Технологические схемы насыщения воды и напитков диоксидом углерода

Вводить диоксид углерода в напитки можно двумя способами: насыщением охлажденной и деаэрированной воды с последующим введением ее в бутылки, залитые определенной дозой купажного сиропа, и насыщением смеси деаэрированной воды и купажного сиропа с последующим розливом уже насыщенного напитка.

Насыщение воды осуществляется в аппаратах периодического (объемных смесительных сатураторах) и непрерывного действия, а напитков — только в аппаратах непрерывного действия (сатураторах и синхронно-смесительных установках), исключая искусственно минерализованные воды, которые могут быть насыщены и тем и другим способом.

Процесс насыщения воды или искусственно минерализованных вод протекает следующим образом. Соединив штуцер для ввода диоксида углерода через редуктор с баллоном или распределительной гребенкой станции газификации, открывают воздушник, после чего заливают воду в сатуратор до тех пор, пока она не покажется из воздушника. Затем закрывают воздушник, включают мешалку и вводят диоксид углерода через барботер. По достижении давления 0,125 МПа из сатуратора выпускают около 5% воды, открывают воздушник и пропускают сильный поток диоксида углерода. Вновь закрывают воздушник и медленно повышают давление до 0,15 МПа.

После этого сливают из сатуратора около 5% воды с таким расчетом, чтобы над поверхностью воды в сатураторе образовалось газовое пространство объемом, равным. 10% объема сатуратора. Затем в сатуратор подают диоксид углерода, пока давление в сатураторе не достигнет 0,3—0,4 МПа, тотчас подачу диоксида углерода прекращают и, не выключая мешалки, выдерживают воду 1—2 мин. По истечении этого времени выключают мешалку, выдерживают воду еще 1—2 мин, открывают воздушник и выпускают из газового пространства смесь воздуха и диоксида углерода. Процесс газирования повторяют 2—3 раза, пока насыщение воды не достигнет необходимой величины.

В сатураторах непрерывного действия небольшой мощности, не снабженных деаэраторами, например в сатураторах Е6-АССМ, принята следующая технологическая схема насыщения воды. Вода, поступая под напором в распределительное устройство, находящееся в крышке сатурационной колонки, распыляется тонким слоем и стекает вниз по поверхности колец Рашига, заполняющих колонку. Стекающая вода встречается с диоксидом углерода, движущимся снизу вверх, и частично насыщается им. Нерастворившийся диоксид углерода и воздух, выделившийся из воды и диоксида углерода в процессе сатурации, поднимаются вверх и скапливаются в верхней части сатурационной колонки, откуда сбрасываются в атмосферу. Рабочее давление в сатураторах 0,3—0,4 МПа. Содержание диоксида углерода в воде на выходе из сатураторов не менее мае. 0,6%.

Насыщение воды в непрерывнодействующих автоматических установках ВСБ РЗ-ВСВ-З осуществляется по следующей технологической схеме. Вода перед насыщением диоксидом углерода подвергается деаэрированию для удаления содержащегося в ней воздуха. После этого деаэрированная вода направляется в сатурационные колонки или струйные насадки, а затем поступает в накопительные колонки.

Содержание диоксида углерода в воде на выходе из сатураторов этого типа при питании его водой температурой, не превышающей 7° С, и давлении в колонке насыщения в пределах 0,25—0,35 МПа составляет 0,65% мас.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема синхронно-смесительной установки.

В настоящее время наиболее перспективен синхронно-смесительный способ насыщения диоксидом углерода. В установках, работающих по этому способу, обеспечивается почти полное удаление воздуха из воды, перед ее насыщением, а также мельчайшее распыление воды в карбонизаторах, что способствует гомогенизации смеси купажного сиропа, воды и диоксида углерода, а также высокой степени насыщения напитка диоксидом углерода. Все это приводит к экономии сырья, повышению качества напитков, а также постоянству физико-химических показателей напитка в каждой бутылке. Кроме того, применение синхронио-смесительного способа насыщения (производства) напитков позволяет отказаться от использования ряда машин — дозатора сиропа, перемешивающего автомата и сатуратора, что значительно сокращает количество обслуживающего персонала и упрощает процесс производства и розлива напитков.

Принципиальная технологическая схема работы синхронно-смесительных установок типа РЗ-ВНС-1 и РЗ-ВНС-2 представлена на рис. 1. Насыщение напитка на установке осуществляется следующим образом. В бачок 2 поступает вода, которая насосом 3 через струйный эжектор 1 прокачивается «на себя». В результате этого эжектор 1 отбирает воздух из колонки деаэрации 4, что приводит к образованию в ней вакуума. Для контроля за процессом деаэрации колонка 4 снабжается вакуумметром 6. Отфильтрованная, исправленная и охлажденная' вода подается в нижнюю часть колонки деаэрации по трубопроводу, проходит по нему в верхнюю часть и, стекая по коническим тарелкам 5, теряет содержащийся в ней воздух.

Деаэрированная вода сосредоточивается в нижней части колонки деаэрации, ее количество можно определять по указателю уровня 7. Деаэрированную воду насосом 8 подают в струйную насадку 9 для насыщения ее диоксидом углерода, которая засасывается из колонки насыщения 10. На колонке 10 имеются предохранительный клапан 11, манометр 12, указатель уровня 7, штуцер для вывода газированной воды и промывных вод и ввода диоксида углерода, который поступает в колонку через редуктор 13. Насыщенную диоксидом углерода воду насосом-дозатором 14 перекачивают в смесительный бачок 15, куда одновременно задается определенная доза купажного сиропа из бачка 16. Из смесительного бачка 15 готовый, насыщенный диоксидом углерода напиток поступает в накопительную колонку 17, снабженную указателем уровня 7, предохранительным клапаном 11, манометром 12 и штуцером для вывода готового напитка и промывных вод. В струйной насадке вода насыщается при давлении 0,6— 0,8 МПа. На выходе из установки напиток содержит 0,7 мае. % диоксида углерода. Температура воды, поступающей на деаэрацию, должна быть не выше 6° С, а купажного сиропа — не более 8° С..

В синхронно-смесительной установке Б2-ВРР-16 насыщению диоксидом углерода подвергается смесь деаэрированной воды и купажного сиропа.

На отечественных заводах безалкогольных напитков эксплуатируются также автоматические вакуум-сатураторы ЧССР «Инвеста» и других зарубежных стран, а также различные типы синхронно-смесительных установок фирм «Зейц верке», «Хольштейн Капперт», в которых процессы насыщения воды безалкогольных напитков ничем не отличаются от рассмотренных.