Спосіб одержання водно-спиртової суміші

1. Спосіб одержання водно-спиртової суміші, який передбачає підготовку води, змішування води зі спиртом етиловим - ректифікованим, який відрі 3 гідродинамічні умови змішування і розчинення спирту у воді та дозволяє одержати високостабільну систему. Однак, конкретні відомості і характеристики, що стосуються отриманих продуктів, відсутні. До недоліків способу можна віднести значні енерговитрати на створення різноспрямованих турбулентних струменів. Крім того, отримана водно-спиртова суміш виходить зі змішувача зі свідомо підвищеним вмістом спирту на 0,5-1,5 %. Доведення до стандартної міцності відбувається за рахунок введення додаткового потоку води в трубопровід. А, як відомо, усілякі добавки після утворення суміші погіршують органолептичні властивості суміші. Найбільш близьким, вибраним нами за прототип (патент RU № 2061746, С 12G 3/02, опубл. 10.06.1996 p.), є спосіб, в якому одержання водноспиртової суміші передбачає використання постійного магнітного поля, направленого перпендикулярно потоку рідини з магнітною індукцією 20-80 мТл, створеного як мінімум трьома самостійними магнітними системами, розташованими одна до одної під кутом не більше 90° з послідовним чергуванням полярності, при цьому потоки води, спирту та водно-спиртової суміші, яка рухається зі швидкістю не менше 0,9 м /сек, піддають впливу магнітного поля. Недоліком способу є складність допоміжного обладнання у вигляді магнітних систем, малі швидкості переміщення рідин, що повинно лімітувати продуктивність устаткування. Крім того, в описі винаходу, нічого не сказано про те, як впливають на організм людини отримані нові властивості суміші (підвищена розчинююча здатність, підвищена активність кисню, більша біологічна активність), а вони можуть бути й негативними. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу одержання водно-спиртової суміші шляхом додаткової обробки підготовленої води і здійсненням процесу змішування води і спирту методом дискретно-імпульсного вводу енергії, що забезпечить інтенсифікацію процесу розчинення та поглибить ступінь гідратації спирту за рахунок збільшення масообмінної поверхні взаємодії води і спирту і, як наслідок, покращить органолептичні властивості готового продукту. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання водно-спиртової суміші, який передбачає підготовку води, змішування води зі спиртом ректифікованим, згідно винаходу, підготовлену воду додатково обробляють високочастотними гідродинамічними коливаннями, після чого оброблену воду і спирт в заданому співвідношенні одночасно по окремим каналам направляють безпосередньо в зону дискретно-імпульсного введення енергії у вигляді високочастотних гідродинамічних коливань з частотою не менше 1,5 кГц у сполученні з зсувними напруженнями не менше 5 Па та одночасним охолодженням. Крім того, час обробки високочастотними гідродинамічними ко-3 ливаннями повинен становити не менше 50×10 с. Тут і далі термін дискретно-імпульсне введення енергії - ДІВЕ - означає реалізацію попередньо 94676 4 акумульованої енергії шляхом імпульсної зміни тиску в усіх елементах оброблюваної системи. Високочастотні гідродинамічні коливання забезпечують імпульсну зміну тиску в кожному елементі потоку, що проходить через генератор цих коливань. Термін ДІВЕ і відповідний науковий напрямок були офіційно затверджені Президією АН УРСР Постановою від 01.12.82 № 499. Завдяки додатковій обробці води в генераторі високочастотних гідродинамічних коливань знижується її загальна твердість, загальна лужність, масова концентрація гідрокарбонатів, дисперсність домішок, підвищується водневий показник, покращуються органолептичні показники. Завдяки обробці води і спирту в зоні змішування методом дискретно-імпульсного вводу енергії (ДІВЕ) у вигляді високочастотних гідродинамічних коливань і високих зсувних напруг скорочується час процесу взаємодії компонентів, збільшується ступінь гідратації молекул спирту, забезпечується покращення якості розчину, зокрема, його органолептичні властивості. Для нейтралізації негативного ефекту тепловиділення при змішуванні передбачається охолодження суміші безпосередньо в зоні змішування або зразу після змішування. Спосіб одержання водно-спиртової суміші пояснюється схемою, яка включає ємність 1 для підготовленої води, ємність 2 для спирту, дозуючі пристрої 3, генератор 4, генератор високочастотних гідродинамічних коливань 5, охолоджувач 6, ємність для бортівки 7. Заявлений спосіб здійснюється наступним чином. Воду, підготовлену згідно діючих стандартів, з ємності 1 подають у генератор 4 де піддають обробці високочастотними гідродинамічними коливаннями в безперервному потоці і направляють в накопичувальну ємність або зразу подають на змішування із спиртом. Оброблену воду і спирт ректифікований з ємності 2 через дозуючий пристрій 3 у заданому співвідношенні по окремим каналам подають у генератор 5 - зону дії високочастотних коливань із заданими параметрами числа коливань і зсувних швидкостей; контролюють час перебування всіх елементів суміші в зоні дії дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ). Готову суміш виводять у потоці з генератора високочастотних коливань, охолоджують в охолоджувачі 6 і направляють в накопичувальну ємність 7 для подальшої переробки. Приклад 1. Воду, відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТУ в безперервному потоці подають у генератор високочастотних коливань з частотою коливань 3000 Гц і направляють в накопичувальну ємність. Оброблену воду з накопичувальної ємності і спирт ректифікований у співвідношенні 3/2 з температурою 18 °С по окремим лініям одночасно у безперервному режимі подають у генератор високочастотних гідродинамічних коливань з параметрами: частота 3 -1 коливань 3000 Гц, швидкість зсуву 4×10 с , напруження зсуву 5 Па. Час перебування в генера-3 торі 70×10 с. Процес проводиться у безперерв 5 94676 ному охолоджуючому потоці. Готову суміш температурою 18 °С виводять з генератора, охолоджують і направляють у накопичувальну ємність. Приклад 2. Воду, відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТУ в безперервному потоці подають у генератор високочастотних коливань з частотою коливань 3000 Гц і направляють у накопичувальну ємність. Оброблену воду і спирт ректифікований у співвідношенні 3/2 з температурою 18 °С по окремим лініям подають у генератор високочастотних коливань. Па 6 раметри генератора високочастотних коливань: частота коливань 3000 Гц, швидкість зсуву 5 -3 2,3×10 , час перебування в генераторі 50×10 с, напруження зсуву 230 Па. Процес відбувається так, як у попередньому прикладі. Готову суміш температурою 18 °С виводять з генератора і перевіряють згідно вимог стандартів. Фізико-хімічні і органолептичні властивості води та водно-спиртової суміші представлені в таблицях 1-3. Таблиця 1 Органолептичні параметри води. №№ Вихідна Показник і одиниця вимірювання п/п вода Запах при нагріванні за темпе1 0 ратури 293-333 °К, бал Смак та присмак за температу2 1 ри 293 °К, бал Вода обробле- Вода обробле- Вимоги НД ГОСТ на. Приклад 1 на. Приклад 2 2874-82. Вода питна 0 0 mах 2 1 0 max 2 Таблиця 2 Зміна фізико-хімічних показників води. №№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Показники і одиниці виміру 3 Вимоги НД Вода обробле- Вода оброблеВихідна вода ГОСТ 2874-82. на. Приклад 1 на. Приклад 2 Вода питна 4,45 7,0 4,3 4,25 5,45 5,45 5,39 465 1000 465 450 7,56 6,0-9,0 7,83 8,31 Загальна твердість, ммоль/дм 3 Загальна лужність, ммоль/дм 3 Сухий залишок, ммоль/дм Водневий показник, рН Масова концентрація гідрокарбонатів, 333 3 ммоль/дм 3 Окислення перманганату, мгО2/дм 1,3 3 Вільна лужність, ммоль/дм >0,02 Температура, °С 20,5 Дисперсність сухого залишку, 2 мкм 2 мкм - 41 % 333 294 1,2 >0,02 21 2 мкм - 30 % 1,3 0,29 21 2 мкм - 64 % Таблиця 3 Органолептичні показники водно-спиртової суміші (ВСС). Показник та одиниця виміру 1 2 3 2 Водневий показник рН, одиниці Тест на окислюваність, хв. Ефект очищення суміші, % 4 Зовнішній вигляд 5 Колір 1 Водно-спиртова суміш ВСС отримана за існуюВСС отримана по чою технологією без доприкладу 1 даткової обробки 3 4 8,0 8,2 ВСС отримана по прикладу 2 5 8,2 10 10 10 0 10 Прозора рідина без Прозора рідина без Прозора рідина без стосторонніх домішок сторонніх домішок ронніх домішок та осаду та осаду та осаду Безбарвна рідина Безбарвна рідина Безбарвна рідина 7 94676 8 Продовження таблиці 3 1 6 7 2 3 Аромат Чистий спиртовий характерний для ВСС, без стороннього аромату Смак Характерний для бортівки, трошки пекучий, без стороннього присмаку, не має відчуття свіжості Загальна бальна оцінка Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 9,6 4 Характерний чистий, без стороннього аромату, більш округлений у порівнянні з графою 3 Без стороннього присмаку, більш м'яка, округлена і свіжа у порівнянні 3 графою 3 9,7 Підписне 5 Характерний чистий,без стороннього аромату, більш округлений у порівнянні з графою 3 Без стороннього присмаку, більш м'яка, округлена і свіжа у порівнянні 3 графою 3 9,7 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601