DE2256694A1

DE2256694A1 - Versetzen von getraenken mit kohlendioxid

Info

Publication number: DE2256694A1
Application number: DE2256694A
Authority: DE
Inventors: Ronald Lee Sampson; David Denzyl White
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-18
Publication date: 1973-05-24
Also published as: DE2256694B2; CA1004591A; FR2160982A1; BE791754A; SE7612246L; DE2265528C2; NL175514C; NL7215846A; IE36837L; ES408879A1; ATA995372A; AT329965B; CH554814A; AU468195B2; DE2256694C3; FR2160982B1; GB1382896A; IT973666B; NL175514B; IE36837B1

Description

Versetzen von Getränken mit Kohlendioxid

Die Erfindung betrifft Methoden, Zubereitungen und Vorrichtungen zum Versetzen wässriger Getränke mit Kohlendioxid, und zwar am Ort des Verbrauches. Das Versetzen mit Kohlendioxid, im folgenden auch kurz als Karbonatisieren bzw. als Karbonatisation bezeichnet, wird dadurch erzielt, dass das mit Kohlendioxid zu versetzende Getränk mit Molekularsieben in Kontakt gebracht wird, d. h* kristallinen Aluminiumsilikaten, die gasförmiges Kohlendioxid adsorbiert.enthalten. Das Kohlendioxid wird aus solchen Molekularsieben durch Verdrängung mit aus der Getränkflüssigkeit bzw_o »lösung stammendem Wasser freigesetzte Das freigesetzte Kohlendioxid wird dann von der Flüssigkeit unter Bildung des knrfoonati-

sierten Getränkes gelöst.

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Die technischen Verfahren zum Versetzen von Getränken mit Kohlendioxid beruhen im allgemeinen darauf, dass Kohlendioxid und Flüssigkeit unter Druck und intensivem Mischen in gekühlten Behältern miteinander in Kontakt gebracht werden. Diese technischen Verfahren erfordern natürlich komplizierte, hoch entwickelte Anlagen, wie sie im Haushalt bzw. an der Stelle des Verbrauches der Getränke nicht zur Verfügung stehen.

Es sind verschiedene einfache Karbonatisierungsmethoden bekannt, die sich zur Anwendung im Haushalt eignen. Meistens bestehen die bekannten Karbonatisierungssysteme aus einem chemischen Substanzpaar zur Erzeugung von Kohlendioxid in dem zu karbonatisierenden Getränk am Verbrauchsort. Solche .Substanzpaare bestehen meist aus Mischungen anorganischer Carbonate, wie Natriumbicarbonat, mit Lebensmittelsäuren, wie Zitronensäure, oder mit sauren Ionenaustauscherharzen. Der Kontakt zwischen Verbindungen dieser Art in wässrigen Lösungen führt zur Bildung von gasförmigem Kohlendioxid und Salzen der Lebensmittelsäure. Bevorzugte Ausführungsformen solcher Systeme auf Basis von Säure und Bicarbonat bzw. sauren Harzen und Bicarbonat sind z. B. in den USA Patentschriften Nrn. 3'241'977, 3Μ67·526, 3^f492'671 und 2'742'363 genauer beschrieben. Diese Methoden führen jedoch stets zur Bildung organischer Salze mit unerwünschtem Nebengeschmack in der Lösung oder erfordern zur Bindung der Salze komplexe Ionenaustauscher. Die Salze sind für den Verbraucher dann bemerkbar und störend, wenn sie zum Erreichen relativ hoher Kohlendioxidanteile in erheblichen Mengen verwendet werden.

Eine andere Heim-Karbonatisierungstechnik beruht auf der Verwendung von Getränktrockenzubereitungen, welche mit Wasser reaktionsfähige Kohlensäureanhydride enthalten, die in wässriger Lösung CO- oder H-CO₃ freisetzen (siehe z. B. USA

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Patentschrift Nr.. 3' 441' 417). Diese Zubereitungen haben aber ziemlich komplexe Zusammensetzungen und benötigen häufig die Einarbeitung von Puffersystemen in das Getränk.

Ziel der Erfindung ist eine einfache, im Haushalt bzw. am Verbrauchsort durchführbare Karbonatisierung von Getränken, und zwar ohne oder mit höchstens geringer Bildung organischer Salze im Getränk, und ohne die Verwendung komplizierter Zusammensetzungen bzw. Geräte.

Es wurde gefunden, dass dieses Ziel durch Verwendung von leicht erhältlichen Molekularsieben erreicht werden kann, die adsorbiertes Kohlendioxid enthalten und dieses bei Kontakt mit Wasser leicht freisetzen. ·

Die vorliegende Erfindung betrifft das Karbonatisieren von Getränken am Verbrauchsort bzw. im Haushalt. Allgemein beruht diese Karbonatisierung darauf, dass wässrige Flüssigkeiten mit wirksamen Mengen kristalliner Aluminiumsilikat-Molekularsiebmaterialien, die mindestens etwa 5 Gew.% Kohlendioxid adsorbiert enthalten, in Kontakt gebracht werden. Das Karbonatisieren erfolgt bei Temperaturen unter etwa 45 C und atmosphärischen oder höheren Drücken. Die Erfindung bietet Zubereitungen und Vorrichtungen, die für diese MoIekularsieb-Karbonatisierung besonders vorteilhaft sind.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Einflusses der Porengrössen von Molekularsieben auf das Karbonatisiereh von Wasser,

Fig. 2 eine graphische Darstellung des 4 Minuten-Leistungsfaktors der Karbonatisierung in Abhängigkeit von der Porengrösse,

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Fig. 3 die perspektivische" Ansicht einer Karbonatisierungsvorrichtung nach Art eines Teebeutels,

Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer Karbonatisierungsvorrichtung nach Art eines Durchschäumungsstabes bzw. eines gehalterten Teebeutels,

Fig. 5 die teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines Trinkgefässes, das zur Herstellung von mit Kohlendioxid versetzten Getränken verwendbar ist,

Fig. 6 die aufgebrochene perspektivische Ansicht eines anderen, zur Herstellung von mit Kohlendioxid versetzten Getränken verwendbaren Trinkbehälters,

Fig. 7 die Seitenansicht einer verschlossenen flexiblen Karbonatisierungskammer-Vorrichtung, die nach dem Oeffnen zur Herstellung von mit Kohlendioxid versetzten Getränken verwendbar ist,

Fig. 8 einen Schnitt durch die in Fig. 7 dargestellte Kammer,

Fig. 9 die perspektivische Ansicht der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Kammer in geöffnetem, zur Herstellung von mit Kohlendioxid versetzten Getränken bereitem Zustand,

Fig. 10 die Seitenansicht einer zwei Abteile aufweisenden, taschenförmigen erfindungsgemässen Karbonatisierungsvorrichtung,

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Fig. 11 die perspektivische Ansicht einer anderen erfindungsgemässen Karbonatisierungsvorrichtung,

Fig. 12 einen Schnitt einer erfindungsgemässen Karbonatisierungsvorrichtung in Form eines zusammenfaltbaren Behälters in zusammengefaltetem Zustand, und

Fig. 13 die Seitenansicht des Behälters von Fig» 12 in betriebsbereitem Zustand.

Erfindungsgemäss werden Kohlendioxid enthaltende Molekularsiebe zum Karbonatisieren von wässrigen trinkbaren Flüssigkeiten, d. h. zur Einführung von Kohlendioxid in diese, verwendet. Die Erfindung umfasst sowohl ein Verfahren zum Einführen von Kohlendioxid in Getränke nach dieser Art sowie Zubereitungen und Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens .

Erfindungsgemäss verwendete Molekularsiebe sind kristalline Aluminiumsilikat-Materialien der allgemeinen Formel

in Salzform, wobei η die Wertigkeit des Metallkations M, a die Zahl Mole Aluminiumoxid und b die Zahl Mole an Hydratationswasser bedeutet. Das Kation M ist meist Na oder K, kann aber auch andere, durch Austausch substituierbare Kationen bedeuten.

Durch mindestens teilweise Entfernung des Hydr-atationswassers mittels Erhitzen werden die kristallinen Aluminiumsilikate stark porös und besitzen zahlreiche Oberflächenkavitäten und innere Poren, die in dem Kristall ein durchgängiges Netzwerk von Kanälen bilden. Solche dehydratisierten Molekularsiebe

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werden häufig als aktiviert bezeichnet, was bedeutet, dass sie zur Adsorption von Kohlendioxid bereit sind. Wegen des kristallinen Charakters solcher Stoffe sind die Durchmesser der Oberflächenkavitäten und der Innenporen praktisch konstant und von molekularer Grössenordnung. Aus diesem Grund sind die kristallinen Aluminiumsilikate schon vielfach zur Trennung von Stoffen nach Molekulargrösse oder Molekularform verwendet worden, worauf die Bezeichnung Molekularsieb beruht.

Molekularsiebe oder kristalline Aluminiumsiliküte werden gelegentlich auch als kristalline Zeolithe bezeichnet und können sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprunges sein. Natürliche kristalline Aluminiumsilikate mit Molekularsiebwirkung sind unter anderen die folgenden: Analcim, Paulingit, Ptilolit, Klinoptilolit. Ferrierit, Chabasit, Gmelinit, Levynit, Erionit und Mordenit.

Da die natürlichen kristallinen Aluminiumsilikate nicht immer reichlich zur Verfügung stehen, wurde der Herstellung gleichwertiger synthetischer Stoffe viel Beachtung geschenkt. Zwei Grundtypen von leicht zugänglichen und in technischen Mengen erhältlichen kristallinen Aluminiumsilikat-Molekularsieben werden allgemein als Zeolith X bzw. Zeolith A bezeichnet. Weitere synthetisch hergestellte Molekularsiebe sind unter anderen die Zeolithe mit folgenden Kennbuchstaben: B, F, G, H, K-G, J, L, M, K-M, Q, R, S, T, U, Y und Z.

Zeolith X und ein Verfahren zu dessen Herstellung ist z. B. in der USA Patentschrift Nr. 2*882'244 eingehend beschrieben. Die allgemeine Formel für Zeolith X, ausgedrückt in Molenbrüchen der Oxide, ist wie folgt:

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0,9 + 0,2M_, O:A1.O,j2,5 + 0,5 SiO_:Null bis 8 H-O

In der Formel bedeutet M ein Metall und η seine Wertigkeit. Wie bereits vermerkt, wird Zeolith durch Entfernung von Wasser aus dem Kristall, etwa durch Erhitzen, aktiviert bzw» fähig zur Adsorption bestimmter Moleküle. Dementsprechend hängt die tatsächliche Anzahl der im Kristall vorhandenen Mole Wasser vom Dehydratations- oder Aktivierungsgrad des Kristalls ab.

Das in der obigen Formel durch den Buchstaben M dargestellte Metall kann durch übliche Ionenaustauschmethoden verändert werden. Die Natriumform des Zeolith, bezeichnet·als Natrium-Zeolith X oder einfach als NaX-Molekularsieb, ist am einfachsten herzustellen. Aus diesem Grunde werden die anderen Formen von Zeolith X meist durch Modifizieren von Natrium-Zeolith X erhalten.

Eine typische Formel für Natrium-Zeolith X ist wie folgt: 0,9 Na O:A1 O :2,5 SiO :6,1 HO

Infolge des Aktivierens durch Erhitzen ist mindestens etwas Wasser aus dem Zeolith X oder dem jeweils verwendeten anderen Molekularsieb-Material entfernt und dieser bzw. dieses ist dann zur Verwendung für die Erfindung geeignet.

Die Hauptlinien des Röntgenbeugungsdiagrammes von Natrium-Zeolith X sind in der folgenden Tabelle A zusammengestellt:

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TABELLE Λ

Reflektionswert d (R) 100 I/I

14,42 + 0,2 100

' 8,82 + 0,1 18

4,41 + 0,05 9

3,80 + 0,05 21

3,33 + 0,05 18

2,88+0,05 19

2,79 + 0,05 8

2,66 + 0,05 8

Zur Aufnahme der Röntgenbeugungs-Pulverdiagramme wurden die üblichen Methoden angewendet. Die Strahlung ist das K-Dublett von Kupfer und es wird ein Geigerzähler-Spektrometer mit einem Messwertschreiber verwendet. Die Spitzenhöhen I und die Stellungen in Abhängigkeit von 2Θ, wobei θ der Bragg-Winkel ist, werden von der Spektrometer-Schreibkurve abgelesen. Daraus wird der Wert d (beobachtet),d.h. der Netzebenenabstand in Angström, entsprechend den aufgezeichneten Kurven berechnet. Die Röntgenbeugungsdiagramme weisen auf eine kubische Einheitszelle mit Abmessungen zwischen 24,5 und 25,5 A hin.

Zur Herstellung von Natrium-Zeolith X werden die Reaktionskomponenten in wässriger Lösung gemischt und bei etwa 100 C gehalten, bis sich Kristalle von Zeolith X bilden. Die Reaktionskomponenten werden vorzugsweise so gewählt, dass in der Lösung die folgenden Gewichtsverhältniswerte gegeben sind:

3-5

₂₂ 1,2-1,5

H₂0/Na₂0 35-60

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Ein spezielles Beispiel für die Herstellung von Zeolith X ist wie folgt:

10 g NaAlO , 32 g einer wässrigen Lösung enthaltend etwa 20 Gew.% NaO und 32 Gew.% SiO , 5,5 g NaOH und 135 cm³ Wasser werden gemischt und im Autoklav 47 Std. bei etwa 100°C gehalten. Das kristalline Zeolith X wird durch Abfiltrieren der umgesetzten Stoffe gewonnen und mit Wasser gewaschen, bis der pH-Wert des abfliessenden Waschwassers zwischen 9 und 12 liegt. Die Kristalle werden dann mindestens teilweise getrocknet und sind nun zur Verwendung für die Erfindung bereit.

Zeolith A und seine Herstellung sind ausführlich in der USA Patentschrift Nr. 2'882*243 beschrieben. Die allgemeine Formel von Zeolith A_# ausgedrückt in Molenbrüchen der Oxide, ist wie folgt:

1,0 + 0,2 M . O:A1 0 :1,85 + 0,5 SiO₃: Null bis 6 HO

In der Formel ist M ein Metall, Wasserstoff oder Ammonium und η die Wertigkeit von M. Die Menge des im Zeolith A enthaltenen. Wassers hängt natürlich vom Dehydratationsgrad der Kristalle ab.

Wie bei Zeolith X und anderen Zeolithen kann das Element oder die Gruppe, welches bzw. welche dem Zeichen M in der Formel entspricht, durch übliche Ionenaustauschmethoden ver ändert werden. Natrium-Zeolith A ist am einfachsten herzustellen und die anderen Formen werden gewöhnlich aus dieser Natriumform durch Ionenaustausch in wässriger Lösung erhalten. Eine typische Formel für Natrium-Zeolith A ist wie folgt:

0,99 Na 0:1,0 Al₃O :1,85 SiO :5,1

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- ίο -

Die Entfernung von mindestens einem Teil des Wassers, etwa durch Erhitzen, ist im allgemeinen zur Vorbereitung des Natrium-Zeolith A für die erfindungsgemässe Verwendung ausreichend.

Nach dem zur Bestimmung der Rontgenbeugungswerte von Natrium-Zeolith X verwendeten Verfahren wurden für Natrium-Zeolith A ähnliche Werte erhalten und sind in der folgenden Tabelle B zusammengestellt:

TABELLE B	Reflektionswert d (A)	100 I/I
12,2 + 0,2	100
8,6 + 0,2	69
7,05 + 0,15	35
4,07 + 0,08	36
3,68 + 0,07	53
3,38 + 0,06	16
3,26 + 0,05	47
3,96 + 0,05	55
2,73 + 0,05	12
2,60 + 0,05	22

Zur Herstellung von Natrium-Zeolith A werden die Reaktionskomponenten in wässriger Lösung gemischt und bei etwa 100 C gehalten, bis Kristalle von Natrium-Zeolith A gebildet sind, Die Reaktionskomponenten bzw. ihre Mengen sollten vorzugsweise so gewählt werden, dass in der Lösung folgende Anteilwerte gegeben sind:

O₃ 1,2-2,5'

Na 0/SiO 0,8-3,0

H O/Na O 35-200

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Ein Beispiel für die Herstellung von'Zeolith A ist wie folgt? 80 g NaAlO , 126 g einer wässrigen Lösung von Natriumsiiikat

<£m te

enthaltend etwa 7,5 Gew-% Na 0 und 25,8 Gew„% SiO , und 320 cm" Wasser werden in einen Autoklav gebracht. Im Autoklav sind folgende Verhältniswerte gegeben: SiO /Al 0 = 1,2, Na 0/SiO = 1,2, und H 0/Na 0 = 36. Der Inhalt des Autoklaves wird etwa 12 Std. bei etwa 100 C gehalten. Der gebildete kristalline Zeolith A wird abfiltriert und mit destilliertem Wasser gewaschen bis der pH-Wert des abfliessenden Waschwassers zwischen 9 und 12 liegt. Nach Trocknung und mindestens teilweiser Dehydratation der Kristalle sind diese zur Verwendung für die Erfindung- bereit.

Diese und andere für die vorliegende Erfindung brauchbare kristalline Aluminiumsilikat-Molekularsiebtypen sind ausführlicher in den Veröffentlichungen von Hersh, "Molecular Sieves", Reinhold 1961, Thomas and Mays, "Separations with Molecular Sieves", Seiten 45-97 der Schriftenreihe "Physical Methods in Chemical Analysis", Band IV (Herausgeber W. G. Berl, Academic Press, 1961), Breck, "Crystalline Molecular Sieves", Seite 678 der Zeitschrift "Journal of Chemical Education", Band 41, Dezember 1964, und der Firmenschrift "Linde Molecular Sieves" der Union Carbide Corporation, beschrieben.

Einige spezielle Typen von Molekularsieben sind zur Verwendung für die "Sofortgetränk-Karbonatisierung", d. h. für Verfahren und Vorrichtungen gemäss der Erfindung besonders vorteilhaft.

(In der folgenden Beschreibung beziehen sich Hinweise auf Molekularsiebe nach "Typen" durchwegs auf gegenwärtig von der Molekularsieb-Abteilung der Firma Union Carbide erhältliche Materialien. Allgemeine Bezeichnungen, wie NaA, NaX, CaX, beziehen sich jeweils auf Natrium-Zeolith A, Natrium-Zeolith X, Calcium-Zeolith A, Calcium-Zeolith X, usw.)

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Hierzu gehören die Molekularsiebe der Typen 4A und 13X. Typ 4A (NaA) hat eine Porengrösse von 4 Ä und kann durch folgen de chemische Formel charakterisiert werden:

[(AlO₂J₁₂ (SiO₂J₁₂]-27

2' 12

Typ 13X (NaX) hat eine Porengrösse von 10 2 und kann durch folgende Formel charakterisiert werden:

Bei beiden Molekularsieben vom Typ 4A und 13X können die Natriumionen durch andere Kationen, etwa Kalium- und Calciumionen, ersetzt werden, was andere Porengrössen und etwas andere Adsorptionseigenschaften ergibt. Beispielsweise ergibt das Molekularsieb vom Typ 4A, bei welchem etwa 70 % seiner Natriumkationen durch Calciumkationen ersetzt sind, ein un- ■ ter der Bezeichnung Typ 5A (CaA) von der Union Carbide Corp. technisch vertriebenes Molekularsieb mit einer Porengrösse von 5 A. In ähnlicher Weise wird das Molekularsieb vom Typ 13X (NaX), bei welchem etwa 70 % seiner Natriumkationen durch Calciumkationen ersetzt sind, technisch als Typ 1OX (CaX) von der Union Carbide Corp. vertrieben und hat eine Porengrösse von 8 A. Ein weiteres Molekularsieb Typ 3A hat eine Kalium-Zeolith A (KA)-Struktur und eine Porengrösse von 3 a.

Im Handel sind auch kristalline Aluminiumsilikat-Molekularsiebe erhältlich, die als "säurebeständig" bezeichnet werden. Säurebeständige Molekularsiebe sind kristalline Zeolithe, die nicht strukturell abgebaut werden und aus welchen die Metallionen auch nach längerem Kontakt mit Lösungen,.die einen niedrigen pH besitzen, nicht ausgelaugt werden. Derartige säurebeständige Molekularsiebe werden meist dadurch hergestellt, dass erhebliche Anteile der austauschbaren Metallionen der natürlichen oder synthetischen Molekularsiebe entfernt oder

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— 1 "ί —

durch Protonen ersetzt werden. Dies wird dadurch erzielt, dass die Metallionen zunächst gegen Ammoniumionen ausgetauscht werden und dass die entstandene Ammoniumform eines solchen Molekularsiebes dann zur Zersetzung der Ammoniumkationen auf etwa 40 0 C erhitzt wird. Zwar können die austauschbaren Metallionen aller kristallinen Metallalumin'iumsilikate nach dieser Arbeitsweise bis zu einem gewissen Grad entfernt oder ersetzt werden, doch führt ein vollständiger Ionenaustausch dieser Art meist zu einer Zerstörung der Kristallstruktur der Zeolithe. Zum Austausch von mehr als 35 % der Zeolith-Metallionen ohne Zerstörung des Aluminiumsilikatkristalles werden für die oben beschriebenen Ionenaustauschverfahren diejenigen Zeolithe verwendet, deren SioAl O -Molverhältnis über 3:1 liegt. Zeolithe mit einem derart hohen SiO /Al O -Molverhältnis sind unter anderen das natürliche Mineral Faujasit und der synthetische Zeolith Y (NaY), der ausführlich in der USA Patentschrift Nr. 3'130'007 beschrieben ist. Zeolith Y besitzt die allgemeine Formel: (0,9 + 0,2) Na 0·Α1 O -c SiO *d HO, in welcher c zwischen 3 und 6 variiert und d (vor der Dehydratation) kleiner als oder gleich 9 ist. Verfahren zur Verringerung des Metallionengehaltes kristalliner Metallaluminiumsilikate sind ausführlich in den USA Patentschriften Nm. 3'130¹OOo und 3'460'904 beschrieben.

Beispiele für technisch erhältliche, säurebeständige Molekularsiebe, die nach dem oben beschriebenen Metallionen-Entfernungsprozess hergestellt werden, sind unter anderen Molekularsiebe vom Typ AW-300 mit einer Porengrösse von 4 A, Molekularsiebe vom Typ AW-500 mit einer Porengrösse von 5 A, Molekularsiebe vom Typ SK-40 (NaY in Teilchenform mit Ton als Bindemittel) und Molekularsiebe vom Typ SK-41 (NaY in Teilchenform) beide mit Porengrössen von 8=10 Ä, und die Molekularsiebe der "Zeolon"-Reihen 100, 200 und 900, die gegenwärtig von der Firma Norton vertrieben werden.

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Verschiedene Molekularsiebformen von Pulverfeinheit (0,5-12 Mikron) bis zu kugeligen Gebilden mit Grossen von etwa 7 nun sind technisch erhältlich, wobei die meisten nicht-gepulverten Formen inerten Ton in Anteilen von 20 Gew.% als Binder enthalten. Uebliche Siebformen sind unter anderen plätzchenförmige Extrudate mit Durchmessern von etwa 1,6-3,2 mm oder perlenförmige Gebilde mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/ cm (4x8 mesh, USA) bzw. mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/ cm (8 χ 12 mesh, USA). Diese Siebzahlen bedeuten, dass die so charakterisierten Kugeln durch Siebe mit der jeweils niedrigeren Zahl von Maschen pro cm hindurchgehen, aber von Sieben mit der jeweils höheren Zahl von Maschen pro cm zurückgehalten werden.

Durch Verwendung von Bindemitteln auf Basis von Ton oder polymeren Harzen können Molekularsiebe auch in andere Formgebilde irgendeiner gewünschten Grosse oder Ausbildung gebracht werden.

Das in diesen Molekularsieben für die Zwecke der Erfindung adsorbierte Material ist natürlich gasförmiges Kohlendioxid. Kohlendioxid wird von solchen Sieben stark adsorbiert, aber durch die stärkere und preferentielle Wasseradsorption leicht verdrängt. Die Freisetzung von adsorbiertem Kohlendioxid aus Molekularsieben in wässriger Lösung ist die Grundlage der erfindungsgemässen Karbonatisierungstechnik.

Die Molekularsiebe werden einfach dadurch mit Kohlendioxid beladen, dass man das aktivierte (d. h. mindestens teilweise dehydratisierte) Siebmaterial zum Bewirken der Kohlendioxid-Adsorption mit gasförmigem Kohlendioxid unter wasserfreien Bedingungen in Kontakt bringt. Im allgemeinen können die Siebmaterialien bis auf etwa 2 Gew.% Wassergehalt dehydratisiert werden. Die Molekularsiebe werden vorzugsweise in einer Säule mit gepackter Bettung beladen, der das Gas bei Raura-

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temperatur und bei schwachem Ueberdruck (bis 0,035 atü) zugeführt wird. Zur Verwendung für die hier beschriebene Karbonatisierung von Getränken sollten die Molekularsiebe mit mindestens etwa 5 Gew.% (d. h. Gewicht adsorbiertes Kohlendioxid geteilt durch das Gewicht der beladenen Siebe multipliziert mit 100 %) beladen sein. Das Ausmass der Kohlendioxidadsorption durch Siebe mit gegebenen Porengrössen bei einer gegebenen Temperatur bzw. einem gegebenen Druck kann durch einfache Versuche oder anhand der für technisch erhältliche Siebe bekannten Adsorptionsdaten bestimmt werden.

Es ist wichtig, dass die mit Kohlendioxid beladenen Molekularsiebe so abgepackt und gelagert werden, dass ein Kontakt mit atmosphärischer Feuchtigkeit vor der erfindungsgemässen Verwendung ausgeschlossen ist. Atmosphärische Feuchtigkeit würde das Kohlendioxid verdrängen und die Siebe für das Karbonatisieren von Getränken unbrauchbar machen.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Karbonatisierungsverfahrens werden die mit Kohlendioxid beladenen Molekularsiebe mit trinkbarer wässriger Flüssigkeit in Kontakt gebracht. Durch die preferentielle Adsorption'von Wasser aus der Getränkflüssigkeit bzw. Getränklösung wird das Kohlendioxid aus den Sieben freigesetzt. Das karbonisierte, also mit Kohlendioxid versetzte Getränk entsteht durch Auflösung dieses freigesetzten Kohlendioxides in der wässrigen Flüssigkeit. Beim Trinken entsteht dann durch Freisetzung des gelösten Kohlendioxides im Mund das charakteristische Gefühl und der charakteristische Geschmack karbonatisierter bzw. kohlensäurehaltiger Getränke. Der Karbonatisierungsgrad nimmt mit steigender Menge an gelöstem Kohlendioxid zu. Meist wird.die Karbonatisierung durch Bezugsgrössen bestimmt, die im folgenden als "Volumina gelöstes CO " oder "Karbonatisierungs-Volumina" bezeichnet werden und als dasjenige Gas-

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volumen {reduziert auf Normalbedingungen, d. h. 760 mm Hg und 0 C) definiert sind, das bei der Karbonatisierungstemperatur und dem Karbonatisierungsdruck in einem gegebenen Getränkvolumen gelöst ist.

Zur Bewertung verschiedener Molekularsieb-Karbonatisierungssysteme kann ein anderer Karbonatisxerungsxndikator verwendet werden, der als Leistungsfaktor P bezeichnet wird, und

durch die Formel P = (A )·(B ), d. h. das Produkt der als

η η η

Wirkungsfaktor A bezeichneten Grosse und der als Nutzungsfaktor B bezeichneten Grosse definiert ist. Der Wirkungsfaktor A ist seinerseits durch das Verhältnis η

•Volumen gelöstes CO bei η KarbonatisierungsminuteriN Volumen des bei Sättigung gelösten CCL

und der Nutzungsfaktor B durch das Verhältnis

(Volumen gelöstes CO bei η Karbonatisierungsminuten "X Gesamtvolumen des in den verwendeten Sieben verfügbaren CO *

definiert. Der Leistungsfaktor kombiniert den erzielten Sättigungsanteil (Wirkung) mit dem Wirkungsgrad (Nutzung) der Karbonatisierung, und zwar jeweils für eine gegebene Zeitspanne. Im idealen Fall wäre A=I, wenn eine gesättigte Lösung erzeugt wird bzw. grosser als 1, wenn Uebersättigung erzielt wird. Wenn das gesamte vorhandene Kohlendioxid in Lösung ginge, wäre B = 1. Je grosser der Leistungsfaktor, umso günstiger das gegebene Molekularsieb-Karbonatisierungssystem. Dieser Leistungsfaktor wird auch zur Identifizierung und Bewertung wesentlicher Sieb-Parameter und Getränklösungskennwerte für die vorliegende Erfindung verwendet.

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Die Löslichkeit von Kohlendioxid in wässriger,Lösung ist in erheblichem Masse temperatur- und druckabhängig. Die Löslichkeitswerte bei verschiedenen Temperatur- und Druckbedingungen lassen sich leicht aus der Literatur bestimmen. Dementsprechend gelten für das erfindungsgemässe· Karbonatisierungsverfahren bestimmte Temperatur- und Druckgrenzen. Die Löslichkeit von Kohlendioxid'in reinem Wasser nähert sich bei annähernd 45 C und einer Atmosphäre einem Wert von 0,5 Volumina gelöstem CO (einem schwach karbonatisierten Getränk) . Dementsprechend sind Temperaturen von über 45 C für die erfindungsgemässe Karbonatisierung nicht zweckmässig. Obwohl für die vorliegende Karbonatisierung keine theoretische untere Temperaturgrenze gegeben ist, wird man natürlich die praktische untere Grenze entsprechend dem Gefrierpunkt der jeweils mit Kohlendioxid versetzten wässrigen Getränkflüssigkeit bzw. -lösung berücksichtigen. Eine besonders bevorzugte Karbonatisierungstemperatur ist die einer Eis enthaltenden Getränkmischung, d. h. annähernd 0°C.

Bei Drücken, die kleiner als der Umgebungsdruck bzw. kleiner als eine Atmosphäre sind, wird die Wirksamkeit der Molekularsieb-Karbonatisierung schlecht. Karbonatisierungsdrücke über einer Atmosphäre erhöhen dagegen die Löslichkeit von Kohlendioxid und damit die Wirkung der Karbonatisierung von Getränken. Gemäss einer Ausführungsform umfasst das vorliegende Verfahren daher die Karbonatisierung in geschlossenen · Behältern, in welchen Drücke bis etwa 10 Atmosphären entwickelt werden. Vom praktischen Gesichtspunkt der Karbonatisierung von Getränken im Haushalt oder am Ort des Verbrauches werden jedoch in vielen Fällen atmosphärische Drücke, d. h. das Karbonatisieren im offenen Behälter bevorzugt.

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Die Karbonatisierungszeit ist für viele Anwendungszwecke wichtig, stellt aber keine kritische Variable für das vorliegende Karbonatisierungsverfahren dar. Die Dauer des Kontaktes der beladenen Molekularsiebe mit Getränkflüssigkeit ändert sich natürlich mit der Menge der vorhandenen wässrigen Flüssigkeit bzw. Lösung, der Art der Flüssigkeit bzw. Lösung, der Menge, dem Typ und dem Beladungsmass der verwendeten Molekularsiebe und der "Stärke" des gewünschten karbonatisierten Getränkes. Durch Verwendung von Molekularsieben, die mit mindestens 5 Gew.% Kohlendioxid beladen sind, und durch Karbonatisieren bei den Temperatur- und Druckbedingungen der vorliegenden Erfindung können karbonatisierte Getränke zweckmässig innerhalb von normalen Haushalts-Karbonatisierungszeiten (2-15 min) erhalten werden. Karbonatisierungssysteme, die eine Kohlendioxidfreisetzung während längerer oder kürzerer als der normalerweise erzielbaren Zeitspannen ermöglichen, können durch Verwendung der weiter unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vor liegenden Erfindung erreicht werden.

Die Veränderung der Porengrösse der im vorliegenden Verfahren verwendeten Molekularsiebe beeinflusst sowohl die Karbonatisierungsrate als auch den letztlich erzielten Karbonatisierungswert. Dies lässt sich anhand der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten typischen Werte erläutern. Die dort gezeigte graphische Darstellung zeigt die Wirkung der Molekularsieb-Porengrösse auf das Karbonatisieren von Wasser. Auf der Abszisse ist die Karbonatisierungsdauer in Minuten angegeben. Auf der Ordinate ist eine dimensionslose Masszahl für gelöstes Kohlendioxid, ausgedrückt als Volumina gasförmiges Kohlendioxid (bei 0 C und einer Atmosphäre), gelöst pro Volumen der mit Kohlendioxid versetzten Flüssigkeit (bei 1,7 C und einer Atmosphäre), dargestellt. Die fünf Kur ven sind Profile des Einführens von Kohlendioxid bei l,7°c

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und einer Atmosphäre mit fünf verschiedenen Typen von von der Molekularsieb-= Ab teilung der Materials Sciences Division (vormals Linde Division) der Firma Union Carbide Corporation erhältlichen Molekularsieben„

In Fig. 2 ist der Einfluss der Porengrösse in Angstrom (Abszisse) von Molekularsieben auf den oben erläuterten Leistungsfaktor P der Karbonatisierung dargestellt, und zwar speziell für den 4 min-Leistungsfaktor P (Ordinate). Die zwei Kurven entsprechen Ansätzen von jeweils 12 bzw, 24 g Molekularsiebmaterial/ die jeweils zum Karbonatisieren von 225 ml Wasser bei 1,7 C verwendet wurden. Die Leistungsfaktoren nehmen bei einer typischen -Karbonatisierungszeit (4 min) allgemein mit steigender Porengrösse zu, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kurven der Fig. 1 und 2 sind repräsentative Ergebnisse von Versuchen mit Sieben. Die Ergebnisse wurden durch Karbonatisieren von jeweils 225 ml kaltem Wasser bei atmosphärischem Druck mit verschiedenen Mengen Molekularsieben mit Porengrössen von 3, 4, 5, 8 und 10 A*, d. h. mit Molekularsieben der Typen 3A, 4A, 5A, 1OX und 13X, erhalten. Jeder Typ Molekularsieb wurde praktisch maximal mit Kohlendioxid beladen, d. h. mit 7,9, 10,8, 11,7, 10,9 und 13,2 Gew.%, wobei die Aktivität der Siebe die Aktivität des gelieferten Materials war. Es wurde gefunden, dass die grösseren bzw. gröberen Siebtypen, insbesondere diejenigen mit Porengrössen von 8-10 A, höhere Leistungsfaktoren bei 4 min Karbonatisierungszeiten (P ) aufweisen und daher bevorzugt werden.

Wie zu erwarten, führt die Erhöhung der für eine gegebene Menge Getränklösung verwendeten Menge Molekularsieb zur Vergrösserung der Menge des freigesetzten Kohlendioxides, wenngleich der Wirkungsgrad der Karbonatisierung (Nutzungsfaktor) mit zunehmender Gesamtmenge der vorhandenen Molekular-

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siebe merklich abnimrr.t. Obv/ohl die Optimalmenge an verwendeten Molekularsieben von den Kennwerten der verwendeten Siebe und den zu karbonatisierender. Getränklösungen abhängt, liegt die bevorzugte Menge an Molekularsieben zwischen etwa 0,5 g und etwa 4 g (vor dem Beladen) Molekularsiebe pro 28,3 ml des zu karbonatisierenden Getränkes, d. h. zwischen etwa 1,5 und 15 g Molekularsieb (unbeladen) pro 100 ml Flüssigkeit.

Auch die physikalische bzw. geometrische Form der verwendeten Molekularsiebe kann die Getränke-Karbonatisierung beeinflussen. Pulverförmige Molekularsiebe werden für das vorliegende Verfahren vorzugsweise so verwendet, dass man diese Siebe in eine geeignete Form mit hohem Oberflächen/Volumen-Verhältnis bringt. Dies kann dadurch erzielt werden, dass zur Formung oder zum Extrudieren der Siebe als Plätzchen, Kugeln oder dünne Scheiben poröse Bindemittelsysteme verwendet werden. Verfahren zur Bindung oder Formung von Molekularsieben für die Herstellung verschiedener Formgebilde sind bekannt und beispielsweise in den USA Patentschriften Nm. 3¹158'597 und 3'213¹164, der britischen Patentschrift Nr. 994*908 und der belgischen Patentschrift Nr. 627'185 beschrieben.

Zum Erzielen spezieller Karbonatisierungseigenschaften können auch Mischungen von Molekularsieben verwendet werden. Im allgemeinen setzen Molekularsiebtypen mit kleineren Porengrössen (3-5, insbesondere 3-4 A) Kohlendioxid bei Kontakt mit Wasser langsamer frei, wobei aber auch die Dauer der Freisetzung länger ist. Molekularsiebe mit grösseren Porenöffnungen (grosser als 6 A) bieten relativ hohe Kohlendioxid-Freisetzungsraten, jedoch bei kürzerer Dauer der Freisetzung. Die Fähigkeit einer wässrigen Lösung zur Auflösung von Kohlendioxid ist in umgekehrtem Verhältnis von deren Sättigungsgrad abhängig. Während der anfänglichen Karbona-

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tisierung kann Kohlendioxid in relativ hohen Raten gelöst werden. Mit zunehmender Sättigung nimmt die Auflösungsrate ab. Durch Verwendung von Mischungen von Sieben mit unterschiedlichen Porengrössen können Systeme mit sowohl hoher anfänglicher Kohlendioxid-Freigabe als auch mit anhaltender Kohlendioxid-Auflösung gebildet werden» Für ein bevorzugtes Karbonatisierungsverfahren mit anhaltender Freisetzung wird eine Molekularsiebmischung verwendet, die zu 30-70 Gew.% aus Sieben mit Porengrössen von 3-5 A, vorzugsweise 3-4 A, und im übrigen aus Molekularsieben mit Porengrössen von etwa 6-10 A besteht.

Die Verwendung von Mischungen aus Molekularsieben und chemischen Substanzpaaren kann für bestimmte Zwecke vorteilhaft sein. Chemische Substanzpaare sind im allgemeinen, bezogen auf das freigesetzte Kohlendioxidvolumen, billiger als Molekularsiebe. Der Nebengeschmack von Salzen von Kohlendioxid freisetzenden chemischen Substanzpaaren ist bei niedrigen Anteilen (die von den speziellen Stoffen des Substanzpaares, den Geschmackszusätzen des Getränkes und den Ansprüchen des Verbrauchers abhängen) kaum,.wenn überhaupt, merkbar. Im Normalfall können etwa 0,5-0,75 Volumina gelöstes Kohlendioxid (entsprechend einem schwach karbonatisierten Getränk), z. B. in einem karbonatisierten Cola-Getränk, mit Hilfe eines chemischen Substanzpaares erzeugt werden, ohne dass dabei unerwünscht hohe Anteile (d. h. wegen des dadurch erzeugten Nebengeschmackes bemerkbar) an Salzen entstehen. Demzufolge beruht ein zweckmässiger Weg der Karbonatisierung auf der durch Molekularsieb-Karbonatisierung ergänzten Karbonatisierung mittels eines geringen Anteiles eines chemischen Substanzpaares. Vorzugsweise werden bei einem solchen gemischten System Molekularsiebe mit geringerer Porengrösse (d. h. etwa 3-5 A für langsame Freisetzung) zur Ergänzung des Kohlendioxid schnell freisetzenden chemischen Substanzpaares verwendet.

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Die Art der nach dem erfincungsgemässen Verfahren zu karbonatisierenden Getränkflüssigkeit ist nicht kritisch, sofern es sich nur um eine wasserhaltige Getränkflüssigkeit handelt. Ausser Wasser kann die Flüssigkeit beliebige, nicht störende Geschmackszusätze, Farbmittel, Lebensmittelzusätze, Arzneimittel oder Alkohol enthalten. Man kann solche Stoffe aber auch mit Kohlendioxid-beiadenen Molekularsieben vormischen und dadurch Zubereitungen bilden, die zur Herstellung von mit Geschmackszusätzen versehenen karbonatisierten Getränken aus Leitungswasser verwendbar sind. Bei einer weiteren Ausführungsform können Geschmacksstoffe und Farbmittel in einer wässrigen Mischung vorgegeben werden, die zusammen mit den mit Kohlendioxid beladenen Sieben zu Wasser gegeben wird. Beispiele für Getränktypen, die sich durch Karbonatisierung gemäss der vorliegenden Erfindung aus entsprechenden Flüssigkeiten herstellen lassen, sind nicht-alkoholische Getränke, medizinische Zubereitungen, Bier und Schaumwein.

Bestimmte, gegebenenfalls in Getränklösungen enthaltene gelöste Anteile beeinflussen die Auflösung von Kohlendioxid und bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind besonders vorteilhaft, wenn derartige gelöste Substanzen vorhanden sind. Künstliche Süssstoffe, wie Saccharin und Saccharin enthaltende Zubereitungen, haben wenig Wirkung auf die Karbonatisierung von Getränken mit Molekularsieben. Verschiedene natürliche Süssmittel verzögern Rate und Ausmass der Karbonatisierung mit Molekularsieben. Fructose, Saccharose und Glucose in den für typische nicht-alkoholische Getränke, wie Limonaden, normalen Werten hemmen die Karbonatisierung von Getränken merklich. Ueberraschenderweise werden bei der Karbonatisierung von Fructose oder Glucose enthaltenden Lösungen mit 10 Sngström-Molekularsieben in Form von Perlen mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm erheblich bessere Karbonatisierungsgrade erzielt, als mit entsprechenden, Saccharose enthaltenden Lösungen.

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Die Anwesenheit üblicher Lv-^oiismittels'äuren, wie Zitronensäure, in Anteilen von etwa 1 % hat offenbar wenig Wirkung auf Ausmass und Geschwindigkeit der Karbonatisierung von Getränken mit Hilfe von Molekularsieben. Derartige Lebensmittelsäuren enthaltende Getränke sind jedoch notwendigerweise Lösungen mit relativ niedrigen pH-Werten_D Eine 1 %ige wässrige Zitronensäurelösung hat z. B. einen pH-Wert von 2. Längerer Kontakt solcher Lösungen mit vielen synthetischen Molekularsiebmaterialien führt zu einer zunehmenden Auslaugung von Metallionen aus dem Siebmaterial. Als Folge kann der pH-Wert solcher Getränke so stark ansteigen, dass bemerkbare Geschmacksveränderungen auftreten. Wenn daher Lebensmittelsäuren enthaltende Getränkflüssigkeiten nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.karbonatisiert werden sollen, werden als Molekularsiebe vorzugsweise, die oben beschriebenen kristallinen Metallaluminiumsilikate verwendet, deren SiO /Al 0 -Molverhältnis mindestens 3 beträgt und aus denen mindestens 35 % der austauschbaren Metallionen entfernt oder durch Protonen ersetzt sind.

Wenn Kohlendioxid aus Molekularsieben in der Lösung rasch freigesetzt wird, löst es sich im allgemeinen nicht so wirkungsvoll, wie bei Freisetzung in langsameren Raten. Langsamere Freisetzungsraten bieten im allgemeinen eine.bessere Möglichkeit für den Gas-Flüssigkeits-Kontakt und fördern daher die Kohlendioxidauflösung. Allgemein kann daher die Auflösung durch Verwendung irgendwelcher Mittel zur Steuerung des Masses der Kohlendioxidfreisetzung aus dem Molekularsiebmaterial erhöht werden. Wie oben vermerkt, beruhteine Methode der Verminderung der Verdrängungsrate von Kohlendioxid durch Wasser aus den Molekularsieben-auf der Verwendung mindestens anteiliger Mengen an Molekularsieben mit Porengrössen von 3-5 S. Ein anderes Mittel zur Steuerung und Verzögerung der Kohlendioxid-Freisetzungsrate aus den Molekularsieben beruht auf dem Beschichten dieser Siebe mit

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einem wasserlöslichen Material, das den Wassereintritt in die Kohlendioxid enthaltenden Molekularsiebkanäle während der Auflösung der Beschichtung verhindert. Hierzu sind alle nicht-toxischen, wasserlöslichen Beschichtungsstoffe, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Hydroxypropylcellulose geeignet. Die leicht erhältliche Hydroxypropylcellulose ist das bevorzugte Beschichtungsmittel.

Wie vermerkt, kann die Kohlendioxid-Freisetzungsrate auch durch Verwendung unterschiedlicher Molekularsiebformen gesteuert werden. Die Veränderung des Verhältnisses von Volumen zu Oberfläche der Aluminiumsilikatmaterialien hat eine deutliche Wirkung auf die Kohlendioxidverdrängung aus den Molekularsieben. Im allgemeinen geben Siebe mit einem höheren Verhältnis von Volumen zu Oberfläche Kohlendioxid langsamer und über längere Zeitspannen ab, als Siebe mit einem niedrigeren Verhältnis von Volumen zu Oberfläche.

Die Karbonatisierung gemäss der vorliegenden Erfindung kann natürlich nach allen Methoden erzielt werden, welche die Molekularsiebe mit der Getränkflüssigkeit in Kontakt bringen. Im allgemeinen werden die beladenen Molekularsiebe in einen Behälter gegeben und dann die zu karbonatisierende Flüssigkeit in ausreichender Menge zum Bedecken der Siebe zugegeben. Sofern nicht sehr feine, nicht fühlbare, nichttoxische, konsumierbare Moiekularsiebpulver verwendet werden, erfordert diese Art des Karbonatisierens vor dem Konsum des Getränkes eine Abtrennung des Molekularsiebmaterials von der Getränkflüssigkeit. Dies kann z. B. durch Filtrieren, Abseihen, Abgiessen des Getränkes oder Entnahme des Siebmaterials aus dem Karbonatisierungsgefäss erzielt werden. ErfIndungsgemässe Kax-bonatisierungsvorrichtungen vermeiden die Notwendigkeit des Filtrierens oder Abseihens bei der Anwendung des vorliegenden Molekularsieb-Karbonatisierungs-Verfahrens. Alle beschriebenen Vorrichtungen können

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allein mit kohlendioxicbeladener. Sieben (für ein vorher mit Geschmack versehenes Getränk) oder zusammen mit verschiedenen Geschmacksstoffen und Zusätzen (mit Leitungswasser oder dergleichen) verwendet werden.

Die einfachste Vorrichtung zur Anwendung des Molekularsieb-Getränkkarbohatisierungs-Verfahrens der vorliegenden Erfindung besitzt einen wasser- und gasdurchlässigen Behälter, in welchem Molekularsiebe und gewünschtenfalls trockene Getränkmischung eingeschlossen werden können. Diese und die anderen beschriebenen Vorrichtungen (mit Ausnahme der Vorrichtungen von Fig. 5-7 und 10 sowie anderer Formen,, die vor der Verwendung wirksam verschlossen sind) werden zum Schutz mit einer Hülle oder Verpackung aus einem praktisch für Wasser bzw. Wasserdampf undurchlässigen Material versehen. Wenn der aus seiner Umhüllung entnommene Behälter in das zu karbonatisierende Getränk eingetaucht wird, verhindert er die Verteilung des Molekularsiebmaterials im Getränk.

Vorzugsweise sind solche Behälter als flexible Netze aus inertem Material, z. B. Stoff, Nylon, Papier, Polyester, Fiberglas und alle anderen wasserunlöslichen synthetischen Kunststoffe, gebildet, wobei die Maschenöffnungen gross genug sind, um ein praktisch ungehindertes Entweichen von Kohlendioxidbläschen zu gestatten und klein genug sind, um die Molekularsiebe der jeweils verwendeten Form innerhalb des Netzes zu halten. Bei Verwendung von Perlen mit Siebzahlen entsprechend 1,5-3,2 Maschen/cm muss ein Netz mit einer Maschenzahl (Zahl der Oeffnungen pro Länge in cm) von über 3,2 Maschen/cm verwendet werden. In gleicher Weise müssen für Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm Netze mit ' Maschenzahlen von über 4,8 Maschen/cm verwendet werden. Ein für diese Zwecke geeignetes Material ist das offenmaschige Polymernetz, das gegenwärtig von der Firma Hercules, Inc. un ter der Markenbezeichnung "Dclnet" erhältlich ist.

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In Fig. 3 ist ein Beispiel eines solchen Behälters dargestellt. Die mit Kohlendioxid beladenen Molekularsiebe 1 sind in einem offenmaschigen Netz 2 eingeschlossen, das durch Heissiegeln der Säume 3 verschlossen ist. Gewünschtenfalls können in einem solchen v/asser- und gasdurchlässigen Behälter zusätzlich auch Farbmittel und Geschmacksstoffe in Form trockener Perlen vorgesehen werden.

Eine andere Vorrichtung zum Karbonatisieren von Getränken gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt einen wasser- und gasdurchlässigen Behälter der oben beschriebenen Art/ der an einer Rahmen-Handgriff-Anordnung. befestigt ist, so dass die Bewegung des Molekularsiebe enthaltenden gasdurchlässigen Behälters unter der Oberfläche der karbonatisierten Flüssigkeit kontrolliert werden kann. Dieser strukturierte Behälter kann zum Rühren der Getränklösung während des Karbonatisierens verwendet werden, wodurch sich die Auflösung des freigesetzten Kohlendioxides verbessert. Ein Beispiel dieser Art von strukturierten "Schäumungsstäben" ist in Fig. 4 dargestellt. Das offenmaschige Netz 10 umfasst einen dreieckigen Rahmen 11 und enthält mit Kohlendioxid beladene Molekularsiebe 12. Das Netz ist an der Verbindung zwischen dem dreieckigen Rahmen und dem Rührgriff 14 durch einen Ring 13 verschlossen. Auch hier können trockene Farbmittel und Geschmacksstoffe mit den Molekularsieben gemischt sein, was die Erzeugung eines mit Geschmack versehenen karbonatisierten Getränkes aus Leitungswasser ermöglicht.

Die Karbonatisierungsvorrichtung kann auch so aufgebaut sein, dass das Molekularsiebmaterial Teil eines Getränkbehälters ist. Hierfür können z. B. übliche Trinkgefässe verwendet werden, an deren Innenseiten pulvcrförmige, plätzchenförmige oder perlenförmige Molekularsiebe befestigt sind. Allgemein sind die Siebe dabei über Bereiche dor Innenflächen verteilt, die bei Füllung des Gefässes mit dem

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flüssigen Getränk in Kontakt kommen. Durch eine solche Verteilung der Molekularsiebe wird das Kohlendioxid in der Flüssigkeit bzw. Lösung an vielen verschiedenen Stellen freigesetzt. Die Kohlendioxiabläschen wandern daher durch ein grosses Flüssigkeitsvolumen, was die Auflösung im Getränk erheblich verstärkt.

Die Siebe können durch Verwendung beliebiger inerter, unlöslicher Kleb- bzw. Haftmittel^ wie Paraffin oder Epoxyharze, befestigt werden. Bei Trinkgefässen aus Kunststoff können die Siebe auf die durch Einwirkung von Wärme erweichten Innenflächen des Gefässes aufgeklebt' und durch Abkühlen befestigt werden. Solche Trinkbehälter können ebenfalls zusätzlich zum Molekularsiebmaterial trockene Getränkgeschmacksund Farbmittel enthalten, was die Herstellung von mit Geschmack versehenen karbonatisierten Getränken aus Leitungswasser ermöglicht.

In Fig. 5 ist ein Beispiel einer solchen Getränkkarbonatisierungs-Vorrichtung dargestellt, in welcher die Perlen aus Molekularsiebmaterial 20 an der Innenfläche 21 eines Trink-

gefässes oder Behälters 22 haftend befestigt oder verankert sind.

Die Molekularsiebe können auch direkt an Tnhkgefässen befestigt werden, indem das Siebmaterial zu der Behälterform angepassten Formkörpern verarbeitet wird, welche im Innern der Behälter so befestigt werden, dass Oberflächen für Bedeckung und Kontakt mit der Getränkflüssigkeit zur Verfügung stehen. Die Herstellung solcher geformter Siebgebilde mit Hilfe inerter Bindemittel aus Ton oder polymeren Harzen ist entsprechend dem oben genannten Stand der Technik bekannt. Die Formkörper selbst können an den Innenflächen des Trinkgefässes mit beliebigen inerten, unlöslichen Haft- bzw. Klebemitteln

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befestigt oder dem Behillcer so angepasst sein, dass sie von diesem unter der Oberfläche eines in dem Behälter vorliegenden Getränkes gehalten werden. Durch Wahl einer Dicke der Formgebilde aus Siebmaterial zwischen etwa 25 Mikron und 80 mm können Behälter hergestellt werden, die nach Füllung mit Flüssigkeit verschiedene Karbonatisierungsraten ermöglichen. Auch solche Trinkgefässe können ausserdem trockene Getränkmischungen enthalten.

Ein Beispiel einer solchen Karbonatisierungsvorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Eine gebundene Scheibe aus Molekularsiebpulver 30 ist am Boden eines flexiblen Trinkgefässes 31 angeordnet und wird durch ein unlösliches Klebmittel oder einfach durch Einpressen der Scheibe in den Boden eines konischen, flexiblen Bechers am vorbestimmten Ort gehalten.

Eine andere Art von Molekularsieb-Karbonatisierungsvorrichtung besitzt eine nach oben offene Karbonatisierungskammer, die mit beladenen Molekularsieben gefüllt ist. In der Karbonatisierungskammer sind Siebmittel befestigt, welche den Austritt der festen Molekularsiebteilchen aus der Kammer verhindern. In die Karbonatisierungskammer wird Getränkflüssigkeit gebracht und die Flüssigkeit durch Kontakt mit den beladenen Molekularsieben in der Kammer karbonatisiert. Nachdem das Karbonatisieren abgeschlossen ist wird das Getränk konsumiert oder aus der Kammer ausgegossen. Die Siebmittel verhindern, dass die Molekularsiebteilchen und manchmal auch Schaum mit dem Getränk konsumiert oder abgegossen wird.

Die Karbonatisierungskammer kann starr oder flexibel sein und aus irgendeinem inerten wasserunlöslichen Material bestehen. Bei Verwendung einer flexiblen Kammer können auch Mittel zur Halterung der Kammer während des Karbonatisierens verwendet werden. Die Kanter kann ferner für Lagerung und Transport dicht verschliessbar ausgebildet sein.

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Die Siebmittel können aus irgendeinem inerten wasserunlöslichen Material hergestellt sein. Wie oben können die Maschen des Siebes jede Grosse aufweisen, die einen leichten Flüssigkeitsdurchgang ermöglicht, aber den Durchgang der verwendeten Teilchen aus. unlöslichem Molekularsiebmaterial verhindern. Die Siebmittel können in irgendeiner gewünschten Stellung oder an irgendeinem gewünschten Ort in der Karbonatisierungskairarier befestigt sein. Beispielsweise können die Siebmittel zur Halterung des Molekularsiebmaterials am Boden eines Trinkgefässes verwendet werden oder über der Oberseite bzw. Mündung der Karbonatisierungskammer angeordnet sein.

Die Karbonatisierungskammer kann ebenfalls zusätzlich zu dem mit Kohlendioxid beladenen Molekularsiebmaterial eine trockene Getränkmischung enthalten. Bei Verwendung einer solchen Getränkmischung ist zur Erzeugung von mit Geschmack versehenem karbonisiertem Getränk lediglich die Zugabe von Wasser zur Karbonatisierungskammer erforderlich.

Ein Beispiel für eine flexible, versiegelbare Karbonatisierungskammer- Anordnung ist in den Fig. 7—9 dargestellt;. Die flexible, wasserdichte Tasche 40 ist mit kohlendioxidhaltigen Molekularsieben 41 und trockener Getränkmischung 42 gefüllt. Ein· kreisförmiges, flexibles Sieb oder Netz 43 ist mittels einer Heissiegelnaht 44 über der Oeffnung der Tasche nahe der Oberseite befestigt. Die Taschenkanten oberhalb des flexiblen Siebes sind zur Bildung eines weiteren Saumes 45 heissgesiegelt, so dass die Tasche während der Lagerung luft- und wasserdicht ist. Zur Verwendung der Karbonatisierungsvorrichtung wird der obere Saum der verschlossenen Tasche einschliesslich der Heissiegelungsnaht 45 abgerissen und die Tasche wie· in Fig. 9 dargestellt geöffnet. Dann wird die Tasche in das Innere des mit einem Handgriff versehenen

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Behälters 46 gebracht, wobei die oberen Kanten der Tasche über den Rand des mit Handgriff versehenen Behälters gefaltet werden. Zur Herstellung von karbonatisiertem Getränk wird Wasser durch die Netzöffnungen der Tasche gegossen. Das Getränk kann dann aus der Tasche und dem Behälter ausgegossen werden, wobei das LJ^uz bei:.; Ab glasur; das Behälters als Sieb für verbrauchte Mc-.ckularsiebrei Ichcn und Schaum v/irkt.

Fig. 10 zeigt die Draufsicht auf eine Packung 50, die auf verschiedene Weise erfindungsgemäss verwendet werden kann. Die Packung ist meist aus geeignetem flexiblem wasser- und wasserdampfundurchlässigem Material 51, z. B. Polyäthylen, Polypropylen oder dergleichen, gefertigt und oben im Bereich 52 sowie unten im Bereich 5 3 heissgesiegelt. Eine im mittleren Bereich liegende Quersiegelung 54 unterteilt die Packung in die Abteile 55 und 56. Für eine Anwendungsart kann die Packung 50 in dem einen Abteil mit Kohlendioxid beladene Molekularsiebe und im anderen Abteil ein Getränkkonzentrat einschliesslich von Geschmacksstoffen und Farbmitteln enthalten. Das Getränkkonzentrat liegt vorzugsweise in flüssiger Form vor, weil es sich in dieser Form leichter mit Wasser vermischen lässt. Bei dieser Ausführungsform werden beide Abteile der Packung 50 geöffnet und deren Inhalt mit entsprechender Menge Wasser in einen Behälter gebracht. Das Karbonatisierungsverfahren, d. h. die Erzeugung und Wanderung von Kohlendioxidblaschen ergibt bei Verwendung von flüssiger Getränkmischung eine für gründliche Durchmischung des entstehenden Getränkes ausreichende Rührwirkung. Die Abtrennung der verbrauchten Molekularsiebe von dem zu konsumierenden Getränk kann nach allen oben beschriebenen Methoden erfol-

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Für eine andere Anwendungsform ist die Packung 50 mit einer im Mittelbereich liegenden Siegelung verseher., die zur Verbindung der beiden Abteile 55 und 56 miteinander aufgeschäit oder anderweitig geöffnet werden kann, ohne dass dabei der Zusammenhang des Materials 51 zerstört wird. Die Erzeugung derartiger schwacher Nähte ist bekannt. In dieser- Ausführungsform enthält ein.Abteil ein vollständig verdünntes, d. h. gebrauchfertig verdünntes, nicht karbonatisiertes Getränk. Das andere Abteil enthält mit Kohlendioxid beladene Siebe. Die Geschmacksstoffe und Farbmittel des Getränkes können aber auch in trockener Form mit den Molekularsieben eingeschlossen werden. In jedem Fall führt die Oeffnung der im mittleren Bereich liegenden Naht 54 zum Kontakt zwischen den beladenen Sieben mit Wasser und dementsprechend zur Karbonatisierung des Getränkes. Wiederum kann zur Rückhaltung der verbrauchten Siebe eine wasser- und gasdurchlässige Tasche oder dergleichen verwendet werden. Mit einer entsprechend, ausgebildeten Verpackung 50 kann die Karbonatisierung unter Druck bis etwa 2 Atmosphären erfolgen, wodurch höhere Anteile an gelöstem Kohlendioxid erzielbar sind. Auf eine solche Weise können die Vorteile von leichten, flexiblen, einfach zu lagernden Behältern für den Markt der Kohlendioxid enthaltenden Getränke ohne die geschmacklichen Nachteile von nur aus chemischen Substanzpaaren bestehenden Systemen ausgenützt werden. Vorkarbonatisierte Getränke können im Gegensatz zu den am Verbrauchsort karbonatisierten Getränken nicht in einfachen flexiblen Packungen geliefert werden, weil vorkarbonatisierte Getränke wegen der Diffusion von Kohlendioxid durch die Wandungen der Packungen "flach" oder schal werden.

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Fig. 11 zeigt die perspektivische Ansicht einer anderen Karbonatisierungsvorrichtung 60, bei welcher eine Scheibe 61 aus mit Kohlendioxid beladenem Molekularsiebmaterial mit entsprechendem, vorzugsweise unlöslichem Bindemittel, an einem Träger 62 befestigt oder rings um diesen angebracht ist. Der Träger 62 kann ein stabartiges Gebilde sein., wodurch die Vorrichtung 6 0 zu einer Variante des in Fig. 4 gezeigten Schäumungsstabes wird. Der Trägerteil kann aber auch ein nicht starres Gebilde, z. B. eine Schnur,sein, so dass die Scheibe 61 in das zu karbonatisierende Getränk ähnlich wie ein Teebeutel in eine Teetasse gebracht werden kann. Bei ueiuen Varianten kann die Scheibe 61 zusätzlich auch trockene Geschmacksstoffe und Farbmittel als Beschichtung aufweisen, so dass mit Geschmack versehene karbonatisierte Getränke aus Wasser hergestellt werden können.

Fig. 12 zeigt eine andere Karbonatisierungsvorrichtung gemäss der Erfindung im Querschnitt. Der Behälter 70 ist aus Kunststoff und umfasst mehrere, um den Umfang verlaufende Falten 71, die eine vertikale Dehnung des Behälters zur Bildung der in Fig. 13 dargestellten gebrauchsfertigen Form ermöglichen. Ein solcher Behälter 70 enthält eine entsprechende Menge an mit Kohlendioxid beladenen Molekularsieben 72, vorzugsweise in Form von Perlen oder Plätzchen, sowie gegebenenfalls Färb- und Geschmackskomponenten. Für Transport und Lagerung wird der Behälter 70 in der in Fig. 12 dargestellten Form zusammengefaltet, was durch entsprechende Mittel wie eine Schrumpffolienpackung erzielt v/erden kann.

Zur Erzeugung von karbonatisiertem Getränk wird die Schrumpffolie entfernt. Dann wird der Ausgussteil 73 vom Hals 74 des Behälters 70 abgenommen bzw. abgeschraubt und zusammen mit der Verschlusskappe 75 entfernt. Ein Stück aus dem oben erwähnten "Delnef'-Material 76 odor ein anderes Mittel zum Zurückhalten der Molekularsiebe im Behälter 70 bedeckt den Einlass des Ausgussteiies 7 3 und isu vorzugsweise mit diesem ver-

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Dann wird die zu karbonatisierende und gegebenenfalls mit Geschmacks- und Farbzusätzen zu. versehende Flüssigkeit, gewünschtenfalls zusammen mit Eis, in den Behälter 70 gegeben. Der Druck des im Behälter vorliegenden Getränkes führt zur Streckung der Falten 71, d. h. zur Entfaltung des Behälters 70 durch Ausdehnung und so zu der in Fig. 13 dargestellten Form. Der Ausgussteil 73, die Verschlusskappe 75 und das "Delnef-Material 76 werden dann wieder mit dem Hals 74 des Behälters 70 verbunden. Wenn das karbonatisierte Getränk gebrauchsfertig ist, wird die Verschlusskappe 75 (die normalerweise einrastend auf den Ausgussteil 73 aufsetzbar ist) entfernt und das Getränk abgegeben.

Alle oben beschriebenen Karbonatisierungsvorrichtungen verwenden eine wirksame Menge an kristallinen Aluminiumsilikat-Molekular sieben, die mindestens 5 Gew.% Kohlendioxid enthalten. Vorzugsweise haben diese Siebe eine Porengrösse von etwa 3 bis etwa 10 £ und liegen in Anteilen von etwa 1,5 bis etwa 15 g unbeladenes Molekularsieb pro 100 ml des zu karbonatisierenden Getränkes vor. In diesen Karbonatisierungsvorrichtungen können auch Mischungen von Sieben mit unterschiedlichen Porengrössen wie oben beschrieben verwendet werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung von Getränkkarbonatisierungs-Verfahren, Zubereitungen und Vorrichtungen gemäss der Erfindung. In jedem der Beispiele wird eine Probe einer trinkbaren wässrigen Flüssigkeit unter Verwendung von mit Kohlendioxid beladenen Molekularsieben karbonisiert. Alle verwendeten Molekularsiebe werden in einer Säule mit gepackter Bettung beladen, durch welche Kohlendioxid bei Raumtemperatur und einem Druck von etwa 0,035 atü geleitet wird. Das Volumen des tatsächlich aufgelösten Kohlendioxids in einer ,gegebenen Flüssigkeitsprobe wird in den Beispielen gravimetrisch dadurch bestimmt, dass das Kohlen-

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dioxid durch Erhitzen aus der Lösung ausgetrieben und unter Spülen mit Stickstoff in eine absorbierende Bettung aus "Ascarit", einem technischen Natriumhydroxyd-Asbest-Material, geführt wird.

Beispiel 1

Mehrere Proben von je 225 ml reinem Wasser wurden mit Molekularsieben verschiedener Porengrösse karbonatisiert. Alle verwendeten Molekularsiebe waren Formkörper, die Ton als Bindemittel enthielten. Die Karbonatisierung erfolgte stets in einem 400 ml-Becher bei einer Temperatur von 2,2 + 0,6 C im Eisbad. Der jeweils verwendete Siebtyp, die Beladung der Siebe mit Kohlendioxid und die verwendete Siebmenge sind in der folgenden Tabelle I zusammengefasst.

TABELLE I

Sieb (Typ)	Porengrösse	Mittlere Beladung (Gew. CO„/Gew. bela- dene Siebe χ 100 %)	Verwendete Menge (%)
3A	3	8,5	24
4A	4	12,1	12
5Λ	5	13,4	12
1OX	8	14,1	12
13X	10	15,9	12

Die nach 1, 2, 3, 4, 6, 10 und 20 min erzielten Karbonatisierungsvolumina wurden in getrennten Karbonatisierungsläufen gemessen. Die Ergebnisse liegen den Kurven von Fig. 1 zugrunde und sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.

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	rABELLE II	dauer -(min)	Karbonatisierungs-
Sieb (Typ)	Porengrösse Karbonatisierungs-	1	volumina
	(8)	3	0,146
3A	3	6	0,300
		10	0,360
		20	0,750
		1 '	0,595
		3	0,212
4A	4	6	0,307
		10	0,826
		20	0,560
		1	Ö.,795
		2	0,6 82
5A	5	4	0,767
		6	0,672
		10	0,643
		1	0,743
		2	1,210
1OX	8	4	1,230
		6	1,180
		10	1,120
		1	1,200
■		2	1,30
13X	10	4	1,31
		10	1,38
			1,31

Im wesentlichen ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn die Molekularsiebe vom Typ 4A in Beispiel 1 durch säurebeständige Molekularsiebe vom Typ AW-300 und die Molekularsiebe vom Typ 5A durch säurebeständige Molekularsiebe vom Typ AW-500 ersetzt wurden.

Beispiel 2-

Die 4 min-Leistungsfaktoren für Siebmengen von 12 und 24 g der 3 A, 4 A, 5 A, 8 δ und 10 $ Molekularsiebe "wurden aufgrund der Wasserkarbonatxsierung nach dem oben in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren berechnet. Die Molekularsiebe waren in jedem Fall in dem in Tabelle I angegebenen Mass mit Koh-·

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lendioxid beladen. Die Ergebnisse dieser Vergleiche der 4 min-Leistungsfaktoren liegen der Fig. 2 zugrunde und sind in Tabelle III zusammengestellt.

Sieb-Porengrösse

TABELLE III	4 min-Leistungsfaktoren	24 g beladene Siebe
	12 g beladene Siebe	0,023
	0,073
0,075	0,141
0,116	0,210
0,307	0,233
0,347

3 4 5 8 10

Beispiel 3

Molekularsiebperlen, Typ 13X, mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm, die mit Kohlendioxid in Mengen von 15,9 Gew.% beladen worden waren, wurden zum Karbonatisieren von Wasser nach der in Beispiel 1 angegebenen Arbeitsweise verwendet. Es wurden Proben von 6, 12 und 24 g eingesetzt und die für jede Probe erzielte Karbonatisierungsvolumina in Getränkkarbonatisierungsläufen nach 1, 2, 4, 6 und 10 min Karbonatisierung bestimmt. Die Ergebnisse dieser Karbonatisierungen sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.

Zeit
(min)

TABELLE	IV	12 g Charge	24 q Charqe
		1,10	1,40
6		i;32	1,54
	Karbonatisierungsvolumina	1/32	1,95
	g Charge	1,47	1,37
	0,77	1/47	1,77
	0,91
	0,99
0,98
0,95

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Beispiel 4

Wiederum wurden nach der Arbeitsweise von Beispiel 3 Perlen, Typ 13X, mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm zur Karbonatisierung von Wasser verwendet. Für die mit Kohlendioxid in Mengen von 15,9 Gew.% beladenen Molekularsiebe wurden jeweils die 4 min-Wirkungsfaktoren (A.), Nutzungsfaktoren (B ) und Leistungsfaktoren (P Y für Ansätze von 6g, 12 g und 24 g Proben bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt. . .

	TABELLE	65	V	4	0	^B4 ·	0',	318
Menge (g)	Menge pro Lösungs- ■ volumen (g/100 ml)	30	A	611	0	,521	o,	310
6	2,	60	o,	855	0	,36 3	o.	211
12	5,	0,	994		,212
24	10,	o,

Die Beispiele 3 und 4 zeigen, dass durch Verwendung grösserer Mengen an Sieben zwar mehr Kohlendioxid in Lösung gebracht wird, die Nutzung (Wirkungsgrad) der Karbonatisierung aber mit Zunahme der Gesamtmenge an vorhandenem Sieb merklich abnimmt. Aus diesem Grunde werden die Leistungsfaktoren optimiert, wenn pro 100 ml Getränk etwa 2,6-5,3 g Molekularsieb verwendet werden.

Beispiel 5

Verschiedene Formen von Molekularsieb, Typ 13X, und zwar 1,6 mm Plätzchen (Form 1), 3,2 mm Plätzchen (Form 2), Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm (Form 3) und Perlen mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm (Form 4) wurden mit der in Tabelle VI angegebenen Kohlendioxidbeladung zum Karbonatisieren von Wasser gemäss der Arbeitsweise von Beispiel 1 verwendet. Es wurden die KarbonatisierungsVolumina nach 1, 2, 4, 6 und 10 min (Getränkkarbonatisierungsläufe) bestimmt.

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Die Ergebnisse sind in dor folgenden Tabelle VI zusammengestellt.

	TABELLE VI	Karbonatisierungsvolumina	For_Ia 3⁽³⁾	Form 4^{4)
Karbonatisierungs-		Form 2⁽²⁾	1,10	0,90
dauer (min)	Form 1⁽¹⁾	1,06	1,32	1,38
1	1,30	1,21	1,32	1,67
2	1,31	1,51	1,47	1,55
4	1,38	1,30	1,47	1,52
6	1,01	1,36
10	1,31

¹ beladen mit 13,2 % ₂

² beladen mit 13,7 % CO

³ beladen mit 14,8 % CO₃

⁴ beladen mit 15,2 %

Bei Verwendung von Molekularsieben, Typ 13X, in Pulverform wur den im wesentlichen ähnliche Karbonatisierungsergebnisse erzielt.

Im wesentlichen ähnliche Karbonatisierungsergebnisse wurden auch bei Verwendung von säurebeständigen 10 A Molekularsieben mit einem SiO /Al O -Molverhältnis von etwa 4 erzielt, bei welchen 40 % der austauschbaren Metallionen entfernt oder durch Protonen ersetzt waren.

Beispiel 6

Der Karbonatisierungseffekt einer Mischung von -4 A und 10 X Molekularsieben wurde durch Verwendung einer solchen Mischung für das Karbonatisieren von Wasser nach der Arbeitsweise und mit den CO -Beladungswerten von Beispiel 1 gezeigt. Es wurden

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Karbonatisierungsprofile unter Verwendung von 24 g 4 Λ Sieben, 24 g 10 A Sieben und einer Mischung aus 12 g 4 R Sieben mit 12 g 10 A Sieben ermittelt, wobei alle Siebe in Form von Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm vorlagen. Die ermittelten Karbonatisierungsprofile zeigten klar, dass die Siebmischung eine grössere anfängliche Kohlendioxid-Freisetzung und Auflösung ergab, als die 4 A Siebe und dass nach etwa 10 min Karbonatisierung Lösungen erhalten wurden, die stärker karbonatisiert waren, als die nur mit 10 Ä Sieben gebildeten Lösungen.

Beispiel 7

Es wurden Molekularsiebe, Typ 13X, in^Form von Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm, die jeweils mit 15,9 Gew.% Kohlendioxid beladen waren, zur Karbonatisierung von gesüssten Lösungen verwendet, um die Wirkung von gelösten Süssmitteln in den Getränkflüssigkeiten zu zeigen. Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde eine 10 %ige Saccharoselösung, eine 10 %ige Fructoselösung, eine 1,45 % künstlichen Süssstoff ("Poly Sweet R", ein Material auf Saccharinbasis, gegenwärtig erhältlich von der Firma Guardian Chemical Corporation) enthaltende Lösung und reines Wasser karbonatisiert. Die Karbonatisierungsprofile für diese vier Lösungen sind in der folgenden Tabelle VII zusammengefasst.

	TABELLE VII	10 % Sac	•	0,53	1,45 % Süss-
Karbonatisie-	reines	charose	10 % Fruct	1,06	stoff
rungsdauer (min)	Wasser	0,26	ose	1,52	1,17
1	1,10	0,61	1,36	1,26
2	1,32	1,30	1,43	1,39
4	1,32	1,27		1,50'
6	. 1/47-		1,35
10	1,47

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Die obigen sieben Beispiele zeigen klar die Wirksamkeit von kristallinen Aluminiumsilikat-Molekularsieben zur Karbonatisierung von Getränken für einen weiten Bereich von Siebgrössen, Siebmengen, Siebformen, Siebmischungen und Getränkelösungen. Die folgenden Beispiele erläutern verschiedene Karbonatisierungsvorrichtungen, die zur Anwendung bzw. Ausnützung dieser breiten Vielfalt von Molekularsieb-Karbonatisierungsmethoden verwendbar sind.

Beispiel 8

Eine einfache Molekularsieb-Karbonatisierungsvorrichtung wurde wie im folgenden dargelegt zusammengestellt und zur Herstellung eines karbonatisierten Getränkes mit Orangengeschmack verwendet. 12 g Molekularsiebe, Typ 13X, in Form kugeliger Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm wurden mit 15,9 Gew.% Kohlendioxid beladen und vollständig in einem technisch erhältlichen offenmaschigen Polymernetz (Typ Q225 "Delnet", gegenwärtig von der Firma Hercules, Inc. hergestellt) eingeschlossen. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt.

Durch Eintauchen dieser Karbonatisierungsvorrichtung unter die Oberfläche einer Lösung, die 9,1 Gew.% handelsübliches Getränkepulver mit Orangengeschmack (gegenwärtig unter der Marke "Kool-Aid" vertrieben) und 90,9 Gew.% Wasser enthielt, während etwa 10 min wurde ein karbonatisiertes Getränk erhalten, das etwa 1,0 3 Volumina gelöstes Kohlendioxid enthielt.

Beispiel 9

Eine einfache Karbonatisierungsvorrichtung unter Verwendung von Kohlendioxid enthaltenden Molekularsieben wurde wie folgt aufgebaut: Nach der Arbeitsweise von Beispiel 8 wurden 12 g beladenes Molekularsieb, Typ 13X, in einem offenmaschi-

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gen Netz "Delnet Q225" eingeschlossen, das auf einem dreieckigen Rahmen wie in Fig. 4 dargestellt befestigt v/ar. Die selbsttragende Netzanordnung wurde an einem Handgriff so befestigt, dass die Netzanordnung mit dem Handgriff fest am Ort gehalten werden konnte. Die eingeschlossenen Molekularsiebe wurden dann zum Bewirken der Kohlendioxid-Freisetzung unter die Oberfläche einer Getränklösung mit Orangengeschmack getaucht. Die Kohlendioxidauflösung und damit das Ausmass der Karbonatisierung wurde durch Verwendung der selbsttragenden Anordnung als Schäumungsstab zum Rühren der Flüssigkeit während der Entwicklung von Kohlendioxid durch die Maschen der Netzanordnung verstärkt. Die Verwendung dieser Vorrichtung ergab ein karbonatisiertes Getränk, das nach 7 min Karbonatisierungszeit annähernd 1,24 Volumina gelöstes Kohlendioxid enthielt. Nach 13 min Karbonatisierungszeit wurde ein Getränk erhalten, das 1,65 Volumina gelöstes Kohlendioxid enthielt.

Praktisch ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn das MoIekularsiebmäterial, Typ 13X, durch ein kristallines Aluminiumsilikat mit einer Zeolith Y Struktur und Porengrössen von 8-10 A* ersetzt wurde.

Beispiel 10

Eine Getränkkarbonatisierungsvorrichtung wurdswie folgt zusammengestellt: Ein Polystyrolbehälter mit einem Volumen von etwa 400 ml wurde in der Wärme erweicht. Molekularsiebe vom Typ 13X als 5 Mikron-Pulver wurden an den weichen Innenflächen des Kunststoffbehälters in einer zum Beschichten der inneren Flächen erforderlichen Menge zur Haftung gebracht. Der Behälter wurde abkühlen gelassen, so dass die Siebe durch den erhärteten Kunststoff örtlich verankert waren. Dann wurde der ganze Behälter mit Kohlendioxid behandelt, so dass das Molekularsiebpulver mit etwa 20 Gew.% Kohlendioxid beladen

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wurde. Wenn die zu karbQnaticierende Getrilr.kflüssigkeit über Eis in den Behälter gegossen wurde, wurde das Getränk in einem Ausmass entsprechend etwa einem Volumen gelöstem Kohlendioxid karbonatisiert.

Im wesentlichen ähnliche Karbonatisierungsergebnisse wurden erzielt, wenn die pulverförmigen Molekularsiebe durch perienförmige Molekularsiebe vom Typ 13X mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm ersetzt und die Perlen an den Innenflächen des Trinkgefässes wie in Fig. 5 gezeigt befestigt wurden.

Deispiel 11

Ein Getränkkarbonatisierungsgerät wurde wie folgt aufgebaut: Am Boden eines zylindrischen Polystyrolbehalters ähnlich wie in Beispiel 10 beschrieben wurde eine zylindrische Scheibe angeordnet, die aus pulverförmigem Molekularsieb Typ 13X geformt war. Diese Scheibe wurde am Boden des Polystyrolbehalters wie in Fig. 6 gezeigt angebracht. Die geformte Molekularsiebscheibe wurde dann mit etwa 20 % des Scheibengewichtes an Kohlendioxid beladen. Die dann in den Behälter gebrachte Getränkflüssigkeit wurde in einem Ausmass entsprechend etwa einem Volumen gelöstem Kohlendioxid karbonatisiert. Die flache Scheibe ergab eine starke anfängliche Kohlendioxid-Freisetzung aus dem Siebmaterial nahe der Aussenseite der Scheibe und eine anhaltende Kohlendioxid-Freisetzung aus dem weiter im Innern der Scheibe befindlichen Siebmaterial. Die anfängliche Kohlendioxid-Freisetzung wurde inhibiert, wenn man die Scheibe vor dem Einsetzen in den Behälter mit einem Film aus Polyvinylalkohol beschichtete.

Beispiel 12

Eine aus Molekularsieben, Typ 13X, mit 20 Gew.°ü Ton-Bindemittel durch Pressen zu einer Scheibe mit 38 mm Durchmesser und einem Gewicht von 11,47 g nach Beladung mit CO (16,04 I CO ) hergestellte Tablette wurde in einen 400 ml-Becher gebracht,

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der 225 ml Wasser rait einer Temperatur von 1,7 C enthielt. Nach 4 min wurden 1,22 Karbonatisierungsvolumina gemessen.

Eine Karbonatisierung von über etv/a 2 Volumina kann dadurch erzielt werden, dass die Karbonatisierung in einem geschlossenen Behälter erfolgt und der Druck während des Karbonatisierens auf etwa 3 Atmosphären ansteigen gelassen wird.

Beispiel 13 ·

Eine Getränkkarbonatisierungsvorrichtung wurde wie folgt aufgebaut: 48 g Molekularsiebe, Typ 13X, mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm wurden mit 16 Gew.% Kohlendioxid beladen und mit 95 g einer trockenen Getränkmischung mit Orangengeschmack vermischt. Diese Kombination aus Sieb und Getränkmischung wurde in einen mit Ausguss versehenen Behälter mit etwa 1,9 Liter Volumen gegeben. Ueber den Ausguss des Behälters wurde ein Blatt aus Polymernetz ("Delnet" Typ Q225, Herclus, Inc.) gebracht. 946 ml Wasser mit einer Temperatur von 2,2 C wurden in den Behälter gebracht und die darin entstandene flüssige Mischung durch Schütteln während etwa 2 min bewegt. Nach Bildung des Getränkes und Beendigung der Karbonatisierung wurde das karbonatisierte Getränk durch das Netz abgegossen. Das entstandene Getränk enthielt etwa 1,4 Volumina gelöstes Kohlendioxid. Im wesentlichen ähnliche Karbonatisierungsergebnisse wurden erhalten, wenn die Karbonatisierungskammer eine flexible Tasche gemäss Fig. 7-9 ist. ■ ■ -

Die obigen Beispiele 8-13 zeigen Karbonatisierungsvorrichtungen, die zur Durchführung 'des Molekularsieb-Karbonatisierungsverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

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Mit den kohlendioxidbe irdener. Molekularsieben können viele trockene Geschmacksstoffe, Farbmittel und Zusätze zur Bildung von Zubereitungen vermischt werden , die bei Wasserzusatz geschmackshaltige karbonatisierte Getränke bilden. Derartige Geschmacksstoffe, Farbmittel und Zusätze werden hier als trockene Getränkmischungen bezeichnet. Zu den typischen Komponenten trockener Getränkmischungen gehören natürliche oder künstliche Geschmacksstoffe, wie Cola, Zitrone, Limone, Orange, Trauben, Kirschen, "Wurzelbier", Bier, Ingwerbier, Wein, Tee, Kaffee, usw., Farbmittel, insbesondere bei Verwendung künstlicher Geschmackstoffe jeder geeigneten Art, natürliche oder künstliche Süssmittel, wie die Zucker Glucose, Fructose und Saccharose (wobei die beiden erstgenannten gegenüber dem letztgenannten wegen der oben erwähnten Wirkung auf die Karbonatisierungsrate bevorzugt v/erden) , Saccharin (das die Karbonatisierungsrate der Moiekularsieb-Karbonatisierung weniger hemmt, als die natürlichen Zucker), usw. Es können auch verschiedene andere in der Geträr>keherstellungstechnik bekannte Zusätze, wie Verdickungsmittel und Konservierungsmittel, zugegeben werden.

Eine ausserordentlich vorteilhafte Weise zur Erzeugung von am Verbrauchsort karbonatisierten Getränken ist die Abpakkung einer Zubereitung, die aus kohlendioxidbeladenen Molekularsieben der oben beschriebenen Typen und einer trockenen Getränkmischung in den hier beschriebenen Formen und Vorrichtungen oder einfach in versiegelten Packungen zur Verwendung in wieder verwendbaren Krügen mit Netzen oder anderen Trennmitteln an deren Auslass. Einige Beispiele für aus solchen Zubereitungen gebildete Getränke sind die folgenden.

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Beispiel 14

Ein Kaffeelöffel handelsüblichen Soforttees und 12 g perienförmiges (Kugeln mit Durchmessern von etwa 3,2 ir.r.i) Molekularsieb, Typ 13X, das mit etwa 14,8 Gew. % Kohlendioxid beladen ist, wurden zu 2-25 ml gekühltem Wasser (2,8 C) gerben. Es wurde ein karbonatisiertes Teegetränk erhalten, das etwa 1,56 Volumina gelöstes Kohlendioxid enthielt.

Im wesentlichen ähnliche Ergebnisse v/erden erhalten, wenn die trockene Getränkmischung zusätzlich zum Soforttee zwei Teelöffel Saccharose enthält. Im wesentlichen ähnliche Ergebnisse werden auch erhalten, wenn Tee und/oder Zucker auf Perlen aus Molekularsiebmaterial aufgeschichtet sind.

Beispiel 15

Eine trockene Getränkmischung aus 44 g Zucker, 2,4 g gefriergetrocknetem festem Kaffee, 5,15 g Caramelfarbe ("Sethness High Acid Proof 150") und 0,02 g eines für Lebensmittelzwecke geeigneten Antischaummitteis auf Siliconbasis wurde mit 49 g Molekularsieb NaY (in Form extrudierter Plätzchen von 1,6 mm), das mit 12,9 Gew.% Kohlendioxid beladen war, und dann mit 2100 g kaltem Wasser gemischt. Man erhielt ein Kaffeegetränk mit 1,44 Volumina gelöstem Kohlendioxid.

Im wesentlichen ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn die Molekularsiebe mit einem wasserlöslichen Material, wie Hydroxypropylcellulose beschichtet sind, so dass zur Auflösung des Kaffees kräftig gemischt werden konnte, bevor das Kohlendioxid freigesetzt wurde.

Beispiel 16

24 g einer trockenen Getränkmischung folgender Zusammensetzung

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BAO OFUQWAt

9 5,55 °ώ Saccharose

2,5 % Zitronensäure

0,5 % Arabischgummi

0,5 % natürlicher Zitronengeschmack (entwässert)

0,5 % Mono- und Diglyceride

0,1 % Sojabohnen- und Baumwollsamenöl

0,25 ^rc> Zitronensaft:, getrocknet ruit Maissiru;?

0,1 x, künstliche l'arbe

wurden mit 8 g CaY Molekularsieben, die mit 13,5 Gew.S Kohlendioxid beladen worden waren, in Perlenform mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm vermischt. Die Mischung wurde zu 225 ml Wasser und Eis gegeben und bis zur Auflösung des Zuckers gerührt. Es wurde ein karbenatisiertes Zicronengetränk mit etwa 1,4 Volumina gelöstem Kohlendioxid erhalten.

Flüssige Getränkinischungen (d. h. Konzentrate, Extrakte, Sirups, usw.) verschiedener Arten können ebenfalls vorgepackt und mit Kohlendioxid beladenen Molekularsieben verwendet werden. Beispiele dieser Ausführungsform der Erfindung sind die folgenden.

Beispiel 17

115 ml handelsübliches Coiagetränk-Konzentrat ("Coca-Cola", eingetragene Marke) wurden in das eine Abteil einer Tasche der in Fig. 10 dargestellten Art gebracht. 80 g CaX-Siebe in Form kugeliger Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/ cm wurden mit 13,7 Gew.% Kohlendioxid beladen und in das andere Abteil der Tasche gebracht. Die Tasche wurde geöffnet und die Siebe und der Sirup in eine etwa 600 ml fassende Mineralwasserflasche gegeben. Es wurden fünf Eiswürfel mit Kantenlängen von etwa 25 mm zugegeben. Die Flasche wurde mit Wasser gefüllt und dicht verschlossen. Nach ctv/a 10 min war ein karbonatisiertes Cola-Getränk entstanden, das (bei einem Druck von etwa 2 Atmosphären) etwa 3 Volumina gelöstes Kohlendioxid enthielt.

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BAD ORIGINAL

225669A

Auch Trockengeträr.kmi schlingen können in entsprechenden Mengen mit dem obigen Siebmaterial und der Mineralv/asserflasche zur Bildung anderer karbonatisierter Getränke mit etwa 3 Volumina gelöstem Kohlendioxid verwendet werden.

Beispiel 18

Aus Polyäthylen mit 25 Mikron Dicke wird eine zwei Abteile aufweisende Tasche mit Abmessungen von etwa 15 χ 25 cm der in Fig. 10 dargestellten Art hergestellt. In das eine Abteil der Tasche wird eine vorbereitete Mischung aus 1,5 g flüssigem Konzentrat mit Cola-Geschmack ("Feiton International Flavors, PG-189"), 2,5 g Caramelfarbe ("Sethness High Acid Proof 150"), 0,8 g 80 %iger Phosphorsäure, 110 g Zuckersirup (30 Be) und 880 g Wasser gegeben. Auf der anderen Seite der schwachen Naht der Tasche im Mittelbereich sind 48 g Siebe Typ 1OX in Form von extrudierten Plätzchen mit Durchmessern von 3,2 mm enthalten, die mit 13,4 % Kohlendioxid beladen sind. Die im Mittelbereich liegende Naht wird aufgetrennt und die Tasche etwa 4 Std. bei 4,4 C gelagert. Das entstandene Getränk, das auf etwa 2 Volumina Kohlendioxid karbonatisiert ist, wird vor dem Verbrauch durch ein Netz mit einer Siebzahl von mindestens 3,2 Maschen/cm aufgetischt.

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BAD

Claims

prüche

Γΐ) Verfahren zum Versetzen trinkbarer wässriger Flüssigkeiten mit Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit einer wirksamen Mc.VjO eines porösen, kristallinen Aluminiumsiiikatmaterial-i, in welchen mindestens etwa 5 Gew.% Kohlendioxid adsorbiert sind, bei Temperaturen unter etwa 45 C und atmosph<
in Kontakt gebracht wird.

ter etwa 45 C und atmosphärischen oder erhöhten Drücken
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als kristallines Aluminiumsilikatmaterial ein Zeolith X, ein Zeolith Y oder ein Zeolith A verwendet wird und dass die Porengrössen des kristallinen Aluminiumsilikatmaterials zwischen etwa 3 und etwa 10 Angström liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengrössen des kristallinen Aiuminiumsilikatmaterials zwischen etwa 8 und etwa 10 Angström liegen.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial ein

Molverhältnis von mindestens 3 aufweist und dass mindestens 35 % seiner austauschbaren Metallionen entfernt oder durch Protonen ersetzt sind.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige trinkbare Flüosigkeit mit etwa 1,5 bis etwa 15 g kristallinem Aluminiurr.silikatmaterial pro 100 ml der wässrigen trinkbaren Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird.

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WD OFNGfNAL
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, class das kristalline Alurniniumsi-Iikatmaterial in Form von kugelförmigen Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm vorliegt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Forrn von kugelförmigen Perlen mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm vorliegt.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass etwa 30 bis etwa 70 Gew.% des kristallinen Aluminiumsilikatmaterials Porengrössen von etwa 3 bis etwa 5 Angström aufweisen, während der Rest des kristallinen Aluminiumsilikatmaterials Porengrössen von etwa. 6 bis etv/a 10 Angström besitzt.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial mit einem Film aus einer nicht-toxischen, wasserlöslichen Verbindung beschichtet ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ■ das poröse, kristalline Aluininiumsilikat durch ein Kohlendioxid chemisch erzeugendes Substanzpaar ergänzt ist, wobei das Substanzpaar in so geringen Anteilen vorhanden ist, dass merkliche Mengen seiner Salze in dem Getränk vermieden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substanzpaar nur zur Erzeugung von etwa*0,5 Volumina gelöstem Kohlendxoxid ausreicht.

BAß ORfBiNAL

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-So-
12. Vorrichtung zum Versetzen von Getränken mit Kohlendioxid, gekennzeichnet durch einen v/asser- und gasdurchlässigen Behälter, der poröses kristallines Aluminiumsilikatmaterial enthält, wobei in dem kristallinen Aluminiumsilikatmaterial mindestens etwa 5 Gew.% Kohlendioxid adsorbiert sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial ein Zeolith X, ein Zeolith Y oder ein Zeolith A ist und Porengrössen von etwa 3 bis etwa 10 Angström aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Behälter aus eineru flexiblen, inerten Netz gebildet ist, das ausreichend grosse Maschenöffnungen aufweist, um einen im wesentlichen ungehinderten Durchgang von Kohlendioxid zu gestatten und klein genug ist, um das kristalline Aluminiumsilikatmaterial zurückzuhalten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm vorliegt und das flexible, inerte Netzmaterial eine Maschenzahl von über 3,2 Maschen/cm besitzt.

}.6. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm vorliegt und das flexible, inerte Netzmatcrial eine Maschenzahl von über 4,8 Maschen/cm aufweist.

30 9 8 2 1/0883 ^BAD

225669A

- si -

17. Vorrichtung nach Anspruch 14/ dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine trockene Getränkmischung enthält.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1.3, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Behälter an einer Rahmen-Handgriff-Anordnung befestigt ist.

19.. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Behälter in Form eines flexiblen, inerten Netzes mit Maschenöffnungen vorliegt, die gross genug sind, um einen praktisch ungehinderten Durchgang von Kohlendioxid zu ermöglichen und klein genug sind, um das kristalline Aluminiumsilikatmaterial zurückzuhalten.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen mit Siebzahlen von 1,5-3,5 Maschen/cm vorliegt und das flexible, inerte Netzmaterial eine Maschenzahl von über 3,2 Maschen/cm besitzt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen mit Siebzahlen von 3,2-4,8 Maschen/cm vorliegt und das flexible, inerte Netzmaterial eine Maschenzahl von über 4,8 Maschen/cm besitzt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine trockene Getränkmischung enthält.

23. Vorrichtung zum Versetzen von Getränken mit Kohlendioxid, gekennzeichnet durch einen Behälter, an dessen Innenflä-chen ein poröses kristallines Aluminiumsilikatmaterial befestigt ist, wobei das kristalline Aluminiumsilikatmaterial mindestens etwa.5 Gew.?, Kohlendioxid adsorbiert enthält.

30982 1·/0.883 tfAD

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial ein Zeolith X, ein Zeolith Y oder ein Zeolith A ist und Porengrössen von etwa 3 bis etwa 10 angstrom aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Behälter genügend kristallines Aluminiurasilikatmaterial befestigt ist, um etwa 1,5 bis etwa 15 g kristallines Aluminiumsilikatmaterial für 100 ml Behältervolumen zur Verfügung zu stellen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine trockene Getränkmischung enthält.

27. Vorrichtung zum Versetzen von Getränken mit Kohlendioxid, gekennzeichnet durch einen Behälter, in welchem ein einzelner geformter Block aus porösem kristallinem Aluminiumsilikatmaterial befestigt ist, wobei das kristalline AIuminiumsilikatmaterial mindestens 5 Gew. ^₁ Kohlendioxid adsorbiert enthält und der Block eine Dicke von etwa 25 Mikron bis etwa 80 mrn aufweist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial ein Zeolith X, ein Zeolith Y oder ein Zeolith A ist und Porengrössen von etwa 3 bis etwa 10 Angström besitzt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass

an dem Behälter genügend kristallines Aluminiumsilikatmaterial befestigt ist, um etwa 1,5 bis etwa 15 g kristallines Aluminiumsilikatmaterial pro 100 ml Behä'ltervolumen zur Verfügung zu stellen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine trockene Getränkmischung enthält.

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BAD

31. Vorrichtung zum Versetzen vor. Getränken mit Kohlendioxid, gekennzeichnet durch eine offene Karbonatisierungskamraer, die eine wirksame Menge poröses kristallines Aluminiur.vsilikatmaterial enthält, wobei das kristalline Aluminiumsilikatmaterial mindestens 5 Gew.% Kohlendioxid adsorbiert enthält und die Kammer mit einem Sieb versehen ist, um den Austritt von kristailzneia Aluiräniumsilikatmaterial aus der Kammer zu verhindern.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial ein Zeolith X, ein Zeolith Y oder ein Zeolith A ist und Porengrössen von etwa 3 bis etwa 10 Ängströia aufweist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiuinsiiikatmaterial in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um etwa 1,5 bis etwa 15 g kristallines Aluminiumsiiikatmaterial pro 100 ml Fassungsvermögen der Kammer zu bieten.

34. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer ausserdem eine trockene, pulverförmige Getränkmischung enthält.

35. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsiiikatmaterial in Form von Perlen mit Siebzahlen von 1,5-3,2 Maschen/cm vorliegt und das Sieb eine Maschenzahl von über 3,2 Maschen/cm besitzt.

36. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsi.likatmaterial in .Form von "Perlen mit Siebzahlen von 3.,2-4,8 Maschen/cm vorliegt und das Sieb eine Maschenzahl von über 4,8 Maschen/cm besitzt.

SAD ORiGINAL 309821/0883

37. Getränkkarbonatisierungssysecm, gekennzeichnet durch eine Tasche mit zwei Abteilen, wobei ein Abteil der Tasche eine trinkbare wässrige Flüssigkeit bzw. Lösung und das andere Abteil der Tasche eine v/irksame Menge poröses kristallines Aluminiumsiiikat enthält, in welchem mindestens etwa 5 Gew.% Kohlendioxid adsorbiert sind.

38. System nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die trinkbare wässrige Flüssigkeit bzw. Lösung ein vollständig verdünntes, nicht mit Kohlendioxid versetztes Getränk ist und die Abteile mittels einer durchbrechbaren Naht getrennt sind, so dass die Lösung in der Tasche mit Kohlendioxid versetzt werden kann, indem die Naht durchbrochen wird.

39. Vorrichtung zum Versetzen von Getränken mit Kohlendioxid, gekennzeichnet durch eine geformte Scheibe aus porösem kristallinem Alurainiumsilikatmaterial, in welchem mindestens etwa 5 Gew.S Kohlendioxid adsorbiert sind, wobei die Scheibe auf einem Träger befestigt ist.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Scheibe eine trockene Getränkmischung aufgeschichtet ist.

41. Zubereitung zur Herstellung eines mit Geschmack und Kohlendioxid versetzten Getränkes aus Leitungswasser oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine trockene Getränkmischung und ene wirksame Menge poröses kristallines Aluminiumsilikat, in welchem mindestens etwa 5 Gew.'i Kohlendioxid adsorbiert sind.

42. Zubereitung nach Anspruch -il, dadurch gekennzeichnet, ciiijs das kristalline Alwniniumsilikatmaterial ein Zeolith X, ein Zeolith Y ootjr ein Zeolith A ist und dass die Porcn-

309821/0883 ^BAD O^R!GlNAL

grössen des kristallinen Aluminiums!likatmaterials zwischen etwa 3 und etwa 10 Angström liegen.

43. Zubereitung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen vorliegt, deren kleinste Abmessungen mindestens etwa ■ 1,5 mm betragen.

44. Zubereitung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengrösse des kristallinen Aluminiumsilikatmaterials zwischen etwa 8 und etwa 10 Angström liegen.

45. Zubereitung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen vorliegt, deren kleinste Abmessungen mindestens etwa
1,5 mm betragen.

46. Zubereitung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial ein SiO /Al O Molverhältnis von mindestens 3 besitzt und dass mindestens 35 % seiner austauschbaren Metallionen entfernt oder durch Protonen ersetzt sind.

47. Zubereitung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Aluminiumsilikatmaterial in Form von Perlen vorliegt, deren kleinste Abmessungen mindestens etwa
1,5 mm betragen. '

14.11.1972

309821 /0883