DE102012224163B4

DE102012224163B4 - Verfahren zum Herstellen eines Sirups

Info

Publication number: DE102012224163B4
Application number: DE102012224163.9A
Authority: DE
Inventors: Roland Feilner; Gerhard Grimm
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2032-12-22
Also published as: DE102012224163A1; CN103882156A

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Sirups, umfassend die Schritte:
Vorhalten eines Lösemittels;
Herstellen einer Lösung, umfassend:
a) Zuführen wenigstens eines Teils des Lösemittels an eine Mischeinheit (22; 42);
b) Mischen des zugeführten Lösemittels in der Mischeinheit (22; 42) mit einer ersten Zutat; und
c) Einbringen des mit der ersten Zutat gemischten Lösemittels in einen Tank (24; 40), so dass im Tank (24; 40) eine Lösung bereitgestellt wird;
und
Hinzufügen einer zweiten Zutat, umfassend:
d) Zuführen wenigstens eines Teils der Lösung aus dem Tank (24; 40) an die Mischeinheit (22; 42);
e) Mischen der zugeführten Lösung in der Mischeinheit (22; 42) mit der zweiten Zutat; und
f) Rückführen der mit der zweiten Zutat gemischten Lösung in den Tank (24; 40);
wobei nur die Mischeinheit (22, 42) verwendet wird, um Bestandteile des Sirups zu mischen; und
wobei die Mischeinheit (22; 42) außerhalb des Tanks (24; 40) angeordnet ist; und/oder
wobei die Mischeinheit (22; 42) eine Mischkammer umfasst, wobei die jeweilige Zutat dem durch die Mischkammer strömenden Lösemittel oder der durch die Mischkammer strömenden Lösung zugemischt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sirups.
Gemäß bekannten Verfahren wird zunächst eine Zuckerlösung hergestellt, indem der Zucker kontinuierlich oder im Batchverfahren in vorgewärmtes Wasser eingebracht und darin gelöst wird. Dafür ist üblicherweise eine eigene Anlage vorgesehen. Neben Zucker sind zur Herstellung eines Sirups noch weitere Zutaten erforderlich, die zumeist in Konzentratform, also als Pulver oder Flüssigkonzentrat vorliegen. Diese werden in bekannten Verfahren ebenfalls vorab in separaten Behältnissen in einer Flüssigkeit – zumeist Wasser – gelöst. Die so herstellten Lösungen werden schließlich in einem weiteren Behältnis mit der vorbereiteten Zuckerlösung vermengt, so dass der gewünschte Sirup erhalten wird.
Ein Nachteil dieser Verfahren ist es, dass eine Vielzahl von individuellen Dosagestationen vorgesehen werden muss, in denen die einzelnen Zutaten zunächst individuell gelöst werden, bevor sie wiederum in einem separaten Behältnis vermischt werden. Dies ist apparativ und technologisch aufwendig und erfordert außerdem eine große Produktionsfläche.
Aus der DE 43 43 643 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließfähigen Komponenten bekannt. Dabei werden die größeren schon zusammengeführten Komponenten ständig umgewälzt und dabei das Gemisch homogenisiert. In diesen umwälzenden Flüssigkeitsstrom werden die kleineren Komponenten pro Charge in abgemessenen Mengen hineingefördert und mit umgewälzt. Vorrichtungsgemäß ist im Flüssigkeitsbereich des Gemischsammelbehälters der Anfang einer Umwälzleitung angeordnet, die mit den Leitungen weiterer Behälter zusammengeführt ist und wiederum im Gemischsammelbehälter endet.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausmischen von Getränken ist auch aus der DE 10 2010 029 125 A1 bekannt.
Schließlich offenbart die EP 2 272 384 A1 ein Verfahren zur Getränkeherstellung, bei dem die Grundkomponenten des Getränks in mindestens einem Batch-Tank ausgemischt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Sirups bereitzustellen, das eine Verringerung des apparativen Aufwandes erlaubt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Eine entsprechende Vorrichtung ist in Patentanspruch 13 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Dadurch, dass eine Mischeinheit vorgesehen wird, in der sowohl die erste Zutat, beispielsweise Zucker, als auch eine zweite Zutat zugemischt werden, und die Mischung dann wieder in einen Tank rückgeführt wird, kann wenigstens ein Vorbehälter eingespart werden. Damit führt das Verfahren zu einer kompakteren Sirupherstellung, also einer apparativen Einsparung. Dadurch kann auch die erforderliche Produktionsfläche reduziert werden.
Unter einem Sirup versteht man eine dickflüssige, konzentrierte Zuckerlösung mit einer oder mehreren weiteren Zutaten wie etwa Aromastoffe oder Geliermittel. Sirupe können direkt als Lebensmittel verwendet werden oder vor dem Verzehr mit Wasser verdünnt werden. Bei dem Sirup kann es sich insbesondere um einen Getränkesirup handeln.
Zur Herstellung eines Sirups ist also Zucker erforderlich. Die erste Zutat kann insbesondere Zucker sein oder diesen umfassen. Die erste Zutat kann auch eine Mischung aus Zucker und einer oder mehreren weiteren pulverförmigen Zutaten, beispielsweise einem Geschmacksverstärker und/oder einem Geliermittel, sein.
Wenn die erste Zutat Zucker ist, oder diesen umfasst, kann die erzeugte Lösung insbesondere als Zuckerlösung bezeichnet werden.
Die erste Zutat kann auch ein anderes Pulver als Zucker sein, beispielsweise ein Geschmacksverstärker und/oder ein Geliermittel. Alternativ kann die erste Zutat auch in Form eines Flüssigkonzentrats vorliegen.
Bei der zweiten Zutat kann es sich auch um eine Zutat in Form eines Pulvers handeln, beispielsweise um einen Geschmacksverstärker oder ein Geliermittel. Beispielsweise kann die zweite Zutat Pektin oder Glutamat sein. Die zweite Zutat kann auch in Form eines Flüssigkonzentrats vorliegen. Als Flüssigkonzentrat wird dabei ein konzentrierter flüssiger Stoff verstanden, der vor dem Mischen mit der Lösung nicht mit einem Lösemittel, etwa Wasser, verdünnt wurde. Bei der Zutat in Form eines Flüssigkonzentrats kann es sich insbesondere um ein Aroma handeln. Beispielsweise kann es sich um ein Fruchtsaftkonzentrat handeln.
Wenn die erste Zutat nicht dem Zucker entspricht oder diesen umfasst kann die zweite Zutat insbesondere Zucker sein oder diesen umfassen. Die zweite Zutat kann auch eine Mischung aus Zucker und einer oder mehreren weiteren pulverförmigen Zutaten, beispielsweise einem Geschmacksverstärker und/oder einem Geliermittel, sein.
Die zweite Zutat kann insbesondere von der ersten Zutat verschieden sein.
Erfindungsgemäß wird also die zweite Zutat direkt mit der Lösung in der Mischeinheit vermischt, ohne dass diese vorab in einer separaten Gerätschaft in Lösung gebracht wurde. Die Lösung wird dabei umfassend die Schritte a) bis c) hergestellt.
Das Herstellen der Lösung kann außerdem umfassen:

aa) Zuführen wenigstens eines Teils des Lösemittels aus dem Tank an die Mischeinheit;
bb) Mischen des zugeführten Lösemittels in der Mischeinheit mit der ersten Zutat; und
cc) Rückführen des mit der ersten Zutat gemischten Lösemittels in den Tank.

Mit anderen Worten kann das Lösemittel über die Mischeinheit und den Tank zirkulieren, wobei in der Mischeinheit jeweils die erste Zutat zugemischt wird.
Die Schritte aa) bis cc) können dabei so oft wiederholt werden, bis eine gewünschte Konzentration der ersten Zutat in der Lösung erreicht ist. Die Konzentration kann beispielsweise über einen Sensor überwacht werden. Die Herstellung der Lösung kann dabei basierend auf den Messwerten des Sensors gesteuert werden. Die gewünschte Konzentration von beispielsweise Zucker kann bis zu 80 °Brix betragen.
Die Konzentration in der Lösung kann dabei durch jeden Durchlauf der Schritte aa) bis cc) erhöht werden. Zunächst kann das Lösemittel, insbesondere Wasser, ohne die erste Zutat vorliegen, also mit Konzentration 0 vorgehalten werden. Nachdem wenigstens ein Teil des Lösemittels zum ersten Mal in der Mischeinheit mit der ersten Zutat gemischt wurde, kann eine bestimmte Konzentration im Lösemittel vorliegen. Dann kann auch von einer Lösung gesprochen werden. Werden die Schritte aa) bis cc) dann ein oder mehrmals wiederholt, ist im zugeführten Lösemittel bereits eine gewisse Menge der ersten Zutat enthalten, wodurch durch das weitere Mischen mit zusätzlichen Mengen der ersten Zutat die Konzentration erhöht werden kann.
Das Mischen des zugeführten Lösemittels mit der ersten Zutat kann insbesondere ein Einbringen und Lösen der ersten Zutat im Lösemittel umfassen.
Generell kann das Mischen in der Mischeinheit (je nach Zutat) einem Dispergieren, Suspensieren oder Emulgieren entsprechen. Die Lösung im Sinne dieser Anmeldung kann also (je nach Wahl der ersten Zutat) auch einer Dispersion oder Suspension entsprechen. Allgemein kann auch von einer Mischung gesprochen werden.
In gleicher Weise können zum Hinzufügen der zweiten Zutat auch die Schritte d) bis f) so oft wiederholt werden, bis eine gewünschte Konzentration der zweiten Zutat in der Lösung erreicht ist. Auch hier kann mit jeder Wiederholung der Schritte d) bis f) die Konzentration der zweiten Zutat von zunächst 0 auf einen gewünschten Wert steigen.
Obwohl üblicherweise die zweite Zutat erst dann der Lösung zugefügt wird, wenn die Lösung in der gewünschten Konzentration der ersten Zutat vorliegt, können das Herstellen der Lösung und das Hinzufügen der zweiten Zutat zeitlich wenigstens teilweise überlappend stattfinden. Mit anderen Worten kann in der Mischeinheit die erste Zutat und gleichzeitig die zweite Zutat in das Lösemittel eingebracht werden.
Das Lösemittel kann zunächst über eine Quelle, beispielsweise einen Wasseranschluss, bereitgestellt werden. Über die Mischeinheit kann das Lösemittel dann in den Tank eingebracht werden. Danach kann das Lösemittel wie oben beschrieben zirkulieren, bis eine gewünschte Konzentration vorliegt.
Alternativ kann das Lösemittel auch direkt von der Quelle in den Tank eingebracht werden, danach der Mischeinheit zugeführt werden, wo eine Mischung mit der ersten Zutat stattfindet und danach wieder in den Tank eingebracht werden. Dann kann das Lösemittel weiter wie oben beschrieben zirkulieren, bis eine gewünschte Konzentration der ersten Zutat vorliegt.
In den Schritten a) und/oder aa) kann insbesondere das gesamte Lösemittel, das in dem Tank bereitgestellt werden soll, der Mischeinheit zugeführt werden. Alternativ kann auch nur ein Teil der Mischeinheit zugeführt werden. Der so mit der ersten Zutat gemischte Teil kann dann im Tank mit dem restlichen Lösemittel vermischt werden.
Das Verfahren kann auch ein Hinzufügen einer dritten Zutat, insbesondere in Form eines Pulvers oder eines Flüssigkonzentrats, umfassen, umfassend:

g) Zuführen wenigstens eines Teils der Lösung aus dem Tank an die Mischeinheit;
h) Mischen der zugeführten Lösung in der Mischeinheit mit der dritten Zutat, und
i) Rückführen der mit der dritten Zutat gemischten Lösung in den Tank.

Damit kann in gleicher Weise wie die zweite Zutat also eine weitere Zutat in die Lösung eingebracht werden. Die Art der Zutat hängt dabei vom gewünschten Sirup ab.
Die dritte Zutat kann insbesondere von der zweiten Zutat und/oder der ersten Zutat verschieden sein.
Wenn weder die erste noch die zweite Zutat Zucker sind oder diesen umfassen, kann die dritte Zutat Zucker sein oder diesen umfassen. Die dritte Zutat kann auch eine Mischung aus Zucker und einer oder mehreren weiteren pulverförmigen Zutaten, beispielsweise einem Geschmacksverstärker und/oder einem Geliermittel, sein.
Auch die Schritte g) bis i) können so oft wiederholt werden, bis eine gewünschte Konzentration der dritten Zutat in der Lösung erreicht ist. Auch in Schritt g) kann insbesondere die gesamte im Tank befindliche Lösung der Mischeinheit zugeführt werden, oder nur ein Teil davon.
Als Beispiel kann die erste Zutat Zucker sein. Die zweite Zutat kann dann beispielsweise pulverförmig sein. Die dritte Zutat kann dann in Form eines Flüssigkonzentrats vorliegen. Wie oben ausgeführt können der Zucker, die zweite Zutat und die dritte Zutat hintereinander in das Lösemittel eingebracht werden. Auch eine wenigstens teilweise gleichzeitige Hinzufügung ist jedoch denkbar.
In gleicher Weise wie oben für die zweite bzw. dritte Zutat beschrieben können noch eine oder mehrere weitere Zutaten in die Zuckerlösung eingebracht werden. Die Art und Menge der Zutaten hängt dabei vom gewünschten Sirup ab.
Eine der während des Verfahrens in das Lösemittel beziehungsweise in die Lösung eingebrachten Zutaten kann insbesondere Zucker sein oder Zucker umfassen.
Das Zuführen des Lösemittels beziehungsweise der Lösung an die Mischeinheit kann insbesondere über eine Pumpe geschehen. Ebenso kann das Rückführen des gemischten Lösemittels beziehungsweise der gemischten Lösung mittels einer Pumpe durchgeführt werden. Das Zuführen und Rückführen kann auch über eine einzige Pumpe stattfinden.
Das Zuführen und Rückführen, also das Umwälzen des Lösemittels beziehungsweise der Lösung, kann auch durch die Mischeinheit selbst durchgeführt werden. In diesem Fall sind keine weiteren Pumpen erforderlich. Die Mischeinheit kann also zugleich die Pumpe für die Zirkulation sein, die das Lösemittel beziehungsweise die Lösung aus dem Tank ansaugt, durch eine Mischkammer leitet und dann in den Tank zurückpumpt. Die Mischeinheit kann also einer Mischpumpe oder Saug-Pump-Dispergiereinheit entsprechen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Alternative umfasst die Mischeinheit eine Mischkammer, wobei die jeweilige Zutat dem durch die Mischkammer strömenden Lösemittel bzw. der durch die Mischkammer strömenden Lösung zugemischt wird. Das Lösemittel bzw. die Lösung können insbesondere kontinuierlich durch die Mischeinheit, insbesondere die Mischkammer, strömen.
Die Mischung in der Mischeinheit kann insbesondere auf dem Rotor-Stator-Prinzip beruhen. In der Mischkammer können also ein Stator und ein beweglicher Rotor angeordnet sein.
Beispielsweise kann es sich bei der Mischeinheit um eine Conti-Total Dissolved Solids (TDS) Maschine der Firma Ystral handeln.
Die Lösung kann in dem Tank gerührt werden, insbesondere mittels eines mechanischen Rührers oder eines Leitstrahlmischers. Dadurch kann ein Absetzen der noch nicht vollständig gelösten Bestandteile verhindert werden, was einen hohen Pulvereintrag in kürzester Lösezeit ermöglicht.
Wie oben ausgeführt, kann zum Herstellen der Lösung das Lösemittel auf einem Flüssigkeitskreislauf umfassend den Tank und die Mischeinheit zirkuliert oder umgewälzt werden. Dabei kann insbesondere die Mischeinheit (Dispergiereinheit) bei niedrigerer Drehzahl die Umwälzung bewirken. Nach dem Mischen mit der ersten Zutat zirkuliert das Lösemittel weiter zurück in den Tank. Auch die Lösung kann dann zum Hinzufügen der zweiten und/oder weiterer Zutaten über den Tank und die Mischeinheit wie beschrieben zirkulieren.
Das Verfahren kann außerdem ein Erwärmen des Lösemittels umfassen. Die Lösung insbesondere pulverförmiger Zutaten kann durch das Erwärmen des Lösemittels verbessert werden. Insbesondere kann das Lösemittel vor dem Einbringen in die Mischeinheit erwärmt werden.
Auch die Lösung, also das Lösemittel mit einer Konzentration wenigstens der ersten Zutat ungleich null, kann, insbesondere vor dem Zuführen an die Mischeinheit, erwärmt werden.
Nach der Herstellung des Sirups kann dieser zur weiteren Verarbeitung entnommen werden und ein zweiter mit der Mischeinheit verbundener Tank zur Herstellung eines Sirups verwendet werden. Dadurch ist eine quasi kontinuierliche Produktion (Tandem-Produktion) von Sirup möglich. Insbesondere kann das Verfahren ein Schließen der Fluidverbindung der Mischeinheit mit dem ersten Tank und ein Öffnen der Fluidverbindung der Mischeinheit mit dem zweiten Tank, umfassen, nachdem der Sirup im ersten Tank fertig gestellt ist. Zum Öffnen und Schließen der entsprechenden Fluidverbindungen können entsprechende Ventile vorgesehen sein.
Mit anderen Worten kann das oben genannte Verfahren nach der Herstellung von Sirup in einem Tank mit einem zweiten mit der Mischeinheit verbunden Tank fortgeführt werden.
Restwärme des fertig gestellten Sirups aus dem ersten Tank kann verwendet werden, um das Lösemittel und/oder die Lösung, die zur Herstellung des Sirups im zweiten Tank verwendet werden, zu erwärmen. Dies kann zu einer Energieersparnis führen, da dann gegebenenfalls nur noch die Differenz der nicht erreichbaren Wärmerückgewinnung nachgeheizt werden muss.
Es kann auch noch ein dritter Tank bereitgestellt werden, der mit der Mischeinheit verbunden ist. Dieser dritte Tank kann gereinigt werden, während ein zweiter Tank zur Herstellung des Sirups verwendet wird und ein erster Tank bereits hergestellten Sirup zur weiteren Verarbeitung bereitstellt. Damit ist eine quasi kontinuierliche Produktion auch dann möglich, wenn unterschiedliche Sirupe hergestellt werden sollen und damit eine Reinigung eines Tanks vor der Sirupproduktion erforderlich ist.
Es kann aber auch nur ein Tank verwendet werden. In diesem Fall wird zunächst der Sirup im Tank hergestellt und danach zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt. Nach der Leerung des Tanks kann dieser gereinigt werden, insbesondere über ein Cleaning in Place (CIP) Verfahren, und danach erneut zur Herstellung eines Sirups verwendet werden (Batch-Verfahren).
Die erste Zutat, die zweite Zutat und/oder die dritte Zutat können über einen BigBag, einen Pulvertisch, eine Sauglanze oder einen Behälter der Mischeinheit zugeführt werden. Unter einem BigBag ist ein flexibler Behälter zu verstehen, der auch als Flexible Intermediate Bulk Container (FIBC) bezeichnet werden kann.
Die Mischeinheit kann wenigstens drei Anschlüsse zum Zuführen von Zutaten in Pulverform oder in Form eines Flüssigkonzentrats aufweisen und die erste Zutat, die zweite Zutat und die dritte Zutat können über je einen eigenen Anschluss zugeführt werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass vor dem Hinzufügen der jeweiligen Zutat manuell eine andere Zutatenzuführung an die Mischeinheit angeschlossen wird.
Die Anschlüsse können insbesondere in eine Mischkammer, wie oben beschrieben, führen.
Die Mischeinheit kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass ein Vakuum erzeugbar ist, das so stark ist, dass die Zutaten, insbesondere die pulverförmigen Zutaten, ohne weitere Zufördereinheiten in die Mischkammer eingebracht werden können.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Alternative ist die Mischeinheit außerhalb des Tanks angeordnet. Die Mischeinheit und der Tank können über Rohrleitungen miteinander verbunden sein.
Die Erfindung stellt außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen von Sirup mit einem oben beschriebenen Verfahren gemäß Patentanspruch 13 bereit.
Die Vorrichtung kann zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet und/oder konfiguriert sein. Die Mischeinheit kann eines oder mehrere der oben genannten Merkmale aufweisen.
Die Vorrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass zum Hinzufügen einer zweiten Zutat, wenigstens ein Teil der Lösung aus dem Tank an die Mischeinheit zugeführt wird, die zugeführte Lösung in der Mischeinheit mit der zweiten Zutat gemischt wird, und die mit der zweiten Zutat gemischte Lösung in den Tank rückgeführt wird.
Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie eine Zirkulation des Lösemittels bzw. der Zuckerlösung über den Tank und die Mischeinheit ermöglicht. Die Zirkulation kann insbesondere durch die Mischeinheit bewirkt werden, also ohne zusätzliche separate Pumpe. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Mischeinheit auf dem Rotor-Stator-Prinzip beruht, also einen Rotor, einen Stator und einen Antrieb für den Rotor aufweist.
Die Mischeinheit kann insbesondere drei Anschlüsse zum Zuführen von Zutaten in Pulverform oder in Form eines Flüssigkonzentrats aufweisen, die insbesondere in eine Mischkammer führen. Außerdem kann die Mischeinheit einen Zulauf für das Lösemittel beziehungsweise die Lösung umfassen und einen mit dem Tank verbundenen Ausgang zum Zurückführen der Lösung.
Die Vorrichtung kann wenigstens einen weiteren Tank umfassen, der mit der Mischeinheit verbunden ist, wobei die Mischeinheit wahlweise mit dem Tank oder mit dem wenigstens einen weiteren Tank in Fluidverbindung bringbar ist. Auch ein dritter Tank kann, wie oben beschrieben, vorgesehen sein.
Insbesondere können Ventile vorgesehen sein, so dass eine Flüssigkeit wahlweise über den Tank und die Mischeinheit zirkuliert oder über den weiteren Tank und die Mischeinheit.
Die Vorrichtung kann außerdem eine Reinigungsvorrichtung umfassen, die insbesondere ein Cleaning In Place (CIP) erlaubt. Dafür können Reinigungszuleitungen zu den Tanks und/oder zur Mischeinheit führen und Reinigungsrückleitungen davon wegführen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt
1 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Sirups;
2 ein Flussdiagramm eines weiteren Teils eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Sirups;
3 eine beispielhafte Vorrichtung zum Herstellen eines Sirups; und
4 eine weitere beispielhafte Vorrichtung zum Herstellen eines Sirups.
In 1 ist ein Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines Sirups dargestellt. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass das Lösemittel Wasser, insbesondere Kaltwasser, ist. Auch andere Lösemittel, wie etwa eine Ethanollösung, sind prinzipiell denkbar.
Das Wasser wird zunächst unter Schritt 1 vorgewärmt und dann unter Schritt 2 einer Mischeinheit zugeführt. Beispielsweise kann die Mischeinheit eine Mischkammer umfassen, durch die das Wasser kontinuierlich hindurchströmt. Das Wasser kann aber auch schrittweise an die Mischeinheit geleitet werden.
In Schritt 3 wird in der Mischeinheit das Lösemittel mit einer ersten Zutat in Form von Zucker gemischt. Es wird also Zucker in das Lösemittel eingebracht und darin gelöst. Der Zucker kann von einem Pulvertisch oder über eine Sauglanze in die Mischeinheit eingebracht werden. Die Mischeinheit kann dafür einen eigenen Anschluss vorsehen.
Das mit Zucker gemischte Lösemittel wird dann in Schritt 4 in einen Tank eingebracht. Damit wird im Tank eine Zuckerlösung bereitgestellt.
In Schritt 5 wird dann bestimmt, ob das Lösemittel die gewünschte Zuckerkonzentration aufweist. Wenn nein, wird erneut unter Schritt 2 wenigstens ein Teil des Lösemittels an die Mischeinheit zugeführt. In diesem Fall hat das Lösemittel bereits eine von 0 unterschiedliche Zuckerkonzentration, die in der Mischeinheit weiter erhöht wird. Die Schritte 2 bis 4 können so oft wiederholt werden, bis die gewünschte Zuckerkonzentration erreicht ist.
Wird unter Schritt 5 festgestellt, dass die gewünschte Zuckerkonzentration erreicht ist, wird in Schritt 6 wenigstens ein Teil der Zuckerlösung an die Mischeinheit zugeführt und in Schritt 7 eine zweite Zutat in der Mischeinheit der zugeführten Zuckerlösung zugefügt. Die zweite Zutat kann insbesondere pulverförmig sein und beispielsweise einem Geschmacksverstärker und/oder einem Geliermittel entsprechen.
Unter Schritt 8 wird die mit der zweiten Zutat gemischte Zuckerlösung in den Tank zurückgeführt.
In Schritt 9 wird festgestellt, ob die zweite Zutat bereits in einer gewünschten Konzentration in der Zuckerlösung im Tank vorhanden ist. Wenn nein, werden die Schritte 6 bis 8 solange wiederholt, bis die gewünschte Konzentration erreicht ist.
Wenn die gewünschte Konzentration der zweiten Zutat erreicht ist, hängt das weitere Verfahren von dem herzustellenden Sirup ab.
Ein mögliches weiteres Verfahren ist in 2 dargestellt. Hier wird davon ausgegangen, dass im Tank eine Zuckerlösung vorliegt, die eine gewünschte Konzentration einer zweiten Zutat (neben Zucker) aufweist.
Unter Schritt 10 wird festgestellt, ob bereits der gewünschte Sirup vorliegt. Wenn ja, endet das Verfahren unter Schritt 11. Der Sirup kann dann zur weiteren Verarbeitung, beispielsweise zur Abfüllung, einer Folgemaschine bereitgestellt werden.
Liegt der gewünschte Sirup noch nicht vor, soll also noch eine weitere Zutat hinzugefügt werden, setzt das Verfahren in Schritt 12 mit Zuführen wenigstens eines Teils der Zuckerlösung an die Mischeinheit fort. In Schritt 13 wird dann die zugeführte Zuckerlösung in der Mischeinheit mit einer dritten Zutat beispielsweise in Form eines Flüssigkonzentrats, beispielsweise einem Fruchtsaftkonzentrat, vermischt. In Schritt 14 wird die mit der dritten Zutat gemischte Zuckerlösung dann in den Tank zurückgeführt.
Unter Schritt 15 wird festgestellt, ob die gewünschte Konzentration der dritten Zutat erreicht ist. Wenn nein, werden die Schritte 12 bis 13 solange wiederholt, bis die gewünschte Konzentration erreicht wird. Sobald dies der Fall ist, endet das Verfahren mit Schritt 16. Der fertige Sirup kann dann der weiteren Verarbeitung zugeführt werden, beispielsweise in Flaschen abgefüllt werden.
Natürlich ist es auch möglich, dass noch weitere Zutaten hinzugefügt werden. Diese können dann, wie oben für die zweite und dritte Zutat erläutert, mit Hilfe der Mischeinheit in die Zuckerlösung eingebracht werden.
Die Schritte 2 bis 5, 6 bis 9 und/oder 12 bis 15 können insbesondere kontinuierlich stattfinden. Mit anderen Worten kann das Lösemittel bzw. die Zuckerlösung kontinuierlich über die Mischeinheit und den Tank zirkulieren, bis die gewünschte Konzentration erreicht ist. Das Lösemittel bzw. die Zuckerlösung kann also kontinuierlich der Mischeinheit zugeführt werden, dort kontinuierlich mit Zucker oder einer weiteren Zutat gemischt werden und dann kontinuierlich in den Tank rückgeführt werden. Es kann also ein Flüssigkeitskreislauf über die Mischeinheit und den Tank gebildet werden.
In dem erläuterten Beispiel wurde Zucker als erste Zutat verwendet, ein Pulver als zweite Zutat und ein Flüssigkonzentrat als (optionale) dritte Zutat. Das Verfahren ist jedoch nicht auf diese Reihenfolge beschränkt. Auch beliebige andere Reihenfolgen sind möglich. Beispielsweise kann zuerst ein Pulver, dann ein Flüssigkonzentrat und dann der Zucker zugemischt werden oder zuerst ein Flüssigkonzentrat, dann ein Pulver und dann der Zucker.
Auch können zunächst Zucker und eine weitere pulverförmige Zutat vermischt werden, und diese beiden Trockenstoffe dann gemeinsam der Mischeinheit zugeführt werden.
Auch die Anzahl an Zutaten ist nicht auf drei beschränkt. Es können auch nur zwei Zutaten oder mehr als drei Zutaten verwendet werden. Eine der Zutaten kann dabei insbesondere Zucker sein.
3 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung zum Herstellen von Sirup mit einem oben beschriebenen Verfahren.
Diese umfasst eine Kaltwasserquelle 20. Von dieser Kaltwasserquelle 20 wird Kaltwasser zunächst in einem Temperierelement 21, beispielsweise einem Plattenwärmetauscher, erwärmt und dann einer Mischeinheit 22 zugeführt. Dort wird das zugeführte Wasser beispielsweise mit Zucker oder einer anderen pulverförmigen Zutat vermischt und danach beispielsweise in den Tank 24 eingebracht.
In diesem Beispiel sind auch noch zwei weitere Tanks 23 und 25 vorgesehen. In Tank 23 befindet sich beispielsweise bereits fertig hergestellter Sirup. Dieser kann zur weiteren Verarbeitung, beispielsweise zur Abfüllung, an Folgemaschinen über die Leitung 28 gefördert werden. Tank 25 kann beispielsweise während der Herstellung von Sirup in Tank 24 gereinigt werden. Dadurch steht dieser nach Fertigstellung des Sirups in Tank 24 zur Herstellung eines weiteren Sirups zur Verfügung. Für die Reinigung sind eine Zuleitung 26 und eine Ableitung 27 vorgesehen. Über diese Ab- und Zuleitungen 26 und 27 kann eine Reinigungsflüssigkeit in den Tank eingebracht werden.
Die Größe der Tanks kann insbesondere bei einer Tandemproduktion (quasi-kontinuierlich) auf dem Verhältnis zwischen Absaugleistung des Fertigsirups zur Löseleistung des Mischers und zur tolerierten Anzahl an Umschaltungen zwischen den Tanks basieren. Ist die Löseleistung um ein Vielfaches höher wie die bereitzustellende Menge an Fertigsirup können kleine Tanks realisiert werden. Sollen die Umschaltzyklen zwischen den Tanks gering gehalten werden, steigt das Tankvolumen und damit die Pufferzeiten.
Die Tankgröße kann bei einer Lösezeit von etwa 30 Minuten beispielsweise der halben Sirupleistung entsprechen.
Die Tanks können auf einem gemeinsamen Rahmen montiert sein. Damit können die Tanks vormontierbar als Einheit ausgebildet sein.
Die Vorrichtung weist hier nicht gezeigte Ventile auf, mit denen die einzelnen Flüssigkeitswege voneinander getrennt werden können. Die Tanks 23–25 können also wahlweise und einzeln mit der Mischeinheit 22 in Fluidverbindung gebracht werden.
Das Wasser im Tank 24, das in diesem Beispiel bereits eine gewisse Zuckerkonzentration aufweist, kann wenigstens teilweise erneut der Mischeinheit 22 zugeführt und dort mit weiterem Zucker vermischt werden. Das Wasser kann dann in den Tank 24 rückgeführt werden. Durch Wiederholung dieser Schritte, insbesondere kontinuierlich, kann die Zuckerkonzentration im Wasser soweit gesteigert werden, bis eine gewünschte Konzentration erreicht ist. Die Mischeinheit 22 kann dabei insbesondere einer Kombination aus einer Pumpe und einem Dispergierelement (Mischelement) entsprechen. Damit kann die Umwälzung der Zuckerlösung durch die Mischeinheit 22 selbst bewirkt werden.
Die so erhaltene Zuckerlösung kann dann wenigstens teilweise erneut der Mischeinheit 22 zugeführt werden, wo eine oder mehrere pulverförmige Zutaten 32 bis 34 oder Zutaten in Flüssigkonzentratform 35 bis 37 in die Zuckerlösung eingebracht werden. Die mit der weiteren Zutat gemischte Zuckerlösung kann dann wieder in den Tank 24 rückgeführt werden. Auch dies kann so oft wiederholt werden, bis alle Zutaten in der gewünschten Konzentration vorliegen.
Insbesondere können zunächst die pulverförmigen Zutaten in die Zuckerlösung eingebracht werden und danach die Zutaten in Flüssigkonzentratform.
Über den Flüssigkeitsweg 38 kann das Lösemittel beziehungsweise die Zuckerlösung auch über die Temperiereinrichtung 21 in die Mischeinheit 22 geleitet werden, um eine weitere Erwärmung zu ermöglichen. Im erwärmten Zustand kann das Lösen der pulverförmigen Zutaten verbessert werden.
Ebenfalls kann der erwärmte Sirup in einem rekuperativen Verfahren das Warmwasser für den nächsten Batch bereitstellen. Dann würde die Temperiereinrichtung 21 nur noch die Differenz der nicht erreichbaren Wärmerückgewinnung nachheizen müssen.
4 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer beispielhaften Vorrichtung zum Herstellen eines Sirups. In diesem Beispiel ist ein Tank 40 gezeigt, in dem beispielsweise das Lösemittel, insbesondere Wasser, anfänglich vorgehalten wird. Das Wasser kann beispielsweise über eine Warmwasserquelle eingeleitet werden. Außerdem gezeigt sind eine Mischeinheit 42 mit Zuleitung 43 und Ableitung 44, die diese mit dem Tank 40 verbinden. Über einen Mischantrieb 49 kann ein in einer Mischkammer der Mischeinheit 42 angeordneter Rotor angetrieben werden. Über Zuleitungen 47 und 48 können weitere Zutaten in Pulverform oder Flüssigkonzentratform in die Mischeinheit 42 geleitet werden.
Außerdem ist im Tank 40 ein Leitstrahlmischer 41 vorgesehen. Dieser gestattet es, ein Absetzen der noch nicht vollständig gelösten Bestandteile zu verhindern, was einen hohen Pulvereintrag in kürzester Zeit erlaubt. Ein solcher Leitstrahlmischer oder ein mechanischer Rührer kann auch in jedem der Tanks 23 bis 25 in 3 vorgesehen sein.
Hier wird zunächst wenigstens ein Teil des Lösemittels über die Leitung 43 in die Mischeinheit 42 geleitet, wo das zugeführte Lösemittel über Leitung 47 beispielsweise mit Zucker aus Reservoir 45 vermischt wird. Das mit Zucker gemischte Lösemittel wird dann über Leitung 44 in den Tank 40 rückgeführt. Danach liegt in Tank 40 eine Zuckerlösung vor. Die Konzentration kann durch Wiederholung der oben genannten Schritte auf einen gewünschten Wert erhöht werden. Sobald eine gewünschte Konzentration vorliegt, kann wenigstens ein Teil der Zuckerlösung aus dem Tank 40 erneut an die Mischeinheit 42 geleitet werden und dort mit einer zweiten Zutat beispielsweise in Form eines Pulvers (etwa ein Geschmacksverstärker oder ein Geliermittel) vermischt werden. Die zweite Zutat kann über Zuleitung 48 aus einem Behälter 46 in die Mischeinheit 42 eingebracht werden. Die mit der zweiten Zutat gemischte Zuckerlösung kann dann wieder über Leitung 44 in den Tank 40 zurückgeführt werden. Durch Wiederholung dieser Schritte kann die Konzentration der zweiten Zutat in der Zuckerlösung angepasst werden.
Für weitere Zutaten kann die Mischeinheit 42 noch weitere Anschlüsse aufweisen. Alternativ kann die Zuleitung 48 nach dem Hinzufügen der zweiten Zutat mit einem weiteren Behälter (nicht dargestellt) für eine dritte Zutat verbunden werden.
Die Mischeinheit 42 kann insbesondere nach dem Rotor-Stator-Prinzip arbeiten. In einer Mischkammer der Mischeinheit 42 können also ein Stator und ein beweglicher Rotor angeordnet sein. Eine solche Mischeinheit ermöglicht gleichzeitig die Zirkulation des Lösemittels beziehungsweise der Lösung. Somit kann auf eine separate Pumpe verzichtet werden. Beispielsweise kann es sich bei der Mischeinheit um eine Conti-Total Dissolved Solids (TDS) Maschine der Firma Ystral handeln.
Zur Steuerung der Vorrichtung kann insbesondere eine zentrale Steuereinheit vorgesehen sein. Diese zentrale Steuereinheit kann insbesondere das Einbringen der Zutaten in das Lösemittel / in die Lösung steuern.
Die beschriebenen Vorrichtungen haben zudem den Vorteil, dass sie testbar und sicher auslegbar sowie konfigurierbar und standardisierbar sind.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. Insbesondere können statt zwei oder drei auch vier oder mehrere Zutaten in beliebiger Reihenfolge und/oder im vorgemischtem Zustand zusammen mit dem Lösemittel vermischt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Sirups, umfassend die Schritte: Vorhalten eines Lösemittels; Herstellen einer Lösung, umfassend: a) Zuführen wenigstens eines Teils des Lösemittels an eine Mischeinheit (22; 42); b) Mischen des zugeführten Lösemittels in der Mischeinheit (22; 42) mit einer ersten Zutat; und c) Einbringen des mit der ersten Zutat gemischten Lösemittels in einen Tank (24; 40), so dass im Tank (24; 40) eine Lösung bereitgestellt wird; und Hinzufügen einer zweiten Zutat, umfassend: d) Zuführen wenigstens eines Teils der Lösung aus dem Tank (24; 40) an die Mischeinheit (22; 42); e) Mischen der zugeführten Lösung in der Mischeinheit (22; 42) mit der zweiten Zutat; und f) Rückführen der mit der zweiten Zutat gemischten Lösung in den Tank (24; 40); wobei nur die Mischeinheit (22, 42) verwendet wird, um Bestandteile des Sirups zu mischen; und wobei die Mischeinheit (22; 42) außerhalb des Tanks (24; 40) angeordnet ist; und/oder wobei die Mischeinheit (22; 42) eine Mischkammer umfasst, wobei die jeweilige Zutat dem durch die Mischkammer strömenden Lösemittel oder der durch die Mischkammer strömenden Lösung zugemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Herstellen der Lösung außerdem umfasst: aa) Zuführen wenigstens eines Teils des Lösemittels aus dem Tank (24; 40) an die Mischeinheit (22; 42); bb) Mischen des zugeführten Lösemittels in der Mischeinheit (22; 42) mit der ersten Zutat; und cc) Rückführen des mit der ersten Zutat gemischten Lösemittels in den Tank (24; 40).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Schritte aa) bis cc) sooft wiederholt werden, bis eine gewünschte Konzentration der ersten Zutat in der Lösung erreicht ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zum Hinzufügen der zweiten Zutat die Schritte d) bis f) sooft wiederholt werden, bis eine gewünschte Konzentration der zweiten Zutat in der Lösung erreicht ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend Hinzufügen einer dritten Zutat, insbesondere in Form eines Pulvers oder eines Flüssigkonzentrats, umfassend: g) Zuführen wenigstens eines Teils der Lösung aus dem Tank (24; 40) an die Mischeinheit (22; 42); h) Mischen der zugeführten Lösung in der Mischeinheit (22; 42) mit der dritten Zutat; und i) Rückführen der mit der dritten Zutat gemischten Lösung in den Tank (24; 40).
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lösung im Tank (24; 40) gerührt wird, insbesondere mittels eines mechanischen Rührers oder Leitstrahlmischers.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zum Herstellen der Lösung das Lösemittel auf einem Flüssigkeitskreislauf umfassend den Tank (24; 40) und die Mischeinheit (22; 42) zirkuliert oder umgewälzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend Erwärmen des Lösemittels, insbesondere vor dem Einbringen in die Mischeinheit (22; 42).
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei nach der Herstellung des Sirups dieser zur weiteren Verarbeitung entnommen wird und ein zweiter mit der Mischeinheit (22; 42) verbundener Tank (23; 25) zur Herstellung eines Sirups verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei während der Herstellung des Sirups ein weiterer mit der Mischeinheit (22; 42) verbundener Tank (25) gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Zutat, die zweite Zutat und/oder die dritte Zutat über einen BigBag, einen Pulvertisch, eine Sauglanze oder einen Behälter der Mischeinheit (22; 42) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Mischeinheit (22; 42) wenigstens drei Anschlüsse zum Zuführen von Zutaten in Pulverform oder in Form eines Flüssigkonzentrats aufweist, und die erste Zutat, die zweite Zutat und die dritte Zutat über je einen eigenen Anschluss zugeführt werden.
Vorrichtung zum Herstellen von Sirup mit einem Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend: einen Tank (24; 40) zum Vorhalten einer Lösung; und eine mit dem Tank (24; 40) verbundene Mischeinheit (22; 42) zum Mischen eines Lösemittels mit einer ersten und einer zweiten Zutat; wobei die Vorrichtung derart ausgebildet und/oder konfiguriert ist, dass zum Herstellen der Lösung das Lösemittel der Mischeinheit (22; 42) zugeführt wird, das zugeführte Lösemittel in der Mischeinheit (22; 42) mit der ersten Zutat gemischt wird, und das mit der ersten Zutat gemischte Lösemittels in den Tank (24; 40) eingebracht wird; wobei nur die Mischeinheit (22; 42) vorgesehen ist, um Bestandteile des Sirups zu mischen; und wobei die Mischeinheit (22; 42) außerhalb des Tanks (24; 40) angeordnet ist; und/oder wobei die Mischeinheit (22; 42) eine Mischkammer umfasst, wobei die jeweilige Zutat dem durch die Mischkammer strömenden Lösemittel oder der durch die Mischkammer strömenden Lösung zugemischt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Mischeinheit (22; 42) wenigstens drei Anschlüsse zum Zuführen von Zutaten in Pulverform oder in Form eines Flüssigkonzentrats aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, umfassend wenigstens einen weiteren Tank (23; 25), der mit der Mischeinheit (22; 42) verbunden ist, wobei die Mischeinheit (22; 42) wahlweise mit dem Tank (24; 40) oder dem wenigstens einen weiteren Tank (23; 25) in Fluidverbindung bringbar ist.