DE10025381A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit, insbesondere Sauerstoff in Wasser - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit, insbesondere Sauerstoff in Wasser

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) dient zum Lösen eines Gases (2) in einer Flüssigkeit (3), insbesondere Sauerstoff in Wasser. Die Vorrichtung (1) weist eine Gasquelle (4) zum Bereitstellen eines unter Druck stehenden Gases (2) und eine mit der Gasquelle (4) druckdicht verbindbare Vorrichtung (6) zur Aufnahme eines die Flüssigkeit (3) enthaltenden Behälters (7) auf. Eine Rührvorrichtung (35) dient zum Umrühren der Flüssigkeit (3). Ein Verfahren dient zum Lösen eines Gases (2) in einer Flüssigkeit (3), insbesondere von Sauerstoff in Wasser. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Einbringen der Flüssigkeit (3) in einen Behälter (7), druckdichtes Verbinden des Behälters (7) mit einer Gasquelle (4) und Einbringen des unter Druck stehenden Gases (2) in den Behälter (7). Die Flüssigkeit (3) in dem Behälter (7) wird umgerührt. Mit der Vorrichtung und dem Verfahren werden hohe Konzentrationen gelösten Gases in der Flüssigkeit erzeugt, beispielsweise Konzentratione von Sauerstoff in Wasser von mehr als etwa 1000 mg/l.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und zum Lösen eines Gases in einer Flüssig­ keit, insbesondere Sauerstoff in Wasser. Die Vorrichtung weist eine Gasquelle zum Bereitstellen eines unter Druck stehenden Gases auf. Eine mit der Gasquelle druckdicht verbindbare Vorrichtung dient zur Aufnahme eines die Flüssigkeit enthaltenden Behälters.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Lösen eines Gases in einer Flüssig­ keit, insbesondere von Sauerstoff in Wasser. Die Flüssigkeit wird in einen Behälter eingebracht, der druckdicht mit einer Gasquelle verbunden wird. Das unter Druck stehende Gas wird in den Behälter eingebracht.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Lösen von CO2 in Wasser wird kom­ merziell unter der Bezeichnung "SodaStream" vertrieben. Das CO2 wird mittels eines mit Kohlensäure gefüllten Zylinders bereitgestellt. Bei Betätigung eines Betätigungsschalters strömt CO2 über ein sich in den Innenraum des Behälters und das darin aufgenommene Wasser erstreckendes Düsenelement mit darin angeord­ neten Öffnungen in das Wasser.
Darüber hinaus besteht der Bedarf an mit Sauerstoff (O2) angereichertem Wasser. Derartiges Wasser wird bekanntermaßen als Getränk verwendet. Es ist beobachtet worden, dass die Leistungsfähigkeit des Menschen durch den Konsum derartigen Wassers gesteigert werden kann. Die Konzentration, d. h. der Gehalt von Sauer­ stoff in Wasser hat einen Einfluss auf den Leistungssteigerungseffekt. Je höher der Sauerstoffgehalt desto größer die Leistungssteigerung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit bereitzustellen, mit denen hohe Konzen­ trationen des gelösten Gases in der Flüssigkeit erzeugbar sind, insbesondere Sauerstoff in Wasser mit hohen Konzentrationen lösbar ist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, dass eine Rührvorrichtung zum Umrühren der Flüssigkeit vor­ gesehen ist.
Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Flüssigkeit in dem Behälter umgerührt wird.
Die neue Vorrichtung und das neue Verfahren machen sich den thermodynami­ schen Effekt zu Nutze, dass das Lösungsverhalten eines Gases in einer Flüssigkeit, insbesondere Sauerstoff in Wasser, durch Umrühren der Flüssigkeit verbessert wird. Hierfür besitzt die neue Vorrichtung eine Rührvorrichtung. Bei Aktivierung der Rührvorrichtung wird die Flüssigkeit so umgerührt, dass sich ein Strudel innerhalb des Behälters derart ausbildet, dass das Flüssigkeitsniveau in den Randbereichen des Behälters größer ist als in dessen Mitte. Damit wird die Oberfläche der Flüssig­ keit und folglich die Phasengrenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit im Vergleich zu einer stillstehenden Flüssigkeit deutlich vergrößert. Auf Grund des Rührens und des relativ hohen Drucks, unter dem das Gas in dem Behälter ansteht, gelangen viele Gasblasen in die Flüssigkeit, die selbst für eine weitere Vergrößerung der Phasengrenzfläche sorgen. Durch die Kombination dieser beiden Effekte werden weit größere prozentuale Anteile an gelöstem Gas in der Flüssigkeit erzielt, als dies im Stand der Technik bekannt ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Vorrichtung weist die Rührvorrichtung Mittel zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes und ein durch das Magnetfeld in Rotation versetzbares, in dem Behälter anordbares Rührelement auf. Das Rühr­ element in dem Behälter ist magnetisch oder zumindest magnetisierbar, so dass aus der Drehung des Magnetfeldes eine Drehung des Rührelementes resultiert, die eine gründliche Durchmischung der Flüssigkeit, ein Eindringen von Gas in die Flüssigkeit in Form von Gasblasen und das Lösen von Gas in der Flüssigkeit be­ wirkt. Mit Hilfe eines derartigen, Magnetkräfte einsetzenden Rührers kann die Flüssigkeit (Wasser), wie Versuche gezeigt haben, besonders stark in Rotation versetzt werden und ein Strudel erzeugt werden und sogar O2-Blasen in dem Wasser erzeugt werden, so dass ein besonders starker Stoffübergang aus der Gasphase in die Flüssigkeit auftritt. So können bei der Einhaltung bestimmter Bedingungen und der beispielhaften Verwendung von Sauerstoff als Gas und von Wasser als Flüssigkeit Sauerstoffkonzentrationen in der Flüssigkeit von mehr als 300 mg/l, und insbesondere von mehr als etwa 1000 mg/l, hergestellt werden. Die für die Erzielung bestimmter Sauerstoffkonzentrationen zu variierenden Parameter sind u. a. Druck des Gases, Temperatur der Flüssigkeit, Rührgeschwindigkeit in Kombination mit der Geometrie der Rührvorrichtung sowie die Rührdauer.
So ist es mit der neuen Vorrichtung und dem neuen Verfahren möglich, extrem sauerstoffhaltige Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, herzustellen, bei deren Genuss der Konsument entsprechend große Volumina bzw. Mengen an Sauerstoff zu sich nimmt. Neben dem verbesserten Geschmackseindruck der Flüssigkeit erge­ ben sich weitere Vorteile, wie ein verbessertes Leistungs- und Konzentrationsvermögen des Konsumenten. Die Flüssigkeit besitzt dabei einen sehr angenehmen weichen und runden Geschmack. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kein mit einem Antrieb verbundenes Rührelement in ein Behältnis eingebracht werden muss, da keine mechanische Verbindung zwischen Antrieb und Rührelement besteht, sondern eine magnetische.
Die Rührvorrichtung weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Motor mit einem rotierend antreibbaren Permanentmagneten und einen innerhalb des Behälters anordbaren Magnetrührstab auf. Dabei weist der Magnetrührstab vor­ zugsweise eine lebensmittelechte Ummantelung aus Kunststoff auf, die das Ein­ dringen von Schadstoffen in die Flüssigkeit verhindert. Der Boden des Behälters steht bei einer derartigen Rührvorrichtung vorzugsweise auf einer Platte aus V4A.
Die Gasquelle ist vorzugsweise als ein mit Gas gefüllter Druckbehälter ausgebildet. In dem Druckbehälter ist das Gas in ausreichender Menge und unter hohem Druck bevorratet, so dass ausreichend Gas bei hinreichendem Druck für den Betrieb der Vorrichtung zur Verfügung steht. Beispielsweise kann es sich bei dem Druckbehäl­ ter um eine Druckflasche mit einem Inhalt von 1, 2 oder 2,5 l handeln, in dem Sauerstoff bei einem Druck von etwa 200 bar enthalten ist.
Die Gasquelle ist vorzugsweise über eine Gasleitung, ein regelbares Mehrwegeven­ til und ein Rückschlagventil mit dem Behälter verbindbar. Über die Gasleitung gelangt das Gas aus dem Druckbehälter in das regelbare Mehrwegeventil, das zumindest zwei Stellungen besitzt, von denen die eine Stellung eine vollständige Öffnungsstellung und die andere eine vollständig geschlossene Stellung ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass das Mehrwegeventil noch zusätzliche, teilweise geöffnete bzw. geschlossene Stellungen besitzt. In dem Bereich der Öffnung des Behälters ist ein Rückschlagventil vorgesehen, über das das Gas in den Behälter einfließt, während ein Entweichen des Gases aus dem Behälter verhindert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass ein Verschlusshebel zum Öffnen und Schließen des Rückschlagventils vorgesehen ist. Mittels des Verschlusshebels kann der Benutzer der Vorrichtung diese öffnen bzw. schließen, wobei sichergestellt wird, dass bei geschlossener Stellung des Ver­ schlusshebels kein Gas aus dem Behälter entweichen kann. In der geöffneten Stellung des Verschlusshebels kann der Behälter in die Vorrichtung eingesetzt bzw. aus dieser herausgenommen werden.
Der Verschlusshebel ist vorzugsweise mit einem Schalter derart verbunden, dass ein die jeweilige Stellung des Verschlusshebels repräsentierendes Signal erzeugt wird. Dieses Signal stellt sicher, dass die Vorrichtung erst dann in Betrieb genom­ men werden kann, wenn die Schließstellung verlässlich erreicht ist.
Darüber hinaus ist vorzugsweise ein Betätigungsschalter vorgesehen, bei dessen Betätigung bei geschlossenem Verschlusshebel das Mehrwegeventil derart in dessen geöffnete Stellung geschaltet wird, dass Gas in den Behälter einströmen kann und die Rührvorrichtung aktiviert wird. Erst wenn der Betätigungsschalter betätigt wird, erfolgt die eigentliche Aktivierung der Vorrichtung. Bei der Aktivie­ rung der Vorrichtung geschehen vornehmlich zwei Dinge: Erstens schaltet das Mehrwegeventil in dessen Durchlass-Stellung, so dass Gas in den Behälter ein­ strömt und an der Phasengrenzfläche zu der Flüssigkeit unter Druck ansteht. Zwei­ tens wird die Rührvorrichtung aktiviert, wobei sich in der oben beschriebenen Weise ein Strudel bzw. eine Strömung in der Flüssigkeit ergibt, die das Lösungs­ verhalten des Gases in der Flüssigkeit positiv beeinflussen.
Ferner ist vorzugsweise eine Druckregeleinrichtung zum Regeln des Druckes der Gasquelle vorgesehen. Mittels dieser Druckregeleinrichtung wird der in dem Druck­ behälter anstehende Druck von beispielsweise 200 bar auf den gewünschten Druck in dem Behälter von beispielsweise 20 bar reduziert.
Bei dem neuen Verfahren kann die Flüssigkeit sehr stark umgerührt und das Gas mit entsprechend hohem Druck in den Behälter derart eingebracht werden, dass das Gas zumindest teilweise in Form von Gasblasen in die Flüssigkeit eindringt und anschließend zumindest teilweise in der Flüssigkeit gelöst wird. Wie zuvor besch­ rieben, ergibt sich dadurch der vorteilhafte Effekt einer Vergrößerung der Phasen­ grenzfläche zwischen Gasphase und flüssiger Phase. Der Sauerstoffgehalt im Wasser kann auf diese Weise auf besonders hohe Werte gebracht werden.
Die Flüssigkeit kann mit einem in dem Behälter angeordneten Rührelement umge­ rührt werden, welches durch ein rotierendes Magnetfeld in Rotation versetzt wird, das Magnetfeld durch geeignete technische Mittel erzeugt wird. Die Flüssigkeit wird vorzugsweise mit einem in dem Behälter angeordneten Magnetrührstab mittels eines durch einen Motor rotierend angetriebenen Permanentmagneten rotierend angetrieben. Dieser Aufbau der Vorrichtung bzw. der Rührvorrichtung und das damit durchgeführte Verfahren ist besonders einfach und kostengünstig.
Die Flüssigkeit kann Wasser und das Gas kann Sauerstoff sein. Hierdurch ergibt sich ein besonders belebendes, schmackhaftes und anregendes Getränk, das sich zur Anwendung bei hoher körperlicher oder geistiger Belastung anbietet. Es können jedoch auch andere Flüssigkeiten, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden. Beispielsweise kann eine Kochsalzlösung, etwa 0,1% Kochsalz, mit Xenon-Gas angereichert werden. Alternativ kann erfindungsgemäß Ozon (O3) in Wasser mit hohen Konzentrationen gelöst werden. Dieses Produkt bietet sich nicht zum Konsum an, aber beispiels­ weise zum Zwecke der Oxidation von Gegenständen verschiedener Art.
Das Wasser kann derart stark umgerührt werden, dass die gebrauchsfertige Flüs­ sigkeit eine Konzentration an Sauerstoff von mehr als etwa 350 mg/l, insbesondere von mehr als etwa 1000 mg/l aufweist. Derart hohe Konzentrationen von Sauer­ stoff in Flüssigkeiten waren bisher nur mit hohem Geräteaufwand in Laboren her­ stellbar. Mit der neuen Vorrichtung kann der Konsument zu Hause zu geringen Kosten derartige Getränke selbst herstellen.
Die Erfindung und weitere Vorteile werden anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher erläutert und beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematisierte, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit;
Fig. 2 zeigt ein Detail der elektrischen Schaltung der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Lösen eines Gases 2 in einer Flüssigkeit 3. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gas 2 um Sauerstoff, der in Wasser gelöst werden soll. Das Gas 2 wird mittels einer Gasquelle 4 bereitgestellt. Die Gasquelle 4 weist einen Druckbehälter 5 auf, in dem das Gas 2 mit einem Druck von etwa 200 bar vorliegt. In dem Druckbehälter 5 sind beispielsweise 1 Liter oder auch 2,5 Liter Sauerstoff enthalten.
Mit der Gasquelle 4 ist eine Vorrichtung 6 zur Aufnahme eines die Flüssigkeit 3 enthaltenden Behälters 7 druckdicht verbunden. Der Behälter 7 besteht aus einem Material, das zur Aufnahme von Lebensmitteln geeignet ist, z. B. Edelstahl, Glas oder PET. Es kann sich auch um eine handelsübliche 0,75 Liter Wasserflasche han­ deln. In seinem oberen Bereich weist der Behälter 7 ein Gewinde 8 auf, auf das ein Verschluss 9 aufgeschraubt ist. Die Verbindung durch einen Bajonettverschluss oder andere bekannte Verschlüsse ist ebenso denkbar.
Der Verschluss 9 besitzt ein Rückschlagventil 10, das das Einströmen des Gases 2 in den Innenraum des Behälters 7 ermöglicht, während der Rückstrom des Gases 2 aus dem Behälter 2 heraus verhindert wird. Der Verschluss 9 ist über eine erste Gasleitung 11 mit einem Mehrwegeventil 12 verbunden. Bei dem Mehrwegeventil 12 handelt es sich um ein steuerbares Magnetventil mit zwei Stellungen.
Das Mehrwegeventil 12 ist mit einer zweiten Gasleitung 13 verbunden. Die zweite Gasleitung 13 ist mit einer Druckregeleinrichtung 14 mit Manometern 15, 16 und einem Druckregler 17 verbunden. Die Druckregeleinrichtung 14 wiederum steht mit der Druckflasche 5 dichtend in Verbindung. Im oberen Bereich des Behälters 7 ist ein Verschlusshebel 18 vorgesehen, der um ein Gelenk 19 gemäß Doppelpfeil 20 verschwenkbar ist. An seinem einen freien Ende ist der Verschlusshebel 18 relativ zu einem Gehäuseteil 21 der Vorrichtung 1 verschwenkbar, während an seinem anderen Ende ein Handgriff 22 zur Betätigung durch den Benutzer vorgesehen ist. In seinem mittleren Bereich ist der Verschlusshebel 18 mit dem Verschluss 9 derart verbunden, dass dieser in der in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Stellung der Vorrichtung 1 den Behälter 7 druckdicht abschließt. In der geöffneten Stellung des Verschlusshebels 18 ist auch der Verschluss 9 geöffnet. Diese geöffnete Stellung ergibt sich durch eine Drehung des Verschlusshebels 18 gemäß Doppelpfeil 20.
In seiner geschlossenen Stellung ist der Verschlusshebel 18 elektrisch leitend mit einem Schalter 23 verbunden, während der Kontakt des Verschlusshebels 18 zu dem Schalter 23 in der geöffneten Stellung des Verschlusshebels 18 aufgehoben wird. Der Schalter 23 ist über elektrische Leitungen 24, 25 an eine Regeleinrich­ tung 26 angeschlossen. Die Regeleinrichtung 26 umfasst ein Zeitrelais 27 mit Wechsler, einen Summer 28, eine Meldeleuchte 29, eine Betriebsleuchte 30, einen Netzschalter 31 und einen Betätigungsschalter 32. Die gesamte Regeleinrichtung 26 ist an einer Wechselspannungsversorgung angeschlossen und weist eine Vielzahl von weiteren elektrischen Leitungen bzw. Schaltungen auf, deren Schalt­ bild der Detaildarstellung der Fig. 2 zu entnehmen ist. Des weiteren besitzt die Vor­ richtung 1 ein Gehäuse 33, in dem die zuvor beschriebenen Elemente aufgenom­ men sind. Das Gehäuse 33 steht in seinem unteren Bereich auf vier Füßen 34.
Die Vorrichtung 1 weist weiterhin eine Rührvorrichtung 35 zum Umrühren der Flüssigkeit 3 bzw. des Behälterinhalts auf. Die Rührvorrichtung 35 besitzt Mittel 36 zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes und ein durch das Magnetfeld in Rotation versetzbares, in dem Behälter 7 lose angeordnetes Rührelement 37 auf. Bei dem Mittel 36 zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes handelt es sich bei der in Fig. 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform um einen Motor 38, der einen Permanentmagneten 39 um die Achse 40 rotiert. Alternativ können die Mittel 36 zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes auch dadurch realisiert sein, dass eine elektrische Spule oder mehrere Spulen so angeordnet sind und mittels einer Steuerungseinrichtung angesteuert werden, dass ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird. Bei dem Rührelement 37 handelt es sich in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform um einen Magnetrührstab 41. Der Magnetrührstab 41 ist an seiner Oberfläche mit einer geschlossenen Ummantelung 42 aus Kunststoff ver­ sehen, die sicherstellt, dass keinerlei Schadstoffe aus dem Magnetrührstab 41 in die Flüssigkeit 3 gelangen. Das Rührelement 37 kann als Permanentmagnet ausge­ bildet sein oder aus einem solchen magnetischwirksamen Material, welches auf das rotierende Magnetfeld derart anspricht, dass das Rührelement 37 mit einem Dreh­ moment beaufschlagt und somit in Rotation versetzt wird.
Zum Lösen des Gases 2 in der Flüssigkeit 3, beispielsweise zum Herstellen von Wasser mit einer hohen Sauerstoffkonzentration, wird zunächst der Behälter 7 zu etwa 3/4 mit der Flüssigkeit 3, vorzugsweise Leitungswasser, gefüllt. Anschließend oder zuvor wird der Magnetrührstab 41 ebenfalls durch die obere Öffnung des Behälters 7 in dessen Innenraum eingebracht. Der Behälter 7 wird in die Vorrich­ tung 6 eingesetzt und mittels einer Schwenkbewegung des Verschlusshebels 18 druckdicht verschlossen. Dabei wird der Verschluss 9 geschlossen und ein Kontakt zu dem Schalter 23 hergestellt, wodurch ein Signal erzeugt wird, das das Erreichen der korrekten Schließstellung an die Regeleinrichtung 26 übermittelt. Bei Vorliegen dieses Signals wird die Meldeleuchte 29 aktiviert, die anzeigt, dass nunmehr der Betätigungsschalter 32 betätigt werden kann. Bei Betätigung des Betätigungs­ schalters 32 wird das Mehrwegeventil 12 in dessen geöffnete Stellung umgeschal­ tet, so dass Gas 2 durch die Gasleitungen 13, 11, den Verschluss 9 und das Rückschlagventil 10 in den Innenraum des Behälters 7 unter großem Druck ein­ strömt. Das Gas 2 steht in der Druckflasche 5 unter einem Druck von etwa 200 bar. Mittels der Druckregeleinrichtung 14 kann der Druck des Gases 2 her­ abgeregelt werden, beispielsweise auf einen Wert von etwa 8 bis 10 bar.
Mit der Betätigung des Betätigungsschalters 32 wird der Motor 38 der Rührvor­ richtung 32 aktiviert, so dass dessen Permanentmagnet 39 in Rotation versetzt wird. Der Motor 35 wird beispielsweise bei einer Umdrehungszahl von etwa 800- 1200 U/Min., vorzugsweise bei etwa 1050 U/Min. betrieben. Auf Grund des durch den schnell rotierenden Permanentmagneten 39 erzeugten rotierenden Magnetfel­ des rotiert das Rührelement 37 im Bereich des Bodens des Behälters 7 mit etwa der gleichen Drehzahl. Auf Grund dieser schnellen rotorischen Bewegung des Rührelements 37 in dem Behälter 7 bildet sich in dem Behälter 7 ein trichterförmi­ ger Strudel bzw. eine Strömung aus. Teile des Gases 2 werden in der Form von Gasblasen 43 in die Flüssigkeit 2 eingesogen. Die Gasblasen 43 sorgen dafür, dass die Phasenübergangsfläche zwischen Gas 2 und Flüssigkeit 3 erheblich vergrößert wird, wodurch die Lösung des Gases 2 in der Flüssigkeit 3 stark beschleunigt und erhöht wird. Unter dem Einfluss des Druckes des Gases 2, der Zeit und der perma­ nenten Mischung der Gasblasen 42 mit der Flüssigkeit 3 löst sich das Gas 2, oder zumindest Teile davon, in der Flüssigkeit 3.
Bei der Verwendung von Sauerstoff als Gas 2 und von Wasser als Flüssigkeit 3 können mit der neuen Vorrichtung 1 Sauerstoffkonzentrationen der trinkfertigen Mischung von mehr als 1000 mg/l hergestellt werden. Derart erstaunlich hohe Konzentrationen an Sauerstoff in dem Wasser können beispielsweise bei einem Druck von mehr als 20 bar in dem Behälter 7 erzeugt werden. Die Konzentration an gelöstem Sauerstoff ist durch Einstellung von Druck, Zeit, Rührgeschwindigkeit sowie der Temperatur des Wassers variierbar. Bei einem eingestellten Druck von etwa 8 bar, einer Zeit von etwa 240 Sek., einer Rührgeschwindigkeit von etwa 1050 U/min. und einer Wassertemperatur von etwa 10°C beträgt die Konzentra­ tion des gelösten Sauerstoffs in dem Wasser etwa 350 mg/l. Wird der Druck auf etwa 10 bar erhöht, und die Temperatur auf etwa 8°C gesenkt, wird eine Sauer­ stoffkonzentration der trinkfertigen Mischung von etwa 420 mg/l, erreicht. Bei Drücken von über 20 bar können Sauerstoffkonzentrationen von mehr als 1000 mg/l erzielt werden.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Regeleinrichtung 26, wodurch die Verschaltung der Elemente der Regeleinrichtung 26 besser erkennbar ist. Das Zeitrelais 27 ist zum Vorgeben der gewünschten Rührdauer ausgebildet. Nach Beendigung des Rührvorgangs gibt der Summer 28 ein akustisches Signal ab, das dem Benutzer meldet, dass der Behälter 7 aus der Vorrichtung 1, 6 (Fig. 1) entnehmbar ist. Für die Entnahme des Behälters 7 ist zunächst der Verschlusshebel 18 in dessen geöffnete Stellung zu verschwenken. Anschließend kann der Behälter 7 aus der Vorrichtung 6 entnommen und die trinkfertige Mischung konsumiert, gekühlt oder aufbewahrt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Vorrichtung
2
Gas
3
Flüssigkeit
4
Gasquelle
5
Druckflasche
6
Vorrichtung
7
Behälter
8
Gewinde
9
Verschluss
10
Rückschlagventil
11
Gasleitung
12
Mehrwegeventil
13
Gasleitung
14
Druckregeleinrichtung
15
Manometer
16
Manometer
17
Druckregler
18
Verschlusshebel
19
Gelenk
20
Doppelpfeil
21
Gehäuseteil
22
Handgriff
23
Schalter
24
Leitung
25
Leitung
26
Regeleinrichtung
27
Zeitrelais
28
Summer
29
Meldeleuchte
30
Betriebsleuchte
31
Netzschalter
32
Betätigungsschalter
33
Gehäuse
34
Fuss
35
Rührvorrichtung
36
Mittel
37
Rührelement
38
Motor
39
Permanentmagnet
40
Achse
41
Magnetrührstab
42
Ummantelung
43
Gasblase

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit, insbesondere Sauerstoff in Wasser, mit
einer Gasquelle (4) zum Bereitstellen eines unter Druck stehenden Gases (2);
einer mit der Gasquelle (4) druckdicht verbindbaren Vorrichtung (6) zur Aufnahme eines die Flüssigkeit (3) enthaltenden Behälters (7);
gekennzeichnet durch
eine Rührvorrichtung (35) zum Umrühren der Flüssigkeit (3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührvorrichtung (35) Mittel (36) zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfelds und ein durch das Magnetfeld in Rotation versetz­ bares, in dem Behälter (7) anordbares Rührelement (37) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührvorrichtung (35) einen Motor (38) mit einem rotierend antreibbaren Permanentmagneten (39) und einen innerhalb des Behälters (7) anordbaren Magnetrührstab (41) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetrührstab (41) eine Ummantelung (42) aus Kunststoff besitzt.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasquelle (4) einen mit Gas befüllten Druckbe­ hälter (5) aufweist.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasquelle (4) über eine Gasleitung (11, 13), ein regelbares Mehrwegeventil (12) und ein Rückschlagventil (10) mit dem Behälter (7) verbindbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusshebel (18) zum Öffnen und Schließen des Rückschlagventils (10) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusshebel (18) mit einem Schalter (23) derart verbunden ist, dass ein die jeweilige Stellung des Verschlusshebels (18) repräsentierendes Signal erzeugt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsschalter (32) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung bei geschlossenem Verschlusshebel (18)
das Mehrwegeventil (12) derart in dessen geöffnete Stellung geschaltet wird, dass Gas (2) in den Behälter (7) einströmen kann, und
die Rührvorrichtung (35) aktiviert wird.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckregeleinrichtung (14) zum Regeln des Druckes der Gasquelle (4) vorgesehen ist.
11. Verfahren zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit, insbesondere von Sauerstoff in Wasser, mit den folgenden Schritten:
Einbringen der Flüssigkeit (3) in einen Behälter (7);
druckdichtes Verbinden des Behälters (7) mit einer Gasquelle (4); und
Einbringen des unter Druck stehenden Gases (2) in den Behälter (7);
gekennzeichnet durch
Umrühren der Flüssigkeit (3) in dem Behälter (7).
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) derart stark umgerührt und das Gas (2) mit entsprechend hohem Druck in den Behälter (7) eingebracht wird, dass das Gas (2) zumindest teilweise in Form von Gasblasen (43) in die Flüssigkeit (3) eindringt und anschließend zumindest teilweise in der Flüssigkeit (3) gelöst wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) mit einem in dem Behälter (7) angeordneten Rührelement (37) umgerührt wird, das durch ein durch ein Mittel (36) erzeugtes rotierendes Magnetfelds in Rotation versetzt wird.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) mit einem in dem Behälter (7) angeordneten Magnetrührstab (41) umgerührt wird, wobei der Magnetrührstab (41) mittels eines durch einen Motor (38) rotierend angetriebenen Permanentmagnetens (39) rotierend angetriebenen wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) Wasser und das Gas (2) Sauer­ stoff ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser derart stark umgerührt wird, dass die gebrauchsfertige Flüssigkeit (3) eine Konzentration an Sauerstoff von mehr als etwa 350 mg/l, insbesondere von mehr als etwa 1000 mg/l, aufweist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1557220A2 (de) * 2003-12-30 2005-07-27 Michael Mosulet Vorrichtung zur Abgabe eines kohlensäurehaltigen Getränks
EP2492005A1 (de) * 2011-02-25 2012-08-29 Markus Herbert Zeiler Fangvorrichtung für Magnetrührstäbchen
WO2012158697A3 (en) * 2011-05-17 2013-09-12 Tol-O-Matic, Inc. Eddy current motor, eddy current coupling system and method for use
CN104437202A (zh) * 2015-01-05 2015-03-25 泉州市德化县丰弘机械厂 一种陶瓷釉真空脱泡搅拌机
WO2015140593A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Sartorius Stedim North America Inc. System, container, device and method for mixing

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1557220A2 (de) * 2003-12-30 2005-07-27 Michael Mosulet Vorrichtung zur Abgabe eines kohlensäurehaltigen Getränks
EP1557220A3 (de) * 2003-12-30 2005-08-03 Michael Mosulet Vorrichtung zur Abgabe eines kohlensäurehaltigen Getränks
EP2492005A1 (de) * 2011-02-25 2012-08-29 Markus Herbert Zeiler Fangvorrichtung für Magnetrührstäbchen
WO2012158697A3 (en) * 2011-05-17 2013-09-12 Tol-O-Matic, Inc. Eddy current motor, eddy current coupling system and method for use
US8814422B2 (en) 2011-05-17 2014-08-26 Tol-O-Matic, Inc. Eddy current motor, eddy current coupling system, and method of use
WO2015140593A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Sartorius Stedim North America Inc. System, container, device and method for mixing
US9808780B2 (en) 2014-03-21 2017-11-07 Sartorius Stedim North America Inc. System, container, device, and method for mixing
CN104437202A (zh) * 2015-01-05 2015-03-25 泉州市德化县丰弘机械厂 一种陶瓷釉真空脱泡搅拌机

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