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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen und Imprägnieren
von Wasser, Wasser-Saft- und Wasser-Sirup-Gemischen mit CO2 durch Einwirkung von
CO2 auf die Flüssigkeit in der Unterdruckzone eines Strahlapparates, durch den die
Flüssigkeit unter Druck hindurchgeleitet wird, und durch anschließende weitere Einwirkung
von CO2 in einem Sammelbehälter, in den die Flüssigkeit hinein und anschließend
zum Füller fortgeleitet wird.
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Solche Verfahren sind bekannt, um Wasser bzw. die angegebenen Getränkegemische,
also auch bereits vorbehandelte Flüssigkeiten, mit Kohlensäure zu versehen oder
sie auf eine höhere Kohlensäuresättigung zu bringen.
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Es ist bekannt, daß das Imprägnieren mit Hilfe eines Strahlapparates,
aber auch das Imprägnieren mit anderen Elementen, z. B. Spritzdüsen, Plattenapparaten,
oder durch Zerstäubung des Wassers in Gasatmosphäre eine Druckerhöhung der Flüssigkeit
vor dem Eintritt in den jeweiligen Apparat erfordert.
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Soweit das Gas durch Düsen in ruhende oder strömende Flüssigkeit eingebracht
wird, muß der Gasdruck entsprechend hoch gewählt werden können. Dieser Gasdruck
bestimmt bei den bekannnten Einrichtungen auch den Druck im Sammelbehälter für die
fertig imprägnierte Flüssigkeit, der wiederum, falls nicht zwischen Sammelbehälter
und Füller eine Druckerhöhungspumpe angeordnet werden soll, so hoch zu wählen ist,
daß die Flüssigkeit störungsfrei dem Füller zuströmen kann. Der Imprägniereinrichtung
muß also CO2 mit einem solchen Druck und in einer solchen Menge zugeleitet werden,
daß dieser Förderdruck im Sammelbehälter aufrechterhalten bleibt. Diese verhältnismäßig
großen CO2-Mengen können üblicherweise nicht spontan bei der Vor-oder Hauptimprägnierung,
also bei der Feinverteilung oder Zerstäubung, aufgenommen werden, so daß dadurch
die Bindung und der Sättigungsgrad der Flüssigkeit leiden. Dies gilt besonders auch
bei der Verwendung von Strahl apparaten, für welche bekannt ist, CO mit einem Druck
dem Strahlapparat zuzuführen, der dem Druck im Gasraum des Sammelbehälters entspricht.
Dieser CO2-Druck bestimmt die Imprägnierung entsprechend den im Strahl apparat herrschenden
Druck- und Temperaturzuständen. Im Sammelbehälter scheiden sich dann auch die noch
in der Flüssigkeit etwa vorhandenen und im Strahlapparat getrennten Fremdgase aus
und müssen abgeführt werden. Aus diesem Sammelbehälter muß die Flüssigkeit dann
mit Hilfe einer Pumpe abgezogen werden, weil sich der Druck im Sammelbehälter bei
gutem Wirkungsgrad des Strahlapparates so niedrig einstellt, daß damit der Füller
nicht beschickt werden kann und eine Druckerhöhung erforderlich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Imprägnierverfahren unter Verwendung
einer Strahldüse einfacher und flexibler zu gestalten und eine Einrichtung zu schaffen,
mit der mit ein und derselben Pumpe die Flüssigkeit durch den Strahlapparat bis
zum Füller befördert und auf einen eigenen Sammelbehälter für die auf Füllerdruck
erhöhte Flüssigkeit verzichtet werden kann, was seither bei der Verwendung von Strahl
apparaten zur Imprägnierung erforderlich war.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß CO2 im Strahlapparat mit einem niedrigeren Druck als danach im Sammel-
behälter
in die Flüssigkeit eingeleitet wird. Dadurch wird der Imprägnierdruck im Strahlapparat
unabhängig von dem nun entsprechend höher einstellbaren Druck im Sammelbehälter.
Die Flüssigkeit braucht nur einmal auf den entsprechenden Druck gebracht zu werden,
sie strömt über den Strahlapparat unter Überwindung des Gegendruckes in den Sammelbehälter,
in dem durch separate CO2-Zufuhr der Abfülldruck aufrechterhalten wird.
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Aus diesem Sammelbehälter kann dann die Flüssigkeit ohne weitere Zwischenschaltung
einer Pumpe in an sich bekannter Weise unmittelbar dem Füller zugeleitet werden.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß die C02-Druckdifferenz
zwischen den Zuführungen zum Sammelbehälter und zum Strahlapparat bis zu etwa 2
atm beträgt. Diese Druckdifferenzen können je nach Aufstellungsort des Füllers unterschiedlich
sein. Im allgemeinen wird man mit einer Druckdifferenz von etwa 2 atm auskommen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Einrichtung,
bestehend aus einem der Abfüllmaschine vorgeschalteten und mit einer CO2-Quelle
über ein Druckminderventil verbundenen Flüssigkeitsbehälter sowie einem in der Flüssigkeitszuleitung
angeordneten, mit CO beschickbaren Strahlapparat, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß sowohl der mit der Abfüllmaschine verbundene Flüssigkeitssammelbehälter als
auch der Strahlapparat jeweils über eine eigene Zuleitung mit unterschiedlich einstellbarem
Druckminderventil an einer C02-Quelle angeschlossen sind. Für die Imprägnierung
im Strahlapparat sowie für die Nachimprägnierung im Sammelbehälter und das Fortleiten
der fertigen Trinkflüssigkeit können verschieden hohe CO,-Drücke eingestellt werden.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß sowohl hinter
dem Strahlapparat in der zum Sammelbehälter führenden Flüssigkeitsleitung als auch
in der zum Strahlapparat führenden Gasleitung jeweils ein Rückschlagventil angeordnet
ist. Durch diese Maßnahme wird besonders beim Stillstand der Anlage verhindert,
daß die Flüssigkeit bzw. Gase durch die entsprechenden Leitungsteile zurückströmen.
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Außerdem wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Strahlapparat
unmittelbar am Druckstutzen einer Flüssigkeitspumpe angeordnet ist.
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Wird ein entgastes Getränk nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterbehandelt,
dann wird die Flüssigkeitspumpe saugseitig mit dem unter Unterdruck stehenden Sammelgefäß
einer Entgasungsanlage für Getränke verbunden. Eine zusätzliche Pumpe zum Abziehen
der entgasten Flüssigkeit aus dem Unterdruckbehälter kann dadurch in bekannter Weise
vermieden werden.
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Üblicherweise wird der Saugstutzen der Flüssigkeitspumpe je nach
Vorbehandlung der Flüssigkeit mit einem an sich bekannten Vorlauf-, Sammel- oder
Mischgefäß für das Getränk oder die Getränkekomponenten verbunden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Einrichtung zum Imprägnieren der Flüssigkeit nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren, und die F i g. 2 bis 4 zeigen Einzelheiten, die
sich auf die Vorbehandlung der Flüssigkeit beziehen.
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Die durch die Rohrleitung 1 ankommende zu imprägnierende Flüssigkeit
wird zunächst durch die Pumpe 2 auf erhöhten Druck gebracht und über den Strahlapparat
4 durch Leitung 5 mit Rückschlagventil 6 zum Zerstäuber 7 mit Verteilerteller 7
a ins Innere des Sammelbehälters 8 eingebracht. Durch die gemeinsame CO2-Zuleitung
9 oder eine separate, nicht gezeichnete Zuleitung für ein überwiegend C09 enthaltendes
Gasgemisch gelangt CO2 über ein einstellbares Druckminderventil 10, die Leitung
11, einen Gaskessel 12, ein Rückschlagventil 13 zur Unterdruckzone 4 a des Strahlapparates
4. CO2 strömt durch die Leitung 9 auch zum auf höheren Druck einstellbaren Druckminderventil
14 über die Leitung 15 ins Innere des Kessels 8. Im Inneren dieses Kessels 8 herrscht
dann der am Druckminderventil 14 eingestellte Druck. Die Flüssigkeit wird in der
Pumpe 2 auf erhöhten Druck gebracht. Im Strahl apparat 4 wird reines CO2 in die
Flüssigkeit eingeleitet, und zwar mit einem Druck, der geringer ist als der im Kessel
8 herrschende Gasdruck. Die so imprägnierte Flüssigkeit strömt durch die Leitung
5 ins Innere des Kessels 8, wird hier nochmals nachimprägniert und im Unterteil
des Kessels 8 aufgefangen. Durch die zum Füller führende Leitung 17 strömt die Flüssigkeit
16 weiter, sobald das Ventil 17 a geöffnet ist. Der Druck in den Leitungen 15, 17
entspricht weitgehend dem Abfülldruck. Er wird am Druckminderventil 14 eingestellt,
wobei die Pumpe 2 die Flüssigkeit über die Leitungen 1, 5 gegen diesen Druck in
den Behälter einzubringen hat. Die Pumpe 2 muß also imstande sein, den im Behälter
8 einstellbaren Fülldruck einschließlich der Druckverluste zu erbringen. In der
Haube des Kessels 8 ist ein Entgasungsventil 18 angeordnet, das dort einstellbare
Mengen Gas nach außen entweichen läßt, weil sich im Oberteil der Haube des Kessels
8 etwa noch in der Flüssigkeit vorhandene unerwünschte Gase, wie Luft, ansammeln.
Steht die Pumpe still, kann über eine Impulsleitung 19 das Magnetventil 18 geschlossen
werden, so daß der Druck im Inneren des Kessels 8 nicht abfällt. Die Rückschlagventile
13 und 6 verhindern das Zurückströmen von Gas bzw.
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Flüssigkeit, z. B. bei Stillstand. In dem Gaskessel 12 wird eine kleinere
Menge Gas unter Imprägnierdruck bevorratet, so daß beim An- und Abschalten der Anlage
der Imprägnierdruck nicht zu stark schwankt.
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Mit der Pumpe 2 kann gemäß der Erfindung trotz variablem Imprägnierdruck
- einstellbar durch den Druckminderer 10 - im Sammelkessel 8 ein konstanter Abfülldruck
aufrechterhalten werden.
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Dieser Abfülldruck ist meist 1 bis 2 atm höher als der Imprägnierdruck.
Eine zusätzliche Pumpe für die Versorgung des Füllers mit fertigem Getränk in der
Leitung 17 wird eingespart, ebenso wie ein zusätzlicher Sammelbehälter, denn im
Behälter 8 werden sowohl die anfallenden unerwünschten Gasanteile der Flüssigkeit
abgeführt, eine Nachimprägnierung durchgeführt, und zudem kann über diesen Kessel
unmittelbar der Füller ohne Zwischenschaltung einer weiteren Pumpe beschickt werden.
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Wie in Fig.2 dargestellt, kann der Saugstutzen der Pumpe 2 über die
Flüssigkeitsleitung 1 mit einem Sammel- oder Mischgefäß20 verbunden sein, dem eine
oder mehrere Komponenten des Getränkes
durch die Leitungen 21, 22 zugeführt werden.
Üb einen Flüssigkeitskontrollschalter 27 kann d Pumpe 2 ein- und ausgeschaltet werden.
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Fig. 3 zeigt die Pumpe 2 unmittelbar an eine: Entgasungsbehälter
23, aus dem sie unter Übe windung des im Behälter 23 durch die Pumpe 2 aufrechterhaltenen
Unterdruckes die in diesem Be hälter 23 anfallende entgaste Flüssigkeit absaugt.
Di zu entgasende Flüssigkeit wird durch die Leitun 25 in den Behälter 23 eingeleitet
und dort zerstäubt oder in anderer Weise dem aufrechterhaltenen Unter druck ausgesetzt.
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F i g. 4 zeigt die Pumpe 2, wie sie saugseitig an ei: Vorlaufgefäß
26 mit Flüssigkeitsschalteinrichtung 2 angeschlossen ist. Anschließend an die Pumpen
saugstutzen 2 a der F i g. 2 bis 4 sind in jedem Fall die in Fig. 1 angegebenen
Einrichtungen ange schlossen. An den Saugstutzen 2 a schließt unmittel bar der Strahlapparat
4 an (s. F i g. 1).