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Die Erfindung betrifft einen transportablen Behälter für Getränkegrundstoffe
sowie eine Ausmischanlage gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche 1
und 8.
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In der Getränkeindustrie werden Grundstoffe zur
Herstellung von z.B. Fruchtsäften,
Fruchtnektaren und Ertrischungsgetränken in Containern bzw. Behältern aufbewahrt
bzw. transportiert. Diese Grundstoffe werden vor der Abfüllung. mit
z.B. Wasser ausgemischt, um das fertige Getränk herzustellen. Die Getränkegrundstoffe
können
z.B. in Einwegbehältern
geliefert werden, vorzugsweise werden jedoch heutzutage Mehrwegbehälter mit
mehreren 100 bzw. 1000 Litern Inhalt eingesetzt. Während des Transportes
und der Lagerung kommt es in diesen Behältern häufig zu Ablagerungen und Absetzungen. Dieses
Problem tritt im speziellen bei Grundstoffen auf, die einen hohen
Anteil an Fruchtfleisch bzw. Fruchtpulpe aufweisen, bei denen die
Fruchtbestandteile zum Absetzen neigen. Aus diesem Grunde ist es
erforderlich, vor und teilweise während der Ausmischung und Abfüllung eine
homogene Durchmischung des Grundstoffbehälterinhaltes zu erreichen.
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Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen der
eingangs genannten Art wird dazu der Grundstoff von oben aufgerührt. Dabei
wird ein Rührstab
durch eine mittige Öffnung
im Behälterdeckel
eingeführt. Dieser
Rührstab
weist bei bekannten Vorrichtungen am unteren Ende mehrere Öffnungen
auf und wird mit Kohlensäure
beaufschlagt, so dass diese durch die Öffnungen am Ende des Stabes
austritt und dort zu entsprechenden Verwirbelungen der Fruchtbestandteile
führt.
Dadurch werden die Absetzungen aufgerührt, so dass der Getränkegrundstoff
in dem Behälter
möglichst
homogen durchmischt ist. Während
oder nach dem Aufrühren
kann der Grundstoff durch einen Behälterauslass entnommen werden und
in einer Ausmischanlage mit z.B. Wasser zur Herstellung des fertigen
Getränkes
ausgemischt werden, das dann wiederum abgefüllt wird.
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Bei den bekannten Verfahren werden
die Rührstäbe durch
den Kunden unmittelbar vor der Ausmischung bzw. Abfüllung in
den Behälter
eingeführt.
Es sind bereits auch Mehr wegbehälter
bekannt, bei welchen entsprechende Rührstäbe bereits von seiten des Grundstoffherstellers
bzw. -lieferanten in die Behälter
eingeführt
sind.
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Das bedeutet, dass Rührstäbe jeweils
in die Behälter
eingeführt
werden und zwar entweder durch den Abfüllkunden selbst oder den Grundstofflieferanten.
Dies erfordert einen erhöhten
Zeitaufwand, der bei den heutigen Durchsätzen unerwünscht ist. Zudem ergibt sich
durch das Einführen
der Rührstäbe grundsätzlich die
Gefahr, dass Verunreinigungen in den Getränkegrundstoff eingebracht werden.
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Die Rührstäbe müssen nach den Entleerung der
Behälter
jeweils ausgebaut und separat gereinigt werden, was wiederum einen
Zeitverlust bedeutet. Schließlich
ist es erforderlich, dass Rührstäbe in verschiedenen
Größen und
Ausführungen
vorhanden sind, um verschiedene Behälter mit Kohlensäure beaufschlagen
zu können.
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Aus der
DE 32 46 761 C2 ist bereits
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Suspension
bekannt, bei der von einer Bearbeitungsstelle eine aus Wasser und
Schleifmittel bestehende Suspension in einen Vakuumbehälter geleitet
wird, bekannt. Um das Entleeren des Vakuumbehälters zu beschleunigen und
zugleich auch eine gewisse Durchwirbelung der Suspension zu erreichen,
speist man über
eine Leitung Druckluft von oben in den Vakuumbehälter ein. Die Flüssigkeit
wird über
ein Ventil in einen Vorratsbehälter
gefüllt.
In den Vorratsbehälter
wird über
eine Druckluftquelle Luft eingeführt,
um die Suspension zu verwirbeln. Die Konzentration von Feststoff
in der Flüssigkeit
ist abhängig
von der eingeblasenen Luft. Über
eine Entnahmeleitung kann Suspension entnommen werden.
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Aus der
DE-AS 12 69 097 ist eine Vorrichtung
zum pneumatischen Mischen und Fördern
von zum Erhärten
neigenden Gut aus einem stehenden Druckbehälter bekannt, wobei Druckluft
durch einen Behälterauslass
und Düsen
in den Behälter
einströmt,
um das Gut besser zu vermischen, damit es sich nicht festsetzen
kann.
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Aus der
DE-OS 14 57 065 ist ein Verfahren und
eine Vorrichtung z.B. zur Fermentation bekannt, wobei ein Gas zur
besseren Mischung und Zirkulation in Flüssigkeiten verwendet wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Behälter für Getränkegrundstoffe
und eine Ausmischanlage anzugeben, mit deren Hilfe der Ausmischvorgang
vereinfacht und beschleunigt werden kann und die Gefahr einer Verunreinigung
des Getränkegrundstoffes
verringert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der Ansprüche
1 und 8 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Behälter weist einen Fluideinlass
im unteren Bereich des Behälters
oder im Behälterauslauf
auf. An diesen Fluideinlass kann Fluid unter Überdruck angeschlossen werden,
wodurch eine Aufwirbelung ermöglicht
wird. Mit "unterer Bereich" wird der Bereich
bezeichnet, der während der
Entleerung durch eine Ausmischanlage unten angeordnet ist.
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Dabei kann der Fluideinlass als Anschluss ausgebildet
sein, an dem eine Ventileinheit anschließbar ist. Es können verschiedene
Ventileinheiten eingesetzt werden, die mit Überdruck beaufschlagt werden
können.
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Bei einer anderen Ausführungsform
weist der Fluideinlass selbst eine Ventileinheit auf, die mit Überdruck
beaufschlagbar ist.
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Erfindungsgemäß das Fluid wird um Aufrühren der
Getränkegrundstoffe
in den Behälter
von unten eingeführt.
Dies vermeidet den Einsatz von Rührstäben, die
von oben in den Behälter
eingeführt
werden müssen.
Der Arbeitsablauf ist vereinfacht, da keine Justierung der Rührstäbe in eine
obige Öffnung notwendig
ist. Das Fluid strömt
automatisch von unten in den Getränkegrundstoff und ermöglicht auf
diese Weise eine optimale Aufwirbelung. Verunreinigungen durch Rührstäbe werden
vermieden.
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Vorteilhafterweise wird das Fluid
durch ein Tellerventil eingelassen, das im unteren Bereich des Behälters oder
im Auslauf des Behälters
installiert ist. Das Tellerventil öffnet bei Fluidüberdruck.
Ein derartig fest installiertes Tellerventil ist einfach zu handhaben
und erfordert nur den Anschluss einer Fluidleitung.
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In einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Fluid durch eine mobile, am unteren Bereich des Behälters oder
dem Behälterauslauf
anschließbare
Tellerventileinheit eingelassen, die durch Fluidüberdruck geöffnet wird. Bei dieser Ausführungsform
ist das Gewicht des Behälters
reduziert, da die Tellerventileinheit nicht mittransportiert werden
muss, wenn der Behälter
bewegt wird.
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Als Aufrührfluid kann z.B. Flüssigkeit
eingesetzt werden. Wird die Flüssigkeit
eingesetzt, die auch zum späteren
Ausmischen eingesetzt wird, so wird eine Vor-Ausmischung erreicht.
Ebenso können Fluide
eingesetzt werden, die in dem Grundstoff Blasen bilden, die nach
oben steigen und auf diese Weise ein Aufrühren bewirken. Besonders vorteilhaft
hat sich der Einsatz von Kohlensäure
erwiesen, die in der Getränkeindustrie
vorzugsweise eingesetzt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist
das Tellerventil einen Teller auf, der frontbündig mit der Innenwand des
Behälter
bzw. des Behälterauslaufes
dichtet. Eine solche frontbündige
Dichtung vermeidet die Bildung von Toträumen, in denen sich Produktreste
ansammeln können.
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Das Ventil kann zur mechanischen Öffnung und
Schließung
ausgebildet sein. Eine besonders einfache Gestaltung sieht jedoch
einen Rückholmechanismus,
z.B. eine Rückholfeder,
vor, mit dessen Hilfe das Ventil geschlossen wird, wenn der Fluideinlass
gestoppt wird. Auf diese Weise arbeitet das Ventil in Art eines
Rückschlagventiles
und erfordert keinen zusätzlichen
Benutzereingriff, wenn die Fluidzufuhr gestoppt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
dieser Ausgestaltung weist der Rückholmechanismus andererseits
einen Aufhaltemechanismus auf, mit dessen Hilfe das Ventil gegen
die Kraft des Rückhaltemechanismus
aufgehalten werden kann, um z.B. das Einleiten von Reinigungsflüssigkeit
oder Sterilisierungsdampf in einem anderen Stadium des Pro zesses
zu ermöglichen.
Dieser Rückholmechanismus
kann z.B. eine Pneumatik oder einen mechanischen Antrieb umfassen.
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Mit Hilfe eines solchen Fluideinlasses
am getränkegrundstoffseitigen
Ende des Zulaufes der Ausmischanlage ist es möglich von unten Fluid in einen angeschlossenen
Behälter
einströmen
zu lassen, ohne dass dieser selbst einen Fluideinlass aufweisen muss.
Auf diese Weise lässt
sich mit verschiedenen Behältern
der vorteilhafte Aufwirbelungseffekt von unten erzeugen, ohne dass
Rührstäbe in den
Behälter
eingeführt
werden müssen.
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Der Fluideinlass dieser Ausführungsform
der Ausmischanlage kann ebenso wie der Fluideinlass eines erfindungsgemäßen Behälters ein
Tellerventil umfassen. Dieses Tellerventil kann ähnliche vorteilhafte Ausgestaltungen
aufweisen, wie das Tellerventil der oben beschriebenen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Behälters. Andere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, des erfindungsgemäßen Behälters bzw.
der erfindungsgemäßen Ausmischanlage
sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
von speziellen Ausführungsformen
detailliert beschrieben. Dabei wird auf die Figuren Bezug genommen, wobei
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1a eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Behälters,
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1b eine
weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Behälters,
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2 eine
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ausmischanlage
mit angeschlossenem Behälter,
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3 eine
Schemazeichnung eines Fluideinlassventils, wie es mit der Erfindung
einsetzbar ist,
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4 eine
Detailzeichnung eines Fluideinlassventils, wie es mit der Erfindung
einsetzbar ist, und
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5 eine
Detailzeichnung eines weiteren Fluideinlassventils, wie es mit der
Erfindung einsetzbar ist, zeigen.
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Der Behälter 1 weist einen
Auslauf 3a auf, der von einem Ventil 5 abgeschlossen
wird. Dieses Ventil ist derart ausgestaltet, daß der Zulauf 3b einer Ausmischanlage,
der in den 1a und b
gestrichelt dargestellt ist, angeschlossen werden kann. Im Auslauf 3a des
Behälters 1 der 1a ist ein Fluideinlaß 9a integriert,
der eine Tellerventileinheit 8 aufweist. An diese Fluideinlaßeinheit 9a ist
ein Fluidanschluß 7 anschließbar, der
ebenso in gestrichelter Weise in den 1a und 1b dargestellt ist, und der
Zufuhr von Fluid unter Überdruck
dient. Am im Betrieb des Behälters
obenliegenden Ende befindet sich ein Sterilfilter 25, durch
den Überdruck
entweichen kann.
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1b zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei
welcher der Fluideinlaß 9a in
den Behälter 1 im unteren
Bereich des Behälters 1 angeordnet
ist, wobei mit unterem Bereich jener Bereich gemeint ist, der bei
im Betrieb befindlichen Behälter
unten ist.
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2 zeigt
einen Behälter 1,
der keinen Fluideinlaß aufweist,
wie die Behälter
der 1a und 1b. Der Behälter 1 der 2 ist mit seinem Auslauf 3a bzw.
dem Ventil 5 an dem Zulauf 3b einer Ausmischanlage 30 angeschlossen.
Diese Ausmischanlage umfaßt
erfindungsgemäß einen
Fluideinlaß 9b in der
Zulaufleitung 3b. Der Fluideinlaß 9b umfaßt ein Tellerventil 8,
das sich zu der Zulaufleitung 3b hin öffnet. An die Ventileinheit 9b ist
eine Fluidleitung 7 angeschlossen, die von einem Fluidreservoir 32 gespeist
wird. Das Fluidreservoir 32 ist mit einem Ventil 33 abgeschlossen.
In der 2 ist das Fluidreservoir 32 als
Teil der Ausmischanlage 30 dargestellt. Ebenso kann jedoch
eine separate Anordnung realisiert sein.
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In 3 ist
ein Schema eines Tellerventiles 8 gezeigt, wie es bei den
Ausführungsformen
der 1a, b und 2 einsetzbar ist. 3 bezeichnet allgemein entweder
den Behälterauslaß bzw. den
Ausmischanlagenzulauf, in die eine entsprechende Tellerventileinheit 8 erfindungsgemäß eingesetzt
wird. Abweichend von der in 3 gezeigten
Anwendung kann die Tellerventileinheit auch im unteren Bereich eines
erfindungsgemäßen Behälters 1 eingesetzt werden,
wie es bei der Ausführungsform
der 1b dargestellt ist.
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Die Tellerventileinheit 8 umfaßt einen
Teller 13, der frontbündig
mit der Innenwand der Leitung 3 bzw. der Behälterinnenwand
abdichtet. Überdruck
in dem Fluidzulauf 7 öffnet
das Tellerventil in die Zuleitung 3 gegen die Rückholkraft
einer Rückholfeder 19.
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4 zeigt
eine entsprechende Realisierung des in 3 gezeigten Prinzips. Darin bezeichnet 15 die
Ventildichtungen, die derart angeordnet sind, daß sich keine Toträume bilden
können.
Die Fluidleitung 7 ist mit einer Überwurfmutter 7a mit
einer entsprechenden Dichtung 7b an den Ventilkörper 8 anschließbar.
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5 zeigt
eine Abwandlung, bei welcher das Tellerventil 8 durch eine
Pneumatik 21 aufgehalten werden kann. Die Pneumatik 21 wirkt
von hinten gegen den Teller 13 ein und hält diesen
gegen die Rückholkraft
der Rückholfeder 19 auf,
auch wenn durch die Fluidleitung 7 kein Fluid einströmt.
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Ein mit Getränkegrundstoff gefüllter Behälter 1 wird über das
Ventil 5 an die Zulaufleitung 3b einer Ausmischanlage
angeschlossen. Bei der Ausführungsform
der 1a und 1b wird dann eine Fluidzuführungsleitung 7 an
die Tellerventileinheit 8 des Fluideinlasses 9a angeschlossen.
Der Behälter 1 ist
derart angeordnet, daß sich
der Fluideinlaß 9a im
unteren Bereich bzw. im Behälterauslaß 3a befindet. Durch Öffnen des
Ventiles 5 fließt
der Grundstoff in bekannter Weise in die Ausmischanlage. Dort wird
er z.B. mit Wasser ausgemischt, um ein fertiges Getränk zu ergeben,
das in einer weiteren Verarbeitung z.B. in Flaschenoder andere Behältnisse
abgefüllt wird.
Ebenso kann die Ausmischanlage dazu dienen weitere Grundstoffe mit
einzumischen. Damit der Grundstoff aus dem abgeschlossenen Behälter 1 austreten
kann, ist ein Sterilfilter 25 im Behälter vorgesehen, durch den
ein Druckausgleich während
des Abfließens
des Grundstoffes geschehen kann.
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Durch den Transport bzw. die Lagerung
des Behälters 1 haben
sich ggf. Fruchtbestandteile bzw. Fruchtpulpe des Getränkegrundstoffes
bereits am Bodenbereich des Behälters 1 abgesetzt.
Dies führt zu
einer inhomogenen Verteilung und schlechten Durchmischung. Um diese
abgesetzten Fruchtbestandteile aufzurühren, kann durch die Fluidleitung 7 z.B.
Kohlendioxid eingelassen werden. Der Überdruck, der an dieser Fluidleitung 7 dann
anliegt, öffnet
den Teller 13 des Tellerventiles 8 gegen die Rückholkraft
der Feder 19. Solange der Überdruck an der Fluidleitung 7 anliegt,
bleibt das Ventil 8 geöffnet
und Kohlendioxid strömt
in den Behälter 1 ein.
Da dieses Fluid direkt von unten in den Behälter eingelassen wird, dient
es der Durchmischung der abgesetzten Fruchtbestandteile im Bodenbereich
des Behälters 1. Auf
diese Weise wird eine Aufwirbelung erreicht und eine homogene Abführung des
Getränkegrundstoffes
ist gewährleistet.
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Ist keine weitere Aufwirbelung mehr
nötig,
so kann der Fluideinlaß 7 abgeschlossen
werden, indem z.B. das Ventil 33 der Fluidzufuhr geschlossen wird.
Das in den Behälter 1 eintretende
Kohlendioxidgas bzw. die Kohlensäure
kann ihrerseits durch das Sterilfilter 25 entweichen, so
daß kein Überdruck
in dem Behälter 1 entstehen
kann.
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Die Aufwirbelung auf diese Weise
kann in periodischen Abständen
während
des Abziehens des Getränkegrundstoffes
durchgeführt
werden. Ebenso kann sie während
des ganzen Grundstoffabzugprozesses durchgeführt werden, um eine ständige Aufwirbelung
sich absetzender Fruchtbestandteile zu gewährleisten.
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In 2 ist
zusätzlich
die Ausmischanlage 30 gezeigt. Hier befindet sich der Fluideinlaß 9b in der
Zulaufleitung 3b für
den Getränkegrundstoff
in die Ausmischanlage 30. Der Behälter 1 wird mit dem Ventil 5 an
den Zulauf 3b mit der Ausmischanlage 30 verbunden.
Ein Anschließen
eines zusätzlichen
Fluideinlasses wie bei der Ausführungsform
der 1a und 1b ist nicht notwendig. In
bekannter Weise wird durch Öffnen
des Ventils 5 der Grundstoff in die Ausmischanlage 30 abgeführt. Sich
festsetzende oder bereits festgesetzte Fruchtbestandteile des Grundstoffes
können, ähnlich wie
oben für
die Ausführungsformen
der 1a und 1b beschrieben, durch Einleiten
von Kohlendioxidgas durch die Fluidleitung 7 aufgewirbelt
werden. Dazu wird das Ventil 33 des Fluidreservoires 32,
hier z.B. eines Kohlendioxidreservors, geöffnet. Der sich in der Fluidleitung 7 aufbauende Überdruck öffnet den
Teller 13 des Tellerventiles 8 und entläßt Kohlendioxid
in den Zulauf 3b der Ausmischanlage, von wo sich das Kohlendioxid in
den Behälter 1 ausbreitet
und dort für
die Aufwirbelung sorgt. Das Fluidreservoir 32 kann Teil
der Ausmischanlage 30 oder ein separates Element sein.
Die Funktionsweise des Aufwirbelungsprozesses entspricht dem oben
beschriebenen Aufwirbelungsprozeß für die Ausführungsform der 1a und 1b.
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Wie es in 5 gezeigt ist, kann an die Tellerventileinheit 8 eine
Pneumatik 21 angeschlossen sein, die den Teller 13 gegen
die Rückholkraft
der Rückholfeder 19 aufhalten
kann. Auf diese Weise kann z.B. der Raum, der sich an das Tellerventil 8 anschließt, mit
einer Reinigungsflüssigkeit
durchspült werden,
während
das Tellerventil aufgehalten wird. Ebenso kann auf diese Weise Dampf
in den Raum eingelassen werden, in den sich das Tellerventil 8 öffnet.
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Die beschriebenen Ausführungsformen
für den
erfindungsgemäßen Behälter bzw.
die erfindungsgemäße Ausmischanlage
zeichnen sich durch Tellerventile 8 aus. Ebenso sind andere
Ventile denkbar, die ohne einen zusätzlichen Rückholmechanismus geöffnet und
geschlossen werden. Dies kann dann z. B. durch eine mechanische
oder elektropneumatische Ventilanordnung geschehen.
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Es ist für den erfindungsgemäßen Behälter auch
eine Ausführungsform
denkbar, in der nur ein einfacher Anschluß im unteren Bereich des Behälters 1 vorgesehen
ist, an den eine entsprechende Ventileinheit angeschlossen werden
kann. Diese Ventileinheit befindet sich dann am Ende der Fluidleitung 7 oder
ist eine mobile Ventileinheit, die bedarfsmäßig eingesetzt wird, um die
Fluidleitung 7 an den Behälter 1 anzuschließen.
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Die Erfindung ist auch für Grundstoffe
einsetzbar, die es erfordern, daß abgesetzte Bestandteile aufgewirbelt
werden bzw. am Absetzen gehindert werden müssen. Als Aufwirbelungsfluid
ist in der Beschreibung Kohlendioxid genannt. Andere Fluide, die dem
Getränkegrundstoff
nicht schaden bzw. sich wieder extrahieren lassen, sind ebenso denkbar.
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An eine Ausmischanlage, in welcher
mehrere Grundstoffe vermischt werden, wird eine entsprechende Anzahl
von Grundstoffbehältern
angeschlossen, wobei in den einzelnen Behältern des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Grundstoffaufrührung von
unten realisiert werden kann, indem z.B. erfindungsgemäße Grundstoffbehälter eingesetzt
werden, oder eine erfindungsgemäße Ausmischanlage mit
einer entsprechenden Anzahl von Zuläfuen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Behälter bzw. der
erfindungsgemäßen Ausmischanlage
ist es möglich,
Absetzungen von Bestandteilen des Getränkegrundstoffes im Bodenbereich
des Transportbehälters 1 zu
verhindern bzw. wieder aufzulösen,
ohne daß unhandliche
Rührstäbe zum Fluideinlaß in die Behälter 1 eingeführt werden
müssen.
Auf diese Weise wird der Ausmischprozeß beschleunigt und die Gefahr
einer Verunreinigung des Getränkegrundstoffes
ist verringert.