Как делают газированную воду в бутылках: от источника до пузырьков в стакане
Газированную воду в бутылках производят путём принудительного растворения диоксида углерода (CO2) в очищенной питьевой воде под давлением 3–6 атмосфер. Чем ниже температура воды и выше давление при насыщении, тем больше газа растворяется. Готовый продукт разливают в бутылки без доступа воздуха, а пузырьки появляются лишь при снижении давления после открытия крышки.
Водоподготовка: из чего начинается чистота
Сырьём служит вода из артезианских скважин, водохранилищ или городских водопроводов. Независимо от источника воду проводят через многостадийную систему очистки. Первый этап: механическая фильтрация через песчаные и антрацитовые фильтры с размером частиц до 20 мкм: удаляет взвешенные частицы, ил, песок.
Второй этап: угольная фильтрация через гранулированный активированный уголь. Уголь адсорбирует хлор, хлорорганические соединения и органические примеси, которые могут давать посторонний запах и вкус. Для питьевой воды это критичный этап: остаточный хлор уже при концентрации 0,1 мг/л заметен органолептически.
Третий этап: мембранная фильтрация. Для обычной питьевой газированной воды используют ультрафильтрацию (размер пор 0,02–0,1 мкм), которая задерживает бактерии и вирусы. Для воды с пониженным содержанием минеральных солей дополнительно применяют обратный осмос (поры 0,0001 мкм): мембраны задерживают практически все растворённые соли и органику. После обратного осмоса воду при необходимости реминерализуют, добавляя растворы соей кальция, магния и бикарбонатов строго по рецептуре.
Производство и подготовка CO2
Диоксид углерода для газирования воды поставляется на завод в сжиженном виде в цистернах или баллонах. Пищевой CO2 получают как побочный продукт при производстве аммиака, при брожении на пивоваренных и спиртовых заводах или при сжигании природного газа с последующей очисткой. Степень чистоты пищевого CO2 должна быть не ниже 99,9%, содержание примесей (оксид углерода, углеводороды, влага) нормируется отдельными стандартами.
На предприятии CO2 хранят в изотермических танках при температуре минус 20 °C и давлении около 20 атмосфер в жидкой фазе. Перед использованием жидкий CO2 испаряют и подают в систему газирования через редуктор давления. Расход углекислоты на производство 1 литра сильногазированной воды составляет 6–8 г (что соответствует объёму газа около 3–4 литров при атмосферном давлении).
Насыщение водой и розлив
Охлаждённую до 2–4 °C воду подают в аппараты-сатураторы. Принцип работы сатуратора: вода распыляется форсунками мелкими каплями навстречу потоку CO2 в закрытой ёмкости под давлением 3–6 атмосфер. При таких условиях диоксид углерода растворяется в воде значительно эффективнее, чем при комнатной температуре и атмосферном давлении: низкая температура повышает растворимость газа примерно в 2,5 раза по сравнению с водой при 20 °C.
Содержание CO2 в готовой воде контролируют непрерывно: специальные газоанализаторы (карботестеры) измеряют давление насыщения в режиме реального времени. Для слабогазированной воды целевое значение составляет 3–4 г/л CO2, для сильногазированной 7–9 г/л. Насыщенная вода под постоянным давлением подаётся на линию розлива, не допуская снижения давления и дегазации.
Розлив ведут на автоматических изобарических машинах: бутылку сначала продувают CO2, чтобы вытеснить воздух, затем уравнивают давление внутри бутылки с давлением газированной воды в танке и только после этого открывают клапан наполнения. Такая технология предотвращает вспенивание при наполнении и обеспечивает точный объём. Скорость современной линии розлива составляет 20 000–60 000 бутылок в час в зависимости от объёма тары.
После наполнения бутылки незамедлительно укупоривают: потери CO2 в атмосферу минимальны благодаря системе рекуперации газа. Укупоренные бутылки проходят через инспекционные машины, которые проверяют заполнение (по весу и уровню), целостность колпачка и наличие этикетки. Брак автоматически сбрасывается с конвейера. Готовую продукцию паллетируют роботами и отправляют на склад готовой продукции с температурой хранения не выше 20 °C: высокая температура ускоряет дегазацию и снижает срок годности.
