SZÉN-DIOXID-TELÍTÉS

A szénsavas italok élvezeti értékének meghatározója a szén-dioxid-tartalom. Ez nem jelenti az italok korlátlan szén-dioxid-tartalmát, hanem csak az ital jellegének megfelelő mennyiséget. Az azonos italok esetében azonban az állandóan azonos mennyiségű szén-dioxid fontos, meghatározó minőségi követelmény. Az italok szén-dioxiddal történő telítése, vagyis a szén-dioxid elnyeletése összetett folyamat, amit a hagyományos ipari szóhasználat szerint szaturálásnak nevezünk. A szén-dioxid-gáz a folyadékba diffundál, ott elnyelődik. A kémiai kötödés függ a víz lúgosságától, de ez a kémiai megkötődés mennyiségi értelemben kisebb jelentőségű. A hőmérséklet emelésével csökken, a gáz parciális nyomásának emelésével nő a folyadék szén-dioxid-elnyelő képessége. A parciális nyomás növelésének nem csak az abszolút nyomás növelése a módja, a másik lehetőség, ha a folyadékból az egyéb gázokat, (a levegőt, metánt, klórt stb.) a szén-dioxiddal történő telítés előtt gáztalanítással eltávolítjuk, lecsökkentjük. A vízben elnyelethető szén-dioxid-gáz mennyisége a víz hőfokától és a gáznyomástól függ. Az elnyeletés sebessége a gáz és a folyadék közötti érintkező felület nagyságának a függvénye. A gyors és teljes elnyeletés elérésére a vizet - fúvókán át - permet formájában juttatják az elnyeletőbe, ahol Raschig gyűrű tölteten keresztül csörgedezik lefelé, miközben szembe áramlik a szén-dioxid. így telítődik a víz szén-dioxiddal.
A szikvíz az előállításától a fogyasztói felhasználásig túlnyomású térben van, aminek köszönhetően más palackozó technológiákhoz képest a késztermékben, rosszabb technológiai feltételek mellett (pl. magasabb vízhőfok és keménység) azonos vagy magasabb CO2-telítettség érhető el. Kellő palacknyomással és a palackok töltés utáni (akár közvetlen a felhasználás előtti) hűtésével ez a telítettség közel olyan szintre növelhető, mintha a hűtés a gyártási technológia része lett volna.

A szén-dioxid palackok kezelése

A palackokat függőlegesen kell tárolni, használni és lánccal vagy hevederrel kell körülfogni, nehogy feldőljenek. A szén-dioxid palackokat gyűjtőcsőhöz csatlakoztatják és ezen keresztül táplálják be a nagynyomású rendszerbe. Csatlakoztatás esetén a szelepeket lassan, teljes mértékig ki kell nyitni. A palackokban lévő cseppfolyós szén-dioxid gáz halmazállapotba kerül. Ez a folyamat hőfelvétellel jár, így a palack és a benne lévő folyékony szén-dioxid hőmérséklete csökken. A hőmérséklet csökkenése következtében a palackban a nyomás leesik, és így az oldott szén-dioxid gáz halmazállapotba átalakulásának sebessége csökken. A szén-dioxid a felhasználó rendszerhez csak nyomáscsökkentő szelepen, ún. reduktoron át vezethető, amely a berendezés működésének biztonságát veszélyeztető nyomásnövekedést megakadályozza.
A reduktor a változó nagy nyomást alacsonyabb, állandó értékre csökkenti. Amikor a palack ürül, a nyomás mindaddig csökken, amíg végül már nem jut át gáz a reduktoron és a csővezetéken az elnyeletőhöz. A szén-dioxid elnyeletése több lépésben történik.

A szikvíz fogalma

A szikvíz olyan, az egészségügyi követelményeknek megfelelő, szén-dioxiddal dúsított ivóvíz, amely nyomás alatti szifonfejes üvegpalackban, szifonfejes műanyag palackban, vagy fémből készült 25 1-es speciális csapteleppel ellátott szikvízpalackban (szikvízballonban) kerül forgalomba.
Szikvizet csak a szikvízüzem nyitásának engedélyezésekor elő írt, az egészségügyi hatóság által engedélyezett minőségű vízből, és szén-dioxidból, az élelmiszer-ellenőrző állomás és a munkavédelmi hatóság által vizsgált, és engedélyezett berendezésekkel, és technológiával szabad előállítani.

A technológia leírása:

A vízellátó rendszerből érkező vizet az esetlegesen alkalmazott vízkezelő berendezésen (berendezéseken) át a kiegyenlítő ("napi") tartályba vezetik, ahonnan már a szaturáló gép szivattyúja továbbítja a gyártáshoz szükséges vízmennyiséget az üzemi nyomás alatt lévő és CO2-al folyamatosan ellátott szaturáló hengerbe. A CO2-ellátást speciális lefejtő lefejtő rendszer biztosítja. A szaturáló gép feladata az ivóvíz CO2-al való telítése. Ennek megtörténte után a már kész szikvizet csővezetékkel a letöltő berendezéshez (berendezésekhez) vezetik, mely segítségével szifonfejes palackokba, ill. szikvízballonokba történik a palackozás.

SZIKVÍZGYÁRTÓ ÜZEM GÉPEI, BERENDEZÉSEI
Vízkezelő berendezések

A vízkezelő eljárások (és így a gépek) alkalmazásának szükségességét a víz mindenkori fizikai állapota és kémiai összetétele határozza meg. A vízkezelő berendezések az előbb említett tulajdonságok és az üzem literteljesítménye figyelembevételével készülnek, így azok többnyire csak az adott vízbázisra telepíthetők eredménnyel.
Fajtái lehetnek: szűrők, hűtők, lágyítók, gáztalanítók, vastalanítók, mangántalanítók stb. (igény és lehetőség szerint). A szikvízgyártás szempontjából: a 0-15 nk° közötti vizet lágynak a 15-25 nk° közötti vizet keménynek tekinthetjük. Az ilyen összetételű vizekből még jó minőségű szikvíz készíthető, ha a víz hőmérséklete nem több, mint 13-15 °C. A 25 nk° keménységnél keményebb vizekből speciálisan átalakított géppel, (pl. nagyobb keverési idejű, gáztalanítóval, hűtőgéppel, lágyítóval érhetünk el a vízben kellő CO2-tartalmat.
A szikvízpalackban a töltés után a túlnyomás hatására, az egyensúly beálltáig, a vízben további CO2 nyelődik el. Ennek következtében a palackozás után kb. 2-4 órával a palack nyomása visszaesik a palackozó nyomás kb. 10 %-ával (kb. 1 bár). Ezt a jelenséget kihasználva a raktárkészlet töltés utáni pihentetésével nagymértékben csökkenthető a palackok balesetveszélyessége.

Az álló hengeres, szóró rendszerű szaturáló gép

A korszerű nagy teljesítményű szaturáló berendezések (szénsavas ivóvíz, ásványvíz és szénsavas üdítő italok gyártásánál 2000-10000 1/óra) nagy többsége szóró rendszerű. Elterjedésüket a szaturálás folyamatánál a forgó alkatrészek hiánya, és a mind korszerűbb vízkezelési technológiák alkalmazása tette lehetővé.

A gép elvi működése:

A szivattyú a vizet egy porlasztón keresztül a CO2-nyomás alatt lévő hengerbe permetezi. A szikvíz minősége a beállítások tekintetében állandó mennyiségű vízellátást feltételezve a gép hengerében lévő vízszinttől (a gáztér nagyságától), amely általában a henger maximálisan feléig érhet, és az abban uralkodó nyomástól függ. A korszerű álló hengeres szóró rendszerű szikvízkészítő gép működése:

A szikvízkeverő-gép ivóvíznek szén-dioxiddal (CO2) való telítésére szolgál.
A vizet egy kettős működésű szivattyú nyomja be a szénsavval telített magasnyomású hengerbe. A szivattyú által szállított víz a keverőhenger előtt már szén-dioxiddal keveredik. A szivattyú a dugattyú alatti térbe vizet szív, amelyet egy szeleprendszeren keresztül az előkeverőbe nyom. Az előkeverőben szén-dioxid van. Az előkeverőbe vezethetünk szén-dioxidot a nyomásszabályozótól is, de folyamatos üzemeltetésnél a töltőgépeken lefúvatott és takarékhengerbe visszavezetett szén-dioxiddal végezzük az előkeverést.
Az előkeverőbe a vizet egy speciális szórófejen keresztül vezetjük be, így a szén-dioxiddal telt térbe a víz permetszerűen érkezik és a vízcseppek nagy felületen érintkeznek a szén-dioxiddal (első keverés).
A szivattyú felső henger tere az alsó hengertérnél nagyobb, miután felül dugattyúrúd nincs, és így az alsó rész által szállított vízen kívül még a dugattyúrúd térfogatának megfelelő szén-dioxidot is visz a hengerbe, tehát a csővezetéken, amely a keverőhengerbe vezet, vízen kívül szén-dioxidot is szállít, ami ismét előkeverést jelent.
A szivattyú által szállított előkevert víz a keverőhengerben az előkeverőben is alkalmazott szórófejen keresztül permet formájában érkezik, így a 10 bár túl- nyomású gáztérben a vízcseppek ismét nagy felületen érintkeznek a szén-dioxiddal, ami a C02-felvételt elősegíti (második keverés).
A permetszerű víz a hengerek 1/3 részét kitöltő kőagyagból, vagy porcelánból készült Raschig-gyűrű töltetre csapódik le, ahol a töltet révén megnövelt nagy felületen ismét érintkezik szabad szén-dioxiddal (harmadik keverés), majd a víz a henger alsó terébe csöpög le és tárolódik. Az alsó térből szikvíz töltőgépeken keresztül üveg vagy műanyag palackokba, ill. szikvízballonba csapolható.
A tökéletes gáz-elnyeletéshez szükséges szabad gáztér biztosítására a hengerben lévő vízszint alsó és felső határának tartására vízállás-szabályzót alkalmaznak.
A vízállásmutató egy alacsony feszültségű elektromos automatát vezérel, amely automata a felső vízszintnél a szivattyút működtető elektromotort kikapcsolja, így a gépbe a víz betáplálása szünetel, majd a vízszint alsó állásának megfelelő helyzetben a motort ismét megindítja, így biztosítva van, hogy a hengerben csak az ideális vízszint legyen és a hengerben levő Raschig-gyűrű töltet állandóan a vízszint felett maradjon, ugyanakkor a gépkezelőnek nem kell a vízszintet állandóan ellenőrizni és a motort állandóan ki-be kapcsolgatni.