一種碳酸化設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及食品碳酸化技術領域，具體涉及一種用于碳酸飲料、啤酒廠等需要高飽和度C02而無氧的碳酸水的處理設備。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中碳酸化制備設備是通過靜態(tài)混合器(如公開號為CN1320949碳酸水制造裝置及使用該裝置的碳酸水制備方法)或者文丘管(如公開號為CN203138087 —種碳酸水制造裝置)或高壓噴霧溶解(如公開號為CN1087554碳酸化裝置)等混合方式，將二氧化碳溶解在水中形成高飽和度的碳酸水。其工作原理是，高速通過的流體在混合器的作用下形成湍流，通過湍流使氣體(二氧化碳)和液體(脫氧水)混合并進而在高壓的環(huán)境下溶解?，F(xiàn)有技術中的幾種制備二氧化碳的設備有如下不足:首先由于混合器需要一定的流速來強化湍流的效果，混合器兩端必須設置壓力差，這需要提供較大的系統(tǒng)動力；其次由于所添加的氣體(二氧化碳)不是100%的純度，根據(jù)GB10621-2006食品級二氧化碳國家標準生產(chǎn)的氣體氧的含量為30PPM(v/v)，在二氧化碳溶解的過程中，氣體中的氧氣也會溶解在液體中，向無氧水中添加2g/l 二氧化碳其全部溶解后溶解氧將上升到43.6ppb,而這個溶解氧的數(shù)據(jù)在部分高無氧要求的食品如清酒以及部分怕氧化的碳酸果汁飲料中是難以接受的，溶解氧指標過高將造成啤酒、飲料中部分風味物質(zhì)氧化而影響口感質(zhì)量。
[0003]綜上所述，如何提供一種低能耗且低氧溶解量的碳酸化整套設備，成了本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種低能耗且氧溶解量低的碳酸化裝置，解決現(xiàn)有技術中碳酸化設備普遍存在的動力系統(tǒng)消耗高及碳酸水中氧溶解量較高的問題。
[0005]本實用新型的解決方案是這樣實現(xiàn)的:一種碳酸化設備，包括二氧化碳氣體供給裝置、水供給裝置、廢氣排放裝置和碳酸水存放裝置，還包括填料塔及控制系統(tǒng)；所述填料塔的上部設有進液口及排氣口，所述進液口及排氣口分別與所述水供給裝置和所述廢氣排放裝置連接，所述填料塔的下部設有進氣口和排液口，所述進氣口及排液口分別與所述二氧化碳氣體供給裝置和所述碳酸水存放裝置連接，所述填料塔內(nèi)部頂側設有與所述進液口相連的布流器；所述控制系統(tǒng)與所述二氧化碳氣體供給裝置、水供給裝置、廢氣排放裝置和碳酸水存放裝置相連并發(fā)出控制指令。塔體內(nèi)自上而下的水流在填料層表面形成液膜與自下而上的二氧化碳氣體形成充分接觸，通過道爾頓的分壓定律“混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體的分壓之和，某組分氣體的分壓大小則等于其單獨占有與氣體混合物相同體積時所產(chǎn)生的壓強”?；旌蠚庵械亩趸己脱鯕庠谒械娜芙舛炔町惥薮?，因此占有最高分壓的二氧化碳遵循亨利定律溶入水中而形成碳酸水存于塔釜，而氧氣由于氧分壓極低且溶解度極低自塔頂?shù)呐艢饪谂懦鱿到y(tǒng)，因此可以在塔底獲得了高二氧化碳含量而低氧量((5PPB)的無氧碳酸水。
[0006]本實用新型在上述技術方案的基礎上，所述控制系統(tǒng)包含有溶解氧檢測儀、液位控制系統(tǒng)及設置在所述填料塔塔釜的液位傳感器。溶解氧檢測儀設置在碳酸水進入存放罐之前的運輸管道上，用于檢測碳酸水產(chǎn)品是否符合要求；液位傳感器用于檢測塔釜中碳酸水的積存深度，實時控制塔釜出口的變頻泵也為恒定?？刂葡到y(tǒng)能自動控制整個碳酸化設備，實現(xiàn)自動運轉和監(jiān)控。
[0007]本實用新型在上述技術方案的基礎上，所述水供給裝置包含有供水控制單元、脫氧水存儲罐和出水泵，所述供水控制單元接收所述控制系統(tǒng)的啟停信號并按照設定的流量自動恒流控制，并檢測水的溫度；所述液位控制系統(tǒng)根據(jù)所述填料塔塔體內(nèi)的液位，通過所述出水泵的自動變頻調(diào)節(jié)控制自動進水流量及出水流量。由于設置了供水控制單元，能夠精準控制進入填料塔內(nèi)的水流流速和流量，同時還能檢測水溫；可以根據(jù)水流量和水溫的值計算二氧化碳進入填料塔的量，這樣可以獲得高飽和度的碳酸水而不至于浪費原料。
[0008]本實用新型在上述技術方案的基礎上，所述二氧化碳氣體供給裝置包含有氣體控制單元和壓力閥門，所述氣體控制單元接收所述液位控制系統(tǒng)信號調(diào)節(jié)二氧化碳進入所述填料塔的速度和流量。由于設置有氣體控制單元和壓力閥門，因此可以根據(jù)填料塔內(nèi)的水流量和水溫，來調(diào)節(jié)二氧化碳進入的流速和流量，起到精準調(diào)控的目的。
[0009]本實用新型在上述技術方案的基礎上，所述廢氣排放裝置包含有氣體檢測單元、排氣閥和廢氣收集總管。氣體檢測單元可以檢測填料塔內(nèi)的廢氣量，當廢氣量達到預設值時，系統(tǒng)自動啟動排氣閥將塔內(nèi)廢氣排放；這樣可以實現(xiàn)自動的廢氣排放的功能，排放的廢氣統(tǒng)一接入用戶的回收系統(tǒng)。
[0010]本實用新型在上述技術方案的基礎上，所述碳酸水存放裝置包含有進液控制閥和碳酸水存放罐。設置進液控制閥且其受液位控制系統(tǒng)調(diào)控，可以根據(jù)存放罐的液位啟動和停止系統(tǒng)的運行。
[0011]本實用新型的有益效果在于:
[0012]1、在飽和壓力下將二氧化碳氣體溶入水中，不再依賴大功率的霧化裝置和高壓的混合裝置，降低系統(tǒng)的電能消耗。傳統(tǒng)的混合設備在工作溫度下需要不低于0.03MPa的混合壓力，或者需要不低于這個壓力下的霧化裝置才能獲得5g/l左右的碳酸化水平，而實現(xiàn)同樣的目標該發(fā)明僅需要小于0.015MPa的工作壓力。
[0013]2、由于混合裝置獲得的碳酸化產(chǎn)品中氧氣氮氣等低溶解度的氣體含量很低，碳酸化后的產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定，不會產(chǎn)生高壓溶解的氧氣氮氣在低壓過程釋放造成的二氧化碳氣體逃逸現(xiàn)像，只需要不低于飽和壓力的儲罐就可以保存，無需投資購買高壓的儲罐，并減少儲存過程中氣體的損失；
[0014]3、碳酸化產(chǎn)品的含氧量將不再受到原料氣體中氧含量的影響，降低了對采購原料氣體的質(zhì)量要求，符合《GB10621-2006食品級二氧化碳國家標準》生產(chǎn)的氣體即可滿足生產(chǎn)要求；
[0015]4、獲得尚品質(zhì)的無氧碳酸水，將進一步提尚啤酒、飲料等廣品的質(zhì)量，減少抗氧化類添加劑的使用降低企業(yè)的生產(chǎn)成本的同時提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0016]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。
[0017]圖1為本實用新型的碳酸化設備的組成結構示意圖；
[0018]其中，I 二氧化碳氣體供給裝置，2水供給裝置，3廢氣排放裝置，4碳酸水存放裝置，5填料塔，6控制系統(tǒng)；11氣體控制單元，12壓力閥門，13 二氧化碳存儲罐，21供水控制單元，22脫氧水存儲罐，23出水泵，31氣體檢測單元，32排氣閥，33廢氣收集總管，41進液控制閥，42碳酸水存放罐，51進液口，52排氣口，53進氣口，54排液口，55布流器，56填料，61液位傳感器，62溶解氧檢測儀，63液位控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和