DE10022538A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Getränkesatz - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Abscheiden von Getränkesatz aus dem Ausspülgemisch von Getränke-Herstellungsmaschinen beschrieben, die mit einer Spülleitung, einem Satzbehälter und einer Filtereinrichtung versehen sind. Um eine derartige Vorrichtung auf konstruktiv einfache Weise wartungsfreundlicher zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass die Filtereinrichtung in Strömungsrichtung des Ausspülgemisches hintereinanderliegend einen ersten und einen zweiten Filter mit jeweils einer Filtratabführung enthält , und dass eine am ersten Filter vorbeiführende Strömungsverbindung für Ausspülgemisch aus der Spülleitung und den an ersten Filter abgeschiedenen Filterkuchen in den Satzbehälter vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Getränkesatz der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 12 beschriebenen Art.

Getränke-Herstellungsmaschinen wie beispielsweise Kaffeemaschinen aber auch z. B. Getränke-Verkaufsautomaten, die nicht mit Instant-Pulvern arbeiten, sind häufig mit einer Reinigungsvorrichtung zum Ausspülen von Getränkeresten, wie beispielsweise Kaffee- oder Teesatz nach jedem Brühvorgang ausgerüstet. Müssen die ausgespülten Rest, wie beispielsweise der ausgelaugte Kaffeesatz oder die ausgelaugten Teeblät­ ter aus der Ausspülflüssigkeit entfernt werden, so sind derartige Getränkemaschinen meist mit einem Satzbehälter ausgerüstet, wie er beispielsweise im DE-GM 91 09 901 beschrieben ist. Derartige Satzbehälter haben filtrierende Wände, durch die das Filt­ rat, d. h. die Reinigungsflüssigkeit, ablaufen kann, während der Getränkesatz im Be­ hälter verbleibt, dort gesammelt wird und schließlich entsorgt werden kann. Um die Wartungsarbeiten zu verringern, sind diese Satzbehälter meist so groß ausgebildet, dass Getränkesatz zumindest aus mehreren Brühvorgängen gesammelt werden kann. Der sich im Satzbehälter bildende Filterkuchen aus Getränkesatz wird somit immer di­ cker und verlangsamt dadurch die Filtrierung. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass über den Zeitraum wiederholter Reinigungsvorgänge eine Sedimentation im Filterku­ chen stattfindet, d. h. die feineren Partikel insbesondere von Kaffeesatz lagern sich auf der Oberfläche des Filterkuchens an und verlangsamen den Durchfluss unproportio­ nal stark. Im Extremfall kann es vorkommen, dass überhaupt kein Filtrat mehr ausläuft und der Satzbehälter bei einer nur leicht verzögerten Wartung überläuft.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von Getränkesatz aus dem Ausspülgemisch von Getränke-Herstel­ lungsmaschinen bereitzustellen, die auf konstruktiv einfache Weise wartungsfreundli­ cher ausgestaltet ist.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach An­ spruch 12 gelöst.

Es hat sich herausgestellt, dass es die Verweilzeit des Ausspülgemisches im Satzbe­ hälter wesentlich verringert, wenn man das Ausspülgemisch zweitstufig filtert, d. h. in einem ersten Filter dem Ausspülgemisch zunächst eine erste Teilmenge Filtrat ent­ zieht und das restliche Ausspülgemisch anschließend durch einen zweiten Filter leitet, durch den das restliche, auf diese Weise eingedickte Filtrat abgeschieden wird. Es hat sich herausgestellt, dass durch diese zweistufige Filtratabscheidung einerseits die Sedimentation und somit die Ausbildung einer Sperrschicht auf der Oberfläche des Getränkesatzes unterbleibt und andererseits der verbleibende Filterkuchen aus Ge­ tränkesatz wesentlich trockner ist als bei der bekannten, einstufigen Abscheidung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 be­ schrieben.

So ist es besonders zweckmäßig, gemäß Anspruch 2 die Durchflussöffnung der Strömungsverbindung direkt am ersten Filter vorzusehen.

Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 3 und des Verfahrens nach Anspruch 12 wird das Ausspülgemisch gleichzeitig als Spülung für den ersten Filter verwendet, die den dort angesammelten Filterkuchen mitnimmt, so dass der erste Filter immer frei bleibt.

Diese Spülwirkung kann gemäß Anspruch 4 bei einem als Flächenfilter ausgebildeten ersten Filter durch eine zweckmäßige Ausmündung der Spülleitung verbessert wer­ den.

Weiter verbessert werden kann die Spülwirkung durch die Ausgestaltungen in den Ansprüchen 5 und 6.

Anspruch 7 beschreibt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Anstelle eines Flächenfilters kann auch der in Anspruch 8 beschriebene Rohrfilter für den ersten Filter verwendet werden, wobei Anspruch 9 eine besonders bevorzugte, konstruktive Ausgestaltung eines Rohrfilters beschreibt.

Anspruch 10 beschreibt eine besonders bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des zweiten Filters.

Schließlich kann gemäß Anspruch 11 eine zusätzliche Reinigungsvorrichtung für den ersten Filter vorgesehen sein, die gemäß Anspruch 14 das Verstopfen des ersten Fil­ ters auch bei größeren Betriebspausen verhindert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit zusätzlich vorzusehenden Spülmöglichkeiten, und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Abscheiden von Getränkesatz aus dem Ausspül­ gemisch einer nicht dargestellten Getränke-Herstellungsmaschine, insbesondere ei­ ner Kaffeemaschine, einer Teemaschine oder eines Getränke-Verkaufsautomaten o­ der dgl. Bei diesen Getränke-Herstellungsmaschinen, die nicht mit Instant-Pulvern ar­ beiten, muss der Getränkesatz nach jedem Brühvorgang aus der Brüheinrichtung entfernt werden, was bei einigen dieser Maschinen durch Ausspülen der Brüheinrich­ tung mit Wasser erfolgt. Gegebenenfalls, insbesondere für eine Grundreinigung, kann auch Reinigungsmittel zugesetzt werden. Das ausgespülte Gemisch aus Wasser, ge­ gebenenfalls Reinigungsmittel und Getränkesatz gelangt über eine Spülleitung 2 in einen Satzbehälter 3, der wie üblich als kasten- oder topfförmiger Behälter mit wenigstens einer filtrierenden Wandung ausgebildet sein kann. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel hat der Satzbehälter 3 einen filtrierenden Boden 4; es können jedoch auch filtrierende Seitenwände vorgesehen sein.

Der Satzbehälter 3 ist bevorzugt herausnehmbar in einer Wanne 5 so aufgenommen, dass er zum Entfernen des sich im Satzbehälter 3 ansammelnden Filterkuchens aus dem Getränkesatz entnommen werden kann, und dass sich unterhalb des filtrieren­ den Bodens 4 ein genügender Freiraum befindet, der als Filtratsammelkammer 6 dient und das durch den filtrierenden Boden 4 hindurchtretende Filtrat auffängt und über eine Filtratleitung 7 abführt.

Zwischen der Spülleitung 2 und dem Satzbehälter 3 ist ein weiterer Filter 8 zwischen­ geschaltet der in Strömungsrichtung zuerst durchströmt wird. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Filter 8 als kreisförmiger Flächenfilter ausgebildet und in einer Filterkammer 9 mit zylindrischen Seitenwänden untergebracht. Der Filter 8 hat die Form eines Trichters mit schwach geneigten Wänden (geringes Gefälle) und einer Mittelöffnung 10, die das Ausspülgemisch aus der Spülleitung 2 ungefiltert in den Satzbehälter 3 durchlässt. Die Spülleitung 2 mündet im Wesentlichen tangential zur Durchflussöffnung 10 und im Wesentlichen tangential zum Filter 8 in die Filterkammer 9 und endet im Wesentlichen am Umfang des Filters 8, derart, dass die Strömung A aus der Spülleitung 2 im Wesentlichen parallel zur Filterfläche des Filters 8 in die Fil­ terkammer 9 und in einem Spiralwirbel über die Filterfläche des Filters 8 in die Durch­ flussöffnung 10 strömt.

Unterhalb des Filter 8 befindet sich eine Sammelkammer 11 für das durch den Filter 8 hindurchtretende Filtrat, die keine Verbindung mit der Durchflussöffnung 10 und den Satzbehälter 3 hat. Die Sammelkammer 11 mündet über eine Filtratleitung 12 in die Sammelkammer 6 und von dort in die Leitung 7.

Wird gespült, so gelangt das Ausspülgemisch aus Reinigungsflüssigkeit und Geträn­ kesatz über die Spülleitung 2 tangential in die Filterkammer 9 und von dort in einem spiraligen Strömungsweg quer über den ersten Filter 8. Ein Teil der Flüssigkeit aus dem Ausspülgemisch tritt bereits durch den ersten Filter 8 hindurch und wird über die Sammelkammer 11 und die Leitung 12 abgezogen. Das restliche Ausspülgemisch mit dem durch die spiralige Strömung sehr gut mitgerissenen Filterkuchen auf dem ersten Filter 8 gelangt dann als konzentrierteres Gemisch durch die Durchflussöffnung 10 in den Satzbehälter 3, wo über den zweiten Filter in Form des filtrierenden Bodens 4 (o­ der der filtrierenden Seitenwände) die endgültige Abscheidung des Getränkesatzes von der Reinigungsflüssigkeit stattfindet.

Bei Getränkemaschinen, bei denen es nicht auszuschließen ist, dass zwischen zwei Ausspülvorgängen längere Betriebspausen liegen, kann zur Sicherheit eine weitere Reinigungsvorrichtung 13 (Fig. 2) für die Filterfläche des ersten Filters 8 vorgesehen werden. Mit Hilfe dieser Reinigungsvorrichtung 13 kann Getränkesatz, der beim vo­ rangegangenen Ausspülvorgang nicht restlos in den Satzbehälter 3 gespült wurde, von der Filterfläche des ersten Filters 8 entfernt werden, so dass er dort nicht antrock­ net bzw. wieder gelöst wird, bevor der nächste Ausspülvorgang beginnt. Diese Reini­ gungsvorrichtung 13 kann die unterschiedlichsten konstruktiven Ausgestaltungen aufweisen. So kann die Reinigungsvorrichtung 13 beispielsweise eine Sprühdüse 14 aufweisen, die in Strömungsrichtung A des Ausspülgemisches vor dem ersten Filter 8 angeordnet und so ausgerichtet ist, dass die Strahlen aus der Sprühdüse 14 den ge­ samten Filter 8 überstreichen. Bei Bedarf wird durch die Sprühdüse 14 Reinigungs­ flüssigkeit, beispielsweise Wasser, eingeleitet und säubert den Filter 8.

Die Reinigungsvorrichtung 13 kann auch eine Rückspülleitung 15 aufweisen, die in die Sammelkammer 8 einmündet und durch die Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, mit einem ausreichenden Druck oder einer ausreichenden Strömungsrate so in diese Sammelkammer 11 eingeleitet werden kann, dass die Reinigungsflüssigkeit entgegen der Strömungsrichtung A aus der Filtratkammer 11 durch den Filter 8 ge­ drückt wird und dann wieder durch die Durchflussöffnung 10 abläuft.

Die Reinigungsvorrichtung 13 kann auch einen mechanischen Abstreifer 16 enthalten, der beispielsweise ein Wischerblatt enthält, das in vorbestimmten Zeitabständen über die Filterfläche 8 geführt wird.

Sprühdüse 14, Rückspülleitung 15 oder Abstreifer 16 sind bevorzugt alternativ vorge­ sehen, können jedoch auch in Kombination verwendet werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 zum Abscheiden von Getränksatz aus dem Ausspülgemisch von Getränke-Herstel­ lungsmaschinen. Diejenigen Bestandteile der Vorrichtung 21, die identisch bzw. ver­ gleichbar den Bestandteilen der Vorrichtung 1 sind, werden mit den gleichen Bezugs­ zeichen gekennzeichnet und nicht nochmals erläutert.

Die Spülleitung 2 der Vorrichtung 21 mündet in eine offene Stirnseite eines als Rohr­ filter 18 ausgebildeten ersten Filters, dessen zweite, offene Stirnseite eine Durch­ flussöffnung 30 bildet, die in den Satzbehälter 3 führt. Der filtrierende Umfang des Filters 18 ist mit einer Filtratsammelkammer 31 verbunden, die über eine eigene Lei­ tung 32 in die Sammelkammer 6 und von dort in die Leitung 7 mündet. Die fluchten­ den Mittelachsen des dargestellten, unteren Bereichs der Spülleitung 2 und des Rohr­ filters 18 sind bevorzugt leicht geneigt (geringes Gefälle), so dass die Strömung nicht abreißt, jedoch keine zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten erzielt werden. Das Ausspülgemisch gelangt aus der Spülleitung 2 in den ersten Filter 18 in einer Strö­ mungsrichtung, die quer zur Filtriereinrichtung, parallel zur Filterwandung des Rohr­ filters 18 verläuft, wobei eine erste Filtratabscheidung durch die Wandung des Rohr­ filters 18 erfolgt und der dadurch abgeschiedene Filterkuchen durch die Strömung mitgerissen wird. Das Filtrat wird über die Sammelkammer 31 und die Leitungen 32 und 7 abgezogen. Das eingedickte Ausspülgemisch gelangt über die Durchtrittsöff­ nung 30 in den Satzbehälter 3 und wird dort weiter entwässert, wie dies auch für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

In Abwandlung der beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiele können als erste Filter auch anders ausgebildete Filter mit oder ohne Durchflussöffnung ver­ wendet werden. So wäre es beispielsweise möglich, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einen planen Flächenfilter einzusetzen und die Einmündung der Spülleitung sowie die Durchflussöffnung an gegenüberliegenden Seiten der Filterkammer vorzusehen. Auch kann die Ausbildung des Satzbehälters den Erfordernissen angepasst werden.

Eine zusätzliche Reinigungsvorrichtung, z. B. eine Rückspülleitung oder ein Wischer kann auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehen sein.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Getränkesatz aus dem Ausspülgemisch von Ge­ tränke-Herstellungsmaschinen, mit einer Spülleitung, einem Satzbehälter und einer Filtereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung in Strömungs­ richtung (A) des Ausspülgemisches hintereinanderliegend einen ersten und einen zweiten Filter (4, 8, 18) mit jeweils einer Filtratabführung (6, 11, 12, 31, 32) enthält, und dass eine am ersten Filter (8, 18) vorbeiführende Strömungsverbindung (10, 30) für Ausspülgemisch aus der Spülleitung (2) und für am ersten Filter (8, 18) abge­ schiedenen Getränkesatz in den Satzbehälter (3) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsver­ bindung eine am ersten Filter (8, 18) vorgesehene Durchflussöffnung (10, 30) für das Ausspülgemisch enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strö­ mungsverbindung einen quer über die Filterfläche des ersten Filters (8, 18) verlaufen­ den Strömungsweg für das Ausspülgemisch enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter (8) als Flächenfilter ausgebildet ist und die Spülleitung (2) im Wesentli­ chen parallel zur Filterfläche ausmündet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächen­ filter mit einer die Durchflussöffnung (10) bildenden Durchbrechung versehen ist, und die Filterfläche zwischen der Spülleitung (2) und der Durchflussöffnung (10) ein Ge­ fälle aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spüllei­ tung (2) tangential zur Durchflussöffnung (10) ausmündet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter (8) in einer Filterkammer (9) angeordnet, als Flächenfilter ausgebildet und mit einer mittigen Durchflussöffnung (10) versehen ist, dass die Spülleitung (2) tangential in die Filterkammer (9) mündet, und dass die Durchflussöffnung (10) mit dem Satzbehälter und der außerhalb der Durchflussöffnung (10) liegende Bereich unterhalb des ersten Filters (8) mit der Filtratabführung (11, 12) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter (18) als Rohrfilter ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrfilter (18) mit einer seiner Stirnseiten mit der Spülleitung (2) verbunden und an der gegenüber­ liegenden Stirnseite mit einer Durchflussöffnung (30) versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Filter wenigstens einen filtrierenden Wandungsbereich (4) des Satzbehäl­ ters (3) umfasst.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungsvorrichtung (13) für den ersten Filter (8, 18) vorgesehen ist.

12. Verfahren zum Abscheiden von Getränkesatz aus dem Ausspülgemisch von Ge­ tränke-Herstellungsmaschinen, bei denen das Ausspülgemisch in einen Satzbehälter eingeleitet und filtriert wird, gekennzeichnet durch eine zweistufige Filtratabschei­ dung, wobei in der ersten Stufe dem Ausspülgemisch vorab eine Teilmenge Filtrat entzogen und das restliche Ausspülgemisch und der Filterkuchen der ersten Stufe an­ schließend im Satzbehälter der zweiten Stufe der Filtratabscheidung unterzogen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausspülge­ misch in der ersten Stufe der Filtratabscheidung als Ausspülmittel für den Filterkuchen der ersten Stufe verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter mechanisch und/oder durch Spülmittel gereinigt werden kann.