减少起泡的预充碳酸气方法技术

本发明专利技术的方法降低了充（碳酸）气饮料在生产和瓶装时过度起泡的趋势，包括：（ａ）提供其中溶解有空气或氧气的水或水和糖浆的混合物，并且使所说混合物上面的压力保持为大于大气压；（ｂ）用二氧化碳饱和所说的混合物，同时使其上的压力保持足以致使没有所说的溶解气体从中逸出，并且将所得的混合物送入步骤（ｃ）；并且（ｃ）从步骤（ｂ）形成的混合物中除去溶解的氧气或空气，同时使另外的二氧化碳溶解在所说的混合物中，并且使所说混合物上面的压力保持为大于大气压。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
减少起泡的预充碳酸气方法本专利技术涉及充(碳酸)气饮料的生产，所说的充(碳酸)气饮料是指可饮的充(碳酸)气的水本身以及还含有其它配料诸如风味剂的可饮的充(碳酸)气的水。更具体说，本专利技术涉及用于生产充(碳酸)气饮料方法和装置，当该饮料进行包装时可减少充碳酸气、饮料和容器的损失。在实际的充碳酸气过程中，生产充碳酸气产品通常是将二氧化碳添加到水或例如糖浆-水混合物中，所说的水或混合物优选是冷却的。正常情况下，将二氧化碳在高压条件下溶解，以便使水饱和至平衡程度。在将产品灌装到容器中之后，将压力以受控速率降至一个大气压。一部分二氧化碳从溶液中释放出来，在液体表面的上面形成泡沫。在将产品封盖之后，通常会跑掉大部分的二氧化碳。如果起泡过度，则必须要降低灌装和减压的速度，以避免溢出。然而，降低灌装和减压速度会降低生产速度。从而从本质上降低生产率。另一方面，在灌装线中，高压下工作容易引起一些加压后的瓶子爆炸或变形。玻璃和塑料瓶子的爆裂和变形会给灌装增加明显的成本，如产品被浪费并且工厂遭受停工和更换破瓶子的额外支出。玻璃瓶子的爆裂还会危及工厂的工人。因此，期望增加饮料的生产速度，同时不浪费诸如糖浆和苏打水的配料，并且同时不会有瓶子爆裂所带来的危险和成本。通常来说，据信溶解的空气是造成过度起泡的主要因素之一。因此工厂中使用真空脱气步骤，在将水与任何其它配料混合之前和在充碳酸气之前，从水中除去溶解的空气。用来除去空气的设备称为除气机。真空通常由真空泵来提供。典型的除气机中包括一空腔，随着水流过施加1-5磅/平方英寸(psia)的真空。遗憾的是，这种方法仅能有限地改善起泡问题。无法进一步减少起泡以及增加瓶装速度。在该方法中减压步骤过程中的二氧化碳损失也非常高。-->曾尝试给糖浆脱气，如使用从充碳酸气器中放出的少量气体，但未成功。因为稠糖浆非常粘，要达到所需的除去溶解的空气，需要极大量体积的汽提气体。本专利技术的一个方面是一种碳酸饮料的生产方法，使饮料降低不期望的起泡趋势，所说的方法包括：(a)提供可饮的水(其可以预先与糖浆和其它配料混合)，该可饮水中溶解有氧气或空气，并且使其上的压力保持为大于大气压；(b)用二氧化碳饱和所说的水，同时使其上的压力保持足够致使没有气体从中逸出，并且将所得的混合物送入步骤(c)，同时使其上的压力保持足够致使没有气体从中逸出；并且(c)从步骤(b)形成的混合物中除去溶解的氧气或空气，同时使二氧化碳溶解在所说的混合物中并且使所说混合物的上面的压力保持为大于大气压。优选，将从混合物中除去的溶解的氧气或空气从混合物中排掉，同时保持混合物上面的压力。然后从步骤(c)中回收充碳酸气的饮料并且密封包装。本专利技术在实践中可提供很多意想不到的优点。例如，当灌装到瓶子和其它容器中时，可明显减少饮料的起泡。从而使灌装机器能够在较高速度下工作，由此获得较高的生产效率。此外，还能够使灌装机器在较低压力下工作，同时仍然能够实现低起泡程度和充分的饮料充碳酸气程度，由此减少二氧化碳的消耗。本专利技术可以处理水和糖浆的混合物。“糖浆”是指可以与水结合而形成可饮饮料的任何产品。一般来说，糖浆是诸如风味剂、甜味剂和其它功能性添加剂的配料的混合物，并且可以(但不是必须)含有少量水。糖浆的组分可以是水溶性的或可水分散性的。水应当是可饮的。在常规的实践中，其要通过操作人员处理使其安全和洁净。一般来说，进来的可饮水首先要经过处理以除去其中溶解的固形物和色素。然后灭菌和过滤。处理后的可饮水还可以经过脱气，以除去溶解的空气。该阶段中的水脱气技术为本领域所公知。然后，将可饮的水冷却，如5-10℃，通过任何适宜的设备，例如-->连续制冷机。或者，可以在步骤(c)中所用的设备中将水冷却，其中从产品中除去空气或氧气接着充碳酸气。将水冷却可提高其中二氧化碳的溶解度。在制造含糖浆的苏打水时，将糖浆计量到混合机中并且用水稀释，形成水和糖浆的混合物。糖浆与水之比例的选择取决于糖浆和操作者的喜好；典型比例的确定属于本领域技术人员的常规知识。糖浆和水的混合物中含有溶解在其中的氧气。一般来说，混合物中含有溶解在其中的空气，其自然含有氧气。然而，本说明书中说到溶解氧气，不应当局限地理解为溶解的气体只包括氧气。一般来说，每含一份空气中的溶解的氧气，混合物将含有1.5倍的氮气。这里使用氧气来代表溶解的气体，是因为溶解的氧气含量可用溶解氧测量仪来测定，而溶解的氮气却很难测定。室温下，糖浆中可以含有10mg/L数量级的氧气，而经过脱气的水中含有1mg/L数量级的氧气。因此，糖浆和水的20∶80混合物将产生含有2.8mg/L数量级溶解氧和4.2mg/L数量级溶解氮的混合物。因而，水和糖浆的混合物一般含有最多3mg/L的氧或最多7mg/L的溶解气体。如果水没有预先脱气，则糖浆-水混合物中的溶解氧可能高达约10-12mg/L。然后使水(或水-糖浆混合物)处于大于一个大气压的压力下，优选大于4巴的压力，优选使其处于从水和糖浆合并阶段中泵抽时的管线压力下。然后，用二氧化碳饱和，以便其所含的二氧化碳在大气压力下呈过饱和程度。二氧化碳的含量一般为至少1.0v/v(每体积液体的气体体积)，优选至少3.5v/v。优选，让水流经诸如二氧化碳注射器的设备，在其中添加二氧化碳。这些设备能够产生极有利于气-液界面物质转移的细气体泡。从这个二氧化碳添加阶段中流出的两相混合物仍处于管线压力下。从而使二氧化碳非常快地溶解在液体中。除二氧化碳注射器(US专利4,743,405)外，还可以使用其它类型的二氧化碳溶解设备作为预充碳酸气器。可以使用其它流水线(in-line)气体溶解设备，如Praxair公司开发的超声混合器(如U.S专利5,061,406)。本申请优选使用这些流水线气体溶解设备，因为它们能够产生二氧化碳的超细气泡，其能够在短停留时间内溶解。这两种设备中具有文丘里锥管，在此处液体和二氧化碳被加速至-->高速通过文丘里喉管。压头或势能转化成动能。对两相混合物来说，声速小于50ft/sec。因此，两相混合物的速度可以超过声速，或呈超声两相流动状态。当从文丘里喉管中出来时，速度降低并且形成强的冲击波。这种冲击波使气泡破碎成非常微小的泡。在膨胀锥形区，动能回转化成势能和压头。管线内的压头可使二氧化碳完全溶解而没有剩余的二氧化碳气泡。这是重要的，因为没有平衡二氧化碳气泡的两相流动会妨碍随后的汽提器/充碳酸气装置的操作。不优选逆流气体溶解设备。尽管逆流气体溶解设备是一种有效的设备，但必须要排出过量的二氧化碳。在塔的底部压力失去并且需要一单独的泵来产生液压和升速。当达到管压的时候，液体不再具有与高压溶解时相同的平衡浓度。这样将不能完全实现的本专利技术的益处。在被二氧化碳饱和后，要维持充碳酸气液体上面的压力。压力应当至少足够高至没有氧气(空气)或其它气体逸出。优选，该压力至少等于用二氧化碳饱和之前的液体上面的压力，并且这样也是方便的。在二氧化碳饱和阶段和随后阶段(其中允许氧气(空气)逸出)之间保持高压并且不使压力损失是关键，因为此刻压力的任何一点减少都将引起液体起泡。起泡将会阻止此过程的操作或严重影响二氧化碳可以添加的量。接下来，将适当混合的充碳酸气液体送入除空气阶段，在此阶段中允许氧气(空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充碳酸气饮料的生产方法，该饮料被降低了不期望的起泡趋势，所说的方法包括：（ａ）提供含有溶解有空气或氧气的水，并且使所说水上面的压力保持为大于大气压；（ｂ）用二氧化碳饱和所说的水，同时使其上的压力保持足够致使没有气体从中逸出，并且 将所得的混合物送入步骤（ｃ），同时使其上的压力保持足够致使没有气体从中逸出；并且（ｃ）从步骤（ｂ）形成的混合物中除去溶解的空气或氧气，同时使另外的二氧化碳溶解在所说的混合物中，并且使所说混合物上面的气体空间保持为具有大于大气压的压力。

【技术特征摘要】
US 2000-1-27 09/4927591．一种充碳酸气饮料的生产方法，该饮料被降低了不期望的起泡趋势，所说的方法包括：(a)提供含有溶解有空气或氧气的水，并且使所说水上面的压力保持为大于大气压；(b)用二氧化碳饱和所说的水，同时使其上的压力保持足够致使没有气体从中逸出，并且将所得的混合物送入步骤(c)，同时使其上的压力保持足够致使没有气体从中逸出；并且(c)从步骤(b)形成的混合物中除去溶解的空气或氧气，同时使另外的二氧化碳溶解在所说的混合物中，并且使所说混合物上面的气体空间保持为具有大于大气压的压力。2．权利要求1的方法，其中将从混合物中除去的溶解的氧气或空气从混合物中排掉，同时保持混合物上面的压力。3．权利要求1的方法，其中步骤(c)中所说的气体空间含有二氧化碳。4．权利要求1的方法，其中步骤(a)中提供的水含有溶解在其中的空气，并且在步骤(c)中从中除去空气。5．权利要求1的方法，其中当送入步骤(c)时将混合物上面的压力保持为至少等于用二...

【专利技术属性】
技术研发人员：AT程，PL杜朗，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]