Способы сатурации и типы сатураторов

Сатурация воды производится в аппаратах, называемых сатураторами или карбонизаторами. Для сатурации воды применяют один из нескольких способов: размешивание воды с барботируемым в нее газом; распыление воды до мельчайших, частиц в атмосфере углекислого газа; пропускание воды по керамической насадке с большой поверхностью навстречу движению углекислого газа; смешивание воды с газом в водоструйном эжекторе.

В зависимости от используемых способов сатурации различают сатураторы смесительные, распылительные, комбинированные. Сатураторы, в которых насыщение воды производится, смешиванием ее с поступающим через барботер газом, называются смесительными. Распылительными, или колончатыми, называются сатураторы, в которых распыленная до мельчайших частиц вода пропускается через сатурационную колонку, заполненную керамической насадкой, навстречу углекислому газу. Сатураторы, в которых применяется два или несколько из названных способов сатурации, называются комбинированными.

Для более полного насыщения углекислым газом вода в процессе сатурации подвергается деаэрации; в более совершенных типах сатураторов деаэрация производится также и перед насыщением. В процессе насыщения воздух из воды вытесняется углекислым газом вследствие разности парциальных давлений газа и воздуха. Перед насыщением из воды, находящейся в специальном деаэраторе, удаляют воздух вакуум-насосом. Аппараты, в которых осуществляется такой процесс, называются вакуум-сатураторами. Наиболее совершенными являются комбинированные непрерывно действующие автоматические вакуум-сатураторы.

Сатурационная установка непрерывного действия марки СНД (рис. 14) представляет собой комбинацию смесительного и колончатого сатураторов. Установка состоит из смесительного резервуара 1 с вмонтированной в него оросительной колонкой 2, поршневого насоса 3 для подачи воды и электродвигателя. Смесительный резервуар выполнен из нержавеющей стали в виде горизонтального цилиндра с полусферическими днищами. При помощи двух поясов он прикреплен к раме, смонтированной на чугунной плите. В резервуаре имеется многолопастная мешалка, приводимая в движение от электродвигателя через редуктор. Кроме мешалки, резервуар оснащен регулятором уровня воды, предохранительным клапаном, манометром и барботером для углекислого газа, подаваемого в смеситель через вентиль и редуктор.

Рис. 14. Сатурацнонная установка непрерывного действия марки СНД: 1 - смесительный резервуар; 2 - оросительная колонка; 3 - поршневой насос; 4 - смотровой стакан.

Оросительная колонка, как и смеситель, выполнена из нержавеющей стали. В верхней ее части имеется четыре распылительные форсунки для воды, подаваемой в колонку. На решетке, укрепленной в нижней части колонки, удерживается слой высотой 800 мм из керамических колец. В крышке колонки имеется трубка для отвода воздуха, выделяющегося из газируемой воды. Конец воздухоотводной трубки введен в смотровой стакан 4, наполненный раствором щелочи и предназначенный для наблюдения за количеством выделяющейся газо-воздушной смеси.

Для подачи воды в сатуратор имеется горизонтальный поршневой насос двойного действия производительностью 1500 л/ч, приводимый в движение от электродвигателя через клиноременную передачу и пару конических шестерен.

Газирование воды в сатураторе производится следующим образом. Охлажденная до 1-2° С вода поршневым насосом подается в верхнюю часть сатурационной колонки; здесь при помощи распылительных форсунок вода разбрызгивается и стекает по насадке керамических колец в смесительный резервуар. На пути следования вода вначале в виде мельчайших капель, а затем в виде тонких пленок вступает в контакт с движущимся из смесителя углекислым газом и абсорбирует его. Дальнейшее насыщение воды происходит в смесительном резервуаре при интенсивном размешивании ее с углекислым газом, подаваемым в смеситель через барботер. Нерастворившийся в воде газ из смесительного резервуара поступает в колонку и поднимается вверх по насадке. Нерастворившийся газ в смеси с воздухом, выделяющимся из воды в процессе сатурации, периодически выпускается в атмосферу через газо-воздушную трубку и заполненный щелочью стакан. Газированная вода непрерывно отводится из резервуара к разливочным машинам.

Сатуратор СНД работает под избыточным давлением 2,94-3,92 Мн/м² (3 - 4 кГ/см²). Вода насыщается углекислым газом до 0,6% к массе при максимальной температуре воды 7° С. Производительность сатуратора 1500 л/ч. Мешалка совершает 40 об/мин. Мощность электродвигателя 1,6 кВт.