Апарат для проведення масообмінних процесів у гетерогенних системах

Реферат: Винахід належить до апаратів для проведення масообмінних процесів і може бути використаний для проведення процесів диспергування газу в рідині, з супутніми масообмінними процесами, наприклад, для проведення газорідинних реакцій, абсорбції в харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Технічним результатом технічного рішення, що заявляється, є підвищення стійкого вмісту газу в кінцевому продукті і підвищення продуктивності роботи пристрою при карбонізації рідин, здатних до піноутворення. Апарат включає засіб для подачі компонентів в ємність (7) під тиском, що містить механізм герметичного роз'ємного під'єднування до нього горловини ємності (7) і вузол для диспергування компонентів в ємності (7), блок керування подачею компонентів в ємність (7), який пов'язаний із засобом для подачі компонентів в ємність (7) під тиском і каналом (29 або 35 або 37) стравлювання газу з ємності (7) в атмосферу через регульований дросельний вентиль (9) і виконаний з можливістю підключення до трубопроводу (4) подачі газу під тиском або трубопроводу (6) подачі рідини під тиском і з можливістю подачі до засобу для подачі компонентів в ємність (7) або газу під тиском, або рідини під тиском з одночасним забезпеченням стравлювання газу з наповнюваної ємності (7), або перекриття трубопроводів (4 і 6) подачі газу під тиском і подачі рідини під тиском відповідно. 7 з. п. ф, 6 іл. UA 100761 C2 (12) UA 100761 C2 UA 100761 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до апаратів для проведення масообмінних процесів і може бути використаний для проведення процесів диспергування газу в рідині, з супутніми масообмінними процесами, наприклад, для проведення газорідинних реакцій, абсорбції в харчовій, фармацевтичній і інших галузях промисловості. Відомо, що рідини, наприклад вода, напої, насичені вуглекислим газом або киснем, відрізняються своєрідним приємним смаком, освіжаючими властивостями і так званою ігристістю (інтенсивне і тривале виділення бульбашок газу). Кисень має лікувальнопрофілактичні властивості при гіпоксії організму. Вуглекислий газ має консервуючу властивість, завдяки чому підвищується стійкість напоїв при зберіганні. Газування проводиться механічним введенням і розчиненням в рідині вуглекислого газу (фруктові і мінеральні води, газовані, або шипучі, вина і вода) або природним насиченням напою вуглекислим газом, що виділяється при бродінні (темно-зелене і акратофорне шампанське, ігристі вина, сидр, пиво, хлібний квас). Першим способом напої газуються в спеціальних апаратах - сатураторах, акратофорах або металевих танках під тиском, з попереднім охолоджуванням рідини і відведенням з неї повітря. Ступінь насичення напоїв вуглекислим газом або киснем до 5-10 г/л. Освітлене пиво в деяких випадках піддають примусовій карбонізації - насиченню вуглекислим газом. В процесі примусової карбонізації через укладене в герметичну ємність пиво проганяють під тиском харчовий вуглекислий газ. Такий самий принцип лежав в основі радянських сифонів для домашнього приготування газованих напоїв. Внаслідок того, що примусова карбонізація чудово підходить для фільтрованого пива, а також завдяки більшій технологічності, саме цей вид насичення пива вуглекислотою застосовується на більшості сучасних пивних заводів. Відомі різні способи насичення рідини газом. Один із способів полягає в напусканні в об'єм води вуглекислого газу. При цьому у воді створюються бульбашки вуглекислого газу, які піднімаються вгору, при цьому газ розчиняється у воді Цей спосіб широко використовується в пристроях (автоматичних сатураторах) для газування води і застосовний для отримання газованої води у відносно невеликих об'ємах: один стакан. Сатуратор містить сатураційну камеру, пристрій для часткового заповнення сатураційної камери водою до заданого рівня, пристрій для впускання в сатураційну камеру вуглекислого газу, пристрій для перемішування води з метою насичення цієї води вуглекислим газом, встановлений усередині сатураційної камери, пристрій для стравлювання з сатураційної камери надмірного тиску газу, пристрій для дозованого розливу газованої води. Пристрій для стравлювання надмірного тиску газу виконаний у вигляді газового випускного клапана, сполученого з сатураційною камерою і містить пристрій для зниження шуму газу, що випускається, сполученого з цим газовим випускним клапаном [W0, 2002/081067, МПК B01F 3/04, опубл. 17.10.2002 p.]. Основний недолік цього пристрою полягає в тому, що при збільшенні об'єму рідини, що піддається газуванню, значнозбільшується час карбонізації в камері, потрібні додаткові перемішуючі засоби, а також пристрій не дозволяє фасувати готовий продукт в тару для відпуску споживачеві і/або зберігання (транспортування) в об'ємі 0,5-3 літри, наприклад, в пластикові ПЕТ-пляшки. Інший спосіб полягає в розбризкуванні або розпилюванні води в атмосфері вуглекислого газу. У цьому способі сатураційна камера спочатку заповнюється вуглекислим газом, а потім в цю камеру уприскується вода. Вуглекислий газ розчиняється в крапельках води, і ці краплі приносять розчинений в них вуглекислий газ в об'єм води, що накопичується. Сатуратор містить послідовно встановлені колони деаерації, насичення і стабілізації, кожна з яких має газову і повітряну порожнини, лінію відведення повітря з колони деаерації, лінії подачі води в колони деаерації і насичення, вузол насичення води вуглекислим газом, пристрій змішування газованої води з сиропом, сполучні лінії, лінії подачі вуглекислого газу у вузол насичення, колони насичення і стабілізації, лінію відведення готового напою і встановлені в згаданих лініях клапани [Патент РФ № 2163081, МПК A23L 2/54, B01F 3/04, опубл. 20.02.2001 р.]. Сатуратор забезпечений щонайменше однією додатковою лінією подачі вуглекислого газу для додаткового перемішування зі встановленим в ній насосом, що сполучає рідинну і газову порожнини колони насичення і/або стабілізації, при цьому вхід насоса сполучений з газовою порожниною відповідної колони, а клапан, встановлений на лінії відведення готового напою, виконаний у вигляді регулятора тиску. Проте такий пристрій має складну конструкцію, вимагає окремого цеху для отримання газованої рідини, а також пристрій не може відразу фасувати готовий продукт в об'ємі 0,5-3,0 літра в тару для продажу споживачеві і/або зберігання (транспортування), наприклад, в пластикові ПЕТ-пляшки. Відомий пристрій для приготування і видачі газорідинного коктейлю, наприклад, кисневого, що містить корпус з резервуаром для піноутворюючої рідини, спінювач, систему подачі з 1 UA 100761 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 клапаном подачі газу, дозуючим насосом і розміщеною в резервуарі мішалкою з електроприводом [патент РФ № 2059401, МПК A47J 43/12, опубл. 10.05.1996 р.]. При цьому резервуар і спінювач розміщені на корпусі, що формує насос, сполучений всмоктуючим отвором з резервуаром, а нагнітальним отвором зі спінювачем, пристрій має підпружинений важіль, встановлений з можливістю взаємодії з штоком дозуючого насоса і клапаном подачі газу. Проте такий пристрій має складну конструкцію, а також пристрій не передбачає можливість відразу фасувати готовий продукт в об'ємі 0,5-3,0 літра в тару для продажу споживачеві і/або зберігання (транспортування), наприклад, в пластикові ПЕТ-пляшки. Відомий пристрій для приготування газованої води [патент РФ № 2008773, МПК A23L 2/00, опубл. 15.03.1994 p.], що містить замкнуту циліндричну ємність з плоскими днищами і патрубками для подачі води, діоксиду вуглецю і відбору газованої води, встановлені на патрубках запірно-регулюючі клапани, укріплений на патрубку для подачі діоксиду вуглецю розподільний елемент і пристосування для подачі води і діоксиду вуглецю під тиском і видачі газованої води, сполучені з відповідними патрубками. З метою підвищення ступеня насичення води діоксидом вуглецю, пристрій забезпечений пристосуванням для запобігання утворенню газової фази, змонтованим в циліндричній ємності і таким, що включає камеру, бічні стінки якої виконані еластичними і мають складки акордеонного типу, а торцеві - жорсткими, і елемент повного стиснення камери до нульового об'єму, виконаний у вигляді спіральної пружини, закріпленої на одному з днищ ємності і сполученої з однією з торцевих стінок камери для стиснення бічних її стінок шляхом переміщення однієї торцевої стінки до іншої, при цьому остання укріплена на протилежному елементі стиснення днищі ємності, патрубки для подачі води, діоксиду вуглецю і відбору газованої води змонтовані в цій торцевій стінці камери, а пристосування для подачі води під тиском виконане так, що забезпечує тиск, достатній для подолання зусиль спіральної пружини і розширення камери до об'єму води, що подається. Пристрій дозволяє розливати газований напій в ємності з кришками, що загвинчуються. Проте, оскільки пристрій призначений для приготування газованої води в умовах невагомості, то він містить елементи (гофрована камера з пружиною, еластичний мішок в ємності для напою і тому подібне), які ускладнюють конструкцію пристрою, масообмінні процеси протікають недостатньо інтенсивно, а вузол кріплення горловини ємності до зливного каналу не дозволяє швидко сполучати і роз'єднувати заповнювану ємність з сатуратором. Відомий пристрій (побутовий сатуратор) для насичення рідини, що знаходиться в ємності, газом, забезпечений ковпаком для ємності, в якому виконаний інжекційний канал, закритий одноходовим зворотним клапаном в комбінації з деталлю з пристосуванням для установки балона із стислим газом. Деталь містить регулятор витрати газу при тиску подачі. У деталі розміщений редуктор, в який надходить газ з балона. З ковпаком або деталлю пов'язано ущільнення, герметизуюче стик між виходом і інжекційним каналом в ковпаку [патент США № 49991400, МПК A 23L 2/00, опубл. 12.03.91 г.]. Відомий інший пристрій для газування рідини (апарат для карбонізації шляхом введення СО2 в ємність), що знаходиться в ємності, що включає закупорювальний ковпачок, що нагвинчується на горловину ємності, форсунку для подачі газу, що проходить крізь отвір в закупорювальному ковпачку і сполучену через запірний пристрій з газовим балоном, при цьому місце введення форсунки в закупорювальний ковпачок герметично ущільнене [патент США № 4927569, МПК В01F 3/04, опубл. 22.03.1990 р.]. Недоліки таких пристроїв полягають в тому, що в них масообмінні процеси протікають недостатньо інтенсивно. Це не дозволяє значно підвищити вміст газу в рідині. Вузол кріплення горловини ємності до пристрою не забезпечує швидке з'єднання і роз'єднання її, що знижує продуктивність таких сатураторів. Відомий пристрій для газування і закупорювання рідини, що знаходиться в ємності, що включає стакан, в якому розташований закупорювальний ковпачок, форсунку для подачі газу, встановлену в стакані і сполучену через запірний засіб з газовим балоном, що відрізняється тим, що стакан виконаний еластичним і насаджений на закупорювальний ковпачок, який нагвинчується на шийку ємності з утворенням зазору між торцем шийки ємності і дном ковпачка для проходу через нього газу всередину ємності [патент РФ № 2065281, МПК A23L 2/00, 20.08.1996 р.]. Еластичний стакан забезпечений кільцем ущільнювача. На внутрішній поверхні закупорювального ковпачка поперечним виткам різьби виконані прорізи для проходу газу Недоліком вищеприведеного пристрою є те, що він не забезпечує необхідної продуктивності при отриманні газованого рідкого продукту і надійності закупорювання при газуванні великих партій ємностей з рідиною. Масообмінні процеси в такому сатураторові протікають недостатньо інтенсивно, оскільки газ вводиться в об'єм рідини при атмосферному тиску. Це не дозволяє значно підвищити вміст газу в рідині. 2 UA 100761 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Найбільш близьким аналогом (прототипом) є пристрій для газування і закупорювання рідини, що знаходиться в ємності, що включає стакан, в якому розташований закупорювальний ковпачок, кільце ущільнювача, канал для подачі газу і запірний пристрій [патент РФ № 2167560, МПК A23L 2/00, опубл. 27.05.2001 p.]. Стакан забезпечений накидною гайкою, що фіксує кільце ущільнювача, і рухомим штоком з насадкою для захоплення закупорювального ковпачка. Стакан забезпечений манжетою, встановленою між зрізом стакана і кільцем ущільнювача. Запірний пристрій виконаний у вигляді клапана, встановленого з можливістю взаємодії з рухомим штоком. Канал для подачі газу підведений до стакана через патрубок, на якому встановлена втулка з можливістю обертання навколо патрубка. Недоліком пристрою є те, що конструкція сатуратора передбачає введення газу в ємність, вже заповнену рідиною, що знижує можливість введення в неї значної кількості газу, оскільки в результаті контакту газоподібної і рідкої фаз утворюється мала поверхня їх зіткнення. Газована вода, що утворюється при цьому, або інші, змішані з СО 2 або O2 напоями у багатьох відношеннях незадовільні, нестійкі при зберіганні, а СО 2 відносно швидко виходить з суміші газу і води, так що при повільному способі пиття велика частина налитої суміші газу і води більше не містить газу. При карбонізації таких напоїв, як пиво, яке містить вже вуглекислий газ, значно знизиться продуктивність роботи даного пристрою через піноутворення при попередньому заповненні ємності пивом, а також в процесі введення газу в напій. Технічним результатом технічного рішення, що заявляється, є підвищення стійкого вмісту газу в кінцевому продукті і підвищення продуктивності роботи пристрою при карбонізації рідин, здатних до піноутворення. Вказаний технічний результат досягається тим, що в апараті для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах, що характеризується тим, що він включає засіб для подачі компонентів в ємність під тиском, що містить механізм герметичного роз'ємного під'єднування до нього горловини ємності і вузол для диспергування компонентів в ємності, блок керування подачею компонентів в ємність, який пов'язаний із засобом для подачі компонентів в ємність під тиском і каналом підбурювання газу з ємності в атмосферу через регульований дросельний вентиль і виконаний з можливістю підключення до трубопроводу подачі газу під тиском або трубопроводу подачі рідини під тиском і з можливістю подачі до засобу для подачі компонентів в ємність або газу під тиском, або рідини під тиском з одночасним забезпеченням стравлювання газу з наповнюваної ємності, або перекриття трубопроводів подачі газу під тиском і подачі рідини під тиском. Блок керування подачею компонентів в ємність може бути виконаний у вигляді триходового дискового крана-картриджа з ручним керуванням, підключеного вхідними каналами до трубопроводів подачі газу і рідини і вихідним каналом сполученим через зливний канал з ємністю. Блок керування подачею компонентів в ємність може бути виконаний у вигляді двох вентилів з ручним керуванням, підключених вхідними каналами відповідно до трубопроводів подачі газу і рідини і вихідними каналами сполученими через зливний канал з ємністю. Механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності до апарата містить кільцеву пружно-еластичну прокладку, прикріплену співвісно навколо вихідного отвору зливного каналу і ложку з ручкою і пазом, відповідним розміру горловини пляшки, причому циліндрична частина ложки розташована навколо зливного каналу з можливістю повороту і поворотнопоступального переміщення і має в його стінці крізний гвинтовий паз, в якому встановлений ролик, прикріплений штифтом до стінки циліндричної частини ложки. Механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності до апарата може містити кільцеву пружно-еластичну прокладку, прикріплену співвісні навколо отвори зливного каналу і ложку з ручкою і пазом, відповідним розміру горловини пляшки, причому циліндрична частина ложки розташована навколо зливного каналу і кінематично пов'язана з його стінкою за допомогою різьбового з'єднання з можливістю повороту і поворотно-поступального переміщення. Вузол для диспергування компонентів в ємності є насадок з крізним осьовим каналом стравлювання газу з ємності в атмосферу, сполученим з вхідним каналом дросельного вентиля, і з гвинтовою канавкою на бічній циліндричній поверхні, встановлений на виході зливного каналу Вузол для диспергування компонентів в ємності виконаний у вигляді вигнутої у бік внутрішньої поверхні стінок ємності трубки, встановленої на кінці зливного каналу і каналу для стравлювання газу з ємності в атмосферу, сполученого з вхідним каналом дросельного вентиля і розташованого уздовж зливного каналу. 3 UA 100761 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вузол для диспергування компонентів в ємності є трубкою з кільцевим буртиком на її кінці з боку зовнішньої поверхні, встановленою на виході зливного каналу і із зазором щодо його стінок, осьовий канал якої призначений для стравлювання газу в атмосферу і сполучений з вхідним каналом дросельного вентиля. Конструкція апарата (сатуратора) дозволяє спочатку подавати газ під тиском в ємність а потім подавати, "стравлюючи" в атмосферу газ, в ємність під тиском рідина в диспергованому вигляді, що є плівкою, що стікає по її стінці, що значно збільшує поверхню контакту рідини і газу, інтенсивніше розчиняє газ в рідині. При цьому забезпечується усунення піноутворення за рахунок створення тиску газу в апараті і над поверхнею рідини в ємності, яке перевищує тиск насичення розчиненого в напої газу і не дозволяє рідині "скипати". Вузол для диспергування компонентів забезпечує подачу напою у вигляді плівки на стінки ємності, що знижує піноутворення. Механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності до апарату дозволяє швидко і надійно під'єднувати і роз'єднувати ємність, що підвищує продуктивність роботи апарата-сатуратора. Пристрій пояснюється наступними графічними матеріалами. На Фіг. 1 зображена схема апарата для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах з блоком керування, виконаним у вигляді двох вентилів. На Фіг. 2 наведена схема апарата для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах з блоком керування, виконаним у вигляді триходового дискового крана-картриджа і вузлом диспергування, виконаного у вигляді гвинта. На Фіг. 3 наведена схема апарата для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах з блоком керування, виконаним у вигляді триходового дискового крана-картриджа і вузлом диспергування, виконаним у вигляді трубки з буртиком, що відхиляє струмінь рідини до стінки ємності. На Фіг. 4 приведена схема апарата для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах з блоком керування, виконаним у вигляді триходового дискового кранакартриджа і вузлом диспергування, виконаним у вигляді зігнутого трубчастого елементу, що відхиляє струмінь рідини до стінки ємності. На Фіг. 5 приведений розріз А-А Фіг. 1, де представлений розріз механізму герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності до апарату. На Фіг. 6 приведений розріз по Б-Б Фіг. 1, де представлений додатковий розріз механізму герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності до апарата. Апарат для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах включає корпус 1, що має зливний канал 2, канал 3, сполучений з трубопроводом 4 подачі газу з газового балона, канал 5, сполучений з трубопроводом 6 подачі напою з ізобаричної ємності, засіб для подачі компонентів в ємність 7 під тиском, що містить механізм герметичного роз'ємного під'єднування до вихідного отвору зливного каналу 2 апарати, розміщений на корпусі 1 навколо бічної стінки 8 зливного каналу 2 горловина ємності 7, вузол для диспергування компонентів у вказаній ємності 7 і дросельний вентиль 9 з вихідним отвором 10, встановлений в корпусі 1. Вузол для диспергування компонентів в ємності 7 розміщений в зливному каналі 2. У першому варіанті виконання блока керування подачею компонентів в ємність 7 (Фіг. 1) каналів 3 і 5, приєднані відповідно до трубопроводів 4 і 6 подач газу і напою, сполучені із зливним каналом 2 через окремі вентилі 11 і 12, встановлені в порожнині 13 корпусів 1 апарату. При цьому, наприклад, канал 3 сполучений з порожниною 13 через вентиль 11, а канал 5 сполучений з порожниною 13 через вентиль 12 (Фіг. 1). У другому варіанті виконання блок керування подачею компонентів в ємність 7 (Фіг. 2) каналів 3 і 5, приєднані відповідно до трубопроводів 4 і 6 подач газу і напою, сполучені із зливним каналом 2 через триходовий дисковий кран-картридж 14, встановлений в корпусі 1 апарату. Триходовий кран 14 містить рукоятку 15 ручного керування, сполучену з його верхнім рухомим диском 16. При цьому, наприклад, канал 3 приєднаний до отвору, що підводить, 17 крана 14, канал 5 приєднаний до отвору, що підводить, 18 цього крана, а зливний канал 2 приєднаний до відвідного отвору (на кресленнях не показаний) крана 14 (Фіг. 2). Механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності 7 до апарата (Фіг. 1 і 2) містить кільцеву пружно-еластичну прокладку 19, прикріплену співвісно навколо вихідного отвору зливного каналу 2 і ложку 20 з ручкою керування 21 і пазом 22, відповідним розміру горловини ємності 7, причому циліндрична частина 23 ложки розташована навколо бічної стінки 8 зливного каналу 2 з можливістю повороту і поворотно-поступального переміщення і має в цій стінці глухий гвинтовий паз 24, в якому встановлений ролик 25, прикріплений штифтом 26 до стінки циліндричної частини 23 ложки 20. Паз 22 ложки розташований перед вихідним отвором зливного каналу 2 (Фіг. 5 і 6). У другому варіанті виконання механізму (Фіг. 3), циліндрична частина 23 ложки 20 розташована навколо бічної стінки 8 зливного каналу 2 і кінематично пов'язана з вказаною стінкою 8 за допомогою різьби 27. 4 UA 100761 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вузол для диспергування компонентів в ємності 7 (Фіг. 1 і 2) є насадок 28 з крізним осьовим каналом 29 стравлювання газу з ємності 7 в атмосферу, сполученим з вхідним каналом 30 дросельного вентиля 9, має гвинтову канавку 31 на бічній циліндричній поверхні і встановлений на виході зливного каналу 2. У іншому варіанті виконання (Фіг. 3) вузол для диспергування компонентів в ємності 7 є трубкою 32 з кільцевим буртиком 33 на її кінці з боку зовнішньої поверхні, встановлену на виході зливного каналу і із зазором 34 щодо його стінок, осьовий канал 35 яким призначений для стравлювання газу в атмосферу і сполучений з вхідним каналом 30 дросельного вентиля 9. У третьому варіанті виконання (Фіг. 4) вузол для диспергування компонентів в ємності 7 виконаний у вигляді вигнутої у бік внутрішньої поверхні стінок ємності 7 трубок 36, встановленою на кінці зливного каналу 2 і каналу 37 для стравлювання газу з ємності 7 в атмосферу, сполученого з вхідним каналом 30 дросельного вентиля 9 і розташованого уздовж зливного каналу 2. Апарат для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах працює таким чином. Ємність 7 вставляють в паз 22 ложки 20 механізму герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності 7 до апарата і поворотом ручки 21 герметично зістиковують з торцем зливного каналу 2 за рахунок еластичності кільцевої прокладки 19. При цьому дросель 9 закритий. Вентилі 11 і 12 першого варіанта виконання засобу для подачі компонентів в ємність 7 під тиском і рукоятка 15 триходового крана 14 другого варіанта виконання засобу для подачі компонентів в ємність 7 під тиском знаходяться в закритому положенні. Потім відкривають вентиль 11 (Фіг. 1) для сполучення трубопроводу 4 подачі газу через канал 3, порожнину 13, зливний канал 2 і гвинтову канавку 31 з внутрішнім об'ємом ємності 7 або повертають рукоятку 15 разом з верхнім диском 16 триходового крана 14 (Фіг. 2) на 45 градусів (проти годинникової стрілки) для сполучення трубопроводу 4 з газом через канал 3, що підводить отвір 17, відвідний отвір крана 14, зливний канал 2, гвинтову канавку 31 з внутрішнім об'ємом ємності 7. При цьому газ (наприклад, СО2 або О2) надходить в ємність 7, тиск в якій вирівнюється до тиску в ізобаричної ємності (на кресленнях не показана). Далі, закривають вентиль 11 і відкривають вентиль 12 (Фіг. 1) для сполучення трубопроводу 6 з рідиною через канал 5, порожнину 13, зливний канал 2, гвинтову канавку 31 з внутрішнім об'ємом ємності 7 або повертають рукоятку 15 разом з верхнім диском 16 триходового крана 14 (Фіг. 2) на 90 градусів у зворотному напрямі (проти годинникової стрілки) для сполучення трубопроводу 6 з напоєм через канал 5, що підводить отвір 18, відвідний отвір крана 14, зливний канал 2, гвинтову канавку 31 з внутрішнім об'ємом ємності 7. Оскільки тиск в ємності 7 і ізобаричній ємності однаковий, то надходження рідини у вказану ємність 7 немає. При відкритті дроселя 9 газ (СО 2 або О2) через осьовий канал 29 стравлювання газу (Фіг. 1 і 2) або осьовий канал 35 стравлювання газу (Фіг. 3) або канал 37 стравлювання газу (Фіг. 4) і отвір 10 дроселя 9 витісняється з ємності 7 в атмосферу. Створюється перепад тиску в ізобаричній ємності і ємності 7 за рахунок чого рідина подається в ємність 7, заповнюючи останню. Проходячи через гвинтову канавку 31 насадка 28 (Фіг. 1 і 2) рідина під дією відцентрових сил подається у вигляді плівки конічної форми на стінки горловини ємності 7, або відхиляється кільцевим буртиком 33 (Фіг. 3), або відхиляється вигнутою трубкою 36 (Фіг. 4) у бік внутрішньої поверхні ємності 7 і далі плавно стікає по її стінках, насищаючись газом без піноутворення. Усунення піноутворення забезпечується також за рахунок створення тиску газу в системі розливу і над поверхнею рідини в ємності 7 (порядку 1,5-3,5 атмосфери), який перевищує тиск насичення розчиненого в напої газу. Після заповнення ємності 7 рідиною з розчиненим в ній газом для припинення її подальшого надходження вентиль 12 закривають (Фіг. 1) або повертають рукоятку 15 разом з верхнім диском 16 триходового крана 14 (Фіг. 2) на 45 градусів (проти годинникової стрілки) в початкове положення. Залишок газу в горловині ємності 7 видаляють в атмосферу через осьовий канал 29 насадка 28, вхідний канал 30 і вихідний отвір 10 дроселя 9 (Фіг. 1 і 2), або через осьовий канал 35 для стравлювання газу, вхідний канал 30 і вихідний отвір 10 дроселя 9 (Фіг. 3), або через канал 37 для стравлювання газу, вхідний канал 30 і вихідний отвір 10 дроселя 9. Після вирівнювання тиску в ємності 7 до атмосферного, обертають рукоятку 21 у зворотному напрямі, від'єднуючи торець зливного каналу 2 від горловини ємності 7, яку виймають з апарату (сатуратора), закривають пробкою і відпускають споживачеві або відправляють на зберігання. Ступінь насичення рідини газом складає 6-9 г/л. Так отримують кисневі коктейлі, газовані напої, газовані мінеральну і просту води, пиво, збагачене вуглекислотою. Таким чином, винахід дозволяє досягти технічного результату, а саме підвищити стійкий вміст газу в кінцевому рідкому продукті за рахунок створення в ємності 7 умов сатурації під вищим тиском (рівним 1,5-3,5 технічної атмосфери), ніж в прототипі, а рідина, що подається в 5 UA 100761 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ємність 7 з газом у вигляді плівки, що стікає по внутрішній поверхні ємності 7 за допомогою вузла диспергування компонентів, значно збільшує поверхню її контакту з газовою фазою, інтенсивніше розчиняє газ в рідині. Продуктивність роботи апарата при тій, що карбонізує рідин, здатних до піноутворення, підвищується унаслідок усунення піноутворення за рахунок створення тиску газу в апараті і над поверхнею рідини в ємності, яке перевищує тиск насичення розчиненого в напої газу і не дозволяє рідині "закипати". Механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності до апарата дозволяє швидко і надійно під'єднувати і роз'єднувати ємність, що також підвищує продуктивність роботи апарата-сатуратора. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Апарат для проведення масообмінних процесів в гетерогенних системах, який включає засіб для подачі компонентів в ємність (7) під тиском, що містить механізм герметичного роз'ємного під'єднування до нього горловини ємності (7) і вузол для диспергування компонентів в ємності (7), блок керування подачею компонентів в ємність (7), який пов'язаний із засобом для подачі компонентів в ємність (7) під тиском і каналом (29, 35, 37) стравлювання газу з ємності (7) в атмосферу через регульований дросельний вентиль (9) і виконаний з можливістю підключення до трубопроводу (4) подачі газу під тиском або трубопроводу (6) подачі рідини під тиском і з можливістю подачі до засобу для подачі компонентів в ємність (7) або газу під тиском, або рідини під тиском з одночасним забезпеченням стравлювання газу з наповнюваної ємності (7), або перекриття трубопроводів (4 і 6) подачі газу під тиском та подачі рідини під тиском відповідно. 2. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що блок керування подачею компонентів в ємність (7) виконаний у вигляді триходового дискового крана-картриджа (14) з ручкою (15) керування, підключеного вхідними каналами (3 і 5) до трубопроводів (4 і 6) подачі газу і рідини відповідно та вихідним каналом сполученого через зливний канал (2) з ємністю (7). 3. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що блок керування подачею компонентів в ємність (7) виконаний у вигляді двох вентилів (11 і 12) з ручками керування, підключених вхідними каналами (3 і 5) відповідно до трубопроводів (4 і 6) подачі газу і рідини та вихідними каналами сполучених через порожнину (13) корпусу (1) і зливний канал (2) з ємністю (7). 4. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності (7) до апарата містить кільцеву пружно-еластичну прокладку (19), прикріплену співвісно навколо вихідного отвору зливного каналу (2) в його стінку (8) і ложку (20) з ручкою (21) і пазом (22), відповідним розміру горловини ємності (7), причому циліндрична частина (23) ложки (20) розташована навколо зливного каналу (2) з можливістю повороту і поворотно-поступального переміщення і має в його стінці (8) глухий гвинтовий паз (24), в якому встановлений ролик (25), прикріплений штифтом (26) до стінки циліндричної частини (23) ложки (20). 5. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що механізм герметичного роз'ємного під'єднування горловини ємності (7) до апарата містить кільцеву пружно-еластичну прокладку (19), прикріплену співвісно навколо отвору зливного каналу (2), і ложку (20) з ручкою (21) і пазом (20), відповідним розміру горловини ємності (7), причому циліндрична частина (23) ложки розташована навколо зливного каналу (2) і кінематично пов'язана з його стінкою (8) за допомогою різьбового з'єднання (27) з можливістю повороту і обертово-поступального переміщення. 6. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що вузол для диспергування компонентів в ємності (7) являє собою насадку (28) з крізним осьовим каналом (29) стравлювання газу з ємності (7) в атмосферу, сполучену з вхідним каналом (30) дросельного вентиля (9), і з гвинтовою канавкою (31) на бічній циліндричній поверхні, встановленою на виході зливного каналу (2). 7. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що вузол для диспергування компонентів в ємності (7) виконаний у вигляді вигнутої у бік внутрішньої поверхні стінок ємності трубки (36), встановленої на кінці зливного каналу (2) і каналу (37) для стравлювання газу з ємності (7) в атмосферу, сполученого з вхідним каналом (30) дросельного вентиля (9) і розташованого уздовж зливного каналу (2). 8. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що вузол для диспергування компонентів в ємності (7) є трубкою (32) з кільцевим буртиком (33) на її кінці з боку зовнішньої поверхні, що встановлена на виході зливного каналу (2) із зазором (34) відносно його стінок, осьовий канал (35) якої призначений для стравлювання газу в атмосферу і сполучений з вхідним каналом (30) дросельного вентиля (9). 6 UA 100761 C2 7 UA 100761 C2 8 UA 100761 C2 9 UA 100761 C2 10 UA 100761 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11