Устройство для измерения давления со2 в винах, пересыщенных диоксидом углерода

Полезная модель направлена на повышение достоверности измерения давления СО₂ в винах пересыщенных диоксидом углерода. Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения давления СО₂ в винах пересыщенных диоксидом углерода, содержащем стойку с опорой, держатель измерительного зонда с приводом и измерительный зонд, выполненный в виде трубки с наконечником и газовым каналом, соединенный со средством измерения, наконечник зонда снабжен фиксатором положения и тягой, проходящей через уплотнительное устройство.

Полезная модель относится к области контроля качества вина, а именно к устройствам для измерения давления диоксида углерода в шампанских и газированных винах без нарушения его равновесного состояния с последующим вычислением в них концентрации диоксида углерода путем произведения величины измеренного давления на величину поглотительной способности вина к диоксиду углерода (Справочник по виноделию. Под ред. В.М.Малтабара и Э.М.Шприцмана. М., Пищевая пром-сть, 1973 г. с.72.)

Согласно закона Генри давление газа над жидкостью в состоянии фазового равновесия пропорционально концентрации этого газа в жидкости. Поэтому для определения степени насыщения вина диоксидом углерода ГОСТ 12258-79 «Советское шампанское, игристые и шипучие вина. Метод определения давления углекислого газа в бутылках» предусматривает измерение давления газа в камере бутылки над вином, которое является нормируемой величиной для вин пересыщенных диоксидом углерода.

Известно устройство, принцип действия которого основан на измерении давления углекислого газа в бутылке с помощью специального устройства, называемого афрометром [Агабальянц Г.Г. и др. Химико-технологический контроль виноделия. М., «Пищевая промышленность», 1969, с.536].

Афрометр состоит из двух частей: металлического пружинного манометра и прокалывающего зонда, представляющего собой полый гладкий металлический стержень в который вставляется штифтик для прокалывания шампанской пробки при введении зонда в бутылку.

Недостатком известного устройства является возможность нарушения герметичности зоны прокола и возникновение неконтролируемой потери части давления в момент прокола, а также несанкционированное попадание инородного тела (штифта, вставляемого в полый металлический стержень) в вино. Попадание его в вино вызывает интенсивное газовыделение а, обратный процесс диффузии СO₂ из газовой камеры шампанской бутылки в вино происходит чрезвычайно медленно, поэтому в данный момент фазовое равновесие системы «жидкость-газ» нарушено и, до наступления нового фазового равновесия, закон Генри не действует, т.е. отсутствует условие пропорциональности между давлением газа и его концентрацией в вине. Поэтому невозможно, в этих условиях, достоверно по давлению газа в надвинной камере определить его концентрацию в вине.

Наиболее близким к предлагаемому является конструкция афрометра предназначенная для определения газа в бутылках укупоренных корковой или полиэтиленовой пробкой [Н.А.Мехузла. Сборник международных методов анализа и оценки вин и сусел. М. «Пищевая промышленность», 1993, с.239]. Афрометр состоит из двух частей: первая - винт-носитель с иглой для прокола пробки, нижняя часть которой выполнена в виде специального вставляемого в полый канал иглы штифтика, падающего в вино после прокалывания пробки; вторая - муфта, закрепляющая с помощью специальных винтов первую часть на горлышке бутылки.

В данном устройстве исключена потеря газа из-за не герметичности места прокола, но сохраняется тот же недостаток, связанный с попаданием инородного тела в вино, как и в предыдущем устройстве.

Техническим результатом полезной модели является повышение достоверности измерения давления СО₂ в винах пересыщенных диоксидом углерода.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения давления CO₂ в винах пересыщенных диоксидом углерода, содержащем стойку с опорой, держатель измерительного зонда с приводом и измерительный зонд, выполненный в виде трубки с наконечником и газовым каналом, соединенный со средством измерения, наконечник зонда снабжен фиксатором положения и тягой, проходящей через уплотнительное устройство.

Выполнение измерительного зонда с наконечником, имеющим фиксатор положения с тягой, проходящей через уплотнительное устройство, позволяет провести процедуру прокалывания пробки контрольной бутылки при стабилизированном положении наконечника зонда. Этим обеспечивается точность измерения уровня давления диоксида углерода в бутылке, так как наконечник зонда не падает в вино, при этом фазовое равновесие системы «вино-газ» не нарушается и определение уровня давления, как показателя степени насыщенности вина диоксидом углерода, становится достоверным.

Выполнение наконечника измерительного зонда с фиксатором положения и тягой, проходящей через уплотнительное устройство, позволяет повысить точность измерений и, следовательно, достоверность в измерении давления СО₂ в винах пересыщенных диоксидом углерода, т.к. процесс измерения начинается по команде оператора только после того, как измерительный зонд полностью введен в бутылку и осуществлена надежная герметизация места прокола пробки.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый результат.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, а на фиг.2 - схема измерительного зонда.

Устройство (фиг.1) содержит стойку с опорой 1, на которую устанавливается контрольная бутылка, измерительный зонд 2 с держателем 3 и приводом 4.

Измерительный зонд (фиг.2) содержит наконечник 5 с тягой 6, проходящей через уплотнительное устройство 11, фиксатор положения 7, трубку 8 и штуцер 9 для подключения измерителя давления 10.

Работает устройство следующим образом. Контрольная бутылка закрепляется на опоре стойки 1. По команде оператора измерительный зонд 2 с помощью привода 4 прокалывает пробку и вводится в бутылку. После этого оператор с помощью фиксатора положения 7 и тяги 6, проходящей через уплотнительное устройство 11, перемещает наконечник зонда 5 вниз в положение «измерение давления». При этом через канал, образованный тягой 6 и трубкой 8 через штуцер 9 давление диоксида углерода вина фиксируется измерителем давления 10.

Таким образом, измерение давления диоксида углерода производится только после ввода зонда в бутылку и герметизации места прокола пробки. При этом не нарушается состояние фазового равновесия системы «вино-СO₂ ».

Пример 1. Для сравнительного анализа уровня давления с использованием афрометров, позволяющих измерить давление с нарушением и без нарушения фазового равновесия системы «вино-газ» были приготовлены модельные растворы, пересыщенные диоксидом углерода, с известным содержанием диоксида углерода. В моделях измеряли давление с нарушением и без нарушения фазового равновесия системы «вино-газ». Полученные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Измерение уровня давления с нарушением и без нарушения фазового равновесия системы «вино-газ»
Наименование образца	Уровень давления диоксида углерода и расчетное содержание диоксида углерода в образцах	Ошибка измерения, %
без нарушения фазового равновесия	с нарушением фазового равновесия
Ро, КПа	расчетное содержание диоксида углерода в вине, дм3	Р1, КПа	расчетное содержа-ние диоксида углерода в вине, дм3
1	2	3	4	5	6
Образец 1 Содержание диоксида углерода в 1 дм3 модельной смеси 2,0 дм3	200	2	240	2,4	20
Образец 2 Содержание диоксида углерода в 1 дм3 модельной смеси 3,0 дм3	300	3	370	3,7	23,3

1	2	3	4	5	6
Образец 3 Содержание диоксида углерода в 1 дм3 модельной смеси 4,2 дм3	420	4,2	520	5,2	23,8

Таким образом, измерение уровня давления без нарушения фазового равновесия в модельных растворах с помощью заявляемого устройства с последующим вычислением в них концентрации диоксида углерода путем произведения величины измеренного давления на величину поглотительной способности раствора к диоксиду углерода показало, что вычисленный объем совпадает с истинным содержанием диоксидом углерода в модельном растворе. В то время как измерение уровня давления в модельных растворах с нарушением фазового равновесия и с последующим вычислением в них концентрации диоксида углерода путем произведения величины измеренного давления на величину поглотительной способности раствора к диоксиду углерода, показало завышение результата измерения на 20-24%.

Пример 2. Измеряли уровень давления в образцах шампанских и газированных вин разных производителей с использованием афрометров, позволяющих измерить давление с нарушением и без нарушения фазового равновесия системы «вино-газ». Для этого предлагаемое устройство дополнили приспособлением, позволяющим в требуемый момент времени сбрасывать наконечник в вино. Процесс измерения проводили в следующей последовательности. Осуществляли прокол шампанской пробки зондом афрометра и измеряли давление в газовой камере шампанской бутылки без нарушения фазового равновесия (Р₀). Затем, с помощью тяги зонда сбрасывали наконечник зонда в вино и измеряли новое значение избыточного давления с нарушенным фазовым равновесием (P₁). Путем произведения величины измеренного давления на величину поглотительной способности вина к СO₂ расчитывали его насыщенность диоксидом углерода и определяли величину погрешности измерения.

Результаты приведены в таблице 2.

Устройство для измерения давления CO₂ в винах, пересыщенных диоксидом углерода, содержащее стойку с опорой, держатель измерительного зонда с приводом и измерительный зонд, выполненный в виде трубки с наконечником и газовым каналом, соединенный со средством измерения, отличающееся тем, что наконечник зонда снабжен фиксатором положения и тягой, проходящей через уплотнительное устройство.