Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ігор Геннадійович Гонтарук, Игорь Геннадьевич ГонтарукfiledCriticalІгор Геннадійович Гонтарук
Priority to UA98020892ApriorityCriticalpatent/UA30296A/en
Publication of UA30296ApublicationCriticalpatent/UA30296A/en
The invention relates to food industry. A method includes forced delivery of liquid and gas, extending the mass exchange surface, intensive mixing of the components in a chamber and the following delivery into a collection bowl. The mass exchange surface is extended abrupt prior to mixing by means of transforming the liquid into the state of moist saturated steam, and prior to the delivery into the collection bowl the stem and gas mixture is condensed.
Claims (1)
Ї (У | (б1) 6 А23І 2/00 ва Мр МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ІЇ НАУКИ УКРАЇНИ Ф) П И С Й М видається під ЛЕ АНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ (відповідальність власника ВЛАСНОСТІ НА ВИНАХІД патенту (54) СПОСІБ НАСИЧЕННЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ ДІОКСИДОМ ВУГЛЕЦЮ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙО- ГО ЗДІЙСНЕННЯ (21) 98020892 насиченої пари, а перед подаванням до накопичу- (22) 19.02.1998 вальної місткості конденсують парогазову суміш. (24) 15.11.2000 2. Пристрій для насичення безалкогольних напоїв (33) ОА діоксидом вуглецю в потоці, що містить водо- (46) 15.11.2000, Бюл.Y (U | (b1) 6 A23I 2/00 va Mr. MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF UKRAINE F) LETTER OF INTELLECTUAL TO DECLARATORY PATENT (responsibility of the owner of the PROPERTY FOR THE PATENT'S INVENTION (54) METHOD OF SATURATION OF NON-ALCOHOLIC BEVERAGES WITH CARBON DIOXIDE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (21) 98020892 saturated steam, and before feeding to the storage capacity (22) 02/19/1998 the steam-gas mixture is condensed. (24) 11/15/2000 2. Device for saturating non-alcoholic beverages (33) OA with carbon dioxide in a stream containing water (46) 15.11.2000, Byul.Ме 6, 2000 р. повітряний ежектор, який включає напорну камеру (72) Гонтарук Ігор Геннадійович, Гонтарук Галина для подавання рідини, сопло, приймальну камеру Єфремівна з каналами для підведення газу, камеру змішуван- (73) Гонтарук Ігор Геннадійович ня та дифузор, який відрізняється тим, що шири- (57) 1. Спосіб насичення безалкогольних напоїв ді- на приймальної камери становить 0,5-0,8 діаметра оксидом вуглецю в потоці, що включає подавання сопла, діаметр камери змішування виконаний рів- під тиском рідини та газу, збільшення поверхні ма- ним 1,07-1,2 діаметра сопла, а довжина камери сообміну, інтенсивне змішування компонентів у ка- змішування, принаймні, у шість разів більша її вну- мері та наступне подавання у накопичувальну міс- трішнього діаметра, при цьому ежектор забезпече- ткість, який відрізняється тим, що поверхню ма- ний камерою конденсації, розміщеною між каме- сообміну збільшують стрибкоподібно перед змішу- рою змішування та дифузором. ванням шляхом переведення рідини у стан вологої Взаємопов'язана група винаходів належить до невий шар рідини, який безпосередньо контактує з харчової промисловості, а саме: до способів та газом.Me 6, 2000, air ejector, which includes a pressure chamber (72) Ihor Hennadiyovych Gontaruk, Galina Gontaruk for supplying liquid, a nozzle, Efremivna receiving chamber with channels for gas supply, a mixing chamber (73) Ihor Gontaruk Hennadiyovych and a diffuser, which differs in that the width (57) 1. The method of saturating non-alcoholic beverages is 0.5-0.8 of the diameter of the reception chamber with carbon monoxide in a flow that includes feeding the nozzle, the diameter of the mixing chamber is equal to the pressure of the liquid and of gas, increasing the surface by 1.07-1.2 times the diameter of the nozzle, and the length of the exchange chamber, intensive mixing of the components in the mixing chamber, at least six times larger than its diameter, and subsequent feeding into the storage chamber of the same diameter, at the same time, the ejector provides safety, which is distinguished by the fact that the surface of the condensation chamber placed between the gas exchange is increased in leaps before the mixing mixture and the diffuser. by converting the liquid into a wet state. The interrelated group of inventions belongs to the non-liquid layer that is in direct contact with the food industry, namely: methods and gas.При цьому концентрація газу в краплинці рі- пристроїв для насичення безалкогольних напоїв та дини зменшується по мірі віддалення від поверхні мінеральних вод діоксидом вуглецю. краплі до центру.At the same time, the concentration of gas in a droplet of liquids for saturating soft drinks and melons decreases as carbon dioxide moves away from the surface of mineral waters. drops to the center.В результаті, середня концент- « Сучасні технології потребують насичення рі- рація газу в рідині значно відрізняється від гранич- 5 дини газом в умовах безперервного процесу, тоб- ної рівноважної при параметрах стану (тиску і тем- -х то у потоці за короткий час (1-1...2 сек). ператури). Один із основних шляхів збільшення насичен- Відомий пристрій для насичення води газом, ня рідини газом - збільшення поверхні масообміну який містить водоповітряний ежектор, що включає (се) при змішуванні. напірну камеру для подавання рідини, сопло, при- (2) Нині збільшення поверхні масообміну досяга- ймальну камеру з каналами для підведення газу, с ють, наприклад, шляхом механічного подрібнення камеру змішування та дифузор (див.As a result, the average concentration of gas in a liquid is significantly different from the limit of gas in the conditions of a continuous process, i.e., equilibrium at the state parameters (pressure and temperature) in the flow in a short time (1-1...2 sec. peratures). One of the main ways to increase the saturated A well-known device for saturating water with gas, ny liquid with gas - increasing the mass transfer surface, which includes a water-air ejector, which includes (se) during mixing. a pressure chamber for supplying liquid, a nozzle, a mixing chamber and a diffuser (see Fig.Е.Я.E. Ya.Соколов, (ав) потоку рідини на максимально дрібні об'єми крап- Н.М.Sokolov, (av) liquid flow into the smallest possible volumes of drops - N.M.Зингер.Singer.Струйнье аппаратьії, М, Знергия, со лини та струму або руйнуванням струму рідини га- 1970, стр. 213-215). т- зом шляхом подавання в обмежений об'єм під тис- У цьому пристрої довжина камери змішування ай ком струмів рідини та газу. в 8-10 разів більша за її внутрішній діаметр.Jet apparatus, M, Znergy, salt and current or destruction of the liquid current (1970, pp. 213-215). t- by feeding into a limited volume under pressure. In this device, the length of the mixing chamber and the flow of liquid and gas. 8-10 times larger than its inner diameter.При Найближчим за технічною сутністю та досяг- роботі цього пристрою робочий струм рідини руй- нутим результатом до винаходу, що пропонується, нується струмом газу. « є спосіб насичення безалкогольних напоїв діокси- Відомий пристрій призначений для здійснення шт дом вуглецю в потоці, що включає подавання під відомого способу, обраного як прототип, і йому А тиском рідини та газу, збільшення поверхні масо- притаманні описані вище недоліки.At the Closest in terms of technical essence and achievement of this device, the working current of the liquid with the destroyed result to the proposed invention is fed by the gas current. " is a method of saturating soft drinks with dioxy- The known device is designed for the implementation of carbon in the flow, which includes feeding under the known method, chosen as a prototype, and to it A with liquid and gas pressure, increasing the surface mass - the disadvantages described above are inherent.Ф обміну, інтенсивне змішування компонентів у ка- В основу першого з групи винаходів поставле- т мері та наступне подавання у накопичувальну міс- но завдання - в способі насичення безалкогольних ткість (див. опис до ас.Ф exchange, intensive mixing of components in the chamber. The basis of the first of the group of inventions will be the measure and the subsequent feeding into the storage space of the task - in the method of saturating non-alcoholic tissues (see the description to ass.СРСР Мо 1022690, МКИ напоїв діоксидом вуглецю в потоці шляхом зміни А231І 2/00, 1983, БИ Мо 22). перед змішуванням фазового стану рідини, збіль- В усіх відомих способах газ перемішують з рід- шити стрибкоподібно поверхню масообміну і за- кою фазою.USSR Mo 1022690, MKY drinks with carbon dioxide in the stream by changing A231I 2/00, 1983, BI Mo 22). before mixing the phase state of the liquid, more In all the known methods, the gas is mixed with a thin, jump-like surface of mass transfer and the second phase.Оскільки час взаємодії не перевищує безпечити отримання граничної рівноважної кон- кількох секунд, то до рівноважної граничної конце- центрації насичення напою газом. нтрації встигає насититися лише межовий поверх-Since the interaction time does not exceed a few seconds to ensure the maximum equilibrium concentration of the beverage is saturated with gas. ntration has time to saturate only the boundary surfaceВ основу другого з групи винаходів поставлено Приклад здійснення способу завдання - у пристрої для насичення безалкоголь- Насосом (на кресленні не показаний) подають них напоїв діоксидом вуглецю в потоці шляхом рідину з тиском РІ і швидкістю М1 у напірну каме- конструктивних змін, зміни габаритів приймальної ру 1 і продавлюють її крізь сопло 2 у приймальну камери, зміни співвідношень поперечного та по- камеру 3. довжнього розмірів камери змішування, забезпе- У соплі 2 рідина розганяється до швидкості чити інтенсивність насичення.The basis of the second of the group of inventions is an example of the implementation of the method of the task - in a device for saturating non-alcohol - a pump (not shown in the drawing) serves them drinks with carbon dioxide in a flow through a liquid with a pressure of RI and a speed of M1 into a pressure chamber - structural changes, changes in the dimensions of the receiving chamber ru 1 and push it through the nozzle 2 into the receiving chamber, changes in the ratio of the transverse and longitudinal dimensions of the mixing chamber, ensure- In the nozzle 2, the liquid accelerates to the speed of saturation intensity.У2»2У1, внаслідок чого виходить з сопла 2 з тиском Перше поставлене завдання вирішується тим, Р2«Р1. Ширина приймальної камери 5 мм, що ста- що у способі насичення безалкогольних напоїв ді- новить 0,5 діаметра сопла, забезпечує створення оксидом вуглецю в потоці, що включає подачу під в приймальній камері З потужного турбулентного тиском рідини та газу, збільшення поверхні масо- потоку та скипання потоку рідини, тобто переходу обміну, інтенсивне змішування компонентів у ка- рідини у стан вологої насиченої пари.U2»2U1, as a result of which exits from the nozzle 2 with pressure The first task is solved by P2«P1. The width of the receiving chamber is 5 mm, which in the method of saturation of soft drinks is 0.5 of the diameter of the nozzle, ensures the creation of carbon monoxide in the flow, which includes feeding under the powerful turbulent pressure of liquid and gas in the receiving chamber, increasing the mass surface flow and boiling of the liquid flow, that is, the exchange transition, intensive mixing of components in the liquid into the state of moist saturated vapor.У приймаль- мері та наступне подавання до накопичувальної ній камері З створюється розрідження.A rarefaction is created in the receiver and subsequent supply to the storage chamber Z.Завдяки ро- місткості, згідно з винаходом, поверхню масообмі- зрідженню у приймальній камері З діоксид вугле- ну збільшують стрибкоподібно перед змішуванням цю, який надходить по каналах 4, захоплюється шляхом переведення рідини у стан вологої наси- вологою насиченою парою і скипілий потік рідини ченої пари, а перед подаванням до накопичуваль- разом з газом з високою швидкістю спрямовується ної місткості конденсують парогазову суміш. у камеру змішування 5. Габарити камери змішу- Зміна фазового стану рідини перед змішуван- вання 5 мм і довжина 66 мм забезпечують наси- ням з газом досягається за рахунок місцевого па- чення газом часток пару.Due to the spaciousness, according to the invention, the mass-limitation surface in the receiving chamber with carbon dioxide is increased in leaps and bounds before mixing. This, which enters through channels 4, is captured by transferring the liquid to a state of moist saturated steam and a boiling liquid flow. steam, and before supplying it to the accumulator, the steam-gas mixture is condensed together with the gas at a high speed. into the mixing chamber 5. The dimensions of the mixing chamber - The change in the phase state of the liquid before mixing 5 mm and the length of 66 mm provide seeds with gas is achieved due to local gas filling of vapor particles.Насичений потік спрямо- діння тиску до тиску насичення, і наступного, після вується в камеру конденсації 6, де за рахунок збі- змішування з газом, підвищення тиску при конден- льшення геометричних розмірів камери конденса- сації до тиску процесу. ції 6 порівняно з камерою змішування 5 відбува- Переведення рідини у стан вологої насиченої ється гальмування потоку, його швидкість падає, а пари забезпечує отримання більшої кількості дріб- тиск зростає, внаслідок чого відбувається конден- них часток, стрибкоподібно збільшує поверхню ма- сація парогазової суміші.Saturated pressure direction flow to the saturation pressure, and after that, flows into the condensation chamber 6, where due to mixing with the gas, the pressure increases during the condensation of the geometric dimensions of the condensation chamber to the process pressure. 6 compared to the mixing chamber 5, the transition of the liquid into a wet saturated state is inhibited by the flow, its speed decreases, and the steam ensures the production of a larger amount of particles, the pressure increases, as a result of which condensation particles occur, the surface mass of the vapor-gas mixture increases in leaps and bounds .З камери конденсації 6 сообміну.From the condensation chamber 6 exchanges.Концентрація газу в такій частці встигає рідина, насичена газом, концентрація якого близь- досягти граничного значення і після конденсації ка до граничної при даних Р і Т, крізь дифузор 7 зберігає його. спрямовується в накопичувальну місткість (на кре- Друге поставлене завдання вирішується тим, сленні не показана). що у пристрої насичення безалкогольних напоїв Результати прикладів здійснення способу при діоксидом вуглецю в потоці, що містить водоповіт- заданих значеннях тиску і температури, при різних ряний ежектор, який включає напірну камеру для величинах ширини приймальної камери наведені у подавання рідини, сопло, приймальну камеру з ка- табл. 1,213, де: налами для підведення газу, камеру змішування РІ, Мпа - тиск рідини на вході; та дифузор, згідно з винаходом, ширина прийма- Р2, МПа - тиску приймальній камері; льної камери становить 0,5... 0,8 діаметра сопла, Рг, МПа - тиск газу; діаметр камери змішування виконаний рівним Тж, "С - температура рідини; 1,07....1,2 діаметра сопла, а довжина камери змі- С - ваговий процент концентрації газу в рідині; шування, принаймні, у шість разів більша її внут- ас - діаметр сопла. рішнього діаметру, при цьому ежектор забезпече- З порівняння результатів, наведених у табли- ний камерою конденсації, розміщеною між каме- цях, видно, що ширина приймальної камери рою змішування та дифузором. во, 5ас (табл. 1) є оптимальною.The concentration of gas in such a particle is managed by a liquid saturated with gas, the concentration of which is close to reaching the limiting value and after condensation to the limiting value at the given P and T, it is stored through the diffuser 7. is directed to the storage capacity (on the drawing. The second task is solved by not shown in the drawing). that in the device for the saturation of non-alcoholic beverages. The results of examples of the implementation of the method with carbon dioxide in a stream containing water-aerated pressure and temperature values, at different catalog 1.213, where: gas inlet valves, RI mixing chamber, MPa - fluid pressure at the inlet; and the diffuser, according to the invention, the width of the receiver - P2, MPa - the pressure of the receiving chamber; of the combustion chamber is 0.5...0.8 of the nozzle diameter, Rg, MPa - gas pressure; the diameter of the mixing chamber is made equal to Tzh, "C is the temperature of the liquid; 1.07...1.2 of the diameter of the nozzle, and the length of the mixing chamber - C is the weight percentage of gas concentration in the liquid; the flow is at least six times greater than its internal - ac - the diameter of the nozzle of a fixed diameter, while the ejector will provide From a comparison of the results given in the table with the condensation chamber placed between the stones, it can be seen that the width of the receiving chamber of the mixing swarm and the diffuser is 5ac (Table 1 ) is optimal.При такому зна- Саме запропоноване співвідношення ширини ченні ширини розкриття струму рідини, що вихо- приймальної камери і діаметра сопла дозволяє за- дить з сопла, відбувається на кромці камери змі- безпечити переведення рідини у стан вологої на- шування, вода переходить у стан вологої насиче- сиченої пари, створити розрідження у приймальній ної пари, утворюється вакуум, досягається найбі- камері, завдяки якому діоксид вуглецю надходить льша поверхня масообміну і, відповідно, досяга- разом з вологою насиченою парою до камери змі- ється найкраще насичення газом рідини. шування.At such a value, the width of the opening of the liquid stream, which the outlet chamber and the diameter of the nozzle allows to enter from the nozzle, occurs at the edge of the chamber to ensure the transfer of the liquid to the state of wet penetration, the water passes into the state of wet of saturated steam, to create rarefaction in the receiving steam, a vacuum is created, the best saturation of the liquid gas is reached to the chamber, thanks to which carbon dioxide enters the smallest mass transfer surface and, accordingly, reaches the chamber together with moist saturated steam. sewingСпіввідношення поперечного розміру ка- При ширині приймальної камери в-0,4ас мери змішування та її довжини забезпечує отри- (табл. 2) розкриття струму рідини відбувається мання граничного значення концентрації газу в рі- всередині камери змішування - це призводить до дині.The ratio of the transverse size of the mixing chamber with the width of the receiving chamber is 0.4 a.Наявність камери конденсації дозволяє скон- того, що вода не встигає перейти повністю у стан денсувати парогазову суміш. вологої насиченої пари, недостатній ефект вакуу- Суть винаходу пояснюється кресленням (фіг.), мування, частки води досить великі і тому не всти- на якому схематично зображено запропонований гають повністю насититися газом. пристрій для насичення безалкогольних напоїв ді- При ширині приймальної камери в-0,9ас оксидом вуглецю в потоці. (табл. 3) струм води розкривається в приймальній Пристрій містить напірну камеру 1 для пода- камері, не досягши каналу змішування.The presence of a condensation chamber allows you to check that the water does not have time to completely condense the steam-gas mixture. of moist saturated steam, the insufficient vacuum effect. The essence of the invention is explained by the drawing (fig.), movement, the particles of water are quite large and therefore do not rise. a device for saturating non-alcoholic beverages with carbon monoxide in the stream. (Table 3) the water stream opens in the receiving The device contains a pressure chamber 1 for the feed chamber without reaching the mixing channel.У цьому вання рідини, сопло 2, приймальну камеру З з ка- випадку відбувається перемішування струмів води налами 4 для підведення газу, камеру змішуван- та газу. ня 5, камеру конденсації б та дифузор 7. Ширина Випробування роботи запропонованого при- приймальної камери З становить 0,5...0,8 діаметра строю відбувалися на працюючих виробничих ліні- сопла.In this bath of liquid, nozzle 2, receiving chamber C, the mixing of water currents occurs with pipes 4 for gas supply, the gas mixing chamber. 5, condensation chamber b and diffuser 7. The width of the testing of the proposed receiving chamber Z is 0.5...0.8 of the diameter of the system took place on working production line nozzles.Діаметр камери змішування 5 виконаний рі- ях шляхом заміни на сатураторах колонки наси- вним 1,0...1,2 діаметра сопла, а довжина камери чення на запропонований пристрій.The diameter of the mixing chamber 5 is made by replacing the saturators of the column with a seed 1.0...1.2 diameter of the nozzle, and the length of the chamber is changed to the proposed device.Решта пара- змішування 5, принаймні, у шість разів більша її метрів залишалися такими, як і раніше.The rest of the para- mixing 5, at least six times its meters, remained as before.У цьому внутрішнього діаметра.In this inner diameter.випадку було отримано збільшення концентрації при температурах 17...18"С, отримуючи таку ж кон- Со» в 1,5...2,0 раза. центрацію, як на відомих сатураторах при темпе- Згідно з вимогами заводів-виробників сатура- ратурі води 2...4"С, не витрачаючи при цьому кош- торів, існуючі установки повинні працювати при ти на амортизацію та обслуговування холодильних температурах води 2...47С, з робочим тиском установок, електроенергію. З іншого боку, запро-in this case, an increase in concentration was obtained at temperatures of 17...18"C, obtaining the same concentration of Co" in 1.5...2.0 times, as in known saturators at the temperature - water temperature of 2...4"С, without spending money, the existing installations must work at the amortization and maintenance of cooling water temperatures of 2...47С, with the working pressure of the installations, electricity. On the other hand, request2,5...3,р5 МПа, лише у такому випадку виробник га- поновані спосіб та пристрій дозволяють наситити рантує концентрацію СО» у напоях на рівні 0,45 ва- вуглекислотою великі об'єми води у потоці до ви- гових 905. соких значень концентрацій (0,7 вагових 9о та бі- При використанні запропонованого пристрою льше), при охолодженні води до температур така концентрація досягалася при Т-17"С, а у ба- 2...А7С. гатьох випадках - при більш високих темпера- Збільшення вмісту СО» підвищує стійкість та турах. поліпшує смак напою. Таким чином, використання запропонованого пристрою дозволяє насинити воду вуглекислотою Таблиця 1 Ширина приймальної камери в-5 мм (в-0,5абс). Діаметр камери змішування 11 мм. Довжина камери змішування 66 мм Мо РІ РгеР2 Тж (о; п/п МПа МПа Що) ваг.9Уо 221177111111075 | .....025 | ....ЮЙ.9 5ЮБК | 067 0 щЩ в 00177770801110311120111044 7774 7777717777770860 11031... 1 5 065 КК Таблиця 2 Ширина приймальної камери в-4 мм (в-0,4ас) Мо РІ РгеР2 Тж (о; п/п МПа МПа Що) ваг.9Уо 228117 7111111075 | 025... |. .ЮЙЮЙЮЙЮЙ.9 5 Ююж5юос | 042 8117 177111110807177717117103 7 Ї771717117120 |... 0 Що 227411117177711110807 17711103 | ло 1771040 Таблиця З Ширина приймальної камери в-9 мм (в-0,9ас) Мо РІ РгеР2 Тж (о; п/п МПа МПа Що) ваг.9Уо 221177111111075 | ......025 | ....ЮЙЮЙЮ.9 5ЮБК | щфм«034 81117 177111110807177717117103 7 Ї771717117120 |... 0244 224111171777111108071717771717117103 | 77111107 Ї77717111032 2 щЩ2.5...3.p5 MPa, only in this case the manufacturer's patented method and device allow saturating the CO2 concentration in drinks at the level of 0.45% with carbonic acid large volumes of water in the stream to the 905 . juicy values of concentrations (0.7 weight 9o and bi- When using the proposed device), when cooling water to temperatures such a concentration was reached at T-17"С, and in many cases - at more high tempera- Increasing the content of CO" increases stability and improves the taste of the drink. Thus, the use of the proposed device allows you to saturate water with carbon dioxide Table 1 Width of the receiving chamber in-5 mm (in-0.5abs). Diameter of the mixing chamber 11 mm. Length mixing chamber 66 mm Mo RI RgeR2 Tzh (o; p/p MPa MPa What) weight.9Uo 221177111111075 | .....025 | ....ЮЙ.9 5ЮБК | 067 0 шЩ in 00177770801110311120111044 7774 7777717777710860... 1 5 065 КК Table 2 Width of the receiving chamber in-4 mm (in-0.4ac) Mo RI RgeR2 Tzh (o; p/p MPa MPa Shcho) weight.9Uo 228117 71 11111075 | 025... |. .ЮЮЮЮЮЮЮЮ.9 5 Ююж5юос | 042 8117 177111110807177717117103 7 Y771717117120 |... 0 What 227411117177711110807 17711103 | lo 1771040 Table Z Width of the receiving chamber in-9 mm (in-0.9as) Mo RI RgeR2 Tzh (o; p/p MPa MPa Shcho) wag.9Uo 221177111111075 | ......025 | ....ЮЮЮЮЮ.9 5ЮБК | shfm«034 81117 177111110807177717117103 7 Y771717117120 |... 0244 224111171777111108071717771717117103 | 77111107 Я77717111032 2 shsh
UA98020892A1998-02-191998-02-19Method to saturate nonalcoholic drinks with carbon dioxide and a device to carry out thereof
UA30296A
(en)