CS254260B1

CS254260B1 - Method of carbon dioxide content measuring,dissolved in saturated soft drinks and device for realization of this method

Info

Publication number: CS254260B1
Application number: CS838800A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Hradil; Vaclav Kubesa
Original assignee: Jaroslav Hradil; Vaclav Kubesa
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS880083A1

Abstract

Řešení se týká způsobu zjištování množství rozpuštěného plynu v kapalině, u něhož řeší zařízení pro kontinuální sledování obsahu kysličníku uhličitého -CO2 v sycených nealkoholických nápojích. Lze podle něj zhotovit přenosný přístroj sloužící při sledování výroby nealkoholických nápojů i pro kontrolu finálních výrobků. Vzorek nápoje je zahříván pod teplotu varu, kdy dojde k uvolnění plynných látek, vzniklá pěna tvořená kapalinou a uvolněným kysličníkem uhličitým je vedena do systému pro určení její hmotnosti. Měrná hmotnost pěny odpovídá poměru kapalné a plynné složky a stanoví se z ní obsah kysličníku uhličitého v nápoji. Tento způsob umožňuje zařízení s kapalinovým termostatem a tepelným výměníkem v podobě trubičky, jejíž vstupní část je vně termostatu napojena přes jehlový ventil a filtr na přívod vzorku nápoje a výstupní část je uvnitř termostatu napojena na systém pro určení hmotnosti vzniklé pěny. Měřený údaj je průběžně indikován a lze jej vyjádřit na stupnici přístroje přímo jako obsah kysličníku uhličitého v nápoji.The solution relates to the method of detection the amount of dissolved gas in the liquid, in which it solves equipment for continuous monitoring of carbon dioxide content -CO2 in carbonated soft drinks. It can be used to make a portable device serving to monitor non-alcoholic production beverages for final inspection products. The beverage sample is heated below boiling point when gaseous is released the resulting foam formed by the liquid and released carbon dioxide is led to the system to determine its weight. The specific weight of the foam corresponds the ratio of liquid and gaseous components and determine carbon dioxide in a drink. This method allows the device with liquid thermostat and thermal exchanger in the form of a tube whose inlet the part is outside the thermostat connected via needle valve and sample inlet filter the beverage and the outlet part is inside the thermostat connected to a weight determination system resulting foam. The measured data is continuous indicated and can be expressed on a scale apparatus directly as oxide content carbon dioxide in the beverage.

Description

Vynález se týká způsobu zjištování množství rozpuštěného plynu v kapalině, u něhož řeší zařízení na nepřímé kontinuální sledování obsahu kysličníku uhličitého v sycených nealkoholic kých nápojích.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for determining the amount of dissolved gas in a liquid, in which the device for indirect continuous monitoring of carbon dioxide content in carbonated soft drinks is solved.

Dosud známé způsoby přímého měření obsahu kysličníku uhličitého ve vodě jsou pouze jednorázové analytické, které mohou být případně aplikovány titrační metodou v určitých časových intervalech. Tyto laboratorní způsoby nejsou při sledování výroby limonád ani pro kontrolu finálních výrobků dostatečně operativní. Proto se pro určení obsahu kysličníku uhličitého v nápoji používají nepřímé způsoby, vycházející z využití Henryho zákona, tj. množství plynu rozpuštěného v kapalině je úměrné parciálnímu tlaku plynu nad kapalinou. Při všech těchto způsobech je určující ustálený tlak nad hladinou a teplota nápoje, přičemž množství kysličníku uhličitého se určuje podle tabulek, pomocí přepočítacího pravítka nebo podle elektronického vyhodnocovacího zařízení. Ustálení tlaku nad hladinou bývá u ručních měřicích přístrojů dosaženo mechanickým protřepáním vzorku v přístroji nebo elektrolýzou.The methods known so far for direct measurement of the carbon dioxide content in water are only one-off analytical methods, which may optionally be applied by the titration method at certain time intervals. These laboratory methods are not sufficiently operative to monitor the production of lemonade or to check the finished products. Therefore, indirect methods based on the application of Henry's Law are used to determine the carbon dioxide content of the beverage, i.e. the amount of gas dissolved in the liquid is proportional to the partial pressure of the gas above the liquid. In all these methods, the steady-state pressure above the surface and the temperature of the beverage are decisive, the amount of carbon dioxide being determined according to the tables, by means of a conversion ruler or by an electronic evaluation device. The stabilization of pressure above the surface is achieved in manual measuring instruments by mechanical shaking of the sample in the instrument or by electrolysis.

Přístroje bývají poměrně jednoduché, přenosné, lze je však používat pouze pro jednorázová měření, zvláště finálních výrobků. U stabilních zařízení na kontinuální sledování obsahu kysličníku uhličitého je vzorek nápoje odebírán z dopravního potrubí, rozstřikován do expanzní nádoby, ve které je pomocí čerpadla udržována stálá hladina. Čerpaný nápoj je vracen do rozvodného potrubí. Snímá se tlak před rozstřikovací tryskou, tlak nad hladinou v expanzní nádobě a teplota nápoje. Tyto údaje jsou elektronicky vyhodnoceny pro výsledný údaj obsahu kysličníku uhličitého v nápoji. Zařízení tohoto typu je funkčně vhodné, je však nepřenosné a s členitou vnější vazbou.The instruments are relatively simple, portable, but can only be used for one-off measurements, especially final products. In stable continuous carbon monoxide monitoring devices, a beverage sample is taken from the conveying line, sprayed into an expansion vessel in which a constant level is maintained by means of a pump. The pumped beverage is returned to the manifold. The pressure before the spray nozzle, the pressure above the surface in the expansion vessel and the temperature of the beverage are sensed. These data are evaluated electronically for the resulting indication of the carbon dioxide content of the beverage. A device of this type is functionally suitable, but it is non-transferable and with a broken external coupling.

Výše uvedené nedostatky řeší způsob měření obsahu kysličníku uhličitého rozpuštěného v nápojích, spočívající v zahřátí kapaliny a uvolnění kysličníku uhličitého podle vynálezu, kdy kapalina se ohřeje na teplotu asi 95 °C a vzniklá pěna tvořená kapalinou a uvolněným kysličníkem uhličitým se vede do systému pro určení její hmotnosti. Měrná hmotnost pěny odpovídá poměru kapalné a plynné složky a stanoví se z ní obsah kysličníku uhličitého v kapalině.The aforementioned drawbacks are solved by a method of measuring the content of carbon dioxide dissolved in beverages by heating the liquid and releasing carbon dioxide according to the invention, wherein the liquid is heated to about 95 ° C and the resulting foam formed by liquid and released carbon dioxide is passed to a weight. The specific gravity of the foam corresponds to the ratio of the liquid to the gaseous component and determines the carbon dioxide content of the liquid.

Podstatou zařízení pro provádění způsobu je kapalinový termostat s tepelným výměníkem v podobě trubičky, jejíž vstupní část je vně termostatu napojena přes jehlový ventil a filtr na přívod vzorku nápoje a výstupní část je uvnitř termostatu spojená se systémem pro určení hmotnosti vzniklé pěny vzorku.The essence of the apparatus for carrying out the method is a liquid thermostat with a heat exchanger in the form of a tube, the inlet part of which is connected outside the thermostat via a needle valve and a beverage sample filter, and

Tímto řešením je vytvořeno zařízení, jímž je možno kontinuálně sledovat obsah kysličníku uhličitého již v průběhu výroby sycených nápojů, přičemž toto zařízení má charakter přenosného přístroje. Přístroje lze využít i pro jednorázová měření a tím i pro kontrolu jakosti finálních výrobků - nápojů uzavřených do lahví. Navrhované řešení nevyžaduje pro realizaci dovozové komponenty a materiály.This solution provides a device by which the carbon dioxide content can be monitored continuously during the production of carbonated beverages, the device being a portable device. The devices can also be used for one-off measurements and thus for quality control of final products - bottled beverages. The proposed solution does not require import components and materials for implementation.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad zařízení podle vynálezu.The attached drawing shows an example of the device according to the invention.

Zařízení tvoří kapalinový termostat 5, ve kterém je vedena trubička 4_ a umístěn systém 2 pro určení hmotnosti s pohybovým napojením na vnější ukazatel. Mimo termostat je v přívodní části zařazen filtr 2_ s jehlovým ventilem 3a ve výstupní části skleněný bublinkový průtokoměr 2 ^s výtokovou koncovkou 8., ústící do odměrné nádoby 2·The device consists of a liquid thermostat 5 in which the tube 4 is guided and a weight determination system 2 is placed with movement connection to an external indicator. In addition to the thermostat, in the inlet part there is a filter 2 with a needle valve 3a in the outlet part a glass bubble flowmeter 2 ^{with an} outlet end 8, opening into the measuring vessel 2 ·

Vzorek nápoje je kontinuálně přiváděn z tlakového dopravního potrubí 2 filtru 2, který zabraňuje vniknutí pevných částic do jehlového ventilu 2· Jehlovým ventilem 2 je možno nastavit optimální průtok vzorku zařízením i v závislosti na různý provozní tlak v dopravním potrubí 2· Dále je vzorek nápoje veden trubičkou 4 kapalinovým termostatem 5, kdy dojde při teplotě pod teplotou varu k uvolnění rozpuštěného kysličníku uhličitého. V trubičce 4. o vnitř ním průměru asi 1 mra dojde k drobnému rozdělení vzorku na kapalnou a plynnou složku. Takto vzniklá pěna vzorku je vedena přes propojovací pohyblivou pružnou hadičku do systému 6_ pro určení hmotnosti.The beverage sample is continuously fed from the pressure conveying line 2 of the filter 2, which prevents solid particles from entering the needle valve 2 · The needle valve 2 can be used to set the optimal sample flow through the device depending on the different operating pressure in the conveying line 2 by means of a liquid thermostat 5 at which the dissolved carbon dioxide is released at a temperature below the boiling point. A small distribution of the sample into a liquid and a gaseous component occurs in a tube 4 with an internal diameter of about 1 mra. The thus formed foam of the sample is passed through a connecting flexible flexible tubing to the weight determination system 6.

Ten zajišťuje průběžné stanovení měrné hmotnosti procházející pěny tím způsobem, že pěna je vedena do spirály stočené trubičky, dlouhé asi 30 cm, která je umístěna na konci klopného ramene váhy. Kroutícím momentem vytvořeným hmotností vyplněného vnitřního obsahu trubičky dojde k vychýlení ramene váhy. Pohyb ramene váhy je vně kapalinového termostatuThis ensures a continuous determination of the specific gravity of the foam passing by passing the foam into a spiral of a coiled tube, about 30 cm long, which is located at the end of the tilting arm of the balance. The torque generated by the weight of the filled inner tube contents will deflect the weight arm. The movement of the balance arm is outside the liquid thermostat

5. převáděn magnetickou spojkou na ručkový ukazatel okamžitého stavu sycení nápoje kysličníkem uhličitým. Trubička použitá v systému j> pro určení hmotnosti má vnitřní průměr 3 až 4 mm a dochází v ní již k.úplné expanzi vzorku na atmosférický tlak.5. converted by magnetic coupling to a pointer indicator of the instant state of carbonation of the beverage. The tube used in the weight determination system has an inside diameter of 3 to 4 mm and already expands the sample to atmospheric pressure.

Celý systém pro určení hmotnosti je pro vytvoření stabilních tepelných podmínek při měření a pro zatlumení pohybu ramene váhy umístěn společně s trubičkou _4 v kapalinové lázni termostatu 5. Pro možnost vizuální kontroly funkce přístroje, případně pro možnost pomocného zjišťování obsahu kysličníku uhličitého v nápoji, je zařízení opatřeno skleněným bublinkovým průtokoměrem 7_. Cesta vzorku končí ve výtokové koncovce j3, kde může být vzorek jímán pro účely pomocného zjišťování obsahu kysličníku uhličitého do odměrné nádoby 9. nebo sveden do odpadu. Nevratná spotřeba nápoje je 0,2 až 0,4 1/hod.The whole weight determination system is placed together with the tube 4 in the liquid bath of the thermostat 5 to create stable thermal conditions during the measurement and to dampen the movement of the weighing arm. provided with a glass bubble flow meter 7. The sample path ends at the outlet terminal 13 where the sample can be collected for the purpose of assisting in determining the carbon dioxide content of the metering vessel 9 or being discarded. Non-refundable beverage consumption is 0.2 to 0.4 l / h.

Příklad provedení způsobu měření obsahu kysličníku uhličitého rozpuštěného v kapalině:An example of a method of measuring the content of carbon dioxide dissolved in a liquid:

Sycení nealkoholických nápojů kysličníkem uhličitým bývá v rozmezí 1,5 až 8 g kysličníku uhličitého na litr nápoje. Vzorek nápoje je kontinuálně přiváděn z tlakového rozvodného potrubí do termostatu, kde je ohříván na teplotu 95 °C a expanduje na atmosférický tlak. Vzniklá pěna je přivedena do systému pro určení hmotnosti, který určí v našem případě měrnou hmotnost procházející pěny na 0,3 kg/1. To znamená, že na jeden litr kapaliny připadáThe carbonation of soft drinks with carbon dioxide is in the range of 1.5 to 8 g of carbon dioxide per liter of beverage. The beverage sample is continuously fed from the pressure manifold to the thermostat, where it is heated to 95 ° C and expanded to atmospheric pressure. The resulting foam is fed to a weight determination system which in our case determines the specific gravity of the passing foam to 0.3 kg / l. This means that there is one liter of liquid

2,33 litru plynného kysličníku uhličitého ohřátého na teplotu 95 °C, který má při této teplotě měrný objem: 1 g CC^ = 0,695 1. Z toho vyplývá, že 2,33 : 0,695 = 3,36 g CC^/l.2.33 liters of gaseous carbon dioxide heated to a temperature of 95 ° C and having a specific volume at this temperature: 1 g CCl = 0.695 1. This implies that 2.33: 0.695 = 3.36 g CCl / l.

Měřený vzorek nápoje má sycení 3,36 g kysličníku uhličitého na litr.The beverage sample measured has a saturation of 3.36 g of carbon dioxide per liter.

Způsob a zařízení podle vynálezu je možno využívat nejen při výrobě limonád, ale všech sycených nealkoholických nápojů. Pro kontrolu finálních výrobků se napojí vstup přístroje na nabodnutý korunkový uzávěr lahve. Přístroj múze být rAli zován i v jednodušším provedení při nahrazení jehlového ventilu 2 škrticí tryskou a bez skleněného bublinkového průtokoměru T_ a odměrné nádobky 2· ^při zmíněném pomocném zjištováni obsahu kysličníku uhličitého v nápoji je kapalná složka vzorku jímána do cejchované odměrné nádobky 2 ^a 3^e měřen čas jejího naplnění. Podle rychlosti proudění pěny, zjištěné pomocí skleněného bublinkového průtokoměru T_, lze vypočítat množství pěny za čas naplnění odměrné nádobky 9. Z rozdílu vzájemných objemových množství je možno stanovit obsah kysličníku uhličitého v nápoji.The method and apparatus according to the invention can be used not only in the production of soft drinks but also in all carbonated soft drinks. To check the final products, the inlet of the device is connected to the impaled crown cap of the bottle. The apparatus may be cal ionised even simpler embodiment, when replacing the needle valve 2, the throttle nozzle and without the glass bubble flowmeter T_ and measuring cup 2 · ^p s said auxiliary detecting the content of carbon dioxide in the beverage, the liquid component of the sample collected in the calibrated measuring cup 2 ^and 3 ^e time of its filling. Depending on the flow rate of the foam, as determined by the glass bubble flow meter T, the amount of foam over the time of filling of the measuring cup 9 can be calculated.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for measuring the content of carbon dioxide dissolved in carbonated soft drinks by heating a liquid and releasing carbon dioxide, characterized in that the liquid is heated below boiling point and the resulting foam formed by the liquid and released carbon dioxide is passed to a weight determination system and The carbon dioxide content of the liquid is determined by the specific gravity of the foam corresponding to the liquid to gaseous component ratio.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a liquid thermostat (5) provided with a tube (4), the inlet part of which is outside the liquid thermostat (5) connected to the filter (2) via a needle valve (3); the outlet portion is connected within the liquid thermostat (5) to a system (6) for determining the weight of the liquid foam.