способ сохранения состава и свойств минеральных вод железистых типов после их добычи

Формула изобретения

1. Способ сохранения состава и свойств минеральных вод железистых типов после их добычи, включающий забор минеральной воды из источника, стабилизирующее воздействие на воду с помощью аскорбиновой или лимонной кислоты, отличающийся тем, что аскорбиновую или лимонную кислоту вносят в минеральную воду из расчета от 0,3 до 3,0 частей кислоты к одной части содержащегося в воде двухвалентного железа при температуре воды 51^oС, а завершение процесса стабилизации происходит при розливе воды до краев горлышка тары "под крышку" до полного вытеснения воздуха перед окончательной герметизацией, причем кислота оказывает также консервирующее воздействие.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аскорбиновую или лимонную кислоту вносят в минеральную воду из расчета одна часть кислоты к одной части железа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам сохранения и стабилизации состава и свойств нестойких минеральных вод, а именно слабоминерализованных железистых вод, например таких типов, как "Марциальный" и "Полюстровский", а также к способам их промышленного розлива.

Как известно, к минеральным водам относятся природные воды, оказывающие на организм человека лечебное воздействие, обусловленное основным ионно-солевым и газовым составом, повышенным содержанием биологически активных компонентов и специфическими свойствами (радиоактивность, температура, реакция среды).

Известны различные способы стабилизации жидкостей.

Например, известна "Фармацевтическая композиция", патент РФ 2075310, МПК 6 А 61 К 9/08, 9/16, БИ 8, 1997 г. Фармацевтическая композиция содержит АСЕ-ингибитор и кислотный стабилизатор и отличается тем, что в качестве стабилизатора содержит донор НСI при массовом соотношении АСЕ-ингибитор: донор НС1 2,5:1-1:7.

Однако данный стабилизатор очевидно не может быть применен в отношении минеральной воды.

Известен способ получения высокочистой целебной питьевой воды "Божья роса", описанный в заявке на изобретение РФ 96106276/14, МПК 6 А 61 К 35/08, БИ 13, 1998 г. Способ включает последовательно стадии удаления нерастворенных механических примесей, удаления хлора, удаления металлов, умягчения, удаления органики, деминерализации, обеззараживания при помощи УФ-облучения, замораживания, оттаивания и сбора талой воды и отличается тем, что после стадии удаления нерастворенных механических примесей осуществляется стадия дегазации, а после деминерализации - стадия дистилляции, причем замораживание проводят в высокоскоростном режиме путем мелкодисперсного распыления воды над поверхностью жидкого кислорода.

Данный способ хотя и позволяет получить высокочистую воду для профилактики и лечения нарушений гомеостаза, но лишает воду всех полезных минеральных включений и ослабляет ее терапевтическое действие.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является "Способ сохранения состава и свойств нестойких минеральных вод после их добычи", патент РФ 2 154 485, МПК 7 А 61 К 35/08, С 02 F 1/22, A 23 L 3/36, БИПМ 23, 2000 г.

Согласно этому патенту, способ включает забор нестойкой минеральной воды типа "Нафтуся" из источника, ее фильтрацию, порционирование, стабилизирующее воздействие и герметизацию порций минеральной воды, при этом в качестве стабилизирующего воздействия используют процесс замораживания минеральной воды, который завершают в течение 1 ч с момента забора ее из источника до температуры (-10)-(-12)^oС со скоростью от 1 до 20 см/ч в проходной холодильной камере.

Данный способ имеет существенные недостатки:

- стабилизация, основанная на принципе замораживания, не может быть применена к слабоминерализованным железистым водам таких типов как "Марциальный" и "Полюстровский", так как закисное железо Fe²⁺ превращается при этом в окись железа Fe³⁺, т.е. в ржавчину, не имеющую лечебного воздействия;

- процедура фильтрации удаляет из воды органику - основной лечебный элемент минеральной воды;

- способ является достаточно дорогостоящим и длительным по времени.

Таким образом, описанный выше способ совершенно не пригоден для стабилизации слабоминерализованных железистых типов вод, так как лишает их основных лечебных свойств.

Целью настоящего изобретения является разработка такого способа стабилизации минеральных железистых вод, который сохранял бы их состав и все лечебные свойства, при этом он должен быть достаточно дешев и прост в реализации.

Как известно, такие воды как "Марциальная" и "Полюстровская" согласно ГОСТ 13273-88 "Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые" относятся по типу к XXX группе: "Слабоминерализованные железистые минеральные воды"

Существуют также другие типы железистых минеральных вод, указанных в ГОСТ 13273-88, например:

группа III-a "Гидрокарбонатная магниево-кальциево-натриевая, железистая", типа "Турш-Су";

группа IV-a "Гидрокарбонатная магниево-кальциевая, железистая", тип "Дарасунский";

группа Х-а "Сульфатно-гидрокарбонатная магниево-кальциевая и натриево-магниево-кальциевая, железистая", тип "Аршанский";

группа XXIV-a "Хлоридно-гидрокарбонатная кальциево-натриевая, борная, железистая", тип "Малкинский".

Такие типы минеральных вод характеризуются тем, что основным лечебным компонентом в них является двухвалентное железо Fe²⁺, которое, соприкасаясь с кислородом воздуха в течение двух-трех часов, окисляется и преобразуется в трехвалентное железо Fe³⁺ и выпадает в осадок. При этом вода теряет свои лечебные свойства. Это свойство воды много десятилетий препятствовало ее промышленному розливу.

Заявленное изобретение направлено на решение описанной выше проблемы.

Поставленная задача достигается тем, что способ сохранения состава и свойств железистых типов минеральных вод после их добычи включает забор минеральной воды из источника, стабилизирующее воздействие на воду, порционирование (бутылирование) и герметизацию порций. Способ отличается тем, что стабилизирующее и консервирующее воздействие оказывают с помощью аскорбиновой или лимонной кислоты, которую вносят в минеральную воду из расчета: от 0,3 до 3,0 частей кислоты к одной части содержащегося в воде двухвалентного железа при температуре воды 51^oС, а завершение процесса стабилизации происходит при разливе воды на порции до краев горлышка тары "под крышку" до полного вытеснения воздуха перед окончательной герметизацией.

Дополнительным отличием является то, что с аскорбиновую или лимонную кислоту вносят в минеральную воду из расчета одна часть кислоты к одной части железа. Такое соотношение является наилучшим для достижения установленного нормативами срока хранения готовых порций минеральной воды.

Такой способ разлива необходим для исключения соприкосновения воды с воздухом и предотвращения окисления железа, что является дополнительным стабилизующим фактором.

Предпочтительно в качестве тары для розлива воды использовать бутылки емкостью не более 0,5 л, выполненные из темного светозащитного материала.

В таблице 1 представлены характеристики двух типов минеральных вод, взятых для примера, а именно "Марциальный", "Полюстровский".

На практике способ осуществляют следующим образом, на примере типа воды"Марциальный" .

Источники "Марциальной" воды были открыты в 1714 г., расположены в 45 км от г. Петрозаводска. На месте минеральных источников открыт санаторий "Марциальные воды". Главная ценность "Марциальной воды" заключается в том, что вода содержит активное двухвалентное железо в высокой концентрации, достигающей 125 мг на литр и наряду с этим включает другие металлы. Однако из-за описанной выше проблемы, промышленный розлив "Марциальной воды" до сих пор не ведется, в то время, как предлагаемый способ позволяет решить эту задачу на практике.

После забора воды из источника необходимо определить уровень содержания в ней двухвалентного железа для расчета количества стабилизирующих добавок.

Известно, что аскорбиновая и лимонная кислоты применяются при изготовлении лимонадов и при разливе минеральных вод в качестве регулятора кислотности. В предложенном изобретении эти кислоты применяются по другому назначению - для образования комплексных соединений. В железистых водах содержание ионов железа колеблется от 10 до 125 мг.

При добавлении менее 0,3 части кислоты на 1 часть железа реакция стабилизации не происходит, такое количество добавок является недостаточным. Если добавить более 3,0 части кислоты на 1 часть железа, то такое количество кислоты влияет на химический состав воды, так как изменяет и даже ухудшает ее лечебные качества.

Кроме того, аскорбиновая и лимонная кислоты являются консервантами. Количество добавленной кислоты напрямую влияет на срок хранения готовых порций воды, который в зависимости от пропорций кислоты по отношению к железу колеблется от 1 до 12 месяцев.

Комплексное образование, полученное с помощью добавленной кислоты, придает устойчивость ионам металлов, в том числе ионам двухвалентного железа Fe²⁺. Температура минеральной воды в процессе соединения с кислотой для успешного протекания реакций должна быть в пределах 51^oС. После полного протекания реакции смешивания происходит порционирование, иначе говоря, розлив воды в бутылки. Обязательным условием является заполнение бутылки до самых краев "под пробку". Это позволяет исключить возможность соприкосновения воды с кислородом воздуха и является дополнительным стабилизирующим фактором. Кроме того, бутылка должна быть объемом не более 0,5 л, так как после вскрытия емкости вода хранится в холодильнике не более 12 ч. Для розлива используется традиционное для данной отрасли промышленное оборудование.

Предложенный способ позволяет разливать минеральную воду промышленным способом, сохраняя при этом все свойства и качества воды, в подтверждение чего получено Бальнеологическое заключение Российского научного центра восстановительной медицины и курортологии Министерства здравоохранения РФ от 30.05.2001 г. 14/356. На бальнеологическую экспертизу направлялась вода из Марциального источника 3 с содержанием железа 60 мг/дм³. Предлагаемый способ также пригоден как для трех остальных действующих Марциальных источников 1, 2, 4), так и для любых других железистых типов минеральных вод, а количество стабилизирующей добавки рассчитывается исходя из конкретного содержания в воде железа.

Железистые минеральные воды широко применяются при некоторых заболеваниях крови, желудка, печени, почек, при болезни обмена веществ и сердечно-сосудистых заболеваниях.

Предложенный способ позволяет не только использовать минеральную воду по месту добычи, но и доставлять воду в другие регионы без утраты лечебных свойств.