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Verfahren zur Herstellung von mit Kohlensäure imprägnierten
Getränken und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Kohlensäure imprägnierten Getränken, bei dem die zu imprägnierende Flüssigkeit in einem dünnen Film in turbulenter Strömung über gewellte
Rieselbleche geführt und vor der Imprägnierung entlüftet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, die einen Plattenapparat umfasst, dessen Platten mit ihren Durchtritten oben und unten Kanäle im Plattenapparat bilden.
Zur Karbonisierung von Flüssigkeiten, d. h. zu deren Imprägnierung mit Kohlensäure, werden in der
Getränkeindustrie verschiedene Verfahren und Anlagen benutzt. Bei der Imprägnierung ist es bekanntlich unter anderem von Bedeutung, dass eine Flüssigkeit umso mehr Gas zu binden vermag, je tiefer ihre Temperatur und je höher der auf ihr lastende Druck ist. Für die Diffusion des Gases in die Flüssigkeit sind neben dem Konzentrationsgefälle auch die Grösse der Phasengrenzfläche, die Kontaktzeit und die Turbulenz der Grenzflächenteilchen entscheidend. Störend für die Bindung von Kohlensäure ist das Vorhandensein fremder Gase (z. B. Luft) in der zu imprägnierenden Flüssigkeit.
Es ist bekannt, Flüssigkeiten zu ihrer Imprägnierung über sogenannte Rieselsäulen zu führen. Auf den Rieselsäulen wird die Flüssigkeit z. B. mit der aufzunehmenden Kohlensaure in Berührung gebracht. Vorher wird bei den bekannten Verfahren die Flüssigkeit durch andere Mittel, z. B. durch Differentialkolbenpumpen, entlüftet.
Die gebräuchlichen Rieselsäulen bieten für einen intensiven Diffusionsvorgang an sich ideale Bedingungen. Hiebei wird jedoch den hygienischen Anforderungen, die zur Herstellung der Getränke erhoben werden müssen, nicht genügend Rechnung getragen. Das Reinigungsproblem wird noch wesentlich schwieriger, wenn nicht nur das dem Getränkeextrakt zuzugebende Wasser, sondern fertiggemischte Limonade imprägniert werden soll.
Es ist ferner auch eine Vorrichtung zum Entlüften von Wasser bei der Imprägnierung bekanntgeworden, bei der das zu entlüftende Wasser über gewellte Bleche fliesst. Diese Bleche sind kegelförmig übereinander angeordnet. Das behandelte Wasser läuft vom Hohlkegel zum Aussenkegel usw. in einem Strom. Bei einer Leistungserhöhung wird dieser Strom stärker und der Wirkungsgrad dementsprechend geringer, es sei denn, dass ein zweiter Apparat dazu aufgestellt wird. Ausserdem ist bei der bekannten Vorrichtung eine Zerstäubung der Flüssigkeit bei ihrer Zufuhr vorgesehen ; es ist jedoch nicht an eine Verwendung von Ver- teilerrohren gedacht, mit deren Hilfe der Flüssigkeitsstrom zerlegt und mehreren parallel angeordneten Rieselblechen zugeleitet werden kann.
Im übrigen bilden sich bei den kegelförmig angeordneten Rieselblechen dieser Entlüftungsvorrichtung oberhalb jeder Welle Wasserringe, wodurch der Flüssigkeitsstrom in nachteiliger Weise unterbrochen wird.
Es ist auch schon eine Imprägniervorrichtung für Wasser ohne Entlüftungsvorrichtung beschrieben worden, bei der das Wasser aus konzentrisch angeordneten Verteilerrohren auf konzentrisch angeordnete Zylinder gespritzt wird. Beim Herablaufen an niesen Zylindern nimmt die Flüssigkeit das Gas auf, das sich in dem die Vorrichtung einhüllende Behälter befindet.
Gegenüber diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird erfindungsgemäss ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Flüssigkeit sowohl vor der Entlüftung als auch vor der Imprägnierung in an sich bekannter Weise in mehrere parallele, vertikale Teilströme gleicher Stärke aufgeteilt wird. Die Anlage
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zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäss durch ein zweiteiliges Plattenpaket mit senkrecht- stehenden Einstromplatten gekennzeichnet, bei dem Saugrohre in den oberen Kanälen der Platten des einen Teiles und Kohlensäurezuführungsrohre in den unteren Kanälen der Platten des andern Teiles vorge- sehen sind. Unter der Bezeichnung Einstromplatten sind Platten zu verstehen, über welche die zu behan- delnde Flüssigkeit in breitem Strom ohne Umkehrung fliesst.
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind im Ablauf eines jeden Teiles des Plattenpaketes an sich bekannte Pegelstandsregler zur Steuerung von Regelventilen im Zulauf desselben eingebaut. An sich bekannte Flüssigkeitsverteilerrohre sind mit Düsen in den oberen Durchtritten der Platten vorge- sehen.
Bei den bekannten Einrichtungen sinkt bei Verstärkung der Flüssigkeitszufuhr zu ein und demselben
Apparat notwendigerweise das Ausmass der Entlüftung bzw. der Imprägnierung. Eine Leistungssteigerung ist nur durch eine Verbindung mehrerer Apparate möglich. Bei Aufteilung der Flüssigkeit in mehrere Teil- ströme ist jedoch eine Leistungssteigerung bei gleichbleibend guter Imprägnierung und Entlüftung ohne weiteres erreichbar. Dadurch, dass gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren die Teilströme gleich stark sind, brauchen sie nicht, wie bei den bekannten Verfahren, den zu beaufschlagenden Flächen angepasst werden. Beim Ablaufen der Teilströme in vertikaler Richtung sammelt sich auch an keiner Stelle das zu entlüftende Wasser an.
Der Aufbau des erfindungsgemässen Apparates aus Einstromplatten ermöglicht es, in vorteilhafter Weise die Leistung des Apparates jederzeit den Erfordernissen durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Platten anzupassen. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil darin, dass diese Einrichtung ausserordentlich leicht zu reinigen ist. Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich nicht um die Imprägnierung von klarem Wasser handelt, sondern wenn beabsichtigt ist, mit Fruchtsäften od. dgl. gemischtes Wasser zu imprägnieren, d. h. also Flüssigkeiten, die Feststoffe enthalten oder in denen Zucker gelöst ist oder die sonstige Bestandteile aufweisen, die sich an den Platten festsetzen können.
Die bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen sind darum nur für die Entgasung oder Imprägnierung von klarem Wasser geeignet ; auf die Reinigungsmöglichkeit ist dort keine Rücksicht genommen, Die Verwendung von Pegelstandsreglem und die Anordnung der Verteilerrohre in den oberen Durchtritten hat den Vorteil, dass die Flüssigkeit nicht bis in die Platten ansteigen kann, noch die Platten ungleichmässig von oben her beaufschlagt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat übrigens noch den Vorteil, dass die Imprägnierung und auch die ihr vorangehende Entlüftung in der gleichen Einrichtung erfolgt und zusätzliche Apparaturen erspart werden.
Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen Fig. 1 die gesamte Anlage, Fig. 2 eine Rieselplatte in der Draufsicht und Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Plattenpaket aus drei Platten.
Der Anlage zugrundegelegt ist ein Verfahren, bei welchem Wasser und Getränkeextrakt im gewünschten Verhältnis kontinuierlich zusammengemischt werden und das gemischte Getränk karbonisiert wird. Zur Entfernung der im Wasser enthaltenen Luft ist eine Vakuumentgasungszone vorgesehen. Falls nicht dem Getränkeextrakt durch eine Entgasung wertvolle Bestandteile verlorengehen, ist es stets vorzuziehen, die Getränkemischung zu entgasen.
Die Anlage weist einen Plattenapparat 1 auf, der mit Einstromplatten 2 ausgestattet ist. Das Gestell des Apparates besteht aus zwei Ständern 3, die durch Tragholme 4 miteinander verbunden sind und von denen einer mit einer Anpressspindel 5 versehen ist, die über eine Druckplatte die einzelnen Platten abdichtend zusammenpresst. Die Platten 2 dienen dabei als Rieselbleche, wobei die von den Platten 2 gebildeten Kanäle 6 entweder unter Vakuum stehen oder mit Kohlensäuregas angefüllt sind. Die Menge der durch die Kanäle 6 nur von oben nach unten strömenden Flüssigkeit ist so gering, dass die in einem dünnen Film herunterrieselnde Flüssigkeit den Kanalquerschnitt nicht ausfüllt, so dass grosse Phasengrenzflächen geschaffen werden.
Die gleichmässige Verteilung der Flüssigkeit auf die einzelnen Kanäle 6 jedes Paketes erfolgt durch mit Düsen besetzte Verteilerrohre 7, die in den oberen von den Durchtritten 8 der Platten 2 gebildeten Kanälen liegen. Die zwischen den Platten 2 gebildeten Kanäle 6 sind mit dem Saugstutzen einer Vakuumpumpe 11 verbunden, so dass die Voraussetzungen für eine intensive Entgasung gegeben sind. Die Absaugung erfolgt an den oberen Durchtritten 8 der Platten 2, in denen die Verteilerrohre 7 für die Zuführung der zu entgasenden Flüssigkeit liegen. Ein Pegelstandsregler 12 verhütet ein Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Plattenpaket.
Analog zu dieser Entgasungszone ist die Begasungszone aufgebaut. Die Zuführung der Kohlensäure er-
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folgt durch untere, durch die Durchtritte 9 gebildete Kanäle, aus denen die karbonisierte Flüssigkeit abläuft. Auch hier verhindert ein Pegelstandsregler 10 ein Ansteigen des Pegels in den Kanälen 6 des Plattenpaketes.
Das zu behandelnde Frischwasser wird über ein Regelventil der Entgasungszone zugeleitet. Es tritt aus den Düsen des Verteilerrohres 7 aus und rieselt an den Platten 2 herab, sammelt sich in dem durch die Durchtritte 9 gebildeten unteren Kanal und fliesst zum Pegelstandsregler 12, der das am Eingang angeordnete Regelventil steuert. Während des Durchflusses durch das Plattenpaket der Entgasungszone steht die Flüssigkeit unter dem Einfluss des durch die Vakuumpumpe 11 hergestellten Vakuums, wobei die Luft aus den Kanälen 6 des Plattenpaketes durch den durch die oberen Durchtritte 8 gebildeten Kanal durch ein eingeführtes Rohr abgesaugt wird.
Vom Pegelstandsregler 12 fliesst die entgaste Flüssigkeit einer Kreiselpumpe zu,. welche die Förderung zur Begasungszone des Plattenpaketes durchführt. Auf diesem Wege wird dem Wasser der von einer weiteren Pumpe geförderte Extrakt beigemischt. Abhängig von der Wassermenge wird durch eine Dosiereinrichtung die Extraktmenge geregelt. Vor dem Eintritt in die Begasungszone erfolgt noch eine Kühlung des Gemisches. Auch hier ist ein Regelventil angeordnet. Durch die Verteilerrohre 7 wird die Flüssigkeit in das Plattenpaket geleitet, tritt durch Düsen aus den Verteilerrohren aus und rieselt auch hier an den Platten 2 herunter. Im unteren Kanal sammelt sich die Flüssigkeit und fliesst zu dem Pegelstandsregler 10 ab, der das vor dem Plattenpaket angeordnete Regelventil steuert. Vom Pegelstandsregler wird die Flüssigkeit einem Füller zugeleitet.
Die Kohlensäure zur Imprägnierung der Flüssigkeit wird einer Flaschenbatterie mit Reduzierventil entnommen und dem Apparat durch den unteren Kanal zugeführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von mit Kohlensäure imprägnierten Getränken, bei dem die zu imprägnierende Flüssigkeit in einem dünnen Film in turbulenter Strömung über gewellte Rieselbleche geführt und vor der Imprägnierung entlüftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit sowohl vor der Entlüftung als auch vor der Imprägnierung in an sich bekannter Weise in mehrere parallele, vertikale Teilströme gleicher Stärke aufgeteilt wird.