DE1557161A1

DE1557161A1 - Verfahren zum Dosieren,Mischen und Impraegnieren von Fluessigkeiten sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1557161A1
Application number: DE19671557161
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wuerfel
Original assignee: Matex Maschinentechnik GmbH
Current assignee: Matex Maschinentechnik GmbH
Priority date: 1967-10-06
Filing date: 1967-10-06
Publication date: 1970-07-16
Also published as: DE1557161B2

Description

Verfahren zum Dosieren, Mischen und Imprägnieren von Flüssi gkeiten, sowie Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dosieren und Imprägnieren von Flüssigkeiten, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Das erfindungegemässe Verfahren bezieht sich vor allem auf die Herstellung kohlensäurehaltiger Getränke in Form von Mineralwasser oder Limonaden.
ES sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit welchen Flüssigkeiten mit Kohlensäure versetzt, d.h. karbonisiert bzw. imprägniert werden. So ist es z. B. bekannt, die zu imprägnierende Flüssigkeit durch einen Injektor zu leiten, an dessen Sauganschluss Kohlensäure einströmt und sich mit der Flüssigkeit mischt. Infolge der grossen Geschwindigkeit beträgt die Mischzeit, in der die relativ kleine Plüssigkeitsoberfläche mit der Kohlensäure in Verbindung steht, nur Bruchteile von Sekunden, so dass fast stets grosse Behälter nachgeschaltet werden müssen, in denen die vorimprägnierte Flüssigkeit über künstlich, beispielsweise mit Hilfe von Raschigringen, vergrösserte Oberflächen rieselt, wobei in den Rieselraum gleichzeitig Kohlensäure eingeleitet wird, so dass diese genügend Zeit hat, in den Flüssigkeitsfilm hineinzudiffundieren. Diese Rieselbehälter sind stets dann erforderlich, *wenn ein Kohlensäuregehalt von 6 -bis 8 Gramm pro Liter Flüssigkeit bei Limonade und 9 bis 10 Gramm pro Liter bei Mineralwasser erreicht werden soll.
Ebenfalls bekannt ist es, die Kohlensäureaufnahme nur in Rieselbehältern durchzuführen, was jedoch noch grössere Behälterräume erfordert, als wenn ein Injektor vorgeschaltet ist.
Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen weisen jedoch grosse Nachteile auf, da sie sehr grossen Raum beanspruchen und konstruktiv aufwendig und teuer sind. Auch ist bei Herstellung von Limonaden nachteilig, wenn bei Mischungsänderungen des Limonad enkonzen trates die ganzen Rieselflächen gereinigt werden müssen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt deshalb die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Dosieren, Mischen und Imprägnieren von Flüssigkeiten, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor, die geeignet sind, bei kleinem Platzbedarf völlig seibsttätig Flüssigkeiten in bestimmtem, einstellbarem Verhältnis zu mischen und anschliessend mit Kohlensäure zu versetzen.
Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand von Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensvorganges mit gleichfalls schematischer Darstellung der Elemente der erfindungsgemässen Vorrichtung und Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Aus führungs beis pieles der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Das erfindungegemässe Verfahren besteht darin, die fertig gemischte Flüssigkeit oder lediglich das Wasser in einem geschlossenen, mit Kohlensaure beschickten Behälter 3 mittels eines Sprühelements 11 in feinste Tropfen zu versprühen, wobei der Sprühnebel sich im unteren Teil des Behälters niederschlägt und an dieser Stelle als fertiges Getränk entnommen wird. Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Versprühung im Behälter 3 periodisch erfolgt, wobei beim Sprühvorgang selbst, der periodisch von einem Mischvorgang im Mischbehälter 1 abgelöst wird, die im Behälter 3 freiwerdende, aromaangereicherte Luft volumenmässig zu etwa dem gleionen Betrag dem Mischbehälter 1 zugeleitet wird, indem aus diesem die gemischte Flüssigkeit abgezogen und in den Behälter 3 gepumpt wird.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Der Mischbehälter 1 besteht aus einer, aus durchsichtigem Material hergettellten Wand 1a, einer Fußplatte 27 und einer Kopfplatte 28, in der ein Stutzen 30 für den Entlüftungsausgieich angeordnet ist. An der Fußplatte 27 ist das Rohr 22 und die Schwimmerstange 21 befestigt. Die Schwimm>N stange 21 enthält in ihrem Innern mehrere, in verechiedener Höhe angeordnete, magnetfeldbetätigte Schalter 31, und dient als Führung für den magnets chwimmer 20, der von der Flüssigkeit im Mischbeälter getragen wird und der Jeweils die einzelnen Schalter 31 betätigt.
Die Leitung 23, die durch die Membrandichtung 7 absperrbar ist, mündet in die Fußplatte des Mischbehälters und ist für die Wasserzufuhr vorgesehen, während die Leitung 24, die durch die Membrandichtung 8 abdichtbar ist, zur Zuführung von Konzentrat in den Mischpehälter dient. Die Membrandichtungen 7 und 8 werden pneumatisch durch die Magnetventile 9 und 32 betätigt. Die Leitung 19 ist für die Entnahme der gemischten Flüssigkeit vorgesehen und weist zu diesem Zwecke die Pumpe 2 auf, die den zum Zerstäuben erforderlichen Druck erzeugt.
Die Leitung 19 wird vorzugsweise im unteren Bereich des Behälters in diesen eingeführt und endet im oberen Bereich des Behälters in dem Sprühelement 11, Die Leitung 19 wird aus konstruktiven Gründen am unteren Behälterteil eingeführt, der sich innerhalb des Gehäuses 33 befindet, Gleichfalls aus diesem Grunde ist die Leitung 10 für die Kohlensäure am unteren Behälterende angeschlossen und ist syphonartig über dem Flüssigkeitsniveau 16- ausgebildet. Das Ende der Leitung 10 ist als gelochtes Rohr 13 ausgebild-et, aus dessen vielen kleinen Löchern die Kohlensäure in Richtung der Pfeile 14 ausströmen kann. Im obersten Bereich des Behälters 3 ist die Mündung der Leitung 15 angeordnet, die ebenfalls im unteren Behälterbereich eintritt, die ein Magnetsentil 6 enthält und die vorzugsweise am unteren Ende des Rohrs 22 in dieses einmündet. Das Rohr ist zu diesem Zwecke als oben offenes Rohr ausgebildet, in dessen Innern die Luft aus dem Behälter 3 aufsteigen und sich auf die Flüssigkeit im Miechbehälter 1 legen kann.
Das fertige Getränk wird durch die am untersten Punkt des Behälters 3 angeschlossene Leitung 17 entnommen und durch die Pumpe 4 in die Leitung 18 gefördert, die zu einer Abfüllvorrichtung führt. Zwischen dem Behälter 3 und der Pumpe 2 ist ein Zapfhahn 26 über die Leitung 25 an der Leitung 19 angeschlossen, so dass es möglich ist, die gemischte Flüssigkeit vor dem Karbonisieren auf ihre Zusammensetzung zu untersuchen.
Vor Beginn der Mischperiode im Mischbehälter 1 steht das fertige Getränk im Behälter zum Beispiel bis zum Niveau 16 und kann durch die Pumpe 4 herausgepumpt werden. Ver lvIischbehälter 1 ist leer, die Membrandich tungen 7 und 8 sind geschlossen. Durch einen, von dem Steuergerät 34 erzeugten Steuerimpuls wird die Membrandichtung 8 geöffnet und Konzentrat, beispielsweise in Form von Sirup, strömt in den Mischbehälter, bis die Höhe erreicht ist, bei welcher der iWagnetschwimmer 20 den Schalter 31 betätigt, der einem bestimmten, vorgewählten Mischungsverhältnis entspricht. Die Membrandichtung 8 echliesst jetzt und durch Öffnen der Membrandichtung 7 strömt Wasser von unten durch das Konzentrat, mischt sich mit diesem und steigt bis zum Niveau 29, wodurch wieder ein Schalter 31 betätigt wird, der die Membrandichtung 7 absperrt. Während des Hochsteigens der Flüssigkeit im-Mischbehälter 1 wird die Luft aus diesem durch den Stutzen 30 herausgedrückt. Die gemischte Flüssigkeit steht Jetzt bereit. Iat mittlerweile die Flüssigkeit in Behälter 3 durch -3ntnahme bis auf ein bestimmtes, vom Niveauschwimmer 5 registriertes Niveau gesunken, so dass genügend Sprühraum zur Verfügung steht wird die Pumpe ebenfalls durch einen Steuerimpule eingeschaltet und beginnt die Flüssigkeit im Behälter 3 in Richtung der Pfeile 12 zu versprühen. Gleichzeitig wird das Ventil 6 geöffnet, so dass die im Behälter freiwerdende, aromaangereicherte Luft durch die- Leitung 15 in den Mischbehälter 1 gedrückt wird und sich auf die sinkende Flüssigkeitsoberfläche auflegt, wobei die Querschnitte der Leitung 15 und des Stutzens 30 so aufeinander abgestimmt sind, dass bei diesem Vorgang-im ldischbehälter 1 ein geringer Überdruck entsteht, der die Aussenluft am Eindringen hindert. Ist alle Flüssigkeit aus dem Mischbehälter ausgelaufen, so ist demnach der leere Raum mit einem Gemisch aus Kohlensäure und Aromaluft gefüllt, das beim nächsten-Einströmen von Flüssigkeit durch den Stutzen 30 herausgedrückt wird, da beim Mischvorgang das Ventil 6 geschlossen ist. Durch dieses Verfahren und durch diese Anordnung wird das Eindringen der nicht keimfreien Aussenluft verhindert.
In der-Fuß-platte-27 ist außerdem eine Sonde 36 angeordent, die vertikal verschieblich und einstellbar ist und die dazu dient, auf elektrisch-kapasitiver Grundlage einen Schaltimpuls dann zu erzeugen, wenn der Spiegel. des aus dem Mischbehälter auslaufenden Gemisches ein bestimmtes, unteres Niveau erreicht hat. Dieses untere Niveau kann durch Verstellen der Sonde 96 verändert werden, Der -so erzeugte Schaltimpula wird zur Einleitung des Sprühtorganga dem Steuergerät 34 zugeleitet.
Wenn so ein Mischbehälter geleert ist , kann der Vorgang analog von neuem beginnen, An der Kopfplatte 28 ist eine Kappe 35 befestigt, die sich über das obere, offene Ende des Rohres 22 stülpt, wodurch eine Umlenkung der aromaangereicherten Luft nach unten erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei änderung des Mischungsverhältnisses oder der Art des Konzentrats eingach durch Durchspülen mit Wasser gerinigt werden.
Die syphonartige Ausbildung des gelochten Rohres 13, das am unteren Ende offen ist, verhindert das Eindringen von Flüßigkeit in die Leitung 10.
Das Volumen im oberen Tbil des Behälters 3 ist grösser als das des Mischbehälters.
/Patentansprüche

Claims

P a t e n t a n 8 p r ü c h 6 1.) ) Verfahren zum Dosieren, Mischen und Imprägnieren von Flüssigkeiten mit einem gasförmigen Stoff, dadurch gekennzeichnet, daß die zu mischenden Flüssigkeiten» z.B. Wasser und Sirupkonzentrat zuerst in einem Mischbehälter gemischt werden und die entstandene Mischung sodann im oberen Teil eines unter Gasdruck stehenden geschlossenen Behälters mittels eines Sprühelements in kleinste Tröpfchen versprüht wird, wobei die hierbei freiwerdende Luft dem Mischbehälter und insbesondere dem Raum über dessen Flüssigkeitsoberfläche zugeleitet wird» und als Gas vorzugsweise Kohlendioxyd verwendet wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß der Mischvorgang im Mischbehälter und der Sprühvorgang abwechselnd und periodisch erfolgen, wobei während des Mischvorganges die über der im Mischbehälter stehenden Flüssigkeit liegende Luft bzw. das Luft@ Kohlensäure-Gemisch entweicht.
3.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Mischbehälter (1) und einen Behälter (3) aufweist, die durch eine Leitung (19) verbunden sind, in der* anschließend an den Mischbehälter eine Pumpe (2) angeordnet ißtß wobei im Mischbehälter, an dessen Fußplatte (27) die Leitungen g23 und 24) und die Leitung (19) angeschlossen sind ein an einer vertikalen Schwimmerstange (21) längs verschiebbarer Magnetschwimmer (20) ein vertikales, oben offeness Rohr (22) und eine Sonde (36) angeordnet sind - Patentansprüche -während im Behälter (3) die Leitung (19) in einem Sprühelement (11) endet, das im oberen Teil des Behälters (3) angeordnet ist, in welchem außerdem ein an die Leitung (10) angeschlossenes gelochtes Rohr (13), das syphonartig ausgebildet ist, eine Leitung (15),die über das Elektromagnetventil (6) mit dem Mischbehälter verbunden ist und eine Leitung (17) am unteren Behälterteil angeschlossen ist, die als Saugleitung mit der Pumpe (4) verbunden ist, die ihrerseits an die Druckleitung (18) angeschlossen ist.
4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (15), deren eines Ende im oberen Bereich des Behälters oberhalb des Sprühelements (11) angeordnet ist, über das Ventil (6) im Bereich der Fußplatte (27) an das Rohr (22) angeschlossen ist, dessen oberes Ende einen geringen Abstand von der Kopfplatte (28) hat und das in eine an der Kopfplatte befestigte Kappe hineinragt.
5.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmstange <21) hohl ausgebildet ist und im Innern mehrere, in verschiedenen Höhen angeordnete magnetfeldbetätigte Schalter (31) aufweist, wo. bei die flöhendifferenz der einzelnen Schalter Jeweils einem bestimmten Mischungsverhältnis von Konzentrat und Wasser entspricht.

6,) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Mischbehälter hineinragende Ende der verschieblich angebrachten Sonde 3 dem unteren Flüssigkeitsniveau der austretenden Flüsßigkeit entspricht.

L e e r s e i t e