DE2556067A1

DE2556067A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen und ausgeben von karbonisierten fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2556067A1
Application number: DE19752556067
Authority: DE
Inventors: Horst Koehl; Alexander Kueckens
Original assignee: DAGMA DEUTSCHE AUTOMATEN- und GETRAENKEMASCHINEN GmbH and Co; Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG
Current assignee: Douwe Egberts Getraenke-Serv KG
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1975-12-12
Publication date: 1976-09-30
Also published as: NL7602678A; IT1062493B; NL181189B; BR7601637A; IL49232A; AR209800A1; YU72676A; SE419535B; ES446199A1; DE2559651C3; AU501853B2; JPS51139663A; CH625402A5; DE2559651A1; CA1038345A; DE2556067C3; DE2559651B2; JPS5727734B2; GB1534361A; AU1206776A

Description

Γ PATENTANWÄLTE ~~l

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

2556067 Ons.Z.: 1971

Firma DAGMAfGmbH & Co

Schillerstr. 22 .
2067 Reinfeld/H.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Ausgeben von karbonisierten Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen und Ausgeben von karbonisierten Flüssigkeiten, wie getränken, unter Mischen einer vorgegebenen Menge gekühlten und Kohlensäure enthaltenden Wassers und einer vorbestimmten Menge eines fließfähigen Geschmacksstoffes, wie Sirup oder Konzentrat.

Geschmacks- oder Aromastoffe enthaltende Getränke werden im großen Umfange fabrikmäßig fertig hergestellt und in entsprechende Behälter, wie Dosen, Flaschen oder dgl. verpackt und in größeren Gebinden zu Vereiler- oder Verkauf sstätten transportiert. lMachteilig ist hierbei der große Aufwand an Verpackungsmaterial, Lager-und Transportraum. .Nachteilig ist ferner, daß der Endverbraucher mit den getränken große Mengen an Wasser mit nach Hause tragen muß. Nachteilig ist schließlich auch das Problem der Beseitigung oder aber des Rücktransportes und der Aufbereitung der leeren Verpackungsbehälter.

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Es sind auch Ausgabeautomaten bekannt, die durch ueldeinwurf oder Knopfdruck ausgelöst in behälter verpackte getränke ausgeben. Das Fassungsvolumen derartiger Automaten ist begrenzt und es bleibt das Problem der tseseitigung der leeren Verpackungsbehälter und des Abtransportes mit den bekannten Problemen.

Es ist ferner bekannt, in Getränkeautomaten fertige Limonaden oder andere Getränke in großen "Vorratsbehältern unter entsprechender Kühlung bereitzuhalten und aus diesen Behältern durch Geldeinwurf ausgelöst, vorbestimmte Mengen mittels Pumpen oder unter Gasdruck in bereitgestellte Trinkgefäße auszudosieren. Aus hygienischen Gründen müssen solche Geräte vor der Neufüllung gereingt werden und es muß durch entsprechende Kühlaggregate und/oder chemische Zusätze ein Verderben der Getränke ausgeschlossen werden.

Ähnliche Probleme bestehen aber auch bei solchen automatisch arbeitenden Ausschankgeräten, bei denen in dem Automaten karbonisiertes Wasser einerseits und ein fließfähiger Geschmacksstoff, wie Sirup oder Konzentrat getrennt in Vorrat gehalten und durch Geldeinwurf oder dgl. ausgelöst, jeweils portionsweise - gegebenenfalls unter Einschaltung einer Mischzone in ein Trinkgefäß gleichzeitig eingegeben werden, .bei diesen Ausschankgeräten kommt als Schwierigkeit hinzu, daß die Gleichmäßigkeit der Qualität des ausgegebenen Getränkes nicht immer gewährleistet werden kann, die Geschmacksstoffe zum alsbaldigen Gebrauch bestimmt sind und daher die Anforderungen der Hygiene

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nicht immer garantiert v/erden können, so daß in den meisten Fällen Konservierungsmittel eingesetzt werden müssen. Da solche Konservierungsmittel in der Regel auch Geschmacksträger sind, wird dadurch auch der Geschmack des fertigen Getränkes nicht unerheblich beeinflußt. Derartige automatisch arbeitende Ausschankgeräte haben sich daher nur im geringen Umfang praktisch durchsetzen können.

In allen Fällen stellen derartige Getränkeautomaten oder automatisch arbeitende Ausschankgeräte relativ schwere, voluminöse Geräte mit kostspieligem hohem technischen Aufwand dar. Für den Hausgebrauch sind solche Geräte praktisch ungeeignet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art vorzuschlagen, das sich besonders ökonomisch und mit geringem und billigem gerätemässigem .Aufwand unmittelbar an jeder Verbrauchsstelle, sei es in Schankstätten, Betrieben, Behörden, insbesondere auch im privaten Haushalt, einsetzen läßt, zu Getränken besonders hoher und gleichmässiger Qualität führt, alle Anforderungen an Hygiene im vollen Umfang befriedigt und auf geringem Raum eine relativ große Auswahl an Getränken verschiedener Geschmacksrichtungen zur Verfügung stellt.

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Diese Aufgab? -virc! er fin dung sg emä 8 vor allem dadurch gelöst, daß men die vorbestimirte Menge des gekühlten und kohlensäurehaltigen Yasser3 unter normalen Druck der Umgebungsatmosphäre in schwacher Strömung durch eine Mischzone zu einer Ausgabestelle fließen läßt und die vorbestimmte Menge des Sirups oder Konzentrats mit statischem Eigendruck in die Mischzone in die Wasserströmung dosiert, und daß man beide Komponenten sowie die Ausgabe des fertigen Getränkes unter statischem Eigendruck der gemischten Flüssigkeit vornimmt, derart, daß Herstellung und Ausgabe eines trinkfertigen, gekühlten, C02-haltigen Getränkes in allen Phasen drucklos erfolgen.

Alternativ dazu, vorzugsweise jedoch in Verbindung mit den vorgenannten Maßnahmen sieht die Erfindung vor, daß man die vorbestimmte Menge des Geschmacksstoffes mit einer Temperatur merklich über einer vorbestimmten Temperatur von vorzugsweise 5°C in die C02-haltige Wasserströmung einbringt, die merklich unter die vorbestimmte Temperatur abgekühlt wird, daß man gleichzeitig mit der Zugabe der Geschmacksstoffe einen Teil des Kohlendioxyds schlagartig freisetzt und die beiden Komponenten mit Hilfe des freigesetzten Gases gemischt und homogenisiert werden.

Der Geschmacksstoff kann in Form eines Limonadensirups oder eines Fruchtsaftkonzentrats eingesetzt werden. Dabei wird der Geschmacksstoff zweckmäßigerweise mit einem für die Selbstkonservierung ausreichend hohem Zuckergehalt bei Umgebungstempera

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tür in Vorrat gehalten und es wird die vorbestimmte Menge mit der Umgebungstemperatur in die Wasserströmung im Bereich der Mischzone eingebracht.

Die vorbestimmte Menge an kohlensäurehaltigem und gekühltem Wasser wird wie üblicherweise einem Wasserleitungsnetz entnommen. Dabei wird gemäß der Erfindung das Wasser in der Aufbereitungszone bei einer Temperatur nahe dem Gefrierpunkt mit Kohlendioxyd bis zu etwa der maximalen Löslichkeit feinimprägniert und die vorbestimmte Menge aus der Aufbereitungszone unter Herabsetzung des Druckes auf den Umgebungsdruck in die Mischzone befördert.

Während bisher bei der automatischen Herstellung von kohlensäurehaltigen Getränken, z.B. Getränken des Cola-Typs, Orangengetränke, Limonadengetränken oder dgl. das aromatische Geschmaksmittel in flüssiger Form, z.B. als Sirup oder als Konzentrat unter einem bestimmten Druck über ein Abgabedosierventil in das kohlensäurehaltige Wasser eingeleitet wird, mit dem Bestreben, aus dem ebenfalls unter Druck stehenden kohlensäurehaltigen Wasser durch den Druck der beiden Komponenten einen homogenen Vermischungseffekt auszulösen, geht die Erfindung einen anderen Weg.

In bekannten Fällen wird dementsprechend das kohlensäurehaltige Wasser durch Druckleitungen in den Mischkopf geleitet, wo das Wasser mit der vorgegebenen Menge an unter Druck stehendem Ge-

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schmacksmittel gemischt wird, um das fertige Getränk zu bilden, das dann aus dem Mischkopf in ein Trinkgefäß abgegeben wird. In diesem Falle besitzt der Sirup oder das Konzentrat einen relativ hohen Wassergehalt. Dieser Wassergehalt führt zu einer erheblichen Verdünnung des karbonisierten Wassers, so daß schon aufgrund dieser Tatsache der Kohlensäuregehalt des fertigen Getränks begrenzt bleibt.

Hinzu kommt, daß bei der Mischung der beiden unter Druck zugeführten Anteile ein großer Anteil der Kohlensäure durch zwangsweise bedingte Turbulenzen ungenutzt entweicht, also nicht mehr in dem fertigen Getränk enthalten ist.

Außerdem muß bei den bekannten Verfahren und Geräten dafür Sorge getragen werden, daß durch entsprechende Ausbildung der Mischzone eine von außen aufgezwungene, intensive Vermischung erfolgt. Die dabei erwähnte hohe Turbulenz unterstützt das Entweichen nicht nutzbarer Kohlensäure. Durch den hohen Wassergehalt des Sirups oder des Konzentrats muß zur Erreichung einer gewünschten, relativ niedrigen Trinktemperatur des fertigen Getränkes auch das Konzentrat oder der Sirup in einem erheblichen Maße gekühlt werden, wenn nicht nach dem Mischen die Getränketemperatur zu hoch liegen soll. Um in der Mischzone eine gute Durchmischung der Geschmacksstoffe und des Wassers durch die aufgezwungene Mischung zu erhalten, ging man bisher außerdem davon aus, daß die Geschmacksstoffe ausreichend flüssig sein müssen, so daß

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man auch aus diesem Grunde mit relativ hohem Wassergehalt in den Geschmacksstoffen gearbeitet hat.

Demgegenüber basiert das neue Verfahren auf dem Grundgedanken, die Geschmacksstoffe mit möglichst hoher Konzentration, d.h. mit möglichst geringem Wassergehalt in eine im wesentlichen ruhig fließende Strömung des gekühlten und karbonisierten Wassers in einer Zone einzubringen, die ihrerseits mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht, d.h. in der der Atmosphärendruck herrscht. Auf eine aufgezwungene Mischung der Geschmacksstoffe und des Wassers wird bei dem neuen Verfahren ausdrücklich verzichtet. Stattdessen wird das Wasser zuvor mit Kohlensäure bis zu dem primär durch die Wassertemperatur bestimmten maximal möglichen Sättigungsgrad mit Kohlensäure imprägniert und mit dem gegenüber dem Wasser eine höhere Temperatur aufweisenden Geschmacksstoff so zusammengebracht, daß beim Eintreten der dosierten Geschmacksstoffmenge in einem auf die Einbringungstelle der Geschmacksstoffe begrenzten Bereich durch das in diesem Bereich plötzlich auftretende Temperaturgefälle eine explosionsartige Freisetzung eines Teils der im Wasser enthaltenen Kohlensäure erfolgt, die in diesem örtlich begrenzten Bereich eine solche Turbulenz erzeugt, daß wie die Praxis bestätigt hat, eine sofortige intensive Vermischung der Geschmacksstoffe und des Wassers erfolgt. Dabei bleibt, wie die Praxis ebenfalls zeigt, die Freisetzung von Kohlensäure auf einen solchen Anteil begrenzt, der durch die Steigerung der Wassertemperatur auf die

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nach der Mischung vorliegende Mischtemperatur bestimmt wird. Das fertige Getränk ist daher aufgrund des neuen Verfahrens mit Kohlensäure bis zu dem durch die Mischtemperatur des Getränkes bestimmten Sättigungsgrad imprägniert. So konnte in der Praxis gezeigt werden, daß trotz der Ausnutzung der Kohlensäure für die Mischung, der Geschmacksstoffe und des Wassers, der Kohlensäuregehalt des fertigen, in ein Trinkgefäß abgegebenen Getränkes ,in fast allen Fällen höher als der vergleichbarer Getränke ist, die fabrikmässig vorgemischt und unter Druck in Vorratsbehälter abgefüllt worden sind. Durch die nach dem neuen Verfahren erfolgende Feinimprägnierung des Wassers mit Kohlensäure ergibt sich zugleich der Vorteil, daß die Kohlensäure in dem im Trinkgefäß enthaltenen fertigen Getränk über längere Standzeiten verbleibt, als dies üblicherweise bei vergleichbaren Getränken der Fall ist. Trotz der Verwendung von Geschmacksstoffen in gegenüber dem üblichen System höherer Konzentration, also mit geringerem Wassergehalt und geringerer Fließfähigkeit, erfolgt nach dem neuen Verfahren eine vollständige Homogenisierung der Bestandteile bis zur Abgabe in das Trinkgefäß. Der geringere Wasseranteil in den Geschmacksstoffen führt weiterhin zu einer Vergrösserung des Verhältnisses zwischen karbonisiertem Wasser und Geschmacksstoff im fertigen Getränk, so daß auch dann, wenn die Geschmacksstoffe mit einer der Umgebungstemperatur entsprechenden Temperatur in das karbonisierte Wasser eingeleitet worden, die Temperatur des fertigen Getränkes niedriger als bei anderen Getränkeautomaten liegt, bei denen während der Abgabe eine Vermischung der Bestandteile erfolgt.

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Der geringere Wasseranteil an den Geschmacksstoffen ermöglicht praktisch erstmals auch die Verwendung eines Sirups mit einem die Selbstkonservierung gewährleistenden hohen Zuckergehalt. Während bei den bekannten Getränkeautomaten der Sirup im allgemeinen mit einem Zuckergehalt maximal bis zu 54% = ca. 54° Brix. verwendet werden konnte, kann bei dem neuen Verfahren mit einem selbstkonservierenden Sirup mit einem Brix-Wert von wesentlich mehr als 60, ja bis zu Brix-Werten über 71° gearbeitet werden. Die Selbstkonservierung des Sirups macht den Zusatz von Konservierungsmitteln, ebenso wie die Kühlung des Sirupvorrates oder die häufigere Reinigung des Gerätes entbehrlich. Da auch das kohlensäurehaltige Wasser bei dem Verfahren nach der Erfindung allen hygienischen Anforderungen entspricht, ist eine Reinigung allenfalls der dem Umgebungsdruck ausgesetzten Mischzone notwendig. Dadurch wird sowohl der gerätemässige Aufwand wie auch der Wartungsaufwand des Gerätes erheblich herabgesetzt. Das Verfahren läßt sich also auf erheblich billigerem Wege gerätemässig verwirklichen.

Das karbonisierte Wasser wird in die Mischzone zweckmässigerweise mit einer Temperatur zwischen etwa 0° und 2° C eingeführt. Im Hinblick auf die im Verhältnis dazu wesentlich geringere Menge an auf einer höheren Temperatur liegenden Geschmacksstoffe führt dies zu einer Getränketemperatur, also zu einer Mischtemperatur von etwa 5° C.

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Da auf eine aufgezwungene Mischung verzichtet werden kann, ist es auch möglich, bei der Herstellung jeweils einer Getränkeportion die Mischzone Jeweils vor und nach der Zugabe des Geschmacksstoffes mit reinem Kohlensäure enthaltendem Wasser zu durchspülen, so daß sich in der Mischzone keine Geschmacksstoff rückstände bilden können. Etwaige solche Rückstände besitzen einen so hohen Zuckergehalt, daß solche Rückstände ebenfalls nicht zu hygienischen Nachteilen führen können.

Einen weiteren wesentlichen Faktor für das neue Verfahren bildet die Aufbereitung des Wassers vor dessen portionsweiser Abgabe. Dabei geht man bei dem neuen Verfahren vorteilhaft erweise so vor, daß man in eine Aufbereitungszone einen Wasservorrat durch eine auf eine Temperatur unter 0° C gekühlte Verdampferfläche einschließt und in dem Wasservorrat eine schwache Konvektions strömung entlang dieser Fläche zwangsweise aufrechterhält und daß man weiterhin das Kohlendioxydgas unter Druck durch eine feinporige Fläche in die Konvektions strömung unter das Frischwasser unter Zerstäubung auf die Oberfläche des Wasservorrats zuführt. Hierdurch wird einmal eine Kühlung des Wassers auf eine Temperatur zwischen 0° C und 2° C gewährleistet. Außerdem wird der von Zeit zu Zeit auftretende Nachholbedarf an Frischwasser dadurch gedeckt, daß das Frischwasser in Form eines feinen Nebels oder Sprühregens in den Kopfraum über dem Wasservorrat eingebracht wird, so daß die Wasserzufuhr keinerlei Turbulenz oder Beunruhigung im Wasserkvorrat erzeugt.

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Die Einführung des Kohlendioxydgases unter Druck erfolgt in einer Weise, die eine Feinstimprägnierung des Wasservorrates bis zu dem durch die Temperatur bedingten, maximalen Sättigungsgrad gewährleistet. Dies erfolgt durch Einführung des Gases in feinsten Bläschen, die von der schwachen und praktisch laminaren Strömung innerhalb des Wasservorrats mitgenommen und in dem Wasservorrat so rasch und gleichmäßig verteilt werden, so daß sich keine größeren Blasen bilden können, die zu einem Kohlendioxydverlust führen würden. Die schwache Konvektionsströmung gewährleistet außerdem eine völlig gleichmäßige Kühlung des Wassers auf die gewünschte niedrigere Temperatur.

Es wird hierbei also bei sehr niedriger Temperatur des Wassers gearbeitet und gleichzeitig die Imprägnierung in der Weise vorgenommen, daß das Wasser mit Kohlendioxyd bis zu dem der sehr niedrigen Temperatur des Wassers entsprechenden hohen Sättigung imprägniert werden kann. Die Abgabe der dosierten Menge an Wasser erfolgt damit stets aus dem sowohl bezüglich des Kohlendioxydgehalts als auch bezüglich der Temperatur praktisch völlig homogenen Wasservorrat.

Die relativ niedrige Wassertemperatur wird bei dem neuen Verfahren dadurch gewährleistet, daß mit Hilfe der Konvektionsströmung an der der Konvektionsströmung zugewandten Seite der Kühlfläche die Bildung eines Eispanzers von nur geringer Dicke

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zugelassen wird, so daß man einen direkten Wärmeübergang vom Wasser zur Kühlfläche erhält, der nicht durch den einen Wärmewiderstand bildenden Eispanzer beeinträchtigt wird. Dennoch kann man auch bei dem neuen Verfahren mit einem Eispanzer als Speicher für Kältekalorien arbeiten.

Dies erreicht man durch die entsprechend geführte Konvektionsströmung und durch die entsprechende Anordnung der Kühlfläche in dem Wasservorrat. Nach dem neuen Verfahren kann man in dem Wasservorrat die Konvektionsströmung an der Kühlfläche so entlang führen, daß auf der der Strömung zugewandten Seite der Kühlfläche der Eispanzer stets nur eine sehr geringe den Wärmeübergang nicht behindernde Stärke annimmt, während man in dem auf der anderen Seite der Kühlfläche befindlichen Anteil des Wasservorrates Jede Strömung verhindert respektive so reduziert, daß sich von dem strömenden Wasservorratsanteil ausgesehen, hinter der Kühlfläche ein als Speicher für die Kältekalorien dienender Eispanzer genügender Stärke aufbauen kann.

Die sich im geringen Umfang im Karbonisiergerät bildenden größeren Bläschen an Kohlendioxyd trggen in der aus dem Vorrat abdosierten Wassermenge im Bereich der Mischzone dazu bei, eine bessere Vermischung des Wassers mit den Geschmacksstoffen zu gewährleisten.

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Zum Ausführen des neuen Verfahrens geht die Erfindung von einem Getränke-Herstellungs- und -Ausgabegerät mit Einrichtungen zur dosierten Abgabe von Geschmacksstoffen in Form von Sirup oder Konzentrat und von gekühltem und Kohlendioxyd enthaltendem Wasser aus, welches Gerät eine Einrichtung zum Mischen von Wasser und Geschmacksstoffen und wenigstens eine Abgabestelle für das fertig gemischte Getränk aufweist.

Dieses Gerät wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß die Mischeinrichtung einen gegenüber der horizontalen schwach geneigten Strömungskanal zwischen der Abgabeeinrichtung für das Wasser und der Abgabestelle für das Getränk aufweist, der in freier Druckverbindung mit der Umgebungsatmosphäre steht, und daß die Abgabeeinrichtung für Geschmacksstoffe dem Strömungskanal so zugeordnet ist, daß die dosierte Menge an Geschmacksstoffen direkt in die Wasserströmung in dem Strömungskanal einführbar ist.

Der Abgabeeinrichtung für das Wasser ist vorteilhafterweise eine Vorrichtung zur Feinstimprägnierung des Wassers mit Kohlendioxyd bis zu dem durch die Kühltemperatur bestimmten maximalen Sättigungsgrad vorgeschaltet, während der Abgabeeinrichtung für die Geschmacksstoffe eine den Geschmacksstoff auf einer über der Kühltemperatur des Wassers liegenden Temperatur, vorzugsweise auf der Umgebungstemperatur, haltende Vorratseinrichtung zugeordnet ist.

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Das neue Gerät läßt sich leicht so ausbilden, daß dem Strömungskanal für das karbonisierte Wasser ein oder mehrere Vorrats- und Dosiereinrichtungen für verschiedene Geschmacksstoffe zugeordnet sind, so daß mit dem gleichen Gerät lediglich durch Betätigung einer Vorwahleinrichtung Getränke verschiedenster Geschmacksrichtung, wie reines gekühltes, geschmacksfreies karbonisiertes Wasser abgegeben werden können. Das Gerät läßt sich mit geringem baulichem Aufwand und bei geringer Raumbeanspruchung so billig herstellen, daß das Gerät nicht nur für Schankstätten, Betriebe oder Behörden, sondern auch für den privaten Haushalt so eingesetzt werden kann, daß die Getränke billiger als ^e bisher möglich abgegeben werden können. Alle Transportprobleme mit Ausnehme des Transports etwa einer Kohlensäureflasche oder von Vorratsbehältern für die Geschmacksstoffe kommen in Fortfall. Ebenso kann ein Haushalt damit von sämtlichen bisherigen Problemen im Zusammenhang mit den Transportbehältern, wi<3 Flaschen, oder dgl., freigehalten werden. Das Gerät arbeitet hygienisch absolut einwandfrei und bedarf nur einer geringen Wartung. Der Energieverbrauch ist kaum anders als bei einem normalen Haushaltskühlschrank.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen :

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Fig. 1 ein Gerät zum Ausführen des neuen Verfahrens in Seitenansicht .

Fig. 2 im senkrechten Schnitt ein Karbonisierungsgerät herkömmlicher Bauart.

Fig. 3 im Vergleich dazu ein Karbonisierungsgerät gemäß der Erfindung .

Fig. 4 ein Vorrats- und Dosiergerät für fließfähige Geschmacksstoffe herkömmlicher Bauart.

Fig. 5 im Vergleich dazu ein Vorrats- und Dosiergerät für Geschmacksstoffe gemäß der Erfindung.

Fig. 6 einen Getränkemischkopf herkömmlicher Bauart während der Abgabe eines Getränkes.

Fig. 7 die Mischzone des Gerätes zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung, und zwar bei Beginn eines Abgabevorgangs.

Fig. 8 und Fig. 9 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 7 die Mischzone während und unmittelbar am Ende eines Abgabevorgangs.

Fig. 10 eine bevorzugte Ausführungsform im senkrechten Schnitt einer Aufbereitungseinrichtung für das karbonisierte Wasser vor Inbetriebnahme und

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Fig. 11 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 10 die Aufbereitungseinrichtung während des normalen Betriebes.

Das in Fig. 1 gezeigte Gerät dient zur wahlweisen Entnahme von Getränken unterschiedlicher Geschmacksrichtung.

Das Gerät waist in einem Gehäuse A eine Batterie von Vorratsbehältern 10a bis 1Od für Geschmacksstoffe unterschiedlicher Geschmacksrichtung auf, wobei angenommen ist, daß die Geschmacksstoffe in Form eines Sirups hoher Konzentration, d.h. einer Zahl merklich über 60 Brix vorliegen.

Aus Fig. 1 erkennt man, daß die Vorratsbehälter 10a bis 1Od geschlossene Behälter sind, an deren unteren Enden jeweils eine Dosiereinrichtung 13 angeschlossen ist, die zur dosierten Abgabe einer vorbestimmten Sirupmenge aus dem Sirupvorrat 9 dient. Der Flüssigkeitsstand innerhalb des Vorratsbehälters 10a ist mit 14 bezeichnet, während 15 den über dem Flüssigkeitsspiegel liegenden Kopfraum angibt.

Die während der Abgabe notwendige Luft wird durch ein Röhrchen 11 wie im dargestellten Beispiel, an einer Stelle weit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 14 und dicht oberhalb der Abgabeeinrichtung 13 eingeleitet. Nähere Einzelheiten werden im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben.

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In dem Gehäuse A ist weiterhin eine Aufbereitungseinrichtung für das kohlensäurehaltige Wasser angeordnet. Die Aufbereitungseinrichtung weist einen druckdichten Behälter 26 auf, in dem ein Vorrat 27 an gekühltem Wasser aufgenommen ist. Ds3 Frischwasser wird über ein gesteuertes Ventil 30 durch eine Sprüheinrichtung 31 und das Kohlendioxydgas über ein gesteuertes Ventil 28 über einen Verteilerkopf 29 zugeführt, während das karbonisierte, also aufbereitete Wasser über eine Leitung 32 dem Vorrat entnommen und über ein gesteuertes Ventil 33 und eine Druckausgleichseinrichtung 34 einer Mischzone zugeleitet werden kann. Näheres zu der Aufbereitungseinrichtung wird im Zusammenhang mit der Fig. 3 und den Fig. 10 und 11 erläutert.

Das in dem Vorrat 27 unter Druck stehende Wasser tritt aus der Einrichtung 34 unter Druckentspannung in einen Strömungskanal in Form einer Rinne 38 auH. Diese Rinne 38 ist als offene Rinne dargestellt, um damit zu demonstrieren, daß der Strömungskanal in einer einen freien Druckausgleich ermöglichenden Verbindung mit der Umgebungsatmosphäre steht. Selbstverständlich ist der Strömungskanal bzw. die Rinne 38 gegenüber der Umgebungsatmosphäre hygienisch isoliert.

Der Boden der Rinne ist gegenüber der Horizontalen schwach geneigt und zwar in Richtung auf eine Abgabestellung 40 für das fertige Getränk. Die Einrichtung 34 und die Abgabestelle 40 sind an entgegengesetzten Enden der Rinne angeordnet, so daß das

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-abgekühlte und karbonisierte Wasser die Rinne mit schwacher Strömung auf der ganzen Länge durchströmt.

Man erkennt aus Fig. 1, daß unabhängig von der Auswahl des Geschmacksstoffes die dosierte Geschmacksstoffmenge unmittelbar in die die Rinne 38 durchfließende Wasserströmung eintritt. Die Abgabestelle 40 weist einen relativ breiten Austrittsquerschnitt auf, so daß das fertige Getränk mit relativ niedriger Strömungsgeschwindigkeit und geringer Turbulenz in ein unter der Abgabestelle angeordnetes Gefäß eintreten kann.

Bevor auf die Einrichtungen der Erfindung im einzelnen eingegangen wird, wird jeweils an einem schematischen Beispiel die bisherige Arbeitsweise kurz erläutert.

So zeigt Fig. 2 ein Karbonisierungsgerät herkömmlicher Art. Das Gerät weist einen druckdichten Behälter 16 auf, in dem ein Wasservorrat 17 unter Bildung eines Kopfraumes 16a aufgenommen ist. Dem Wasservorrat wird Kohlendioxydgas aus einer entsprechenden und unter Druck stehenden Quelle über die Leitung 18 und das gesteuerte Ventil 19 sowie das in den Behälter 16 reichende Rohr 20 über eine Düse 21 blasenförmig zugeführt. Das Frischwasser gelangt aus einer Druckwasserquelle über das gesteuerte Ventil 23 und eine Austrittsdüse 22 im Behälter, in der in Fig.2 dargestellten Weise, in den Wasservorrat. Eine Mischung des

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Wasservorrates mit den Kohlendioxydbläschen und dem Frischwasser erfolgt unter Turbulenz, welche einerseits durch das einströmende Wasser und andererseits durch die aufsteigenden Gasblasen erzeugt wird. Aus dem Vorrat werden dosierte Mengen an karbonisiertem Wasser über die Druckleitung 25 und das gesteuerte Ventil 24 entnommen und einem Mischkopf zugeführt. Das Frischwasser gelangt gekühlt in den Behälter 16. Es ist ersichtlich,daß das Kohlendioxyd in relativ großen Blasen in den Wasservorrat eintritt, wobei während der Aufsteigbewegung und in Folge der Turbulenz die Blasen sich während des Aufstiegs miteinander vereinigen können. Soweit das Kohlendioxydgas in dem Wasservorrat bleibt, liegt es in relativ groben Bläschen vor. Da das einströmende Frischwasser wesentlich zu dem Mischvorgang beitragen muß, strömt es mit relativ großer Geschwindigkeit in den Wasservorrat ein und unterstützt die Turbulenz, die ihrerseits die Bildung größerer Kohlendioxydbläschen unterstützt und durch relativ hohe Wassertemperaturen eine maximale Imprägnierung nicht zuläßt. Die über die Druckleitung 25 entnommenen dosierten Wassermengen besitzen daher nur einen relativ geringen Kohlendioxyd-Sättigungsgrad .

Bei der Aufbereitungseinrichtung gemäß der Erfindung, die in Fig. 3 dargestellt ist, ist ebenfalls ein Druckbehälter 26 mit einem Wasservorrat 27 und einem Kopfraum 26a vorgesehen. Das gekühlte Frischwasser wird unter Druck über das Ventil 30 einem Sprühkopf 31 zugeführt und tritt in den Kopfraum 26 als feiner

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Wassernebel oder Sprühregen zu, der sich langsam und ohne Erzeugung einer Turbulenz auf die Oberfläche des Wasservorrates niederschlägt.

Das Kohlendioxyd wird unter Druck über das gesteuerte Ventil einem porösen Körper 29 zugeführt, der das Gas nur in feinsten Bläschen austreten läßt, die nur einen geringen Auftrieb haben und daher eine wesentlich größere Verweilzeit in dem Wasservorrat 27 aufweisen, als die vergleichsweise größeren Bläschen in der bekannten Vorrichtung. Die feinsten Bläschen können sich daher wesentlich leichter und vollständiger über den ganzen Querschnitt des Wasservorrates 27 bereits in Höhe des porösen Körpers 29 ausbreiten, so daß der gesamte Wasservorrat 27 wesentlich gleichmässiger und schneller mit dem Kohlendioxydgas imprägniert wird. Die Bläschen haben nur eine geringe Neigung, sich zu vereinigen, da sie ständig und sanft in dem Wasservorrat verteilt werden und da sie daher keiner nennenswerten Turbulenz ausgesetzt sind.

Wenn man annimmt, daß in den beiden zum Vergleich stehenden Vorrichtungen nach Fig. 2 und 3 der Wasservorrat die gleiche Kühltemperatur aufweist, so wird mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung nach Fig. 3 der Wasservorrat 27 mit wesentlich höherem Sättigungsgrad mit Kohlendioxydgas imprägniert. Das durch die Leitung 32 unter Druck entnommene, imprägnierte Wasser hat also einen wesentlich höheren Kohlensäuregehalt als im bekannten Fall,

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In beiden Fällen wird im dargestellten Beispiel davon ausgegangen, daß im Kopfraum der Behälter ein Überdruck von etwa 6 bar* herrscht. Während im bekannten Fall die entnommene Wassermenge unter Druck dem Mischkopf über den Entspannungskegel zugeführt wird, gelangt bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung das entnommene Wassa* über ein gesteuertes Ventil 33 in eine Druckentspannungseinrichtung 34 und ist anschließend ausschließlich für den Weitertransport dem Atmosphärendruck ausgesetzt.

In den Fig. 4 und 5 sind jeweils übliche und gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrats- und Dosiereinrichtungen für einen sirupartigen Geschmacksstoff dargestellt.

Bei der herkömmlichen Einrichtung nach Fig. 4 befindet sich eine Vorratsmenge 1 des Sirups in einem Vorratsbehälter 2, wobei die Siruppoberflache mit 8 bezeichnet ist. Der darüberstehende Kopfraum 7 steht über eine Druckleitung 3 und einem Druckventil 4 mit einer unter Druck- stehenden lohlendioxydquelle in Verbindung. Der erhöhte Druck im Kopfraum dient zur Entnahme vorbestimmter Mengen des Sirups über die Steigleitung 6 und über das Dosierventil 5. Es ist ersichtlich, daß der Sirup bei dieser bekannten Vorrichtung eine relativ gute Fließfähigkeit und damit einen relativ großen Wassergehalt besitzen muß. In der Praxis wird mit einem Sirup in einer Konzentration von maximal bis zu 54 Brix ° gearbeitet. Das bedeutet, daß der Sirup durch zusätzliche Mittel, durch Kühlung oder durch Konservierungsmittel,

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haltbar gemacht werden muß. Außerdem bilden sich an den Innenflächen des Behälters Schlieren und Verkrustungen, welche vor einer Neubefüllung des Behälters 2 eine gründliche Reinigung aus hygienischen Gründen eiforderlich machen.

Demgegenüber sieht die Vorratseinrichtung gemäß der Erfindung nach Fig. 5 einen Vorratsbehälter 10 vor, der geschlossen ist und dessen Entnahmeöffnung am Boden angeordnet ist. Dabei ist das Dosierventil 13 unmittelbar an die Abgabeöffnung des Behälters angesetzt. Das Dosierventil weist einen beweglichen Ventilkörper 13 auf, der aus der gezeigten Schließstellung durch einen Elektromagneten 13a in eine Offenstellung angehoben werden kann. Der Sirup wird aus dem Vorrat 9, also durch Schwerkraft entnommen. Der Kopf raum 15 des Behälters 10 steht weder mit der Atmosphäre, noch mit einer Druckgasquelle in direkter Verbindung. Bei Entnahme einer vorbestimmten Menge an Sirup aus dem Vorratsbehälter entsteht in dem Kopf raum ein relativ niedriger Druck; um bei der Entnahme für einen Druckausgleich zu sorgen, ist in dem Behälter eine Belüftungsstelle bei 12 angedeutet, deren Grenzfläche zwischen Sirup und Luft im erheblichen Abstand unter dem Spiegel 14 des Vorrats 9 liegt und nur einen geringen Abstand von der Abgabeöffnung des Behälters aufweist. Die Grenzfläche 12 wird im dargestellten Beispiel durch das untere Ende eines nach oben durch den Behälter und den Behälterdeckel zur Umgebungsatmosphäre führenden Lüftungsrohres 11 gebildet.

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Die tanter der Grenzfläche 12 liegende Menge des Sirups steht daher unter einem niedrigen statischen Druck. Entsprechend der Sirupentnahme kann Luft in Form von kleinen Bläschen aus der Grenzfläche 12 durch den Sirupvorrat 9 in den Kopfraum 15 aufsteigen. Selbstverständlich kann das Belüftungsrohr auch am unteren Teil des Behälters 10 angeschlossen sein. Wesentlich ist, daß durch den abgeschlossenen Kopfraum 15 ein Unterdruck entsteht, der es nicht zuläßt, daß die Flüssigkeit 9 kommunizierend über die Belüftung 12 eintreten kann. Auf ihrem Weg durch den Sirupvorrat nehmen die Bläschen erhebliche Feuchtigkeit auf, so daß der Kopfraum 15 mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Das bedeutet, daß sich an den Wänden des Behälters keinerlei Schlieren oder Verkrustungen bilden können.

Mit der neuen Vorrichtung kann also mit wesentlich höherer Konzentration, insbesondere in dem Konzentrationsbereich der Selbstkonservierung, also bei Brix-Werten weit über 60 - in der Praxis bis zu 71 - gearbeitet werden, so daß Konservierungsmittel oder eine Kühlung vollständig entbehrlich sind. Auch sind im Hinblick auf die hohe Sirupkonzentration allen Anforderungen an die Hygiene selbst bei langen Aufbewahrungs- und Betriebszeiten Genüge getan. Nähere Einzelheiten für das neue Verfahren und der dabei verwendeten Vorrats- und Dosiereinrichtung können der US-PS 3 258 166 entnommen werden, in der auch die Steuerung der Dosiervorrichtung näher erläutert ist.

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Bei bekannten automatisch arbeitenden Getränkeherstellungsgeräten wird das karbonisierte Wasser aus der Steigleitung 25 der Vorrichtung nach Fig. 2 und der Sirup über die Steigleitung 6 der Vorrichtung nach Fig. 4 jeweils unter erhöhtem Druck einem Misch- und Abgabekopf zugeführt, der in Fig. 6 in einer Ausführungsform schematisch angedeutet ist.

Der Misch- und Abgabekopf H nach Fig. 6 weist zwei getrennte Druckleitungen auf, die unmittelbar unterhalb des Kopfes in einer Mischzone in Form von in Austrittsrichtung zueinander konvergierenden Düsen S¹ für den Sirup und S¹¹ für das karbonisierte Wasser enden. Durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung wird gewährleistet, daß Wasser und Sirup gleichzeitig durch die konvergierenden Düsen unter Druck austreten, so daß die aufeinander treffenden Strahlen eine starke Turbulenz und eine entsprechende Vermischung erzeugen. Das stark beunruhigte Getränk tritt in das unter dem Abgabekopf H angeordnete Trinkgefäß 35, wobei ein großer Anteil der Kohlensäure unter Bildung von Schaum im Kopfraum 36 entweicht, wie dies durch den Pfeil angedeutet ist. Da das Getränk in aller Regel nur grob imprägniert ist, entweicht auch nach der anfänglichen Beruhigung rasch ein Großteil des noch verbleibenden Kohlendioxydgases, so daß das Getränk schnell an Trinkqualität verliert.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, das in einer Vorrichtung ausgeführt werden kann, wie sie in den Fig. 7 bis 9 dargestellt

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ist, tritt das kohlensäurehaltige Wasser unter gleichzeitiger Druckentspannung in der Einrichtung 34 an dem einen Ende der flach geneigten Rinne 38 aus. In dem Wasser etwaig enthaltene größere Bläschen werden bei der Druckentspannung freigesetzt und können in der in Richtung des Pfeils 38c über den Boden 38b der Rinne fließenden Wasserströmung aufsteigen. Die mit 38d bezeichneten Wasserströmung füllt auf ihrem Weg praktisch die Rinne über ihre ganze Länge aus und tritt bei 40 aus einem relativ weiten Austritt, also praktisch ohne Düsen und Strahlwirkung, entsprechend dem Pfeil 40a in ein Trinkgefäß 42 aus. Der Raum 38a über der Wasserströmung steht in freiem Druckausgleich mit der Umgebungsatmosphäre. Das bedeutet, daß bei siebartigem Abschluß des Austritts 40 die Rinne hygienisch einwandfrei gegenüber der ümgebungsatmosphäre abgeschirmt ist. Unmittelbar über der Wasserströmung 38d liegt die Austrittsmündung der Dosiereinrichtung des Vorratsbehälters 10 für den hochkonzentrierten Sirup. Der Sirup wöist einen für die Selbstkonservierung ausreichenden Zuckergehalt auf, so daß eine Kühlung des Sirups im Vorratsbehälter 10 weder erforderlich, noch erwünscht ist. Der Sirup tritt mit geringem statischem Druck bei Betätigung der Dosiervorrichtung 13 aus deren unteren Mündung aus, wie dies Fig. 8 bei 13a veranschaulicht.

Die dosierte Sirupmenge tropft in die Wasserströmung ein und löst in dieser infolge der starken Temperaturdifferenz zwischen dem Sirup und dem gekühlten kohlensäurehaltigen Wasser eine

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plötzliche Freisetzung eines Teils der Kohlensäure aus, welche an der mit 39a bezeichneten Eintrittsstelle des Sirups eine explosionsartige Wirkung zeigt, welche den Sirup nahezu augenblicklich und trotz seiner hohen Viskosität miteinander mischt, ohne daß sich der Sirup auf dem flach geneigten Boden 38b der Rinne 38 absetzen Kann. Gleichzeitig steigt die Mischtemperatur der Mischung aus Sirup und Wasser, z.B. von einer Temperatur zwischen 0° und 2⁰C des gekühlten Wassers auf eine Trinktemperatur von ca. 5⁰C des fertigen Getränks. Da das Wasser durch die niedrige Kühltemperatur mit Kohlensäure bis zum Sättigungsgrad angereichert ist, wird durch den Temperaturanstieg automatisch ein Teil der Kohlensäure freigesetzt, da der Sättigungsgrad bei der höheren Trinktemperatur entsprechend niedriger ist. Die intensive und homogene Mischung von Wasser und Geschmacksstoff wird fast ausschließlich durch die Freisetzung eines vorbestimmten Anteils der Kohlensäure bewirkt. Da im übrigen das Wasser mit Kohlensäure feinstimprägniert ist, besteht keine Gefahr, daß mehr als der durch den Temperaturanstieg bedingte Anteil an Kohlensäure aus dem Wasser freigesetzt wird. Das bedeutet, daß das fertige Getränk nahezu den maximal möglichen Sättigungsgrad an Kohlensäure behält, der der Trinktemperatur des Getränks, also etwa der Temperatur von 5⁰C entspricht.

Da das gemischte Getränk aus der Rinne 38 bei 40 durch eine relativ große siebartige Öffnung ausströmt, tritt beim Ausströmen nur eine geringe Turbulenz auf. Es wird also nur wenig Kohlensäure beim Ausfließen freigesetzt. Da das Getränk außerdem mit

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Kohlensäure feinstimprägniert und nahezu gesättigt ist, "besitzt es auch nach längerer Standzeit noch ausgezeichnete Trinkqualität, auch bedingt durch die relativ niedrige Temperatur. Die relativ niedrige Temperatur ist wiederum die Folge des geringen Wasseranteils im Sirup, und damit von relativ geringem Anteil an Sirup im Vergleich zu dem Anteil des karbonisierten und gekühlten Wassers.

Die angegebenen Werte sind selbstverständlich nur Beispiele, die für eine bevorzugte Ausführung des neuen Verfahrens typisch sind, Die in den Fig.7 bis Fig.9 dargestellten Mengen an kohlensäurehaltigem Wasser sind selbstverständlich übertrieben dargestellt, um die Darstellung anschaulicher zu machen. In jedem Fall ist es jedoch zweckmäßig, die Anordnung bzw. Steuerung der verschiedenen Einrichtungen so zu treffen, daß der Boden ;58b der Rinne 38 jeweils vor und nach dem Zuführen des Sirups mit sirupfreiem Wasser bedeckt ist, so daß eine zuverlässige üespülung des .Bodens jeweils mit reinem Wasser gewährleistet ist. Die Rinne 38 stellt ohnehin praktisch den einzigen TiI eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Gerätes dar, der gelegentlich einer Reinigung unterzogen werden muß. Deswegen ist die Rinne zweckmäßigerweise transparent und leicht herausnehmbar ausgebildet. Außerdem besteht die Rinne zweckmäßigerweise aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit, so däß durch .berührung des gekühlten Wassers mit dem wärmerem Boden 38b der Rinne nur eine geringe Aufwärmung des Wassers und damit eine geringere Freisetzung von Kohlensäure eintritt. Sollten sich Sirupreste auf dem Rinnenboden absetzen, so bestehen keine hygienischen Beeinträchtigungen, da

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da der Sirup praktisch wasserfrei und damit selbstkonservierend •ist. Bei der beschriebenen explosionsartigen Freisetzung von Kohlensäure an der Eintropfstelle 39a des Sirups, werden bei den angegebenen mahlen etwa 10 % des imprägnierten Kohlendioxydgases innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde und begrenzt auf den Eintropfbereich 39a freigesetzt.

Da der Ausgabevorgang für den Sirup und die Mischung praktisch drucklos erfolgen, können breite Austrittsquerschnitte für alle Öffnungen vorgesehen werden, so daß trotz der drucklosen Mischung der Ausgabevorgang rascher als bei unter Druck arbeitenden Systemen vor sich geht. Das zur Ausgabe benötigte Getränkevolumen steht daher in wenigen Sekunden zur Verfügung.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Aufbereitungsgerätes für das Wasser ist in den Fig.10 und 11 gezeigt. Dieses Aufbereitungsgerät besteht aus einem druckdichten Behälter 50, in dem ein Wasservolumen 52 aufgenommen ist. Die Höhe des Wasserspiegels 53 in dem Behälter 50 wird durch entsprechende Standhöhenfühler 72 von einem zentralen Steuergerät, das nicht dargestellt ist, gewährleistet. Das Steuergerät steuert ein Soleoid-Ventil 66, über das Wasser unter Druck durch die Leitung 67 in den Kopfraum 51 des Behälters eingeführt wird. Die Einführung erfolgt unter Druck in der Weise, daß das eingeführte Wasser keine Turbulenz erzeugt, zu diesem Zweck endet das Zuführungsrohr 67 in einem Zerstäubungskopf 68, der das zugeführte Wasser vernebelt, wobei der webel oder Sprühregen sich auf die Wasseroberfläche niederschlägt. Die

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niedrige Temperatur zwischen 0° und 2⁰C, vorzugsweise im Bereich von max. 1°C des Wasservorrates 52, wird in dem Behälter 50 mit Hilfe eines Kühlaggregates erzielt. Dieses ist in Form einer schraubenförmig gewickelten Verdampferschlage 54 ausgebildet, das über seine beiden Anschlüsse 55 und 56 mit einem außerhalb liegenden Kälteerzeuger verbunden ist.

Man erkennt aus den Figuren, daß mit zylindrisch gewickelter Verdampferschlange 54, die praktisch über die ganze Standhöhe des Wasservorrates 52 reicht, das Innere des Behälters in zwei konzentrische Zonen unterteilt ist und zwar eine Zone 59 innerhalb der Verdampferschlange und eine Ringzone 58 außerhalb der Verdampferschlange. Auf die Bedeutung dieser Ausbildung wird weiter unten noch näher eingegangen.

Das Innere des Behälters 50 steht unter einem vorbestimmtem Druck. Dieser Druck ist auf den Druck des Kohlendioxydgases abgestimmt, das von einer entsprechendenQuelle über ein Solenoid gesteuertes Ventil 69 dem Wasservorrat 52 zugeführt wird. Hierzu dient ein Zuführungsrohr 70, das bis nahe zum Boden 60 des Behälters in den Wasservorrat reicht und an seinem unteren Ende mit einer Keramikkerze 71 oder einem anderen porösen Körper verbunden ist, durch den hindurch das Kohlendioxydgas in feinsten Bläschen in den Wasservorrat 52 ausperlt. Hiermit ist eine wesentliche Voraussetzung für eine Feinstimprägnierung des Wassers mit Kohlensäure geschaffen.

Um zu verhindern, daß sich in dem Wasservorrat wolkenartige

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Bläschen von Kohlendioxyd ansammeln, die einerseits die Qualität des Sodawassers beeinträchtigen würden und andererseits Anlaß zur Bildung von größeren Bläschen und damit zum erheblichen Verlust von Kohlendioxyd im Wasser sein können, ist eine Einrichtung vorgesehen, um in dem Behälter eine praktisch laminare langsame Konvektionsströmung zwangsweise zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist an der tiefsten Stelle im Boden 60 des Behälters ein Rotor 61 gelagert, der zentral ansaugt und das Wasser in radialer Richtung über den ansteigenden Boden nach außen drückt. Im dargestellten Beispiel erfolgt der Antrieb von außen berührungsfrei mit einem außerhalb drehbar gelagerten Magnetrad 63, das durch den Motor 62 angetrieben wird und den Rotor 61 magnetisch mitnimmt .

Das aufbereitete Wasser kann durch die Leitung 64 über das Solenoid gesteuerte Ventil 65 entnommen und der Miscnzone zugeführt werden.

Wenn der Behälter gefüllt ist und die Kühleinrichtung in Betrieb genommen wird, so bildet sich im Bereich der Verdampferschlange 54 eine zunehmende Eisschicht, welche zunächst den Zwischenraum zwischen benachbarten Rohrwindungen überbrückt, so daß die Verfampferschlange 54 zusammen mit dem sich bildenden Eis in dem Behälter praktisch eine etwa zylindrische Trennwand aufbaut, welche das Wasservolumen innerhalb der Verdampferschlange 54 strömungsmäßig von dem Wasser in der Ringzone 58 trennt. Dadurch wird die Konvent ions strömung im Wasser, die in Fig. 11 durch

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Pfeile 78 angedeutet ist, auf das innere Wasservolumen beschränkt, Die Strömung streicht dabei über den jsoden 60 des Behälters und dann an der Innenseite der sich bildenden Eiswand nach oben und im oberen Bereich wieder zur Mitte des Wasservorrates hin. Die Konvektionsströmung hat mehrere Zwecke. Sie dient einmal dazu zu verhindern, daß das Kohlendioxyd in Wolen innerhalb des Wassers vorhanden ist. Es soll weiterhin eine gleichmäßige Kühlung des Wasservorrates gewährleisten, also einen gewissen Mischeffekt. Die Konvektionsströmung dient aber gleichzeitig auch zur Steuerung der an der Kühlschlange 54 wachsenden Eiswand, indem auf der nach innen weisenden Eisfläche 80c des sich bildenden Eispanzers 80 das strömende Wasser ständig Wärme an den Eispanzer 80 abgibt und damit das Wachstum radial nach innen des Eispanzers begrenzt. Da in der äußeren Ringzone 58 das Wasser in Ruhe ist, also keine Konvektionsströmung vorliegt, kann hier das Eis in den Ringraum, also radial nach außen unbehindert wachsen, so daß sich auf der außen liegenden Umfangsflache der Rohrschlange 54 ein dicker Eispanzer 80b bildet, während auf der Innenseite der Rohrschlange nur ein sehr dünner Eispanzer 80a vorliegt. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß der dicke Eispanzer 80b als Speicher für Kältekalorien dient, während auf der Innenseite die Rohrschlange 54 nur durch eine dünne Eisschicht bedeckt ist, die eine rasche Wärmeabgabe vom Wasser in die Rohrschlange nicht nennenswert behindern kann.

Selbstverständlich muß zur Sparung von Energie und zum Schutz des Behälters das Wachstum des Eispanzers zusätzlich überwacht

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werden. Hierzu dienen entsprechende Fühler 73, 74, die in dem .zentralen Steuerkreis eingeschaltet sind. Dabei kann auch die Verdampferschlange 54 selbst als eine Elektrode herangezogen werden, die mit den beiden anderen Elektroden 73 und 74 jeweils Fühlkreise bilden. Der äußere Fühlkreis mit der Elektrode 73 soll verhindern, daß der Eispanzer bis gegen die Behälterwand wächst und einen unzulässigen Druck auf den Behälter ausüben kann. Der innere Fühlkreis mit der Elektrode 74 steuert zusammen mit der Konvekt ions strömung das Wachstum der Eisschicht 80a auf der Innenseite der Kühlschlange. Auf diese Weise erhält man eine direkte und sehr wirkungsvolle Kühlung des Wassers, wobei das Wasser eine sehr gleichmäßige, niedrige Temperatur annimmt. Trotz direkten Wärmeübergangs vom Wasser auf die Kühlschlange, braucht bei dieser neuen Anordnung auf die Vorteile eines Eispanzers als Kältespeicher nicht verzichtet zu werden. Die Anordnung arbeitet außerordentlich ökonomisch und läßt sich sehr raumsparend aufbauen. Die Anlage arbeitet praktisch wartungsfrei. Das erzeugte Sodawasser ist von stehts gleichbleibender höchster Qualität und kann auch ohne Zumischung von Geschmacksstoffen direkt zum Trinken mit einem bisher nicht gekannten hohen C02-Gehalt entnommen werden.

Wie schon erwähnt, schafft die neue Ausbildung auch die Möglichkeit, das Getränkt durch eine Ausgabeöffnung von großem' Querschnitt abzugeben. Dabei kann die Homogenisierung des Getränkes ohne sonstige Beeinträchtigung mit Vorteil noch dadurch unterstützt werden, daß man der Abgabeöffnung ein Sieb zuordnet,

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durch das das Getränk austritt. Die Feinheit des Siebes richtet sich u.a. nach der tatsächlichen Größe der Abgabeöffnung. Sie läßt sich unter Beobachtung des Homogenisierungs-Grades des abgegebenen Getränkes leicht empirisch bestimmen.

Das Sieb verhindert zugleich das Eintreten von Fremdstoffen, ungeziefer oderdgl. in die Abgabeöffnung.

Da die Steuerungen von Automaten als solche bekannt sind, und die Steuerfunktionen für den Fachmann aus der vorangehenden .Beschreibung deutlich sind, kann auf eine Darstellung und nähere Beschreibung des S-^euerkreises verzichtet werden.

Ansprüche

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Claims

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Ansprüche

'1J Verfahren zum Herstellen und Ausgeben von karbonisierten Flüssigkeiten, wie Getränken, unter Mischung einer vorgegebenen Menge gekühltem und Kohlensäure enthaltenden Wassers und einer vorbestimmten Menge eines fließfähigen Geschmacksstoffes, wie Sirup oder Konzentrat, dadurch gekennzeichnet , daß man die vorbestimmte Menge des gekühlten und kohlensäurehaltigen Wassers unter normalem Druck der Umgebungsatmosphäre in schwacher Strömung durch eine Mischzone zu einer Ausgabestelle fließen läßt und die vorbestimmte Menge des Sirups oder Konzentrats mit statischem Eigendruck in die Mischzone in die Wasserströmung dosiert, und daß man das Mischen beider Komponenten sowie die Ausgabe des fertigen Getränkes unter statischem Eigendruck der gemischten Flüssigkeit vornimmt, derart, daß Herstellung und Ausgabe eines trinkfertigen, gekühlten, C02-haltigen Getränkes in allen Phasen drucklos erfolgen.
2. Verfahren zum Herstellen und Ausgeben von karbonisierten Flüssigkeiten,wie Getränken, unter Mischung einer vorgegebenen Menge gekühltem und Kohlensäure enthaltenden Wassers und einer vorbestimmten Menge eines fließfähigen Geschmacksstoffes, wie Sirup oder Konzentrat, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die vorbestimmte Menge des Geschmacksstoffes mit einer Temperatur merklich über einer

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vorbestimmten Temperatur von vorzugsweise 5⁰C in die COp-haltige Wasserströmung einbringt, die merklich unter die vorbestimmte Temperatur abgekühlt wird, daß gleichzeitig mit der Zugabe der Geschmacksstoffe ein Teil des Kohlendioxyds schlagartig freigesetzt wird und die beiden Komponenten mit Hilfe des freigesetzten Gases gemischt und homogenisiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem man die vorbestimmte Menge an Geschmackstoff einem Vorrat entnimmt, dadurch gekennzeichnet , daß der Geschmacksstoff in Form eines Sirups mit einem für die Selbstkonservierung ausreichend hohem Zuckergehalt bei Umgebungstemperatur in Vorrat gehalten und die vorbestimmte Menge mit Umgebungstemperatur und unter statischem Eigendruck in die Wasserströmung eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Wasser in einer Aufbereitungszone gekühlt und unter Druck mit Kohlendioxydgas imprägniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in der Aufbereitungszone bei einer Temperatur nahe dem Gefrierpunkt mit Kohlendioxydgas bis zu etwa der maximalen Löslichkeit feinimprägniert wird und daß man die vorbestimmte Wassermenge aus der Aufbereitungszone unter Herabsetzung des Druckes auf den Umgebungsdruck entnimmt und der Mischzone zuführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß man jeweils vor und nach dem Einbringen der vorbestimmten Menge an Geschmacksstoff in die Mischzone durch diese Mischzone einen von Geschmacksstoffen freien Anteil der vorbestimmten Wassermenge strömen läßt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden zu mischenden vorbestimmten Mengen ausschließlich durch schlagartiges Freisetzen eines Teils des Kohlendioxydgases in der Mischzone miteinander vermischt werden, ausgelöst durch Temperaturdifferenz, mechanischer Turbulenz und Anteil an groben COg-Bläschen.
7. Verfahren zum fortgesetzten Herstellen und Ausgeben von karbonisierten Getränken, insbesondere nach Anspruch ■1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man in einer Aufbereitungszone einen Wasservorrat durch eine auf eine Temperatur unter O⁰ C gekühlte Fläche einschließt und in dem Wasservorrat eine schwache Konvektionsströmung entlang dieser Fläche zwangsweise aufrechterhält, und daß man das Kohlendioxydgas unter Druck durch einen feinporigen Körper in die Konvektionsströmung und das Frischwasser unter Zerstäubung auf die Oberfläche des Wasservorrates zuführt, und daß man aus dem Vorrat eine vorbestimmte Menge unter Einhaltung eines konstanten Druckes entnimmt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Wasservorrat mit der gekühlten Fläche

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einen etwa zylindrischen Eispanzer aufbaut und dessen radiales inneres Wachstum unter Ausnutzung der Konvektionsströmung begrenzt, indem man die Eisdicke zwischen der Konvektionsströmung und der gekühlten Fläche wesentlich kleiner als die Eisdecke auf der der Konvektionsströmung abgewandten Seite der gekühlten Fläche hält.
9. Getränke-Herstellungs- und -Ausgabegerät zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Einrichtungen zur dosierten Abgabe von fließfähigen Geschmacksstoffen in Form von Sirup oder Konzentrat und von gekühltem und Kohlendioxyd enthaltendem Wasser, einer Einrichtung zum Mischen von Wasser und Geschmacksstoffen sowie wenigstens einer Abgabestelle für das gemischte Getränk, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischeinrichtung einen gegenüber der horizontalen, schwachgeneigten Strömungskanal (38) zwischen der Abgabeeinrichtung (34,39) für das Wasser und der Abgabestelle (40) für das Getränk aufweist, der in freier Druckverbindung mit der Umgebungsatmosphäre steht, und daß die Abgabeeinrichtung (10,13) für Geschmacksstoffe dem Strömungskanal so zugeordnet ist, daß die dosierte Menge (39a) an Geschmacksstoffen direkt in die Wasserströmung (38d) in dem Kanal (38) einführbar ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgabeeinrichtung (34,39) für das Wasser eine Vorrichtung (26) zur Feinstimprägnierung des Wasser mit Kohlendioxydgas bis zu dem durch die Kühltemperatür bestimmten maxi-

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malen Lösungsgrad vorgeschaltet und der Abgabeeinrichtung (13) für die Geschmacksstoffe ein den Geschmacksstoff auf einer über der Kühltemperatur des Wassers liegenden Temperatur, vorzugsweise auf der Umgebungstemperatur haltenden Vorratseinrichtung (10) zugeordnet ist.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstimprägnierungsvorrichtung einen druckdichten Behälter (26) für einen vorbestimmten Wasservorrat (27) mit einem unter dem Wasserspiegel liegenden, an eine Kohlendioxyd-Druckgasquelle anschließbaren porösen Körper (29) und mit einer über dem Wasserspiegel liegenden und an eine Druckwasserquelle anschließbaren Einrichtung (31) zur nebeiförmigen Zufuhr von Frischwasser aufweist.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe einrichtung für das Wasser als Druckentspannungseinrichtung ausgebildet und an einem Ende des Strömungskanals (38) angeordnet ist.
13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentspannungseinrichtung eine Expansions-Düse mit einem bekannten tropfenförmigen umströmten Düsenkörper (34) und einer in Fluchtung mit dem Strömungskanal (38) liegenden weiten Düsenöffnung (39) aufweist.
14. Gerät nach Anspruch 11 bis 13» dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß in dem Behälter (50) ein Kühlelement (54) unter Einschließung eines Anteils (59) des Wasservorrates (52) angeordnet ist und eine Einrichtung (61) in dem Behälter zur Erzeugung einer an einer Oberfläche des Verdampferelementes entlang gerichteten schwachen Konvektionsströmung (78) in dem vom Kühlelement eingeschlossenen Wasseranteil (59) vorgesehen ist.
15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement in Form einer die Gesamtwassermenge (52) in zwei konzentrische Teilmengen (58,59) unterteilenden und einen etwa zylindrischen Eispanzer (80) erzeugenden Kühlschlange (54) ausgebildet ist und daß eine Umwälzeinrichtung (61) nahe dem Behälterboden (60) im Bereich der zentralen Wasserteilmenge (59) so angeordnet ist, daß die Konvektionsströmung (78) an der Innenfläche (80c) des Eispanzers (80) entlang streicht.
16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschlange (54) beiderseits auf das Wachsen des Eispanzers (80) ansprechende Fühler (73,74) mit deutlich unterschiedlichem radialem Abstand von der Kühlschlange (54) zugeordnet sind, die in einen den Kälteerzeuger steuernden Kreis eingeschaltet sind.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichn e t, daß die Umwälzeinrichtung (61) in dem Behälter derart

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angeordnet ist, daß die Wasserströmung bei stoßartig eingeführten C0₂-Wolken in die Flüssigkeit des Behälters (50) diese Wolken ständig CO₂ homogen in dem Wasser verteilt.
18. Gerät nach Anspruch 9 "bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Umwälzeinrichtung (61) berührungslos durch einen außerhalb des Behälters (50) angeordneten magnetischen Antrieb (62,63) antreibbar ist.
19. Gerät nach Anspruch 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (38) als glatte, von mechanischen Einbauten zur Erzeugung einer Turbulenz oder von Rühr- oder Mischwerken freien Strömungsrin^ne von merklicher Länge ausgebildet ist.
20. Gerät nach Anspruch 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratseinrichtung für einen Geschmacksstoff als geschlossener Behälter (10) mit am unteren Ende liegender Abgabeöffnung und im Abstand unterhalb des Vorratsspiegels und im geringen Abstand oberhalb der Abgabeöffnung liegender Grenzfläche (12) für die Belüftungsluft (11) und dem Geschmacksstoffvorrat ausgebildet ist.
21. Gerät nach Anspruch 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Rinne (38) mehrere, entlang der Länge der Rinne verteilte Vorrats- und Dosiereinrichtungen (13 bzw. 10a bis 1Od) für unterschiedliche Geschmacksstoffe zugeordnet sind.

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22. Gerät nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Behälter für die Geschmacksstoffe ständig einem Unterdruck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausgesetzt sind, der das kommunizierende Eintreten der aufbewahrten Flüssigkeit in das Belüftungssystem verhindert, wodurch eingeschlossene oder in der Flüssigkeit gebildete Gase ständig entlüftet werden.
23. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß bei großem Querschnitt der Abgabeöffnung für das Getränk, der Abgabeöffnung ein die Homogenisierung des Getränkes unterstützendes Sieb entsprechender Feinheit zugeordnet ist.

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