítjuk, és a vizet a 3 nagynyomású szivattyúval a 4 nyomáskiegyenlítő közbeiktatásával a membránokat tartalmazó 5 egységbe tápláljuk. A 6 cellulóz-acetát membrá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 f.0 65 2
