DE1932935A1

DE1932935A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines trinkfertigen Limonaden- oder Fruchtsaftgetraenkes mit und ohne Kohlensaeure aus einem durch seinen hohen Zuckeranteil,mindestens ueber 60 Brix-Grade,selbstkonservierenden Sirup oder Konzentrat durch Vermischung mit beispielsweise Wasser

Info

Publication number: DE1932935A1
Application number: DE19691932935
Authority: DE
Inventors: Alexander Kueckens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-06-28
Filing date: 1969-06-28
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR2051374A5; NL7009467A; BE752538A; US3669315A

Description

Vorrichtung zur Herstellung eines trinkfertigen Limonadenöder Fruchtsaftgetränkes mit und ohne Kohlensäure aus einem durch seinen hohen Zuckeranteil, mindestens über · 60 Brix-Grade, selbstkonservierenden Sirup oder Konzentrat durch Vermischung mit beispielsweise Wasser,

Zusatz zu Patent , Aktz. : P 16 32 053. 9 - 23

Durch einen relativ hohen Zuckergehalt ist bei organischen Konzentraten Selbstkonservierung gegeben.

Der Nachteil bei einer Dosierung solcher Flüssigkeiten besteht darin, daß bekannte Gewichts- oder Volumenmessungen nicht in Frage kommen, da solche Hilfsmittel sehr schnell unbrauchbar werden durch starke Schlierenbildung an den Wandungen, durch Antrocknung und damit verbunden bei kleineren Abgabemengen das Auftreten größerer Ungenauigkeiten und hygienischer Probleme.

Geht man davon aus, daß ein kleines Mischgerät die Dosierungsaufgabe lösen soll, so scheiden wegen des großen technischen Aufwandes auch Pumporgane aus, da die Reinigung von solchen aufwendigen Abfüllvorrichtungen durch nicht Fachleute nachweisbare Probleme mit sich bringt, ganz abgesehen von dem Kostenaufwand für die technische Ausrüstung solcher Geräte.

Es verbleibt daher nur die Möglichkeit, die Medien durch ihren statischen Eigendruck direkt aus dem Aufbewahrungsbehälter i>

auszugeben und den Ausgabeprozeß unabhängig von Gewichtsoder Volumenmessungen durchzuführen»

Geht man davon aus, daß das vorliegende Verfahren diesen Vorgang unabhängig vom Füllzustand des Behälters also vom statischen Druck im Behälter richtig durchführt, so verbleibt die technische Schwierigkeit der Konstruktion eines geeigneten Ausgab.egerätes, damit in einem möglichst kurzen Zeitablauf

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größtmögliche Mengen des Konzentrats genau portioniert austreten.

Auch am Ausgabeventil selber dürfen die oben beschriebenen Probleme nicht entstehen, d.h. Antrocknender zu dosierenden Medien, Festkleben des Ventilsitzes, Schwierigkeiten beim Reinigungsprozeß usw.

Die herkömmlichen auf dem Markt befindlichen Ventile können bei stark viskosen Medien diese Aufgabe nicht erfüllen, wenn der Ausgabeprozeß nur durch den statischen Eigendruck erfolgen soll, da sie entweder das zu dosierende Medium strömungstechnisch stark am Austreten hindern^ der Austrittsquerschnitt aus Dichtungsgründen zu sehr verkleinert werden muß oder aber beim Ausgabe Vorgang Luft mit angesogen wird durch einen ausgelösten Pumpeffekt in Gegenrichtung zum Auslauf des zu dosierenden Mediums. Beim Hochziehen eines beispielsweise magnetisierbaren dichtenden Stössels kann am Ausgang Luft mit angesogen werden. Ist diese einmal von dem Konzentrat eingeschlossen, so versuchen die Gasblasen langsam nach oben zu steigen, wodurch die richtige Dosierung gestört wird.

Erfindungsgemäß war eine besondere Konstruktion der gesamten Auslaufvorrichtung notwendig, damit alle in der Praxis auftretenden Schwierigkeiten eliminiert werden.

Zunächst ist es erforderlich, daß der magnetisierbare Stössel in der Flüssigkeit bis zur endgültigen Entleerung des Behälters völlig umspült bleibt und somit im Ventil selbst keine Antrocknungsprobleme oder Verklebungen bis zur Entleerung des Behälters eintreten. Komplizierte Mechanismen wie beispielsweise Federn, die den Stössel beschleunigt nach unten ziehen und auf den Schließsitz treiben, dürfen nicht angewandt, werden, weil der hohe Zuckeranteil solche Einrichtungen beeinträchtigt.

Um ferner in dem zähflüssigen Medium eine genügend starke Auftriebskraft zu.erhalten, muß der magnetisierbare Stahl-

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stössel so ausgebildet werden, daß die Masse des Stössels in günstigster Position zum magnetischen Feld liegt. Gleichzeitig muß er so gestaltet sein, daß praktisch kein Pumpeffekt gegen die austretende Flüssigkeit eintritt.

Diese Notwendigkeiten setzen erfindungsgemäß voraus, daß der Stössel zunächst aus magnetischen und strömungstechnischen Gründen rohrförmig ausgebildet werden muß. Da aber die so verbleibende Fläche des rohrförmigen Stössels vor allem wegen ihrer Größe Abdichtungsschwierigkeiten ergibt, muß derselbe so ausgebildet sein, daß ein hydrodynamisch geformtes inneres Dichtungselement in ihm befestigt wird, so daß dieses Element zwangsläufig die Bewegungen des Rohrkörpers mitmacht.

Erfindungsgemäß ist dieses dichtende Element im Inneren des Ventil-Rohrkörpers ein in Tropfen-, Kegel- oder Zigarrenform ausgebildetes Dichtungselement, welches durch einen oder mehrere Stege im Inneren des Ventil-Rohrkörpers zentri^pt wird, wobei die zur Befestigung dienenden Stege so scharf ausgebildet sind, daß beim Anziehen praktisch geringer Gegendruck gegen das Medium entsteht. Der rohrförmige Körper des Stössels besteht aus magnetisierbarem Stahl und wird ebenfalls an den Enden so scharf angefast, daß auch bei diesem Element in beiden Richtungen geringer Widerstand eintritt. Das beispielsweise in Tropfenform ausgebildete Dichtungeelement kann auch aus einem anderen Material beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt sein.

Wird ein Ausgabeventil so ausgebildet, entsteht auf der einen Seite ein günstiges Verhältnis zum magnetischen Feld und damit zur Auftriebskraft, zum anderen ist der ungünstige PumpeffeKt (Luft in das Ventilgehäuse und Gegendruck gegen das flüssige Medium) praktisch ausgeschaltet. Beim Schließvorgang hat der Stössel durch Eigengewicht ebenfalls hydrodynamisch die günstigste Voraussetzung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll in erster Linie dazu

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<Λ dienen, stark viskose organische M.ed|en ru dosieren und anschließend xait einer Flüssigkeit beispielsweise heißem oder kaltem Wasser zu vermischen. Ein solcher Mischungevorgang muß durch mechanische Mittel unterstützt werden beispielswei-

>. - se durch eine die Schlag· oder Rührwerk ausgebildete Vorrich- ._: tung, die so arbeitet, daß dl· sugeführte Flüssigkeit beispiels-

. : weise Wasser einerseits beide·Medien miteinander vermischt

"., und homogenisiert und andererseits den Ventilaustritt so be- '■.-:

: spült, daß auch nach längerer Aufbewahrungszeit kein A nt rock- '

. / riungseffekt an der äußeren Peripherie des Dichtungselementes iiritre.ten kann.' Zu dieseto Zweck wird das mit dem Medium zu vermischende Wasser direkt an den Austritt des Ausgabeven·

■ ■ tils'geleitet.v-·.' '? ^J ^i ^:- -.-)-. ;^{: ;} '

Damit beim Austreten des stark viskosen Mediums keine Störung erfolgt und somit Ungenauigkeiten trotz aller technischen Vorkehrungen eintreten können, wird durch ein rotierendes Mischwerk das auslaufende Medium sofort nach Austreten durch eine rotierende Scheibe oder Flügel wegtransportiert, um durch eine hohe Drehzahl zentrifugal gegen die Gehäusewand des Mischwerkes geschleudert au werden} Der gleiche Vorgang vollzieht sich ebenfalls mit dem sutretenden Wasser, welches gleichfalls gegen die Gehaueewand geschleudert wird, wobei eine innige Vermischung des Medlumi mit dem Wasser zu einem

Fertiggetränk eintritt.

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Um das Prinzip der Vorrichtung verständlich zu machen, sind 5 Figuren dargestellt.

Fig. 1 . ·

soll einen Behälter darstellen, der in Pfeilrichtung einen Lufteintritt und Austritt des Mediums hat. Die ^eingezeichnete Höhe bestimmt den statischen Druck am Ausgangspunkt. Würde sich hier ein Ausgabeventil befinden, welches zu festgesetzten Zeiten die Ausgabe offenhält, so würde die austretende Menge . mit abnehmendem statischen Druck geringer werden.

Ist der Behälter It. Fig. 2 la gleicher Weise mit gleichem

■ Medium gefüllt und oben verschlossen und wtt rde die zur Auf-

■ heburig des Vakuums eintretende Luftblase durch das Medium

- am Ausgabeteil eintreten, so gibt es Verwirbelungen der Luft- -. blasen und Turbulenz im Medium, welche unkontrolliert auf-• treten, so daß die austretenden Mengen dementsprechend unter-' schiedlich sein würden. ■,

^Fig· ³ ' . ' ■

' zeigt einen gleichen Behälter, der in gleicher Weise in Pfeil- ''.. richtung entleert werden soll. Wird dieser Behälter zunächst '< gefüllt und dann auf den Kopf gestellt, wobei man voraussetzt, . daß vorher oder während des Umkippens des Behälters der Aus- - tritt verschlossen iB.t, so versucht das Medium zunächst einmal durch kommunizierende Wirkung in den Lufteintrittsbehälter 1 einzudringen. Es steigt in diesem solange an, bis sich ' oberhalb des Mediums ein Vakuum eingestellt hat. Würde jetzt ;· das Ventil geöffnet werden, to ist nicht mehr die Höhe h 1 , , sondern die Höhe h 2 für den etatischen Druck beim öffnen des -' Ventile maßgebend, da die eich oberhalb der eingezeichneten Linie h 2 befindende Mediumsäule praktisch vom Vakuum V gehalten wird. Die Größe der am Gefäß jetzt austretenden Luft« blasen und die Zeit des öffnungsprqzesses bestimmen ausschließlich allein die Menge dee austretenden Mediums. Unabhängig vm Füllzustand des Behälters h 1 wird der Öffnungs-

prozeß in Gang gesetzt dadurch, daß sich das· Ventil vom Sitz der Dichtung hebt. So entleert sich zunächst einmal das Gefäß 1, weil hier die Luft in Pfeilrichtung zugeführt werden ■ kann, während das Vakuum V erst aufgefüllt wird, wenn die ersten Luftblasen die Oberfläche h 1 passiert haben.

Fig. 4 * · ■

zeigt einen Aufbewahrungsbehälter 2, der beliebige Formen / besitzen'kann. 3 stellt einen Ringmagneten dar, 4 eine als Ventilgehäuse ausgebildete Verlängerung des Behälters 2 mit konischem Auslauf, 5 zeigt eine Wasserzuleitung, 6 ein Misch- * werk mit Gehäuse, das von einem Motor 7 angetrieben wird .und δ einen Auslauf, der das fertig gemischte Getränk abfließen läßt.. ' ' ·>'··-■■■ :.·-·■■

Fig. 5 ■■·.:' ·

zeigt den im Gehäuse der Fig. 4 eingeschlossenen Ventil-,körper, 9 zeigt einen magnetisierbaren rohrförmig ausgebilde-•ten Stahlmantel, 11 scharfkantig ausgebildete Stege, die den •tropfenförmigen Dichtungss.tössel beispielsweise aus Kunststoff 10 halten.. .

Nicht dargestellt, aber zur Erfindung gehörend ist eine Vor-. richtung, die das auszugebende Medium temperatur-konstänt :hält. Diese Konstanthaltung kann entweder durch ein Kühlaggre-. gat erfolgen oder aber durch eine Heizung. In beiden Fällen muß eine solche Vorrichtung die Temperatur konstant halten, da bereits bei geringen Temperaturschwankungen eine Verän- , . derung der Viskosität des Mediums insbesondere wegen des ' hohen Zuckergehaltes eintritt und eich somit die Fließgeschwindigkeit und dadurch wiederum die eingestellte Dosierung ändert.

Ein weiterer Nachteil des nicht !konstant gehaltenen Tempe-

x raturpunktes würde ferner bedeuten, daß das Vakuum oberhalb des Mediums in Abhängigkeit vom Ausdehnungskoeffizienten toleriert, wodurch wiederum Dosierungsschwankungen eingehen

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können. _f ■ [

t Wird die Zeit konstant gehalten und ebenfalls die Temperatur des Mediums und des Vakuums und verändern, sich ebenfalls nicht die Ein- und Austrittsquerschnitte sowie ferner die Homogenität des Mediums, können praktisch keine Toleranzen in der Dosierung auftreten. ' -.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

Errichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines trinkfertigen Limonaden- oder Fruchtsaftgetränkes mit und ohne Kohlensäure aus einem durch seinen . hohen Zuckeranteil, mindestens über 60 I3rix-Grade, selbstkonservierenden Sirup oder Konzentrat durch Vermischung mit beispielsweise Wasser nach Patent ...... , Aktz.

P IG 32 Ü53. 9 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsventil so ausgebildet ist, daß der Ventilkörper aus einem rohrförmigen magnetisierbaren Stahlmantel besteht, in dessen Zentrum sich ein tropfen-, kegel- oder zigarrenförmig hydrodynamisch ausgebildetes Dichtungselement befindet, welches durch einen oder mehrere scharfkantig ausgebildete Stege zentriert wird, um beim Anziehen des gesamten Ventils Pumpeffekte gegen das austretende Medium auszuschalten, ein Eintreten von Luftblasen in das auszugebende Medium zu verhindern und den Schließprozeß durch Eigengewicht des Ventils gegen geringen Widerstand durchzuführen.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß

die abgegebenen Portionen direkt in ein Mischwerk fließen, wobei ein Wasserzulauf so angeordnet ist, daß der Ventilaustritt durch das eintretende Wasser laufend freigespült wird und somit Antrocknungserscheinungen ausgeschaltet werden, wobei gleichzeitig mit dem Spüleffekt eine einwandfreie Homogenisierung beispielsweise durch ein als Zentrifuge ausgebildetes Mischwerk erreicht wird.

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3) Vorrichtung nach Anspruch \\ und/oder 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Genauigkeit der Dosierung dadurch erreicht wird, daß durch Konstanthaltung der Temperatur des zu dosierenden Mediums durch Kühlung oder Erwärmung die Viskosität des Mediums und damit dessen Fließeigenschaft gleich bleibt und daß das Vakuum bildende Gasvolumen oberhalb des Mediums und somit der Zustand des Vakuums nicht verändert wird.

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