【康沃真空網】溶解在液體中的氣體會很煩人。氧氣會使飲料變質,而二氧化碳會改變 pH 值,使裝瓶變得更為復雜。此時,可使用真空去除這些氣體。
但凡在室溫下留一杯新鮮自來水或加熱過一壺水的人,就會知道一個現象:隨著水溫的上 升,玻璃杯壁或壺底會形成氣泡。它們主要含有二氧化碳和氧氣。這些氣體從空氣進入水中,其中大部分在自來水廠即已進入水中。在自來水廠,水在處理過程中反復曝氣。特別是,這兩種氣體會溶解在液體中。19 世紀初,英國化學家威廉·亨利 (William Henry) 發現,溶解度取決于氣體的分壓和液體的溫度。它隨溫度升高而升高,隨壓力降低而降低。
氣體會影響保質期和口感
在果汁、葡萄酒、啤酒和軟飲料的生產中,即使是少量氣體,也會迅速發展成不良因素。例如,溶解的氧氣會促進細菌生長,破壞維生素 C 和其他抗氧化物質。這會影響飲料的氣味、味道和保質期,還會導致變色,令人失去胃口。溶解的二氧化碳使纖維部分和水果碎片漂浮,然后沉積在表面。游離氣泡還會促使泡沫的形成,尤其是之前加熱過的飲料中。在此情況下,往往需要大幅降低澆注速度。
真空可以巧妙地去除已加工液體中不需要的氣體。例如,在噴霧脫氣工藝中,水通過噴嘴噴射到壓力小于 300 毫巴的真空容器中。在脫氣裝置的負壓作用下,氣泡膨脹破裂。
有/無汽提氣
薄膜脫氣主要用于生產果汁、葡萄酒和啤酒。在柱狀容器中,飲料液體在中空纖維膜周圍流動,而中空纖維膜只允許氣體通過。溶解的氣體穿透薄膜,真空泵借助吸力將其抽出。為使殘余氣體含量盡可能最低,還可以在氣體側使用汽提氣。氮氣通常用于此目的。任何情況下,氣體側都會施加真空。壓降從液體中“吸出”溶解的氣體。
對于要求氧氣和二氧化碳殘余量特別低的無氣礦泉水的生產,脫氣是通過幾個串聯的柱狀容器來完成。在需要避免液體組分發生不良反應的化學工業中,也存在類似的工藝。
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集中供熱網不僅需要已去除固體和鹽分的水,還需要已脫氣和脫氧的水。這首先是一個經濟問題,因為含有氣體的循環水會增加運行成本:溶解的二氧化碳會使水變成酸,導致金屬部件腐蝕得更快。為防止發生此情況,可使用離子交換器,這反過來又需要不斷地供應化學物質以進行再生。如果管網內的水進行了脫氣處理,則無需執行此措施。此程序還可以避免氧氣造成的不良影響,包括促進細菌生長和增強腐蝕。后者可導致生物膜的形成,生物膜會堵塞過濾器或縮小閥門和管道的橫截面。