Установка для насыщения воды и напитков диоксидом углерода

"Пищеч газа 1оеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский технологическийинститут легкой промышленности(56) 1. Патент ВеликобританииВ 1299622, кл. В 1 С, опублик2. Справочник по производсбезалкогольных напитков. М.,вая промышленность", 1979, с. 1 140.(54) (57) 1УСТАНОВКА ДЛЯ НАСЬПЦЕНИЯВОДЫ И НАПИТКОВ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА,содержащая соединенные между собойсистемой трубопроводов колонку деаэрации, насос деаэрированной воды,колонку насьпцения с устройствами.для подачи диоксида углерода от егоисточника в колонку для диспергирования газожидкостной смеси, струйную насадку, расположенную на трубопроводе перед колонкой насьпценияи соединенную своим входом по водес нагнетатальным патрубком .насосадеаэрированной воды, входом по диоксиду углурода - с полостью колонкинасыщения в ее верхней .части, а выходом - с входом устройства для диспергирования газожндкостной смеси,801143384 насос-дозатор, смесительный бачок и накопительную колонку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения степени насьпцения воды и напитков диоксидом углерода и увеличения биологической стойкости полученных напитков, она снабжена ионизатором газа, установленным на трубопроводе подвода диоксида углерода к устройству для его подачи в колонку насьпцения и соединенным своим входом с источником диоксида углерода, а выходом - с входом устройства для подачи диоксида углерода в колонку насьпцения.2. Установка по п,1, о т л и -а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительным иониэатором установленным на трубопроводе, с диняющем вход по диоксиду углерода струйной насадки с полостью колонки насыщения в ее верхней части, и соединенным своим входом с полостью колонки насыщения, а выходом - с входом по диоксиду углерода, струйной насадки.3. Установка по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что устрой ство для диспергирования газожидкостной смеси в колонке насыщения выполнено с соплом, соединенным с положительным полюсом источника постоянного тока, а корпус колонки насьпцения заземлен.1 11433Изобретение относится к пищевой промышленности, к безалкогольной ее отрасли, в частности к установкам для насыщения напитков и минерализо-, .ванных вод диоксидом углерода.Известна установка для насьпцения воды и напитков диоксидом углерода, содержащая последовательно расположенные и соединенные системой трубо" проводов устройства для охлаждения и деаэрации воды для смещения компонентов, для насьпцения воды или смеси диоксида углерода в несколько этапов и устройство для розлива готового продукта 11 .15Наиболее близкой к изобретению по техническои сущности и достигаемому результату является установка для насьпцения воды и напитков диоксидом углерода, содержащая соединен 20 ные между собой системой трубопроводов колонку деаэрации, насос деаэрированной воды, колонку насьпцения с устройствами для подачи диоксида . углерода от его источника в колонку25 и для диспергирования газожидкостной смеси, струйную насадку расположенную па трубопроводе перед колонкой насьпцения и соединенную своим входом по воце с нагнетательным патрубком насоса деаэрированной воды, входом по диоксиду углерода - с полостью колонки насьпцения в ее верхней части, а выходом - с входом устройства для диспергирования газожидкостной смеси, насос-дозатор, смесительный 35 банок и накопительную колонку 21 .Однако в известных установках не обеспечивается возможность повышения степени насыщения воды и на- питков диоксидом углерода и увеличе-ния биологической стойкости полученных напитков, так как вследствие крайне сгзбой растворимости диоксида углерода в воде, большого диффузионного сопротивления на границе фаз скорость процесса абсорбции в установке остается невысокой, а это препятствует повышению степени насыщения воды диоксидом углерода.Цель изобретения - повышение сте пени насыщения воды и напитковдиоксидом углерода и увеличение биологической стойкости получаемых напитков.Указанная цель достигается тем, 55 что установка для насыщения воды и напитков диоксидом углерода, содер-жащая соединенные между собой сис 84темой трубопроводов колонку деаэрации, насос деаэрированной воды, колонку насьпцения с устройствами дляподачи диоксида углерода от его источника в колонку и для диспергированиягазожидкостной смеси, струйную насадку, расположенную на трубопроводеперед колонкой насьпцения и соединенную своим входом по воде с нагнетательным патрубком насоса деаэрированной воды, входом по диоксиду углерода - с полостью колонки насьпценияв ее верхней части, а выходом - свходом устройства для диспергирования .газожидкостной смеси, насос-дозатор, смесительный бачок и накопи тельную колонку, снабжена ионизатором газа, установленным на трубопроводе подвода диоксида углеродак устройству для его подачи в колон.ку насьпцения и соединенным своимвходом с источником диоксида углерода, а выходом - с входом устройст.ва для подачи диоксида углерода вколонку насыщения.Кроме того, установка снабженадополнительным ионизатором газа,установленным на трубопроводе, соединяющем вход по диоксиду углеродаструйной насадки с полостью колонки насыщения в ее верхней части, исоединенным своим входом с полостьюколонки насыщения, а выходом - свходом по диоксиду углерода струйной насадки,При этом устройство для диспергирования газожидкостной смеси в колонке насыщения выполнено с соплом,соединенным с положительным полюсомисточника постоянного тока, а корпусколонки насыщения заземлен.На чертеже схематично изображенаустановка для насьпцения воды и напит. -ков диоксидом углерода.Установка содержит соединенныепоследовательно системой трубопроводов колонку 1 деаэрации, насос 2деаэрированной воды, струйную насадку 3, колонку 4 насьпцения, насос-дозатор 5, бачок 6 купажного сиропа,смесительный бачок 7 и накопительнуюколонку 8. Для создания вакуума вколонке деаэрации установлены эжектор 9, бак 10 с водой и рециркуляционный насос 11. В вакуумном прост.ранстве колонки деаэрации установлены конические тарелки 12, колонкаснабжена также вакуумметром 13 иуказателем 14 уровня. Колонка насы143384 4 5т 10 3 1 щения и накопитьпьная колонка сборуцованы предохранительньпчи клапанами соответственно 15 и 16, манометрами 17 и 18, указателями 19 и 20 уровня соответственно. Подача свежего диоксида углерода в колонку 4 насьпцения производится через редуктор 21, элек роионизатор 22 газа и устройство 23 для подачи диоксида углерода от его источника.Для ионизации частично обработанного газа на трубопроводе, соединяющем вход по диоксиду углерода струйной насадки 3 с полостью колонки 4 насьпцения установлен элект. роионизатор 24.Подача первично обработанной диок. сидом углерода жидкости в колонку насыщения производится через диспергирующее устройство 25, сопло которого подключено к положительному полюсу источника питания.Установка работает. следующий образом.Насосом 11 вода из бака 10 прокачивается через струйный эжектор 9 "на себя". В результате чего эжектор 9 отбирает воздух из колонки 1 деаэрации, что приводит к образованию к ней вакуума. Отфильтрованная и от-, корректированная по минеральному составу охлажденная вода подается в нижнюю часть колонки 1 деаэрации, проходит по трубопроводу в верхнюю ее часть и, стекая по колическим тарелкам 12, теряет содержащийся в ней воздух.Деаэрированная вода сосредотачивается в нижней части колонки 1 деаэрации, ее количество можно определить по указателю 14 уровня. Деаэрированную воду насосом 2 подают в струйную насадку 3 для пред-. варительного насьпцения ее диоксидом углерода, который засасывается из верхней части колонки 4 насьпцения и ионизируетсяв электроионизаторе 24, а затем полученную смесь распыляют в газовом объеме колонки 4 насыщения через диспергирующее устройство 25, где капли жидкости под действием приложенного напряжения заряжаются положительно. В распыленном состоянии происходит интенсивное поглощение положительно заряженными каплями воды отрицательных ионов диоксида углерода, который поступает в колонку,4 насьпцения через редуктор 21, электроионизатор 22 газа и устройство 23 для подачи диоксида углерода в колонку и барботирует через слой воды, В барботажном слое происходит окончательное насьпцение воды диоксидом углерода. Насьпценную воду насосом-доза- тором 5 перекачивают в смесительныйбачок 7, куда одновременно подается определенная доза купажного сиропа и бачка 6. Из смесительного бачка 7 готовый, насыщенный диоксидом углерода, напиток поступает в накопительную колонку 8 и далее черезштуцер вывода готового продуктана розлив. В колонке 4 насьпцения под 15держивается давление 0,4-0,6 ИПа,контролируемое манометром 17. Напряженность электрического поля в ионизаторах 2,5-5,0 кВ/мм. Температураводы 6 С.20В установленных ионизаторах поддействием электрического поля диоксидуглерода получает отрицательный за"ряд и ионизируется. Различие зарядовионов СО и границы водного слоя 25способствует интенсивному поглощениюСО, водой и образованию НСО Н ++ ЙСО, . Интенсивному поглощениюотрицательных ионов СО, спообствуеттакже и их в 1,5 раза большая, приодинаковых условиях, подвижность З 0 по сравнению с подвижностью нейтральныхмолекул. Как показали экспериментальные исследования процессапоглощения СО, водой, ионизациягаза перед непосредственным вводом ЗЗ его в колонку насыщения позволяетповысить коэффициент массопередачив 1,8-2,0 раза.При подключении сопла устройствадля диспергирования газожидкостного 40 потока к положительному полюсу источника тока капли жидкости приобретают заряд и вследствие этого интенсивность массопередачи возрасаетпод действием дополнительного куло новского взаимодействия между положительно заряженными, каплями водыги отрицательными ионами СО. Кромвтого, при искусственной электризации капель снижается диффузионное Я сопротивление на границе газ - жидкость, а также поверхностное натяжение и, соответственно, величинааэродинамических сил, необходимыхдля разрушения капель. Таким обрв эом, уменьшаются размеры капель,и, соответственно, увеличиваетсядополнительно поверхность контактафаз. Так, например,. при распыливаСоставитель ВТехред Т. фант Кочерг А. Шюв Редак Корректор М. Розман н Тираж 596 НИИПИ Государственног по делам изобретений 35, Москва, Ж, Рауш Заказ 7 Подписноеомитета СССРоткрытийая наб. д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 3 . 11 нии капель воды нри их электризации до потенциала 530 В радиусы капель оказались более чем в 60 раз меньшими, чем при распыливанни известньв способом в одинаковых аэродинамических условиях, а зто приводит к увеличению поверхности конт, акта.Такаю образом, при установке ионизатора газа на входе диоксида углерода в колонку наеваения и подключении сопла. устройства для днспергирования газоаидкостного потока к положительному поарсу Источника .высокого напряжения, абсорбируе-. мый диоксид углерода получает отрицательный, а капли, абсорбирующей жидкости положительный заряды. При этом процесс массопереноса значитель но интенсифнцируется и степень насыщения жидкости диоксидом углерода повышается за счет дополнительного 43384 6кулоновского взаимодействия междузаряженными частицами газа и жидкости, снижения диффузионного сопряжения на границе раздела фаз,увеличение дисперсности распыла,и, соответственно поверхности контакта фаз.Кроме того, ионизированный диоксид углерода оказывает сильное 10 подавляющее воздействие на развитиемикрофлоры напитков, дрожжей и плесени, что способствует значительномуповьипенд г оиологической стойкостинапитков.15 Степень насьвцения минеральнойводи, полученной на предлагаемойустановке, по сравнению с известнымтехническим решением увеличилась всреднем на 12 Е, фруктовой воды 20 "Лимон" на 203. Кроме того, биологи.ческая стойкость фруктовой водылвеличилась с 7. до 24 сут.