DE2608503A1

DE2608503A1 - Verfahren und geraet zum dosierten abgeben von hochviskosen fluessigkeiten, insbesondere selbstkonservierenden sirupen und konzentraten

Info

Publication number: DE2608503A1
Application number: DE19762608503
Authority: DE
Inventors: Alexander Kueckens
Original assignee: Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG
Current assignee: Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1976-03-02
Publication date: 1976-10-07
Also published as: ES446202A1; AT350414B; ATA206176A; ES446201A1; FR2304565B1; FR2304565A1; DE2608503B2; DE2608503C3; CH613063A5; NL7602912A; IN144445B; GB1514404A; US4096971A; IT1064800B; CA1065816A

Description

SchillersLr. 22
?:ü67 Re infold/H.

"Vo rf .üii Ti η und Cü-ät 'zum dosierten Abgeben von hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere selbstkonservierenden Sirupen

und Konzentraten"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Gerät zum
dosierten Abgeben von hochvir-kos-jn Flüssigkeiten, insbesondc.ο von selbstkonservierenden Sirupen und Konzentraten.

Sirupe und Konzentrate müssen unter variierenden Verhältnis; p, beispielsweise mittels Abgabemaschinen, in dosierten I-'engen abgegeben v/erden, insbesondere im Zusammenhang mit Getränkeauti ,naten. Dabei treten verschiedene Probleme bei der exakten Proportionierung der Menge an Sirup oder Konzentrat im Verhältnis zu der Menge an zugeführter Flüssigkeit^, insbesondere Wasser, auf, um ein unmittelbar zum Verbrauch bestimmtes Getränk herzustellen. Zu diesen Schwierigkeiten treten hygienische Probleme, da Sirupe und Konzentrate in der für die
Herstellung von Getränken, wie Limonaden mit oder ohne Kohlensäure oder dgl., verwendeten Form Nachteile in hygienischer Hinsicht bereiten, da diese Sirupe oder dgl. für gewöhnlich

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aus organischen Materialien bestehen, welche ::u/n Verderb no^: .''. Aus diesem Grunde besitzen solche Konzentrate für gewöhnlich Könservierungszusätze, jedoch sind solche Zusätze häufig unerwünscht. Zur Vermeidung von Konservierungsmitteln ist es ...■'.· wendig, den Zuckergehalt in dem Sirup oder Konzenti- it so zu steigern, daß BRIX-V'erte über 60 erhalten werden, was zu ein·:.·.! selbstkonservierenden Zustand des Sirups oder Konzentrats fuln'b.

Unabhängig davon, ob Konservierungszusätze verwendet werden o·-¹···:c nicht, verbleiben in allen Fällen erhebliche Schwierigkeiten beim Transport solcher Sirupe und Konzentrate, bei der Dosierung dieser Flüssigkeiten für vorgegebene Abgabesituationen sowie hinsichtlich der Mischung der dosierten Menge an Sirup oder Konzentrat mit der erforderlichen Menge an V/asser, um ein fertiges Getränk zu erhalten.

Zur Überwindung dieser Probleme sind Vorrichtungen bekannt, wie sie in den US-Patentschriften 3 258 I66 und 3 807 607 dargestellt und beschrieben sind. Diese bekannten Vorrichtungen bilden einen bedeutenden Fortschritt gegenüber derji bis dahin bekannten Stand der Technik, jedoch zeigt die Praxis, daß bei diesen bekannten Vorrichtungen Schwierigkeiten darin bestehen, daß diese das öffnen und Schließen eines Ventiles im Fließweg des Sirups oder Konzentrates erfordern. Dazu wird nicht nur eine Einrichtung zum öffnen und Schließen benötigt, sondern es treten auch besondere Probleme zur Beseitigung nicht ausreichend

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hygienischer Zustande -v.'ährond ν λ Λ .v-ch dvi Ulrichen des Sirup.: ο lor Konzentrates mit z.B. gekühltem V.^re.sser auf, welche Pvclr-1.'. ".? : ^!; '.· ·ι 1: :■<.?.-,.■"/·.·:α YorYich';i;r:£en noch nicht in vnl.l zuf vii .'■ .- !;ρ1^ί ...Vr '/.'315O £0.1 b\Vt voi l:n körnten.

~-s li-.it '-ich gezeigt, daß t.:;i \;--:i zuvor ar-.;·"Vnt·-.η Yovrichtun;;'-.: 7.ur Abgabe' von Sirupen oder Konzentraten hoher Viskosität und einer BRIX-Zahl von für die Selbstkonservierung ausreichend;r

j?

Höhe aus Vorratsbehälter!! zur Speicherung des Sirups odor i'-n ^T% y.\z. 'itr-ilos nach -.'^m Mir.cV.-;a di.i' -!Osiort^n !'engin on v\r\ ι--.r ,"V'i.rsigkeit mit der gnderan F'^rv-l^knit, z.B. ^T,-,'ai:ser öler -"„l. ·. U' 311'''¹JiIg eines Getränkes F.·'.r^;:. -·■■ igen des Gi tränkes in dcf 1 " kaipjT.sr verbleiben. Diese Restmengen verlieren v/egen der Verdünnung mit Wasser die selbstkonservierende Wirkung, so d?3

.?in rancher Verderb oder dgl. eintritt. Das bedeutet, daß dl .· O3k?nnten Vorrichtungen häufig und unter hohem und teurem Auf-'.:^nd sehr sorgfältig gec-äuirert v.-erden müssen. \Ienn diese 3Iu-1: :rung nicht pünktlich sur^oiUhrt v/ird, treten vo.i hygioni >:lv η S^;:-?.ndpunkt Probleme auf, insbesondere ein rasches '·.'---chsturn voia unerwünschten Mikroorganismen. · '

"s ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Schwierigkeiten· zu überwinden und ein Verfahren und ein Gerät anzugeben, mit deren Hilfe bei einfachem Aufbau und geringem Aufwand allen hygienischen Forderungen in optimaler Weise G_enüge getan wird,

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i\z?j <-'?c teure u ■■! h"^:-ifi~i r rbwenaige /-ufV^nd · s .^i'

gung tier verwendeten Gerate entfällt urvi ■' ■ " ;>.°·ι '"-.cine g~-- :;un''heiti?schäd.igenden Einwirkungen .01 ". erv.rc¹·'. L. -i .-;· :ι·1.

.?i. 5? '-.lig-ibe wird ^:·^β Γ;;.ί u^-a Vc-rf-hi'&n -J^r'a'ch ---loot, "3 .!ία "v:«~.\vi-:Vose Flüssigkeit in oix;5r gl. ichför/ii^an Ctrorung v.-n :i v" --.-tllch^n konstanter Menge pro Zeiteinheit in eine Ηΐεο'ΐ c r.3 5'-"¹. ■ L'· "t wMrd, daß durch die Kischzone ein '.^sserstrchl odsr d";r 5ti-^r^nl ^jn-ar fiid^-rcn VoivV'Jiin'.ingsfiyssigkeit gerichtet wird und d-=3 ■■<!': Ίϊμ ".vOsserefcrrihl oror Ί3Ι. ^!~in Toil Ιοχ-· hocliviskos :n flüssigkeit aus der Kischzone unter gloich^oiti^r Bildung einer homogenen Mischung zu einer Abgebezone r.Lj3.1-.^;V.vt v/i cd. Das Verfroren kann dabei so gestaltet vrerden, daß zverliu'iBIq*t:\-nLse lisch jedem Abgabevorgang der Mischzone noch eine yorbestLnviti Menge -n

hochviskoser Flüssigkeit zugeführt und am Auslaß -:iii die MiscV.20-ne zur Atmosphäre absperrender Ffropfen aus der nicht vox'dUnnten, hochviskosen und selbstkonservierenden Flüssigkeit gebildet v/ird, der gleich-reitig die Funktion eines Absperrventils gegen Nachtropfeffekte Ii^ernimmt und durch Abreißen der Wassersäule geg-?n den Sirup oder das Konzentrat Rückstände .an verderbbaren Flüssigkeiten ausgeschaltet vrerden.

Zum Ausführen des neuen Verfahrens geht die Erfindung von einem Gerät aus, welches einen Vorratsbehälter für eine hochviskose Flüssigkeit aufweist,, an dessen Auslaß eine Dosiereinrichtung angeschlossen ist. Dabei ist vorteilhafterweise die Dosiereinrichtung mit einer an den Vorratsbehälter direkt anschließbaren Fördereinrichtung mit einstellbarer konstanter, volumetrischer

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leistung versehen, deren Auslaß an cine Miscbk? ·...;·. ~r angeschl·-.--sen ist, während die ΓΙί schlimmer ait einer n?ch λ'..Λ Injektoi^i ^: zip arbeitenden, -lib Y.'~ .-·;·£r. oder eir.cr -ad.3r?-i 7?t l"v_:<v:np;sflM::- i-igk-ib ^DtreibbT-r-'n Λ";.---u^o in rich ¹^^-Hj ^ --.y-v'l- l:;b ist, -:iifc· ¹I : dor die hochvlsVose Flü-.si^Veib uiv':.er V."¹Ii-IiScVu-Jg 'nib u?:.i '.,''·■- ■.■ oder dgl. aus der Mischkammer abscugbar ist.

Pis neue Verfahren und das zum Ausführen des Verfahrens diener. O u'ät sind -.-/esentlieh einfacher als die bekennte Vorrichtung, v:>1:ei insbecoh 'are i:a SbröVungs'.veg dor hochvirV.-Toseii Flüssigkeit !rein steuerbares Ventil notwendig ist. Vessnblich dabei ist, d^O in d-~;r Mischk=:nmer praktisch stets nur unveriünnbe hochvisko^-o Flüssigkeit, also· eine Flüssigkeit mit selbstkonservierendon Eigenschaften, vorhanden ist. Schon dadurch wird im wesentlichen zuverlässig allen hygienischen Anforderungen Genüge getan. Die hygienisch einwandfreie Funktion wird noch dadurch wesentlich unterstützt, daß nach jedem Abgabevorgang die Abgabeleitung, die •nit der Außenatmosphäre in· Verbindung steht, durch einen Ffropi3n -ms unvordiimibsr hochviskoser Flüssigkeit vc-r -hlossc-n -.-.ird, der selbstkonservierend ist und daher auch selbst nicht Anlaß zu einem Verderb selbst bei langen Standzeiten geben kann.

Zweckmäßigerweise ist zum Ausführen des neuen Verfahrens die Dosiereinrichtung mit einer Pumpe ausgerüstet, welche einen Rotor mit zur, Fuinpenkammer exzentrisch angeordneter und mit

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vorbestimmter, Vorzugsv;eise einstellbarer Drehgeschwindigkeit antx-eibbarer Welle und nachgiebigen, über die Innenfläche der P'j.hi onk-i.T.iur hirr.-.-ogstreichenden Rotorflügeln versehen ist, dia so a".-:gebiloet sind, daß die nachgiebigen Flügel im wesen* 'iehc-n kontinuierlich eine vorbestimmte Flussigkeitsrr.enge pro Zeiteinheit vom Auslaß des Vorratsbehälters für die viskose Flüssigkeit zum Auslaß der Pumpe bewegen.

Zwar ist es bekannt, bei Getränkeabgabeeinrichtungen zur Abgabe von Limonade oder Fruchtsäften sog. Schlauchpurr.pen oder peristal tische Pumpen zu verwenden. Derartige Pumpen haben jedoch nur eine relativ kurze Lebensdauer und unterliegen ganereil der Forderung, daß der zu pumpende Sirup oder das Konzentrat einen BRIX-Wert niedriger als 60 aufweist. Diese Pumpen können also nur bei viskosen Flüssigkeiten verwendet werden, deren Konservierung durch besondere Konservierungszusätze gewährleistet ist. Für hochviskose Flüssigkeiten mit einem die Selbstkonservierung gewährleistenden Zuckergehalt sind diese Pumpen jedoch nicht geeignet. Weiterhin haben diese Pumpen den Nachteil, daß sie pulsierend arbeiten, während das zur Zumischung zugeführte Wasser kontinuierlich zugeführt wird. Die Folge davon ist, daß die abgegebenen Flüssigkeiten nicht stets die gleiche Konzentration an Sirup und keine ausreichende Homogenität aufweisen.

Diese Schwierigkeiten werden durch das neue Gerät vollständig vermieden. Die bei dem neuen Gerät verwendete Pumpe arbeitet im

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Gegensatz zu den üblichen Förderzv;ecken ϊξπ nouen Gerät als Dosierpumpe mit relativ niedriger Drehzahl für den Rotor. Die Dx.;hzahlen liefen dabei zweckmäßigerweise unter 100 U/ntin. Pol eiern neuen Gei\"it arbeitet daher die Pumpe mit vergleichsweise niedriger volunietrischer Leistung und bei niedrigem Druck. Im Gegensatz zu den für Förderzwecke üblichen Drehzahlen von 500 U/min, wird der Rotor der Pumpe des Gerätes nach der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Drehzahl im wesentlichen zwischen 20 und 60 U/min, angetrieben. Aufgrund dieser niedrigen Drehzahl liefert die Pumpe in Abhängigkeit von der eingestellten Drehzahl pro Minute und der Antriebszeitdauer eine genau vorbestimmbare Menge der hochviskosen Flüssigkeit, wie Sirup oder Konzentrat, je Zeiteinheit. Versuche haben gezeigt, daß sich die Mengenleistung selbst dann nicht ändert, wenn statt der hochviskosen Flüssigkeit mit der Pumpe nach dem neuen Gerät Trinkwasser dosiert wird. Das bedeutet aber, daß bei dem neuen Gerät Änderungen in der Viskosität der mit der Pumpe dosierten Flüssigkeit keinen negativen Einfluß mehr auf die Genauigkeit der zudosierten Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit besitzt.

Versuche haben weiterhin gezeigt, daß in der hochviskosen Flüssigkeit enthaltende Feststoffe, z.B. Fruchtmark, Kerne oder dgl., keinerlei störenden Einfluß auf die Zumeßgenauigkeit aufweisen, da die elastisch nachgiebigen Rotorflügel über die Innenfläche der Wandung der Pumpenkammer hinwegstreichen und diese Fläche

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von jeder Verkrustu.-.g oder jeder Ablagerung freihalten. Das ijlt auch dr-nn, wenn bei Stillsetzen der Pumpe Kerne cder Feststoffe sich iiv-'iüchen einem Rotorflügel und der Innenwand der Pur .-pe-nkasr.ir; ;r festgesetzt haben. Bei der nächsten Inbetriebnahme c'is Gerätes wird dieser Fremdkörper zuverlässig mit aus der Pumuon-herausbefördert.

Im Vergleich zu den bekannten perist altisch arbeitenden Pu::;pen hat das Gerät gemäß der Erfindung den zusätzlichen wesentlichen Vorteil, daß das Gerät die gewünschte Zumessung in einer praktisch kontinuierlichen Strömung und nicht in einer pulsierenden Strömung gewährleistet. Die Mischung des zugemessenen Sirups oder Konzentrates mit einer Trägerflüssigkeit, wie Trinkwasser oder dgl., führt daher bei Verwendung des neuen Gerätes zu einem homogenen Getränk. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß bei dem Gerät ein hoher Wasserdruck von beispielsweise 1,5 oder sogar 2 atm nicht länger notwendig ist im Gegensatz zu den bekannten Geräten. Das bedeutet, daß das neue Gerät selbst dort angewendet werden kann, wo die bekannten Geräte nicht mehr zuverlässig arbeiten, weil sie zuviel Wasser benötigen oder weil der zur Verfügung stehende Druck zu niedrig ist.

Bei dem neuen Gerät wird vorzugsweise der Sirup oder das Konzentrat in einem Vorratsbehälter bereitgehalten, wie es in der US-PS 3 806 607 beschrieben ist, wobei der Einlaß der Dosierpumpe direkt und ohne Zwischenschaltung eines Dosierventiles

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mit dem Behalte rauslaß verbunden ist.

Die neue Vorrichtung wurde unter erschwerten Vn^h'il In !.ssen f^i* die Dauer von 3 Won at ο η mit entsprechenden Cnieibrnohun^on an '•,^ro..henenden und Feiertagen und unter ständiger Ubei-.va.jhung und Durchführung hygienischer ^r\?sts in Betrieb gehalten. Das Gerüt brauchte nicht ein einziges Mal gereinigt zu werden, ohne daß unzulässige hygienische Verhältnisse festgestellt werden konnton. Die verwendeten Sirupe hatten BftlX-Zahlen von 65 und 66 und be saßen selbstkonservierende Eigenschaften, was eine Nachfüllung der Behälter ohne Entnahme der Restsirupe oder -konzentrate möglich machte, so daß sich neuer und alter Sirup miteinander ohne Nachteile mischen konnten.

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

Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt einer Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei zur Verdeutlichung von Einzelheiten Teile weggelassen sind,

Fig. 2 in größerem Maßstab eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 einschließlich von zur Steuerung der Vorrichtung dienenden Einrichtungen,

Fig. 3 in noch größerem Maßstab einen senkrechten Schnitt durch eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 2, die in Fig.2

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durch einen strichpunktierten Kreis angedeutet ist,

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 die neue Vorrichtung in einem abv.'e ich enden Betriebszustand,

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 den in Fig. k durch strichpunktierten Kreis herausgestellten Abschnitt während des in Fig. k gezeigten Betriebszustandes,

Fig. 6 in ähnlicher Darstellung wie die Fig. 2 und ¹I die Vorrichtung nach Fig. 2 in einer Betriebsphase, die der in Fig. 3 dargestellten Betriebsphase unmittelbar folgt,

Fig. 7 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 und 5 die in Fig.

durch, strichpunktierten Kreis herausgestellte Einzelheit,

Fig. 8 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 die Vorrichtung in der Außerbetriebsstellung und

Fig. 9 in größerem Maßstat» wie in Fig. 8 durch strichpunktierten Kreis herausgestellte Einzelheit.

Das neue Verfahren wird anhand der Beschreibung, des Aufbaues und der Wirkungsweise der in den Figuren dargestellten Vorrichtung verdeutlicht.

Gemäß den Figuren weist die neue Vorrichtung einen Vorratsbehälter 1 für eine hochviskose Flüssigkeit, insbesondere einen selbstkonservierenden Fruchtsirup oder ein Konzentrat auf, welches mit Hilfe der neuen Vorrichtung aus dem Behälter 1 in dosierten Mengen, insbesondere zur Herstellung und Abgabe trinkfertiger Flüssigkeiten, abgegeben werden soll.

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- li -

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird zunächst anhand der Fig. 1 näher beschrioben. Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung -weist diese in dem Eehälter 1 den VoiT-.t an hochviskoser Flüssigkeit auf. Ein luftdicht ^tdichtViai-er ^;'\.ilaß 3 dient dazu, zusätzliche Flüssigkeit 2 in den Behälter 1 einzufüllen, wenn der Einlaß vorübergehend geöffnet wird. Arn Boden des Behälters 1 ist eine Auslaßöffnung 3a vorgesehen, die im dargestellten Beispiel an der tiefsten Stelle des Bodens angeordnet ist. In den Behälter 1 ragt ein Belüftungsrohr Ί, mit dessen Hilfe aufgrund der gezeigten Anordnung die Höhe der Flüssigkeitssäule, welche die Flüssigkeit am Auslaß 3a belastet,

wird
begrenzt/bis zu einer Höhe am unteren Ende des Belüftungsrohros H bzw. auf eine Stelle dicht oberhalb des Bodens des Behälters bzw. der darin befindlichen Auslaßöffnung 3a« Auf diese Weise wird der die Flüssigkeit am Auslaß 3a belastende statische Druck auf einen geringen und von der im Behälter 1 enthaltenen Flüssigkeitsmenge 2 unabhängigen Wert beschränkt. Das untere Ende des Rohres M ist offen, während, wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, das obere Ende mit einem Rückschlagventil versehen ist, dessen Aufbau und Arbeitsweise dem Ventil 12 bzw. ^O in der US-PS 3 807 607 entspricht.

An den Auslaß 3a des Behälters 1 ist der Einlaß 5a des Gehäuses einer Exzenterpumpe 5 angeschlossen, deren Auslaß mit 5b bezeichnet ist. In der durch das Pumpengehäuse gebildeten Kammer ist ein Läufer 6 drehbar angeordnet, dessen Welle durch einen

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Motor M (vgl. Fig. 2) angetrieben werden kann. Der Läufer weist elastisch na h^ebende Pumpenflügel auf, welche an der inneren Umfancsv.'and rj_es Gehäuses angreifen und an dieser Innenwand entlangstreichen. Da die Pumpenkammer, die durch die Innenfläche des Gehäuses 5 begrenzt wird, in bezug auf die Drehachse des Rotors 6 exzentrisch ausgebildet ist, werden die elastischen Pumpenflügel während des Betriebes elastisch abgebogen, wenn sie an dem oberen Wandabschnitt 5' der Fig. 1, der in Drehrichtung gesehen den Auslaß 5b mit dem Einlaß 5a des Pumpengehäuses verbindet, entlangstreichen. Dadurch wird der zwischen aufeinanderfolgenden Pumpenflügeln begrenzte Anteil der Pumpenkammer volumetrisch vermindert, sobald der voranlaufende Pumpenflügel nach Passieren des Auslasses 5b in der in Fig. 1 gezeigten Weise durch Auflaufen auf den Wandabschnitt 5¹ abgebogen wird. Durch dieses Abbiegen wird der in der Zelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rotorflügeln eingeschlossene Sirup in den -Auslaßkanal 5b gepreßt, bevor der nachlaufende Pumpenflügel die Zelle durch Angreifen an den oberen Wandabschnitt 5' abschließt. Wenn infolge der weiteren Drehung des Rotors der voranlaufende, stark abgebogene Rotorflügel von dem Wandabschnitt 5¹ freikommt, vergrößert sich das Volumen der zwischen den beiden Flügeln eingeschlossenen Zelle erneut. Diese Vergrößerung erzeugt eine Saugwirkung im Bereich des Einlasses 5a des Pumpengehäuses, so daß Sirup aus dem Einlaß unter Ausfüllung der Zelle in den Raum zwischen den beiden Rotorblättern eindringt.

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An den Auslaß 5b des Purcpengehäuses 5 ist das Gehäuse 7 einer Mischzone 7a angeschl». sson. Die Mi schöne wird durch zwei miteinnder fluchtende Leitungsabschnitte 8 bzw. 9 durchquert, wobei die bei -.en Lei tür; ^abschnitte mit ihron einander zu~3-wandten Enden in der Mischzone 7a liegen und zwischen sich einen Spalt G begrenzen, der in freier Verbindung mit der Kisohzone 7a steht. Der Leitungsabschnitt 9₃ der vorzugsweise eine größere lichte Weite als der Leitungsabschnitt 8 aufweist, bildet die Abgabeleitung für ein fertiges Getränk, das entsprechend dem eingezeichneten Pfeil aus der Leitung 9 direkt in ein Trinkgefäß strömen kann. Der andere Leitungsabschnitt 8 dient zur Zuführung von unter Druck stehendem V/asser.

Die Mischzone 7a ist andauernd, vorzugsweise bis zu einer vorbestimmten Standhöhe, mit der hochviskosen Flüssigkeit 2 aus dem Behälter 1 angefüllt, selbst dann, wenn sich die Exzenterpumpe außer Betrieb befindet. Wie schon erwähnt, sind die lichten Weiten der Leitungsabschnitte 8 und 9 unterschiedlich, und zwar im Leitungsabschnitt 8 wesentlich kleiner als im Abgabeleitungsabschnitt 9. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß bei Beginn eines AbgäbeVorganges durch den Leitungsabschnitt 8 ein Wasserstrahl zugeliefert wird, der den Spalt G durchquert und direkt in die Abgabeleitung 9 eintritt.

Zweckmäßigerweise ist das obere Ende der Abgabeleitung 9 gegenüber der Horizontalen unter einem kleinen Winkel abgeschrägt,

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wie dies aus den Figuren hervorgeht. Die Schräge des Eintrittsre:..3es der Abgabeleitung 9 sowie der Spalt G sind so gewählt und au ,gebildet, daß die hochviskose Flüssigkeit oder das Konzentr-t, da3 von der Pumpe in die Mischzone 7a eintritt, daran gehindert wird, zu frei in die Einlaßöffnung der Abgabeleitung 9 einzutreten. Bei einem zu freien Zutritt der Flüssigkeit 2 in den Einlaß der Abgabeleitung 9 kann das Mischen des Wassers mit dem Konzentrat oder dgl. behindert werden, welche Mischung im Bereich zwischen dem Austrittsende der Wasserzuführungsleitung 8 und dem Einlaßende der Abgabeleitung 9 stattfindet.

Der genannte Mischvorgang beruht auf dem Injektionsprinzip und ist auch das Ergebnis der Zuführung von Flüssigkeit 2 mit Hilfe der Pumpe 5 bei Beginn eines Abgabevorganges. Dabei wird die Flüssigkeit 2, d.h. das Konzentrat oder der Sirup, durch den Wasserstrahl, der von der Leitung 8 in die Leitung 9 übertritt, in die Mischzone 7a. mitgerissen und wird dabei dem Wasser im Wasserstrahl zugemischt, so daß aus dem Austritt der Abgabeleitung 9 ein fertiges, d.h. gemischtes und homogenisiertes Getränkt austritt.

Die gewün-sehte BRIX-Zahl in dem fertigen Getränk, d.h. in der Mischung aus Wasser und Flüssigkeit 2, hängt einerseits von dem Verhältnis der lichten Querschnitte der Leitung 8 und der Leitung 9 und andererseits von der Förderleistung der Pumpe infolge der eingestellten Drehzahl ab.

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Von"besonderem Vorteil ist es, wenn die Pumpe noch einen nachträglichen Fördereffekt zeigt, der für eine kurze Zeitperiode nach Beendigung der Wasserzufuhr über die Leitung 8 zusätzliche; Flüssigkeit 2 in die Mischzone 7a eintreten läßt. Hierdurch erreicht man, daß der Eintrittsbereich der Abgabeleitung 9 durch einen mehr oder weniger stark ausgeprägten Pfropfen aus der Flüssigkeit 2 verschlossen wird. Die Größe des Pfropfens hängt ab von der Zeitperiode, für die die Pumpe nach Beendigung des Abgäbevorganges Flüssigkeit 2 weiter zuliefert. Die Bildung des Pfropfens gewährleistet im Zusammenwirken mit der Verwendung einer Flüssigkeit 2 von einer die Selbstkonservierung sicherstellenden Viskosität einen hygienischen Abschluß der Abgabeleitung 9 auch bei längeren Ruhepausen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abgabenvorgängen. Dadurch werden auch hygienische Bedingungen innerhalb der insoweit beschriebenen Vorrichtung gewährleistet.

Auch kann die Zufuhr der zusätzlichen Flüssigkeit 2 nach Beendigung des AbgäbeVorganges volumetrisch so bestimmt werden, daß die Standhöhe der Flüssigkeit 2 in der Mischzone 7a bis zur Höhe der Eintrittsmündung (15 in Fig. 9) der Auslaßleitung 9 reicht, so daß kein direkter Kontakt zwischen dem Wasser in der Wasser zufuhrleitung 8 und der im Inneren der Abgabeleitung 9 enthaltenen Flüssigkeit 2 auftritt. Dabei ist die Flüssigkeit 2 so dick, daß in der Auslaßleitung 9 eine Flüssigkeitssäule verbleibt, welche aus der Leitung 9 nicht abfließen kann, selbst

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wenn die Auslaßleitung 9 nicht durch ein Ventil gesteuert oder abgeschlossen wird. Dies wird insbesondere auch dadurch sichergestellt, daß sich in der Mischzone 'Ja. ein Unterdruck aufbaut, sobald die Pu-pe 5 abgeschaltet wird bzw. ihren Fördervorgang einstellt.

Die übrigen Figuren zeigen die anhand der Fig. 1 beschriebene Vorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen. In ihnen ist überdies eine in Fig. 1 nicht wiedergegebene Steuereinrichtung für die neue Vorrichtung dargestellt.

Fig. 2 zeigt die neue Vorrichtung in einem Betriebszustand, bei dem die Pumpe 5 arbeitet und die Flüssigkeit 2 in die Mischzone 7a eintritt. Ein schaltabhängig gesteuertes elektromagnetisches Ventil 10 befindet sich in der Offenstellung, um Wasser unter . Druck durch den Kanal 8a in die Leitung 8 eintreten zu lassen. Damit tritt ein Wasserstrahl unter konstantem Druck durch den Spalt G in die Leitung 9, wie dies in Fig. 3 vereinfacht dargestellt ist. Hierbei erzeugt der Wasserstrahl einen injektorartigen Saugeffekt, der in Verbindung mit dem durch die Pumpe 5 auf die Flüssigkeit 2 in der Kammer 7a ausgeübten Druck dazu dient, die Flüssigkeit 2 mit dem Wasserstrahl beim Eintritt beider Flüssigkeiten in die Abgabeleitung 9 zu mischen. Das Wasser wird der Leitung 8 unter einem Druck von annähernd einer atm zugeleitet. Der übertritt wird dadurch ermöglicht, daß zu dieser Zeit das Ventil 10 betätigt worden ist, um den Ventil-

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kolben 11 nach oben anzuziehen und ein flexibles Abdichtung^ glied 13 aus Gummi oder synthetischem Kunststoff.<r.aterial in dor Ventilkamrrier 8b außer Eingriff mit dem konischen Einlaß Ik d?r Leitung 8 zu halten. Der Kolben 11 wird dauernd durch eine "iJei¹ 12 vorgespannt, und zwar in Richtung auf seine Rühestellunp, in der das flexible Abdichtungsglied 13 abdichtend auf dem Einlaß 1'4 aufliegt.

Wie aus den Fig. 4 bis 7 hervorgeht, schaltet am Ende eines Abgabevorganges das Zeitsteuergerät das Ventil 10 ab, so daß das Abdichtungsglied 13 durch die Feder 12 in abdichtenden Eingriff mit dem Einlaß I¹J der Leitung 8 gedrückt wird. Der den Spalt G durchquerende Wasserstrahl wird, wie Fig. 5 zeigt, unterbrochen. Während des Schließvorganges des Ventiles 10 drückt der Kolben 11 unter der Wirkung der Feder 12 zunächst das flexible Abdichtungsglied 13 unter konvexer Auskrümmung in den trichterförmigen Einlaß 14, wie dies Fig. k veranschaulicht. Die Elastizität des Abdichtungsgliedes 13 ist jedoch so gewählt, daß das Abdichtungsglied 13 danach in seine ebene Gestaltung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, zurückkehrt. Zwar ist das Ausmaß der flexiblen Ausbiegung zwischen den beiden Stellungen nach Fig. 4 und nach Fig. 6 gering, jedoch reicht die Ausbiegung und ihre Rückstellung aus, um in der Leitung 8 die darin verbleibende Wassersäule unter Saugwirkung nach oben anzuheben, und zwar je nach den Verhältnissen um eine Hubstrecke von 1 bis 2 mm.(vgl. dazu die Verhältnisse am Auslaßende der Leitung 8 in den Fig. 5 und 7)

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Die Pumpe 5, deren ."ntriebsrnotor ebenfalls zeitabhängig £βεΐ-:\ι-ert wird, -Trboitrt rieh dem Schließen des Ventiles noch eine £,:-ring-2 Z'it weiter, so daß nach dem Schließen dss Ventiles 10 -•ir· α zusätzliche !-T-n^e nn Flüssigkeit 2 in die -Kischzone 7a eii^eloitob wird und in die .".bg^beleitung 9 eintreten kann. Bio in die Leitung 9 eintretende Flüssigkeit 2 bildet im Bereich des oberen Endes der Leitung 9 eine Pfropfen aus nicht mit '..'asser vermischter Flüssigkeit 2, d.h. aus reinem Sirup oder Konzentrat. Die Ffropfenbildung wird ebenfalls anhand eines Vergleichos der Fig.5 und 7 deutlich. Da die Wassersäule in ■:1er Wa ζ ζ or zu führung Gleitung 8 sich außer Berührung mit der Flüssigkeit 2 in der :'asch?.one 7a befindet, und zv/ar als Folge des Anhebens der ^Twassarsäule durch die Saugwirkung des flexiblen Dichtungselementes 13, verbleibt der Propfen in der Leitung 9 an seiner Stelle, da er für das Herausfließen aus der Loit-ing 9 ohne Vermischung mit Viasser eine zu hohe Viskosität aufweist. Da die Flüssigkeit 2, v/ie oben erwähnt, selbstkonservierende, . antibakterielle Eigenschaften besitzt, wird durch den sich bildenden Pfropfen in der Leitung 9 jegliche Verunreinigung der Vorrichtung verhindert und ein hygienisch einwandfreier Betrieb ohne Nachtropfeffekt gewährleistet.

Das nach-oben-Wegziehen der Wassersäule in der Leitung 8 kann auch in einer anderen Weise erfolgen. So könnte beispielsweise das untere Ende des Kolbens 11 oder die Leitung 8 an ihrem Einlaßende 14 aus elastisch nachgebendem Material ausgebildet sein

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und -in der gleichen Weise wirken wie das Element 13, so daß durch die Verformung dieser Teile die Wassersäule nach oben angesaugt und angehoben wird. Auch könnte das V/asser vom Einlaß Pa durch ein nachgiebiges Röhrchen oder einen Schlauch oder dgl. gedruckt werden, der durch ein starres Rohr unterstützt ist, so daß der Schlauch während des" Einfließens des Wassers in den Leitungsabschnitt 9 nicht nach außen ausweichen kann. Während des Schließens des Ventiles 10 führt jedoch die Trägheit der in Bewegung befindlichen Masse zu einer geringfügigen Einschnürung des Schlauches, so daß nach Beendigung der Ventilschließbewegung die Rückfederungswirkung den Schlauch in die ursprüngliche Form zurückführt, was ebenfalls die gewünschte Rückzugsbewegung der Wassersäule in Richtung auf das Ventil 10 zur Folge hat.

Die Fig. 8 und 9 zeigen schließlich die Vorrichtung in ihrer Ruhestellung. In dieser ist das Ventil 10 geschlossen und die Pumpe 5 abgeschaltet. Die Flüssigkeit 2 füllt die Kammer oder Mischzone 7a nicht mehr vollständig, sondern nur noch bis zur Höhe der gestrichelten Linie 15 in den Fig. 8 und 9.

Es ist allgemein bekannt, daß die Viskosität verschiedener Sirupe und Konzentrate variieren kann, und zwar trotz der Tatsache, daß die genannten Materialien alle den gleichen BRIX-Wert .besitzen. Die Fig. 8 und 9 zeigen die Verhältnisse, die man erhält, wenn die Flüssigkeit 2 einen BRIX-Wert (von 60 oder höher) aufweist, der für eine Selbstkonservierung ausreichend hoch.ist,

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wobei jedoch die Flüssigkeit eine relativ niedrige Viskosität aufweist. Unter diesen Bedingungen kann die Pumpe 5 gleichzeitig mit dem Schließen des Ventiles 10 abgeschaltet werden, anstatt daß die "Pumpe noch eine geringfügige Zeit über das Schließen des Ventiles hinaus arbeitet, wie das im Zusammenhang mit den voranstehenden Figuren beschrieben worden ist. Das Konzentrat oder der Sirup ist in Fig. 8 und 9 mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet, um ihn von dem höherviskosen Konzentrat oder Sirup 2 der anderen Ausführungsbeispiele zu unterscheiden. Der Sirup ist in der Mischkammer 7a bis auf die Standhöhe 15 abgefallen, in der sich die Standhöhe nicht mehr höher als die Einlaßmündung des Kanales 9 befindet. Da jedoch auch in diesem Fall wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Viassersäule außer Berührung mit dem Konzentrat oder dem Sirup 16 nach oben gezogen worden ist und da das Konzentrat oder der Sirup einen BRIX-Wert ausreichend für· die Selbstkonservierung aufweist, kann eine Verunreinigung oder ein Verderb der Flüssigkeit 16 als Folge des Bakterienwachstums oder aus anderen Gründen weiterhin zuverlässig vermieden werden. Dies gilt auch dann, wenn die Viskosität der Flüssigkeit 16 niedrig genug ist, so daß der Inhalt der Leitung 9 ausläuft und keinen Pfropfen in der Leitung wegen mangelnder Oberflächenspannung der Flüssigkeit 16 bildet.

Bakteriologische Untersuchungen haben gezeigt, daß in Testgerä ten kein bakterielles oder fungizides Wachstum selbst nach einer Betriebsperiode von 3 Monaten festgestellt werden konnte, welche Betriebsperiode an Wochenenden und an Feiertagen in der üblichen.

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V/eise unterbrochen war.

Die Flügelpumpe, die bei dem Gerät gemäß der Erfindung verwendet wird, erzeugt unter allen Urnständen identische Druckverhältnisse auf der Saugseite. Der Druck an der Abgabeseite ist geringfügig erhöht, aber nicht so hoch wie der Druck, der beispielsweise auf der Wasserseite herrscht, d.h. in dem Fall, in dem Wasser in die Mischkammer 7 eingelassen wird. Die Mischzone ist relativ klein und, wie dargestellt, ständig mit der Flüssigkeit 2 unter Arbeitsbedingungen gefüllt. Das Wasser wird unter einem Druck von annähernd einer atm zugeleitet, in jedem Fall aber unter einem Druck, der höher ist als der Pumpdruck auf der Druckseite der Pumpe.

Aufgrund dieser Tatsache kann das Wasser dann, wenn der Purr.penrotor angetrieben und Wasser aus der Leitung 8 eingeleitet wird, in Form eines Strahles in den größeren Querschnitt der Abgäbe leitung 9 eingeleitet werden, wobei der Wasserstrahl eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit 2 in Übereinstimmung mit dem Injektorprinzip mit sich reißt. Die Flüssigkeitsmenge 2, die durch den Wasserstrahl mitgeführt wird, kann in Abhängigkeit von dem Pumpendruck der Pumpe variieren. Während dieser Injektorwirkung wird das Wasser homogen mit der Flüssigkeit 2 gemischt, welche von dem Wasserstrahl mitgerissen worden ist, um mit dem Wasser ein homogen ausgebildetes Getränk zu bilden.

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Es ist ersichtlich, daß jedes der beschriebenen Elemente für sich allein oder mit anderen Elementen zusammen in anderer Zusammenstellung angewendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

[Iy Verfahren zum dosierten Abgeben von hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere selbstkonservierenden Sirupen und Konzentrate.λ, dadurch gekennzeichnet, daß die hochyiskose Flüssigkeit in einer gleichförmigen Strömung von im wesentlichen konstanter Menge pro Zeiteinheit in eine Mischzone eingeleitet wird, daß durch die Mischzone ein Wasserstrahl gerichtet wird und daß mit dem Wasserstrahl ein Teil der hochviskosen Flüssigkeit aus der Mischzone unter gleichzeitiger Bildung einer homogenen Mischung zu einer Abgabezone abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

z e i c h η e t, daß nach jedem Abgabevorgang der Mischzone noch eine vorbestimmte Menge an hochviskoser Flüssigkeit zugeführt und am Auslaß ein die Mischzone zur Atmosphäre hin absperrender Pfrop-fen aus der hochviskosen Flüssigkeit gebildet wird.

3. Gerät zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Vorratsbehälter für eine hochviskose Flüssigkeit, an dessen Auslaß eine Dosiereinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung eine Pumpe (5) mit einem Rotor (6) mit zur Pumpenkammer exzentrisch angeordneter und mit vorbestimmter Drehgeschwindigkeit an 7

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treibbarer Welle und nachgiebigen, über die Innenfläche der Pumpenkammer hinwegstreichenden Rotorflügeln aufweist, die so ausgebildet sind, daß die nachgiebigen Rotorflügel im wesentlichen kontinuierlich eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit vom Auslaß (3a) des Behälters (1) zum Auslaß (5b) der Pumpe bewegen.

Jj. Gerät zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Vorratsbehälter für eine hochviskose Flüssigkeit, an dessen Auslaß eine Dosiereinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennze i chne t, daß mit dem Auslaß des Behälters (1) eine Mischkammer (7) in Verbindung steht, in die einerseits eine Druckwasserzuleitung (8) und andererseits eine Getränkeabgabeleitung (9) unter Bildung einer Injektorsaugeinrichtung ragen, welche einerseits mit der Mischkammer in einer Ansaugverbindung für die hochviskose Flüssigkeit (2) steht und andererseits eine Abgabestelle für die Mischung aus Wasser und hochviskoser Flüssigkeit bildet.

5. Gerät zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Vorratsbehälter für eine hochviskose Flüssigkeit, an dessen Auslaß eine Dosiereinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung eine an den Vorratsbehälter (1) angeschlossene Fördereinrichtung (5) mit einstellbarer konstanter volumetriseher Leistung aufweist, deren Auslaß an eine Mischkammer (7a) angeschlossen ist,

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und daß der Mischkammer eine nach dem Injektorprinzip arbeitende, mit Wasser betreibbare Absaugeinrichtung (8,9) zugeordnet ist, mittels der die hochviskose Flüssigkeit unter Vermischung mit dem V.'asser aus der Mischkammer absau[;^v.ar ist.

6. Gerät nach' Anspruch 3 und Ί, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis vom Wasser zur hochviskosen Flüssigkeit durch das Verhältnis der lichten Querschnitte der Wasserzufuhrleitung (8) und der Abgabeleitung (9) sowie durch die Drehzahl der Welle des Pumpenrotors (6) steuerbar ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichn e t, daß das Verhältnis der lichten Querschnitte der Zufuhr- und der Abgabeleitung (8 bzw. ,9) kleiner als 1 ist.

8. Gerät nach Anspruch ¹J bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (7a) in bezug auf den Ansaugspalt (G) der Injektoreinrichtung (8,9) so angeordnet ist, daß die Mischkammer (7a) und der Mündungsbereich der Abgabeleitung (9) in der Mischkammer nach Beendigung eines jeden Dosiervorganges wenigstens teilweise mit unverdünnter hochviskoser Flüssigkeit (2) gefüllt sind.

9. Gerät nach Anspruch Ί bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wasserzufuhr zu der Injektorein-

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richtung (8,9) vor der Zufuhr der hochviskosen Flüssigkeit (2) abschaltbar ist.

10. Gerät nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschalten der Wasserzufuhr zu der Injektoreinrichtung (8,9) die in der Wasserzufuhrleitung (8) befindliche Wassersäule in der Zufuhrleitung (8) wenigstens um eine merkliche Länge von der Mündungsöffnung der Wasserzufuhrleitung zurückziehbar ist.

11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhreinrichtung (8a,10,13) wenigstens ein elastisch verformbares Element (13) aufweist, das nach Absperrung der Wasserzufuhr unter Ansaugen der in der Injektoreinrichtung (8,9) verbleibenden Wassersäule in eine entspannte Lage oder Form zurückfedert..

12. Gerät nach Anspruch 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) mit niedriger Drehzahl - vorzugsweise unter 100. U/min - antreibbar ist.

13. Gerät nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der den Rotor (6) antreibende Motor (M) und ein die Wasserzufuhr steuerndes Ventil (10) jeweils vorzugsweise unabhängig voneinander - durch eine Zeitsteuereinrichtung betätigbar sind.

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lA. Gerät nach Anspruch 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Ende der Wasserzufuhrleitung (8) fluchtende und den Ansaugspalt (G) begrenzende Ende der Abgabeleitung (9) gegenüber der Horizontalen unter Bildung eines keilförmigen Spaltes (G) abgeschrägt ist.

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