История газированных напитков в научной литературе традиционно связывается с именем английского химика Джозефа Пристли. В 1772 году он разработал устройство для насыщения воды углекислым газом — сатуратор, пригодный для использования в морских экспедициях. На тот момент предполагалось, что газированная вода может предотвращать развитие цинги — распространённого заболевания среди моряков в дальних плаваниях.
Конструкция сатуратора включала генератор углекислого газа, в котором газ выделялся при химической реакции извести с серной кислотой. Через кожаную трубку полученный газ подавался в ёмкость с водой, где происходил процесс газирования.
Несмотря на то что гипотеза о противоцинготных свойствах такой воды не подтвердилась, в британском Адмиралтействе к изобретению отнеслись положительно. Это было обусловлено не только научной репутацией Пристли, но и тем, что использование газированной воды могло сократить затраты на поставку традиционных средств борьбы с цингой — квашеной капусты и цитрусовых. Кроме того, повышалась автономность морских экспедиций за счёт снижения необходимости в пополнении свежих продуктов.
В том же 1772 году Пристли получил медаль Копли — престижную научную награду Лондонского королевского общества. Его достижения были признаны коллегами по научному сообществу, хотя основной практический результат его работы выразился в получении почётной должности при дворе — он был назначен куратором обучения детей министра Южной Англии, Уэльса и Ирландии графа Шелберна.
Следует отметить, что Пристли не был первым, кто занимался насыщением воды углекислым газом. Аналогичные эксперименты проводились другими европейскими учёными, включая английского врача Уильяма Браунригга, который за три десятилетия до Пристли газировал воду с целью имитации лечебных свойств природных минеральных источников. Он также получил признание Лондонского королевского общества и был награждён медалью Копли.
До Пристли химические генераторы углекислого газа создавали Габриэль Венель, Генри Кавендиш и Торберн Бергман. Последний разработал установку с помпой для получения более насыщенной газированной воды, аналогичной современным напиткам с высоким уровнем карбонизации.
Несмотря на ограниченное внедрение сатуратора Пристли в морской флот, его вклад в технологию карбонизации воды признан фундаментальным. Он одним из первых публично заявил о возможности придания напиткам улучшенных органолептических свойств с помощью углекислого газа: «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».
Его труд, посвящённый лорду Сэндвичу, получил широкое распространение в научных кругах Европы. Название этой работы — «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» — подчёркивало попытку воспроизведения свойств минеральных вод, аналогичных источникам Бад-Пирмонта, одного из самых популярных курортов того времени.
С развитием технологий и доступности оборудования идеи газирования воды стали коммерчески привлекательными. Уже в конце XVIII века появились первые предприятия по производству и продаже газированной воды. Распространение сатуратора в заведениях общественного питания также способствовало росту популярности напитка среди населения.
Газированная вода стала частью культуры, что отражено и в литературе.
Например, в поэме Джорджа Гордона Байрона «Паломничество Чайльд-Гарольда»
встречаются строки:
…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.
В XIX веке началась активная патентная деятельность в области усовершенствования сатураторов. Основное внимание разработчиков было сосредоточено на снижении себестоимости производства, что реализовывалось через технические инновации. Вместо хрупких стеклянных сосудов стали использовать металлические емкости с внутренним слоем свинцового покрытия, в которых происходила химическая реакция между серной кислотой и известняком для получения углекислого газа. По конструкции и принципу действия эти устройства не отличались от аппарата Пристли, разве что были крупнее и обеспечивали более мощный выход газа.
Однако эксплуатация таких установок в торговых и аптечных точках была затруднительной, поскольку реакция не поддавалась оперативному управлению. Ее невозможно было приостановить в периоды отсутствия покупателей и возобновить при их появлении. Это обусловило необходимость пространственного и временного разделения процессов генерации углекислого газа и его использования для газирования воды.
Кроме того, газ, получаемый в результате химической реакции, нуждался в очистке от примесей, включая остатки серной кислоты и другие вещества, применявшиеся для повышения выхода. Для этого газ пропускали через водяной фильтр. Развитие технологии газирования шло в направлении: управления объемом производимого газа, герметичной укупорки готовой продукции либо хранения газа в емкостях, предпочтительно в сжиженном состоянии, с последующим применением по мере необходимости.
Использование системы водопровода для подачи газированной воды в тот период оказалось экономически нецелесообразным. Более реалистичным оказался подход компании Якоба Швеппа, реализовавшей розлив газированной воды с применением мощных промышленных сатураторов. Однако широкое распространение получил третий вариант — использование баллонов с промышленным углекислым газом. Его коммерческая реализация стала возможной лишь в конце XIX — начале XX века, когда были созданы необходимые условия для промышленного получения и хранения сжиженного углекислого газа.
Одним из первоочередных технических вызовов стало обеспечение герметичности укупорки бутылок. Первоначально использовались корковые пробки, закрепленные проволокой, как у бутылок шампанского. Бутылки имели коническое донышко и хранились в горизонтальном положении для поддержания влажности пробки.
Инженер Хайрем Кодд предложил в 1871–1872 гг. конструкцию бутылки с так называемой «мраморной пробкой» — шариком из стекла, мрамора или гуттаперчи, который удерживался у края горлышка давлением углекислого газа. Горлышко имело форму кегли, а уплотнение обеспечивалось резиновым кольцом. После вскрытия бутылки шарик перемещался в нижнюю часть горлышка, ограничивая объем выливаемого напитка. Лицензию на бутылку Кодда приобрели более 70 стекольных предприятий по всему миру. Впоследствии, в 1892 году, была запатентована современная жестяная кроненпробка с уплотнителем — сначала из коры, затем из пластика ( патент США №468258 на имя Уильяма Пейнтера).
В начале XIX века появились бутылки с сифонами, выполнявшими функцию дозаторов. Они позволяли наливать определенное количество газировки без полного вскрытия бутылки. Современные сифоны, в которые заливается вода и осуществляется газирование с помощью баллона с углекислым газом, получили распространение лишь в XX веке.
Во второй половине XIX века появились зельтерские бутылки (или газогены), состоявшие из двух соединенных стеклянных сосудов. В верхнем находились реактивы (винная кислота и бикарбонат натрия), а в нижнем — напиток, подлежащий газированию. Реакция происходила при смешивании компонентов, в результате чего генерировался углекислый газ, выталкивающий напиток наружу через трубку. Такие устройства снабжались металлической оплеткой для предотвращения разрушения при повышении давления.
Несмотря на разнообразие конструкций, устойчивым направлением в инженерной мысли стало технологическое разделение процессов получения углекислого газа и его использования для газирования напитков.
Комбинированные устройства, совмещающие оба процесса, применялись преимущественно в медицинских учреждениях и сфере общественного питания. Однако массовое распространение свежеприготовленной газированной воды стало возможным лишь после налаживания поставок баллонного углекислого газа. Потенциал сжижения углекислого газа был продемонстрирован в 1823 году Майклом Фарадеем и Хэмфри Дэви, но техническая реализация появилась только к рубежу XX века.
В России такие технологии начали развиваться позднее. В 1931 году инженеры ленинградского завода «Красная вагранка» А. П. Исаков и М. Э. Агрошкин получили авторское свидетельство №27447 на аппарат для приготовления газированной воды с использованием баллонного углекислого газа. Аппарат состоял из колонки и резервуара для смешивания воды с газом, а также сиропоподающего насоса с микрометром для дозирования добавок. Первый экземпляр был установлен в столовой Смольного.
Аппарат, по габаритам сопоставимый с канцелярским столом, по конструкции соответствовал аналогичным европейским и американским образцам. Завод, выпускавший его, специализировался на продукции для тяжелой промышленности, и газировочный автомат был побочным направлением деятельности, до передачи предприятия в систему Главпродмаша после войны.
В предвоенные годы было получено около 40 авторских свидетельств на модификации аппаратов — как стационарных, так и передвижных, а также первых отечественных вендинговых автоматов с жетонной системой. С 1958 года началось серийное производство уличных автоматов. Этот этап подробно зафиксирован в технической и исторической литературе.
Современные попытки возродить уличную торговлю газировкой в розлив, включая киоски и автоматы, не находят широкого спроса. Это может быть обусловлено как изменением санитарных требований, так и распространением одноразовой тары. Автоматы типа АТ-48 и АТ-100, разработанные в 1960-х годах и производившиеся в 1970-х на предприятиях «Механолит» (Харьков) и «Киевторгмаш», уже тогда использовали одноразовые стаканчики.
Низкий интерес потребителей может быть связан с изменениями в культуре потребления и предпочтением индивидуальной упаковки. В результате развитие газировочных технологий вернулось к модели конца XVIII века — бутилированной газированной воде, но теперь уже через автоматические вендинговые системы. Возможно, в ближайшем будущем появятся новые разработки, способные изменить этот подход.