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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Imprägnieren von Flüssigkeiten mit flüssiger Kohlensäure, wobei Ströme von Flüssigkeit und Kohlensäure kontinuierlich ineinandergeführt werden und in der Flüssigkeit Bedingungen herrschen, die den Übergang der flüssigen Kohlensäure in die Gasphase bedingen.
Ein Verfahren, bei dem in der Flüssigkeit Bedingungen herrschen, die den Übergang der flüssigen Kohlensäure in die Gasphase bedingen, wird bereits bei den unter der Bezeichnung Heimsiphon bekannten Einrichtungen zur Herstellung kleiner Mengen karbonisierten Wassers für den Haushaltsbedarf verwendet. Dabei wird aus einer Patrone flüssige Kohlensäure einem eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumen an einer Stelle zugeführt, wonach jedoch noch erhebliche Zeit (z. B. etwa 20 min) verstreicht, bis die in den Gaszustand übergegangene Kohlensäure tatsächlich in der Flüssigkeit gelöst und damit das Gerät betriebsfertig ist.
Für die industrielle Herstellung karbonisierter Flüssigkeit schien die Zugabe von Kohlensäure in flüssiger Form aus diesem Grunde gänzlich ungeeignet, und man nahm zur Erzielung eines grossen Ausstosses daher die bekannten komplizierten Anlagen in Kauf, in denen gasförmige Kohlensäure der zu karbonisierenden Flüssigkeit zugeführt wird.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, flüssige Kohlensäure bei erhöhtem Druck in einem Bereich von 50 bis 120 at mit Wasser zu vermischen und das so hergestellte konzentrierte Vorgemisch kontinuierlich dem zu karbonisierenden Wasser oder Getränk zuzusetzen, wobei der Druck entsprechend vermindert wird. Weiters wurde vorgeschlagen das konzentrierte Vorgemisch absatzweise einer gewünschten Menge Wasser zuzusetzen, wobei der Austausch bzw. die Lösung der Kohlensäure in Austauschergefässen erfolgt. Bei diesen Verfahren, bei denen das Wasser-Kohlensäure-Vorgemisch unter hohem Druck steht, treten jedoch grosse Schwierigkeiten auf, da sich Kohlensäure im flüssigen Aggregatzustand nicht im Wasser löst, sondern nur emulgiert. Es müssen daher entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, um eine unerwünschte Entmischung von Wasser und flüssiger Kohlensäure zu unterbinden.
Ausserdem wird in der deutschen Patentschrift Nr. 721759 vorgeschlagen, flüssige Kohlensäure, die unter Flaschendruck steht, zu einer in den zu imprägnierenden Flüssigkeitsstrom ragenden Düse zu leiten, durch welche die Kohlensäure in die Flüssigkeit einströmt und sich auf den Druck der Flüssigkeit entspannt. Die Kohlensäure kann dabei, je nach den im Düsenbereich herrschenden Bedingungen noch flüssig oder bereits gasförmig in die Flüssigkeit einströmen. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht nun darin, dass die Erzielung einer bestimmten Kohlensäurekonzentration nicht möglich ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welche die Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen vermeidet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zur mengenmässig definierten Zufuhr der Kohlensäure eine Dosierpumpe vorgesehen ist.
Die unter entsprechend hohem Druck stehende flüssige Kohlensäure wird in die zu versetzende Flüssigkeit, die unter einem Druck steht, der geringer als der kritische Druck ist, oder deren Temperatur über der kritischen Temperatur liegt, eingebracht, vorzugsweise eingesprüht. Dadurch wird erreicht, dass der Übergang der flüssigen Kohlensäure in die Gasphase spontan erfolgt. Die Lösung der Kohlensäure im Wasser oder Getränk erfolgt unmittelbar nach oder während des Überganges in die Gasphase.
Da der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand der Kohlensäure mit einer bedeutenden Volumsvergrösserung verbunden ist, wird einerseits eine sehr feine Verteilung und damit eine relativ grosse Berührungsfläche mit dem Wasser erzielt und anderseits eine starke, die Lösungstendenz unterstützende Turbulenz im Wasser oder Getränk bewirkt. Auf diese Weise ist es möglich, den apparativen Aufwand klein zu halten und bei Verwendung von Flüssigkeitsdosiergeräten eine genau vorbestimmbare Kohlensäurekonzentration im karbonisierten Wasser oder Getränk zu erreichen.
Die erfindungegemässe Einrichtung weist vorteilhafterweise eine von der mit Kohlensäure zu versetzenden Flüssigkeit durchströmte Entspannungskammer auf, die einen mit einem kraftbelasteten Ventil bzw. einem Druckbegrenzungsventil ausgerüsteten Anschluss für flüssige Kohlensäure aufweist, wobei die zu der Entspannungskammer geförderten Mengen an Flüssigkeit und Kohlensäure dosiert sind.
Als besonders zweckmässig hat es sich erwiesen, die Dosierung und Förderung der Flüssigkeit und der flüssigen Kohlensäure zu der Entspannungskammer durch gemeinsam angetriebene Dosierpumpen zu bewerkstelligen. Auch bei der Herstellung von Limonaden ist es vorteilhaft, die Aroma- oder Fruchtkomponenten mit dem Wasser in einer Vormischkammer zu mischen und danach erst mit Kohlensäure zu imprägnieren, wobei für jede Komponente des fertigen Getränkes eine Dosierpumpe vorgesehen ist und diese gemeinsam angetrieben werden.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. l zeigt das Schema einer erfindungsgemässen Anlage zur Karbonisierung von Wasser und Fig. 2 das Schema einer Anlage zur Karbonisierung eines Mischgetränkes.
Bei der Anlage gemäss Fig. l treibt ein Motor --3-- zwei Dosierpumpen --1 und 2--an. Die Pumpe --l-- fördert und dosiert Wasser und die Pumpe--2-die einen Drucktank --6-- entnommene flüssige Kohlensäure zu einer Entspannungskammer--4--. Das Wasser steht unter einem geringen Druck und durchströmt die Entspannungskammer-4--, wobei gleichzeitig über einen Anschluss--7--, der ein Ventil enthält, die Kohlensäure zugesetzt wird. Dabei vermindert sich der Druck, unter dem die Kohlensäure steht, so
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weit, dass diese spontan in die Gasphase übergeht. Das karbonisierte Wasser verlässt die Entspannungskammer --4-- und gelangt über eine Leitung--5--zur Abfüllmaschine.
Bei der Anlage gemäss Fig. 2 werden von dem Motor--3--noch zusätzlich Dosierpumpen-8 und 9-- zur Förderung von Aroma- oder Fruchtkomponenten angetrieben. Diese Komponenten gelangen in die Wasserleitung und weiter zu der Vormischkammer-10--, wo sie sich mit dem Wasser innig vermischen. Von der Vormischkammer --10-- gelangt das Mischgetränk zu der Entspannungskammer--4--, wo es mit flüssiger Kohlensäure imprägniert wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Imprägnieren von Flüssigkeiten mit flüssiger Kohlensäure, wobei Ströme von Flüssigkeit und Kohlensäure kontinuierlich ineinandergeführt werden und in der Flüssigkeit Bedingungen herrschen, die den Übergang der flüssigen Kohlensäure in die Gasphase bedingen, dadurch gekenn- zeichnet, dass zur mengenmässig definierten Zufuhr der Kohlensäure eine Dosierpumpe (2) vorgesehen ist.
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