DE2559651A1

DE2559651A1 - Verfahren und vorrichtung zum fortgesetzten herstellen und abgeben von kohlendioxyd geloest enthaltendem und gekuehltem wasser

Info

Publication number: DE2559651A1
Application number: DE19752559651
Authority: DE
Inventors: Horst Koehl; Alexander Kueckens
Original assignee: DAGMA DEUTSCHE AUTOMATEN- und GETRAENKEMASCHINEN-GESELLSCHAFT MBH 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: 1977-05-26
Also published as: NL7602678A; IT1062493B; NL181189B; BR7601637A; IL49232A; AR209800A1; YU72676A; SE419535B; ES446199A1; DE2559651C3; AU501853B2; DE2556067A1; JPS51139663A; CH625402A5; CA1038345A; DE2556067C3; DE2559651B2; JPS5727734B2; GB1534361A; AU1206776A

Description

Γ PATENTANWÄLTE

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

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Firma DAGMA GmbH & Co., Schillerstr. 22, 2067 Reinfeld/H

"Verfahren und Vorrichtung zum fortgesetzten Herstellen und Abgeben von Kohlendioxyd gelöst enthaltendem und gekühltem

Wasser"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum fortgesetzten Herstellen und Abgeben von Kohlendioxydgas gelöst enthaltendem und gekühltem Wasser, insbesondere zum Herstellen von Geschmacksstoffe enthaltenden Getränken, bei dem man in einer unter Druck stehenden Aufbereitungszone das Kohlendioxydgas direkt in einen Vorrat von gekühltem Wasser einleitet.

Nach dem jetzigen Stand der Technik bei der automatischen Ausgabe von kohlesäurehaltigen Limonaden oder dgl. Getränke werden weltweit zwei Verfahren zur automatischen Ausgabe solcher Getränke angewandt: das sog. Postmix- und das sog. Premix-Verfahren. Während bei dem Premix-Verfahren das fertig vorbereitete Limonadengetränk in Vorrat gehalten und ausgegeben wird, wird bei dem sog. Postmix-Verfahren das Getränk erst auf den Ausgabebefehl hin unmittelbar aus einem in Vorrat gehaltenen Siitp und einem in Vorrat gehaltenen kohlensäure-

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haltigen Wasser bereitet und gleichzeitig ausgegeben.

Die Erfindung bezieht sich auf das sog. Postmix-Verfahren.

Bei dem Postmix-Verfahren kann man das kohlesäurehaltige Wasser fabrikmäßig herstellen, in einem entsprechenden Behälter transportieren und in Vorrat halten.

Bei den meisten Postmix-Verfahren wird dagegen unter Verwendung von normalem Trinkwasser das kohlensäurehaltige Wasser im Ausgabegerät selber erzeugt und gekühlt, da hierdurch die Transport- und Vorratshalterungsprobleme weitgehend entfallen.

Trotz der Tatsache, daß ein sog. Postmix-Verfahren von Ökonomischen Standpunkt vorzuziehen ist, und zwar schon deshalb . weil hierbei nur sehr kleine Plussigkeitsvolumen transportiert und in Vorrat gehalten werden müssen, konnte sich das Postmix-Verfahren bisher nicht praktisch durchsetzen. Die Gründe li in erster Linie in der mangelnden Qualität der auf diese Weise hergestellten und ausgegebenen Getränke sowie in dem sehr hohen technischen Aufwand.

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Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß man diese Probleme und Schwierigkeiten beim Postmix-Verfahren auf sehr einfach^ billige und zuverlässige Weise durch ein druckloses Misch- und Ausgabeverfahren lösen kann, sofern es gelingt, besonders hohe Qualitätsanforderungen an das Aufbereiten des kohlensäurehaltigen Wassers zu erfüllen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das eingangs näher bezeichnete Verfahren so weiterzubilden, daß den gesteigerten Anforderungen an die Qualität des karbonisierten Wassers, insbesondere auch an die Konstanthaltung der geforderten Qualitätswerte auf einfache und zuverlässige Weise genüge getan werden kann.

Diese Aufgabe wir d erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in der Aufbereitungszone den Wasservorrat durch eine auf eine Temperatur unter O⁰C gekühlte Fläche unterteilt und in dem Wasser auf der einen Seite der gekühlten Fläche eine Konvektionsströmung entlang dieser Fläche zwangsweise aufrechterhält, und daß man das Kohlendioxydgas unter Druck durch einen an sich bekannten feinporigen Körper in die KonVektionsströmung und das Frischwasser in fein verteilter Form zuführt, und daß man aus dem Vorrat eine vorbestimmte Menge unter gleichzeitiger Entspannung des Druckes entnimmt und in eine ruhige und schwache, unter atmosphärischem Druck stehende Strömung einleitet.

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Zweckraäßigerweise baut man in den Wasservorrat mit der gekühlten Verdampferoberfläche einen etwa zylindrischen Eispanzer auf, wobei man dessen radiales inneres Wachstum unter Ausnutzung einer relativ starken Konvektionsströmung laufend begrenzt, wodurch man die Eisdecke zwischen der relativ starken Konvektionsströmung und der gekühlten Verdampferfläche wesentlich kleiner als die Eisdecke auf der der relativ starken Konvektionsströmung abgewandten Seite der gekühlten Verdampferoberfläche mit schwacher Konvektionsströmung hält.

Der so im gekühlten Wasser ausgebildete Eiszylinder hat nicht nur den Vorteil einer Verdopplung der Kühloberfläche auf der Innen- und Außenseite des Eiszylinders auf das Wasser, sondern darüber hinaus eine wirksamere Kälteübertragung der Verdampferschlange auf das zu kühlende Wasser durch Abbau der Isolationseigenschaft der inneren Eisdecke durch deren begrenztes Wachstum.

Vorteilhafterweise wird dabei das Frischwasser auf den Wasserspiegel des Wasservorrates in der Aufbereitungszone aufgesprüht. Hierdurch wird die Wasserströmung und damit eine ständige starke Konvektion an der Innenseite und schwache Konvektion an der Außenseite nicht beeinträchtigt.

Das karbonisierte Wasser ist hierdurch einer Temperatur zwischen - und + 2⁰C ausgesetzt, wobei auch im Minusbereich Einfrieren durch die Strömung verhindert wird. Das be deutet, daß das kar-

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bonisierte Wasser mit Geschmacksstoffen (Sirupen) vermischt werden kann, die Raumtemperatur besitzen und daρ dennoch fertige Mischgetränk eine Temperatur zwischen 2 und 5 C, also in einem besonders erfrischend wirkenden Bereich aufweist. Durch das Aufsprühen des Frischwassers in Form eines feinen Nebels oder Sprüh regens in den Kopfraum über den Wasservorrat wird nicht nur gewährleistet, daß die Konvektionsströmung im Wasservorret keinerlei Störung oder Turbulenz unterworfen wird, sondern daß gleichzeitig die zugeführte Frischwassermenge der Temperatur des Frischwasservorrates durch die Verqrühung und durch die Temperatur im Kopfraum angeglichen wird.

Die Einführung des Kohlendioxydgases unter Druck mit Hilfe eines feinporigen Körpers gewährleistet zusammen mit der genauen Einstellung einer sehr tiefen Temperatur eine Feinimprägnierung des Wasservorrates mit Kohlendioxydgas und zwar bis zu dem durch die niefriege Temperatur bedingten maximalen Sättigungsgrad. Die Imprägnierung erfolgt durch Einbringung des Gases in feinsten Bläschen, die beim Austritt aus dem porigen Körper von der schwachen und praktisch laminaren Strömung innerhalb des Wasservorrates sofort mitgenommen und in dem Wasservorrat rasch und gleichmäßig verteilt werden, so daß sich keine größeren Bläschen bilden können, die einerseits zu einem KohleidLoxydverlust führen würden und andererseits eine Störung der Konvektionsströmung herbeiführen könnten. Die schwache Konvektionsströmung

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gewährleistet neben der gleichmäßigen Verteilung des Kohlendioxyds außerdem eine völlig gleichmäßige Kühlung des Wassers auf die gewünschte niedrige Temperatur. In dem Wasservorrat und in dem Kopfraum wird ein der Einfürung des Kohlendioxyds entsprechender erhöhter Gegendruck aufrecht erhalten.

Bei diesem Verfahren wird auf einfache Weise gewährleistet, daß bei sehr niedriger Temperatur des Wassers die Imprägnierung so erfolgen kann, daß das Wasser mit Kohlendicxyd bis zu dem der sehr niedrigen Temperatur des Wassers entsprechenden hohen Sättigungsgrad iqrägniert werden kann. Die Abgabe der dosierten Menge an karbonisiertem Wasser erfolgt damit stets aus dem sowohl bezüglich des Kohlendioxydgehaltes als auch bezüglich der Temperatur praktisch völlig homogenen Wasservorrat. Mit der Entnahme der dosierten Menge wird diese Menge gleichzeitig auf den Atmosphären- oder Umgebungsdruck entspannt und unter diesem Druck in schwacher Strömung durch eine Mischzone geführt. Diese Entspannung und schwache Strömung führt dazu, daß in dem karbonisierten Wasser nur eine sehr geringe Neigung besteht Kohlendioxydgas freizusetzen, da deß Wasser bei dieser Strömung seine Temperatur weitgehend behält und keinerlei Turbulenz unterliegt. Diese Bedingungen führen zu einem besonders vorteilhaften Mischverfahren, bei dem lediglich der auf Räumten peratur befindliche hochkonzentrierte, bevorzugt selbst-konservierende Geschmackssirupin der gewünschten Menge direkt in die laminare ruhige Strömung des karbonisierten Wassers eingeleitet wird. Wegen des starken Temperaturunterschiedes zwischen dem Wasser und dem

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Sirup erfolgt in einem örtlich begrenzten Bereich, der etwa ein Drittel der dosierten Menge des karbonisierten Wassers ausmacht, eine explosionsartige Freisetzung eines begrenzten Anteils an Kohlendioxydgas, wodurch der hoch-viskose Sirup schlagartig auseinandergerissen und verdünnt wird, so daß nach Einlaufen der Gesamtmischung in ein Glas eine völlig homogene Mischung von 2° - 5° C und einem Kohlendioxydgehalt vorliegt, der dem Kohlendioxyd von aus Flaschen oder Büchsen ausgeschenkten vorgefertigten Getränken noch übersteigt. Die Freisetzung von Kohlendioxydgas beschränkt sich in der Mischzone weitgehend auf die Gasmenge, die bei der Zunahme der Temperatur der Mischung über den Sättigungsgrad bei dem neuen Temperaturwert hinausgeht. Eine darüber hinaus gehende Freisetzung des Kohlendioxydgases findet trotz der örtlich starken Turbulenz bei der explosionsartigen Freisetzung nicht statt, und zwar aufgrund der Temperaturveiältnisse und der Feinimprägnierung, die nach dem neuen Verfahren erreicht wird.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer Vorrichtung aus, welche eine Aufbereitungszone und einen den Wasservorrat enthaltenden druckdichten Behälter aufweist sowie eine Kühleinrichtung und Vorrichtung zum geeisuerten Einleiten von Wasser und Kohlendioxyd in den Behältei .

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Um die Verfahrensbedingungen auf einfach, raumsparende und billige Weise erfüllen zu können, sieht die Erfindung vor, daß ein Verdampferkühlelement der Kühleinrichtung in den Behälter unter Aufteilung des Wasservorrats vorgesehen mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer relativ starken Konvektionsströmung im Innern des sich bildenden Eiszylinders und einer relativ schwachen Konvektionsströmung an der äusseren Peripherie des Eiszylinders und einer das Kohlendioxyd zuführenden Einrichtung unter dem Wasserspiegel im Wirkungsbereich der die Konvektionsströmung erzeugenden Vorrichtung liegender und an eine Kohlendioxyddruckgasquelle anschließbarer, an sich bekannter poröser Körper vorgesehen ist, und daß das Wasser mittels der Zuführeinrichtung in fein verteilter Form in den Behälter einführbar ist.

Die Wasserzufuhreinrichtung ist zweckmäßigerweise als eine über dem Wasserspiegel liegende und an eine Druckwasserquelle anschließbare Einrichtung zur nebeiförmigen oder Feinverteilung des Frischwassers ausgebildet.

Das Kühlelement kann zweckmäßigerweise in Form einer die Gesamtwassermenge in zwei konzentrische Teilmengen unterteilenden und |

i einen etwa zylindrischen Eispanzer erzeugenden Verdampferschlang^ ausgebildet sein. Hierbei kann eine Umwälzeinrichtung nahe dem ' Behälterboden im Bereich der zentralen Wasserteilmenge so ange- ; ordnet sein, daß die Konvektionsströmung ständig an der Innenflbhe stärker als an der Außenfläche des Eispanzers entlangstreicht.

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Der Verdampferschlange sind beiderseits auf das Wachsen des Eispanzers ansprechende Fühler mit deutlich unterschiedlichem radialen Abstand von der Kühlschlange zugeordnet, wobei die Fühler in einen den Kälteerzeuger steuernden Kreis so eingeschaltet sind, daß die Eispanzer ständig auf deutlich unterschiedliche Dicke gestuert werden, wobei der Eispanzer von geringerer Dicke dem eingeschlossenen Wasservorrat zugewandt ist. Hierdurch läßt sich eine direkte genauere Kühlung des Wassers auf die gewünschte Temperatur erreichen. Da die isolierende Wirkung des Eispanzers fortfällt, wird als Kühlkapazität ein genügend dicker Eispanzer im Bereich radial außerhalb der Kühlschlange als ständiger Kältespeicher zur Verfügung stehen.

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

Es zeigen:

Fig. 1 ein Gerät zum Herstellen von karbonisierten Getränken nach dem Postmix-Verfahren unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der neuen Vorrichtung vor der Inbetriebnahme und

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 die Aufbereitungsvorrichtung während des normalen Betriebes.

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

Das Gerät weist 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 vor Konzentration, d. h. einer Zahl merklich über 60° Brix' vorliegen.

Aus der Fig. 1 erkennt man, daß an die geschlossenen Vorratsbehälter 10a bis 1Od jeweils am unteren Ende 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 mit 15 der über dem Flüssigkeitsspiegel liegende Kopfraum angegeben ist. Im dargestellten Beispiel kann die für die portionsweise Entnahme notwendige Luftzufuhr in den Behälter durch ein Röhrchen 11 erfolgen.

In dem Gehäuse A ist weiterhin die Aufbereitungsvorrichtung für das karbonisierte Wasser angeordnet. In Fig. 1 ist diese Vorrichtung nur stark schematisch wiedergegeben. In der Praxis ist die Batterie von Vorratsbehältern im Gehäuse A gegenüber der Aufbereitungsvorrichtung durch eine Wand isoliert. Die Aufbereitungsvorrichtung weist einen druckdichten Behälter 26 auf, in&em ein Vorrat 27 an gekühltem Wasser aufgenommen ist. Das Frisch-

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wasser wird über ein gesteuertes Ventil 30 durch eine Sprüheinrichtung 31 auf den Wasserspiegel des Wasservorrates aufgesprüht oder feingeregnet. Das Kohlend!oxydgas wird über ein ^steuertes Ventil 28 über einen porösen Verteilerkopf 29 nahe dem Boden des Druckgefäßes dem Wasservorrat zugeführt. Das karbonisierte und gekühlte, also das aufbereitete Wasser wird über eine Leitung 32 dem Wasservorrat entnommen und über ein gesteuertes Ventil 33 und eine Druckentspannungseinrichtung 34 einer Mischzone zugeleitet.

Das in dem Vorrat 27 unter Druck stehende Wasser tritt aus der Entspannungseinrichtung 34 mit einem etwa dem Umgebungsiruck entsprechenden Druck in einen Strömungskanal in Form einer flachgeneigten Rinne 38 aus. Die Rinne 38 ist als offene Rinne dargestellt, um dadurch den freien Druckausgleich mit der Umgebungsatmosphäre anzudeuten. In der Praxis ist der Kanal selbstverständlich durch ein Gehäuse nach außen abgeschirmt.

Der Boden der Rinne ist gegenüber der Horizontalen schwach geneigt und zwar in Richtung einer Abgabestelle 40 für das fertige Getränk. Die Neigung ist so gewählt, daß das karbonisierte Wasser in einer für den gewünschten Ausgabezyklus ausreichend kurzen Zeit von der Entspannungseinrichtung 34 zu der Abgabeöffnung 40 gelangt. Während der Durchströmung der Rinne wird in die Wasserströmung aus dem ausgewählten Vorratsgefäß eine dosierte Menge an Geschmacksstoff eingeleitet und ohne Fremdeinwirkung lediglich durch die Erwärmung des Wassers von der

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Ausgangstemperatur auf die durch die Zimmertemperatur des Geschmacksstoffes bestimmte Mischtemperatur freivrerdende Kohlendioxydgasmenge mit dem Wasser gemischt, so daß in einem unter der Abgabeöffnung 40 befindlichen Trinkgefäß eine homogene Trinkmischung vorliegt. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, daß vor Eintritt des Geschmacksstoffes in die Wasserströmung eine bestimmte Teilmenge der Gesamtmenge des Wassers die Rinne durchströmt und eine entsprechende Restteilmenge des Wassers nach dem Einführen des Geschmacksstoffes und Mischen durch die Rinne nachströmt, um diese von Resten des Geschmacksstoffes völlig zu befreien.

Wesentliche Voraussetzung für die angegebene Funktion ist eine optimale Aufbereitung und Vorrathaltung des karbonisierten Wassers, Die bevorzugte Ausführungsform einer dafür geeigneten Vorrichtung ist in den Fig, 2 und 3 dargestellt. ,

Die in diesen Fig. dargestellte Torriclrtung weist einen druck- : dichten Behälter 50 auf, in dem ein Wasserveluaen 52 als ¥orrat aufgenommen ist* Die Hölie des Wasserspiegels 53 in dem Behälter j

j 50 wird durcn entsprechende Standhöhenfiihler 72 von einea zen- -

ϊ tralen Steuergerät» das nicht dargestellt ist, gewährleistet» !

Das Steuergerät steuert ein Solenoidventil 66, über das Wasser , unter Bztck durch die Leitung 67 in den Kopfraum 51 des Behälters]

eingeführt wird. \

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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 bzw. Feinberieselungskopf 68, der das zugeführte Wasser vernebelt, wobei der Nebel oder Sprühregen sich allmählich auf die Wasseroberfläche niederschlägt. Die niedrige Temperatur zwischen -2° und +2⁰C, vorzugsweise im Bereich von max. 0⁰C des Wasservorrates 52 wird in dem Behälter 50 mit Hilfe eines Kühlaggregates erzielt. Dieses ist in Form einer schraubenförmigen gewickelten Verdampferschlange 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 annähernd 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 roch näher eingegangen.

Das Innere des Behälters 50 steht unter einem vorbestimmten Druck. Dieser Druck ist auf den Druck des Kohlendioxydgases abgestimmt, das von einer entsprechenden Quelle 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

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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 Vorraussetzung für eine Feinst imprägnierung des Wassers mit Kohlensäure geschaffen.

Um zu verhindern, daß sich in dem Wasservorrat wolkenartige Bläschen von Kohlendio-xyd ansammeln, die einerseits die Qualität des Sodawassers beeinträchtigen wurden 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 zweckmäßigerweise 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 Mischzone zugeführt werden.

Wenn der Behälter gefüllt ist und die Kühleinrichtung in Betrieb

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genommen wird, so bildet sich im Bereich der Verdampferschlange 54 eine zunehmende Eisschicht, welche zunächst den Zwischenraum zwischen benachbarten Rohrwindungen überbrückt, so daß die Verdampferschlange 54 zusammen mit dem sich bildenden Eis in den Behälter praktisch eine etwa zylindrische Trennwand aufbaut, welche das Wasservolumen innerhalb der Verdampferschlange 54 strömungsmäßig von dem Wasser in der Ringzone 58 nahezu trennt. Dadurch wird die Konvektionsströmung im Wasser, die in Fig. 3 durch Pfeile 78 angedeutet ist, auf das innere Wasservolumen beschränkt. Die Strömung streicht dabei über den Boden 60 des Behälters und dann an der Innenseite der sich bildenden Eiswand nach oben Lind im oberen Bereich wieder zur Mitte des Wasservorrates hin. Die Konvektionsströmung hat mehrere Zwecke. Sie dient einmal dazu zuverhindern, daß das Kohlendioxyd in konzentrierten Wolken innerhalb des Wassers vorhanden ist. Es soll weiterhin eine gleichmäßige Kühlung des Wasservorrates gewährleisten, also einen gewissen Mischeffekt. Die Konvektionsström ung 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 nahzu in Ruhe ist, also nur einer geringen Konvektrionsströmung unterworfen ist, kann hier das Eis in den Ringraum, also radial nach außen unbehindert wachsen, so daß sich

auf der

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außen liegenden Umfangsfläche der Rohrschlange 54 ein dickerer 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 wegen des Fehlens einer Isolierung durch das Eis nicht nennenswert behindern kann.

Selbstverständlich muß zur Sparung von Energie und zum Schutz des Behälters das Wachstum des Eispanzers zusätzlich überwacht werden. Hierzu dienen entsprechende Fühler 73»74, die in dem zentralen Steuerkreis eingeschaltet sind. Dabei kann auch die Verdampferschlange 54 selbst als eine Elektrode angezogen 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 , Konvektionsstromung 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*

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direkten Wärmeübergangs vom Wasser auf die Kühlschlange braucht bei dieser neuen Anordnung auf die Vorteile des 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 stets gleichbleibender höchster Qualität und kann auch ohne Zumischung von Gesdmaksstoffen direkt zum Trinken mit einem bisher nicht gekannten hohen C02-Gehalt entnommen
werden.

Die Wirkung der Kühlung wird dadurch unterstützt, daß durch die ausgeübte Strömung vor allem im Innern des sich bildenden Eiszylinders der Gefrierpunkt des Wassers in den Minusbereich verlagert wird, wodurch weiterhin die Imprägnierung über die niedrige Wassertemperatur eine Unterstützung erfährt.

Ansprüche

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum fortgesetzten Herstellen und Abgeben von Kohlendioxydgas gelöst enthaltendem und gekühltem Wasser, insbesondere zur Ausgabe von Geschraacksstoffe enthaltenden Getränken, bei dem man in einer unter Druck stehenden Aufbereitungszone das Kohlendioxydgas direkt in einen Vorrat von gekühltem Wasser einleitet, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Aufbereitungszone den Wasservorrat durch eine auf eine Temperatur unter 0⁰C gekühlte Fläche unterteilt und in dem Wasser auf der Innenseite der gekühlten Fläche eine relativ stake Konvektxonsströmung entlang dieser Fläche zwangsweise aufrechterhält, und daß man das Kohlendioxydgas unter Druck durch einen an sich bekannten feinporigen Körper in die Konvektionsströmung und das Frischwasser in fein verteilter Form zuführt, und daß man aus dem Vorrat eine vorbestimmte Menge unter gleichzeitiger Entspannung des Druckes entnimmt und in eine ruhige undschwache, unter atmosphärischem Druck stehende Strömung einleitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Wasservorrat mit der gekühlten Verdampferfläche einen etwa zylindrischen Eispanzer aufbaut und dessen radiales inneres Wachstum unter Ausnutzung einer relativ staken Konvek-

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tionsströmung begrenzt, indem man die Eisdecke zwischen der Konvektionsströmung und der gekühlten Verdampferfläche wesentlich kleiner als die Eisdecke auf der Konvektionsströmung abgewandten Seite der gekühlten Verdampferfläche mit relativ schwacher Konvektionsströmung hält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwirkung auf das zu karbonisierende Wasser durch Verdopplung der Kontaktfläche innerer und äußerer Eiszylinder zum Wasser verstärkt wird.

4. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 -bis3 mit einem die Aufbereitungszone und den Wasservorrat enthaltenden druckdichten Behälter, einer Kühleinrichtung und Vorrichtungen zum gesteuerten Einleiten von Wasser und Kohlendioxydgas in den Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdampferkühl element (54) der Kühleinrichtung in dem Behälter (50) unter Eingrenzung eines Teils des Wasservorrates angeordnet und im Behälter eine Vorrichtung (61) zur Erzeugung einer an der Innenseite des Verdampferkühlelemen*- tes relativ stark entlangstreichenden Konvektionsströmung und einer relativ schwachen Konvektionsströmung an der äusseren Seite des Verdampferkühlelementes in dem eingegrenzten Wasservorrat sowie die das Kohlendioxydgas zuführende Einrichtung

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einen unter dem Wasserspiegel im Wirkungsbereich der die Konvektionsströmung erzeugende Vorrichtung (61) liegenden und an eine Kohlendioxydgasquelle anschließbaren an sich bekannten porösen Körper (71) aufweist und das Wasser mittels der Zuführeinrichtung (68) in feinverteilter Form in den Behälter einführbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuführeinrichtung eine über dem Wasserspiegel liegende und an eine Druckwasserquelle anschließbare Einrichtung (31) zur nebeiförmigen oder feinverteilten Zufuhr von Frischwasser aufweist.

6. Vorrrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement in Form einer die Gesamtwassermenge (52) in zwei ungleiche Teilmengen (58,59) und durch einen sich bildenden etwa zylindischen Eispanzer (80) an der Verdampferschlange (54) ausgebildet ist, und daß eine , Umwälz einrichtung (61) nahe dem Behälterboden (60) im Bereich der zentralen Wasserteilmenge (59) so angeordnet ist, daß die Konvektionsströmung (78) relativ stark an der Innenfläche (80) und relativ schwach an der Außenfläche des Eispanzers (80b) entlangstreicht.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferschlange (54) beiderseits auf das Wachsen des Eispanzers (80) ansprechende Fühler (73,74) mit unterschiedlichem radialen Abstand von der Kühlschlange (54) zugeordnet sind, die in einen den Kälteerzeuger steuernden Kreis eingeschaltet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung (61) berührungslos durch einen außerhalb des Behälters (50) angeordneten magnetischen Antrieb (62,63)antreibbar ist.

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