Родословная газировки

#Технологии
АП
Ася Петухова

Классическая история газированных напитков обычно начинается с английского химика Джозефа Пристли, который в 1772 году изобрел удобный для использования на борту корабля сатуратор для насыщения воды углекислым газом. Врачи того времени считали, что такая газированная вода сможет приостановить цингу, главный бич всех флотов мира в дальних плаваниях. Сатуратор Пристли представлял собой бутыль — генератор углекислого газа, где газ выделялся в результате химической реакции извести с серной кислотой, он соединялся кожаной трубкой с емкостью для воды, куда поступал СО2 и газировал ее.

Насчет цинги Пристли ошибался, но в британском Адмиралтействе ему охотно поверили, и даже не потому, что он был известным ученым, членом Лондонского Королевского общества (британской академии наук), а потому, что его газировка обошлась бы для Адмиралтейства почти даром по сравнению с тратами на снабжение кораблей традиционными противоцинготными средствами — квашеной капустой и цитрусовыми, и — главное — значительно возросла бы автономность плавания без вынужденных заходов в порты для пополнения запасов свежей зелени и прочих противоцинготных панацей того времени (про витамин С тогда еще не знали). Поверили ему и коллеги-ученые по Королевскому обществу — в этом случае как раз благодаря его предыдущим научным заслугам, а Пристли был действительно выдающимся химиком своего времени, и в том же 1772 году удостоили его высшей английской научной награды — медали Копли. Но главный профит Пристли как изобретателя заключался в другом. 

Джозеф Пристли собственной персоной

Свой труд с описанием способа получения газировки Пристли посвятил первому лорду Адмиралтейства графу Сэндвичу (тому самому изобретателю бутерброда из двух кусков хлеба), а это, в свою очередь, привело в действие некий негласный механизм в высшем свете, и Пристли получил приглашение от министра Южной Англии, Уэльса и Ирландии графа Шелберна руководить обучением его детей. Не учить их, а только руководить их учителями, которые и сами знали, чему и как учить отпрысков министра. Проще говоря, Пристли получил весьма солидную в денежном выражении синекуру, что значительно поправило его материальное положение (бедность Пристли была хорошо известна его современникам). Это и было единственным роялти Пристли за его изобретение.

При этом Пристли был далеко не первым, кто получил газировку. Опытами с углекислым газом, в том числе и по насыщению им воды, занимались практически все европейские химики того времени, пытаясь выпутаться из истории с флогистоном, в которую они сами себя втравили в начале XVIII века. Лет на тридцать раньше Пристли обычную воду из колодца газировал углекислым газом из шахт провинциальный английский врач Уильям Браунригг, причем с той же целью, что и Пристли — придать ей целебные качества природных минвод, за что был избран членом Лондонского Королевского общества и также награжден медалью Копли. 

Аппарат Пристли

Не первым был Пристли и в изобретении чисто химического (а не модификации природного, на основе брожения) генератора углекислого газа на основе реакции вытеснения газа из природных карбонатов сильными кислотами (чтобы не тянуть трубочку с углекислым газом от ближайшей шахты или пивоварни). До Пристли точно такие же по конструкции генераторы углекислого газа сделали французский химик Габриэль Венель и лорд Генри Кавендиш, а шведский химик Торберн Бергман даже приспособил помпу к своему генератору углекислоты, чтобы делать, как сейчас пишут на этикетках, сильногазированную воду.

История с лечением цинги газировкой закончилась ничем, оборудовать сатураторами Пристли успели только два военных корабля, но историки науки и техники вполне заслуженно ставят Джозефа Пристли у истока того водопада газировки, который обрушился на человечество два с половиной века назад и не иссякает до сих пор, а напротив только растет. В отличие от своих коллег-химиков, работавших с углекислым газом, он один публично заявил, что углекислый газ «может придать воде, вину и почти любому спиртному напитку тонкий приятный аромат или кисловатый вкус», и даже «когда пиво станет жидким или мертвым, оно будет оживлено этим способом».

Заявил он об этом громко, на всю Европу. Его труд, посвященный лорду Сэндвичу, так и назывался — «Impregnating Water with Fixed Air In order to communicate to it the peculiar Spirit and Virtues of Pyrmont Water, And other Mineral Waters of a similar Nature» («Пропитка воды углекислым газом для того, чтобы придать ей особый дух и достоинства пирмонтской воды и других минеральных вод аналогичной природы»). Бад-Пирмонт в Нижней Саксонии с его минеральным водами был тогда одним из самых популярных и самых дорогих бальнеологических курортов Европы. 

Пройти мимо денег, причем очень больших в буквальном смысле из воздуха предприимчивому человеку было просто невозможно, а таковых субъектов хватало во все времена. Как только стали известны способы газирования воды и принципиальная схема довольно простого оборудования для этого, открылась возможность их коммерциализации, первые продавцы газировки появились практически сразу. Она стала модным напитком. Довольно быстро определился и лидер европейского рынка газированной воды — компания Якоба Швеппа, которая с 1783 года производила газированную воду в бутылках на своей фабрике в Женеве, а затем ее филиалы появились в других европейских странах. Сатураторами для продажи газированной воды в розлив оснащались бары и рестораны.

Аппарат Якоба Швеппа

Лорд Байрон воспел газировку в своем всеевропейском бестселлере «Паломничество Чайльд-Гарольда»:

…Так пей же всласть на жизненном пиру,
Чтоб голова болела поутру. 

Затем, проснувшись, прикажи лакею
Подать холодной содовой воды…
Разгула, скуки, праздности следы
Смывает разом, как поток могучий,
Глоток воды прохладной и шипучей.

Патенты на «усовершенствованные» сатураторы посыпались десятками, каждый старался удешевить производство путем собственных инноваций. Вместо дорогих и бьющихся стеклянных сосудов появились металлические освинцованные изнутри танки, в которых шла реакция вытеснения углекислого газа из известняков серной кислотой. Описывать их подробно нет смысла, принципиально ни по конструкции, ни по принципу действия они не отличались от аппарата Пристли, разве что превосходили его размерами и, соответственно, более мощным потоком газа на выходе. Сооружать такой реактор в баре или в аптеке, как это делали в самом начале нового бизнеса, было накладно хотя бы по той причине, что химическая реакция была неуправляемой, нельзя было «выключить» ее при отсутствии покупателей и «включить» заново, как только кто-нибудь заходил. 

Выход напрашивался сам собой: отделить во времени и пространстве производство углекислого газа от его реализации в виде газировки. Реактор в баре или аптеке мог потерять герметичность и даже взорваться, а брызги и пары концентрированной серной кислоты очень опасная штука. К тому же, было весьма желательно чистить углекислый газ, пропуская его через водяной фильтр, от примеси той же серной кислоты и других химических реактивов, с которыми экспериментировали для ускорения реакции и повышения выхода газа. Словом, технология бизнеса требовала либо строго дозировать выход газа (управлять реакцией), либо сразу разливать газировку по бутылкам и герметически их закупоривать, либо собирать газ в емкости, желательно в сжиженном виде, и уже из них газировать воду по мере потребности. 

Первый путь — водопроводного крана с газировкой — был на тот момент тупиковым, химические технологии еще не были к нему готовы, да и с точки зрения рентабельности он был слишком дорогим. По второму пути — розлива в бутылки газированной из мощного фабричного сатуратора воды — прошла компания Якоба Швеппа. Но в итоге победил третий вариант — газобаллонный, только произошло по историческим меркам сравнительно недавно, когда производителям газированных напитков стало выгодно покупать готовый газ, произведенный химической промышленностью. 

Но все это было потом, а первостепенной и неотложной была проблема герметичной укупорки бутылок с газировкой. Пробки у них были корковые в проволочной оплетке, как у шампанского, а бутылки, керамические и стеклянные, делали с коническим донышком, как у амфор, хранить их полагалось на боку, чтобы корковая пробка изнутри была постоянно влажной для пущей герметичности. 

Оригинальное решение проблемы пробки предложил английский инженер Хайрем Кодд, получивший в 1871 и 1872 гг. патенты на свою бутылку для газировки с «мраморной пробкой». Пробка — шарик из мрамора, стекла или гуттаперчи — находилась в горлышке бутылки, которое имело форму кегли. Внутрь бутылки она на провалилась, а газ из воды прижимал ее к верхнему краю горлышка с уплотнительным резиновым кольцом. После того, как бутылка была открыта, шарик был внизу горлышка, при наклоне бутылки, чтобы налить газировку в стакан, он всплывал и, отмеривая дозу газировки, равную объему горлышка, снова залипал в горлышке бутылке, подпираемый давлением газа. При определенном угле наклона бутылки всю газировку можно было вылить из нее за один раз. Лицензию на его пробку купили у мистера Кодда более 70 крупных стекольных заводов в Старом и Новом Свете. Только спустя еще 20 лет появилась современная жестяная пробка (кроненпробка) с уплотнителем, сначала корковым, потом пластиковым (патент США №468258 на имя Уильяма Пейнтера с приоритетом от 1892 года).

Тот самый патент США №468258 на пробку

В начале XIX века появились первые бутылки газировки с сифонами, которые тогда были фактически всего лишь дозаторами — штопором с клапаном, который выпускал порцию газировки из бутылки, сохраняя в ней повышенное давление. Современные сифоны в виде бутыли, куда наливается обычная вода и которая закручивается насадкой с баллончиком с углекислым газом, появились только в ХХ веке. 

Во второй половине XIX века возникли зельтерские бутылки, или «газогены» в виде соединенных между собой двух стеклянных шаров один над другим. В нижнем была вода или другой напиток, который нужно было сделать газированным; в верхнем — смесь винной кислоты и бикарбоната натрия, которые при наливании воды к газоген вступала в реакцию с образованием углекислого газа. Тот выталкивал уже газированную жидкость в нижнем контейнере вверх по трубке, которая шла почти от дна нижнего шара до горлышка верхнего, и при открытии клапана с рычагом на верхнем конце трубки — наружу. Снаружи газоген имел проволочную оплетку, ибо был склонен к взрывам. Такой викторианский сифон был у Шерлока Холмса и доктора Ватсона в их квартире на Бейкер-стрит.

Все это касается бутылок с газировкой и домашних газировочных аппаратов, а в целом конструкторская мысль, как уже сказано, шла по пути разделения процессов генерации углекислоты и сатурации ею воды или других напитков. 

И то, и другое в одном агрегате имело весьма умеренный коммерческий успех, хотя в конце XVIII и почти на протяжении всего XIX века неоднократно появлялось в том или ином виде в лечебно-профилактических учреждениях и на предприятиях общепита. Но для того, чтобы дешево и массово поить народ не бутилированной, а свежеприготовленной газировкой прежде надо было наладить снабжение точек ее продажи баллонным углекислым газом. Принципиальную возможность сжимать углекислый газ вплоть до его сжижения еще в 1823 году показали в своих опытах Майкл Фарадей и Хэмфри Дэви. Но технологии того времени не позволяли наладить массовое производство баллонного углекислого газа, условия для этого появились только в самом конце XIX — начале XX века. Тогда и начали множиться киоски и уличные тележки по продаже газировки. 

В нашей стране они появились позже, чем в Европе, по понятным причинам: при череде революций и войн в начале прошлого века было не до газировки, но как только мирная жизнь начала налаживаться инженеры ленинградского завода «Красная вагранка» A.П. Исаков и M.Э. Агрошкин получили авторское свидетельство №27447 с приоритетом от 29 апреля 1931 года на «аппарат для изготовления газированных вод», который относился «к группе аппаратов для изготовления газированных вод с применением компримированной (сжатой, в баллоне) углекислоты, состоящих из колонки и резервуара для смешения воды с газом…, которая поступает… в разливную колонку для отпуска стаканами посредством крана… Для добавления сиропа, находящегося внутри стола в бутыли, имеется сиропоподающий насос, установленный рядом с разливной колонкой, отпускающий строго определенную дозу, так как снабжен микрометром, который при надобности учета пломбируется».

Аппарат Исакова и Аргошкина был размером с канцелярский стол и принципиально ничем не отличался от современных ему европейских и американских аналогов. Его первый рабочий экземпляр был поставлен в столовой Смольного. Для инженеров завода «Красная вагранка» (бывший чугунно-литейный и механический завод Паля) газировочный автомат был побочным продуктом. Предприятие работало на тяжелую и оборонную промышленность, поставляя высокохромистое чугунное литье для Уралмашзавода, Магнитогорского комбината, Днепростроя и только после войны был переподчинен Главпродмашу. 

Но инженеры предприятий Главпродмаша за оставшиеся до войны десять лет получили около сорока авторских свидетельств на модификации газировочных аппаратов — стационарных, уличных (на платформе с колесиками) и первых в нашей стране автоматов по продаже газировки, пока только для закрытых помещений и с жетонами, которые надо было предварительно купить. А после войны в 1958 году начался серийный выпуск уличных автоматов. Впрочем, все это сотни раз описано в деталях, повторяться нет смысла.

Также нет смысла искать причину, почему не имеют успеха современные попытки возродить киоски, торгующие газировкой в разлив и автоматы с газированной водой. Даже разливной квас в жару на улицах расходиться вяло. Едва ли дело тут в соблюдении более жестких в наши дни санитарных норм. Автоматы АТ-48 и АТ-100, разработанные в 1960-х годах, и выпускавшиеся в 1970-х годах на харьковском «Механолите» и «Киевторгмаше», тоже наливали воду в одноразовые стаканчики. Можно объяснить это экспансией пластиковой и алюминиевой тары для газированных напитков, практически целиком вытеснившей стеклянные бутылки, можно копать глубже, апеллируя к кризису психологии коллективизма. Но как бы там ни было, в том, что касается газировки, мы в одночасье провалились в конец XVIII века, в эпоху бутылочной газировки Якоба Швеппа, только с вендинговыми автоматами. С одной стороны, понимать это обидно, с другой — время тогда для изобретателей было хорошее, и возможно, мы сейчас как раз накануне новой газировочной революции с новыми идеями и новыми патентами.

Читайте в нашем журнале:

Рожденный в СССР: история создания мобильного телефона

ГЛОНАСС vs GPS: с какими трудностями столкнулась отечественная система спутниковой навигации

Чего достигли три лидера российской инновационной фармы

Ася Петухова
Онлайн Патент
#Технологии
Спасибо! Мы перезвоним вам в ближайшее время!