DE19825559C2 - Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei Gasen und Vorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten - Google Patents

Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei Gasen und Vorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei unterschiedlichen Gasen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Weiter betrifft die Erfindung eine Abfüllvorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
Als ein Beispiel zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen ist seit langem die Im­ prägnierung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, Tafelwasser oder Mineralwas­ ser, mit Kohlendioxid bekannt. Dazu wird das zu behandelnde Wasser in einen unter Druck stehenden und mit Kohlendioxid gefüllten Druckkessel gesprüht, wobei durch die aufgrund des Versprühens erhöhte Oberfläche ein beschleunigter Stoffaustausch zur Aufnahme von CO2 im Wasser, das mit Wassermolekülen unter Bildung von Kohlensäure chemisch reagiert, stattfindet. Die Anreicherung des Wassers mit Koh­ lendioxid dient einerseits dazu, eine Verkeimung des Wassers zu verhindern und so­ mit die Haltbarkeit des Wassers zu erhöhen, und andererseits einen erfrischenden und ansprechenden Effekt durch das Ausperlen des Gases zu erzeugen.
In jüngerer Zeit wird neben einer Kohlendioxidanreicherung von Wasser auch die An­ reicherung mit Sauerstoff betrieben, wie dies beispielsweise in der WO 95/29130 A1 be­ schreiben ist. Mit Sauerstoff angereichertes Wasser hat einerseits medizinische Wir­ kungen und kommt andererseits natürlichem Gebirgswasser näher als herkömmliches Trinkwasser.
Bei Normalbedingungen lösen sich ca. 9 mg Sauerstoff pro Liter Wasser. Die Sauer­ stofflöslichkeit nimmt mit abnehmendem Sauerstoffpartialdruck sowie mit zunehmen­ der Temperatur und mit zunehmendem Salzgehalt im Wasser ab. Umgekehrt nimmt die Sauerstofflöslichkeit mit zunehmendem Sauerstoffpartialdruck zu.
Die Anreicherung von Wasser allein mit Sauerstoff ohne zusätzliche Beigabe von CO2 ist für Trinkwasser nicht durchführbar, da eine erhöhte Verkeimungsgefahr, insbeson­ dere durch aerobe Mikroorganismen besteht, wenn keinerlei CO2 zugegeben wird.
Aus der zuvor erwähnten WO 95/29130 A1 ist es bereits bekannt, Wasser sowohl mit Sauerstoff als auch mit CO2 anzureichern. Es stellte sich jedoch heraus, dass eine ausreichende Anreicherung von Wasser sowohl mit Sauerstoff als auch mit CO2 unter Erzielung zuverlässiger und reproduzierbarer Ergebnisse technisch erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Mit den bestehenden relativ einfachen Anlagen zur Impräg­ nierung von Wasser mit Gasen ist es nicht möglich, eine gewünschte Sauerstoffanrei­ cherung von wenigstens dem Doppelten des natürlichen Werts bei gleichzeitiger, über der Wahrnehmungsschwelle von 2 mg je Liter liegenden CO2-Anreicherung zu erzie­ len.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Flüssigkeit mit wenigstens zwei Gasen dauerhaft und zuverlässig angereichert werden kann. Weiter ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Auffüllvor­ richtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten in einen Abfüllbehäl­ ter zu schaffen, mit der eine gleichbleibende Anreicherung der abgefüllten Flüssigkeit sichergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass die Anreicherung der mit dem ersten Gas angereicher­ ten Flüssigkeit mit dem zweiten Gas während des Abfüllens in einem Abfüllbehälter erfolgt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch eine Abfüllvorrichtung der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass das Einbauteil als Verwirbelungsvorrichtung zur intensiven Vermischung der mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit mit dem zweiten Gas innerhalb des Abfüllbehälters vorgesehen ist.
Durch die Behandlung der Flüssigkeit mit dem zweiten Gas zu einem sehr späten Zeitpunkt, nämlich während des Abfüllens, werden die für die Einbringung des ersten Gases in die Flüssigkeit bevorzugten Bedingungen, insbesondere ein ho­ her Gaspartialdruck, möglichst lange aufrechterhalten. Die Behandlung mit dem zweiten Gas, die gegenüber der Behandlung mit dem ersten Gas andere Bedin­ gungen erforderlich macht, erfolgt erst, wenn sich die Flüssigkeit bereits in der Abfüllung befindet. Daher wird der für Stoffaustauschprozesse zur Verfügung ste­ hende Zeitraum, in dem eine wesentliche Entreicherung der Flüssigkeit mit dem ersten Gas auftreten kann, auf ein Minimum beschränkt.
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß Trinkwasser zuerst mit Sauerstoff und an­ schließend mit Kohlendioxid angereichert. Da bei Abnahme des Sauerstoffpartial­ drucks die Menge an in der Flüssigkeit gelöstem Sauerstoff nicht schlagartig ab­ nimmt, kann bei Wegnahme des Sauerstoffpartialdrucks und Anlegen eines ho­ hen Kohlendioxidpartialdrucks während der Abfüllung die in der Flüssigkeit ge­ löste Menge an Sauerstoff beibehalten werden. Es wurde im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung erkannt, dass während der kurzen Abfülldauer von 3 bis 4 Se­ kunden oder von 5 bis 6 Sekunden bei Verwirbelung der aus der Abfüllanlage ausströmenden Flüssigkeit die Menge an gelöstem Sauerstoff konstant bleibt. Da nach der Abfüllung der Flüssigkeit der Abfüllbehälter unverzüglich verschlossen wird, ist kein weiterer Stoffaustausch möglich. Die Erfindung schafft daher die Möglichkeit einer äußerst reproduzierbaren und genau definierten Anreicherung von Flüssigkeiten mit zwei unterschiedlichen Gasen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird während des Abfüllens der Flüssigkeit zur Behandlung mit dem zweiten Gas eine Zerteilung der Flüssigkeit in eine Vielzahl kleinerer Flüssigkeitsströme oder Tropfen durchgeführt, um eine größere Oberfläche der Flüssigkeit beim Einfüllen in den Abfüllbehälter zu schaf­ fen. Dadurch wird der Stoffaustausch zwischen der Flüssigkeit und dem zweiten Gas, das beim Abfüllen in den Abfüllbehälter vorhanden ist, geschaffen. Überra­ schenderweise erhöhen sich dadurch die Abfüllzeiten nur geringfügig von bisher 3 bis 4 Sekunden auf lediglich 5 bis 6 Sekunden. Andererseits kann beispielsweise bei der Anreicherung von Wasser mit Kohlendioxid bei einem Kohlendioxiddruck von 6,5 bar während der Abfüllung eine ausreichende Imprägnierung des Was­ sers mit mehr als 2 g CO2 pro Liter Wasser erhalten werden.
Vorteilhafterweise wird die Zerteilung des Flüssigkeitsstroms durch eine Verwir­ belungsvorrichtung in Form einer quer zur Flussrichtung der ausströmenden Flüs­ sigkeit angeordneten, perforierten Platte verwirklicht. Damit wird eine relativ einfa­ che und kostengünstige Lösung zur Verwirbelung und Zerteilung des ausströ­ menden Flüssigkeitsstroms zur Imprägnierung mit CO2 geschaffen, die eine Um­ rüstung bestehender Anlagen mit sehr geringem Investitionsaufwand ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft näher erläutert und be­ schrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schemaskizze einer erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung einer Flüssigkeit mit einem ersten Gas und zur Abfüllung der Flüssigkeit in einen Abfüllbehälter unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Abfüllorgans nach dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Abfüllorgans;
Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht des an dem Abfüllorgan verwendeten Abfüll­ rohrs nach dem Stand der Technik;
Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht des an dem Abfüllorgan verwendeten Füll­ rohrs gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verwirbelungsplatte.
Die erfindungsgemäße Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen wird nachfolgend beispielhaft für eine Carbonisierung und Sauerstoffanreicherung von Wasser, insbe­ sondere von Trinkwasser, Mineralwasser oder Tafelwasser, beschrieben. Prinzipiell ist das Verfahren jedoch auch für die Carbonisierung und Sauerstoffanreicherung anderer Getränke, insbesondere auf Wasserbasis, wie z. B. Biere, Limonaden, etc., geeignet. Auch die Anreicherung mit anderen Gasen als Kohlendioxid und Sauer­ stoff, wie z. B. Lachgas (N2O), etc., wäre möglich. Auch die Gasanreicherung von Flüssigkeiten für nichtlebensmitteltechnische Zwecke ist mit dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren durchführbar.
Für die nachfolgend genauer erläuterte Anreicherung von Wasser mit CO2 und Sau­ erstoff ist es bevorzugt, zur Lösung des Sauerstoffs im Wasser nicht reinen Sauer­ stoff, sondern Luft, die bekanntlich ca. 20% Sauerstoff enthält, zu verwenden. Eine reine Sauerstoffbehandlung von Trinkwasser ist aus lebensmittelrechtlichen Gründen in der Bundesrepublik Deutschland nicht zulässig. Im Gegensatz dazu ist die Be­ handlung von Trinkwasser mit Luft rechtlich unbedenklich.
Da Luft zwei Hauptbestandteile, nämlich Sauerstoff und Stickstoff, enthält, die beide im Wasser gelöst werden, gestaltet sich bei Verwendung von Luft die definierte An­ reicherung von Sauerstoff im Wasser jedoch schwieriger. Da insbesondere die Lös­ lichkeit von Sauerstoff in Wasser vom Partialdruck des Sauerstoffs abhängt, der bei Verwendung von Luft nur ein Fünftel des angelegten Drucks beträgt, ist eine hohe Sauerstofflöslichkeit im Wasser nur bei entsprechend hohem Druck im Vergleich zur Verwendung von reinem Sauerstoff zu bewerkstelligen. Während es bei Verwendung von reinem Sauerstoff zur Anreicherung von Wasser und den dabei erzielbaren sehr hohen Lösungsverhältnissen von Sauerstoff in Wasser auf im weiteren Behand­ lungsverlauf des Wassers auftretende Stoffaustauschverluste nicht ankommt, muss im Gegensatz bei Verwendung von Luft die Möglichkeit einer Sauerstoffentreiche­ rung der bereits angereicherten Luft wirksam vermieden werden, um die geforderten hohen Sauerstoffkonzentrationen zu erhalten.
Bisher wurde bei der Herstellung von Trinkwasser üblicherweise das Wasser vor der alleinigen CO2-Anreicherung entgast, wobei der Sauerstoff nahezu vollständig aus dem Wasser entnommen wurde. Im Gegensatz dazu soll nunmehr das zu behan­ delnde Trinkwasser einen Sauerstoffgehalt aufweisen, der über 20 mg oder besser über 25 mg Sauerstoff pro Liter Wasser liegt. Derartigem Wasser wurde eine medi­ zinisch-therapeutische Wirkung nachgewiesen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dies dadurch erzielt, dass zunächst das Wasser in einem Behälter mit Luft behandelt wird unter einem Druck von ca. 4 bis 5 bar, vorzugsweise 4,5 bar, und vorzugsweise unter einer gegenüber der Um­ gebungstemperatur verringerten Temperatur von beispielsweise 10°C, wodurch die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser gegenüber Normalbedingungen weiter gestei­ gert wird. Zur Verbesserung des Stoffaustauschs, d. h. des Lösens des Sauerstoffs, und im verringerten Maße auch des Stickstoffs, der eine geringere Löslichkeit in Wasser aufweist als Sauerstoff, wird das Wasser über einen geeigneten Sprühkopf in den Behälter eingesprüht, wodurch insbesondere bei Verwendung eines geeig­ neten Sprühkopfs ein feiner Wassernebel in der Luftatmosphäre gebildet wird.
Die Wasserstandshöhe in dem Behälter wird über eine Niveauregulierung, die auf ein Einlassventil für das Wasser wirkt, geregelt. Das mit Sauerstoff angereicherte Wasser wird aus dem Behälter entnommen und über eine Förderpumpe unter Druckbeaufschlagung von ca. 6 bis 7 bar in das Abfüllsystem gefördert, wo es zu­ nächst in einem Vorrats- oder Ausgleichsbehälter gesammelt wird, der vorzugsweise ebenfalls mit unter Druck stehendem Sauerstoffgas aufgefüllt ist. An der Abfüllstation wird das zunächst nur mit Sauerstoff angereicherte Wasser in Flaschen abgefüllt. An dem Füllorgan der Abfüllanlage werden die Transportbehälter, üblicherweise Fla­ schen, angekoppelt, evakuiert und anschließend mit Kohlendioxid bei einem Druck von 6,5 bis 7 bar vorgespannt. Eine höhere Druckvorspannung durch Kohlendioxid ist aufgrund der begrenzten Druckfestigkeit der Flaschen nicht möglich.
Nach der herkömmlichen Abfüllmethode wurde das Wasser in möglichst laminarer Strömung in die Flaschen abgefüllt, um eine möglichst kurze Abfüllzeit und damit einen hohen Durchsatz in der Abfüllanlage zu erreichen. Erfindungsgemäß wird bei der Abfüllung das Wasser nicht laminar abgefüllt, sondern turbulent verwirbelt und in einzelne Teilströme, Tröpfchen oder Nebel aufgespaltet, um die Oberfläche zum besseren Stoffaustausch zu erhöhen. Überraschenderweise vollzieht sich der Stoff­ austausch nur in einer Richtung, nämlich Kohlendioxid dringt in das Wasser ein und wird darin mit einem Anteil von ca. 2 g pro Liter aufgenommen, wogegen ein merkba­ rer Rückgang der Sauerstofflösung in dem Wasser nicht festgestellt wurde.
Die Flasche wird möglichst randvoll gefüllt, wobei sich durch die Verwirbelung des einströmenden Flüssigkeitsstroms der Füllvorgang um 1 bis 2 Sekunden gegenüber der herkömmlichen Füllgeschwindigkeit auf ca. 5 bis 6 Sekunden pro Flaschenbe­ füllung erhöht. Damit ist das Trinkwasser mit ausreichend CO2 imprägniert, nämlich mindestens 2 g pro Liter, wodurch einerseits die erforderliche biologische Sicherheit zur Verhinderung von Verkeimung und der Schutz gegen aerobe Mikroorganismen erhalten wird, und wobei andererseits ausreichend CO2 enthalten ist, damit die pri­ ckelnde Wirkung beim Genuss des Wassers sinnlich wahrnehmbar ist.
Nach der möglichst randvollen Befüllung der Flasche mit dem nunmehr mit Sauer­ stoff und Kohlendioxid angereicherten Wasser wird die Flasche unmittelbar an­ schließend gasraumfrei verschlossen. Nach dem Aufsetzen des Verschlussdeckels auf die Flasche ist das Wasser von Umgebungseinflüssen abgeschlossen und än­ dert seine Konsistenz nicht.
Nachfolgend soll eine erfindungsgemäße Abfüllanlage beschrieben werden, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.
In Fig. 1 ist eine Schemaskizze einer erfindungsgemäßen Abfüllanlage dargestellt.
Das unbehandelte, oder möglicherweise entgaste Wasser wird über eine Leitung 53 und ein Regelventil 54 in einen Puffertank 50 eingespeist. Vor dem Puffertank 50 kann eine Kühleinrichtung vorgesehen sein, um das Wasser abzukühlen, vorzugs­ weise auf Temperaturen zwischen 6°C und 10°C. Durch den Puffertank 50 wird eine gleichmäßige Beschickung der Anlage zur Gasbehandlung des Wassers erzielt.
Der Puffertank 50 steht mit einem Sauerstoffbegasungstank 40 über eine Leitung 44 in Verbindung. In der Leitung 44 ist ein Reduzierventil 46 zur Steuerung des Förder­ drucks und damit zur Steuerung der Sprühwirkung bei der Einspeisung des Wassers in den Sauerstoffbegasungstank 40 vorgesehen. Ein weiteres Ventil 45, das über eine Niveauregulierung 42 gesteuert wird, dient zur Unterbrechung der Wasserzu­ fuhr beim Überschreiten des gewünschten Wasserstandspegels im Begasungstank 40. Das Wasser wird in den Begasungstank 40 über einen Sprühkopf 43 einge­ sprüht, bei dem es sich vorzugsweise um einen Spezialsprühkopf handelt, mit dem ein feiner Wassernebel erzeugbar ist.
Der Begasungstank 40 ist weiter mit einer Leitung 36 verbunden, die über einen Druckminderer 37 zu einem Druckluftkompressor (nicht gezeigt) führt. In der Leitung 36 ist vorzugsweise ein Filter (nicht gezeigt) zur Abscheidung von Partikeln aus der Luft vorgesehen. Das in dem Begasungstank 40 angesammelte, nunmehr mit Sau­ erstoff angereicherte Wasser 41 ist über eine Leitung 32 und eine darin vorgesehe­ ne Förderpumpe 34 mit einhergehender Druckerhöhung auf ca. 6 bis 7 bar entnehm­ bar. Anschließend auf die Förderpumpe 34 ist ein Zulaufventil 13 in die mit einem Vorratstank 64 verbundene Leitung 32 eingebaut. Das Zulaufventil 13 ist mit einer Niveauregulierung 66 in dem Vorratstank 64 verbunden, um einen gewünschten Füllstand in dem Vorratstank 64 zu erhalten. Dadurch ist konstante Bevorratung von Wasser 62 für die Abfüllung möglich. Der Vorratstank 64 ist in besonders bevorzug­ ter Ausführungsform über eine Leitung 38, in der ein weiterer Druckminderer 39 vor­ gesehen ist, mit dem Druckluftkompressor verbunden. Damit ist auch im Vorratstank 64 ein hoher Sauerstoffpartialdruck einstellbar, um eine Gasentweichung des Was­ sers 62 dort zu verhindern.
Mit Bezugszeichen 10 ist das Füllorgan bezeichnet, an dem der Abfüllbehälter, näm­ lich eine Flasche 22 an einen Abfüllkörper 20 ankoppelbar ist. Neben einer Flüssig­ keitsleitung 18, die mit dem Vorratsbehälter 64 verbunden ist, zur Versorgung mit dem abzufüllenden Wasser 62 ist an den Abfüllkörper 20 eine Gasleitung 30 für die Bereitstellung von Kohlendioxid und eine Vakuumleitung 31 für die Bereitstellung von Vakuum angeschlossen. Die Gasleitung 30 ist mit einem Kohlendioxidtank 26 verbunden. Die Vakuumleitung 31 ist mit einem Vakuumausgleichsbehälter 24 und einer Vakuumpumpe 25 verbunden. Desgleichen ist der Kohlendioxidtank 26 über einen Druckminderer und ein Manometer mit einer Kohlendioxidhochdruckleitung 27 verbunden.
In Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Füllorgans 10 z. B. gemäss der DE-AS- 12 65 610 bei herkömmlicher Flaschenbefüllung gezeigt. Die Flasche 22 ist mittels eines Dichtelements 11, das an einem Haltering 12 vorgesehen ist, gas- und druck­ dicht ankoppelbar. Der Haltering 12 ist wiederum an einem Füllorgankörper 20 an­ gebracht. In dem Füllorgankörper 20 verläuft teilweise die mit dem Vorratsbehälter verbundene Flüssigkeitsleitung 18 zur Flüssigkeitsversorgung. Weiter führen in den Füllorgankörper 20 die Gasleitung 30 und die Vakuumleitung 31 zur Kohlendioxid- bzw. Vakuumversorgung. Über Ventile 60 und 61 sind die Gasleitung 30 und die Va­ kuumleitung 31 selektiv mit der angekoppelten Flasche 22 verbindbar.
An dem Füllorgankörper 20 ist weiter ein Füllrohr 19 angebracht, das über den Füll­ organkörper 20 vorsteht und in die Flasche 22 ragt. An dem Füllrohr 19 ist eine Schürze 14 vorgesehen, die bei der Befüllung der Flasche mit dem Wasser einen laminaren Wasserfluss 21 entlang der Flaschenwand verursacht. In dem Füllrohr 19 befindet sich ein Füllstandsfühler (nicht gezeigt), z. B. ein Schwimmerelement, mit dem bei Erreichen eines hohen Flüssigkeitspegels in der Flasche 22 die Flüssig­ keitszufuhr beendet wird.
In Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende Querschnittsansicht eines Füllorgans 10, das nunmehr jedoch nach der Erfindung arbeitet, gezeigt. Das erfindungsgemäße Füllorgan 10 unterscheidet sich vom bekannten Füllorgan 10 im wesentlichen da­ durch, dass nun ein kurzes Rückgasrohr 16 vorgesehen ist, das mit einer Verwirbe­ lungsplatte 17 versehen ist. Weiter ist zwischen der Verwirbelungsplatte 17 und dem unteren Ende des Rückgasrohrs 16 eine Öffnung 15 vorhanden. Die Verwirbelungs­ platte 17 erzeugt einen verwirbelten, in Teilströme oder Tröpfchen aufgespalteten Flüssigkeitsfluss 23 beim Abfüllen, anstelle des nach dem Stand der Technik be­ kannten laminaren Flusses 21 entlang der Flaschenwand.
In den Fig. 4 und 5 ist jeweils das Füllrohr 19 nach dem Stand der Technik und das erfindungsgemäße Rückgasrohr 16 nochmals vergrößert in Seitenansicht dar­ gestellt. Die Öffnung 15 in dem Rückgasrohr 16 dient zur Erzielung des hohen Füll­ stands. Durch die Kürze des Rückgasrohrs 16 und die darin vorgesehene Öffnung 15 wird ein schnelleres und daher genaueres Ansprechen des im Rückgasrohr 16 vorhandenen Füllstandsfühlers erreicht. Dadurch kann eine verlustarme randvolle Befüllung der Flaschen 22 verwirklicht werden.
In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf das Rückgasrohr 16 mit der Verwirbelungsplatte 17 gezeigt. Die Verwirbelungsplatte 17 ist im wesentlichen kreisförmig mit vier Rand­ ausnehmungen 111 und vier Bohrungen 112, die jeweils zwischen den Randaus­ nehmungen 111 liegen. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel einer Vielzahl von techni­ schen Realisierungsmöglichkeiten für eine solche Verwirbelungsplatte 17 dar. Die Verwirbelungsplatte 17 kann je nach den Erfordernissen der Flüssigkeit, insbesonde­ re deren Viskosität und Oberflächenspannung, geeignete Formen und Dimensionen aufweisen.
Die Verwirbelungsplatte 17 ist von relativ einfacher Bauweise und schafft daher die Möglichkeit, bereits vorhandene, bisher nach dem konventionellen Prinzip arbeiten­ de Füllorgane 10 unter geringen Investitionskosten auf das neue, erfindungsgemäße Verfahren umzurüsten.

Claims (17)

1. Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei unterschiedlichen Gasen, bei dem die Flüssigkeit in einem Druckbehälter (40) mit dem ersten Gas ange­ reichert wird, und bei dem die mit dem ersten Gas angereicherte Flüssigkeit mit dem zweiten Gas angereichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anreicherung der mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit mit dem zweiten Gas während des Abfüllens in einem Abfüllbehälter (22) erfolgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anreicherung der mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit mit dem zweiten Gas unter Verwirbelung und intensiver Vermischung der Flüssig­ keit mit dem zweiten Gas erfolgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Abfüllung der Abfüllbehälter (22) vollständig aufgefüllt und an­ schließend gasraumfrei verschlossen wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Wasser, insbesondere Trinkwasser, Mineralwasser oder Tafelwasser, ist.
5. Verfahren gemäß mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das zweite Gas Kohlendioxid ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas Sauerstoff ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas Luft ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Flüssigkeit mit Luft bei einem Druck von ca. 4,5 bar und die Behandlung der Flüssigkeit mit Kohlendioxid bei einem Druck von ca. 6,5 bar erfolgt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit Luft behandelt wird bis zur Lösung von wenigstens 20 mg Sauerstoff pro Liter Flüssigkeit, vorzugsweise mehr als 25 mg Sauerstoff pro Liter Flüssigkeit.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit Kohlendioxid behandelt wird bis zur Lösung von we­ nigstens 2 g Kohlendioxid pro Liter Flüssigkeit.
11. Abfüllvorrichtung zum Abfüllen einer mit einem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit in einen Abfüllbehälter (22) mit einem Füllorgan (10), an das der Abfüllbehälter (22) ankoppelbar ist, mit einer Flüssigkeitsleitung (18) für die mit dem ersten Gas angereicherte Flüssigkeit, die durch das Füllorgan (10) hin­ durchtritt und in den Abfüllbehälter (22) mündet, mit einer Gasleitung (30) für ein zweites Gas, die durch das Füllorgan (10) hindurchtritt, zur Anreicherung der mit dem ersten Gas behandelten Flüssigkeit, mit einem Rückgasrohr (16) für das Entweichen von Gas aus dem Abfüllbehälter (22) während des Abfüll­ vorganges und mit einem Einbauteil im Bereich des Endes der Flüssigkeitslei­ tung (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Einbauteil als Verwirbelungsvorrichtung (17) zur intensiven Vermi­ schung der mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit mit dem zweiten Gas innerhalb des Abfüllbehälters (22) vorgesehen ist.
12. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwirbelungsvorrichtung (17) eine perforierte, quer zu einer Fluss­ richtung der ausströmenden Flüssigkeit angeordnete, Platte umfasst.
13. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die perforierte Platte an einem von dem Füllorgan (10) an der Koppelposi­ tion vorstehenden, beim Abfüllen von der Flüssigkeit umströmten Rückgasrohr (16) angebracht ist.
14. Abfüllvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine dem Füllorgan (10) vorgeschaltete Station zur Behandlung der Flüs­ sigkeit mit einem weiteren Gas, insbesondere zum Lösen von Luft oder reinem Sauerstoff, vorgesehen ist.
15. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Station einen Druckbehälter (40) umfasst, in dem das Gas unter Über­ druck, vorzugsweise 4,5 bar, enthalten ist und den die Flüssigkeit durchläuft.
16. Abfüllvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Füllorgan (10) Dichtmittel (11) aufweist zur gas- und druckdichten An­ kopplung des Abfüllbehälters (22).
17. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Druckerzeugungsmittel vorgesehen sind zur Erzeugung eines Über­ drucks, vorzugsweise 6,5 bar, des Behandlungsgases in dem angekoppelten Abfüllbehälter (22).
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