CZ316294A3 - Process and apparatus for producing beverages, particularly at home - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro výrobu; zegménapro domácí výrobu nápojů, například minerální vody s požadovanými- charakteristickými vlastnostmi.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy nápoje vyráběné průmyslově z vhodně upravených minerálních vod, ke kterým se přidávají přírodní a/nebo syntetické esence, a také z pitné vody, dodávané pro domácnosti z veřejné vodorovní sítě.

Pitná voda dodávané z veřejné vodovodní sítě má za normálních podmínek nepřijatelnou chuť, která je způsobena přísadami přidávanými do vody v úpravnách vody a vodárnách a někdy je dokonce nebezpečná a zdraví škodlivá, když obsahuje znečišťující látky, například atrazin.

Tyto problémy jsou dosud jen částečně vyřešeny známými přístroji pro domácí přípravu nápojů, které jsou v podstatě založeny na přidávání iontoměničových pryskyřic a použití filtrů. Tyto filtry vsak ztrácejí časem účinnost a mohou být nosičem bakterií ve formě znečišťuj ícícír'látek nahromaděných ve filtru a vytvářejících kapsy se stojatým obsahem.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit způsob a zařízení pro výrobu nápojů zejména v domácnostech, kterými by se odstranily uvedené nedostatky a které by zajišťovaly jak dlouhodobou spolehlivost provozu, tak také bezproblémovou a levnou výrobu nápoj ů.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem výroby, zejména domácí výroby, nápojů z dodávané vodní suroviny libovolného složení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dodávaná vodní surovina se nejprve zbavuje obsahu minerálních látek destilací a kondenzát získaný v průběhu demineralizační fáze se sterilizuje, načež se kondenzát opět obohatí minerálními látkami a vytvoří se roztok kondenzátu s minerálními přísadami předem určeného složení.

Zadaný úkol je vyřešen také zařízením k provádění způsobu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zařízení obsahuje zásobní nádrž, výparník tvořený ohřívačem s určeným objemem a opatřeným topnými prvky, chladič napojený na destilátový výstup ohřívače, mísič, sběrnou nádrž pro nápoj, hydraulický obvod pro spojení zásobní nádrže s chladičem a zajištění chlazení chladiče, volitelně ovládané hydraulické propojovací prvky mezi zásobní nádrží a ohřívačem, mezi výstupem destilátu ohřívače a chladiče, mezi chladičem a mísičem a mezi mísičem a sběrnou nádrží.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 schematický pohled na zařízení pro výrobu nápojů podle vynálezu a obr. 2 schematický pohled na druhé příkladné provedení zařízení pro výrobu nápojů podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení 1 zobrazené schematicky na obr. 1 je určeno pro výrobu, zejména domácí výrobu nápojů 2 z dodávaných vodných surovin libovolného druhu a složení, které budou v dalším popisu pro jednoduchost nazývány dodávanou vodou 3.· ^v tomto příkladném provedení obsahuje zařízení 1. zásobní nádrž 4, propojenou přívodním dvoucestným ventilem 6 s vodní přípojkou 6, kterou může být například přípojka na veřejnou vodovodní sít.

Zásobní nádrž 4. je hydraulicky napojena na ohřívač 8 kapaliny přes oběhové čerpadlo 9 a chladicí ústrojí 11 pro chlazení nápoje 2. prvním potrubím 7, přičemž přívod kapaliny je regulován dvoupolohovým prvním ventilem 12. První potrubí 7 je ještě před dvoupolohovým prvním ventilem 12 spojeno druhými odbočnými potrubím 13 s chladicím okruhem 14 chladiče 15.

Z ohřívače 2 vystupuje třetí potrubí 16 s dvoupolohovým třetím ventilem 18 , které spojuje hydraulicky ohřívač 8 s chladičem 15.

U zařízení podle vynálezu je z chladiče 15 vyvedeno čtvrté potrubí 21, do kterého je vřazen trojcestný ventil 22 pro volitelné odvádění kondenzátu 23 bud do zásobní nádrže 24 a odtud do vypouštěcí nádoby 25 nebo přes filtr 27 , obsahující v tomto příkladu aktivní uhlík, do mísiče 26.

Za mísičem 26 je umístěna sběrná nádrž 28 s kohoutem 29 pro vytváření zásoby nápoje 2 ^a jeho čepování, opatřená chladicím ústrojím 11, pracujícím v tomto příkladu na principu Peltierova jevu, napojená na první potrubí 7 a opatřená teplotním čidlem 39f.

Zařízení podle vynálezu dále obsahuje páté odbočné potrubí 32, navazující na filtr 27 , pro přivádění části kondenzátu 23 ze čtvrtého potrubí 21 z chladiče 15 do příslušné nádrže 32 pro shromažďování a vypouštění destilované vody 33.

Misič 26 je opatřen dávkovačem 34 rozpustných tablet 35, majících stanovený obsah minerálních látek, kterými se remineralizuje kondenzát 23 z chladiče 15 a filtru 27 a produkuje je nápoj 2.

Zařízení 2 j^e v příkladném provedení podle obr. 1 opatřeno řídicím systémem 36 pro řízení průběhu různých operací při přípravě nápojů 2.

Řídicí systém 36 je mikroprocesorového typu a obsahuje příslušné registry 37 , ve kterých jsou uloženy hodnoty maximálních a minimálních dob trvání jednotlivých operací pro výrobu nápojů 2, a vstupní panel 38 pro vstup dat s neznázorněným čítačem pro řízení dob trvání různých operací procesu, spojený příslušnými kabely .30./ zobrazenými na obr. 1 čárkovanými čarami, s příslušnými čidly 39 na jednotlivých funkčních jednotkách pro řízení pracovních a provozních parametrů těchto funkčních jednotek zařízení 1.

Řídicí systém 36 je také opatřen výstupním panelem 40 pro ovládání různých spouštěcích prvků zařízení 1 podle tohoto příkladného provedení, například ventilů 5 , 18, 22, oběhového čerpadla 9, mísiče 26 , chladicího ústrojí 11 a podobně, na základně informací dodávaných jednotlivými čidly 39 přes vstupní panel 38 a zpracovávaných neznázorněným mikroprocesorem řídicího systému 36 podle zadaného programu, uloženého v neznázorněné paměťové oblasti řídicího systému 36.

Řídicí systém 36 podle vynálezu může být s výhodou opatřen známým a neznázorněným ovládacím panelem a obrazovkou pro zobrazování normálních provozních zpráv a také poplachových signálů při nesprávné funkci zařízení 1.

Způsob výroby nápojů 2 podle vynálezu v podstatě obsahuje první stupeň, ve kterém se dodávaná voda 3. demineralizuje destilací. V tomto první stupni se dodávaná voda 2 dopravuje pomocí čerpadla 9. ze zásobní nádrže 4. a první část první frakce 42 dodávané vody 2 je dopravována otevřeným dvoupolohovým prvním ventilem 12 do ohřívače 2 pro vypláchnutí jeho vnitřního prostoru a potom je odváděna do vypouštécí nádrže 25 otevřením vypouštěcího druhého ventilu 4 3 , který uvolní propojení spodní části nádoby ohřívače 2 výpustným potrubím do vypouštěcí nádrže 25.

Vypouštěcí druhý ventil 43 se potom uzavře a ohřívač 8 se naplní druhou částí první frakce 42 vody 2 až do úrovně prvního hladinového snímače 39a. Při tomto plnění je dvoupolohový třetí ventil 13 na horní straně ohřívače 2 uzavřen a druhá část první frakce 4 2 vody 2 uvnitř ohřívače 2 se zahřeje pod tlakem na předem stanovenou teplotu, která se sleduje prvním teplotním čidlem 39b; teplotní čidlo může být nahrazeno snímačem tlaku pro měření daného vnitřního přetlaku.

Po dosažení této předem stanovené teploty se zahřívání přeruší a vnitřní prostor nádoby ohřívače 2 se udržuje po stanovený časový interval pod tlakem vyšším než je atmosférický tlak, aby se dokonale sterilizovala druhá část první frakce 42 uvnitř ohřívače 2·

V této chvíli se otevře třetí ventil 18, umístěný ve směru průtoku vody 2 za ohřívačem 3_, a přední frakce je vytlačování z horní části ohřívače 2 třetím potrubím 15 do chladiče 15 a čtvrtým potrubím 21 a troj čestným ventilem 22 do zásobní nádrže 24 . Jakmile se tato zásobní nádrž 24 naplní a její naplnění je zaregistrováno druhým hladinovým snímačem 39d, řídicí systém 36 otevře čtvrtý ventil 52, který je rovněž dvoucestným ventilem, ve spojovacím potrubí 52a mezi zásobní nádrží 24 a vypouštěcí nádrží 25, aby se přední frakce 51 odvedla do vypouštěcí nádrže 25, která je opatřena třetím hladinovým snímačem 39c pro sledování stupně naplnění vypouštěcí nádrže 25.

Chladič 15 je chlazen plynule přitékající druhou frakci 47 dodávané vody 2/ která je přiváděna druhým odbočným potrubím 13 do chladicího okruhu 14., přičemž tato druhá frakce 42 je potom odváděna zpět do zásobní nádrže 4./ jejíž tepelná kapacita je dostatečné velká k tomu, aby se v podstatě obnovila původní teplotu druhé frakce 47 napájecí vody 3.

Druhý hladinový spínač 39d v zásobní nádrži 24 také informuje řídicí systém 36 o tom, že již všechna přední frakce 51 odtekla.

Po obdržení tohoto signálu zajišřuje řídicí systém 36 vedení kondenzátu 23 trojcestným ventilem 22 a filtrem 27 obsahujícím aktivní uhlí do ústrojí 43 pro doplňování minerálních látek a shromažďování nápoje 2, obsahujícího mísič a sběrnou nádrž 23 a ve kterém může být u kondenzátu 23 upraven obsah minerálních látek rozpuštěním tablet 35 vydávaných dávkovačem 34. Zbylý destilát v ohřívači 2 se vypustí výpustným potrubím 41 po otevření druhého ventilu 43.

Mísič 26 je také opatřen čtvrtým hladinovým snímačem 39e sledujícím množství kondenzátu 23 uvnitř mísíce 26 a přivádějícím vstupní signály na řídicí systém 36 , který potom vydává povely k uvolňování tablet 35.

Alternativní příkladné provedení zařízení podle vynálezu, zobrazené na obr. 2, jehož některé části jsou stejné jako v příkladu podle obr. 1 a jsou proto označovány stejnými vztahovými značkami, má mísič 26 opatřen'skupinou dávkovačů 34 pro rozpustné tablety 35, z nichž každá má jiný obsah různých minerálních látek, jejichž složení se může od sebe lišit a které mohou nebo nemusí obsahovat přírodní nebo syntetické esence a třešti, aby se pomocí jediného zařízení 2 umožnila příprava několika druhů různých nápojů 2, mající široký rozsah různých příchutí.

V tomto příkladném provedení je sběrná nádrž 23 upravena pro přímé zachycování kondenzátu 23 procházejícího filtrem a je hydraulicky spojena s mísičem 26 opatřeným výpustným

Ί kohoutem 29 pro vydávání nápoje 2, ke kterému muže být přiřazeno ústrojí 54 pro sycení nápoje 2 plynem. V tomto příkladném provedení se proto kondenzát 23 přiváděný z filtru 27 shromažďuje přímo v chlazené sběrné nádrži 28 a je podle potřeby přiváděn do mísiče 26 pro přípravu a vydávání požadovaného druhu nápoje 2, takže na tomto jediném příkladném provedení . zařízení 1 podle vynálezu je možno připravovat širokou škálu různých druhů nápojů 2.

Výhody řešení podle vynálezu jsou zřejmé z předchozího popisu. Zařízení 1 je zejména vhodné i pro domácí přípravu mnoha druhů nápojů na bázi vody, počínaje pitnou vodou, například šumivou nebo přírodní minerální vodou, až po různé druhy limonád jako jsou oranžády a podobně, s nižšími náklady v porovnání s běžně prodávanými nápoji. Zařízení podle vynálezu má kromě toho mimořádně široké uplatnění a je provozně spolehlivé zejména díky tomu, že přechod z výroby jednoho nápoje na jiný druh nápoje je zcela bezproblémový a cenově nenáročný, protože prostě stačí vyměnit jeden druh tablet uvnitř dávkovače za jiný.

Odborníkům je zřejmé, že popsaná příkladná provedení zařízení podle vynálezu, zobrazeného na výkresech, mohou být dále obměňována, aniž by tyto alternativní konstrukční úpravy přesáhly rozsah vynálezu. Například zásobní nádrž 4 nemusí být nutně připojena přímo na vodovodní přípojku 6, ale může být ručně doplňována jednotlivými dávkami například z vědra nebo ze džbánu, popřípadě vodou z vodovodu nebo ze studny. Podobně může být vypouštěcí nádrž 25 vyprazdňována ručně nebo pomocí vypouštěcího potrubí.

Claims (15)

1. Způsob výroby, zejména domácí výroby, nápojů (2) z dodávané vodné suroviny (3) libovolného složení, vyznačující se tím, že dodávaná voda (3) se nejprve zbavuje obsahu minerálních látek destilací a kondenzát (23) získaný v průběhu demineralizační fáze se sterilizuje, načež se kondenzát (23) opět obohatí minerálními látkami a vytvoří se roztok kondenzátu (23) s minerálními přísadami (35) předem určeného složení.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kondenzát (23) se připraví oddělením přední frakce a destilačního zbytku z destilace.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že sterilizační fáze se provádí teplem v průběhu destilace dodávané vody (3), přičemž destilace se provádí alespoň zčásti při tlaku vyšším než je atmosférický tlak.

4. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, v y značující se tím, že první frakce (42) dodávané vody (3) se destiluje a druhá frakce (47) dodávané vody (3) cirkuluje pro chlazení chladiče (15) produkujícího destilát (23).

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím , že dodávaná voda (3) se uchovává v zásobní nádrži (4), ze které se odvádí čerpadlem (9) a rozděluje se na první frakci (42) a druhou frakci (47), přičemž druhá frakce (47) se po průchodu chladičem (15) přivádí zpět do zásobní nádrže (4), která má objem postačující k zajištěni dostatečné velké tepelné kapacity umožňující zásobní nádrži (4) působit jako výměník tepla.

6. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že jeho jednotlivé fáze se provádějí přerušovaně a ovládají se řídicím systémem (36), kterým se řídí odvádění dodávané vody (3) ze zásobní nádrže (4), přivádění první části první frakce (42) dodávané vody (3) do ohřívače (8) otevřením prvního ventilu (12) k propláchnutí ohřívače (8) a následné vypuštění první části (41) první frakce (42) do vypouštěcí nádrže (25) vypouštěcím druhým ventilem (43), uzavření vypouštěcího druhého ventilu (43) a naplnění ohřívače (8) do stanovené výšky druhou částí (44) první frakce (42) dodávané vody (3), uzavření třetího ventilu (18) na horní straně ohřívače (8) a zahřívání této druhé části (44) první frakce (42) v ohřívači (8) tak, aby se uvnitř ohřívače (8) vytvořil přetlak, přerušení zahřívání a udržování vnitřního přetlaku uvnitř ohřívače (3) po dobu dostatečně dlouhou pro sterilizaci druhé části (44) první frakce (42) dodávané vody (3), otevření třetího ventilu (13) a odvádění přední frakce z ohřívače (8) do chladiče (15) a z chladiče (15) přes čtvrtý ventil (22) za chladičem (15) do vypouštěcí nádrže (25) přes zásobní nádrž (24) daného objemu, umístěnou před vypouštěcí nádrží (25), a nakonec přivádění destilátu (23) z chladiče (15) přes filtr (27) s aktivním uhlím do ústrojí (48) pro doplňování minerálních látek a shromažďování nápoje (2).

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím , že v ústrojí (48) pro doplňování minerálních látek a shromažďování nápoje (2) se naplní mísič (26) do předem stanovené úrovně destilátem (23) a do nejméně jedna rozpustná tableta (35) mísiče (26) se vpraví s určeným minerálním složením, mísič (26) se potom uvede do chodu pro úplné rozi vytvoření destilátu nápoje (2), se opatří chladicím ústrojím (11 puštění tablety (35) přičemž ústrojí (43) a nejméně jedním výpustným kohoutem (29) pro čepování nápoje (2) s určenou teplotou.

_Ί ........ , -. ,

- 10

8. Zařízení (1) pro výrobu, zejména domácí výrobu nápojů (2) z dodávané vody (3) způsobem podle nejméně jednoho z nároků 1 až 7,vyznačující se tím, že obsahuje zásobní nádrž (4), výparník tvořený ohřívačem (8) určeného objemu a opatřený topnými prvky (46), chladič (15) napojený na destilátový výstup ohřívače (8), mísič (26), sběrnou nádrž (28) pro nápoj (2), hydraulický obvod (7) pro spojení zásobní nádrže (4) s chladičem (15) a zajištění chlazení chladiče (15), volitelně ovládané hydraulické propojovací prvky (12, 18, 22) mezi zásobní nádrží (4) a ohřívačem (8), mezi výstupem destilátu (23) z ohřívače (3) a chladičem (15), mezi chladičem (15) a mísičem (26) a mezi mísičem (26) a sběrnou nádrží (28).

9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím , že obsahuje řídicí systém (36), první potrubí (7), kterým je hydraulicky propojena zásobní nádrž (4) s ohřívačem (8) přes chladicí ústrojí (11) pro chlazení nápoje (2) a přes regulační ventil (12), druhé odbočné potrubí (13) spojující hydraulicky první potrubí (7) s chladicím okruhem (14) pro chlazení chladiče (15), třetí potrubí (16), napojené na výstup ohřívače (8) a opatřené třetím ventilem (18) pro hydraulické propojení ohřívače (8) s chladičem (15), a čtvrté potrubí (21) napojené na výstup chladiče (15) a opatřené trojcestným ventilem (22) pro volitelné přivádění kondenzátu (23) bud do zásobní nádrže (24) a vypouštěcí nádrže (25) nebo do mísiče (26) přes filtr (27) s aktivním uhlím.

10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že sběrná nádrž (23) je chlazena chladicím ústrojím (11), zapojeným do hydraulického okruhu (7).

11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačuj ící se tím, že obsahuje páté odbočné potrubí (31), napojené na výstup filtru (27), pro odvádění části části kcn11 /

denzátu (23), přiváděného do filtru (27) čtvrtým potrubím (21), do nádrže (32) pro shromažďování a vydávání destilované vody (33).

12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že mísič (26) je opatřen dávkovačem (34) rozpustných tablet (35) s určeným obsahem minerálních látek pro mineralizování kondenzátu (23).

nároku 11, opatřen s maj ících přírodní

13. Zařízení podle tím, že mísič (26) je pustných tablet (35) a obsahujících popřípadě látky.

vyznačující se kupinou dávkovačů (34) rozurčené minerální složení nebo syntetické ochucovací

14. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 3 až 13, vyznačující se tím, že sběrná nádrž (23) nebo mísič (26) je opatřen kohoutem (29), ke kterému je přiřazeno ústrojí (54) pro sycení nápoje (2) plynem při jeho vypouštění kohoutem (29).

15. Způsob a zařízení pro výrobu, zejména pro domácí výrobu nápojů z dodávané vody,. mající znaky popsané v předchozím popisu a zobrazené na výkresech.