DE2332058A1

DE2332058A1 - Verfahren zur entkeimung von in abfuellbehaeltern oder flaschen abzufuellendem trinkwasser

Info

Publication number: DE2332058A1
Application number: DE19732332058
Authority: DE
Inventors: Dietmar Blankenfeld; Wilhelm Dr Schneider
Original assignee: ERFINDERGESELLSCHAFT FRESENIUS; Demag AG
Current assignee: ERFINDERGESELLSCHAFT FRESENIUS; Mannesmann Demag AG
Priority date: 1973-06-23
Filing date: 1973-06-23
Publication date: 1975-01-16

Description

Erfindergesellschaft 31·. 4- 1973

Fresenius, 62 Wiesbaden Dem. 429A - C/vB

Kapellenstr. 11 - 15

DENAG Aktiengesellschaft
41 Duisburg
Wolfgang-Reuter-Platz

Verfahren zur Entkeimung von in Abfüllbehältern oder Flaschen abzufüllendem Trinkwasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkeimung von in Abfüllbehältern oder Flachen abzufüllendem Trinkwasser, bei welchem dem gereinigten Wasser freies Ozon in fortlaufend zu bertimmenden Mengen beigegeben wird.

Nach der allgemeinen Praxis der amtlichen Untersuchungsstellen darf ein Trinkwasser in 1 ml nicht mehr als 100 Keime enthalten. In 100 ml dürfen weder E.coli noch coliforme Bakterien vorhanden sein. Dies gilt naturgemäß auch für das in Gefäßen (Flaschen, Abfüllbehältern) abgefüllte Wasser, und zwar nicht nur bei der Abfüllung der Gefäße, sondern auch beim öffnen dieser Gefäße beim Verbraucher. Obwohl die Betriebe, die Mineralwasser vertreiben, die Gefäße mit keimfreiem oder keimarmem Wasser abfüllen, wird immer wieder festgestellt, daß die Bedingung, das Wasser in geschlossenen Gefäßen bis zum Verbrauch keimfrei zu erhalten, allgemein nicht erfüllt wird. Auf dem Markt sind Flaschen mit Mineral- bzw. Trinkwasser erschienen, das vor Gebrauch durch den Endverbraucher bis zu 80 000 nichtpathogene Keime pro ml aufwies. Entweder

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waren die Keime in den Gefäßen schon vor der Abfüllung enthalten oder sie befanden sich vereinzelt vor dem Abfüllen im Wasser und vermehrten sich dann in den Gefäßen. Diese Vermehrung erfolgt sehr schnell, denn alle 30 Minuten bildet sich eine neue Generation von Keimen. Die Weitervermehrung erfolgt in geometrischer Reihe.

Es sind bisher mehrere Verfahren zur Entkeimung von Wasser bzw. zur Herstellung eines keimfreien Wasser bekannt.

Eines davon sieht vor, Wasser mit CO₂ zu versetzen. Das Kohlendioxyd wirkt stark hemmend auf die Entwicklung von Bakterien. Dieses Verfahren ist jedoch für Aufbereitung von Trinkwasser nicht anwendbar, weil das Trinkwasser COp frei sein soll.

Durch das bekannte Chlorungsverfahren kann die Tötung der Keime bis zur völligen Sterilität erreicht werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Wasser unangenehm nach Chlor schmeckt und die Beseitigung dieses Beigeschmacks zu aufwendig wäre.

Nach einem anderen chemischen Verfahren werden dem Wasser Silber-Ionen zugesetzt. Diese Maßnahme hat zwar eine dauer-, hafte Wirkung, jedoch sind die Silber-Ionen nicht gegen alle Bakterien wirksam. Außerdem reagiert unter Umständen das Silber auch mit anderen im Wasser vorhandenen chemischen Stoffen bzw. mit dem Material der Gefäße (Kunststoff).

Bekannt ist auch die Bestrahlung des Wassers mit UV-Strahlen, die durch Quarzlampen erfolgt. Unter der Einwirkung dieser Strahlen wird zwar ein Anteil der Mxkroorgamismen abgetötet; es ist jedoch nicht gelungen, eine vollkommene Sterilität

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zu erreichen. Ebenso führten Versuche, die Behältnisse, die Kunststofffolien sowie die Umgebung UV-Strahlen auszusetzen, zu keinem Erfolg· Das behandelte Wasser absorbiert UV-Quanten, und die Betrahlung wirkt nur in einer dünnen Schicht, so daß immer einige Bakterien am Leben bleiben.

Ein wirtschaftliches Verfahren zu^rEntkeimung von Trinkwasser stellt die Heißabfüllung dar. Das Wasser wird auf 85°C schnell erhitzt und heiß in die Flaschen oder Behälter abgefüllt. Dieses Verfahren ist vazugsweise bei Glasflaschen anwendbar, aber auch für entsprechend thermobeständige Kunststoffe durchai:r reeignet, nämlich dann, wenn diese keinen Fremdgeschmack an das Wasser abgeben. Das heiß abgefüllte Wasser ist jedoch nicht immer stabil; bei bestimmten Wassertypen bilden sich Bodensätze.

Auch das bekannte Ozonierungsverfahren, bei welchem dem gereinigten Trinkwasser freies Ozon in vorbestimmten Menger beigegeben wird ■, wonach das ozonierte Wasser vor der Abfüllung über Aktivkohle-Filter geleitet wird, um das restliche Ozon zu zerstören, führte nicht zu den gewÜBchten Ergebnissen. In den Gefäßen, die mit durch Ozonierung entkeimtem Wasser abgefüllt worden waren, wurden beim Verbraucher Keime festgestellt.

Praktisch ist demnach bisher kein Verf&ren bekannt, das mit Sicherheit eine Weiterbildung von Keimen in den abgefüllten Gefäßen verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entkeimung σ von in Behältern oder Flaschen abzufüllendem Trinkwasser Q₀ durch Ozonierung in der Weise zu verbessern, daß das Wasser in den verschlossenen Gefäßen bi ε zum Verbrauch keimfrei co

**- erhalten und dabei chemisch unverändert bleibt. Zur Lösung ο

dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die ^ beizugebende Ozor.meiiRe so festgelegt wird, daß ir "der. Abfüll-

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behältern "bzw. Flaschen bis zu "deren Verschließen ein Restozongehält bleibt, der zur Vernichtung aller noch vorhandenen und eingeschleppten Keime ausreicht und der zwischen 0,2 mg/1 und 1 mg/1, vorzugsweise zwischen 0,3 mg/1 und 0,5 mg/1, liegt.

Der Ozongehalt muß allerdings über mindestens zwei Stunden nachweisbar sein, um zu gewährleisten, daß die Keimfreiheit auch bestehen bleibt. Dann soll das Ozon zerfallen, so daß es bis zum Verbrauch nicht mehr nachweisbar ist und als Reaktionsprodukt nur Sauerstoff im Wasser verbleibt. Nach den bisherigen Untersuchungen zerfällt das Ozon im Wasser in etwa 6 bis 8 Stunden; der Zerfall in dem Gasraum dauert etwas langer, Je nach der Menge an zugesetztem Ozon bis etwa 24 bis 48 Stunden.

Die genaue Verfahrensführung mit einer wirksamen Ozonkonzentration muß auf die Wasßerbeschaffenheit abgestellt werden. Sie ist naturgemäß von der Belastung des Wassers mit organischen Synnenstoffen, mit Mikroorganismen aber auch mit anorganischen Stoffen, z.B. Eisen und Mangan abhängig.

Wenn das erfindungsgemäße Verfsfcren bei gereinigtem ozoniertem Wasser angewendet wird, welches Mangen enthält, wird die zusätzliche Menge freien gelösten Ozons nach der Filtration des ozonierten Wassers über Kies- und Aktivkohle unmittelbar vor dem Verschließen der Gefäße beigegeben. Bei der Ozonierung des manganenthaltenden Wassers bilden sich nämlich vüette Fermanganat-Ionen. Das Wasser muß über Aktivkohle filtriert werden, ur: die Permanganat-Ionen zu vierwertigem Mangan (Braunreduzieren, das abfiltriert werden kann. Durch die Aktivkohle wird aber gleichzeitig auch das Ozon zu Sauerstoff reduziert. Es muß deshalb erfindungsgemäß eine Nachozonierung erfolgen, damit ein Restozongehalt bis zum Verschließen der Gefäße in dem Wasser und in dem Gasraum über dem Wasser verbleibt. 409883/0611

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Der grundlegende Unterschied gegenüber den bisher bekannten Ozonierungsverfahren beruht darauf, daß man bisher Wasser aufbereitet hat, das zwar vorher ozonisiert wurde, aus welchem aber vor dem Abgeben in die Leitungen oder an den Verbraucher das verbleibende Ozon restlos beseitigt wurde.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels erläutert: Beispiel 1

50 sterilisierte Glasgefäße wurden mit Je einem j Liter ozoniertem Trinkwasser ohne Restgehalt an Ozon unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen abgefüllt und mit sterilisierten Verschlüssen verschlossen. Nach einer Lagerzeit von 14 Tagen bei 25°C waren in sämtlichen Gefäßen Keimzahlen big zu mehreren tausend Keime/ml festgestellt.

Beispiel 2

Die Glasgefäße aus Beispiel 1 wurden mit ozoniertem Trinkwasser unter ähnlichen Vorsichtsmaßnahmen wie im Beispiel 1 abgefüllt. Unmittelbar vor dem Verschließen der Gefäße wurde in Jedes abgefüllte Gefäß eine zusätzliche Menge von 0,5 mg Ozon gegeben. Nach einer Lagerzeit von 14 Tagen bei gleichen Bedingungen wie i^ Beispiel 1 konnte in keinem der Abfüllgefäße Keikwachstum nachgewiesen werden.

Eine beispielsweise Einrichtung zur Durchführung des erfingungsgemäßen Verfahrens wird anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen näher beschrieben.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine erfinäungsgemäße Einrichtung zur Ozonierung von Trinkwasser,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur

Ozonierung von Mangan enthaltendem Wasser.

In eine Eingangsleitung 1 für Trinkwasser (Fig. 1) ist ein Injektor.4 eingebaut, an dessen Mischraum eine vom Ozonerzeuger 2 führende Ozonleitung 3 angeschlossen ist. Das entstehende Ozon-Trinkwasser-Gemisch strömt aus dem Injektor 4 in einen Behälter 5, in dem die Nachreaktion bzw.' eine teilweise Ausgasung des Gemisches stattfindet. Der Behälter 5 ist iit einem überlauf 6 versehen, aus dem eine überlaufleitung 7 herausgeführt ist, die ggf. an die Eingangsleitung des Trinkwassers angeschlossen ist. Das ozonierte Wasser gelangt über eine Verbindungsleitung 8 in eine Abfülleinrichtung 9* die zur Abfüllung der Gefäße 10 dient.

Der Ozongehalt wird im Zwischenbehälter in bekannter Weise gemessen undreguliert. Die Meß- und Hegelmittel sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die beizugebende Czonmenge wird so geregelt, daß das in die Abfüllbehälter bzw. Flaschen abgefüllte ozonenthaltende Wasser einen Bestgehalt an Ozon zwischen 0,2 mg/1 und 1 mg"/l, je nach der Beschaffenheit des Wassers, aufweist.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 ist ähnlich wie diejenige nach Fig. 1, bloß mit dem Unterschied, daß zwisc: en dem Behälter 5 und der Abfülleinrichtung 9 ein Aktivkohle-Filter 11 geschaltet ist. Außerdem wird ein Teil des im Ozonisator 2 erzeugten Ozons in die Abfülleinrichtung 9 über die Abzweigleitung 3 geführt.

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Das Mangan enthaltende Wasser wird in der Leifcing 1 mit 0, versetzt, das Gemisch kommt anschließend in den Behälter 5i wo eine teilweise AusgaBung stattfindet. Von dort aus wird das Wasser auf das Aktivkohle-Filter 11 geleitet, wo das viav wertige Mangan abfiltriert wird. Das Filtrat wird in die Abfülleinrichtung geleitet, wo es mit zusätzlichem, durch die Abzweigleitung 3 zugeführtem Ozonstrom vermischt wird. Aus der Abfüllvorrichtung wird das gereinigte Wasser mit dem OzonrestgebaLt in die Gefäße 10 abgefüllt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Keimfreiheit der Abfüllungen unter Ozonschutz nach diesem Verfahren gesichert und in Glasgefäßen und in Kunststoffgefäßen aus PVC und aus Polyäthylen sowie aus Polystyrol konnte auch nach Lagerzeiten bis zu 16 Wochen kein Keimwachstum mehr nachgewiesen werden. Außerdem ergaben Unters chungen, daß durch das Ozon keine meßbaren Veränderungen der InhaltBstoffe des schwach mineralisierten Trinkwassers erfolgt. Eine Geruchs- und Geschmacksbeeinflussung des Wassers durch das Ozon während seiner aktiven Zeit bis zum vollständigen Zerfall konnte bei geägnetem Verpackungsmaterial nicht beobachtet werden.

Die Überlegung, das-Ozon in dem Wasser bis zum Verschluß der Gefäße zu belassen und nicht, wie es bisher Stand der Technik gewesen ist, aus dem Wasser vorher herauszunehmen, hat außerdem zu einem neuen Befund geführt, nämlich, daß auch Flaschenhals und Verschluß des Abfüllbehnlters durch das ausgasende Ozon sterilisiert werden, wodurch eine weitere Haltbarkeitsverlängerung des Wassers antritt, und daß außerdem keine weiteren chemischen Veränderungen in dem Wasser gemessen werden konnten. Irsofern liefert das neue Verfahren im Gegensatz zu dem bisherigen Stand der Technik eine keimfreie Füllung, wobei nicht das Wasser, sondern auch die Flaschen und Verschlüsse keimfrei bleiben.

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Claims

Erfindergesellschaft 50. April 1973

Fresenius, 62 Wiesbaden Lern. 429A - C/vB

Kapellenstr. 11-15 _o

I)EMAG Aktif ngesellschaft,
41- Duisburg
Wo1fgang-Reut er-Flat ζ

Pat ent ans prü ch e

(Y) Verfahren zur Entkeimung von in Abfüllbehältern oder Flaschen abzufüllendem Trinkwasser, bei welchem dem gereinigten Wasser freies Ozon in fortlaufend zu bestimmenden Mengen beigegeben wird, dadurch gekennzeichnet,

daß die beizugebende Ozonmenge so festgelegt wird, daß in den Abfüllbehältern bzw. Flaschen bis zu dex'en Verschließen ein Restozongehalt bleibt, der zur Vepnichtung aller noch vorhandenen und eingeschleppten Keime ausreicht und der zwischen 0,2 mg/1 und 1 mg/1, vorzugsweise zwischen 0,3 mg/1 und 0,5 mg/1, liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Verwendung von gereinigtem ozoniertem Wasser, welches Mangan enthält, die zusätzliche Menge freien gelösten Ozons nach der Filtration des ozonierten Wassers über Kies- und Aktivkohle unmittelbar vor den Verschließen der Gefäße biegegeben wird.

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