DE2411199A1

DE2411199A1 - Beverage carbonation using liq carbon dioxide - using metering pumps for water and carbon dioxide injection

Info

Publication number: DE2411199A1
Application number: DE2411199A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Hanke
Original assignee: Hauke Rudolf Dipl-Ing Gmunden (oesterreich)
Current assignee: Hauke Rudolf Dipl-Ing Gmunden (oesterreich)
Priority date: 1973-03-12
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1974-09-19

Abstract

Water and beverages are carbonated by liq. CO2 under conditions in the liq. which promote the transformation of the liq. CO2 into the gaseous phase. The CO2 is injected in precisely metered volumetric ratios into the liq. which has a lower pressure than the critical value or which has a temp. above the critical value. Most CO2 is dissolved; the rest (only significant at high desired CO2 concns) is dissolved in the subsequent absorption chamber.

Description

Verfahren zum Imprägnieren von Flüssigkeiten mit flüssiger Kohlensäure und Einrichtung zu dessen Durchführung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren von Flüssigkeiten mit flüssiger Kohlensäure, wobei in der Flüssigkeit Bedingungen herrschen, die den Übergang der flüssigen Kohlensäure in die Gasphase bedingen. Process for impregnating liquids with liquid carbonic acid and device for its implementation. The invention relates to a method for impregnating liquids with liquid carbonic acid, whereby in the liquid Conditions prevail that the transition of the liquid carbonic acid into the gas phase condition.

Ein derartiges Verfahren wird bereitsXbei den unter der Bezeichnung Heimsiphon bekannten Einrichtung zur Herstellung kleiner Mengen karbonisierten Wassers für den Haushaltsbedarf verwendet. Dabei wird aus einer Patrone flüssige Kohlensäure einem eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumen an einer Stelle zugeführt, wonach jedoch noch erhebliche Zeit (z.B. etwa 20 Minuten) verstreicht, bis die in den Gaszustand übergegangene Kohlensäure tatsächlich in der Flüssikait gelöst und damit das Gerät betriebsfertig ist. Für die industrielle Herstellung karbonisierter Flüssigkeit schien die Zugabe von Kohlensäure in flüssiger Form aus diesem Grund gänzlich ungeeignet und man nahm zur Erzielung eines großen Aus stoßes daher die bekannten komplizierten Anlagen in Kauf, in denen gasförmige Kohlensäure der zu karbonisierenden Flüssigkeit zugeführt wird.Such a method is already described in the Heimsiphon known device for the production of small amounts of carbonated water used for household needs. A cartridge is turned into liquid carbon dioxide supplied to an enclosed volume of liquid at one point, after which, however a considerable amount of time (e.g. about 20 minutes) elapses before the gas enters the gas state carbon dioxide that has passed over is actually dissolved in the liquid and with it the device is ready for use. For industrial production carbonized Liquid seemed to be the addition of carbonic acid in liquid form for this reason Completely unsuitable and you took to achieve a large output therefore the known complicated systems in purchase, in which gaseous carbonic acid is too carbonizing liquid is supplied.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, flüssige Kohlensäure bei erhöhtem Druck in einem Bereich von 50 bis 120 atm mit Wasser zu vermischen und das so hergestellte konzentrierte Vorgemisch kontinuierlich dem zu karbonisierenden Wasser oder Getränk zuzusetzen, wobei der Druck entsprechend vermindert wird.It has also been suggested to use liquid carbonation at elevated levels To mix pressure in a range of 50 to 120 atm with water and the so produced concentrated premix continuously to the water or beverage to be carbonated to be added, the pressure being reduced accordingly.

Weiters wurde vorgeschlagen das konzentrierte Vorgemisch absatzweise einer gewünschten Menge Wasser zuzusetzen, wobei der Austausch bzw. die Lösung der Kohlensäure in Austauschgefäßen erfolgt. Bei diesen Verfahren, bei denen das Wasser-Kohlensäure Vorgemisch unter hohem Druck steht, treten å jedoch große Schwierigkeiten auf, da sich Kohlensäure im flüssigen Aggregatzustand nicht im Wasser löst, sondern nur emulgiert. Es müssen daher entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, um eine unerwünschte Entmischung von Wasser und flüssiger Kohlensäure zu unterbinden.The concentrated premix was also proposed in batches add a desired amount of water, the exchange or the solution of the Carbonic acid takes place in exchange vessels. In these procedures, in which the water is carbonated If the premix is under high pressure, however, great difficulties arise because In the liquid state of aggregation, carbonic acid does not dissolve in water, but only emulsified. Appropriate precautions must therefore be taken to ensure that a to prevent unwanted separation of water and liquid carbon dioxide.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welches die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet.The invention has the task of a method of the above to propose mentioned type, which the disadvantages of the previously known method avoids.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mengenmäßig definierte Ströme von Flüssigkeit und Kohlensäure kontinuierlich ineinandergeführt werden.According to the invention this is achieved in that defined quantities Streams of liquid and carbonic acid are continuously merged into one another.

Werden hohe Kohlensäurekonzentrationen ger*rüns cht , so ist es vorteilhaft die karbonisierte Flüssigkeit anschließend durch eine an sich bekannte Absorptionskammer zu leiten.If high carbon dioxide concentrations are rumored, it is advantageous the carbonized liquid then through an absorption chamber known per se to direct.

Die unter entsprechend hohem Druck stehende flüssige Kohlensäure wird in die zu versetzende Flüssigkeit, die unter einem Druck steht, der geringer als der kritische Druck ist, oder deren Temperatur über der kritischen Temperatur liegt, eingebracht, vorzugsweise eingesprüht. Dadurch wird erreicht, daß der Uebergang der flüssigen Kohlensäure in die Gasphase spontan erfolgt. Der größte Teil der Kohlensäure löst sich während oder unmittelbar nach dem übergang in die Gasphase. Der verbleibende Rest, der allerdings nur bei einer höheren gewünschten Kohlensäurekonz entration einen nennenswerten Betrag erreicht, löst sich in der nachgeschalteten Absorptionseinrichtung, beispielsweise einem Behälter mit llieseltasten oder einen mit Rieseltasten ausgerüsteten Pufferungsbehälter. Es können jedoch auch andere zur Imprägnierung von Flüssigkeiten mit gasförmiger Kohlensäure üblichen Absorptionseinrichtungen verwendet werden.The liquid carbonic acid, which is under correspondingly high pressure, becomes into the liquid to be moved, which is under a pressure that is less than is the critical pressure, or the temperature of which is above the critical temperature, introduced, preferably sprayed in. This ensures that the transition the liquid carbonic acid takes place spontaneously in the gas phase. Most of the carbon dioxide dissolves during or immediately after the transition into the gas phase. The remaining one The rest, however, only if the desired carbon dioxide concentration is higher reaches a significant amount, dissolves in the downstream absorption device, for example a container with trickle keys or one equipped with trickle keys Buffering tank. However, others can also be used to impregnate liquids conventional absorption devices with gaseous carbonic acid can be used.

Da der Ubergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand der Kohlensäure mit einer bedeutenden Volumsvergrößerung verbunden ist, wird bereits beim einführen der Kohlensäure in die Flüssigkeit einerseits eine sehr feine Verteilung und damit eine relativ große Berührungsfläche mit der Flüssigkeit erzielt und andererseits eine starke, die Iiösungstendenz unterstützende Turbulenz im Wasser oder Getränk bewirkt. Auf diese Weise ist es möglich, den apparativen Aufwand klein zu halten und bei Verwendung von Flüssigkeitsdosiergeräten eine genau vorbestimmbare Kohlensäurekonzentration im karbonisierten Wasser oder Getränk zu erreichen.Since the transition from the liquid to the gaseous state of aggregation of the Carbonic acid is associated with a significant increase in volume, is already When the carbon dioxide is introduced into the liquid, on the one hand a very fine distribution and thus achieved a relatively large contact area with the liquid and on the other hand a strong turbulence in the water or drink that supports the tendency to dissolve causes. In this way it is possible to keep the outlay on equipment small and when using liquid metering devices, a precisely predeterminable carbon dioxide concentration in carbonated water or drink.

Das Verfahren wird vorteilhafterweise mit einer Einrichtung durchgeführt, bei der eine von der mit Kohlensäure zu versetzende Flüssigkeit durchströmte Entspannungskammer vorgesehen ist, die einen mit einem kraftbelasteten Ventil ausgerüsteten Anschluß für flüssige Kohlensäure aufweist, wobei die zu der Entspannungskammer geförderten Mengen an Flüssigkeit und Kohlensäure dosiert sind.The method is advantageously carried out with a device in which an expansion chamber through which the liquid to be carbonated flows is provided, which is equipped with a force-loaded valve Connection for liquid carbonic acid, the conveyed to the expansion chamber Quantities of liquid and carbonic acid are dosed.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Dosierung und Förderung der Flüssigkeit und der flüssigen Kohlensäure zu der Entspannungskammer durch gemeinsam angetriebene Dosierpumpen zu bewerkstelligen. Auch bei der Herstellung von Limonaden ist es vorteilhaft, die Aroma- oder Fruchtkomponenten mit dem Wasser in einer Vormischkammer zu mischen und danach erst mit Kohlensäure zu imprägnieren, wobei für åede Komponente des fertigen Getränkes eine Dosierpumpe vorgesehen ist und diese gemeinsam angetrieben werden.It has proven to be particularly useful, the dosage and delivery the liquid and the liquid carbonic acid to the expansion chamber through together to accomplish driven metering pumps. Even in the production of lemonades it is advantageous to mix the aroma or fruit components with the water in a premixing chamber to mix and then impregnate with carbonic acid, for each component of the finished beverage a metering pump is provided and these are driven together will.

Die Erfinden? wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.The inventions? will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Fig.1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage zur Karbonisierung von Wasser und Fig.2 das Schema einer Anlage zur Karbonisierung eines Mischgetränkes. Bei der Anlage gemäß Fig.1 treibt ein Motor 3 die beiden Dosierpumpen 1 und 2 an.1 shows the scheme of a system according to the invention for carbonation of water and Fig. 2 the scheme of a system for carbonating a mixed beverage. In the system according to FIG. 1, a motor 3 drives the two metering pumps 1 and 2.

Die Pumpe 1 fördert und dosiert Wasser und die Pumpe 2 die aus dem Drucktank 6 entnommene flüssige Kohlensäure zu der ßntspannungskammer 4. Das Wasser steht unter einem geringen Druck und durchströmt die Entspannungskammer 4, wobei gleichzeitig über den Anschluß 7, der ein kraftbelastetes Ventil enthält, die Kohlensäure zugesetzt wird. Dabei vermindertsich der Druck unter dem die Kohlensäure steht so weit, daß dieser spontan in die Gasphase übergeht. Das karbonisierte Wasser verläßt die Entspannungskammer 4 und gelangt über die Leitung 5 zur Abfüllmaschine.The pump 1 promotes and meters water and the pump 2 from the Liquid carbonic acid removed from the pressure tank 6 to the relaxation chamber 4. The water is under a low pressure and flows through the expansion chamber 4, wherein at the same time via the connection 7, which contains a force-loaded valve, the carbonic acid is added. In doing so, the pressure under which the carbonic acid is placed is reduced far that this passes spontaneously into the gas phase. The carbonized water leaves the expansion chamber 4 and reaches the filling machine via line 5.

Bei der Anlage gemäß Fig.2 werden von dem Motor 3 noch zusätzlich Dosierpumpen 8 und 9 zur Förderung von Aroma- oder Xurchtkomponenten angetrieben. Diese Komponenten gelangen in die Wasserleitung und weiter zu der Vormischkammer 10 wo sie sich mit dem Wasser innig vermischen. Von der Vormischkammer 10 gelangt das Mischgetränk zu der Entspannungskammer 4, wo es mit flüssiger Kohlensäure imprägniert wird. Zur erzielung einer höheren Kohlensäurekonzentration ist noch eine Absorptionskammer nachgeschaltet, die als Behälter 11 mit eingebauten Rieseltasten 12 ausgebildet ist. Nach dem Durchströmen des Behälters 11, wo sich der letzte Rest an Kohlensäure löst, gelangt das fertige Getränk über die Leitung 5 zur Abfüllanlage.In the system according to FIG. 2, the motor 3 additionally Dosing pumps 8 and 9 driven to convey aroma or fruit components. These components go into the Water pipe and on to that Premixing chamber 10 where they mix intimately with the water. From the premixing chamber 10 the mixed drink reaches the relaxation chamber 4, where it is carbonated with liquid is impregnated. To achieve a higher carbon dioxide concentration is still an absorption chamber connected downstream as a container 11 with built-in trickle keys 12 is formed. After flowing through the container 11, where the last remainder dissolves in carbonic acid, the finished drink reaches the bottling plant via line 5.

Claims

Patent claims:

1. Process for impregnating liquids with liquid carbonic acid, conditions prevail in the liquid which facilitate the transition of liquid carbonic acid conditional in the gas phase, characterized in that quantitatively defined flows liquid and carbonic acid are continuously merged into one another.

2. The method according to claim 1, characterized in that the carbonic acid is sprayed into a jet of liquid.

3. The method nanh claim 1 or 2, characterized in that the carbonized liquid is passed through an absorption chamber known per se will.

4. Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that one of the liquid to be carbonated flowed through it Relaxation chamber is provided, which is equipped with a force-loaded valve Has connection for liquid carbon dioxide.

5. Device according to claim 4, characterized in that for metering and conveying the liquid or its individual components, such as aroma or fruit components and water and the liquid carbon dioxide driven together Dosing pumps are provided.

6. Device according to claim 3, characterized in that the absorption chamber is designed as a container (11) with built-in trickle finger (12).

Blank page