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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Süssstoff enthaltenden Erfrischungsgetränkes mit einer gasförmigen Komponente, bei welchem der Süssstoff in Form von Lösung und allfällige weitere flüssige Komponenten volumetrisch dosiert einer Mischvorrichtung zugeführt und in dieser mit Wasser vermischt wird bzw. werden, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmige Komponente gleichzeitig mit den flüssigen Komponenten in der Mischvorrichtung (22, 24) zugemischt wird und der Süssstoffgehalt des Gemisches unmittelbar nach seinem Austritt aus der Mischvorrichtung (22, 24) kontinuierlich gemessen und Abweichungen des gemessenen Süssstoffgehaltes von einem Sollwert durch stetige Regelung der Wasserzufuhr zur Mischvorrichtung korrigiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzufuhr durch ein Regelventil und die übrigen flüssigen Komponenten durch eine entsprechende Anzahl Dosierköpfe einer Dosierkolbenpumpe volumetrisch dosiert einem als Injektor ausgebildeten Vormischer (22) zugeführt werden, und dass die gasförmige Komponente an der Stelle des tiefsten Drucks in diesen Vormischer eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der SüssstoffZucker ist und die aus der Mischvorrichtung austretende Flüssigkeit ein Refraktometer (29) durchströmt, das den Zuckergehalt misst und bei Abweichungen von einem Sollwert die Wasserzufuhr zur Mischvorrichtung im korrigierenden Sinne steuert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmige Komponente Co2 ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Süssstoff ein künstlicher Süssstoff ist und die aus der Mischvorrichtung austretende Flüssigkeit eine Vorrichtung durchströmt, mit der der Gehalt an künstlichem Süssstoff gemessen wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischvorrichtung (22, 24) enthält, in welche Speiseleitungen (12, 13, 21) aller flüssigen und diejenige der gasförmigen Komponente münden, und eine in die Austrittsleitung (25) dieser Mischvorrichtung nahe derselben eingeschaltete Mess- und Regelvorrichtung (29, 30, 31, 32) die den Süssstoffgehalt der aus der Mischvorrichtung austretenden Flüssigkeit kontinuierlich misst und mit einem Sollwert vergleicht und bei Abweichung von einem Sollwert die Wasserzufuhr in kor rigierendem Sinne regelt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung einen als Injektor ausgebildeten Vormischer (22) und einen diesem nachgeschalteten statischen Mischer (24) umfasst, und dass die flüssigen und die gasförmige Komponente diesem Vormischer zudosiert werden, letztere an der Stelle des tiefsten Druckes im Vormischer.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzufuhr zur Mischvorrichtung über ein Regelventil (18) erfolgt das seinerseits in Abhängigkeit vom Süssstoffgehalt der Flüssigkeit am Austritt aus der Mischvorrichtung gesteuert ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, zur Herstellung eines zuckerhaltigen Getränkes, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Zuckergehaltes der aus der Mischvorrichtung (22, 24) austretenden Flüssigkeit ein Refraktometer (29) vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Süssstoff, insbesondere Zucker, enthaltenden Erfrischungsgetränkes mit einer gasförmigen Komponente, insbesondere CO2, und auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Erfrischungsgetränke enthalten mindestens Wasser und Zucker meist zusätzlich zum Zucker noch andere Grundstoffe, wie z. B. ein besonderes Aroma vermittelnde Essenzen, Geschmacksverstärker wie z.B. Zitronensäure, farbgebende Stoffe und in aller Regel auch eine gasförmige Komponente in Form von CO2.
In neueren Anlagen zur kontinuierlichen Herstellung solcher Erfrischungsgetränke werden in einer ersten Stufe dessen flüssige Komponenten, insbesondere Wasser zweckmässig in entlüftetem Zustand, dann der Zucker in Form von Zuckerlösung und schliesslich die ebenfalls flüssigen oder verflüssigten Grundstoffe und allenfalls weitere flüssige Komponenten, gleichzeitig miteinander vermischt, indem sie durch Dosierpumpen in möglichst genauer Dosierung einem Mischer zugeführt und dort vermischt werden.
In einer zweiten, von dieser ersten örtlich und zeitlich getrennten Stufe wird dann das Gemisch mit CO2 imprägniert.
Eine der wichtigsten Qualitätsgrössen solcher Erfrischungsgetränke, jedenfalls aber diejenige bei welcher bereits geringfügige Abweichungen vom Sollwert den Geschmack erheblich verändern können ist zweifellos der Zuckergehalt des Fertiggetränks.
Die Erfahrung mit solchen Anlagen zeigt, dass die Hoffnung, wenn die einzelnen Komponenten im richtigen Verhältnis zudosiert würden, dass dann diese auch schlussendlich im fertigen Getränk im gewünschten Masse vorhanden seien, häufig trügt. Gerade der Zuckergehalt schwankt, z. B.
als Folge falscher oder ungenauer Manipulationen an der Anlage oder zu wenig genauer Dosierung der Zuckerlösung häufig und gerät ausserhalb der engen Toleranzen was zu höchst unerwünschten Qualitätsveränderungen oder sogar zu erheblichen Mengen unbrauchbarer Fertiggetränke führen kann.
In einzelnen Anlagen wird daher der Zuckergehalt in der Anlage z.B. mittels Refraktometer gemessen und Abweichungen des gemessenen Wertes vom Sollwert werden akustisch und/oder optisch angezeigt.
Da diese Messung jeweils am Fertiggetränk erfolgt lässt sich auch hierbei nicht verhindern, dass bis zum Wirksamwerden einer Korrektur, die ja an der ersten Stufe erfolgen muss, erhebliche Mengen Getränks minderer Qualität erzeugt wurden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die Gewähr für die Herstellung eines Produktes mit praktisch konstantem Süssstoffgehalt bieten und gleichzeitig die Herstellung von Erfrischungsgetränken der eingagns genannten Art vereinfachen.
Diese Aufgabe wird mit dem erflndungsgemässen Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Süssstoff enthaltenden Erfrischungsgetränkes mit einer gasförmigen Komponente, bei welchem der Süssstoff in Form von Lösung und allfällige weitere flüssige Komponenten volumetrisch dosiert einer Mischvorrichtung zugeführt und in dieser mit Wasser vermischt wird bzw. werden, dadurch gelöst,
dass die gasförmige Komponente gleichzeitig mit den flüssigen Komponenten in der Mischvorrichtung zugemischt wird und der Süssstoffgehalt des Gemisches unmittelbar nach seinem Austritt aus der Mischvorrichtung kontinuierlich gemessen und Abweichungen des gemessenen Süssstoffgehaltes von einem Sollwert durch stetige Regelung der Wasserzufuhr zur Mischvorrichtung korrigiert werden.
Durch die gleichzeitige Vermischung der flüssigen Komponenten und der gasförmigen Komponente einerseits und durch das Messen des Süssstoffgehaltes des Fertiggetränkes unmittelbar nach der Vermischung ergibt sich zunächst einmal räumlich ein sehr kurzer Korrekturweg, das heisst, dass allfällige erforderliche Korrekturen des gemessenen Süssstoffgehaltes durch Regelung der Wasserzufuhr so schnell zur Wirkung kommen, dass nur vernachlässigbare Mengen falsches Produkt entstehen, nämlich in den Leitungen zwischen der Messstelle und der Wasserzufuhrstelle die erheblich kürzer sind als beim vorerwähnten zweistufigen Verfahren bei dem erhebliche Mengen des Produktes zwischen der Korrekturstelle, nämlich der Wasserzugabe und der allfällig vorhandenen Messstelle, nämlich im Anschluss an die CO2-Zumischung, vorhanden sind.
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischvorrichtung enthält, in welche Speiseleitungen aller flüssigen und diejenigen der gasförmigen Komponente münden, und eine in die Austrittsleitung dieser Mischvorrichtung nahe derselben eingeschaltete Mess- und Regelvorrichtung die den Süssstoffgehalt der aus der Mischvorrichtung austretenden Flüssigkeit kontinuierlich misst und mit einem Sollwert vergleicht und bei Abweichung von einem Sollwert die Wasserzufuhr in korrigierendem Sinne steuert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung eines karbonisierten Getränkes, bestehend aus fünf flüssigen Komponenten, nämlich Wasser, Zuckerlösung, einem Farbe und Geschmack bestimmenden Grundstoff, Zitronensäure als Geschmacksverstärker und eine aromatische Essenz und einer gasförmigen Komponente in Form von CO2.
Die dargestellte Anlage enthält eine von einem Antrieb 1 angetriebene Dosierpumpe 2 mit vier Dosierköpfen 3, 4, 5 und 6. Diese Dosierpumpe 2 ist als Kolbenpumpe ausgebildet, bei der die Kolbenhübe der einzelnen Dosierköpfe 3 bis 6 unabhängig voneinander auch während des Betriebes der Pumpe von 0 bis 100% regelbar sind.
Speiseleitungen 7, 8, 9, 10 führen die vorerwähnten vier flüssigen Komponenten aus nichtdargestellten Vorratsbehältern einzeln den Dosierköpfen 3 bis 6 zu und dosiert über Leitungen 11 in eine Sammelleitung 12. Das über eine Speiseleitung 13 zugeführte Wasser wird zuvor in einer Vakuumkammer 14 entlüftet und wird danach durch eine Pumpe 15 und über eine Leitung 16 in einen Plattenkühler 17 gefördert, den es durch die genannte Speiseleitung 13, in welche ein Regelventil 18 eingeschaltet ist, verlässt.
Diese Art der Wasserzufuhr, also nicht über die Dosierkolbenpumpe 2 ist wesentlich wirtschaftlicher da sonst allein für die Wasserbeimischung ein grosser oder sogar zwei Dosierköpfe erforderlich wären und diese bekanntlich kostspielig und mechanisch anspruchsvoll sind.
Das ebenfalls beizumischende CO2 wird von einer nichtdargestellten CO2-Quelle über ein Druckreduzierventil 19 und einen Durchflussmesser 20 durch eine Leitung 21 zugeführt.
Die Sammelleitung 12 mit den vier Grundstoffen, die Speiseleitung 13 mit dem Wasser und die Leitung 21 mit dem CO2 münden in einen als Vormischer arbeitenden Injektor 22 den die sechs Komponenten grob vermischt über eine kurze Leitung 23 verlassen um unmittelbar darauf in einen statischen Mischer 24 zu gelangen, in welchem die Komponenten innig miteinander vermischt werden. Der Mischer 24 ist mit einer nachgeschalteten Mischkammer versehen, die einerseits die Kontaktzeit der Komponenten im Mischer verlängert und anderseits als Beruhigungszone wirkt.
Vom Mischer 24 führt eine Leitung 25 in einen Pufferbehälter 26 dessen Inhalt über eine Leitung 28 und erforderlichenfalls eine Pumpe abgezogen, beispielsweise einer nichtdargestellten Abfüllanlage zugeführt werden kann. Zwischen dem Mischer 24 und dem Pufferbehälter 26 ist, unmittelbar im Anschluss an den Mischer, in die Leitung 25 ein kontinuierlich arbeitendes Refraktometer 29 eingeschaltet, das über den Refraktionsindex stetig den Zuckergehalt des durchströmenden Fertiggetränks misst. Abweichungen des gemessenen Zuckergehaltes vom gewünschten Sollwert regeln vollautomatisch über einen elektronischen Regler 30 das Wasserregelventil 18 in der Weise, dass durch vermehrte oder verminderte Wasserzufuhr der Zuckergehalt wieder auf den Sollwert gebracht wird.
Die Regelstrecke umfasst das eigentliche Messgerät 29 mit Anzeige, Umformer 31 und 32, den elektronischen Regler 30 und das Wasserregelventil 18.
Die beschriebene und dargestellte Anlage arbeitet zur vollautomatischen, kontinuierlichen Herstellung eines Erfrischungsgetränkes mit den eingangs genannten fünf flüssigen und einer gasförmigen Komponente wie folgt:
Die vier flüssigen Komponenten: Zuckerlösung, Grundstoff, Zitronensäure und Essenz werden durch die Dosierkolbenpumpe 2 kontinuierlich über die Leitungen 11 und 12 dem Vormischer 22 zudosiert. Die Verhältnisse der einzelnen Komponenten bleiben dank dem gemeinsamen Antrieb durch den Motor 1 konstant. Das zuzumischende Wasser wird zunächst in der Vakuumkammer 14 entlüftet und bei seinem Durchlauf durch den Plattenkühler 17 auf Betriebstemperatur abgekühlt. Durch die Abkühlung des Wassers, vorzugsweise auf etwa 4-8 "C, wird indirekt die Endtemperatur des fertigen Getränkes reguliert.
Durch die tiefe Temperatur ist ein hoher Saturierungsgrad des Getränkes möglich. Der Saturierungsgrad kann am Druckreduzierventil 19 eingestellt werden. Eine Verbindungsleitung 33 zum Puffertank 26 gleicht den Druck vor und nach dem Mischaggregat aus. Die konstante Getränketemperatur und der konstante Betriebsdruck gewährleisten eine konstante Aufnahme des CO2.
Sollte die Betriebstemperatur Schwankungen unterworfen sein, welche eine konstante Aufnahme der CO2-Menge verunmöglichen, ist der Einbau eines sogenannten Taylor Reglers möglich, der den Sättigungsdruck stetig der jeweiligen Temperatur anpasst, so dass die gewünschte CO2-Menge im Getränk in jedem Falle gesichert ist.
Der Durchflussmesser 20 mit einstellbaren Begrenzern zeigt die momentane CO2-Durchflussmenge an. Gerät die CO2-Menge aus irgendeinem Grunde ausserhalb des eingestellten Bereiches, so wird ein Alarmsignal ausgelöst und kurz danach die Anlage automatisch abgestellt.
Das Wasser und die vier übrigen flüssigen Komponenten werden als treibende Medien dem Vormischer 22 zugeführt.
An der Stelle tiefsten Injektordruckes mündet die Leitung 21 mit dem CO2 in den Vormischer, wobei dieser tiefste Druck dem Sättigungsdruck im Puffertank entspricht. Da am Injektorende der Druck höher ist als der Sättigungsdruck, können die hydraulischen Widerstände im statischen Mischer 24 und im Refraktometer 29 überwunden werden.
Am Austritt aus dem Vormischer 22 sind alle sechs Komponenten grob vermischt und gelangen gemeinsam in den statischen Mischer 24 wo sie innig vermischt werden.
Das Resultat ist das vollständig karbonisierte Fertiggetränk.
Der statische Mischer 24 erzeugt auf kleinstem Raum eine sehr starke Mischwirkung und ermöglicht somit innerhalb sehr kurzer Zeit die vollständige Karbonisierung. Unmittelbar nach seinem Austritt aus dem statischen Mischer 24 durchströmt das Fertiggetränk das kontinuierlich arbeitende Refraktometer 29 das den Zuckergehalt des Fertiggetränkes stetig misst und über den elektronischen Regler 30 und das Wasserregelventil 18 die entlüftete Wassermenge derart einstellt, dass die Zuckerkonzentration des Fertiggetränkes mit einer Konzentrationsgenauigkeit von weniger als 0,1 Brix (1 Brix 1 Gewichtsprozent Zucker) konstant bleibt.
Der Puffertank 26 wird zweckmässig periodisch oder auch stetig durch ein Ventil 34 entlüftet um die kleine Luftmenge die frei wird zu entfernen.
Die hervorstechendsten Merkmale der beschriebenen Verfahren und Einrichtung sind zweifellos die gleichzeitige Mischung aller Komponenten, wobei nicht nur das Getränk nur einmal beansprucht wird sondern auch in vorteilhafter Weise eine sehr kurze Mischzeit und Mischstrecke erzielt wird.
Gleichzeitig ermöglicht diese kurze Mischstrecke in Verbindung mit der stetigen Kontrolle und entsprechender Regelung des Zuckergehaltes über die Wasserzufuhr, dass erforderliche Korrekturen dank dem kurzen Korrekturweg sehr rasch wirksam werden.
Selbstverständlich können in der gleichen Weise und durch sinngemässe Anpassung der Anlage auch Getränke mit mehr oder weniger flüssigen Komponenten hergestellt werden, indem einzig die Dosierpumpe 2 mit der entsprechenden Zahl Dosierköpfe ausgerüstet wird.
Ebenso wäre es auch denkbar in gleicher Weise und auf der gleichen Anlage Erfrischungsgetränke mit künstlichem Süssstoff anstelle von Zucker herzustellen, indem an die Stelle des Refraktometers 29 zur Messung des Zuckergehaltes in analoger Weise eine Vorrichtung eingeschaltet würde, die in der Lage ist, den Gehalt an künstlichem Süssstoff zu messen den das aus dem Mischer 24 austretende Fertiggetränk aufweist.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the continuous production of a soft drink containing a sweetener with a gaseous component, in which the sweetener in the form of a solution and any other liquid components are metered volumetrically into a mixing device and are mixed with it in water, characterized in that the gaseous Component is admixed simultaneously with the liquid components in the mixing device (22, 24) and the sweetener content of the mixture is measured continuously immediately after it leaves the mixing device (22, 24) and deviations of the measured sweetener content from a setpoint by constant control of the water supply to the mixing device Getting corrected.
2. The method according to claim 1, characterized in that the water supply through a control valve and the other liquid components through a corresponding number of dosing heads of a metering piston pump metered volumetrically fed to a pre-mixer designed as an injector (22), and that the gaseous component at the point of lowest pressure is introduced into this premixer.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sweetener is sugar and the liquid emerging from the mixing device flows through a refractometer (29) which measures the sugar content and controls the water supply to the mixing device in the corrective sense in the event of deviations from a desired value.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the gaseous component is Co2.
5. The method according to any one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the sweetener is an artificial sweetener and the liquid emerging from the mixing device flows through a device with which the content of artificial sweetener is measured.
6. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it contains a mixing device (22, 24) into which feed lines (12, 13, 21) all liquid and that of the gaseous component open, and one in the outlet line ( 25) this mixing device near the same switched on measuring and control device (29, 30, 31, 32) which continuously measures the sweetener content of the liquid emerging from the mixing device and compares it with a setpoint value and regulates the water supply in a correcting manner if there is a deviation from a setpoint value.
7. Device according to claim 6, characterized in that the mixing device comprises a pre-mixer designed as an injector (22) and a static mixer (24) connected downstream thereof, and that the liquid and gaseous components are metered into this pre-mixer, the latter at the point of lowest pressure in the premixer.
8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the water supply to the mixing device via a control valve (18) which in turn is controlled as a function of the sweetener content of the liquid at the outlet from the mixing device.
9. Device according to one of claims 6 to 8, for the production of a sugar-containing beverage, characterized in that a refractometer (29) is provided for measuring the sugar content of the liquid emerging from the mixing device (22, 24).
The present invention relates to a method for the continuous production of a soft drink containing a sweetener, in particular sugar, with a gaseous component, in particular CO2, and to a device for carrying out this method.
Soft drinks usually contain at least water and sugar, in addition to sugar, other raw materials, such as. B. a special aroma-imparting essences, flavor enhancers such as e.g. Citric acid, coloring substances and usually also a gaseous component in the form of CO2.
In newer plants for the continuous production of such soft drinks, its liquid components, in particular water expediently in a deaerated state, then the sugar in the form of a sugar solution and finally the likewise liquid or liquefied raw materials and possibly other liquid components, are mixed together in a first stage by they are fed into a mixer by metering pumps in as precise a dosage as possible and mixed there.
The mixture is then impregnated with CO2 in a second stage, separated from this first in terms of location and time.
One of the most important quality parameters of such soft drinks, but at least the one in which even slight deviations from the target value can significantly change the taste, is undoubtedly the sugar content of the finished drink.
Experience with such systems shows that the hope, if the individual components are dosed in the correct ratio, that they will ultimately also be present in the desired amount in the finished beverage, is often misleading. The sugar content fluctuates, e.g. B.
as a result of incorrect or inaccurate manipulations on the system or inadequate dosing of the sugar solution frequently and falls outside the narrow tolerances, which can lead to highly undesirable quality changes or even considerable amounts of unusable finished drinks.
In individual plants, the sugar content in the plant is e.g. measured by means of a refractometer and deviations of the measured value from the target value are indicated acoustically and / or optically.
Since this measurement is always carried out on the finished drink, it cannot be prevented that significant quantities of inferior quality beverages have been produced until a correction, which must be carried out at the first stage, takes effect.
The present invention is therefore based on the object of providing a method and a device which guarantee the manufacture of a product with a practically constant sweetener content and at the same time simplify the manufacture of soft drinks of the type mentioned above.
This object is achieved by the process according to the invention for the continuous production of a soft drink containing a sweetener with a gaseous component, in which the sweetener in the form of a solution and any other liquid components are metered volumetrically into a mixing device and are mixed or mixed with water in the latter ,
that the gaseous component is mixed in simultaneously with the liquid components in the mixing device and the sweetener content of the mixture is measured continuously immediately after it leaves the mixing device and deviations of the measured sweetener content from a target value are corrected by continuously regulating the water supply to the mixing device.
The simultaneous mixing of the liquid components and the gaseous component on the one hand and the measurement of the sweetener content of the finished beverage immediately after the mixing results in a very short correction path spatially, which means that any necessary corrections to the measured sweetener content by regulating the water supply so quickly come to the effect that only negligible amounts of incorrect product arise, namely in the lines between the measuring point and the water supply point, which are considerably shorter than in the aforementioned two-stage method in which considerable amounts of the product between the correction point, namely the water addition and the possibly existing measuring point, namely after the CO2 addition.
The invention further relates to a device for carrying out the method according to the invention. This is characterized in that it contains a mixing device into which feed lines of all liquid and those of the gaseous component open, and a measuring and control device switched on in the outlet line of this mixing device close to the same, which continuously measures and measures the sweetener content of the liquid emerging from the mixing device compares a target value and, in the event of a deviation from a target value, controls the water supply in a corrective sense.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing.
The only figure of the drawing shows schematically the structure of a plant for the continuous production of a carbonated beverage, consisting of five liquid components, namely water, sugar solution, a color and taste-determining base, citric acid as a flavor enhancer and an aromatic essence and a gaseous component in the form of CO2.
The system shown contains a metering pump 2 driven by a drive 1 with four metering heads 3, 4, 5 and 6. This metering pump 2 is designed as a piston pump in which the piston strokes of the individual metering heads 3 to 6 are independent of one another, even during the operation of the pump 0 to 100% can be regulated.
Feed lines 7, 8, 9, 10 feed the aforementioned four liquid components from storage containers (not shown) individually to the dosing heads 3 to 6 and meter via lines 11 into a collecting line 12. The water supplied via a feed line 13 is previously vented in a vacuum chamber 14 and is then conveyed by a pump 15 and via a line 16 into a plate cooler 17, which it leaves through the feed line 13, into which a control valve 18 is switched on.
This type of water supply, that is to say not via the metering piston pump 2, is considerably more economical since otherwise only a large or even two metering heads would be required for the water admixture, and these are known to be expensive and mechanically demanding.
The CO2, which is also to be admixed, is supplied from a CO2 source (not shown) via a pressure reducing valve 19 and a flow meter 20 through a line 21.
The collecting line 12 with the four basic materials, the feed line 13 with the water and the line 21 with the CO2 open into an injector 22 which works as a premixer and which the six components leave roughly mixed via a short line 23 and then immediately into a static mixer 24 arrive in which the components are intimately mixed together. The mixer 24 is provided with a downstream mixing chamber which on the one hand extends the contact time of the components in the mixer and on the other hand acts as a calming zone.
A line 25 leads from the mixer 24 into a buffer container 26, the contents of which can be drawn off via a line 28 and, if necessary, a pump, for example fed to a filling system, not shown. Between the mixer 24 and the buffer container 26, immediately after the mixer, a continuously operating refractometer 29 is connected in the line 25, which continuously measures the sugar content of the flowing beverage through the refractive index. Deviations of the measured sugar content from the desired target value regulate the water control valve 18 fully automatically via an electronic controller 30 in such a way that the sugar content is brought back to the target value by increased or reduced water supply.
The controlled system comprises the actual measuring device 29 with display, converter 31 and 32, the electronic controller 30 and the water control valve 18.
The system described and illustrated works for the fully automatic, continuous production of a soft drink with the five liquid and one gaseous component mentioned at the beginning as follows:
The four liquid components: sugar solution, base material, citric acid and essence are metered in continuously by the metering piston pump 2 via lines 11 and 12 to the premixer 22. The ratios of the individual components remain constant thanks to the common drive by the motor 1. The water to be mixed is first vented in the vacuum chamber 14 and cooled to operating temperature as it passes through the plate cooler 17. By cooling the water, preferably to about 4-8 "C, the final temperature of the finished beverage is indirectly regulated.
The low temperature enables a high degree of saturation of the drink. The degree of saturation can be set on the pressure reducing valve 19. A connecting line 33 to the buffer tank 26 balances the pressure before and after the mixing unit. The constant beverage temperature and the constant operating pressure ensure a constant absorption of the CO2.
If the operating temperature is subject to fluctuations that make a constant absorption of the amount of CO2 impossible, the installation of a so-called Taylor controller is possible, which constantly adjusts the saturation pressure to the respective temperature, so that the desired amount of CO2 in the beverage is guaranteed in any case.
The flow meter 20 with adjustable limiters shows the current CO2 flow rate. If for some reason the amount of CO2 falls outside the set range, an alarm signal is triggered and the system is switched off automatically shortly afterwards.
The water and the four remaining liquid components are supplied to the premixer 22 as driving media.
At the point of lowest injector pressure, line 21 opens into the premixer with the CO2, this lowest pressure corresponding to the saturation pressure in the buffer tank. Since the pressure at the end of the injector is higher than the saturation pressure, the hydraulic resistances in the static mixer 24 and in the refractometer 29 can be overcome.
At the outlet from the premixer 22, all six components are roughly mixed and together reach the static mixer 24 where they are mixed intimately.
The result is the fully carbonated finished drink.
The static mixer 24 produces a very strong mixing effect in the smallest space and thus enables complete carbonization within a very short time. Immediately after it leaves the static mixer 24, the finished drink flows through the continuously operating refractometer 29, which continuously measures the sugar content of the finished drink and adjusts the amount of deaerated water via the electronic controller 30 and the water control valve 18 such that the sugar concentration of the finished drink is less accurate than 0.1 brix (1 brix 1 weight percent sugar) remains constant.
The buffer tank 26 is expediently vented periodically or continuously through a valve 34 in order to remove the small amount of air that is released.
The most prominent features of the described method and device are undoubtedly the simultaneous mixing of all components, whereby not only the drink is only used once, but also a very short mixing time and mixing distance is advantageously achieved.
At the same time, this short mixing distance in connection with the constant control and corresponding regulation of the sugar content via the water supply enables necessary corrections to take effect very quickly thanks to the short correction path.
Of course, beverages with more or less liquid components can also be produced in the same way and by appropriate adaptation of the system, in that only the dosing pump 2 is equipped with the appropriate number of dosing heads.
Likewise, it would also be conceivable to produce soft drinks with artificial sweetener instead of sugar in the same way and on the same system, by replacing the refractometer 29 for measuring the sugar content in an analog manner with a device that is capable of adjusting the content to measure artificial sweetener which the finished beverage emerging from the mixer 24 has.