碳酸水制备系统通常是用于生产碳酸饮料或矿泉水的一种设备,通过向水中注入二氧化碳气体,使其溶解于水中,形成碳酸水。
碳酸水制备系统主要分为工业连续生产系统、商业现调系统两大类。
1.工业连续碳酸化系统
这是饮料工厂、水厂等大规模生产使用的专业系统,追求高的碳酸化精度、气体溶解率和生产稳定性。
核心原理: 工业系统通常配备专门的水脱氧装置(如真空脱气或气提脱氧)。先去除水中的溶解氧,不仅能防止饮料氧化变质,还能为二氧化碳腾出更多的溶解空间,极大提升碳酸化效率和最终的含气量。
主流技术:
文丘里饱和器技术: 利用增压泵将水高速输送通过文丘里管,在喉部产生局部真空,从而自动吸入并精细切割二氧化碳气体。气体被粉碎成微米级气泡,与水剧烈混合并迅速溶解。
射流混合与缓冲增压技术: 通过特制的喷头将高压气体细化,气液混合物在增压腔内发生激烈冲撞,将更多气体强行压入液体中,可将水中碳酸浓度提升到较高水平(如1000mg/L以上)。
系统特点: 全自动化控制,可实现无损失的CO₂连续供应,通常与无菌灌装工艺结合,广泛用于各类瓶装汽水、苏打水及起泡酒的生产。
2.商业现调碳酸系统
常见于快餐店、电影院、便利店等场所的“汽水机”,特点是即制即饮,高度集成。
核心原理: 这是一个集水处理、制冷、碳化、糖浆混合于一体的紧凑系统。
工作流程:
水过滤与加压: 自来水经过滤器净化后,由碳化泵加压至140-170 PSI(约9.6-11.7 Bar)。
雾化碳化: 高压水通过喷嘴在碳化缸内雾化,与二氧化碳气体充分接触并混合生成碳酸水。
深度制冷: 生成的碳酸水(以及独立的糖浆管路)流经浸泡在冰水槽中的不锈钢盘管,被迅速降温至2℃以下。低温能大幅提升二氧化碳在水中的溶解度,保证饮料的“杀口感”。
分配出饮: 当按下饮料塔阀门时,冰镇的碳酸水与糖浆按预设比例在阀嘴处混合,流出成为一杯冰爽的碳酸饮料。
1.水处理系统:水源需要经过过滤、软化等处理,以确保水质达到饮用标准。常见的水处理方式包括反渗透(RO)过滤、活性炭吸附、紫外线杀菌等。
2.二氧化碳气体供给系统:二氧化碳气体通常由气瓶或液态二氧化碳罐提供,气体会被储存在高压容器中,并通过专门的管道输送至碳酸水混合区域。
3.碳酸化罐:这是碳酸水制备的核心部分,水和二氧化碳在这里进行混合。罐内会加压,使二氧化碳充分溶解到水中,形成碳酸水。
4.压力控制系统:在整个过程中,需要对碳酸化罐的压力进行精确控制,确保二氧化碳能够溶解在水中并保持在合适的浓度。
5.冷却系统:为了提高二氧化碳的溶解效率,通常会对水进行冷却,因为低温有助于二氧化碳在水中的溶解。
6.混合系统:水与二氧化碳的混合不仅依赖于加压,还可能需要搅拌系统来增强混合效果,确保二氧化碳均匀分布。
7.自动化控制系统:现代碳酸水制备系统通常配备自动化控制系统,用于监控整个过程,包括水质、二氧化碳浓度、压力、温度等参数,确保制备过程的稳定性和安全性。
8.包装系统:制备好的碳酸水通常通过自动化包装线进行灌装,确保水瓶或其他容器密封,以防止二氧化碳逸散,保持饮料的气泡。
碳酸水制备系统广泛应用于饮料生产、矿泉水厂、饮料加工厂等地方。随着自动化技术的进步,这些系统可以提高生产效率和水质一致性。
