DE102022004051A1 - Method for regulating the gas pressure in a drum - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Regelung des Gasdruckes in einem Fass an einer Zapfanlage mit einer Gasversorgung und einem Druckminderer wird zur Einstellung des Druckes im Fass und zum Zapfen einer Flüssigkeit an einem Zapfhahn aus dem Fass der Gasdruck im Fass während des Zapfbetriebs automatisch verändert.In a method for regulating the gas pressure in a barrel on a dispensing system with a gas supply and a pressure reducer, the gas pressure in the barrel is automatically changed during dispensing operation in order to adjust the pressure in the barrel and to dispense a liquid from the barrel at a tap.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Gasdruckes in einem Fass an einer Zapfanlage mit einer Gasversorgung und einem Druckminderer zur Einstellung des Druckes im Fass und zum Zapfen einer Flüssigkeit an einem Zapfhahn aus dem Fass.The invention relates to a method for regulating the gas pressure in a barrel at a dispensing system with a gas supply and a pressure reducer for adjusting the pressure in the barrel and for dispensing a liquid from the barrel at a tap.

Eine übliche Zapfanlage besteht in der Regel aus einer CO2-Flasche mit einem Hauptdruckminderer inkl. Überdruck-Sicherheitsventil. Danach ist für jedes Getränkefass ein mechanisch statischer Zwischendruckregler vorgesehen, welcher einmalig fix eingestellt wird, um das Gas in das Getränkefass zu befördern. Das Getränkefass hat einen Zapfkopf mit Gaseingang und Getränkeausgang, welcher über eine gekühlte Getränkeleitung zum Zapfhahn am Ausschank geführt wird.A typical dispensing system usually consists of a CO 2 bottle with a main pressure reducer including an overpressure safety valve. A mechanical static intermediate pressure regulator is then provided for each beverage barrel, which is set once to transport the gas into the beverage barrel. The beverage barrel has a dispensing head with a gas inlet and beverage outlet, which is led to the tap on the bar via a cooled beverage line.

Damit kann am Zapfhahn ein Getränk gezapft werden, das über den Gasdruck im Fass per Druck gefördert wird. Der benötigte Druck am Fass zum Zapfen ist damit vom CO2-Gehalt und der Temperatur des Getränkes, sowie dem benötigten Überdruck zur Förderung und zum Zapfen abhängig.This means that a drink can be tapped at the tap, which is pumped by pressure via the gas pressure in the barrel. The pressure required at the barrel for tapping depends on the CO2 content and the temperature of the drink, as well as the overpressure required for pumping and tapping.

Der Gasdruck im Fass wird in der Regel statisch über einen fest eingestellten Membran-Druckregler geregelt. Sobald gezapft wird, fällt der Druck im System und im Fass ab, und der Druckregler öffnet langsam, um Gas nachströmen zu lassen, und den Druck soweit wie möglich konstant zu halten.The gas pressure in the barrel is usually regulated statically using a fixed diaphragm pressure regulator. As soon as the beer is drawn, the pressure in the system and in the barrel drops and the pressure regulator slowly opens to allow gas to flow in and to keep the pressure as constant as possible.

Ein gewisser Druckabfall ist dabei wegen der mechanischen Trägheit unvermeidbar, welcher in Abhängigkeit des Volumens, der verwendeten Bauteile und der Entnahmemenge (Zapfmenge) weniger stark oder auch stärker ausfällt.A certain pressure drop is unavoidable due to mechanical inertia, which may be less or more pronounced depending on the volume, the components used and the withdrawal quantity (tapping quantity).

Um den benötigten und gewünschten Druck beim Zapfen zu erhalten, muss deshalb der Stillstanddruck stets um diese Differenz des Druckabfalls höher eingestellt werden. Damit ergibt sich, dass nach dem Zapfstopp noch einige Zeit Gas in das Fass nachströmt, bis der am Regler eingestellte und letztendlich schließende Druck aufgebaut ist.In order to achieve the required and desired pressure when tapping, the standstill pressure must always be set higher by this difference in pressure drop. This means that after tapping stops, gas continues to flow into the barrel for some time until the pressure set on the regulator and ultimately closing it is built up.

Dieser bestehende Überdruck hat die negative und unerwünschte Eigenschaft, dass damit eine „Aufkarbonisierung“ (Nach-Imprägnierung) des Getränkes mit dem Fördergas eintritt. Je höher dieser statische Überdruck eingestellt werden muss, um noch korrekt zapfen zu können, umso stärker tritt der Effekt dieser Aufkarbonisierung ein, was über eine längere Anstichzeit unweigerlich zu Zapfstörungen wegen zu hohem Gas- (CO2-) Gehalt führt.This existing overpressure has the negative and undesirable property that it causes a "re-carbonation" (post-impregnation) of the beverage with the conveying gas. The higher this static overpressure has to be set in order to be able to tap correctly, the stronger the effect of this re-carbonation occurs, which inevitably leads to tapping problems due to excessive gas (CO 2 ) content over a longer tapping time.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser mechanischen statischen Drucksteuerung ist, dass dieser bei üblichen einfachen Reglern keine automatische Anpassung an die Temperatur-Veränderungen, und somit an den richtigen (korrekten) und angepassten Druck besitzt.Another major disadvantage of this mechanical static pressure control is that, as with conventional simple regulators, it does not have automatic adjustment to temperature changes and thus to the correct and adjusted pressure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde ein eingangs beschriebenes Verfahren weiterzuentwickeln.The invention is therefore based on the object of further developing a method described above.

Diese Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen Verfahren gelöst, bei dem der Gasdruck im Fass während des Zapfbetriebs automatisch verändert wirThis task is solved with a generic method in which the gas pressure in the barrel is automatically changed during the tapping operation.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.

Vorteilhaft ist es, wenn der Gasdruck im Fass in Abhängigkeit vom gezapften Volumenstrom verändert wird.It is advantageous if the gas pressure in the barrel is changed depending on the volume flow tapped.

Der Gasdruck im Fass kann aber auch in Abhängigkeit vom gezapften Volumen automatisch verändert werden.The gas pressure in the barrel can also be changed automatically depending on the volume tapped.

Somit kann vorgesehen werden, dass der gezapfte Volumenstrom und/oder das gezapfte Volumen gemessen werden und der Gasdruck im Fass gemäß vorgegebenen Werten verändert wird. Dabei kann der Gasdruck im Fass vorzugsweise sogar sehr schnell insbesondere sogar innerhalb von weniger als einer Sekunde gemäß vorgegebenen Werten verändert werden.It can thus be provided that the drawn volume flow and/or the drawn volume are measured and the gas pressure in the barrel is changed according to predetermined values. The gas pressure in the barrel can preferably be changed very quickly, in particular even within less than one second, according to predetermined values.

Letztlich ist es vorteilhaft, wenn der Gasdruck während Flüssigkeit vom Fass zum Zapfhahn fließt erhöht und abgesenkt wird.Ultimately, it is beneficial to increase and decrease the gas pressure as liquid flows from the keg to the tap.

Dabei sollte der Gasdruck während Flüssigkeit vom Fass zum Zapfhahn fließt erhöht und unmittelbar danach oder sogar unmittelbar danach abgesenkt werden. Die Zeitdauer bis der Gasdruck sinkt hängt von vielen Faktoren ab. Daher muss er Absenkvorgang nicht unbedingt unmittelbar nach der Erhöhung sein.The gas pressure should be increased while liquid is flowing from the keg to the tap and then reduced immediately afterwards or even immediately after that. The time it takes for the gas pressure to drop depends on many factors. Therefore, the reduction process does not necessarily have to be immediately after the increase.

Vorteilhaft ist es, wenn der Gasdruck im Fass in Abhängigkeit von der Zeit zwischen Anstich des Fasses und dem Zapfzeitpunkt automatisch verändert wird.It is advantageous if the gas pressure in the barrel is automatically changed depending on the time between tapping the barrel and the time of tapping.

Außerdem kann der Gasdruck im Fass in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit im Fass automatisch verändert werden.In addition, the gas pressure in the barrel can be automatically changed depending on the temperature of the liquid in the barrel.

Die Erfindung ermöglicht es somit den berechneten Fass- und Förderdruck nicht nur abhängig von der jeweiligen Temperatur des Getränkes, sondern im Besonderen auch in Abhängigkeit des Zapfbetriebes und der Dauer der Anstichzeit zu regeln.The invention thus makes it possible to calculate the barrel and delivery pressure not only depending on the respective temperature of the beverage, but also in particular depending on the tapping operation and the duration of the tapping time.

Die Regelung in Abhängigkeit des Zapfbetriebes und der Dauer der Anstichzeit stellen dabei die wesentlichen neuen Aspekte dar, die Berücksichtigung der jeweiligen Getränke-Temperatur ist für die volle Funktionalität zusätzlich von wesentlicher Bedeutung.The control depending on the tapping operation and the duration of the tapping time represent the essential new aspects; the consideration of the respective beverage temperature is also of essential importance for full functionality.

Der statische und somit permanent vorherrschende Überdruck im Fass werden dabei so gering wie möglich gehalten und ausschließlich auf den durch CO2-Gehalt, Eigenschaften und Temperatur der Flüssigkeit im Fass berechneten und benötigten Druck eingeregelt, um jegliche unnötige Aufkarbonisierung zu vermeiden.The static and thus permanently prevailing overpressure in the barrel is kept as low as possible and regulated exclusively to the pressure calculated and required based on the CO2 content, properties and temperature of the liquid in the barrel in order to avoid any unnecessary carbonation.

Sobald ein Flow-Sensor als Durchflusszähler des Systems ein Zapfen registriert, wird vorzugsweise innerhalb von Millisekunden der Gasdruck im Fass, und somit im Zapfsystem auf den aktuell berechneten und benötigten Gasdruck erhöht, um ein korrektes und bestmögliches Zapfverhalten zu gewährleisten. Durch diese elektronische Regelung wird zum einen verhindert, dass beim Zapfen der Druck im Fass und somit im System leicht absinkt, zum anderen wird er sogar schnellstmöglich erhöht, was für die Zapfstabilität von wesentlicher Bedeutung ist.As soon as a flow sensor, which acts as the system's flow meter, registers a tapping, the gas pressure in the barrel, and thus in the tapping system, is increased to the currently calculated and required gas pressure, preferably within milliseconds, in order to ensure correct and best possible tapping behavior. This electronic control prevents the pressure in the barrel and thus in the system from dropping slightly when tapping, and it is also increased as quickly as possible, which is essential for tapping stability.

Wird die Zapfmenge (erfasster Volumenstrom) langsam weniger, kann der Förderdruck bereits während der Schluss-Zapfungen auf einen Minimum-Zapfdruck reduziert werden, um den verbleibenden Überdruck im Fass so gering wie möglich zu halten. Nach dem Zapfstopp herrscht zwar der verbleibende Überdruck im Fass weiter vor, jedoch wird verhindert, dass Gas nachströmt und weiteren Überdruck aufbaut, und es wird somit erreicht, dass der Druck während der Stillstandphase zu keiner unnötigen und unerwünschten Aufkarbonisierung führt.If the tapping quantity (detected volume flow) slowly decreases, the delivery pressure can be reduced to a minimum tapping pressure during the final tapping in order to keep the remaining overpressure in the barrel as low as possible. After the tapping stops, the remaining overpressure in the barrel still prevails, but gas is prevented from flowing in and building up further overpressure, and this ensures that the pressure during the standstill phase does not lead to unnecessary and undesirable carbonation.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die während der Stillstandzeit unvermeidbare Imprägnierung des Gases in das Getränk nicht dazu führt, das weiter ständig neues Gas mit dem höheren Förderdruck in das Fass nachgeschoben (nachgepresst) wird, was die Aufkarbonisierung deutlich verstärken würde. In allen Stillstandzeiten den Überdruck im Fass so weit wie möglich zu reduzieren, führt zur wesentlichen Verbesserung der Zapfsituation und vermeidet übermäßige und unnötige Qualitäts- und somit auch Geschmacksveränderungen am Getränk.A significant advantage is that the unavoidable impregnation of the gas in the beverage during downtime does not result in new gas being constantly pushed (pressed) into the barrel at a higher delivery pressure, which would significantly increase the carbonation. Reducing the excess pressure in the barrel as much as possible during all downtimes leads to a significant improvement in the tapping situation and avoids excessive and unnecessary changes in the quality and therefore also in the taste of the beverage.

Nachdem während der Zapfbetriebszeiten zwingend Überdrücke im Fass benötigt werden, um einen korrekten Zapfbetrieb zu ermöglichen, ist auch mit dieser Optimierung über einen längeren Anstich-Zeitraum eine gewisse Aufkarbonisierung nicht zu vermeiden.Since overpressure in the barrel is absolutely necessary during tapping operations in order to enable correct tapping, even with this optimization a certain amount of carbonation cannot be avoided over a longer tapping period.

Auch dieser Aufkarbonisierung kann entgegengewirkt werden, indem die Regelung den nötigen Förderdruck für korrektes Zapfverhalten der Anstichzeit und der Drucksituation anpasst. Je länger das Fass sich im Anstich befindet und je mehr Überdruck nötig war, umso mehr wird der nötige Förderdruck optimal angepasst und nachgeführt, um auch nach längeren Anstichzeiten und erhöhtem CO2-Gehalt des Getränkes noch ein korrektes Zapfverhalten zu erhalten. Auch wenn sich der CO2-Gehalt des Getränkes bei langen Anstichzeiten nicht gänzlich verhindern lässt, werden damit schwere und deutliche Qualitätsverluste durch schäumendes Zapfverhalten verhindert.This carbonation can also be counteracted by adjusting the control system to the required delivery pressure for correct tapping behavior based on the tapping time and the pressure situation. The longer the keg is in the tapping phase and the more overpressure was required, the more the required delivery pressure is optimally adjusted and adjusted in order to achieve correct tapping behavior even after longer tapping times and increased CO 2 content of the beverage. Even if the CO 2 content of the beverage cannot be completely prevented with long tapping times, this prevents serious and significant losses in quality due to foaming tapping behavior.

Die Anstichzeiten mit korrektem Zapfverhalten ohne nennenswerte Qualitätsverluste können mit diesem Verfahren in aller Regel mehr als verdoppelt werden, was die Einsatz-Möglichkeiten für guten Fassbierausschank deutlich erhöht.The tapping times with correct tapping behavior without significant loss of quality can usually be more than doubled with this process, which significantly increases the application possibilities for good draft beer dispensing.

Eine optionale Erweiterung kann dabei eine „automatische Entgasung“ des Fasses darstellen, welche in der Zapfpause (in aller Regel über Nacht) erfolgen kann. Eine solche Entgasung soll in der Praxis so weit wie irgendwie möglich vermieden werden, da diese neben erheblichen Zusatzkosten für Gas und Technik auch einen Eingriff in die Standardtechnik der Zapfköpfe sowie zusätzlichen Reinigungsaufwand erfordert.An optional extension can be an "automatic degassing" of the barrel, which can take place during the tapping break (usually overnight). In practice, such degassing should be avoided as far as possible, as it not only entails considerable additional costs for gas and technology, but also requires intervention in the standard technology of the tapping heads and additional cleaning effort.

Somit können mit intelligenter Gasdrucksteuerung mittels elektronischem Gasdrucksensor und Gas-Ventil sowie unter Zuhilfenahme eines Durchfluss- und Leermeldesensors alle üblichen und herkömmlichen Fass-Zapfsysteme verbessert werden. Die Standardtechnik vom Fass, Zapfkopf, Getränkeleitung und Zapfhahn bleibt dabei unverändert, was den Betrieb und die Reinigung in der Praxis deutlich erleichtert. Der ansonsten je Fass übliche mechanische Gasdruckregler wird durch ein elektronisch gesteuertes Gasventil ersetzt, wodurch kaum nennenswerte Mehrkosten entstehen.This means that all standard and conventional keg dispensing systems can be improved with intelligent gas pressure control using an electronic gas pressure sensor and gas valve, as well as with the aid of a flow and empty sensor. The standard technology of the keg, dispensing head, beverage line and dispensing tap remains unchanged, which makes operation and cleaning much easier in practice. The mechanical gas pressure regulator that is otherwise standard for each keg is replaced by an electronically controlled gas valve, which means that there are hardly any significant additional costs.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschreiben. Es zeigt die einzige Figur eine Zapfanlege mit einer Gasdrucksteuerung.An example of an embodiment is shown in the drawing and is described in more detail below. The only figure shows a dispensing system with a gas pressure control.

Die Zapfanlage 1 weist einen Zapfhahn 2 auf, der über eine Leitung 3 mit einem Fass 4 in Verbindung steht, um mit dem Zapfhahn 2 ein Getränk 5 aus dem Fass 4 zu zapfen. Dafür wird auf das Fass 4 mittels der Gasversorgung 6 ein Überdruck an CO2 aufgebracht, der eine Flüssigkeit 5 als Getränk über die Leitung 3 zum Zapfhahn 2 drückt. Der Zapfkopf 7 auf dem Fass 4 ermöglicht es, über die Leitung 8 Gas in das Fass 4 zu geben und mittels einer Steigleitung Flüssigkeit 5 aus dem Fass 4 zu entnehmen.The dispensing system 1 has a tap 2, which is connected to a barrel 4 via a line 3, in order to tap a beverage 5 from the barrel 4 using the tap 2. For this purpose, an overpressure of CO 2 is applied to the barrel 4 by means of the gas supply 6, which presses a liquid 5 as a beverage via the line 3 to the tap 2. The dispensing head 7 on the barrel 4 makes it possible to add gas to the barrel 4 via the line 8 and to remove liquid from the barrel 4 by means of a riser line 5.

Die Gasversorgung 6 besteht aus einer Gasflasche 9 und einem Flaschen-Hauptdruckminderer 10 mit Sicherheitsventil. Ein weiterer Zwischendruckregler 11 ist optional. Zwischen dem Druckminderer 11 und dem Zapfkopf 7 ist ein Gasventil 12 angeordnet, das über eine Leitung 13 mit einer Steuerung 14 in Verbindung steht. Diese Steuerung 14 steht mit einem Volumenstromsensor 15 in Verbindung, der den Volumenstrom an Getränk 5 in der Leitung 3 zwischen dem Fass 4 und dem Zapfhahn 2 misst. Außerdem steht die Steuerung 14 mit einem Gasdrucksensor 16 in Verbindung, der den Gasdruck zwischen dem Gasventil 12 und dem Fass 4 misst. Letztlich steht die Steuerung noch mit einem Datenspeicher 17 in Verbindung, der Erfahrungswerte enthält, die es der Steuerung 14 ermöglichen, aus den Werten des Gasdrucksensors 16 und des Volumenstromsensors 15 einen Wert zur Steuerung des Gasventils 12 zu berechnen.The gas supply 6 consists of a gas bottle 9 and a bottle main pressure reducer 10 with safety valve. A further intermediate pressure regulator 11 is optional. A gas valve 12 is arranged between the pressure reducer 11 and the tap head 7 and is connected to a controller 14 via a line 13. This controller 14 is connected to a volume flow sensor 15 which measures the volume flow of beverage 5 in the line 3 between the barrel 4 and the tap 2. The controller 14 is also connected to a gas pressure sensor 16 which measures the gas pressure between the gas valve 12 and the barrel 4. Finally, the controller is also connected to a data memory 17 which contains empirical values which enable the controller 14 to calculate a value for controlling the gas valve 12 from the values of the gas pressure sensor 16 and the volume flow sensor 15.

Claims (8)

Verfahren zur Regelung des Gasdruckes in einem Fass (4) an einer Zapfanlage (1) mit einer Gasversorgung (6) und einem Druckminderer (11) zur Einstellung des Druckes im Fass (4) und zum Zapfen einer Flüssigkeit (5) an einem Zapfhahn (2) aus dem Fass (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Fass (4) während des Zapfbetriebs automatisch verändert wird.Method for regulating the gas pressure in a barrel (4) on a dispensing system (1) with a gas supply (6) and a pressure reducer (11) for adjusting the pressure in the barrel (4) and for dispensing a liquid (5) from the barrel (4) at a tap (2), characterized in that the gas pressure in the barrel (4) is automatically changed during dispensing operation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Fass (4) in Abhängigkeit vom gezapften Volumenstrom verändert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the gas pressure in the barrel (4) is changed depending on the tapped volume flow. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Fass (4) in Abhängigkeit vom gezapften Volumen automatisch verändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure in the barrel (4) is automatically changed depending on the tapped volume. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gezapfte Volumenstrom und/oder das gezapfte Volumen gemessen werden und der Gasdruck im Fass (4) gemäß vorgegebenen Werten verändert wird.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the tapped volume flow and/or the tapped volume are measured and the gas pressure in the barrel (4) is changed according to predetermined values. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck während Flüssigkeit vom Fass (4) zum Zapfhahn (2) fließt erhöht und abgesenkt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure is increased and decreased while liquid flows from the barrel (4) to the tap (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck während Flüssigkeit vom Fass (4) zum Zapfhahn fließt erhöht und danach abgesenkt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure is increased while liquid flows from the barrel (4) to the tap and is then reduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Fass (4) in Abhängigkeit von der Zeit zwischen Anstich des Fasses (4) und dem Zapfzeitpunkt automatisch verändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure in the barrel (4) is automatically changed depending on the time between tapping the barrel (4) and the time of tapping. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Fass (4) in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit (5) im Fass (4) automatisch verändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure in the barrel (4) is automatically changed depending on the temperature of the liquid (5) in the barrel (4).
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