DE2133805A1 - Verfahren und vorrichtung zum abfuellen einer carbonisierten fluessigkeit - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen einer carbonisierten Flüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen einer carbonisier-ten Flüssigkeit, über welcher ein CO2-Gaspolster steht, wobei die Flüssigkeit in ein tieferstehendes Gefäß geleitet wird, das tnit dem C02-Gaspolster in Verbindung steht, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Das Versetzen von Flüssigkeiten, insbesondere Erfrischungsgetränken, mit einer bestimmten Menge an Kohlensäure erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß CO2-Gas in einer Imprägnierpumpe bei einer bestimmten Temperatur, der Imprägniertemperatur, unter dem Sättigungsdruck Ps in der entlüfteten Flüssigkeit in Lösung gebracht wird, bis diese mit G02 gesättigt ist. Die irlprägnierte Flüssigkeit muß bei der weiteren Behandlung bei gleichbleibender Temperatur auf dem Sättigungsdruck gehalten werden, weil sonst eine Entbindung des gelösten 002-Gases eintritt. Ein späterer Druckabfall # pv, der durch Reibung und Umlenkung der imprägnierten Flüssigkeit in den Leitungen und der Abfüllstation verursacht wird, wird durch eine zusätzliche Druckerhöhung # pü mit Hilfe einer Uberdruckpumpe ausgeglichen.
• Die lruckerhöhung # pü muß dabei gleich oder größer sein als der Druckabfall # pv , so daß die imprägnierte Flüssigkeit unter dem Fülldruck Pf = ps +#pü -#pv in die Füllgefäße, insbesondere Flaschen, einläuft. Der @Fülldruck muß dabei gleich oder größer sein als r5 , damit eine unerwünschte Lockerung der CO2-Bindung vermieden wird.
• Zum Abfüllen der unter Fülldruck stehenden carbonisierten Flässigkeit, über der sich im Füllerkessel ein CO2-Gaspolster bilüet. werden gemäß deia Stand der Technik zwei mit Ventilen verseliene Leitungen verwendet, von denen die eine zur Ableitung der Flüssigkeit dient und von einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle des Füllerkessels ausgeht und die andere eine Gasleitung ist und von einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle des Füllerkessels ausgeht. Zum Füllen wird d dabei zunächst über die Gasleitung eine Verbindung zwischen @em@zu befüllenden Gefäß und dem Gasraum des Füllerkessels hergestellt, so daß sich in Qem Gefäß der Fülldruck Pf aufbaut.
• Dann wird die imprägnierte Flüssigkeit in das Gefäß eingeleitet, wobei oie vorherige Gasfüllung des Gefäßes über die Gasleitung in den Füllerkessel überführt wird.
• Ein solches- Verfahren weist deu Nachteil auf, daß die Füllgeschwindigkeit, die eine Funktion der verfügbaren Fließquerschnitte und der statischen Höhe zwischen Füllerkessel und Büllgefäß ist, beschränkt ist. Die Fließquerschnitte können nämlich iui Hinblick auf den vorgegebenen Querschnitt der Binfüllöffnung des Füllgefäßes nicht beliebig vergrößert werden. Auch die statische Höhe kann nicht erheblich vergrößert werden, da maschinen- und vorrichtungstechnische Gründe dagegen sprechen, und die Fließwege unerwünscht lang würden. Auch müßte bei größeren statischen Höhen die vorteilhafte Ringkesselbauweise aufgegeben werden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beschleunigung des Füllvorgangs zu erzielen, ohne daß die Blie.ßquerschnitte oder die statische Höhe vergrößert werden müssen.
• Erfindungsgemäß wird-diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst aus der abzufüllenden Flüssigkeit eine Teilmenge entnommen wird, die mindestens dem Volumen des Füllgefäßes entspricht, und daß die Teilmenge unter erhöhtem Druck in das Müllgefäß geleitet wird. Der erhöhte Druck kann dabei durch eine zusätzliche CO2-Beaufschlagung oder auch mechanisch erzeugt werden.
• Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Merkmale auf, daß die Flüssigkeitsleitung hinter dem Ventil mit einem Zwischengefäß in Verbindung steht, dessen Volumen mindestens einer abzufiillenden Teilmenge -entsricht und ds mit einem höher als der Flüssigkeitsdruck liegenden Druck beaufschlagbar ist, und daß von dem Zwischengefäß eine mit einem Ventil versehene, mit dem Müllgefäß verbindbare leitung ausgeht.
• Das Zwischengefäß ist zweckmäßig in gleicher Höhe mit dem Füllerkessel- angeordnet, so daß es leicht zu füllen ist und beim weiteren Abfüllen die volle-statische Höhe über dem Abfüllgefäß erhalten bleibt.
• Zum Einstellen der jeweils zu entnehmenden Teilmengen kann d.as Volumen des Zwischengefäßes mit Hilfe eines verschieblichen Kolbens veränderlich sein, der gleichzeitig zum Ansaugen der Flüssigkeit aus dem Füllerkessel herangezogen werd-en kann. Dabei kann zur Begrenzung des Kolbenhubs ein einstellbarer Anschlag vorgesehen sein.
• Zur Erzeugung des erhöhten Drucks kann der Kolben auf der dem Flüssigkeitsraum abgewandten Seite mit C02-Gas beaufschlagbar sein. Zur späteren Entlüftung dieses Gasraum ist zweokmäßig eine Verbindungsleitung mit dem Gasraum des Füllerkessels vorgesehen.
• Es ist jedoch auch möglich, daß der Kolben mechanisch betätigt wird.
• Zur Beschleunigung der tberleitung der imprEgnierten Flüssigkeit in das Zwischengefäß kann die Verbindungsleitung einen größeren Querschnitt aufweisen als die zum Müllgefäß führende Leitung, da in diesem Bereich der Leitung keine Beschränkung des Leitungsau.ßendurchmessers gegeben ist.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben.
• Nach der Zeichnung, die ein schematisches Schaubild einer Ausführungsformder erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, gelangt die mit Kohlensäure zu imprägnierende Flüssigkeit über eine Leitung 2 in eine Imprägnierpumpe 4, in der die Flüssigkeit bei Ieprägniertemperatur und Sättigungsdruck mit über eine leitung 6 zugeführtem 002-Gas versetzt wird.
• Aus der Imprägnierpumpe 4 gelangt die Flüssigkeit zu einer Überdruckpumpe 8, in der durch entsprechende Druckerhöhung der durch Reibungs- und Umlenkverluste entstandene Druckabfall ausgeglichen wird.
• Von der Überdruckpumpe 8 gelangt die mit einem entsprechenden Fülldruck versehene imprägnierte Flüssigkeit in einen Büllerkessel 10, aus dem die Flüssigkeit in Flaschen 12 abgefüllt wird.
• Die in dem Füllerkessel 10 befindliche Menge an imprägnierter Flüssigkeit 14 füllt das Volumen des Füllerkessels*) voll aus, so daß sich über dem Flüssigkeitsspiegel ein CO2-Gaspolster 16 ausbilden kann, dessen Druck dem Fülldruck entspricht.
• Von dem Füllerkessel 10 gehen zwei mit je einem Ventil 18 bzw.
• 20 versehene Leitungen 22 und 24 aus, von denen eine als Gasleitung 22 und die andere als Flüssigkeitsleitung 24 dient. Die Gasleitung 22 ist an den oberen Bereich des Füllerkessels 10 angeschlossen, sodaß sie unmittelbar mit dem über dem Flüssigkeits-*) nicht spiegel befindlichen 002-Gaspolster in Verbindung steht. Das andere Ende der Gasleitung 22 ist unmittelbar in die zu füllende Flasche einsetzbar. Die Flüssigkeitsleitung 24, die von einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle des Füllerkessels10 ausgeht, mündet in eine Anschlußleitung 26, die von einem Zwischengefäß 28 zu der zu befüllenden Plasche 12 führt und in dem Bereich zwischen derVerbindungsatelle 30 mit der Flüssigkeitsleitung 24 und dem in die Blasche 12 einzusetzenden Ende mit einem Ventil 32 versehen ist.
• Das Zwischengefäß 28, das Zylinderform aufweist und etwa in gleicher Höhe wie der Füllerkessel 10 angeordnet ist, ist im Innern mit einem beweglichen Kolben 34 versehen, dessen Verschiebungsweg durch einen am oberen Ende des Zwischengefäßes 28 vorgesehenen verstellbaren Anschlag 36 begrenzt ist. Der obere, der Slüssigkeitsseite abgewandte Raum des Zylinders 28 ist über eine mit einem Ventil 38 versehene Leitung 40 mit C02 Gas-beaufschlagbar, dessen Druck über dem Fülldruck der imprägnierten Flüssigkeit liegt. Gleichzeitig ist dieser obere Raum des Zwischengefäßes über eine mit einem Ventil 42 versehene Leitung 44 mit dem Gasraum des Füllerkessels 10 verbunden.
• Der Füllvorgang einer Flasche wird dadurch eingeleitet, daß die Gasleitung 22 sowie die vom Zwischengefäß 28 kommende Anschlußleitung 26 dicht in den Hals der Plasche 12 eingesetzt werden.
• In diesem Stadium sind sämtliche fünf Ventile geschlossen. Dann werden die Ventile 20 und 42 geöffnet, die beispielsweise zwangsweise parallel arbeiten können, so daß vom Füllerkessel 10 aus imprägnierte Flüssigkeit über die Leitung 24 in das Zwischengefäß 28 einströmen kann. Beim Einströmen der imprägnierten Flüssigkeit hebt sich der Kolben 34, bis er an dem einstel?£-baren Anschlag zur Anlage kommt. Der Anschlag, dessen Position sich nach dem Volumen der zu füllenden Flaschen richtet, kann bei jeder Vorrichtung einzeln oder auch zentral für alle Zwischengefäße einer Büllanlage.gleichzeitig eingestellt werden.
• Nachdem das Zwischengefäß 28 gefüllt und das Gas aus dem Zwischengefäß teilweise in den Gasraum des Füllerkessels 10 verdrängt worden ist, werden die Ventile 20 und 42 durch einen entsprechenden S-t-euervorgang wieder geschlossen.
• Sodann wird das Ventil 18 geöffnet, wodurch der Gasraum des Büllerkessels 10 mit dem Flaschenvolumen verbunden wird, so daß sich in der Flasche der im Füllerkessel herrschende Fülldruck aufbauen kann. Nach dem Druckaufbau in der zu füllenden Elasche werden die beispielsweise ebenfalls zwangsweise parallel arbeitenden Ventile 32 und 38 geöffnet, wodurch die Flasche 12 mit dem Flüssigkeitsraum des Zwischengefäßes und der Gasraum des Zwischengefäßes über die Leitung 40 mit einer DRuckquelle ver bunden wird. Der Kolben 34 wird dadurch mit einem erhöhten Druck beauBschlagt, der höher als der Fülldruck pf liegt. Dadurch wird der Kolben 34 mit erhöhter Kraft nach unten gedrückt, wodurch die im Zwischengefäß 28 befindliche imprägnierte Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit in die Flasche 12 gepreßt wird, ohne daß der Fülldruck Pf unterschritten wird. Das in dem Flascheninnenraum befindliche Gas wird durch die einströmende Flüssigkeit zurück in den Gasraum des Füllerkessels gedrückt, Nach dem Füllen der Flasche werden die Ventile 18, 32 und 38 wieder verschlossen und die Anschlußleitungen aus der Flasche entfernt. Nachdem die Leitungen mit der folgenden Flasche verbunden worden sind, kann der nächste Füllvorgang in gleicher Weise erfolgen.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abfüllen einer carbonisierten Flüssigkeit, über welcher ein 002 Gaspolster steht, wobei die Flüssigkeit in ein tieferst-ehendes Müllgefäß geleitet wird, das mit dem CO2-Gaspolster in Verbindung steht, d a d u r c hg e k e n n z e i c h n e t , daß zunächst aus der abzufüllenden Flüssigkeit eine Teilmenge entnommen wird, die mindestens dem Volumen des Füllgefäßes entspricht, und daß die Teilmenge unter erhöhtem Druck in das Füllgefäß geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Druck durch eine zusätzliche 002 Beaufschlagung der entnommenen Teilmenge erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der erhöhte Druck mechanisch erzeugt' wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 5, beatehend aus einem Füllerkessel zur Aufnahme einer abzufüllenden Menge carbonisierter Flüssigkeit sowie -einem über der Flüssigkeit stehenden C02-Gaspolstez, wobei von dem Füllerkessel zwei mit dem jeweiligen Füllgefäß verbindbare, je mit einem~Ventil versehene Leitungen ausgehen, von denen die eine eine Flüssigkeitsleitung ist und von einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle des Füllerkessels ausgeht und die andere eine Gasleitung ist und von einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle des Füllerkessels ausgeht, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeitsleitung (24) hinter dem Ventil (20) mit einem Zwischengefäß (28) in Verbindung steht, dessen Volumen mindestens einer abzufüllenden Teilmenge entspricht und das mit einem höher als der Bülldruck liegenden Druck beaufschlagbar ist, und daß von dem Zwischengefäß (28) eine mit einem Ventil (32) versehene, mit dem Füllgefäß (12) verbindbare Leitung (26) ausgeht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zwischengefäß (28) etwa in gleicher Höhe mit dem Füllerkessel (10) steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Volumen des Zwischengefäßes (2) mit Hilfe eines verschiebbaren Kolbens (34) veränderlich ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d-u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß für den Kolben (34) ein einstellbarer Anschlag (36) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben (34) auf der dem Flüssigkeitsraum abgewandten Seite mit CO2-Gas erhöhten Drucks beaufschlagbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die .dem Flüssigkeitsraum abgewandte Seite des Zwischengefäßes (28) über eine mit einem Ventil (42) versehene Leitung (44) mit dem Gasraum (16) des Füllerkessels (10) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a- a u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben (34) mechanisch betätigbar ist.

11-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das den Piillerkeßsel (10) mit dem Zwischengefäß (28) verbindende Leitungsstück (24) einen größeren Durchmesser aufweist als die zu dem Müllgefäß (12) führende Leitung (26).