DE10337057A1

DE10337057A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken

Info

Publication number: DE10337057A1
Application number: DE10337057A
Authority: DE
Inventors: Richard Hartinger Sen.
Original assignee: WESERGOLD GETRAENKEINDUSTRIE G; Wesergold Getrankeindustrie & Co KG GmbH
Current assignee: WESERGOLD GETRAENKEINDUSTRIE G; Wesergold Getrankeindustrie & Co KG GmbH
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken. Dabei wird das nicht-aromatisierte Getränk erhitzt, um das nicht aromatisierte Getränk zu sterilisieren. Die Aromen können dann unter Umgehung der Erhitzung in einem konstanten Verhältnis in das sterilisierte Getränk dosiert werden, ohne dass die Sterilität des Getränks gefährdet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken gemäß Patentanspruch 10.

Bei der Herstellung von kaltaseptischen Getränken werden gemäß Stand der Technik aus bestimmten Zutaten, wie zum Beispiel Fruchtkomponenten, Zucker, Wasser sowie Aromen, die gewünschten Getränke ausgemischt. Das aromatisierte Getränk wird anschließend zwecks Sterilisierung erhitzt, abgekühlt und dann steril verpackt bzw. abgefüllt. Durch den für die Sterilisierung erforderlichen Erhitzungsprozess wird jedoch die Qualität des Getränks im Vergleich zum unerhitzten Getränk erheblich verschlechtert, da sich die Eigenschaften der beigefügten Aromen durch den Erhitzungsprozess wesentlich verändern.

Aromen gehören zu den wichtigsten Komponenten von Getränken und verleihen den Getränken ihren charakteristischen Geruch und Geschmack. Aromen sind jedoch äußerst reaktiv und können gegenüber technologischen Belastungen (Hitze, Säureeinwirkung etc.) sehr empfindlich sein. Insbesondere bei der Anwendung thermischer Energie werden starke Veränderungen der Aromen hervorgerufen, d.h. der aromatisierende Charakter (Geschmack/Geruch) wird stark vermindert. Eine gute Erhaltung von Aromen ist daher bei der Herstellung von Getränken ein wesentlicher Faktor, durch den die Kaufentscheidung der Konsumenten erheblich beeinflußt wird.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass es sich bei dem Getränk um ein sehr großes Volumen handelt, bei dem Aroma hingegen um ein äußerst kleines Volumen. So werden zum Beispiel Aromen in einer Dosierung 1 : 1000 eingesetzt, was bedeutet, dass 1 g Aroma ausreicht, um 1 Liter Getränk zu aromatisieren. Die Schwierigkeit besteht generell darin, dass beim Mischen der verschiedenen Zutaten ein sehr kleines Volumen an Aromen kontinuierlich und in einem festen Verhältnis in ein sehr viel größeres Volumen an Getränk dosiert werden muss.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der Abfüllung von Getränken zur Verfügung zu stellen, speziell bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken, wobei eine qualitative Veränderung der Aromen durch den Erhitzungsvorgang vermindert bzw. vermieden wird. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, wodurch Aromen unter Umgehung der Erhitzung in einem konstanten Verhältnis in ein Getränk dosiert werden können, ohne dass die Sterilität des Getränks gefährdet wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. In den jeweils abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.

Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass Aromen unter Umgehung der Erhitzung in einem konstanten Verhältnis in ein bereits sterilisiertes Getränk dosiert werden können, ohne dass die Sterilität des Getränks gefährdet wird. Dies wird erreicht, indem die Aromen mit Hilfe eines Filters gefiltert und dann dem durch Erhitzung bereits sterilisierten Getränk beigemengt werden. Hierbei wird der Filter (Sterilfilter) vorzugsweise mit Hilfe von Dampf sterilisiert, jedoch wirkt sich dies nicht auf die Qualität der Aromen aus.

Eine genaue Dosierung der sterilisierten Aromen zu dem sterilisierten Getränk wird mit Hilfe einer Dosierpumpe erreicht, die auf Basis einer Durchflussmessung mittels einer Durchfluss-Messvorrichtung des nicht-aromatisierten Getränks und einer Verhältnisregelung gesteuert wird. Ein wesentlicher Vorteil besteht außerdem darin, dass die Aromen von der Dosierpumpe über ein Absperrventil, den Sterilfilter und ein Dosierventil dem Strom des sterilisierten Getränks zugeführt werden. Dadurch wird eine genaue und steuerbare Dosierung von gefilterten Aromen zu dem sterilisierten Getränk erreicht.

Das mit den gefilterten Aromen versetzte, sterilisierte Getränk wird dann in einen Steriltank geleitet, wo es bis zur Abfüllung steril zwischengelagert bzw. gepuffert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das sterilisierte, aromatisierte Getränk auch bei Ausfällen oder Verzögerungen bei der Abfüllung nicht noch einmal erhitzt werden muss und es auch keinen Rückstrom zu der Erhitzungseinheit gibt, wie dies im Stand der Technik häufig der Fall ist. Dadurch wird auch bei Ausfällen oder Verzögerungen bezüglich des Abfüllvorgangs eine Verschlechterung der Qualität der Aromen durch erneutes Erhitzen vermieden.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 zeigt eine Darstellung, mit Hilfe derer die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlicht werden.
Wie in 1 zu sehen ist, wird das nicht-aromatisierte Getränk 1, wie zum Beispiel Fruchtsaft/Fruchtsaftkomponenten, gemischt mit Wasser, Zucker und/oder anderen Bestandteilen, in einen ersten Vorlaufbehälter 2 gefüllt. Das nicht-aromatisierte Getränk (d.h. es sind noch keine Aromen zugesetzt) wird mit Hilfe einer regelbaren Pumpe 3 über eine Durchfluss-Messvorrichtung 4 in eine Erhitzungseinheit 6 mit PE-Steuerung (Pasteurisations-Einheiten-Steuerung) gefördert.
Wie in 1 ebenfalls zu sehen, wird das Aroma bzw. die Aromen 11 in einen zweiten Vorlaufbehälter 12 gefüllt. Dieser zweite Vorlaufbehälter 12 ist mit einer Dosierpumpe 13 versehen, die basierend auf der Durchflussmessung 4 und mit Hilfe einer Verhältnisregelung 5 gesteuert wird. Das heißt, mittels der Durchfluss-Messvorrichtung 4 wird der Durchfluss (Volumen pro Zeiteinheit) des nicht-aromatisierten Getränks bestimmt, das durch die Pumpe 3 aus dem ersten Vorlaufbehälter 2 zu der Erhitzungseinheit 6 gepumpt wird. Das Messsignal/Ausgabesignal der Durchfluss-Messvorrichtung 4 wird der Verhältnisregelung 5 zugeführt, die basierend auf diesem Messsignal und einem Verhältnissignal, das das Verhältnis zwischen dem nichtaromatisierten Getränk und den beizumengenden Aromen angibt, ein Steuersignal erzeugt, das der Dosierpumpe 13 zugeführt wird. Das Verhältnissignal basiert auf dem Wert von dem gewünschten Mischverhältnis, der manuell oder auf sonstige Weise in die Verhältnisregelung eingegeben und darin gespeichert wird. Die Dosierpumpe 13 wird folglich in Abhängigkeit von dem Messsignal der Durchfluss-Messvorrichtung 4 und dem Verhältnissignal in der Verhältnisregelung 5 angesteuert, so dass mit Hilfe der Dosier pumpe 13 ein festgelegtes Verhältnis zwischen den gepumpten Aromen und dem mittels der regelbaren Pumpe 3 geförderten, nicht-aromatisierten Getränk erreicht wird.
Wie in 1 ebenfalls dargestellt, ist die Dosierpumpe 13 mit einem Absperrventil 14 und einem Sterilfilter 15 gekoppelt, dem, falls erforderlich, Dampf 16 zugeführt wird, um den Sterilfilter 15 steril zu halten. Mit Hilfe des Sterilfilters werden die Aromen gefiltert, wobei jedoch die Qualität der Aromen nicht wesentlich verändert wird, da den Aromen hierbei keine thermische Energie zugeführt wird.
Mit Hilfe eines Dosierventils r, das mit dem Sterilfilter 15 und der Erhitzungseinheit 6 gekoppelt ist, wird das filtrierte Aroma 11 aus dem Sterilfilter 15 in dem festgelegten Verhältnis zu dem Getränk-Hauptstrom aus der Erhitzungseinheit 6 in das Getränk dosiert. Gleichzeitig wird Kondensat 17 aus dem Dosierventil 7 abgeführt.
Das korrekt dosierte, aromatisierte Getränk wird von dem Dosierventil 7 in einem Steriltank 8 geleitet und dort zwischengelagert. Der Steriltank 8 dient dabei zum Ausgleich der Dosierschwankungen, die sich aus den vom Hauptstrom abhängigen Dosierimpulsen und Durchfluss-Schwankungen ergeben können.
Das standardisierte, aromatisierte Getränk wird durch einen von einer Stickstoff-Druckeinheit 10 erzeugten Stickstoffüberdruck, der auf die Getränkoberfläche im Steriltank 8 gegeben wird, steril zur Abfüllmaschine 9 gefördert.
Der Steriltank 8 ist so dimensioniert, dass er für mehrere Minuten die Funktion eines Puffers übernehmen kann, wenn keine Abnahme seitens der Abfüllmaschine 9 erfolgt.
Zur Erhöhung der Pufferungskapazität des Steriltanks 8 kann der Durchfluss des Hauptstromes über die regelbare Pumpe 3 eben falls reduziert werden, zum Beispiel bei Reduzierung der Abnahme durch die Abfüllmaschine 9 oder wenn keine Abnahme durch die Abfüllmaschine 9 erfolgt. Dabei wird durch die Pasteurisations-Einheiten-Steuerung (PE) der Erhitzungseinheit gleichzeitig die Temperatur herabgesenkt, so dass in Abhängigkeit von Durchfluss und Temperatur im zulässigen Temperaturregelbereich (zum Beispiel 85 bis 98 °C) immer die gleiche thermische Belastung auf das nicht-aromatisierte Getränk ausgeübt wird. Mit Hilfe der Verhältnisregelung 5 wird die Aroma-Dosierung ständig an den Durchfluss des Getränk-Hauptstroms angepasst.
Wie vorstehend erläutert, besteht ein weiterer Vorteil des Steriltanks 8 darin, dass das Getränk generell, auch bei Abnahmeausfall in Folge von Störungen, nur einmalig erhitzt wird und es keinen Rückstrom zum Erhitzer gibt.
Die Entkeimung der Aromen erfolgt über den Sterilfilter 15, der eine Porigkeit kleiner 0, 2 μm hat und so beschaffen ist, dass durch diesen Filter 15 die Mikroorganismen zurückgehalten werden. Die eigentliche Filtereinheit wird vor dem Produktionsprozess vom Absperrventil 14 bis zum Dosierventil 7 durch Dampf sterilisiert.
Anhand der in 1 gezeigten Darstellung werden sowohl der Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung als auch die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht. Für den Fachmann ist offensichtlicht, dass anstelle von Aromen auch andere Komponenten oder Essenzen verwendet werden können, die genau dosiert werden müssen und keine Wärmebehandlung erfahren dürfen.

Claims

Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken, mit: einem ersten Behälter (2), in dem nicht-aromatisiertes Getränk (1) enthalten ist; einer Erhitzungseinheit (6) zum Erhitzen des nichtaromatisierten Getränks; einer Pumpe (3), die mit dem ersten Behälter (2) und über eine Durchfluss-Messvorrichtung (4) mit der Erhitzungseinheit (6) verbunden ist, um das nicht-aromatisierte Getränk aus dem ersten Behälter (2) in die Erhitzungseinheit (6) zu pumpen, um das nicht-aromatisierte Getränk zu sterilisieren; einem Steriltank (8), der mit der Erhitzungseinheit (6) gekoppelt ist, um das aus der Erhitzungseinheit (6) austretende, sterilisierte Getränk zu lagern bzw. zu puffern; einer Abfüllmaschine (9), die mit dem Steriltank (8) verbunden ist, um das sterilisierte Getränk abzufüllen; einem zweiten Behälter (12), in dem Aromen (11) enthalten sind; einer Dosierpumpe (13), die mit dem zweiten Behälter (12) verbunden ist, um die Aromen (11) aus dem zweiten Behälter zu pumpen und dem sterilisierten Getränk beizumengen; wobei die Durchfluss-Messvorrichtung (4) dazu ausgestaltet ist, um entsprechend der durch die Pumpe (3) gepumpten Durchflussmenge an nicht-aromatisiertem Getränk ein Signal zu erzeugen, und wobei dieses Signal der Dosierpumpe (13) zugeführt wird, um die Dosierpumpe (13) auf Basis dieses Signals zu steuern, um abhängig von der Durchflussmenge des nicht-aromatisierten Getränks eine entsprechende Menge von Aromen zu pumpen, die dem sterilisierten Getränk in einem gewünschten Verhältnis beigemengt wird.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierpumpe (13) außerdem mit einer Verhältnisregelung (5) gekoppelt ist, um die Dosierpumpe (13) auch auf Basis von einem gewählten Getränk/Aroma-Mischverhältnis zu steuern.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Dosierpumpe (13) ein Sterilfilter (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dosierpumpe (13) und dem Sterilfilter (15) ein Absperrventil (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sterilfilter (15) mit Hilfe von Dampf (16) sterilisiert wird.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzungseinheit (6) eine Pasteurisations-Einheiten-Steuerung aufweist.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzungseinheit (6) über ein Dosierventil (7) mit dem Steriltank (8) verbunden ist.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Dosierpumpe (13) gepumpten Aromen über ein Dosierventil (7) in den Steriltank (8) gepumpt werden.
Vorrichtung zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt des Steriltanks (8) durch einen von einer Stickstoff-Druckeinheit (10) erzeugten Stickstoffüberdruck, der auf die Oberfläche des Getränks im Steriltank (8) gegeben wird, steril zur Abfüllmaschine (9) gefördert wird.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken, mit den Schritten: Einfüllen eines nicht-aromatisierten Getränks (1) in einen ersten Behälter (2); Pumpen des nicht-aromatisierten Getränks (1) mittels einer regelbaren Pumpe (3), die mit dem ersten Behälter (r) und über eine Durchfluss-Messvorrichtung (4) mit einer Erhitzungseinheit (6) verbunden ist, von dem ersten Behälter zu der Erhitzungseinheit, um das nicht-aromatisierte Getränk zu sterilisieren; Einleiten des aus der Erhitzungseinheit (6) austretenden, sterilisierten Getränks in einen Steriltank (8), der mit der Erhitzungseinheit (6) gekoppelt ist, um das sterilisierte Getränk zu lagern bzw. zu puffern; Abfüllen des sterilisierten Getränks mittels einer Abfüllmaschine (9), die mit dem Steriltank (8) verbunden ist; Einfüllen von Aromen (11) in einen zweiten Behälter (12); Pumpen der Aromen (11) mittels einer Dosierpumpe (13), die mit dem zweiten Behälter (12) verbunden ist, aus dem zweiten Behälter, um die Aromen dem sterilisierten Getränk beizumengen; Erzeugen eines Signals mit Hilfe der Durchfluss-Messvorrichtung (4), das der von der Pumpe (r) gepumpten Durchflussmenge an nicht-aromatisiertem Getränk entspricht; Zuführen dieses Signal zu der Dosierpumpe (13), um die Dosierpumpe (13) auf Basis dieses Signals zu steuern, um abhängig von der Durchflussmenge des nicht-aromatisierten Getränks eine entsprechende Menge von Aromen zu pumpen, die dem sterilisierten Getränk in einem gewünschten Verhältnis beigemengt wird.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierpumpe (13) außerdem mit einer Verhältnisregelung (5) gekoppelt ist, um die Dosierpumpe (13) auch auf Basis eines gewählten Getränk/Aroma-Mischverhältnis zu steuern.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 10 und 11, gekennzeichnet durch Pumpen der Aromen zu einem Sterilfilter (15), der mit dem Ausgang der Dosierpumpe (13) gekoppelt ist.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dosierpumpe (13) und dem Sterilfilter (15) ein Absperrventil (14) vorgesehen ist.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 12 und 13, gekennzeichnet durch Sterilisieren des Sterilfilters (15) mit Hilfe von Dampf (16).
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzungseinheit (6) eine Pasteurisations-Einheiten-Steuerung aufweist.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das sterilisierte Getränk von der Erhitzungseinheit (6) über ein Dosierventil (7) in den Steriltank (8) geleitet wird.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Dosierpumpe (13) gepumpten Aromen über ein Dosierventil (7) in den Steriltank (8) geleitet werden.
Verfahren zur Dosierung von Aromen bei der kaltaseptischen Abfüllung von Getränken nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt des Steriltanks (8) durch einen von einer Stickstoff-Druckeinheit (10) erzeugten Stickstoffüberdruck, der auf die Oberfläche des Getränks in dem Steriltank gegeben wird, steril zur Abfüllmaschine (9) gefördert wird.