Способ определения массовой концентрации диоксида углерода в газированных напитках и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к винодельческой и безалкогольной отраслям пищевой промышленности и позволяет ускорить анализ . Способ заключается в отборе пробы напитка в замкнутый объем, десорбции из нее диоксида углерода путем вакуумирования замкнутого объема, повышении давления в замкнутом объеме и измерении при этом давлении объема выделившегося диоксида углерода, по которому судят о концентрации последнего в напитке. Новым является то, что десорбцию диоксида углерода из пробы напитка под вакуумом осуществляют при одновременном ее диспергировании , последующее повышение давления в замкнутом объеме до величины нормального атмосферного давления осуществляют сразу после десорбции диоксида углерода, а пробу напитка отбирают в объеме V V0 (1 - a t), где V - объем пробы напитка; V0 - постоянная заданная величина объема; а - термический коэффициент объемного расширения диоксида углерода; t - температура напитка. Устройство для осуществления способа состоит из двухступенчатого цилиндра с поршнем, патрубками и манометром, шкалы и указателя объемов напитка, закрепленного на сильфоне, установленном на штоке поршня и соединенном с герметичной полостью, выполненной в поршне, по периферии меньшего торца которого выполнены наклонные пазы. 2 с.п. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. о. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4657388/26 (22) 01,03.89 (46) 30.09.91. Бюл. %36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт винограда и продуктов его переработки "Магарач" (72) О.О.Садлаев, В.Д,Паршин, В.А.Виноградов, В.П.Тихонов и В.Т.Косюра (53) 543.27 (088,8) (56) Мержаниан А.А. Физико-химия игристых вин.М.. Пищевая промышленность, 1979, с. 196 — 198, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ

КОНЦЕНТРАЦИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

В ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к винодельческой и безалкогольной отраслям пищевой промышленности и позволяет ускорить анализ. Способ заключается в отборе пробы напитка в замкнутый объем, десорбции из нее диоксида углерода путем вакуумирования замкнутого объема, повышении давления s замкнутом объеме и измерении при этом давлении объема выделившегося диокИзобретение относится к винодельческой и безалкогольной отраслям пищевой промышленности, в частности к технике измерения массовой концентрации диоксида углерода в газированных напитках.

Цель изобретения — ускорение анализа.

Цель достигается тем, что согласно известному способу определения массовой концентрации диоксида углерода в газированных напитках, заключающемуся в отборе пробы напитка в замкнутый объем, десорбции иэ нее диоксида углерода путем

„„Я „„1681 192 А1 сида углерода, по которому судят о концентрации последнего в напитке. Новым является то, что десорбцию диоксида углерода из пробы напитка под вакуумом осуществляют при одновременном ее диспергировании, последующее повышение давления в замкнутом объеме до величины нормального атмосферного давления осуществляют сразу после десорбции диоксида углерода, а пробу напитка отбирают в объеме V = Vo (1 - а t), где V — объем пробы напитка; Vo — постоянная заданная величина объема; а — термический коэффициент объемного расширения диоксида углерода;

t — температура напитка. Устройство для осуществления способа состоит из двухступенчатого цилиндра с поршнем, патрубками и манометром, шкалы и указателя объемов напитка, закрепленного на сильфоне, установленном на штоке поршня и соединенном с герметичной полостью, выполненной в поршне, по периферии меньшего торца которого выполнены наклонные пазы. 2 с.п. 1 э,п,ф-лы, 2 ил. вакуумирования замкнутого объема, повышении давления в замкнутом объеме и измерении при этом давлении объема выделившегося диоксида углерода, по которому судят о концентрации последнего в напитке, десорбцию диоксида углерода из пробы напитка под вакуумом осуществляют при одновременном. ее. диспергировании, последующее повышение давления в замкнутом объеме осуществляют до величины нормального атмосферного давления, а пробу напитка отбирают в объеме

1681192 ка;

V-= Ч„(1 — at), где Ч вЂ” объем отбираемой пробы напитVo — заданная постоянная величина объема; а- термический коэффициент обьемного расширения диоксида углерода;

t — температура напитка.

Диспергированием пробы напитка при десорбции под вакуумом достигакп. ускорения десорбции диоксида у-.лерода из пробы напитка эа счет повышения ее суммарной площади.

Повышением давления в замкнутом объеме до величины нормального атмосферного давления (760 мм рт,ст,),-измеряемого с помощью манометра, исключают необходимость внесения в измерения поправки на давление диоксида углерода, Благодаря тому, что пробу напитка отбирают в объеме, равном V = V<(1 - at), исключают внесение в измерения поправки на температуру диоксида углерода, поскольку температура выделившегося газа приблизительно равна температуре напитка, а уменьшение объема пробы в (1 - а t) раз вызываетуменьшение объема выделившегося диоксида углерода во столько же раз, что равносильно внесению в результаты измерения объема газа температурной поправки, Таким образом, повышением давления в замкнутом объеме до величины нормального атмосферного давления, а также отбором пробы напитка в объеме, равном V =

-V0(1 - а t), искусственно приводят обьем выделившегося диоксида углерода к нормальным условиям. Благодаря этому массовая концентрация диоксида углерода в газированных напитках определяется как произведение выделившегося обьема диоксида углерода и его плотности при нормальных условиях, Поскольку второй сомножитель представляет собой постоянную величину, шкала прибора может быть отградуирована непосредственно в единицах массовой концентрации диоксида углерода в газированных напитках, При таком способе исключаются специальные расчеты, что значительно ускоряет процесс определения, при этом не допускаются ошибки, имеющие место при расчетах, На фиг,1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 — разрез

А — А на фиг.1.

Устройство состоит иэ двухступенчатого цилиндра 1 с поршнем 2 и патрубками

3 — 5 соответственно для подвода пробы газированного напитка, отвода напитка и газа, Патрубки 3 — 5 снабжены вентилями

6 — 8. По периферии меньшего торца поршня 2 выполнены наклонные пазы 9 под углом к оси цилиндра 1. Цилиндр 1 снабжен манометром 10, отградуированным в миллиметрах ртутного столба. Надпоршневая полость цилиндра 1 разделена двухступенчатым поршнем 2 на две камеры 11 и 12. В верхней части поршня имеется герметичная полость 13, соединенная каналом 14, выполненным в поршне 2 и его штоке 15, с установленным на последнем сильфоном

16. Полости поршня и сильфона заполнены диоксидом углерода. Полость 13 закрыта жесткой крышкой 17. Поршень 2, цилиндр 1 и сильфон 16 выполнены иэ нетеплопроводного материала, например пластмассы, а крышка 17 — из теплопроводного материала, например металла.

Шток 15 поршня кинематически связан с приводом 18, Устройство снабжено шкалой

19 с отметкой 20 и указателями 21 и 22 для отсчета объемов соответственно напитка и диоксида углерода. Указатель 21 закреплен на конце сильфона 16.

Пример, При крайнем верхнем положении поршня 2, закрытых вентилях 7, 8 и открытом вентиле 6, соединенном трубопроводом с акратофором (не показан), заполненным виноматериалом типа "Советское шампанское" (давление 0,3 МПа, температура 12 С, массовая концентрация диоксида углерода 6 г/дм ), вращая привод 18 и з опуская поршень 2 до совмещения укаэателя 21 с отметкой 20 на шкале 19, отбирают пробу виноматериала объемом 10 мл.

Затем закрывают вентиль 6, открывают вентиль 8 и, вращая привод 18 в противоположную сторону, вытесняют пробу напитка через отводной патрубок 5 иэ цилиндра 1 наружу. Во время отбора и вытеснения пробы напитка диоксид углерода в полости 13, находясь в тепловом контакте через теплопроводную крышку 17 с пробой напитка, приобретает темпера1 уру, близкую к температуре последнего, и, стремясь занять объем = о(" + < t) (1) где V< — объем диоксида углерода при

1 нормальных условиях, растягивает сильфон 16 пропорционально температуре напитка. Вместе с незакрепленным торцом сильфона перемещается пропорционально температуре напитка и указатель 21.

Сразу после удаления напитка иэ цилиндра 1 закрывают вентиль 8, а вентиль 6 открывают и вращением привода 18 опускают поршень 2 до точного совмещения указателя 21 с отметкой 20 на шкале 19, после

1681192 чего вентиль 6 закрывают. К окончанию про- мого по манометру 10. После этого вращецесса отбора пробы напитка температура ние привода прекращают и считывают диоксида углерода в полости 13 максималь- массовую концентрацию диоксида углероно приближается к температуре t напитка, а да в напитке по шкале 19 напротив укаэаобъем V вторично отобранчой пробы напит- 5 теля 22, ка наиболее точно соответствует выраже- Затем открывают вентили 7 и 8 и, перению мещая поршень 2 до крайнего верхнего поV = Vo(1 — йt), (2), ложения, вытесняют иэ цилиндра пробу поскольку согласно выражению (1) ука- напитка и диоксид углерода. После этого затель 21 опускается вместе с неэакреплен- 10 закрывают вентили 7 и 8, подготавливая ным торцом сильфона пропорционально прибор к следующему определению. температуре напитка. Поскольку температура выделившегося

При дальнейшем опускании поршня 2 диоксида углерода примерно равна темпепосле закрытия вентиля 6 иэ напитка начи- ратуре напитка, а объем пробы напитка отнает выделяться диоксид углерода, который 15 бирают в соответствии с выражением (2), а поддерживает давление в камере 11 при- также учитывая, что измерения производят мерно на уровне 0,3 МПа, т.е. такое же дав- при нормальном атмосферном давлении, ление, как в акратофоре. объем десорбированного газа пропорциоПри движении поршня вниз одновре- нален его массовой концентрации в напитменно с отбором пробы напитка в камеру 20 ке, При этом погрешность измерений

11 и последующим выделением из него составляет +-0,15г/л. диоксида углерода в камере 12 происходит разрежение небольшого количества газа, имеющегося в ней вследствие неплотно- Формула изобретения стей прилегания друг к другу конических 25 1. Способ определения массовой конповерхностей цилиндра и поршня в край- центрации диоксида углерода в гизированнем верхнем положении последнего. ных напитках, включащий отбор пробы

Когда поршень занимает положение, напитка в замкнутый объем, десорбцию из изображенное на фиг.1, камеры 11 и 12 на- нее диоксида углерода под вакуумом, повычинают сообщаться друг с другом через на- 30 шение давления в замкнутом объеме и измеклонные пазы 9, выполненные в меньшем рение при конечном давлении обьема торце поршня. Под действием давления в выделившегося диоксида углерода, о тл икамере 11 и разрежения в камере 12 про- ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения исходит переток напитка из одной камеры анализа, при десорбции диоксида угв другую через наклонные пазы 9 с одно- 35 лерода из.пробы наФ ткаосуществляютее временным распылением его до мелкодис- диспергирование, повышение давления персного состояния. Поскольку объем выделившегося диоксида углерода осущепробы напитка невелик, а перепад давле- ствляют до величины нормального атмосний в камерах 11 и 12 значителен, процесс ферного давления сразу после десорбции перетока напитка из одной камеры в дру- 40 диоксида углерода, а пробу напитка отбирагую занимает небольшой промежуток вре- ют в объеме мени. Поэтому процесс диспергирования . V = Vp(1 - at), пробы напитка осуществляют, не прекра- где V — объем отбираемой пробы напитка; щая движения поршня. Чо — постоянная заданная величина объВ процессе диспергирования напитка 45 ема; под вакуумом происходит интенсивная де- а — термический коэффициент объемносорбция из него диоксида углерода, кото- ro расширения диоксида углерода; рая при последующем опускании поршня t — температура напитка. до крайнего нижнего положения про- 2. Устройство для определения массодолжается вследствие продолжения про- 50 вой концентрации диоксида углерода в гацесса вакуумирования замкнутого зированных напитках, включающее объема (камер 11 и 12) перемещающимся цилиндр для отбора пробы с поршнем, вниз поршнем. подводящим и отводящим патрубками для

К окончанию движения поршня вниз напитка, средство для измерения объема, процесс десорбции диоксида углерода из 55 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью напитка полностью завершается. При по- ускорения анализа, оно снабжено маноследующем вращении привода 18 в проти- метром, подсоединенным к цилиндру для воположную сторону повышают давление в забора пробы, средство для измерения объэамкнутом объеме до нормального атмос- ема выполнено в виде сильфона, закрепленферного давления (7бб мм рт.ст.), считмвае1681192 д г 7

Составитель А, Кубасов

Техред M,Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор А, Огар

Заказ 3307 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ного на штоке поршня, цилиндр и поршень выполнены двухступенчатыми, по периферии меньшего торца поршня выполнены наклонные пазы, в меньшей ступени поршня выполнена герметическая полость, подсоединенная к сильфону, указатель объемов напитка закреплен на сильфоне, а герметичная полость и сильфон заполнены диоксидом углерода.

3, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что торец меньшей ступени поршня

5 выполнен из теплонроводного материала, остальные части поршня, а также цилиндр и сильфон — из нетеплопроводного.