专利名称:碳酸化器的制作方法
本发明涉及一种碳酸化器，或者叫作将二氧化碳充入清涼饮料用的一种设备。
过去已知的碳酸化器见图1。这是在冷却时，将二氧化碳充入清涼饮料用的设备。它包括一个罐a，其外部包裹着绝热材料b。设备上有自动控制的二氧化碳阀c和连接到阀c上的自动罐压控制器j，从而在罐a中二氧化碳气的压力维持在一定的控制压力。罐上有液体产品或饮料的入口e，引入的液体经过入口e进入到一个液体分布器f中，该分布器使液体均匀地分布到位于分布器f下面的碳酸化部件g的上端。液体从碳酸化部件g流下並在部件上形成一层薄膜。罐上有液化了的冷却液入口h，冷却液，例如氨或氟利昂，被输送到碳酸化部件g上。冷却液流经在碳酸化部件g中的冷却液通道，並通过汽化的冷却液出口i从罐中被排出。该液体当从碳酸化部件g上流下时，被冷却並从罐中的大气中吸收了二氧化碳气，为了检测罐a中气体的压力，装有压力计d。阀c由压力控制器j操纵，使罐a中维持合适的压力。碳酸化了的液体贮存于罐的底部並经产品出口l被排出。
上述设备的碳酸化效率，以被产品吸收的二氧化碳的量对于饱和量的比率来表示，是45～46%。该饱和量取决于液体的温度和罐内的压力。因此，它有包括下列的一些缺点(1)假如碳酸化了的产品到下一步生产过程的输送过程被中断时，留在罐中的液体将继续吸收二氧化碳，这就导致生产出的饮料具有不同的二氧化碳浓度，其二氧化碳浓度的差异取决于生产时间的长短。
(2)在操作开始时，如果罐是空的，从碳酸化部件的下端流下的液体将吸收大量的二氧化碳。被液体吸收的二氧化碳量随积聚在罐内的液位升高而变化。
(3)罐内压力的过度升高是由液体温度的升高而引起的，这会对装瓶操作带来不良的影响(液体通常被冷却到1～2℃)。
因此，本发明的目的就是提供一种可以使液体在接近室温和相对低的罐内压力下碳酸化的设备，从而可以节约能耗，并且所生产出的碳酸化液体的二氧化碳含量基本上不变。
这一目的是由一碳酸化器来达到的。此碳酸化器包括一个罐，将液体输送进罐的管道，一种将罐内二氧化碳气控制在合适的气压下的装置，一种装在管道内用来控制液体流量的装置、一种安装在液体流量控制装置下游的喷嘴，以及一个为输送二氧化碳流经这喷嘴的装置。
用本发明的设备可以得到高的碳酸化效率，因为二氧化碳是被输送来通过位于液体流量控制装置的下游的喷嘴的，并且液体还要继续吸收罐内的二氧化碳，直至它含有最终产物所要求达到的合适的二氧化碳的量为止。它能使碳酸化清涼饮料生产稳定，在这种饮料中均匀地充入二氧化碳并且饮料不含任何溶解的空气。
图1是已知的碳酸化器的纵向刻面图。
图2是实施本发明的碳酸化器的部分剖面示意图。
图3是放大的液体流量控制装置的剖面图。
实施本发明的碳酸化器如图2所示。它包括用来输送液体去碳酸化的管道1，输送二氧化碳用的装置2。例如，该装置2例如可以包括一个锐孔和一个喷嘴，这些在后面将详细说明。二氧化碳经过总阀门3、减压阀4、流量计5、报警装置6(用以指示二氧化碳的各种反常流量)、压力计7和流量控制阀8，被输送到装置2中。热交换器9位于装置2的下游，有一个冷却液的进口10和冷却液的出口11。为了使液体碳酸化，碳酸化器罐有一个进口13。在罐中装有喷头装置14，用来分配去往碳酸化部件15的液体。这设备还包括一个用来输送二氧化碳进入罐18的自动控制阀16，和一个自动的罐压控制器17。罐18的周围用绝热材料19包裹。在罐18的底部安有装置20，用来阻止液体的湍流。这设备还包括一个液体温度敏感器21，碳酸化了的液体出口22和用以指示罐中气压的压力计23。
在管道1中将二氧化碳输送进液体的装置2详见图3。它有一个阀部件107。当空气通过空气入口123被导入活塞箱时，压缩弹簧104而使活塞103向上，这时阀部件107升起。二氧化碳经入口124导入时，当阀部件107升起后，二氧化碳通过喷嘴部件121输送到液体中。
当欲进行碳酸化的液体以合适的流量通过管道1时，二氧化碳在足够高的压力下经过阀3输入，而它的压力通过减压阀4被减弱至合适的压强，该合适的压强可由压力计7来确定。流量控制阀8开到一定程度，籍以达到由流量计5确定的合适的流量。报警装置6将在二氧化碳的流量变得反常的高或低的情况下起作用。
输送二氧化碳至装置2中，並导入经由入口119流至装置2的液体中。这装置2有一个锐孔板120，该锐孔板把合适的湍流传递给液体。该装置2用来输送二氧化碳到液体中，但只有在它们彼此间以适当比例流入时，装置2才起作用。
二氧化碳经过入口124，以通过流量计5确定的流速导入装置2。空气导经入口123，用来提起活塞103和连接到那里的阀杆106，从而升高阀部件107，打开一个介于入口的124和喷嘴部件121之间的通道，经此通道二氧化碳被输入到湍流的流动液体内。喷嘴部件121的出口端略为伸出锐孔板120，或者换句话说，在这区域中液体以最大的速度流动。流出的二氧化碳，进入湍流的液体中，形成微气泡。该气泡使气体和液体之间形成一个大的接触表面。这个大的接触表面和液体的湍流状态使碳酸化作用实现高效率。
在装置2中，被碳酸化的液体经过热交换器9被冷却至适当的温度，並在加压下通过一个止回阀12输送到罐18的入口13。进入罐18的液体通过喷头装置14，被基本均匀地分配到碳酸化部件15上。液体的碳酸化一直进行到液体中含有适量二氧化碳时为止。当液体在装置2中碳酸化时，溶解的少量空气从液体中分离出来。由碳酸化部件15流下的液膜进入二氧化碳气体内时，在罐18中溶解的空气最终被移走。
在图2的设备中，液体在进入罐18之前通过热交换器9被冷却下来。但如上述(参见图1)用碳酸化部件冷却液体，也同样有效。
权利要求
在由罐、用来输送液体产品至该罐的管道和将该罐中二氧化碳气体的压力控制在适当的压强的装置组成的碳酸化器中，其特征在于，该罐还包括装在该管道中用来控制该液体流量的装置，位于前述的液体流量控制装置的下游的喷嘴以及输送二氧化碳通过该喷嘴的装置。
专利摘要
饮料碳酸化器包括一个罐、输送液体产品到罐里的管道、将罐中二氧化碳气压控制在合适的压强的装置、装在管道中用来控制液体产品流量的装置、其出口位于控制液体流量装置的下游的喷嘴和在管道中通过喷嘴为输送二氧化碳进入液体产品的装置。
文档编号C12G1/00GK85101382SQ85101382
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者山口升吾, 吉川园市 申请人:三菱重工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan