Разработать модель оценки уровня качества минеральной воды

 

1.2.3 Показатели безопасности (согласно  СанПиН 11 63 РБ 98  “Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов” и ГН 10–117–99 “Республиканские    допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых добавках и питьевой воде” (РДУ-99)) приведены в таблице 2.

 

  Таблица 1.2 – Показатели безопасности минеральной воды

 

Наименование показателя	Норма
Токсичные элементы, мг/кг, не более:
Свинец	0,3
Мышьяк	0,015
Кадмий	0,05
Ртуть	0,015
Радионуклиды, Бк/кг:
Cs – 137	100
Sr - 90	3,7

 

1.2.4 Микробиологические показатели (в соответствии с СанПиН 11 63 РБ 98  “Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов”) приведены в таблице 3.

 

Таблица 1.3 - Микробиологические показатели минеральной воды

 

КМАиФАМ, КОЕ/г	БГКП в 333 г	Патогенные, в т.ч. сальмонеллы
Не более 100	Не допускается	Не допускается

 

3.  Особенности управления качеством при производстве продукции

 

Технологический процесс  производства минеральной воды из следующих  операций:

  - подъем воды на поверхность земли (каптирование);

   - транспортировку  ее от каптажного сооружения (источника)  на завод (цех) розлива;

  - приёмка;

  - хранение;

  - обработка исходной минеральной воды, которая включает:

                          - фильтрование;

                          - охлаждение;

                    - насыщение двуокисью углерода;

                          - обеззараживание.

   - мойку бутылок, розлив минеральной воды в бутылки, укупорку;

   - бракераж полноты  налива;

   - этикетирование;

  - укладку бутылок в коробки;

   - хранение готовой продукции.

 

1.3.1 Каптирование

 

Минеральные воды в природных источниках находятся на различной глубине. Для промышленного розлива они  подлежат каптированию, т. е. добыче. Каптаж - гидротехническое сооружение для забора воды - может быть в виде буровых скважин, шахтных колодцев, штолен в зависимости от глубины залегания и способа подъема вод. Температура по глубине распределяется неравномерно и зависит от химического состава. Различают каптажи восходящих источников и каптажи нисходящих источников. Каптаж восходящих источников - это устройство для вывода на поверхность земли напорных (артезианских) вод. Такое устройство представляет собой шахтный опускной колодец или скважину глубокой выработки круглого сечения в земной коре, сооружаемую путем бурения механическими приспособлениями без доступа рабочих внутрь нее. Каптаж нисходящих источников с сосредоточенным выходом струи воды выполняется в виде камер для ее захвата. Из источника через отверстие вода попадает в ключевое отделение, где она «успокаивается»; затем через водослив вода переливается в отделение, из которого по трубе она направляется к местам ее потребления. Излишек воды из отделения поступает через водослив в переливную трубу. Для спуска воды и очистки устройства от осадков в отделении имеется грязевая труба, а во втором отделении - грязевая труба, снабженные задвижками. Переливная труба и обе грязевые трубы присоединены к выводной трубе. В каптажной камере имеется вентиляционная труба. Каптажные камеры и колодцы строят из бетона, железобетона, естественного или искусственного камня. При каптаже минеральных вод трубами в зависимости от состава вод для изготовления труб применяются стойкие против коррозии материалы - чугун, асбестоцемент, керамика, пластические материалы, нержавеющая сталь и др.

 

1.3.2 Транспортирование минеральных вод

 

Подача воды от скважины до заводов  розлива осуществляется одним из трех способов: трубопроводами, автоцистернами, железнодорожными цистернами. По трубопроводам воду подают на расстояние до 50 км под небольшим избыточным давлением диоксида углерода, используя трубы из коррозиестойкой стали, чугуна, стекла, пищевого полиэтилена. Трубопроводы укладывают в бетонные или кирпичные коллекторы, выполненные из коррозиестойкой стали и сваренные в атмосфере аргона - непосредственно в грунт. В автомобильных цистернах воду перевозят на расстоянии 50-200 км. Для исключения дегазации заполнение цистерн ведут в герметичных условиях через нижние или боковые штуцеры со скоростью 0,8 м/с при давлении 0,05 МПа, обеспечивая микробиологическую чистоту процесса. Если цистерны наполняют водой, содержащей двухвалентное железо, то из нее удаляют воздух, вытесняя его диоксидом углерода со скоростью 300-360 дм3/мин. Термальные воды предварительно охлаждают до 20°С.

 

1.3.3 Приемка

 

Минеральные воды принимаются партиями. Партией считается количество минеральной воды одного наименования разлитое в железнодорожные цистерны, одной даты выпуска и оформленное одним документом о качестве.

Документ о качестве должен содержать:

 

- наименование предприятия-поставщика;

      -наименование минеральной воды;

-результаты испытаний или подтверждение о соответствии качества продукции требованиям нормативно-технической документации;

-номер железнодорожного вагона (цистерны);

-номер железнодорожной накладной;

-объем транспортируемой воды;

-дату наполнения.

 

В каждой партии определяют бактериологические и органолептические показатели, массовую концентрацию одного, двух основных ионов, двуокиси углерода, нитритов, нитратов и перманганатную окисляемость.

 

1.3.4 Хранение

 

Хранение минеральных вод, доставленных на предприятие по розливу осуществляется в герметичных резервуарах при  избыточном давлении углекислого газа (не менее 0,005мПа), которое создается  насосными станциями и проводиться  ежедневно. Срок хранения вод устанавливается не более 5 суток. Во избежание значительной дегазации резервуары заполняют снизу под слой воды со скоростью 0,6-0,8 м/с. Хранение вод производиться в заводских резервуарах: эмалированных или изготовленных из железобетона без футеровки и с футеровкой из кислотоупорной плитки, нержавеющей стали и других коррозионностойких материалов. Для хранения используют вертикальные и горизонтальные резервуары. Предпочтительно использовать резервуары цилиндрической формы. Заводские резервуары для хранения минеральных вод являются мерой вместимости и должны быть в обязательном порядке поверены и пролитражированы. Чистку и дезинфекцию резервуаров необходимо проводить не реже 1 раза в год, а после ремонта и при бактериальном загрязнении - немедленно.

 

1.3.5 Фильтрация

 

Поступающая на производство минеральная  вода подвергается фильтрации. Взвешенные вещества, содержащиеся в воде, вызывают помутнение воды и снижают эффективность бактерицидной обработки. В минеральной воде могут присутствовать грубодисперсные и тонкодисперсные взвешенные вещества, для их удаления используют механический фильтр. Минеральную воду фильтруют на керамических свечных фильтрах, где в качестве фильтрующего материала используют микропористую керамику с размером пор 1 мкм и более. В результате удаляют взвеси и микроорганизмы, имеющие размеры более 1-2 мкм. Фильтрование воды проводят под давлением, обеспечивающем преодоление сопротивления в трубопроводе и фильтрующего материала без дополнительной перекачки насосами. Основным элементом механического фильтра является патрон (картридж), который установлен в плите корпуса фильтра и зафиксированный пластиной. Поступающая вода подается под давлением 0,3-0.45 МПа через патрубок во внутреннее пространство корпуса фильтра. Вода, поступая в каждый патрон, очищается от механических примесей и попадает в камеру, откуда отводится в теплообменник для охлаждения.

 

1.3.6 Охлаждение

 

После проведения фильтрации минеральная  вода подается в теплообменник для  охлаждения. Растворимость диоксида углерода в воде зависит от температуры: с понижением ее растворимость диоксида углерода в воде повышается. Поэтому перед насыщением минеральной воды диоксидом углерода ее охлаждают до определенной температуры. Предельную температуру охлаждения минеральной воды подбирают с учетом возможного образования осадка вследствие уменьшения растворимости солей. Наиболее часто минеральные воды охлаждают до температуры 4-10 °С в одну стадию и направляются на насыщение диоксидом углерода.

 

1.3.7 Сатурация

 

Минеральные воды насыщают диоксидом углерода для улучшения вкуса, стабильности химического состава и подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Для сатурации воды применяют один из нескольких способов:

 

-размешивание воды с барботируемым в нее газом;

-распыление воды до мельчайших, частиц в атмосфере углекислого газа;

-пропускание воды по керамической насадке с большой поверхностью навстречу движению углекислого газа;

-смешивание воды с газом в водоструйном эжекторе.

 

В зависимости от используемых способов сатурации различают сатураторы смесительные, распылительные, комбинированные. Сатураторы, в которых насыщение воды производится, смешиванием ее с поступающим через барботер газом, называются смесительными. Распылительными, или колончатыми, называются сатураторы, в которых распыленная до мельчайших: частиц вода пропускается через сатурационную колонку, заполненную керамической насадкой, навстречу углекислому газу. Сатураторы, в которых применяется два или несколько из названных способов сатурации, называются комбинированными. Газирование воды в сатураторе производится на установке сатурирующей автоматической САУ-015, которая состоит из: колонны деаэратора, колоны сатуратора, колоны стабилизации (служит для поддержания точного и постоянного давления), пульта, рамы. Вода после охлаждения поступает в колонну деаэратора. Деаэрация осуществляется при помощи эжектора, который создает разрежение в колонне деаэратора за счет прохождения через него сжатого воздуха. Устройство для отделения излишков газов находится в деаэраторе и представляет собой набор металлических сеток с крупными и мелкими ячейками, образующих цилиндрическую поверхность. Воздушные пузырьки поднимаются вверх в зону разрежения и удаляются через эжектор. Сатуратор предназначен для насыщения двуокисью углерода жидкости, подготовленной в деаэраторе перед последующим розливом ее в емкости. Он выполнен в виде колонны. Углекислый газ подается под давлением в колонну сатуратора. Регулятор давления, находящийся в магистрали, которая соединяет резервуар диоксида углерода с сатуратором, позволяет установить рабочее давление газа. В каждой из колонн установлены датчики минимальных и максимальных уровней жидкости, которые подают управляющие сигналы в программируемый логический контроллер. Контроллер управляет процессами, проходимыми в установке и обеспечивает ее автоматический режим работы. Газированная вода непрерывно отводится в бактерицидную установку для обеззараживания.

 

1.3.8 Обеззараживание

 

Минеральная вода обсеменяется микроорганизмами при транспортировании, хранении и технологической обработке. Обеззараживания проводят безреагентным способом, который основан на свойстве ультрафиолетовых лучей подавлять различные микроорганизмы, в том числе и патогенные. Метод дезинфекции с использованием ультрафиолетового излучения доказал свою эффективность при дезактивации переносимых водой болезнетворных микроорганизмов и вирусов без ухудшения вкуса и запаха воды и без внесения в воду нежелательных побочных продуктов. В воде при этом не образуются вредные для человека вещества, в отличие от методов хлорирования и озонирования. Ультрафиолетовое обеззараживание выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов ультрафиолетовым излучением определенной интенсивности в течение определенного периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «стерилизуются», т. к. они теряют способность воспроизводства. При обработке минеральной воды ультрафиолетовые лучи при длине волны 225-255 нм действуют на микрофлору не непосредственно, а через слой воды. Кроме того, микроорганизмы могут находиться на взвесях, которые будут предохранять их от воздействия ультрафиолетовых лучей. Таким образом, из-за мутности и цветности воды может снижаться эффективность бактерицидной обработки. Помимо этого эффект обеззараживания может уменьшаться при содержании в воде железа более 0,3 мг/л. Преимущество обеззараживания воды с помощью ультрафиолетовых лучей заключается в их быстром действии на микрофлору и в том, что они не изменяют органолептических свойств минеральной воды. Для обеззараживания минеральных вод используют ультрафиолетовую бактерицидную установку УДВ. Установка состоит из бактерицидной лампы, камеры обеззараживания, входного и выходного патрубков для воды и пульта управления. В корпус камеры обеззараживания встроен датчик интенсивности УФ- излучения. Он непрерывно контролирует дозу ультрафиолета в камере обеззараживания. Вода поступает через нижний патрубок ультрафиолетовой реакционной камеры и протекает вокруг ламп, термически защищенной кварцевой трубкой. Длина волны излучения ультрафиолетовой лампы 253,7 нм. Излучение разрушает молекулы ДНК в клетках бактерий и микроорганизмов, препятствуя их размножению. Выходящая через верхний патрубок вода стерилизована и готова к дальнейшей обработке. После проведения обеззараживания в минеральной воде проводят контроль микробиологических показателей. Обеззараженная вода направляется в резервуар разливочной машины.

 

1.3.9 Розлив минеральных вод и укупорка бутылок

 

При промышленном розливе минеральных  вод предусматривается выполнение следующих операций: мойка бутылок, контроль качества мойки бутылок, наполнение бутылок минеральной водой, укупорка. В зависимости от условий хранения и транспортирования поступающие на розлив бутылки в той или иной степени загрязнены. Наиболее характерными загрязнениями для них являются пыль, стеклянная пыль, солома, стружка. Процесс мойки бутылок включает ряд последовательно выполняемых операций, отмачивание загрязнений, шприцевание бутылок моющими растворами; ополаскивание их водой. Для механизированной мойки бутылок используются машину АММ-6. В стальном корпусе машины по замкнутому кругу движется цепь с кассетами для бутылок. Для подачи бутылок в машину имеется стол, обеспечивающий их автоматическую загрузку; такой стол выполнен в виде принудительно-вращающихся валиков, подающих бутылки с подводящего пластинчатого транспортера в ячейки щитков, расположенных в соответствии с гнездами кассет. С вращающихся валиков бутылки при помощи непрерывно движущейся загрузочной планки направляются по желобчатой радиальной горке в гнезда кассет в период их выстоя. Здесь же, на столе для загрузки производится наружный обмыв бутылок водой, имеющей температуру 30°С, с частичным их наполнением. В передней части машины размещены поддон и трубы для наружного предварительного обмыва бутылок перед отмочкой. В нижней части машины размещены две отмочные ванны. Загруженные в кассеты бутылки подвергаются последовательно наружному обмыву над поддоном, отмочке в первой ванне (заполненной щелочным раствором концентрацией 1,0- 1,5% с температурой 65-70°С), наружному обмыву щелочным раствором при переходе во вторую ванну и отмочке во второй ванне в 2,0-2,5%-ном щелочном растворе при 75-80°С. Из второй ванны бутылки направляются на верхнюю часть трассы, где они обливаются горячим щелочным раствором и, продвигаясь по трассе, подвергаются многократному шприцеванию сначала горячим щелочным раствором, имеющим температуру 75-80°С, затем тем же раствором с температурой 60-65°С; после этого бутылки обмываются горячей водой с температурой 40-45°С, теплой водой с температурой 25-30°С и, наконец, холодной водой (10-15°С). Одновременно на всей трассе шприцевания бутылки интенсивно орошаются мощными каскадами щелочного раствора и воды такой же температуры, что и при шприцевании. Бутылки выгружаются на пластинчатый транспортер с той же стороны машины, с которой производится их загрузка. После выхода из моечных машин вымытые бутылки подвергаются бракеражу. В последнее время используют инспекционные аппараты. Принцип работы инспекционных автоматов основан на применении высококачественных и инфракрасных приборов, оснащенных приборами контроля корпуса, дна, резьбовой части бутылок, распознавания посторонних частиц и остатков. Пригодными для налива считаются бутылки, внутренняя и наружная поверхность которых блестяще-глянцевая, без каких-либо пятен или матовых налетов, без приставших к стеклу частиц, волокон. Бутылки с поврежденным венчиком, заусенцами, пузырями, из-под технических жидкостей или с наличием постороннего запаха для дальнейшего использования допускать запрещается. Вымытые бутылки подвергаются бракеражу, который заключается в просмотре их браковщицей на световых экранах, установленных на конвейере при выходе бутылок из моечных машин. Чисто вымытыми считаются бутылки, внутренняя и наружная поверхность которых блестяще-глянцевая без каких-либо пятен или матовых налетов, без приставших к стеклу частиц, волокон. На поверхности чисто вымытых бутылок капли воды не задерживаются и стекают за 30-60 сек. Плохо вымытые бутылки выбраковываются и направляются на повторную мойку. Брак мойки колеблется в пределах 0,5-5,0%. После контроля качества мытья бутылок минеральная вода направляется на розлив. При розливе основная задача - наполнить бутылки минеральной водой с наименьшей потерей диоксида углерода. По способу подачи жидкости в тару розлив может быть свободным (гравитационным) или принудительным. По первому способу жидкость вытекает в тару под действием собственного веса. Принудительный розлив выполняется под действием разности давлений воздуха в резервуаре и в таре, под действием поршневого дозатора или специального насоса. Для этого используют изобарический метод розлива минеральной воды, а также исключают резкий перепад давления (выше 0,05 МПа) между резервуаром разливочного автомата и сатурационной установкой. При наливе минеральных вод необходимо, чтобы среднее наполнение 10 бутылок с водой соответствовало их номинальной вместимости температуре 20 °С должно соответствовать их номинальной вместимости с отклонением ±3%. Наполнение бутылок производится по уровню. При дозировании по уровню тара любой емкости заполняется до определенного уровня. Для фасования минеральной воды используется установка ДУЭТ. Она состоит из основания с вертикальной стойкой, на которой размещен рабочий стол, исполнительный механизм и пульт управления. Привод исполнительного механизма пневмонический. Подача продукта к каждому из двух раздаточных патрубков и исполнительного механизма осуществляется с помощью двух электронасосов. Для контроля уровня продукта при наполнении тары применены кондуктометрические датчики. В процессе работы оператор устанавливает наполняемую тару на рабочий стол под раздаточными патрубками и поворачивает ручку пневмораспределителя. Раздаточные патрубки автоматически опускаются в тару, включаются электронасосы, пережатые силиконовые трубки открываются, и минеральная вода поступает в тару. При касании поверхностью жидкости нижнего края кондуктометрического датчика трубки пережимаются, насос выключается. Оператор поворачивает ручку пневмораспределителя в исходное положение, и поршень пневмоцилиндра поднимает раздаточные патрубки. Оператор убирает тару. Операции укупорки бутылок сводятся к накладыванию кронен-пробки на венчик горла бутылки; к последующему надавливанию на нее сверху для прижима к горлышку прокладки и к обжиму гофрированной юбочки колпачка вокруг венчика. Эти операции производятся укупорочными автоматами различных конструкций. Колпачок кронен-пробки должен быть изготовлен из белой жести, литографированной жести в листах. Прокладка изготавливается из цельнорезаной пробки без защитного диска или с защитным диском из полимерной пленки, из пластизолей, разрешенных к применению. Укупорка бутылок производится на укупорочном автомате ротационного типа с возвратно-поступательным движением укупорочных патронов. В процессе работы автомата в бункер периодически, по мере расходования, засыпают кронен-пробки, которые по наклонному дну сползают к диску, обеспечивающему их ориентацию. По окружности диск имеет фасонные пальцы, образующие окна для кронен-пробки. Эти окна, соответствующие по форме колпачкам, пропускают кронен-пробку только в определенном положении. Колпачки из окон диска попадают в кольцевой канал и затем в питающий лоток. Укупоривание бутылок автоматом производится следующим образом. Бутылки, из розливочного автомата, подаются загрузочной звездочкой на стол укупорочного автомата и устанавливаются на нем в зубцы фиксирующей звездочки. При передвижении стола по окружности на бутылку опускается укупорочный патрон. Нижний корпус его находит на горлышко бутылки и центрирует его по оси патрона. В это время кронен-пробка, попавшая в приемник патрона, прижимается к горлышку бутылки. При дальнейшем опускании патрона обжимные кулачки заходят на кронен-пробку и обжимают ее гофрированную юбочку по венчику горлышка бутылки. После этого патрон возвращается в первоначальное положение, а бутылка выталкивается из патрона и по направляющему бортику сходит со стола.

 

1.3.10 Бракераж бутылок с минеральной водой

 

Бутылки с минеральной водой  после укупорки подвергают проверке для того, чтобы установить, содержатся ли в продукте какие-либо посторонние включения (кусочки пробки и стекла и т. п.) и выпавшие осадки; проверяется также прозрачность напитков. Содержимое бутылок просматривается перед световым экраном после резкого поворачивания бутылок вверх дном. При этом тяжелые включения, находящиеся на дне бутылки, будут опускаться вниз и могут быть легко замечены браковщиком. При обнаружении каких-либо посторонних включений браковщик выводит бутылку из потока. Переворачивание и установка бутылок перед световым экраном осуществляются бракеражными машинами; включения обнаруживаются визуально. Для бракеража напитков используются автоматы двух типов:

1) дисковые, в которых бутылки  переворачиваются диском в плоскости,  параллельной разливочному конвейеру; 2) цепные, в которых бутылки в положении вверх дном просматриваются в процессе непрерывного движения бутылок перед световым экраном.

      Современные автоматические линии для розлива комплектуются цепными бракеражными автоматами БАЗ. Автомат состоит из станины, привода, цепного конвейера с носителями для бутылок, приводной и натяжной звездочек. От смесительной машины бутылки конвейером перемещаются к входной звездочке, которая подает их в носитель роликовой цепи конвейера. По мере движения конвейера бутылки поворачиваются в носителях и подходят к световому экрану в положении вверх дном. При обнаружении браковщиком посторонних включений бутылка снимается с конвейера без остановки автомата.

 

      1.3.11 Этикетирование

 

Для оформления бутылок с минеральной  водой применяют этикетки прямоугольной формы, которые наклеивают на цилиндрическую часть бутылки. Для наклеивания этикеток используется преимущественно декстриновый клей. Декстриновый клей быстро схватывается со стеклом, легко и без остатков смывается теплой водой. На цилиндрическую часть бутылки этикетки наклеиваются этикетировочный автоматом ВЭВ методом накатки. Автомат работает следующим образом. Движущиеся по транспортеру бутылки распределяются с определенным шагом и подаются по касательной к соответствующим сегментам барабана. Барабан имеет два диска: из них один подвижный, а другой неподвижный. На подвижном диске имеются клапаны, которые позволяют захватывать этикетки из магазина при наличии бутылки. Автомат снабжен двумя последовательно работающими магазинами для этикеток, совершающими сложное движение - качание и поступательное перемещение. При приближении магазина к вакуум-барабану в нем включается вакуум. Соответствующий сегмент барабана своими присосами захватывает из магазина по одной этикетке лицевой стороной внутрь. После присоса этикетка проходит мимо датирующего устройства. Оно представляет собой валик, на втулке которого укреплены счетный шрифт и резервуар с краской. Затем этикетка перемещается к клеевой ванне с валиком и намазным роликом, который наносит на поверхность этикетки продольные полоски клея. При встрече с этикеткой бутылка попадает между сегментом барабана и неподвижной подушкой из губчатой резины , начинает вращаться вокруг своей оси и этикетка наклеивается на ее поверхность. При дальнейшем движении бутылки между накатным ремнем и второй подушкой этикетка разглаживается. На каждую бутылку с минеральной водой наклеивают этикетку с указанием: