Способ разлива жидкостей в емкости

Авторы патента:

B67C3/06 - с использованием противодавления, т.е. наполнение сосуда в момент его нахождения под давлением

Владельцы патента RU 2336222:

Журавлев Сергей Александрович (UA)

Способ относится к технологии фасовки жидких продуктов, а именно газированной воды или других газированных напитков в ПЭТ-бутылки. После наполнения емкости газированной жидкостью и перед выравниванием давлений в середине и снаружи емкости жидкость в емкости подвергают кратковременному пневматическому воздействию («пневмоудару»). Воздействие осуществляют путем подачи в емкость газа насыщения под давлением, величина которого в 1,2...2,9 раза больше величины давления жидкости при ее подаче в емкость, а длительность - 1...7 сек. При использовании указанного пневматического воздействия интенсивность выхода газа из жидкости сразу после заполнения емкости существенно уменьшается. За счет сокращения длительности заполнения емкости газированной жидкостью достигается уменьшение потерь газа насыщения и повышение производительности процесса разлива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

Способ относится к технологии дозирования жидких продуктов в разные емкости, в том числе газированной воды и других газированных напитков в ПЭТ-бутылки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разлива газированных жидкостей в бутылки, который включает наполнение бутылки жидкостью, предварительно насыщенной двуокисью углерода. Одновременно с наполнением емкости в ее середине для предотвращения потерь газа насыщения создают противодавление путем подачи газа под давлением, величина которого несколько меньше величины давления газа, растворенного в бутылке. После наполнения емкости ее оставляют некоторое время открытой для выравнивания давления газа в ее середине и снаружи, после чего емкость закупоривают и удаляют из машины (SU 967272, кл. В67С 3/06, публ. 15.10.82). Охарактеризованный способ разлива взят как прототип предлагаемого.

При разливе газированной жидкости в емкость скорость наполнения ограничена временем, необходимым для сохранения необходимой степени насыщения жидкости газом. Известно, что количество газа, который выходит из жидкости при наполнении, пропорционально зависит от скорости наполнения: чем больше скорость наполнения, тем больше газа выходит из жидкости во время наполнения емкости и выравнивания давлений газа в ее середине и снаружи (так называемое "закипание" жидкости, насыщенной газом). В определенной степени выход газа из жидкости снижается за счет создания упомянутого выше противодавления. Но с повышением скорости наполнения даже при наличии противодавления выход газа из жидкости достаточно интенсивный. Например, было выявлено, что при уменьшении длительности наполнения бутылки емкостью 1,5 л с 30 сек до 15 сек в условиях действия противодавления величиной, на 0,03 МПа меньшей величины давления наполнения, массовая доля (МД) двуокиси углерода в газированной воде уменьшалась с 0,56 до 0,45 г/л, то есть на 20%. Высокие потери газа насыщения не только приводят к ухудшению качества газированной воды или напитка, но кроме этого, в значительной мере повышают себестоимость продукции. Но поддержка необходимой величины МД газа насыщения за счет выдерживания значительной длительности наполнения емкости газированной жидкостью ограничивает производительность процесса разлива. Возможность повышения производительности процесса за счет увеличения разливочных головок также ограничена допустимыми габаритами машины.

В основу изобретения поставлена задача создания таких условий процесса разлива газированных жидкостей, при которых при достаточно большой скорости наполнения степень насыщенности жидкости газом в емкости после ее наполнения и закупоривания оставалась бы достаточно высокой. За счет уменьшения длительности наполнения можно существенно повысить производительность процесса без повышения количества разливочных головок, а за счет уменьшения выхода газа из жидкости - снизить его потери.

Для решения поставленной задачи в способе разлива газированных жидкостей в емкости, включающем операции наполнения под давлением предварительно насыщенной газом жидкости одновременно с образованием в емкости противодавления путем подачи в ее середину газа насыщения под давлением, меньшим давления наполнения, и выравнивания давлений в середине и снаружи емкости путем выпуска из нее части газа, в соответствии с изобретением после наполнения и перед выравниванием давлений в середине емкости и снаружи жидкость в емкости подвергают кратковременному пневматическому воздействию путем подачи в ее середину газа насыщения под давлением, величина которого в 1,2...2,9 раз больше величины давления наполнения, а длительность воздействия составляет 1...7 сек.

Так, при давлении наполнения 0,2...0,3 МПа целесообразно величину противодавления на 0,01...0,03 МПа принять меньшей величины давления наполнения, величину давления газа насыщения при кратковременном пневматическом воздействии ("пневмоударе") принять в пределах 0,35...0,65 МПа, а длительность воздействия - 1,5...6,5 сек.

Выявлено, что при применении указанного "пневмоудара" интенсивность выхода газа из жидкости сразу после заполнения емкости существенно приглушается. В предлагаемом способе суммарная длительность наполнения (Тсум) одной емкости состоит из длительности наполнения жидкости (Тнап), длительности выравнивания давлений (Твыр) газа в середине емкости и снаружи и длительности пневматического удара (Тпу):

Тсум=Тнап+Твыр+Тпу.

Благодаря указанному приглушению выхода газа из жидкости при "пневмоударе" несмотря на то, что в известном способе "пневмоудар" отсутствует и Тпу=0, доказано, что суммарная длительность наполнения в предлагаемом способе существенно меньше. Например, выявлено, что при разливе воды, насыщенной двуокисью углерода, в бутылки 1,5 л Тсум при заданной МД газа насыщения (0,56 г СО₂ на 1 литр воды) в 1,4...1,6 раза меньше при осуществлении предлагаемого, чем известного способа без осуществления "пневмоудара".

Уменьшение суммарного времени наполнения емкостей позволяет повысить производительность процесса, а также несмотря на определенный расход газа для осуществления "пневмоударов" уменьшить его суммарный расход.

На прилагаемом чертеже показана блок-схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется таким образом. Жидкость, насыщенная двуокисью углерода или другим газом, вода для ополаскивания емкостей и газ насыщения поступают в емкость 1 через соединенную с магистралью 2 подачи жидкости и с магистралью 3 подачи газа в разливочную головку 4. Магистрали 2 и 3 соединены с гидрогазораспределителем 5.

Последний соединен:

с резервуаром 6 для воды для ополаскивания емкостей - магистралями 7 и 8;

с резервуаром 9 с сжатым воздухом для обработки емкостей 1 после их ополаскивания - магистралью 10. Трубка 11 служит для выведения воздуха из емкостей;

с сатуратором 12 - магистралью 13

и с резервуаром 14 с сжатым двуокисью углерода или другим газом насыщения - магистралями 15 подачи газа для образования давления при наполнении жидкостью и 16 - для осуществления пневмоудара.

Трубка 17 служит для выпуска избыточного газа при выравнивании давлений газа в наполненной емкости и внешней среды. На магистралях 7, 10, 15 и 16 установлены манометры 18 и обратные клапаны 19.

После подачи емкости на позицию разлива и осуществления подготовительных операций - подачи в емкость и выпуска из нее ополаскивающей воды и сжатого воздуха - начинают процесс разлива. На первом этапе через магистрали 13 и 2 в емкость подают под давлением Рнап=0,2...0,3 МПа жидкость, предварительно насыщенную в сатураторе 12. Одновременно через магистрали 6 и 3 в емкость под давлением Рпр, величина которого на 0,01...0,05 МПа ниже, чем Рнап, поступает газ насыщения для образования противодавления. Начинается наполнения емкости. Величина (Рнап-Рпр) определяет скорость наполнения.

После заполнения емкости с помощью гидрогазораспределителя 5 магистраль 3 переключается к резервуару с двуокисью углерода (или другим газом насыщения), из которого газ поступает под давлением Рпу, большим, чем на предыдущем этапе, в 1,2...2.9 раза, в течение 1...3 секунд. Это и есть упомянутое кратковременное пневматическое воздействие на жидкость в емкости, или "пневмоудар".

Потом через магистраль 3 и трубку 17 в течение нескольких 1...3 сек выпускают избыточный газ, выравнивая тем самым давление в середине емкости с давлением внешнего пространства. После этого емкость закупоривают и выводят из машины.

При сравнительных испытаниях предлагаемого и известного (принятого за прототип) способов бутылки емкостью 1,5 л наполняли водой, предварительно насыщенной в сатураторе двуокисью углерода. Параметры испытаний были такими:

величина давления наполнения (Рнап) - 0,2...0,5 МПа;

величина противодавления (Рпд) - 0,1...0,4 МПа;

величина давления "пневмоудара" (Рпу) - 0,23...0,85 МПа;

длительность "пневмоудара" (Тпу) - 1...8 сек;

длительность выравнивания давления в середине и снаружи емкости (Твыр) - 1...4 сек;

температура воды - 6...12 град С.

За норму было принято насыщение жидкости с массовой долей МД=0,56 г/л. Суммарная длительность наполнения для сравниваемых способов:

Тсум=Тнап+Твыр+Тпу.

При этом для известного способа Рпу=0, Тпу=0.

Для предлагаемого способа нормативная МД СО₂ достигалась при Тсум=20...25 сек при разных комбинациях величин параметров, которые регулировались в указанных выше границах. Для известного способа указанная МД CO₂ достигалась за 32...35 сек, см. табл.1-4.

Табл. 1
Определение суммарной длительности наполнения без пневмоудара при температуре воды - 6 град С
	Давление наполнения, МПа	Длительность наполнения, (Тнап), сек	Противодавление МПа	Давление пневматич. воздействия МПа	Длительность пневматич. воздействия, (Тпу), сек	Длительность выравнивания давлений, (Твыр) сек	Суммарная длительность наполнения (Тсум), сек
1	2	3	4	5	6	7	8
Замер 1	0,17	12	0.15	0	0	26	38
Замер 2	0,2	12	0.18	0	0	22	34
Замер 3	0,2	12	0.18	0	0	21	33
Замер 4	0,24	12	0.22	0	0	22	34
Замер 5	0,26	12	0.24	0	0	22	34
Замер 6	0,28	12	0.26	0	0	23	35
Замер 7	0,29	12	0.27	0	0	23	35
Замер 8	0,4	12	0.38	0	0	24	36
Замер 9	0,5	12	0.48	0	0	27	39
Замеры проводились при исходных данных:
1. Емкость ПЭТ - бутылки - 1,5 л
2. Давления газа насыщения - 0,56 г СО₂ на 1 литр воды

Табл.2
Определение суммарной длительности наполнения с пневмоударом при температуре воды - 6 град С
	Давление наполнения, МПа	Длительность наполнения, (Тнап), сек	Противодавление, МПа	Давление пневматич. воздействия МПа	Длительность пневматич. воздействия, (Тпу), сек	Длительность выравнивания давлений, (Твыр), сек	Суммарная длительность наполнения (Тсум), сек
1	2	3	4	5	6	7	8
Замер 1	0,17	12	0.15	0,45	1	21	34
Замер 2	0,2	12	0.18	0,45	2	18	22
Замер 3	0,2	12	0.18	0,5	3	18	23
Замер 4	0,24	12	0.21	0,5	5	15	22
Замер 5	0,26	12	0.23	0,5	6	10	24
Замер 6	0,28	12	0.25	0,6	7	6	25
Замер 7	0,29	12	0.26	0,6	8	7	27
Замер 8	0,4	12	0.37	0,8	8	7	27
Замер 9	0,5	12	0.47	0,8	5	11	28
Замеры проводились при исходных данных:
1. Емкость ПЭТ - бутылки - 1,5 л
2. Давления газа насыщения - 0,56 г CO₂ на 1 литр воды

Табл.3
Определение суммарной длительности наполнения с пневмоударом, при температуре воды - 12 град С
	Давление наполнения, МПа	Длительность наполнения, (Тнап)сек	Противодавление, МПа	Давление пневматич. воздействия МПа	Длительность пневматич. воздействия, (Тпу)сек	Длительность выравнивания давлений, (Твыр), сек	Суммарная длительность наполнения (Тсум), сек
1	2	3	4	5	6	7	8
Замер 1	0,17	12	0.15	0,45	2	22	36
Замер 2	0,2	12	0.18	0,45	2	9	23
Замер 3	0,2	12	0.18	0,5	3	9	24
Замер 4	0,24	12	0.21	0,5	5	7	24
Замер 5	0,26	12	0.23	0,5	6	7	25
Замер 6	0,28	12	0.25	0,6	7	6	25
Замер 7	0,29	13	0.26	0,6	8	5	26
Замер 8	0,4	13	0.37	0,8	8	5	26
Замер 9	0,5	13	0.47	0,8	6	11	30
Замеры проводились при исходных данных:
1. Емкость ПЭТ - бутылки - 1,5 л
2. Давления газа насыщения - 0,56 г CO₂ на 1 литр воды

Табл.4
Определение суммарной длительности наполнения с пневмоударом, при температуре воды - 13,5 град С
	Давление наполнения, МПа	Длительность наполнения, (Тнап), сек	Противодавление, МПа	Давление пневматического воздействия МПа	Длительность пневматич. воздействия, (Тпу) сек	Длительность выравнивания давлений, (Твыр) сек	Суммарная длительность наполнения (Тсум), сек
1	2	3	4	5	6	7	8
Замер 1	0,17	14	0.15	0,45	2	36	52
Замер 2	0,2	14	0.18	0,45	2	23	39
Замер 3	0,2	14	0.18	0,5	3	20	37
Замер 4	0,24	14	0.21	0,5	5	17	36
Замер 5	0,26	14	0.23	0,5	6	14	34
Замер 6	0,28	14	0.25	0,6	7	11	32
Замер 7	0,29	14	0.26	0,6	8	7	29
Замер 8	0,4	15	0.37	0,8	8	7	30
Замер 9	0,5	15	0.47	0,8	6	17	36
Замеры проводились при исходных данных:
1. Емкость ПЭТ - бутылки - 1,5 л
2. Давления газа насыщения - 0,56 г CO₂ на 1 литр воды

1. Способ разлива жидкостей в емкости, включающий операции наполнения под давлением предварительно насыщенной газом жидкости одновременно с образованием в емкости противодавления путем подачи в ее середину газа насыщения под давлением, меньшим давления наполнения, и выравнивания давлений в середине и снаружи емкости путем выпускания из нее части газа, отличающийся тем, что после наполнения и перед выравниванием давлений в середине емкости и снаружи жидкость в емкости подвергают кратковременному пневматическому воздействию путем подачи в середину емкости газа насыщения под давлением, величина которого в 1,2...2,9 раза больше величины давления наполнения, а длительность воздействия составляет 1...7 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при давлении наполнения 0,2...0,3 МПа величину противодавления принимают на 0,01...0,03 МПа меньшей, величину давления газа насыщения при кратковременном пневматическом воздействии принимают в пределах 0,35...0,65 МПа, а длительность воздействия - 1,5...6,5 с.

Способ автоматического розлива жидкости в тару // 2196727

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано при розливе маловязких жидкостей, обладающих небольшой электропроводностью, например газированных жидкостей.

Способ розлива полусладких или полусухих вин // 2196726

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано при розливе полусладких или полусухих вин. .

Способ розлива напитка в тару // 2161591

Изобретение относится к пивобезалкогольной и винодельческой промышленности. .

Устройство для розлива пенящихся жидкостей в бутылки // 1333630

Изобретение относится к пищевой промьшшенности и может быть использовано , например, для розлива лимонада. .

Дроссельный клапан для сброса давления газа // 1115998

Устройство для наполнения бутылок жидкостями с противодавлением // 1058501

Разливочный патрон к устройствам для наполнения емкостей жидкостью с противодавлением // 967272

Разливочный потрон для наполнения бутылок газированными жидкостями // 591405

Способ сборки сосудов перед заполнением их жидкостью, находящейся под давлением // 582196

Устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков // 2364568

Изобретение относится к торговому оборудованию для отпуска пива и других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в пластиковые бутылки в киосках, магазинах, ресторанах и барах

Трехходовой кран (варианты) и устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков в открытую тару с его использованием // 2368828

Устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков // 2381174

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию для отпуска напитков из изобарической емкости в бутылки

Способ наполнения бутылок или подобных емкостей одним жидким разливаемым продуктом и разливочная машина // 2406685

Изобретение относится к способу наполнения с использованием противодавления

Устройство для розлива пенящихся и/или газированных напитков в открытую тару // 2406686

Устройство для ручного розлива, газирования и укупорки под давлением пенящихся или газированных напитков // 2482054

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано для розлива, газирования и укупорки под давлением напитков в тару различной емкости

Устройство для розлива пенящихся и газированных напитков в открытую тару // 2530844

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано в устройствах для отпуска пива и других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в открытую тару (стаканы или кружки) в киосках розничной торговли, в магазинах, ресторанах и барах. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы, а также обеспечение возможности использования не только специальной съемной накопительной емкости, но и одноразовой стандартной и нестандартной пластиковой тары в качестве съемной накопительной емкости. Устройство включает съемную накопительную емкость для напитка, корпус, имеющий осесимметричное гнездо с элементами герметичного закрепления в нем горловины накопительной емкости, кран для слива напитка, установленный в корпусе, входное отверстие которого соединено с полостью осесимметричного гнезда корпуса, и подставку, на которой размещен корпус устройства. Корпус снабжен переходной съемной трубкой с элементами ее крепления одним торцом в осесимметричном гнезде корпуса, а к другому ее торцу прикреплен съемный колпачок с осевым отверстием и элементами герметичного крепления в нем нестандартной горловины съемной накопительной емкости, причем съемная накопительная емкость снабжена пробкой или обратным клапаном с калиброванным отверстием, расположенным в ее днище, или представляет собой одноразовую тару для напитка, выполненную, например, в виде ПЭТ-бутылки. Кроме того, устройство снабжено набором съемных колпачков к переходной трубке, имеющих разные размеры их внутренних полостей для разных нестандартных горловин одноразовой тары и разных элементов их крепления и иглой для прокола днища одноразовой тары, имеющей калиброванный заостренный наконечник. Корпус размещен на подставке с возможностью его разъединения с подставкой. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Защитное устройство для розлива пенящихся и газированных напитков под давлением в стеклянную емкость // 2579345

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано для отпуска пива и других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в стеклянные емкости в киосках розничной торговли, в магазинах, ресторанах и барах. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей защитного устройства. Защитное устройство включает полый разъемный корпус, выполненный с возможностью размещения в нем стеклянной емкости под напиток, содержащий верхнюю часть с горловиной и узлом уплотнения и нижнюю донную часть и имеющий на участке сопряжения его верхней и нижней частей элементы разъемного соединения, обеспечивающие возможность соосного герметичного примыкания горловины стеклянной емкости к узлу уплотнения горловины корпуса. Горловина корпуса имеет внешние форму и размеры международного стандарта РСО (Plastic Closures Only) или BPF (British Plastics Federation) горловин ПЭТ-емкостей, соответствующие форме и размеру гнезда механизма герметичного крепления указанной горловины корпуса к сливному каналу устройства для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков под давлением, узел уплотнения расположен в нижней торцевой части горловины корпуса для обеспечения возможности герметичного примыкания торца горловины стеклянной емкости для напитка к нижнему торцу горловины корпуса защитного устройства, а элементы разъемного соединения верхней горловинной и нижней донной частей корпуса выполнены в виде байонетного или резьбового соединения. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Модуль для ручного розлива пенящихся и газированных напитков под давлением в стеклянную емкость // 2579346

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано для отпуска пива и других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в стеклянные емкости в киосках розничной торговли, в магазинах, ресторанах и барах. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, долговечности и удобства эксплуатации модуля. Модуль включает: бокс для защиты персонала, имеющий верхнюю и боковую стенки, днище и дверку с защелкой для ввода и вывода из последнего стеклянной емкости; средство для переключения потоков с ручкой управления, установленное над верхней стенкой бокса и содержащее штуцеры для соединения с трубопроводами подачи газа и напитка и узел уплотнения горловины стеклянной емкости вокруг наливного канала, расположенный внутри бокса и кинематически связанный с корпусом средства для переключения потоков; механизм герметичного крепления горловины стеклянной емкости к узлу ее уплотнения вокруг наливного канала средства для переключения потоков, расположенный внутри бокса, прикрепленный к его днищу и включающий платформу для размещения стеклянной емкости, установленную под наливным каналом и соосно последнему, узел возвратно-поступательного перемещения платформы соосно наливному каналу, кинематически связанный с платформой, и ручку управления указанным механизмом, выведенную из бокса наружу. Бокс снабжен колпаком, расположенным над верхней стенкой бокса, и основанием, выполненным в виде обечайки и расположенным вокруг днища бокса; верхняя и боковая стенки и днище бокса выполнены монолитными из одного материала или соединенными в единое целое из разных материалов; колпак и основание бокса связаны между собой стойками, расположенными снаружи боковых стенок бокса, корпус средства для переключения потоков закреплен на колпаке, а узел уплотнения горловины стеклянной емкости вокруг наливного канала соединен с корпусом средства для переключения потоков узлом быстрого разъема. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Защитное устройство для розлива пенящихся и газированных напитков под давлением в стеклянную емкость // 2607544

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано для отпуска напитков из изобарической емкости в стеклянные емкости. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей защитного устройства. Защитное устройство включает полый разъемный корпус, выполненный с возможностью размещения в нем стеклянной емкости под напиток, содержащий верхнюю часть с горловиной и узлом уплотнения, и нижнюю часть с дном, и имеющий на участке сопряжения его верхней и нижней частей элементы разъемного соединения, обеспечивающие возможность соосного герметичного примыкания горловины стеклянной емкости к узлу уплотнения горловины корпуса защитного устройства. Дно в нижней части корпуса выполнено в виде съемного диска, имеющего элементы разъемного соединения с корпусом и установленного с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения на длину, равную разнице между высотами наибольшей и наименьшей стеклянными емкостями, устанавливаемыми в разъемный корпус устройства, а узел уплотнения расположен в нижней торцевой части горловины корпуса для обеспечения возможности герметичного примыкания торца горловины стеклянной емкости для напитка к нижнему торцу горловины корпуса защитного устройства и выполнен в виде упругоэластичного кольца, прикрепленного к нижнему торцу горловины корпуса и имеющего коническую контактирующую поверхность с торцом горловины стеклянной емкости, выполненную в виде конуса или раструба. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.