Установка для насыщения воды и напитков диоксидом углерода

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ НАСЬПЦЕНИЯ ВОДЫ И НАПИТКОВ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА, содержащая соединенные между собой системой трубопроводов колонку деаэрации , насос деаэрированной воды, колонку насьщения с устройствами для подачи диоксида углерода от его источника в колонку для диспергирования газожидкостной смеси, струйную насадку, расположенную на трубопроводе перед колонкой насыщения и соединенную своим входом по воде с нагнетатальным патрубком .насоса деаэрированной воды, входом по диоксиду углурода - с полостью колонки насыщения в ее верхней .части, а выходом - с входом устройства для диспергирования газожйдкостной смеси. насос-дозатор, смесительный бачок и накопительную колонку, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени насыщения 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 насыщения и соединенным своим входом с источником диоксида углерода, а выходом - с входом устройства для подачи диоксида углерода в колонку насыщения. 2.Установка по п.1, о т л и 3 чг чающаяся тем, что она снаб (Л жена дополнительным ионизатором гаэа установленным на трубопроводе, сое-. диняющем вход по диоксиду углерода струйной насадки с полостью колонки насьш1ения в ее верхней части, и соединенным своим входом с полостью колонки насыщения, а выходом - с входом по диоксиду углерода струй00 ной насадки. 3.Установка по пп. 1 и 2, отоо личающаяся тем, что устрой00 ство для диспергирования газожид костной смеси в колонке насыщения . выполнено с соплом, соединенным с положительным полюсом источника : постоянного тока, а корпус колонки насьпцения заземлен.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5t) А 23 L 2/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3663008/28-13 (22) 15.11.83. (46) 07.03.85. Бюл. Р 9

{72) В.Н. Гладкийу А.Н. Тимонин, А.Я. Герасимова, В.Д. Касиянчук, П.Г. Кондратенко, А.И. Страфун, Н.M. Свиридов и В.И. Вьюн (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (53) 663.64.057.002(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1299622, кл. В 1 С, опублик. t972.

2. Справочник по производству безалкогольных напитков. M., "Пищевая промышленность", 1979, с. 139140. (54) (57) 1 ° УСТАНОВКА ДЛЯ НАСЬПЦЕНИЯ

ВОДЫ И НАПИТКОВ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА, содержащая соединенные между собой системой трубопроводов колонку деаэрации, насос деаэрированной воды, колонку насьпцения с устройствами для подачи диоксида углерода от его источника в колонку для диспергирования газожидкостной смеси, струй,, ную насадку, расположенную на трубопроводе перед колонкой насьпцения и соединенную своим входом по воде с нагнетатальным патрубком .насоса деаэрированной воды, входом по диоксиду углурода — с полостью колонки насыщения в ее верхней .части, а выходом — с входом устройства для диспергирования газожидкостной смеси, „„SU„„1143384 насос-дозатор, смесительный бачок и накопительную колонку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью . повышения степени насыщения 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— чающая с я тем, что она снабжена дополнительным ионизатором rasa> установленным на трубопроводе, сое-. диняющем вход по диоксиду углерода струйной насадки с полостью колонки насьпцения в ее верхней части, и сое« диненным своим входом с полостью >иий колонки насыщения, а выходом - c Isa®L входом по диоксиду углерода. струй- пф ной насадки. CO

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 газожид- . р . костной смеси в колонке насыщения выполнено с соплом, соединенным с положительным полюсом источника постоянного тока, а корпус колонки насьпцения заземлен. 2>

1 11433

Изобретение относится к пищевой промышленности, к безалкогольной ее отрасли, в частности к установкам для насыщения напитков и минерализо-, .ванных вод диоксидом углерода.

Известна установка для насыщения 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 .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для насьпцения воды и напитков диоксидом углерода, содержащая соединен20 ные между собой системой трубопроводов колонку деаэрации, насос деаэрированной воды, колонку насьпцения с устройствами для подачи диоксида . углерода от его источника в колонку

25 и для диспергирования газожидкостной смеси, струйную насадку„ расположенную ца 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 З5 банок и накопительную колонку (21 .

Однако в известных установках не обеспечивается возможность повышения степени насыщения воды и на- питков диоксидом углерода и увеличе- 40 ния биологической стойкости полученных напитков, так как вследствие крайне сгзбой растворимости диоксида углерода в воде, большого диффузионного сопротивления на границе фаз 45 скорость процесса абсорбции в установке остается невысокой, а это препятствует повышению степени насыщения воды диоксидом углерода.

Цель изобретения — повышение сте- 50 пени насыщения воды и напитков диоксидом 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 сис84 z темой трубопроводов колонку деаэрации, насос деаэрированной воды, колонку насьпцения с устройствами для подачи диоксида углерода от его источника в колонку и для диспергирования газожидкостной смеси, струйную насадку, расположенную на трубопроводе перед колонкой насьпцения и соединенную своим входом по воде 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 бачок и накопи тельную колонку, снабжена ионизатором газа, установленным на трубопроводе подвода диоксида углерода к устройству для его подачи в колонку насьпцения и соединенным своим входом с источником диоксида угле. рода, а выходом — с входом устройства для подачи диоксида углерода в колонку насыщения.

Кроме того, установка снабжена дополнительным ионизатором газа, установленным на трубопроводе, соединяющем вход по диоксиду углерода струйной насадки с полостью колонки насьпцения в ее верхней части, и соединенным своим входом с полостью колонки насыщения, а выходом — с входом по диоксиду углерода струйной насадки, При этом устройство для диспергирования газожидкостной смеси в колонке насыщения выполнено с соплом, соединенным с положительным полюсом источника постоянного тока, а корпус колонки насыщения заземлен.

На чертеже схематично изображена установка для насьпцения воды и напит.— ков диоксидом углерода.

Установка содержит соединенные последовательно системой трубопроводов колонку 1 деаэрации, насос 2 деаэрированной воды, струйную насадку 3, колонку 4 насьпцения, насос-дозатор 5, бачок 6 купажного сиропа, смесительный бачок 7 и накопительную колонку 8. Для создания вакуума в колонке деаэрации установлены эжектор 9, бак 10 с водой и рециркуля° ционный насос 11. В вакуумном пространстве колонки деаэрации установлены конические тарелки 12, колонка снабжена также вакуумметром 13 и указателем 14 уровня. Колонка насы1 43384 4

5 т10

3 1 щения и накопитьпьная колонка сбору цованы 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 электроионизатор 24.

Подача первично обработанной диоксидом углерода жидкости в колонку насыщения производится через диспергирующее устройство 25, сопло которого подключено к положительному полюсу источника питания.

Установка работает. следующим 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 ионизируется в 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-дозатором 5 перекачивают в смесительный бачок 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 через штуцер вывода готового продукта на розлив. В колонке 4 насьпцения под»

15 держивается давление 0,4-0,6 ИПа, контролируемое манометром 17. Напряженность электрического поля в ионизаторах 2,5-5,0 кВ/мм. Температура воды 6 С.

В установленных ионизаторах под действием. электрического поля диоксид углерода получает отрицательный за" ряд и ионизируется. Различие зарядов ионов СО и границы водного слоя

2S способствует интенсивному поглощению

СО, водой и образованию Н C0 Н +

+ ЙСО, . Интенсивному поглощению отрицательных ионов СО, спообствует также и их в 1,5 раза большая, при одинаковых условиях, подвижность по сравнению с подвижностью нейтраль ных молекул. Как показали экспериментальные исследования процесса поглощения С0, водой, ионизация газа перед непосредственным вводом

ЗЗ его в колонку насыщения позволяет повысить коэффициент массопередачи в 1,8-2,0 раза.

При подключении сопла устройства для диспергирования газожидкостного

4о потока к положительному полюсу источ ника тока капли жидкости приобретают заряд и вследствие этого интенсивность массопередачи возрасает под действием дополнительного куло4S новского взаимодействия между положительно заряженными .каплями воды

Ъ и отрицательными ионами СО . Кромв того, при искусственной электризации капель снижается диффузионное

Я сопротивление на границе газ — жидкость, а также поверхностное натяжение и, соответственно, величина аэродинамических сил, необходимых для разрушения капель. Таким обраSS зом, уменьшаются размеры капель, и, соответственно, увеличивается дополнительно поверхность контакта фаз. Так, например,. при распыливаСоставитель В. Кочергин

Редактор А. ПЬпвкина Техред Т.Фанта Корректор М. Розман

Заказ 791/4 Тираж 596 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб ° д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

З . 11 нии капель воды нри их электризации до нотенциааа 530 В радиусы капель оказались более чем в 60 раз меньшими, чем при распыливании известнви способом в одинаковых аэродинамических условиях, а зто приводит к увеличению поверхности конт, акта

Также образом, при установке ионизатора газа на входе диоксида углерода в колонку наенцения и подключении сопла. устройства для диспергирования газожидкостного потока к положительному nemocy йстачиика .высокого напряжения, абсорбируе-. мый диоксид углерода получает отрицательный, а капли. абсорбирующей жидкости положительный заряды. При этом процесс массопереноса значитель-но интенсифицируется и степень насыщения жидкости диоксидом углерода повышается за счет дополнительного

43384 6 кулоновского взаимодействия между заряженными частицами rasa и жидкости, снижения диффузионного сопряжения на границе раздела фаз, увеличение днсперсности распыла, и, соответственно поверхности контакта фаз.

Кроме того, ионизнрованный диоксид углерода оказывает сильное

10 подавляющее воздействие на развитие микрофлоры напитков, дрожжей н плесени, что способствует значительному повьипен г оиологнческой стойкости напитков.

15 Степень насьацения минеральной води, полученной на предлагаемой установке, по сравнению с известным техническим решением увеличилась в среднем на 12Х, фруктовой воды

20 "Лимон" íà 20Х. Кроме того, биологи.ческая стойкость фруктовой воды увеличилась с 7. до 24 сут.