Quantité de CO2 dans de l’eau gazeuse

Bonjour à toutes et à tous !

Je suis ingénieur en mécanique et j’ai une question pour un projet personnel.

Je souhaiterai réaliser une machine à gazéifier de l’eau à l’instar de SodaStream.

Comme leur fonctionnement j’aimerai simplement avoir une cartouche qui contient le CO2 (alimentaire), appuyer sur un détendeur et envoyer le gaz sous pression dans de l’eau pour la gazéifier.

Évidemment il faut réaliser des soupapes limitatrices de pression et de décompression, mais cela sera dans un second temps.

Mon problème est le suivant : comment calculer la quantité de CO2 suffisante pour gazéifier 1L d’eau à une pression d’environ 4 à 5 bar.

J’ai utilisé la loi d’Henry pour calculer la concentration molaire du gaz mais cela ne m’avance pas plus.

J’ai également réalisé une proportionnalité avec Soda Stream qui utilise environ 0,6~7L de CO2 pour gazéifier (d’après eux) 60L d’eau. Cela nous donnerait un rapport de 0,012LCo2/Leau, mais cela me parait un peu trop faible.

Qu’en pensez vous ?

Merci d’avance à ceux qui prendront le temps de répondre.

Salut,

En cherchant un peu, on trouve que la constante de Henry pour le couple eau/CO2 à 25°C est autour de 30 atm/(mol/L). Donc à 1 bar de CO2, on se retrouve avec 1/30 mol/L de CO2 dans l’eau. Comme la masse molaire du CO2 est de 44 g/mol, ça fait 44/30 g/L ~ 1.5 g/L (soit 0.15% massique). À 4 bars, on tape à 6 g/L maximum. En cherchant un peu, il semblerait que la plupart des boissons gazeuses sont autour de 5 g/L. Ça colle avec l’estimation précédente, c’est déjà bon signe. Si on veut absolument un volume de CO2 correspondant à pression ambiante, ça donne à peu près 3 L pour 5 grammes de CO2 (qui a l’air de coller avec les rapports trouvés ailleurs). Je sais pas d’où sort le ratio de SodaStream, mais c’est clairement à côté des clous.

Sujet tout à fait d’actualité dis-donc. 👌

Je sais pas d’où sort le ratio de SodaStream, mais c’est clairement à côté des clous.

Serait-il possible que les bouteilles de SodaStream aie une pression supérieur à 5 bar ?

Dans 0.6L, il devrait y avoir 425g de CO2. En grosse approximation 1/0.6 ~= 1.5. Ça ferait une pression de ~500 bar ?! (425/0.6 /1.5 => 472) 💥

En tout cas s’ils affirment avoir 425 g de CO2 dans une bouteille et avec ton chiffre de 5g/L. On obtient 85L si on arrive à consommer effectivement l’ensemble du CO2.

Vu le diagramme de phase du CO2, on tape dans la phase liquide bien avant les 500 bars. Il est tout à fait possible que leurs cartouches de CO2 soient liquides, mais en tout cas parler de 0.01 litres de CO2 par litre d’eau n’a aucun sens si les deux volumes ne sont pas pris à la même pression. Pour ça que je parle en masse de CO2 par volume de boisson à pression ambiante.