DE1962343A1

DE1962343A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Ausgeben eines halbgefrorenen kohlensaeurehaltigen Getraenkes

Info

Publication number: DE1962343A1
Application number: DE19691962343
Authority: DE
Inventors: Cornelius Richard Thomas
Original assignee: Cornelius Co
Current assignee: Cornelius Co
Priority date: 1968-12-12
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1971-03-04
Also published as: ES374480A1; ES374481A1; GB1241927A; IT1030510B; US3608779A; JPS5425116B1

Description

p3ele?exempiar

HOW» ntwCHKN afp" f n;c^!* sanisrt weroen

»iri„-iKU.

BESC HEEI BUIfG au der Patentanmeldung

THE CORBELinS COMPANY
2727 Horth Ferry Street Anoka, Minnesota 35305, USA

betreffend

Verfahren und Vorrichtung »α« Herstellen und Ausgeben eines halbgefrorenen kohlens&nrehaltigen Getrlnkaa

Die bisher üblichen Verfahren und Vorrichtungen zu* Herstellen von halbgefrorenen kohlensäurehaltigen Getränken ermöglichen einen sogenannten "over-run" nur durch Ausfrieren eines relativ hohen Prozentsatzes von Eis aus dee Getränk, was verschiedene schwerwiegende Probleme mit sich bringt. Die bisher üblichen Vorrichtungen aOssen ■it relativ hoher Viskosität des Endproduktes arbeiten undniind relativ hohe Antriebskräfte und ein daait verbundener hoher nechanisoher Aufwand erforderlich. Bein Auefrieren eines relativ hohen Pro»ent- , satses von Sis aus dest Endprodukt besteht ferner die Gefahr, daß sich Bis aa Rühreohaft ansamaelt und Klumpen bildet. Die bekannten Vorrichtungen erfordern außerdem einen relativ hohen Aufwand an Kühlung, was zur Folge hat, daß auch die Ausgabekapaaitgt solcher Vorrichtungen pro Zeiteinheit verringert wird.

Ea ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu« Herstellen und Auegeben eines halbgefrorenen kohlensäurehaltigen Getränk® su schaffest, das es ermöglicht, dieses Getränk alt großen sogenasrataa "⁵OWr=-ruß" auazugeben und zwar mit gutes wirkungsgrad und geringes Aufwand. E& ist ferner Aufgabe der Erfindung ©ine Vorrichtung zus Assführen ©iae· solchen Verfahrens su schaffen, die sehr einfach gebaut werden kann mn& geriete Sofeiatoskostoa

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Diese Aufgebe wird erfiadungsgeaäß gelöst durch ein Verfahren,

das gekennzeichnet ist durch folgende aufeinanderfolgende Schrittet

a) Speichern einer Menge kohlensiwrehaltigen Getränkes unter solche« etatisohen Druck von Kohlendioxydgas bei solcher Temperatur, daß die Kohlensfcureanreicherung etwa Sättigung erreicht und der Kohlenliiurepsgei stabil ist

b) übertrag eines Teils dieses kohlencäurebaltigen Getränkes in eine Gefrierkaaaer, in welcher es unter statischen Druck gehalten wird

o) Ausfrieren eines Teiles des Wassers aus disaea kohlensäurehaltigen Getrink innerhalb der Gefrierkamaer, so daß Kohlendioxydgas aus de» g«tr±®rmaa9n. wasser freigegeben wird, das durch die verbleibende PlUwelgkeit absorbiert wird

d) Forfcseteeia dieeoü Ausfrieren» bis sehr freies Kohlendioxydgas freigegebäß dird :^r..3 von. der Flüssigkeit absorbiert werden kann unter üarühren der Mischung zu· gleichmäßigen Verteilen innerhalb der Flüssigkeit

s} sbacshliaäendes Absieben der infolge des Gasiibersohuseee eohaumigen ^3tx'ä™k«aischung aus der Gefrierkaaser.

Ein ®r£inaungsgem&ßea Verfahren eraöglicht einen hohen "over-run" bei wenig»? Eissntvieklung ia Getränk und damit geringeren Kühlaufwand. Bsi iscB erfindungsgemiSen Verfahren sind veniger aufeinanderfolgende Eub.lsykler; isötig und die Betriebekosten einer Vorrichtung zua Ausführen des erfindungsgemääen Verfahrens können damit wesentlich geringer sie bei den bisher üblichen Vorrichtungen gehalten werden. Ei&s solche forrichtung besitst infolge ihres einfachen Aufbaus auch eia® lange Ls!j©kq·= Di® Viskosität der Mischung innerhalb um- Sefrierkaamer ist g©- sls h®l a<&m bisher üblichen Verfahren₍ isssiZurois e^ab uenige?

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KUhrarbeit nötig iet. Es besteht infolg· dee geringeren Eiegehaltcs auch nicht die Gefahr der Eiszusaaaenballung am Rührwerk innerhalb der Gefrierkaaaer.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten dee erfindungsgeaäBen Verfahrene bowie der Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens ergeben sich aus den UnteranuprUchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird iea folgenden anhand 3oheoatischer Zeichnungen an

zwei Ausführungebeiepielen näher erläutert. i

fig. ' aoigt den Prinzipaufbau einer erfindungsgeaäQen Vorrichtung luo Ausführen des erfindungagenäöen Verfahrene.

Fig. 2 zeigt anhand eines Diagraaaa die bei Ausführung dee erfindungsgemäuen Verfahrene einzuhaltenden Betriebsbedingungen.

Fig. 5 zeigt die Teilanaicht eine» weiteren Auoführungsbeispieles einer erfindungbgeaäSan Vorrichtung.

Pig. ι zeigt die G«saatvorriohtung 10 bus Herstellen und sua Ausgeben eines halbgefrorenen kohlenaäurehaltigen Getränkes. Sie ermöglicht die Heruteilung und die Ausgabe eineo zuckerhaltigen Getränke· ron ( sohlaaa- bzw. echneeaatechartiger Konsistenz und zwar alt hohen Grad an sogenanntem "cver-run*¹. Der Begriff "over-run" stamat an sich Ton der Soft-Eie-Herstellung und wird Ie Zusanmenhang oit achneenatechartigen Getränken für die Tatsache benutzt, daß beia Auegeben eines solchen Getränkes das Volumen des Getränkes gegenüber dem ursprünglichen Voluoen vor der Kihlung vergrößert wird. Diese Volumenauedehnung rtlhrt primär von den Kohlendioxydgasblasen her, die ia Getränk vorhanden 3ind, zua Teil auch von einer tatsächlichen Ausdehnung des Produktes «ibst. Die Zuverlässigkeit der Herbeiführung eines solchen "over-run" st auf dea Gebiet der Getrlnkeherstellung ein Problea und ee wird ge-

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maß der Erfindung unter anderem mit unerwartet gutem Erfolg gelöst. Sie Vorrichtung 10 kann im Sinne der nachfolgenden Beispiele gemäß den verschiedenartigsten Verfahrensweisen betrieben werden. Zur Herstellung des halbgefrorenen kobleneäurehaltigen Getränkes wird zunächst über eine Verbindungeleitung 11 ein geeignetes Zwischenprodukt zugeführt, da β die gewünschte Kohlensäurehaltigkeit und Siiße besitzt. Dieseu Zwischenprodukt wird aus einem geeigneten Speicher für kohlensäurehaltiges Getränk zugeführt, in dem gezeigten AusfUhrungebeispiel dem Js turationeapparat 12 für Kohlensäure. Dieser Speicher kann

auch durch übliche Vorraisch-Überfuhrungetanke für ein solches Zwieohen-

aein.

produkt gebildet f"Der Überfiihrungetank 25 für 3irup ist ein Beispiel für die Ausgestaltung derartiger Vormisch-Überführungstanks.

Dem Mischbehälter 12 wird Waeeer, Sirup und Kohlendioxydgae aus geeigneten quellen zugeführt und innerhalb dee Behälters 12, sei es nun ein Saturationeapparat oder ein Vormiech-Uberführungstank, wird «in erster statischer Druck durch dee Gas erzeugt, der einen Wert gemäß den nachfolgenden Beispielen haben kann. In dem gezeigten Auoführunge-

beiopiel wird dec Wasser über ein Filter 13 aovie eine durch einen Motor 15 angetrieben konstante Zuführpuape I4 dem Behälter 12 über ein Absperr- oder Rückschlagventil 54 «sit einer Geschwindigkeit augeführt, die durch sin Durohflußsteuerventil 16 gesteuert ist, eobald das Solenoidyentil 1? eißgsechaltet ist. Das Ventil 17 wird durch einen Schalter 19 gesteuert, der in Abhängigkeit von der Produktnenge innerhalb des Behälters 12 arbeitet. Ein Rückführventil 20 schützt die Puep« 14 und der Druckachalter 21 wird durch den Vaeüerdruck der Hauptleitung geschlossen gehalten. Dieter Schalter liegt im Hauptkreiu der Vorrichtung 10 und schaltet diese aue, wenn Wasser ausbleibt.

Das Kohlendioxydgae komot eue einem Tunk 22 a&t einem üblichen Auslaßventil 23, das EU einem Druckregler 24 führt Eas Gas wiÄ einem Sirup-UberführungEtank 25 und einee zweiten Druckregler 26 und »uSerden den Behälter 12 bzw. dem Ifcqsaiiralenten

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führungstank zugeführt. Der Zuführleitung

für dee Kohlendioxydgas ist ein Sioherheits-Druckschalter 27 zugeordnet, durch welchen die Vorrichtung bei« Auebleiben eines vorbeatioaten Gasdruckes ausgeschaltet wird«

Der Sirup wird aus dem Tank 25 duroh den Kohlendioxydgasdruck herausgedrllakt und gelangt Über ein Umgehungsventil 28, durch ein von Hand einstellbares DurchfluBsteuerventil 29t ^ein Absperr- oder Rückschlagventil 30, einen Schwimmerschalter 31 sowie ein Solenoid-Ventil 32 zum Saturationsapparat 12 und zwar über ein Schnüffelventil $6, Die» ses Schnüffelventil 56 ist ein Rückschlagventil, das zwar Oas in beiden Richtungen durchlast, das jedoch einen Rückfluß von Flüssigkeit verhindert. Das Durchflußeteuerventil 29 wird von Hand so eingestellt, daß das gewünschte Verhältnis von Wasser und Sirup zugeführt wird. Um die Menge Sirup, die je Zeiteinheit zugeführt wird, bestimmen zu können, ist nooh ein Probenventil 33 vorgesehen, das von Hand geöffnet werden kann und über welches eine Sirupprobe'von Hand in eine Meßeinrichtung während einer vorbestimmten Zeitdauer abgezogen werden kann.

Das Rückschlagventil 30 verhindert ein mögliches Rückströmen verdünnten Sirups und der Schwimmerschalter 31 gewährleistet, das die Vorrichtung nur so lange arbeitet, als an dieser Stelle Sirup vorhanden ist. Das Solenoid-Ventil 32 und der Pumpenmotor 15 stehen ebenfalls unter der Steuereinwirkung des FUlleteuersohalters 19·

Der durch den zweiten Druckregler 26 gesteuerte Druck dient nicht nur zur Kohlensäureanreioherung, sondern auch zum Hindurchtreiben des Produktes durch die Verbindungsleitung 11, in welcher ein Druckminderventil 34 angeordnet ist und welohe über die Leitung 36 zur Gefrierkamoer 57 führt. Das Druckminderventil 34 ist auf einen geringeren Druckwert eingestellt um einen zweiten statischen Druck innerhalb der Gefrierkamaer 37 zu erzeugen, der geringer ist als der erste statisohe

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Druck innerhalb des Behälters 12. Ein RUokflußventil 35 überbrückt das Druckminderventil 54· Bei einer heftigen Produktensaugung durch die Gefrierkaamer 37 und auoh bei· anfänglichen Füllen und Kühlen ermöglicht dieses Bückflußventil 35 die Ausdehnung des Produktes in rückwärtiger Richtung und schützt daait das Syatea vor Überlastung. Die Gefrierkaaaer 37 let mit einea von Hand betätigbaren Entlüftungsventil 38 versehen, das die vollständige Füllung der Rauer 37 ait dem Produkt ermöglicht. In den gezeigten AusfUhrungsbeispiel durchläuft das Wasser eine Vorkühltichlange 18 und der Sirup durchfließt eine Vorkühlschlange 4t wobei diese VorkUhlechlangen 4 und 18 und der eigentliche Saturationsapparat 12 geaeinsaa innerhalb einer Kühleinrichtung 5 angeordnet sind. Wenn die verschiedenen Produktbestandteilβ alt Umgebungstemperatur zugeführt werden, werden sie durch die Kühlschlangen 4 und 1Θ vorgekühlt* Der Grad der Kühlung wird durch das Kühleyetee 39 bestimmt, das über die Temperaturregeleinrichtung 40 gesteuert ist. Der Zucker innerhsla des Produktes wirkt als Antigefrieraittel. Es können aber gewiss« Fehler bezüglich des Zuckergehaltes auftreten und es ist deshalb noch eine Sicherheitesteuerung 41 vorgesehen, die dee Vorhandensein oder Auftreten von Eisbildung in der Kühlvorrichtung 5 anzeigt.

Der Kühlzylinder der Gefrierkamaer 37 wird durch ein Kühlsystem 42 relativ großer Kapazität gekühlt. Jeder Gefrierkamaer 37 ist ein solches Gefriersystea zugeordnet. Das Gefriersystea 42 wird durch einen Schalter 45 gesteuert, der auf den Zustand des Produktes innerhalb der Kamaer 37 anspricht. Der Schalter 45 kann beispielsweise mechanisch betätigt sein durch einen in der Kammer vorgesehenen Viskos it ätsf übler 44.

Wenn sich innerhalb der Gafrierkamaer 37 Eis auszubilden beginnt, wird diese« durch einen kontinuierlich angetriebenen Bührschaber 45 voa der Innenwand der Gsfriarkaacer wieder abgeschabt. Der Eührschaber

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ist durch ·1η·η Motor 46 angetrieben. Wenn aue irgendeines Grund die RUhrbewegung aufhört eo wird diese unterbrechung durch einen Zentrifugalaohalter 47 festgestellt, der in Reihe alt den Schalter 43 geschaltet ist und dann das Qefriereyetem 42 abschaltet. Das fertige halbgefrorene Getränkeprodukt wird aus der Kammer 37 duroh ein Abgabeventil 48 abgezogen, das für eine von Hand zu betätigende Vorrichtung ein von Hand gesteuertes Ventil sein kann oder aber auch beispielsweise bei eine« aünabetätlgten Selbstverkäufersystes ein elektriaoh betätigtes Ventil.

Der Zucker im Cetrankeeirup wirkt als Antigefrieraittel, auch alle übrigen genießbaren Zuckerersatsaittel, die den Gefrierpunkt von Wasser herabsetzen. Solche äquivalenten Mittel sind beispielsweise Alkohol und Glycerin während die bisher bekannten künstlichen SUB-stoffe nicht äquivalent sind, da sie den Gefrierpunkt von Wasser nicht herabsetzen. Bei« Ausfrieren des Produktes, das ja eine aechanische Mischung und keine chemische Mischung ist, wird ein Teil des Wasser« gefroren. Bei« Ausfrieren dieses Vasserbestsndteilee gibt er den Zuoker und auch das Kohlendioxydgas ab, das la ihe geltet war und der Zucker wird gleich wieder duroh die verbleibende Flüssigkeit übscr/feiirt. 0·· :,au wird nur dann wieder reabsorbiert, wenn die Flüssigkeit noch nicht mit Kohlendioxydgas gesättigt 1st. GeaäQ der Erfindung sind die Betriebsparameter ^edoch so gewählt, daS die verbleibende Flüssigkeit vor dea Abziehen gesättigt itti so daß alt Sicherheit ein Überschuß von freien kleinen Gasblasen erzeugt wird, die innerhalb der Gefrierkaaaer duroh die RUhrwirkung des Rtthreohabers 45 verteilt werden. Obwohl die RÜhrwirkung relativ sanft ist wird durch die Bewegung dieser sanften Rührung die Flüssigkeit etwas unstabil, so daS der Jattigungegrad isaer etwas unterhalb der vollen Sättigung liegt. Durch das Rühren wird eine gewisse schaumbildung innerhalb der Gefrierkammer 57 erzeugt und beia öffnen des Abgabeventiles 48 können sich die freien Gasblasen ausdehnen

nd ein schäuaendes Getränk erzeugen, ohne daß in nennenswert®« Umfang j&s auu dea Getränk ausbricht. Das Gas bleibt vielaehr Im wesentlichen η Lösung innerhalb der Flüssigkeit. Auf dies· Weise MiTu alt Sicherheit

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ein relativ großer "over-run" erzielt.

Die Temperatur innerhalb des Behälters 12 kann in großem Bereich schwanken. So befindet sich der Behälter beispielsweise beim Einschalten der Vorrichtung auf Zimmertemperatur. Er befindet sich auch dann auf Zimmertemperatur, wenn das Kühlsystem 39 abgeschaltet ist. Ba die Temperatur im Saturationsapparat 12 eich ändern kann und der Grad der gewünschten Kohlensäureanreicherung sich nicht ändern soll, ist zum Aufheben einer Änderung des Kohlensäuregehaltes im Produkt innerhalb des Saturationsapparates oder eines anderen Speichers für kohlensäurehaltige Flüssigkeit eine Einriohtung vorgesehen, die auf die Temperatur des Getränkes in diesem Speicher anspricht und den Druckregler 26 steuert, so daß der Druck in Speicherbehälter in Abhängigkeit von der Temperatur geändert wird. Diese Einrichtung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Fühler 6 dargestellt, der mit einer geeigneten Steuereinrichtung 7 für den Druckregler 26 verbunden ist. Der Fühler 6 kann beispielsweise eine mit Flüssigkeit gefüllte Kapsel sein, die über ein Kapillarrohr Bit einer Druckdose in der Steuereinrichtung 7 sub Ändern der Federvorspannung de· Druckregulierventiles 26 verbunden ist.

Der Kühlechalter 43 des Kiihlsystems 42 ist so eingestellt, daß dieses System 42 zyklisch ein- und ausgeschaltet wird und zwar derart, daß für jede Temperaturänderung Innerhalb der Gefrierkammer 57 je KUhI-zyklue stets freie Gaeblaeen Ib halbgefrorenen Getränk vorhanden sind.

In den Ausführungnbeispiel nach Fig. 3 fehlt die Öirup-Vorkühlschlang· 4 und der Sirup wird über die Leitung 8 unaittelbar der Vorkühleohlang· 1Θ für da· Wasser zugeführt, so daß der Gefrierpunkt das Wassere herabgesetzt wird, bevor es innerhalb der Vorkühleshlange durch das Kühlsystem 3 gekühlt wird. Der Sirup und das V/asser werden elso vor dem Kühlen gedacht und hierdurch wird der Auefrierpunkt üb einig· Grad herabg·-

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••tut. Durch di· Kühleinrichtung 5 kann also die Waaser-Sirup-Miachung auf «inen niedrigeren Temperaturwert gekühlt werden, ohne daß die Gefahr eines Ausfrierens besteht. Der Saturationsapparat 12 kann daher ebenfalls durch die Kühleinrichtung 5 auf einen niedrigeren Teaperaturvert gekühlt verden und es ist damit möglich, eine größere Kohlensäureanreioherung zu erzielen.

Mit der Vorrichtung 10 nach Fig. 1 oder Fig. 3 ist es also möglioh, zunächst ein alt Kohlensäure angereichertes Getränk unter einem solchen Druck und einer solchen Temperatur zu speichern, daß die Kohlensäureanreioherung in dem Oetränk den Sättigungewert erreicht. Anschließend kann dann das kohlensäure_angereicherte Getränk einer Gefrierkammer zugeführt werden, die unter Druck- und Teoperaturbedingungen arbeitet, welohe die Eisbildung ermöglichen, wobei dieses Ausfrieren so lange durchgeführt wird, bis ein Überschuß an freies Kohlendioxydgas entsteht, vorzugsweise unter einem geringerem Druck. Die flüssige Phase des Getränkes besitzt also die Tendenz, innerhalb der Gefrierkammer 37 Übersättigt zu verden, infolge der Rührwirkung des Schabers 45 kann dies jedoch nicht eintreten und die freien Gasblaeen verden in der Flüssigkeit verteilt. Wenn das schäumende Endprodukt aus der Gefrierkamaer 37 abgezogen wird, dehnen sioh die freien Gasbläschen, welche die schäumende Konsistenz des Produktes ausmachen, infolge der weiteren Druckreduzierung aus und es wird auf diese Weise ein hoher Grad an "over-run^H erreicht.

Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt die Betriebsbedingungen der erfindungsgemäßen Torrichtung und zwar für den Fall, daß das Druckminderventil 34 so eingestellt ist, daß der Druck in der Gefrierksmaer 37 gleich dem Druck innerhalb des Behälters 12 ist. Druckgleiefehait wird auch erreicht, wenn das Ventil 34 ganz weggelassen wird. Wie oben dargelegt ist, wird innerhalb der Gefrierkammer $7 durch d&a Ausfrieren freies Kohlendioxydgas freigegeben während die verbleibende Flüesig-

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keitephae· wegen der herrschenden Temperatur- und Druokbedingungen gesättigt ist. Das Diagraaa zeigt die Grensverte, oberhalb welcher die Vorrichtung betrieben werden euß, ua diese gewünschten Bedingungen zu erzielen. An der Ordinate des Diagrammββ sind die Prozentwerte für das Wasser angegeben, das aus des kohlensäurehaltigen Getränk ausgefroren werden muß, ua die verbleibende Flüssigkeit mit Kohlendlozydgas zu sättigen. Biese Prozentzahlen setzen voraus, daß der Druok In der Gefrierkat&ffler 37 gleich dem Kohlendioxyd-Oasdruck in der Kaaaer 12 ist. Der Behälter 12 gibt außerdem ein Produkt ab, das alt Kohlendioxydgae bei den dort herrschenden Druck- und Teaperaturbedingungen gesättigt ist. Durch die Herabsetzung der Temperatur des Getränkes in der Gefrierkaaaer wird das Getränk jedoch von Kohlendioxydga· entsättigt, mit sunehaendea Ausfrieren von genügende· Wasser wird der Sättigungsgrad jedoch wieder erhöht. An der Abszisse des Diagraaaee ist die Differenz zwischen der Temperatur T1 des Getränkes is Behälter und der Tempere,::? T2 in der Oefrierkaamer 57 aufgetragen. Si« den einseisen Linier» des Biegraeaes sugeordneten Temperaturwerte entsprechen Ι®? f@@»^a,tu2* d^s Getränkes is Behälter 12. Die oberste Linie des Dl&g?$saee zeigt, daß für eiaa Teasper&tur von etwa 5° C (42³ F.) «ifid ©ins ^ff«aperatur in der Gefrierkaouser, die uas etwa 8® 0 (14^Ö f. ) aie&riger iet, das Ausfrieren von etwa 27fa dee Wassers «sus der verbleibenden Fltissigkeit nötig ist₉ damit diese wieder alt EoäXeag@sM,ttigt ist» Ba auS also ein Mdhsrer Prozentsats von Wasser werden, ua sicherzustellen; daS freit Kohlendioxydgaablasen in dar Sefffierkaamer vorhanden*«lad. Wenn dagegen die Gefrlerkaaaer auf einer w& ©t-wa 12° niedrigeren "·\^Η§κ$Ιβιι wird» Bussen etwa 57$ dee hass or es auegafrerea werden, ua wieder Sättigung au erreichen. Hit geringeren ^eapsfaturen is Behälter 12 vird ein« größere Kohleadioxydmenge absorbiert und es wird daait in der Gefrierkaaasr leichter wieder Sättigung erreicht. Bei der Torrichtung nach Pig. 1 darf die Kühlvorrichtung 5 nicht auf eines so niedrigen Teaperaturw#rt arbeiten, amS. die defaiir des Ausfrieren» von Wasser ia der Kßfeieolilange 18

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Wenn dl« Steuereinrichtung 40 Auf «ine Betriebetemperatur ron etwa 3° C. eingestellt wird, kann angenommen werden, daß die Temperatur im Bereich zwischen 1° und 4° C. pendelt. Eine niedrigere Nominaleinsteilung iat deebalb unsicher. Sie 1* 2," 3,° 4° C-Temperaturlinien des Diagrammes definieren also die Grenzen, oberhalb welchen die Vorrichtung betrieben werden muß, damit innerhalb der Oefrierkammer Sättigung erreicht wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung kann in dieser Beziehung vorteilhafter arbeiten. Während 0° C. die absolut niedrigste Temperatur " ist, auf we lohe in dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1 die Kiihlsohlange 18 gekühlt werden kann, kann infolge des Vorhandenseins des den Gefrierpunkt herabsetzenden Zuckere in der Wasserleitung der Torrichtung nach Pig. 3 die Kühlschlange 18 auf einen niedrigeren Temperaturwert gekühlt werden. Das Gefrieren der Mischung beginnt dann etwa erst bei einer Temperatur zwischen -2^C und -1,5° C. Die Kühleinrichtung 5 kann daher auf eine um etwa 1° C. niedrigere Temperatur gekühlt werden ala in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die mittlere Betriebstemperatur von etwa 30 C. gemiB obigem Beispiel, die etwa in der Kitte des Diagrammee liegt, wird dadurch auf die unterste Linie des Diagramme verechoben, web eine wesentliche Verbesserung bedeutet, denn es braucht nur eitt geringerer Prozentsatz Wasser auegefroren werden uo die Sättigung wieder su erreichen.

Gemäß der Erfindung wird also das Produkt vor der Gefrierkammer 37 auf einen solchen Wert mit Kohlendioxyd angereichert, der höher liegt als der endgültige Sättigungswert nach der Behandlung in der Gefrierkammer 37, so daß während der Behandlung in der Gefrierkaomer 37 überuchÜ6eiges Kohlendioxydgas aus der Lösung im Produkt herausgezwungen wird und das Produkt noch innerhalb der Gefrierkaamer eine ech&umende Konsistenz erhält. Der Wert, auf welchen das Produkt anfänglich mit Kohlensäure angereichert wird bzw. der Wert der Kohlensäureanreioherung, nit welchem das Produkt ausgegeben wird, hängt selbstverständlich von

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der Temperatur und dam Druck ab. Wann beleplalavaiee bale Einschalten dar Vorrichtung bsv. bei ausgeschaltetem Kühlsystem 39 oder in dan Fällen, in denen der Speicherbehälter 12 ein Vormiechtank auf Zimmertemperatur iat, eine Temperatur τοη etwa 21^D C. und ein Kohlendioxydpegel τοή 3 Vol. Einheiten Kohlendioxydgaa in Lösung Torhanden iat, eo iat ein Druck τοη atva 2,6 at dee Kohlendioxydgaaes nötig ua die Kohlensäureanreloherung in einen stabilen Zuatand au bringen. Pur geringere Temperatur iat ein ent sprechend· geringerer Druok nötig und für geringere Werte der KohlenaKureanrelcherung aind entepreohend geringere Drucke auarelcbend.

Beispiel 1

AngenoBiaen die mittlere Temperatur im Behälter 12 beträgt 3° C. und in der Gefrlerkamaer 37 etwa -3,5°C.Der Druck in der Gefrierkammer' 37 let gleich dem Druck la Behälter 12 uns beträgt etwa 2,1 st. Der Sättigungspegel im Behälter 12 let etwa 4,7 vol. Einheiten während er in der Gefriorkammer 37 theoretisch 6,0 vol. Einheiten beträgt. Die Kohlendioxydeattigung 1st also bei 3° C. JBf, dee Wertes bei -3,5°C. Wenn also 22# (lOOjS - 78;'») der Flüssigkeit in der Gefrierkammer »tilge fror en aind, so wird das bei diesem Gefriervorgang freiwerdende Gas in dar verbleibenden Flüssigkeit absorbiert und dieser Flttssigkeitabestandteil wieder gesättigt. Wann das Ausfrieren Über 22ft hinaus fortgesetet wird, wird dar FlUaalgkeitabestandteil Im Voluaen reduziert und CO₂-GaB wird aus dar Lösung herausgedrückt und die Mischung Innerhalb des Zylinders wird damit aufgeschäumt.

Beispiel 2

Bei einem Druck τοη 1,4 at In dar Oefrlerkammer 37, die wiederum bei einer Temperatur τοη 3*5° C arbeitet, enthält der FlUeaigkeit»bestandteil theoretisch etwa 4,7 τοί.Einheiten an Kohlendioxydgaa. Um wieder die 22JU Ausfrlerung des Torhergehenden Beispieles au erreichen, Iat eine KohlensKureanreicherung τοη 3,7 τοί. Einheiten nötig (78jt tob 4,7 Toi. Einheiten). Ua dlaae 3*7 vol. Einheiten Oma In da· uraprflng-

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lichen Produkt zu erzielen, ist bei einer Temperatur von 21° C. ein Kohlendioxydgasdruck von 3» 4 at nötig. V/enn die Temperatur im Behälter 12 nur 1$° beträgt, so ist nur ein Druck von 2,8 at nötig. Diese Drücke werden durch den Druckregulator 26 erzeugt während der 1,4 at-Druck in der Gefrierkammer 37 durch den Druckregulator 34 aufgebaut wird.

Beispiel 3

Wenn das Beispiel 1 eo abgeändert wird, daß die Temperaturen im Speicher für kohlensäureangereichertes Getränk, beispielsweise im Behälter 12 oder im äquivalenten Vormiechtank, höher gewählt werden während die Parameter dea Beispiels 1 für die Gefrierkaaaer 37 beibehalten werden, so muß der Regulator 34 so eingestellt werden, daß 2,1 at Druck in der Gefrierkaaaer 37 herrscht während der Regulator 26 so eingestellt werden muß, daß 4»5 at bzw. 3,8 at für Temperaturen von 21° bzw. 15° C. vorliegt. Hohe Drücke ia Speicher für das Getränk, vor allem wenn dieses nicht gekühlt oder nur wenig gekühlt ist, machen geringe Drücke in der Gefrierkammer nötig.

Der Druck in der Gefrierkaaaer 37 wird danach gewählt, wieviel Kohlendioxydgas in Lösung in der Flüssigkeit des halbgefrorenen Getränkes gewünscht wird. Der Druck aus Aufrechterhalten bzw. zum Erzeugen der Kohlensäureanreicherung wird in Abhängigkeit der gewünschten endgültigen Kohlensäureanreicherung der Flüeeigkeitsphase eingestellt. Der Grad des "over-run" wird dann durch Ausfrieren von mehr oder weniger Eis aus dem Getränk eingestellt. Wenn ein extrea hoher "over-run" gewünscht wird ohne daß allzuviel Eis ausgefroren wird, so kann dies durch Verwendung eines großen Druckunterschiedes zwischen dec Behälter 12 und der Gefrierkaaaer 37 erreicht werden. £8 besteht also ein Zusaaaenhang zwischen dea, was durch die Gefriersysteme erreicht werden kann und dem, was duroh den Druckabfall hervorgerufen durch den Druckminderer 34 erzielt wird. Die auf die Getränketemperatur io Speicher 12 ansprechende Steuereinrichtung für

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den Druokregulator 26, duroh welche der Druck la Speicher in Abhängigkeit von der.Temperatur geändert wird, ermöglicht das gleichbleibende Ausfrieren von Wasser beim Erreichen des Sättigungspegels der verbleibenden Piüssigkeitnhase innerhalb der Kammer 37.

Wenn der Brück innerhalb des Speichers 12 und Innerhalb der Gefriarkaamer gleich ist, sind die in Pig. 2 gezeigten Ausfriergröflen fUr alle Kohlendioxyddrücke konstant.

Das erfindungagemäße Verfahren und die erfindungsgeoäBe Vorrichtung besitzen den großen und unerwarteten Vorteil, daß keine Eiesusaaaenballungen mehr in der (Jefrierkaamer auftreten. Duroh den Überschuß an freiem Kohlendloxydgas la Zylinder wird eine solche Eiazuaamaenballung am RUhrschaft verhindert. Eine exakte Erklärung, dafür gibt es nicht. Es kann sein, daß die Bewegung der Plüasigkelt infolge des Umrührens abrupter erfolgt und dadurch Eisablagerungen ab« gebrochen werden. Es kann auoh sein, dafl infolge der größeren Dichte des Eises gegenüber der schäumenden Mischung mehr Eis voo Rühreohaft weggedrängt wird während die Flüssigkeit mit des eingelagerten freien (Jas eine geringere Dichte besitzt und damit möglicherweise eine Art Gasring um den RUhrschaft herum bildet. Da das Sie das nächst geringer dichte Material des Produktes ist, besteht die geringere Wahrscheinlichkeit der Berührung dee Elses alt dea Schaft bzw. es kann eine gewisse Scherkraft aufgebracht werden, durch welche eventuelle Bisablagerungen voo Schaft abgebrochen werden. Welche Erklärungen auch iaaer dafUr gUltig sein aÖfen, Tatsache ist jedenfalls, da3 eine solche störende Eisanba llung ata Rührwerk verhindert vird.

Patentansprüche

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Claims

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mar |in>n Al rMPKLDNTKANNK ·4/·.ΛΓΡ«1.

OT. W AA V Τ««.β»βϋ 444···

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Patantanaprllche

1. Verfahren sas Heratellea und Ausgeben «la·· halbgefroranaa kohlenaturehaltlgea Qetrlnkea, g · k · a a • •lohnet durchs

a) Speichern einer M«ag· koaianelur ehalt ige· Oetrinke· anter aolohea atatiach«n Druck tob Eohlendioxydgaa bei «oleh«r T««p«ratar₍ das dl· lohlenaiureanreich·- rung etwa Sltti^uac erreicht

b) übertrag «la·· Teil· dl···· kohl«n>lur«haltigen β·- trtak·· la ·1β· O«frl«rkaaa«r_t la welcher ·· unter •tatlach·· Druck gehalten wird

o) Auafrierea «la·· Tall·· d·· Vaaaar· aaa dl«e«a kohl«n ■iur«haltlg«a Oatriak laaerhalb der O«frl«rkaaaer₉

■~ so d»8 Cohl«adloxyd«a> ·»· d·· t*frl«r«ad«a Waa««r fr«ig«g«b«a wirt, da· darch dl· Terbleibead* PlBsalgabsorbiert wird

d) Fortaetsea dl···· Auafrl«r«na bla aear fr·!·· fohlendiojqrdga· frelgecebea wird als *oa der Plttsalgkelt abaorblert w«rd«a kaaa aat«r ffleichsttltlgea Uaraaraa dar Hiaohunff aaa clttlcaalBlgea T«rtail«a d·· fr«l«a Oa··· ianerhalb dar F10««ifkeit

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109810A0257 §_A0 original. _€OpY

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2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch g · kanne ·■ lohnet , daß dar etatieche Druck in der Gefrierkaamer auf eines niedrigeren Vert als la Speicher gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der etatieohe Druck und die Endteaperatur in der Oefrierkamaer Jeweils so gewählt sind, daß der Grad der Kohleneäurebildung größer wird ale die Sättigung für die ursprünglich vorhandene Kohlendioxyd-Gaseenge.

4* Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der statische Druck des Kohlendioxydgases in Abhängigkeit Ton der Teaperatur dee gespeicherten Getränkes geregelt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet , daß das gespeicherte Getränk während der Kohlensäureanreioherung auf einer Teaperatur über 0° C. gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch g β kennzeichne t,daß das gespeicherte Getränk durch Mischen von Wasser alt Sirup und Kohlendioxydgae gebildet wird.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vasser und/oder der Sirup alt einer Teaperatur etwa« oberhalb 0° C. vorgekühlt zugeführt wird.

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8. Verfahren naoh Anβpn»oh 6 oder 71 dadurch gekennzeichnet , daS das Kohlendioxydgas au einer auf einer Temperatur etwas oberhalb des Gefrierpunktes gekühlten Vasser-Sirup-Mischung suge setzt wird.

9. Verfahren naoh Anspruch 6 bis 8, d a d u r ο h gekennzeichnet , daß der S.irup dem Wasser vor des Kühlen zugesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daS die Bildung und Speicherung des kohleneäurehaltigen Getränkes in einer gekühlten Kammer erfolgt.

11. Verfahren naoh Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zyklische Einsetzen und Unterbrechen des Ausfrierens in der Gefrierkaoaer so gesteuert ist, daß stets freiwerdendes Kohlendioxydgas in der Gefrierkaaaer vorhanden ist.

12. Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrene naoh eine«

oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekenn- " zeichnet durch einen mit einer Kohlendioxyd-Druokgasquelle (22) verbundenen Speicherbehälter (12) für das Getrink, dessen Auslaß (11) über ein Druckminderventil (34) ait einer ein Abgabeventil (48) aufweisenden Cefrierkanmer (37) verbunden ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein parallel zum Druckminderventil (34) angeordnetes RUokfUhrventil (35)

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14· Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13· dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Speicherbehälter (12) führenden DruckgaezufUhrleitung ein Druckregler (26) angeordnet ist, der durch einen Temperaturfühler (6) ie Speicherbehälter (12) in Abhängigkeit von der Qetränketeaperatur gesteuert let.

15· Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auoh den Speicherbehälter (12) ein Kühlsystem (5) zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 15· dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (12) als Saturationsapparat ausgebildet ist, der mit einer Wasser-, Sirup- und Kohlendioxyd-Gasquelle (13· 25, 22) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser und/oder der Sirup vor der Zufuhr zum Saturationsapparat in einer Kühlschlange (13 bzw. 4) vorgektthlt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Sirupzufuhrleitung (θ) vor dem Kühlsystem (5) des Saturationaapparates in die Wasserleitung mündet (Pig. 3).

19. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß in der Gefrierkaoaer (37) ein Rührwerk (45) angeordnet ist.

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