Способ газирования напитка

 

Использование: в пищевой промышленности , в частности в безалкогольной и винодельческой . Предварительно напиток охлаждают до температуры на 1-2° 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РГСПУБЛИК (5!)5 С 12 6 1/06, А

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4060281/13 (22) 22,04.86 (46) 15,11,92 Вюл, ¹ 42 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) Э.А.Ба кум (56) Чукмасова М.А., Рудольф В,В. Технология пива и безалкогольных напитков. М.: 1971.

Патент США.

¹ 3607303, кл. В 01 F 3/04. опубл, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1148862, кл. С 12 G 1/06, 1985, (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 .

„„5U„„ХП5467 А1 дельческой. Предварительно напИток 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 давленMR 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 к

1775467 необходимости 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 одинаковой температуре, то это позволит снизить расходы энергии на повышение давления в напитке и сократить металлоемкость используемой аппаратуры.

5 Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно охлажденный напиток под давлением, превышающим равновесное давление гидратообразования в систе10 ме напиток + газируемый газ, в устройстве 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 0,40,6 МПа, после чего напиток разливают в стеклотару. Охлаждать напиток перед пода-. чей в реактор предпочтительно до темпера20 туры на 1 — 2 градуса выше криоскопической температуры, для предотвращения подмораживания напитка, а давление повышать до такой величины, чтобы обеспечить перепад температур между равновесной темпе25 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.

30 Увеличение этой величины перепада температур приведет к перерасходу энергии, обусловленному необходимостью сжимать реагирующие компоненты до более высокого давления, а уменьшение величины пере35 пада 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 гидратообразова40 нию, приводит к снижению скорости процесса.

Пример 1. Предварительно охлажденный до 0,5 С напиток, например "Мандариновый", сжимают до давления 1,7

45 МПа, что обеспечивает перепад температур hT = 3,5 градуса между равновесной температурой гидратообразования углекислоты в газируемом напитке и температурой напитка, и подают в емкость, где смешива50 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, имеющие размеры 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 + 2О С, 1775467 ратов, распределенных в объеме напитка, имеющих оаэмеры 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% об., позволяющим проводить охлаждение его, так же как

15 и в прототипе, до температуры минус 3 градуса Цельсия, т. е. 270 К.

Предлагаемый способ гаэирования напитков позволяет повысить стойкость гази20 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, отличающийся 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.Гереши

Заказ 4022 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. 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, Пример 2. Гаэируемый купажный виноматериал охлаждают до температуры 270К, 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 "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 гид30 целью сокращения энергозатрат и повышения стойкости напитка, воздействие на, напиток осуществляют давлением, обеспе