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Info

Publication number: DE2011869A1
Application number: DE19702011869
Authority: DE
Inventors: Sigmund P. Elmwood Park; Witt Chester J. Deerfield; Mojonnier Harry G. River Forest; 111. Skoli (V.St.A.)
Original assignee: Mojonnier Bros. Co., Chicago, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1969-03-24
Filing date: 1970-03-13
Publication date: 1970-10-22
Also published as: NL166672B; IT1011002B; NL7004134A; NL166672C; US3741552A; BE747260A; JPS542630B1; GB1299622A; BR7017577D0; FR2039888A5; CA920943A

Description

Mr. h, Han&ei ; -■■■■■ , _{Mä 1}

ng. W. Dahlke- ^

Pafen-dnwäjie
Refrath bei Köln

Frsnkanforsl 137

MOJONNIER BROS.CO. Chicago, Illinois (V.St.A.)

"Verfahren, und Vorrichtung zum Versetzen von Getränken, mit Kohlensäure"

Die Erfindung betrifft das Versetzen von. flüssigen. Getränken mit Kohlensäure. Insbesondere betrifft die Erfindung ein. Verfahren und eine Anlage zum Erreichen, einer kontrollierten Gleichförmigkeit in mit Kohlensäure versetzten Produkten.

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In. der Herstellung von. mit Kohlensäure versetzten Getränken, "beispielsweise Bier, alkoholfreien. Getränken o.dgl. ist das Maß der Versetzung mit Kohlensäure ein entscheidender Faktor, der den. Geschmack und die allgemeine Qualität des Endproduktes beeinflußt. Das Maß der Versetzung mit Kohlensäure eines Getränkes wird ausgedrückt im Volumen, des absorbierten Kohlendioxids pro Flüssigkeitsvolumen. Es ist bekannt, daß verschiefe dene Getränke unterschiedliche Maße einer Versetzung mit Kohlensäure erfordern, um das beste Endergebnis zu erzielen. Beispielsweise ist bei Cola-Getränken ein hohes Maß an Versetzung mit Kohlensäure erwünscht, und zwar in. der Größenordnung von vier Volumen. Kohlendioxid pro Volumen. Flüssigkeit. Andererseits liegt das Maß der Versetzung mit Kohlensäure bei anderen alkoholfreien Getränken, etwas niedriger, nämlich im Bereich zwischen 1 1/2 Volumen aufwärts, je nach dem betreffenden Produkt.

^ Die Abfüller von mit Kohlensäure versetzten Getränken wissen, daß das Maß der Versetzung mit Kohlensäure entscheidend für den Geschmack und für die Qualität ihrer Produkte ist. Demgemäß machen sie von festliegenden Prüfverfahren Gebrauch, um sicherzustellen, daß in den Produkten eine gleichförmige Versetzung mit Kohlensäure sichergestellt ist, die aus den Abfüllmaschinen oder Abfüll_bändern kommen. Da das der Fall ist, sind Abfüller ständig auf der Suche nach Versetzungsanlagen und Verfahren für Kohlensäure, die ihnen die Möglichkeit geben, ein hohes Maß kontrollierter Gleichförmigkeit in ihrer täglichen Produktion er-

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reichen zu lassen* die einfach und schnell eingestellt werden - kann _x um Abweichungen von den. Normen zu beseitigen, nachdem sie einmal aufgespürt worden sind.

Darüber hinaus kann, ein Abfüllband für eine Vielzahl von mit Kohlensäure versetzten. Produkten Verwendung finden, die unterschiedliche Maße einer Versetzung mit Kohlensäure erfordern. Es ist also besonders wünschenswert und vorteilhaft für den abfüllenden Betrieb, eine Anlage zur Verfügung zu haben, die zunächst eingerichtet und dann umgestellt werden kann, wenn, der Bedarf vorliegt, um optimale Betriebsbedingungen, in der kürzest möglichen Zeit für jeden Durchlauf eines bestimmten. Produktes zu erreichen*

Vor dieser Erfindung wurde das Versetzen von Getränken, mit Kohlensäure hauptsächlich mit Hilfe zweier recht unterschiedlicher Verfahren durchgeführt.: einem. Kohlensäure-Versetzungs-Kühlun.gsverfahren und einem direkten^ Einspritzverfahren.. Beide Verfahren, mit denen man .zufriedenstellende Endergebnisse erzielen, kann, haben bestimmte Nachteile.. ; , . ■;.·.·

Der bekannte. Karbonator-Kühlapparat arbeitet mit einem Tank» in

dem eine Anzahl gestapelter Leitbleche -untergebracht: sind,, über die das mit Kohlensäure zu versetz ende Getränk; fließt,. Da es-■■. * ist, daß die Fähigkeit einer Plüssigkeit zur

eich uog«fceJb:rt zur Teöipepavfcur ändtrt,.

die Leitplatten, gekühlt sein, oder es können, sonstige Mittel vorgesehen sein, um die Temperatur der Flüssigkeit innerhalb eines gewünschten Bereiches zu halten. Eine Kohlendioxidatmosphäre wird unter einem kontrollierten. Druck im Tank aufrechterhalten, so daß die Flüssigkeit dieser Atmosphäre ausgesetzt ist und Kohlendioxid absorbiert, um damit das gewünschte Maß der Versetzung mit Kohlensäure zu erreichen.

Der bekannte Karbonator-Kühlapparat unterliegt bestimmten Nachteilen. Wenn beispielsweise die einfließende G-etränkeflüssigkeit nicht vorgekühlt ist, absorbiert sie am Anfang nicht ohne weiteres Gas, und das gewünschte Maß der Versetzung mit Kohlensäure läßt sich dann nur schwer erreichen. Um dieses Problem zu überwinden, wird der Karbonator-Kühlapparat oft mit höheren Drücken als die theoretischen Kohlendioxidsättigungsdrücke betrieben, die normalerweise erforderlich sind. Damit erreicht ^ man zwar das gewünschte Maß der Versetzung mit Kohlensäure innerhalb des Karbonator-Kühlapparats selbst, nachdem aber die mit Kohlensäure versetzte Flüssigkeit aus dem Karbonator-Kühlapparat austritt, bewirkt jeder nennenswerte Druckabfall eine Freigabe von Kohlendioxid, was zu einem Schäumen der Flüaaigkeit führt - eine Erscheinung, die man als "Verdampfung¹¹ bezeichnet.

Um das gewünschte Maß der Versetzung mit Kohlensäure mit Hilfe eines Karbonator-Kühlapparats zu erreichen, müssen eine Anzahl

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von Größen. TDer&eksiehtigt werden., nämlich der Zustand der !Flüssigkeit "beim Auflösen, von. Gasen, darin., die Temperatur der in. den. Tank gelangenden. Flüssigkeit, der !Druck sowie die Reinheit der Kohlendioxidatmosphäre und die Abkühlungsgesehwindigkeit innerhalb des Tanks. Der Karbonator—Kühlapparat kann also gute und gleichförmige Ergebnisse erbringen., ist aber extrem empfindlich, auf Änderungen, in diesen. Größen, und damit einher geht eine entsprechende Änderung des Masses der Versetzung eines Produktes mit Kohlensäure. Nachdem in einer solchen. Anlage eine Abweichung Ton einer vorgeschriebenen Norm im abgefüllten Produkt festgestellt worden, ist, ist es recht schwierig, diese Größen zu korrigieren, um das Endprodukt zurück zur Norm zu bringen. Das erfordert eine hochgradig erfahrene und kenntnisreiche Bedienungsperson.

Abgesehen von den. oben aufgezählten Nachteilen, hat sich der Karbonator-Kühlapparat als außerordentlich wirkungsvoll in. der Herstellung eines Produktes erwiesen, das das gewünschte Maß der Versetzung mit Kohlensäure aufweist, Außerdem ist das Produkt bei Austritt aus dieser Anlage relativ stabil und neigt nicht dazu, zu verdampfen, vorausgesetzt, daß keine übermäßig hohen Drücke angewendet.werden. Der Hauptnachteil beim,bekannten Karbonator-Kühlapparat besteht darin, daß eine Einstellung bzw. Regelung nicht ohne weiteres erreicht werden kann, nachdem die Anlage-einmal

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Um die Nachteile des bekannten. Karbonator-Kühlapparates zu beseitigen, ist es vorgeschlagen, worden, ein direktes Kohlensäure-Versetzungssystem zu verwenden. Bei diesem System wird Kohlendioxid, entweder als Flüssigkeit oder als Gas, direkt in eine mediumfördernde Leitung eingespritzt, ehe ein. Mischen mit einem Geschmackszusatz erfolgt. Die Verfechter dieses Verfahrens machen geltend, daß dabei der hohe Druck entfällt, mit dem in der Karbonator-Kühlapparatanordnung gearbeitet wird, und daß eine bessere Regelung und Stabilisierung erreicht werden kann. In. der Praxis hat dieses System jedoch nicht die Gleichförmigkeit im Produkt erbracht, wie sie von den abfüllenden Betrieben gefordert wird und wie sie mit dem älteren. Karbonator-Kühlapparat erreicht werden kann. Ein Problem, das bei der direkten Einspritzung auftritt, besteht darin, daß die Regelung des Maßes der Versetzung mit Kohlensäure des Endproduktes nur schwierig zu erreichen ist. Außerdem ändert sich die Qualität des Endproduktes mit der Änderung der verschiedenen Größen des Systems, beispielsweise der Temperatur der Flüssigkeit, des Leitungsdrucks und des Gasdrucks in Kühlkammern o.dgl.

Demgemäß bezweckt die Erfindung allgemein die Schaffung einer verbesserten. Anlage und eines verbesserten Verfahren zum Versetzen von Flüssigkeiten mit Kohlensäure, das bzw. die für ein gleichförmiges Produkt sorgen und eine schnelle Einstellung gestatten, um eine Gleichförmigkeit im tatsächlichen. Betrieb aufrechtzuerhalten.

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Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung eines mehrstufigen Kohlensäure-Versetzungsverfahrens, bei .dem eine Vorkarbonation. dadurch erreicht wird, daß Kohlendioxid direkt in. eine Mediumleitung eingeleitet wird, durch die das Produkt geführt wird, wobei ein hochgenaues Sekundär-Earbonations-Verfahren eingesetzt wird, um das endgültige Maß der Versetzung mit Kohlensäure sicherzustellen, und/oder zu erreichen, das angestrebt wird. . .--..·

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines mehrstufigen Karbonationsverfahrens, bei dem mit einer direkten, Einleitung von Kohlendioxid in eine Mediumleitung- gearbeitet wird, um eine Vörkarbonation der Flüssigkeit zu erreichen, wobei die. Menge an auf diese Weise eingeleitetem Kohlendioxids leicht eingestellt werden kann,, um Abweichungen des Endproduktes von einer vorgeschriebenen Norm aufzufangen, nachdem solche Abweichungen einmal festgestellt werden. .

Weiter bezweckt die Erfindung die ßchaffung eines Karbonationssystems und eines Karbonationsverfahrens, bei dem Flüssigkeit entlüftet, gekühlt und mit geschmacksbildenden. Zusätzen, o.dgl. gemischt wird, ehe sie einem mehrstufigen Karbonationsverfahren unterzogen wird.

Schließlich bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Kärbonationssystems der zuvor beschriebenen. Art, bei dem die Medium-

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leitung, in. der eine Vorkarbonations vonstatten geht, vom Sekundär-Karbonationsverfahren isoliert ist, derart, daß der Mediumdruck in der Leitung vom Sekundärverfahren unbeeinflußt "bleibt und auf einem konstanten Wert gehalten werden kann, während die Vorkarbonation erfolgt, um eine präzisere Regelung zu ermöglichen.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Karbonator-Kühlapparatlösung mit dem direkten Einleitungsverfahren in einer völlig neuen Weise kombiniert wird, derart, daß das entstehende System eine Gleichförmigkeit im Endprodukt gewährleistet und eine Einfachheit sowohl in der Regelung als auch in der ersten Einstellung mit sich bringt. Insbesondere sieht die Erfindung ein Verfahren und ein System zum Durchführen des Verfahrens vor, wobei dieses System eine Einrichtung zum Zuleiten eines Produktes zu einer Mediumleitung im wesentlichen unter konstanten Bedingungen, eine Primär-Karbonationseinrichtung, die der Mediumleitung zum Einleiten von Kohlendioxid in das Produkt zugeordnet ist, eine Sekundär-Karbonationseinrichtung, die das Produkt nach der Primär-Karbonation. erhält und eine Anordnung zum Aufrechterhalten der Temperatur des Produktes innerhalb eines gewählten Temperaturberelcehes bei Einwirkenlassen einer Atmosphäre aus Kohlendioxid auf das Produkt zum Erzreichen eines endgültigen Maßes der Versetzung mit Kohlensäure umfaßt, und eine Regeleinrichtung umfaßt, die eine Verbindung zwischen der Primär-Karbonationseinricttung und der Sekundär-Karbonationsein-

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richtung herstellt und die Primärkarbonationseinrichtung von. der Sekundär-Karbonationseinrichtung isoliert, derart, daß ein. konstanter' Druck, der vom Druck der Atmosphäre in. der Sekundär-Karbonationseinrichtung unbeeinflußt ist, während der Primär-Karbonation aufrechterhalten, bleibt.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert» Λ In den Zeichnungen, sind:

Pig. 1 ein Schaubild einer Anlage gemäß der Erfindung

und
Pig. 2 eine Einzelheit in. schematischer Darstellung, in. der der Apparat gezeigt ist, der für das mehrstufige Karbonationsverfahren gemäß der Erfindung Verwendung findet.

In Pig. 1 ist schematisch eine vollständige Anlage zur Herstellung von. mit Kohlensäure versetzten, alkoholfreien. Getränken o.dgl. gezeigt. Einleitend sei darauf hingewiesen, daß die dargestellte Anläge in einer Ausführung vorgesehen, ist, wie sie für die Herstellung von alkoholfreien. Getränken. Verwendung findet, bei denen. Wasser mit Zuckersirup oder geschmacksbildenden. Zusätzen vermischt und dann mit Kohlensäure versetzt wird. Demgemäß kann dann, wenn das mit Kohlensäure zu versetzende Produkt nicht gemischt werden muß, die Misohappareiur im Nebenstrom

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umgegangen werden, oder vollständig entfallen.

Beginnend mit dem linken Teil der Pig. 1 arbeitet die dargestellte Gesamtanlage 10 mit einem kofembinierten Kühl- und Entlüftungsapparat 12 zum ersten. Bearbeiten des zu verwendenden Wassers. Eine Entlüftung des Wassers ist außerordentlich wünschenswert und ein. wichtiger Schritt in der Herstellung eines gleichförmigen Produktes insofern nämlich, als dadurch Luft und andere Gase aus dem Wasser entfernt werden, so daß Kohlendioxid leichter absorbiert und festgehalten werden kann. Darüber hinaus verhindert diese Ausscheidung bzw. Reinigung das Auftreten unerwünschter chemischer Reaktionen beim Zusetzen von Zuckersirup zum Wasser. Entlüftungsapparate der erörterten allgemeinen Art sind bereits in verschiedenen Ausführungen vorgeschlagen worden.

Der Entlüftungsapparat 12 umfaßt einen Tank 14 mit einem Regelventil 16 zum Regeln der Zuleitung von Wasser über den Einlauf 18. Eine Druckregelmembrane 19 istdem Ventil 16 zugeordnet und wird durch eine Schwimmeranordnung 20 gesteuert, die in einem Speicherbereich des Tanks H sitzt. Demgemäß regelt der Flüssigkeitsstand im Speicher des Tanks H den DurchfluiS von Flüssigkeit durch das Ventil 16 in den Tank.

Es ist festgestellt worden, daß eine effektive Entlüftung von Wasser am besten, dann erreicht wird, wenn sich das Wasser auf einer erhöhten Temperatur befindet. Demgemäß umfaßt der Entlüf-

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tungsapparat 12 drei Baugruppen 24, 26 und 28, die jeweils aus einer Anzahl von Platten gebildet sind, über die das Wasser fließt. Wie noch zu "beschreiben sein wird, wird das Wasser sukzessive erhitzt, entlüftet und abgekühlt.

Mit dem Eintreten von Wasser in den. Tank H durch das Ventil 16 fließt es durch eine Wanne 30, die unmittelbar unterhalb dem Yentil sitzt. Die Wanne 30 hat eine Anzahl von. Löchern, (nicht dargestellt), durch die das Wasser gleichmäßig über die Platten der Baugruppe 24 verteilt wird. Ein Heizmedium für die Baugruppe 24 wird von. einer Quelle (nicht dargestellt) durch einen. Einlaß 32 zugeleitet und gemäß der Darstellung durch einen. Auslaß 34 zur Quelle zurückgeleitet. Nach Durchgang des Wassers durch die Heizeinheit .28 fließt es in eine zweite Wanne 36, die unmittelbar unter der Einheit 24 sitzt. Von dieser Wanne aus fließt es . über.die Entlüftungsplatten der Einheit 26, in. der Luft und andere unerwünsehte &ase ausgeschieden werden. Um das Wasser zu entlüften, wird- das Innere des Tanks 14 über einen Anschluß 22 unter Vakuum gesetzt, der mit einer Vakuumpumpe ο«dgl. (nicht dargestellt) verbunden ist. Das im wesentlichen entlüftete Wasser wird dann in einer dritten Wanne 38 aufgefangen, um von da aus über die Platten der Kuhleinheit 28 in entsprechender Weise verteilt zu werden, wie das im Zusammenhang mit den. Wannen 30 und 36 bereits beschrieben worden ist. Die Kühleinheit 28 ist mit einer Kühlmittelquelle (nicht dargesta.lt), über einen. Einlaß 4⁵O und einen Auslaß 42 verbunden, so daß nach Durchlauf en des

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Wassers durch die Platten, der Einheit 28 das Wasser auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt worden ist.

Von dem Apparat 12 wird das im wesentlichen entlüftete und gekühlte Wasser einem Mischapparat 346 über eine Pumpe 48 und Flüssigkeitsleitungen 49 und 50 zugeleitet. Mit dem Eintritt des gekühlten und entlüfteten Wassers in den. Apparat 46 werden A Sirup, geschmacksbildende Zusätze u.dgl. durch den Einlaß 52 in. diesen. Apparat geleitet.

Der Mischapparat 46 ist in. bekannter Konstruktion vorgesehen und so ausgelegt und gesteuert, daß ein bestimmtes Volumen Wasser mit einer dosierten Menge Sirup und geschmacksbildendem Zusatz gemischt wird. Nach dem Abschluß des Mischens des Wassers und der geschmacksbildenden. Zusätze wird das noch nicht mit Kohlensäure gemischte Produkt, das dabei entsteht, in einem Speicher 54 gesammelt, der sich im unteren Teil des Apparates 46 befindet.

Eine Schwimmeranordnung 56 ist dem Speicher 54 zugeordnet und steuert ein druckempfindliches Ventil 58 an einem Karbonations-Kühlapparat zum Regeln der Durchflußmenge des flüssigen Produkts, das aus dem Mischapparat 46 ausfließt. Die Bedeutung dieser Anordnung wird im nachfolgenden noch unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und das mehrstufige Karbonationsverfahren gemäß der Erfindung zu beschreiben sein.

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.■Zusätzlich; ist eine im wesentlichen, mit kon.stan.tem Druckjar- · beiten.de Pumpe 60 mit dem Speicher- 54 über, eine Mediumleitung 62 verbunden.. Die Pumpe 60 fördert das nicht mit Kohlensäure versetzte Produkt vom Speicher 54 zur Mediumleitung 64 zur anschließenden Karbonat ion. Wie aus der vorangegangenen. Erörterung erinnerlich, absorbiert warme Flüssigkeit Kohlensäure nicht ebenso leicht wie gekühlte Flüssigkeit, noch absorbiert sie 'ebenso viel Gas,. Indem der .Temperaturabfall vom Entlüftungsapparat 12 zur Leitung 64 berücksichtigt wird, der durch Mischen von. warmen Sirup mit dem Wasser auftritt, und indem die anderen. , Faktoren berücksichtigt werden, die eine Temperaturerhöhung hervorrufen, wird der Kühleffekt des Apparates 12 so eingeregelt, daß ein bestimmter Temperaturbereich aufrechterhalten bleibt, innerhalb dessen, das Produkt in. die Leitung 64 fließt.

Die Erfindung sieht die Verwendung eines mehrstufigen Karbonati ons ve rf ahrens vor, bei dem eine Vor- bzw. Primärkarbonation. des gemischten Produktes am Punkt 68 in der Leitung 64 vorgenommen, wird. Anschließend wird das gemischte Vorkarbonationsprodukt einem Sekundär-Karbon.at ions verfahr en. unterzogen., das so ausgelegt ist, daß eine En.tkarbon.ation im erwünschten. Maße sichergestellt wird und/oder aufrechterhalten bleibt.

Der.Vorkarbonationsapparat, der an. der Stelle 68 arbeitet, ist mit der Bezugszahl 70 gekennzeichnet, während der Sekundär-Karbonationaapparat mit der Bezugszahl 72 angezogen ist* Eine

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vollständige Beschreibung beider Apparate erfolgt noch im Zusammenhang mit der Besehreibung der Pig. 2.

Eine Vorkarbonation wird am Punkt 68 bewirkt, in dem Kohlendioxid in das gekühlte Mischprodukt direkt eingeleitet bzw. eingeimpft wird, das durch die Leitung 64 fließt. Nachdem das Mischprodukt den Punkt 68 passiert hat und diesem Vorkarbonationsverfahren unterzogen, worden ist, befindet sich eine kontrollierte Menge bzw. ein. kontrolliertes Volumen Kohlendioxid in Lösung in einem bestimmten Volumen, des flüssigen Produktes.

Nach der Vorkarbonation am Punkt 68 fließt das Mischprodukt weiter durch die Leitung 64 zum Sekundär-Karbonationsapparat Der Durchfluß des Vorkarbonations-Mischproduktes wird durch das druckabhängige Ventil 58 geregelt.

Bei dem in Pig. 1 schematisch gezeigten. Sekundär-Karbonationsapparat 72 handelt es sich um den bekannten Karbonator-Kühlapparat. Das Vorkarbonations-Mischprodukt wird in den Apparat 72 eingeleitet und fließt über gekühlte, mit Leitblechen versehene Platten, während es einer Kohlendioxidatmosphäre ausgesetzt wird, derart, daß eine zusätzliche Karbonation des Produktes erreicht werden kann, wenn das erforderlich ist, wobei das den Apparat 72 verlassene Produkt das gewünschte Maß an Karbonation hat und sich in einem relativ stabilen Zustand befindet, d.h. fähig ist, ein gewisses Maß an absorbierten Gao

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zurückzuhalten, unabhängig davon, daß ein eventueller geringer Druckabfall auftreten kann.

Nachdem das flüssige Produkt stabilisiert und im Apparat 72 im gewünschten Maß mit Kohlensäure versetzt worden ist, nämlich etwa zwischen einem (T) und vier (4) Volumen Kohlendioxid pro Volumen Flüssigkeit, wird.es zu einer Abfüllmaschine gefördert, in der es in Flaschen oder Dosen abgefüllt wird.

In Fig. 1 ist nur der Speicherteil der Abfüllmaschine bei 74 gezeigt. Die mit Kohlensäure versetzte Flüssigkeit wird von dem Sekundär-Karbonationsapparat 72 zum Speicher 74 über eine Mediumleitung 76, ein druckabhängiges Ventil 78 und eine Pumpe 79 gefördert. Das Ventil 78 regelt den Durchfluß der mit Kohlensäure versetzten Flüssigkeit in den Speicher 74 in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand darin, und das wird mit Hilfe eines Schwimmers 80 erreicht, der in dem Speicher sitzt. Wenn das mit Kohlensäure versetzte Produkt also ein bestimmtes Niveau erreicht, wirkt der Schwimme r^ 80 dahingehend, daß das Ventil 78 geschlossen und der Zufluß von mit Kohlensäure verstztem Produkt in den Speicher unterbrochen wird. Wenn das Niveau im Speicher andererseits abfällt, öffnet der Schwimmer 80 das Ventil 78, um das mit Kohlensäure versetzte Produkt in. den Speicher einfließen, zu lassen.

In Fig. 2 sind schematisch im vergrößerten. Maßstab sowohl der

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Primär-Karbonationsapparat 70 ala auch der Sekundär-Karbonationsapparat 72 gezeigt, die in dem mehrstufigen Karbonationsverfahren gemäß der Erfindung Anwendung finden..

Der Primär-Karbonationsapparat 70 umfaßt im wesentlichen ein Rückschlagventil 82, einen Durchflußmesser 84, einen Regler und ein. Hubmagnet 88, die alle in Reihe in eine Leitung 90 installiert sind, die zu einer Kohlendioxidquelle (nicht dargestellt) führt. Das Hubmagnetventil 88 regelt den Zufluß von Kohlendioxids zum Regler und zum Durchflußmesser 86 bzw. 84, die von der Bedienungsperson der Anlage verstellt werden können, um die gewünschte Kohlendioxid-Einflußmenge in das Flüssigprodukt in der Leitung 64 zu erreichen.

Wie bereits erwähnt, ist eine direkte Einleitung von Kohlendioxid in eine Mediumleitung, durch die ein flüssiges Produkt fließt, bereits vorgeschlagen worden und auch im Experiment erprobt worden. Die Endergebnisse dieser Versuche sind nur zum Teil zufriedenstellend, insbesondere deshalb, weil einige Schwierigkeiten dabei aufgetreten sind, gleichförmige Werte in der Karbonation und in der Stabilität zu erreichen.

Es ist festgestellt worden, daß ein. Grund für die etwas fehlerhaften Ergebnisse, die mit den bekanten direkt einleitenden Systemen erreicht worden sind, die Folge davon sind, daß der Leitungsdruck an der Einleitstelle in Abhängigkeit vom Druck in

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den anderen Teilen der Gesamtanlage steht. Wenn, sich folglich der Druck in den dahinterliegenden. Teilen der Anlage ändert, ändert sich auch die Menge an eingeleitetem Kohlendioxid, d.h. ein. Druckabfall führt zu einer Erhöhung in der Zuleitung von Kohlendioxid, während ein Druckanstieg zu einem Abfall in dem eingeleiteten Kohlendioxid führt. Wie noch auszuführen sein wird, macht die Erfindung von. ein.er Anordnung Gebrauch, um dieses Problem zu beseitigen und eine konstante Zuleitung von. Kohlendioxid in das flüssige Produkt zu erreichen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine Verbindung zwischen, der Leitung 64, in. der die Vorkarbonation vonstatten geht, und dem S ekundärkarb onat i on.sappar at 72 durch das Ventil 58 hergestellt, das als eine öf fnungsan.dern.de Einrichtung fungiert, um das Medium in der Leitung 64 vom Druck in dem Apparat 72 zu isolieren. Da die Schwimmeranordn.ung 56 des Mischapparates 46 das Ventil 58 steuert, ist der Durchfluß in. der Leitung 64 im wesentlichen gleich dem Durchfluß, mit dem das Mischprodukt zum Speicher 54 geleitet wird. Das erzeugt in. Verbindung mit der Tatsache, daß es sich bei der Pumpe 60 um eine im wesentlichen mit konstantem Druck fördernde Pumpe handielt, um einen im wesentlichen konstanten Durchfluß in der Leitung 64^ wobei der Druck in der Leitung 64 für einen bestimmten Durchfluß Im wesentlichen konstant bleibt. Das Ventil 58 dient also dazu, die Lsitung 64 vom Druck im nachgeschalteten Teil der Anlage zu Isolieren, und die Bedeutung davon läßt sich aus der Tatsache er-

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kennen, daß der Betriebsdruck des Apparates 72 etwa halb so hoch ist wie der in der Leitung 64· Mit in der Leitung 64 im wesentlichen konstant bleibendem Druck ändert sich also, nachdem der Vorkarbonationsapparat 70 einmal auf eine Sollzuleitung eingestellt worden ist, diese Sollzuleitung nicht, so daß eine Regelung bzw. Einstellung im Zustand des Mischproduktes, das in den Apparat 72 eintritt, ohne weiteres erreicht werden kann.

Der in Fig. 2 gezeigte Sekundär-Karbonationsapparat 72 umfaßt einen Tank 91 mit einem druckgesteuerten Ventil 58, das am oberen Teil angebracht ist. Unmittelbar unter dem Auslaß des Ventils 58 befindet sich eine Lochwanne 92, die das Vorkarbonations-Mischprodukt aufnimmt, während es in den Tank 90 fließt. Unmittelbar unter der Lochwanne 92 befinden sich eine Anzahl gestapelter, mit Leitplatten versehener Kühlplatten, die eine Einheit 94 bilden, über die die Vorkarbonationsflüssigkeit fließt.

Wie bereits aus der vorangegangenen. Beschreibung erinnerlich, ist die Absorption, von Kohlendioxid desto wirkungsvoller, desto kühler die Flüssigkeit i3t. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache ist die Einheit 94 so konstruiert, daß sie für eine Kühlung des Vorkarbonations-Flüssigprodukfces sorgt, wenn das erforderlich ist, wobei der EinlaU 96 und der Auslaü >)8 mit einer Kühlmittolquelle (nicht dargosteilt) verbunden sind. Mit dem FlLelJun dor Vorkarboria ti.onu£'l.üa3L£iko Lt au a dor LiKihwanne <·)2

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durch die Einheit 94 -wird also die Temperatur desselben innerhalb eines relativ engen Bereichs gehalten.

Im Tank 91 wird eine Kohlendioxidatmosphäre aufrechterhalten., derart, daß mit dem Fließen der Vorkarbon.ation.sflüssigkeit über die mit Leitplatten versehenen Platten, der Einheit 94 die Flüssigkeit frei Kohlendioxid absorbieren, oder freisetzten kann. Die Zustände innerhalb des Tanks 91 hinsichtlich der Temperatur der Flüssigkeit und des Drucks der Kohlendioxidatmosphäre sind genau geregelt. Die Bedienungsperson, der Anlage richtet diese Größen, also auf Werte ein, die ihm. aus vergangenen Erfahrungen bekannt sind und von denen er weiß, daß sie ein Endprodukt ergeben, das das gewünschte Maß an. Versetzung mit Kohlensaure ergibt. Wenn die erste Einrichtung jedoch etwas von der Norm abweicht oder andere Faktoren vorhanden sind, die dazu führen, daß das Produkt die gewünschte Versetzung mit Kohlensäure nicht erreicht, werden diese Schwierigkeiten schnell dadurch behoben, daß der Vorkarbonationsapparat 70 eingestellt wird.

Die Regelung der Kohlendioxidatmosphäre innerhalb des Apparates 72 wird durch eine Einrichtung 100 bewirkt. Diese Einrichtung umfaßt eine Leitung 101, die mit einer Sekundärzuleitung von. Kohlendioxid und einem selbstentlastenden Regler 102 verbunden ist, der in der Leitung⁰sitzt, derart, daß von der Bedienungsperson der Druck innerhalb des Apparatus 70 auf den Sollwert eingestellt werden kann. Ferner befindet sich eine Belüftungs-

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einrichtung 104 im hinteren. Teil der Leitung 101, die ein Mindern eines eventuell auftretenden Überschußdrucks gestattet.

Im Betrieb wird der Primärkarbonationsapparat 70 auf eine Kohlendioxid-Sollzuleitung eingestellt. In Abhängigkeit von verschied»enen Faktoren, beispielsweise der Durchflußmenge, der Temperatur der Flüssigkeit und des Drucks, die alle im wesentlichen konstant gehalten, werden, kann, die Menge an Kohlendioxid, das von dem Mischprodukt an. der Stelle 68 absorbiert wird, etwas mehr oder weniger als der Sollwert betragen. Das hat jedoch geringe Konsequenzen., daß in der Primär-Karbonati ons stufe lediglich der Zustand des Produktes geregelt wird, wie es in den Apparat 72 gelangt, in dem eine endgültige Karbonation vonstatten geht. Wenn die Vorkarbonation.sflüssigkeit, die in den Sekundär-Karbonationsapparat 72 fließt, also mehr Kohlendioxid als die Menge absorbiert hat, auf die die Werte des Apparates 72 eingestellt sind, werden kleine Mengen Kohlendioxid abgegeben. In dieser Hinsicht sorgen der Regler 102 und die Belüftungseinrichtung 104 dafür, daß ein konstanter Druck beibehalten bleibt, wobei ein eventuell auftretender Überschuß an Kohlendioxid zur umgebenden Atmosphäre abgegeben wird. Wenn andererseits das Maß der Karbonation des Vorkarbonationsproduktes, da3 in den Apparat 72 fließt, etwas unter dem Sollwert liegt, was der bevorzugte Zustand ist, wird zusätzliches Gas absorbiert, während das Produkt der Kohlendioxidatmosphäre innerhalb do," Apparates ausgesetzt wird, bis das Produkt das Maß

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an Versetzung mit Kohlensäure erreicht, das von. aera innerhalb des Apparates 72 herrschenden. Zustand und vom Zustand des ITüssigproduktes bestimmt wird, das in den. Apparat gelangt.

Wenn eine Qualitätskontrolle also anzeigt, daß das Maß der Versetzung mit Kohlensäure des Produktes, das abgefüllt wird, vom Sollwert abweicht, läßt sich eine schnelle und genaue Einstellung dadurch erreichen, daß die Gasmenge geändert wird, die von dem Vorkarbonationsapparat 70 zugeleitet wird. Ferner lassen sich für die erste Einrichtung eines Produktionslaufes schnell optimale Betriebsbedingungen, erreichen, indem eine Einstellung in. der Vorkarbonationsstufe am Punkt 68 vorgenommen, wird.

Erfindungsgemäß wird also eine Anlage und ein Verfahren zum Versetzen von. Getränken mit Kohlensäure geschaffen,.die bzw. das in der Lage ist, eine kontrollierte Gleichförmigkeit, im Maß der erreichten Versetzung mit Kohlensäure sicherzustellen, wobei gleichzeitig für eine, einfache und genaue Einstellung gesorgt ist, nachdem die Anlage bzw. das Verfahren, einmal läuft.

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Claims

Dr. A. Mentzal _{1 fi T} ,, , _Q7

Dipl.-lng. to. Denke

PatenfanWiiJj 21 Da./K

Refrath böi Köln

Frankenforst 137 / "

P 2o 11 869.8

Pat entansprüche

^ 1. Verfahren zum Versetzen von Getränken mit Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Kohlensäure zu versetzendes Produkt einer Mediumleitung im wesentlichen unter konstanten Sollbedingungen zugeleitet wird, das Produkt in der Mediumleitung zum Bewirken einer ersten Karbonation des Produktes einer Vorkarbonation unterzogen wird, die in der Vorkarbonation behandelte Flüssigkeit anschließend einem Sekundärkarbonationsverfahren unterzogen wird, der&t daß ein Sollmaß an Versetzung des Produktes mit Kohlen-

^ säure erreicht wird, und die Mediumleitung von dem Sekundärkarbonationsverfahren isoliert wird, derart, daß der Druck in der Leitung von dem Sekundärverfahren unbeeinflußt bleibt und die Vorkarbonation des Produktes unter konstantem Druck in der Leitung für einen bestimmten Durchfluß vonstatten geht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorkarbonation des Produktes eine direkte Leitung von KohLenaäure in dan Produkt vorgenommen witM*

ο ο υ η u j / 12 2 η -2.5

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3· Verfahren nach Anspruch 2 oder 1, dadurch g e k e η η ζ e i e h η e t,. daß der Zufluß von Kohlendioxid während der Vorkarbonation in Abhängigkeit vom Maß der gewünschten und. erhaltenen Karbonation eingestellt wird.

4. Verfahren, nach Anspruch 1 , dadurchgekennzeichnet, daß beim Unterziehen des durch die Vorkarbonation behandelten Produktes im Sekundärkarbonat lon sverf ah- jjj ren das in der Vorkarbonation. behandelte Produkt über eine Vielzahl von Platten in einer Atmosphäre aus Kohlendioxid geleitet wird, derart, daß das in der Vorkarbonation behandelte Produkt Kohlendioxid absorbieren oder ausstoßen kann, derart, daß das gewünschte Maß an Versetzung mit Kohlensäure erreicht wird-

3· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4_f dadurch gekennzeiehn et, daß in der Sekundärkarbonatlon die Temperatur des Vorkarbonationsproduktes innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches gehalten, wird.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche .1 bis 5, mit einer Mediumleitung, einer Einrichtung zum Zuleiten einer Flüssigkeit zur Mediumleitung und einer Karbonationseinrichtung, die in einer Punktionsverbindung mit der Hediumleitung steht, wobei dazu ein Tank, innerhalb dessen eine geregelte Kohlendioxidätmosphäre aufrechterhalten

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ist, und eine Jjiii.rich.tung gehören, due zum Einwirkenlassen dieser Atmosphäre auf die Flüssigkeit vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen Primärkarbonationsapparat (70), der in einer Funktionsverbindung mit der lie— diumleitung (64) zur Vorkarbonation des Produktes in der
Leitung (64) vor dessen Zuleitung zur Karbonationaeinrichtung (72) steht, und duroh eine Regeleinrichtung (52, 58), die
für eine Verbindung zwischen der Mediumleitung (64) und der Karbonationseinrichtung (72) sorgt, und das Produkt in der Leitung (64) vom Druck der Atmosphäre im Tank (94) isoliert, derart, daß in der hediumleitung (64)· während der Einleitung von Kohlendioxid durch den Primärkarbonationsapparat (70)
konstante Druckbedingungen aufrechterhaltbar sind.

V. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ein druckgesteuertes Ventil (53) umfaßt, das eine blendenveränderliche Einrichtung zum Regeln des Durchflusses in der Mediumleitung
(64) eingerichtet ist.

■ v. Vorrichtung nach Anspruch 7, d'a durch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Regelteil (52) zum Regeln des Ventils (58) als eine Funktion des Produktes umfaßt, das zur Zuleitung zur Mediumleitung (64) zur Verfügung steht,.

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9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Primärkarbonationseinrichtung (70) Mittel (82, 84^s, 86 und 88) zum direkten Einleiten von Kohlendioxid in. das Produkt umfaßt, das in. der
Mediumleitung (64) fließt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da,durch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Karbonationseinrichtung ferner einen. Durchflußmesser (84) und einen. Druckregler (86) zum Regeln sowohl der Karbonationsrate als auch des Karbonationsdrucks umfaßt.

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