Способ газирования напитка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРГСПУБЛИК 1775467 ЯО 12 6 1/06 Е ИЗОБР ОП ИСА 1 ТЕНИЯ АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР УУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Одесский технологический институт холодильной промышленности(54) СПОСОБ ГАЗИРОВАНИЯ НАПИТКА (57) Использование: в пищевой промышленности, в частности в безалкогольной и виноИзобретение относится к пищевой промышленности, в частности к безалкогольной и винодельческой, а именно к способу газирования напитков.Известен способ газирования предварительно охлажденных напитков путем их газообразной углекислотой вначале в эжекторе, а затем в сатурационной колонне, заполненной кольцами Рашига, при давлении 0,4 - 0,6 МПа.Недостатком этого способа является длительность процесса газирования и сложность устройства для его осуществления.Известен способ газирования напитков путем введения в них твердой углекислоты, предусматривающий предварительное охлаждение напитков в открытом контейнере, в котором находится брусок твердой двуокиси углерода, запечатывание контейнера, перемешивание его содержимого,дельческой. Предварительно напйток охлаждают до температуры на 1-20 выше криоскопической, затем на него воздействуют давлением, обеспечивающим образование гидратов углекислоты, смешивают напиток с углекислотой и переводят последнюю в гидраты, причем перевод осуществляют при давлении, обеспечивающем перепад температур в 3,5 - 4,0 между равновесной температурой гидратообразования углекислоты в газированном напитке и напитком, подаваемым на смешивание с углекислотой, затем снижают давление до 0,4 - 0,5 МПа. при котором гидраты разлагаются и происходит газирование напитка,Недостатком данного способа является длительность процесса газирования, значительные потери сниженного газа и недостаточное дозирование его,Наиболее близким к предлагаемому является способ газирования напитков, предусматривающий повышение давления в напитке до равновесного давления сжиженного газа, смешивание последнего с напитком и снижение давления, смесь перед снижением давления эмульгируют до получения эмульсии жидкой углекислоты в напитке,Недостатком известного способа является низкая экономичность, что обусловлено необходимостью использования сжиженной углекислоты, а также значительные затраты энергии на эмульгирование двух жидких фаз, приводящие к значительному нагреву реагентов, а это приводит кнеобходимости повышать давление напитка и углекислоты значительно выше чем равновесное давление сжижен ной углекислоты при температуре, соответствующей температуре охлажденного напитка. Так в примерах описания этого способа предварительно охлажденный напиток до температуры -3 С сжимают, при подаче в эмульгирующее устройство, до давления 5,2 МПа, что соответствует равновесной температуре углекислоты 16 С (равновесное давление углекислоты при температуре -3 С составляет всего 3,2 МПа),Цель изобретения - сокращение энергозатрат и повышение стойкости напитка.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу газирования напитка, предусматриваюшему охлаждение, сжатие, смешение с углекислотой с последующим снижением давления смеси, сжатие осуществляют до давления, обеспечивающего образование гидратов углекислоты, а после смешивания с углекислотой проводят перевод углекислоты в гидраты, причем перевод углекислоты в гидраты предпочтительно проводить при давлении, обеспечивающем перепад температур 3,5-4 градуса между равновесной температурой гидратообразования углекислоты в газируемом напитке и напитком, подаваемым на смешение с углекислотой,Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что вода и водные растворы, какими являются и напитки, при соответствующих термодинамических условиях (давлении и температуре) способны образовывать газовые гидраты углекислоты, Газовые гидраты представляют собой соединения включения клатратного типа, полученные включением молекул гидратообразующего агента, в данном случае углекислоты, в межмолекулярные полости кристаллической решетки воды, Процесс гидратообраэования сопровождается выделением тепла. Процесс разложения гидратов протекает с поглощением тепла и представляет собой выделение молекул газа иэ кристаллической решетки гидрата. Таким образом процессы образования и последующего разложения гидратов способствует развитию большей площади поверхности контакта реагентов, это приводит к повышению количества двуокиси-углерода, содержащегося в газируемом напитке, а также к повышению стойкости его, а кроме того так как процесс образования и разложения гидратов можно проводить в области газообразного агента, т. е, при более низком давлении чем давление . насыщения углекислоты при одинаковойтемпературе, то это позволит снизить расходы энергии на повышение давления в напитке и сократить металлоемкость используемой аппаратуры.Способ осуществляется следующим образом.Предварительно охлажденный напиток под давлением, превышающим равновесное давление гидратообразования в системе напиток + газируемый газ, в устройстве 5 10 для образования гидратов (реактор), смешивают с дозируемым количеством газа и выдерживают их до образования газовых гидратов клатратного типа. Затем напиток 15 вместе с гидратами подают в приемный резервуар, где давление сбрасывают до 0,4- 0,6 МПа, после чего напиток разливают в стеклотару. Охлаждать напиток перед подачей в реактор предпочтительно до темпера 20 туры на 1 - 2 градуса выше криоскопической температуры, для предотвращения подмораживания напитка, а давление повышать до такой величины, чтобы обеспечить перепад температур между равновесной темпе 25 30 35 ратурой гидратообразования и напитком, подаваемым в реактор, 3,5 - 4 градуса, чтобы создать достаточную движущую силу процесса образования гидратов вплоть до перехода всего газа в состав гидрата. Увеличение этой величины перепада температур приведет к перерасходу энергии, обусловленному необходимостью сжимать реагирующие компоненты до более высокого давления, а уменьшение величины перепада температур может привести к тому, что в конце процесса гидратообразования движущая сила процесса будет уменьшена до величины менее 0,5 градусов, что, как показывают эксперименты по гидратообразова нию, приводит к снижению скоростипроцесса.П р и м ер 1. Предварительно охлажденный до 0,5 С напиток, например "Мандариновый", сжимают до давления 1,7 45 МПа, что обеспечивает перепад температур ЬТ = 3,5 градуса между равновесной температурой гидратообразования углекислоты в газируемом напитке и температурой напитка, и подают в емкость, где смешива ют с углекислотой при этом же давлении,Смешение компонентов проводят с перемешиванием любым из известных методов, например лопастной мешалкой, при этом из напитка и углекислоты образуют гидраты 55 углекислоты, кристаллы которых, имеющиеразмеры 30-100 мкм и плотность 1110 кг/м, равномерно распределены в обьеме напитка, При образовании гидратов температура смеси возрастает, из-за выделения теплоты гидратообраэования и достигает ф + 2 О С,1775467 ратов, распределенных в объеме напитка, имеющих зоаэмеры 30-100 мкм и плотность 1110 кг/м, подают в приемный резервуар, в котором избыточное давление поддерживают, как и в прототипе, на уровне 0,4 - 0,5 МПа. При этом давлении гидраты разлагаются с выделением молекул газа, которые, взаимодействуя с напитком, производят гаэирование его, после чего производят разлив газированного напитка в стеклотару,5 10 как и в прототипе. Для возможности проведения сравнения с прототипом, рассмотрен способ газирования купажного виноматериала с содержанием спирта 10 О об., позволяющим проводить охлаждение его, так же как 15 20 рованного напитка, а также сократить энергозатраты в сравнении со способом газирования напитков, описанным в прототипе, на 50,32%,Формула изобретения Способ газирования напитка, предусматривающий охлаждение, воздействие давлением на него и смешивание напитка С углекислотой с последующим снижением 25 давления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с чивающим образование гидратов углекислоты, а давление снижают до давления, обеспечивающего перепад температур в 3,5 - 4 градуса между равновесной температурой гидратообраэования углекислоты в газируемом напитке и напитком, подаваемым на смешивание с углекислотой для перевода 40 углекислоты в гид раты. о Составитель Э.Бакум Редактор В,Трубченко Техред М.Моргентал Корректор П.ГерешиЗаказ 4022 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Затем смесь подают в резервуар, где давление сбрасывают до 0,4 МПа. в результате чего гидраты разлагаются с выделением молекул углекислоты и поглощением тепла. Температура при этом понижается до " 0,7 градуса, а молекулы углекислоты взаимодействуют с напитком, производя гаэирование его, после чего производят разлив напитка в стеклотару,П р и м е р 2. Гаэируемый купажный виноматериал охлаждают до температуры 270 К, на 1-2 градуса выше криоскопической, для предотвращения подмораживания напитка, что может привести к снижению его вкусовых качеств, а также и к закупорке теплообменников, в которых проводят охлаждение напитка, и, соответственно, к нарушению режима работы. После охлаждения напитка его сжимают до давления, обеспечивающего перепад температур ЛТ = 4 градуса между равновесной температурой гидратообраэования углекислоты в газируемом напитке и температурой напитка, которое составляет 2 МПа, и подают в емкость для образования гидратов, в которой при этом давлении смешивают с предварительно сжатой до этого давления углекислотой. При перемешивании напитка с углекислотой турбинной мешалкой с числом оборотов ф" 3 с , проводят перевод углекислоты в состояние газовых гидратов, сопровождающееся выделением тепла, приводящим к повышению температуры гидратообраэования напитка в конце процесса образования гидратов до 272,4 К, при этом движущая сила в конце процесса гидратообраэования составляет 1,6 градуса, что достаточно для проведения процесса гидратообразования с технически приемлемой скоростью, После завершения процесса образования гидратов суспенэию из напитка и кристаллов гиди в прототипе, до температуры минус 3 граду са Цельсия, т. е. 270 К,Предлагаемый способ гаэирования напитков позволяет повысить стойкость гази 30 целью сокращения энергозатрат и повышения стойкости напитка, воздействие на