DE3132706A1

DE3132706A1 - Vorrichtung zum dosieren, entlueften und karbonisieren von mehrkomponentengetraenken

Info

Publication number: DE3132706A1
Application number: DE19813132706
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 2000 Hamburg Mette
Original assignee: Ortmann & Herbst 2000 Hamburg GmbH; ORTMANN AND HERBST GmbH
Current assignee: Crown Simplimatic Ortmann and Herbst Maschinen- und
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1981-08-19
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE3132706C2

Description

Vorrichtung zum Dosieren, Entlüften und Karbonisieren
von Mehrkomponentengetränken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 24 19 353 bekannt.
Bei dieser Konstruktion zur Herstellung von Getränken aus Sirup und Wasser wird Wasser in drei aufeinanderfolgenden Stufen karbonisiert und entlüftet, wobei Gas im Gegenstrom zur Flüssigkeitsführung durch die drei Reaktionsbehälter geführt wird. Sirup wird einem Vorratsbehälter entnommen und über eine Dosierpumpe dem in Wasserströmungsrichtung letzten Reaktionsbehälter zugeführt, der somit zwei Aufgaben hat, nämlich Entlüftung bzw. Karbonisierung und Vermischung des Getränkes. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist die Behandlung des gemischten Getränkes in nur einem, nämlich im letzten Behälter. Nur in diesem wird gemischt, und nur in diesem wird der ebenfalls Luft enthaltende Sirup entlüftet.
Die Vermischung und Entlüftung des fertigen Getränkes ist daher unzureichend und läßt sich bei höheren Qualitätsanforderungen nur mit erheblichem Aufwand am dritten Behälter bzw. über lange Verweilzeiten in diesem erreichen. Ferner ergeben sich die bekannten Reinigungsprobleme bei den Dosierpumpen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem konstruktivem Aufwand bessere Vermischung und Entlüftung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dieser Konstruktion wird durch sinnvolle Verknüpfung von Dosierung, Mischung, Entlüftung und Karbonisierung in mehreren Behältern unter Mehrfachnutzung der Behälter für verschiedene Funktionen eine kostengünstige und ein hochwertiges Getränk liefernde Vorrichtung geschaffen. Die Vermischung der Komponenten erfolgt hier in zwei nacheinander geschalteten Behältern, nämlich im Sammelbehälter und im Nachmischbehälter.
Durch diese zweistufige Vermischung wird bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit der Mischgrad erhöht. Gleichzeitig dienen diese beiden Behälter zum zweistufigen Entgasen und Karbonisieren des Fertiggemisches, wodurch insbesondere dem Wasser zugemischte Sirupe hinsichtlich ihres Luftanteiles besser entlüftet werden. Die einzelnen Behälter können bei dieser mehrstufigen Behandlung des fertigen Getränkes hinsichtlich ihrer Ausbildung zum Entlüften und Karbonisieren konstruktiv einfacher gehalten werden. Schließlich werden in der in Flüssigkeitsströmungsrichtung ersten (in Gasströmungsrichtung letzten) Stufe wiederum Behälter sinnvoll für zwei Funktionen, nämlich zum Entlüften bzw. Karbonisieren sowie zum Abmessen benutzt. Die hier gewählte Dosiermethode hat ferner den Vorteil, daß-teure Dosierpumpen eingespart werden und durch Abmeßbehälter ersetzt werden, die zum Entlüften ohnehin benötigt werden. Ferner zeichnet sich diese Dosierung durch höhere Genauigkeit aus und durch Unempfindlichkeit gegen Start/Stop-Betrieb gegenüber Dosierpumpen, die bei diesen Betriebszuständen häufig Fehldosierungen durchführen. Das Abmessen in den Behältern kann in bekannter Weise gravimetrisch,durch Auffüllen bis zu vorgegebenem Pegelstand oder mittels Durchflußmessung im Zufluß erfolgen.
Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet. Auf diese Weise können beim Entlüften der aromatischen Komponente bzw.
des Gemisches mitgerissene flüchtige Aromastoffe durch Wiedereinbinden in die keine Aromastoffe enthaltende Komponente wenigstens teilweise wiedergewonnen werden.
Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 3 gekennzeichnet. Oblicherweise werden Getränke aus Sirup und Wasser gemischt, wobei der Wasseranteil erheblich überwiegt. Dann reicht eine einfache Konstruktion aus, bei der nur die größere Komponente, nämlich Wasser, vorentlüftet wird, während für die kleinere nur wenig Luft enthaltende Sirupkomponente die anschließende zweistufige Entlüftung der fertigen Mischung ausreicht. Das Ausspülen flüchtiger Aromastoffe wird hierdurch ebenfalls vermieden.
Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird bereits beim Entleeren der Komponenten in den Sammelbehälter vorgemischt, da beim Durchströmen der einen Komponente durch den Abmeßbehälter einer anderen Komponente bzw. mehrerer anderer Komponenten bereits eine gute Vormischung erzielt wird.
Auf diese Weise ergibt sich durch dreistufige Mischung ein besserer Mischgrad.
Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird eine einfache Möglichkeit zur Veränderung der Dosierverhältnisse geschaffen, indem nur ein Teil der Abmeßbehälter über Füllstandsregelung im Abmeßvolumen geregelt wird, andere, insbesondere kleinere Abmeßbehälter, bei denen eine exakte Volumenabmessung über Füllstandsregler schwierig ist, jedoch feste Volumina abmessen.
Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruchs 6 gekennzeichnet. Hierdurch werden Behälter eingespart. Die Komponenten können zum Beispiel nacheinander bis zu jeweils vorgegebenen Pegelständen eingefüllt und sodann gemeinsam abgelassen werden, wodurch bereits eine Vormischung gegeben ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
Die Zeichnung zeigt eine einfache Vorrichtung zum Dosieren, Mischen, Entlüften und Karbonisieren eines aus Wasser und nur einer Sirupkomponente bestehenden Getränkes.
Wasser wird über eine Zufuhrleitung 1 mit Absperrventil 1a einem Wasserabmeßbehälter 2 zugeführt, dessen Füllvolumen über einen Füllstandsregler 3 vorgewählt wird. Ein Sirupvorratsbehälter 4 ist über eine Zuflußleitung 5 und eine Zirkulationsleitung 6, die restloser Befüllung dient, an einen Sirupabmeßbehälter 7 angeschlossen. An diesen ist über eine Ablaufleitung 8 auch der Wasserabmeßbehälter 2 angeschlossen. Eine Gemischablaufleitung 9 verbindet den Auslauf des Sirupabmeßbehälters 7 mit einem Sammelbehälter 10. In den Leitungen 8 und 9 sitzen gemeinsam betätigte Absperrventile 11, 12. In den Leitungen 5, 6 sitzen ebenfalls gemeinsam betätigte Absperrventile 13, 14.
Die Dosierung läuft wie folgt ab: Die Ventile 11 und 12 sind geschlossen. Durch Offenen der Ventile 13 und 14 wird der Sirupabmeßbehälter 7 restlos gefüllt.
Die Ventile 13, 14 werden sodann geschlossen. Der Wasserabmeßbehälter 2 ist bereits bis zu seinem Füllstand gefüllt. Das Dosierverhältnis wird durch das Füllvolumen des Behälters 2 und das Volumen des Behälters 7 bestimmt. Nach Schließen der Ventile 13 und 14 sowie bei gefülltem Wasserabmeßbehälter 2 und mit geschlossenem Wasserabsperrventil 1a werden nun die Ventile 11 und 12 geöffnet. Das Wasser strömt daher durch den Sirupabmeßbehälter 7 und nimmt den dort befindlichen Sirup unter Vermischen in den Sammelbehälter 10 mit.
Die Behälter 2, 4 und 7 sind etwa in der aus der Zeichnung ersichtlichen relativen Höhenlage zum Sammelbehälter 10 angeordnet, so daß die beschriebenen Flüssigkeitsströmungen restlos und unter Einsparung von Pumpen allein durch Gravitation erfolgen.
Je nach gewünschtem Getränkedurchsatz wird die beschriebene Chargendosierung in bestimmten Zeitabständen wiederholt. Die einzelnen Chargen werden im Sammelbehälter 10 gesammelt und untereinander vermischt. Nicht dargestellte Mischeinrichtungen können in diesem die Vermischung der Getränkekomponenten verbessern.
Aus dem Sammelbehälter 10 wird das Getränk über eine Pumpe 15 einem Nachmischbehälter 16 über eine Leitung 17 zugeführt. Das fertige Getränk gelangt aus dem Behälter 16 über eine Leitung 18 zur Füllmaschine.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erfolgt die Vermischung der beiden Getränkekomponenten dreistufig, und zwar im Sirupabmeßbehälter 7, im Sammelbehälter 10 und im Nachmischbehälter 16, dem die Mischung über eine Strahldüse 19 verwirbelt zugeführt wird.
Die Karbonisierung des Getränkes erfolgt ebenfalls in mehreren, im folgenden zu beschreibenden Stufen. Dabei wird das sogenannte Druckentgasungsverfahren angewandt. Reines C02 wird der in Strömungsrichtung letzten Flüssigkeitsstufe zugeführt und durchläuft die verschiedenen Flüssigkeitsbehandlungsstufen in Gegenrichtung zum Flüssigkeitsstrom. In der ersten Flüssigkeitsbehandlungsstufe wird C02 abgeblasen. In jeder Stufe wird durch den Gas-Flüssigkeitskontakt Luft aus der Flüssigkeit ausgewaschen und CO2 in die Flüssigkeit gelöst. In Flüssigkeitsströmungsrichtung wird diese also laufend mit C02 gesättigt, während in Gegenrichtung die Gasströmung bei kleiner werdendem C02-Anteil einen wachsenden Luftanteil aufnimmt.
Bei der dargestellten Vorrichtung wird C02 über eine Leitung 20 dem Nachmischbehälter 16, also der letzten Flüssigkeitsbehandlungsstufe, zugeführt. Aus der Leitung 20 wird C02 der Strahldüse 19 zugeführt und auf diese Weise intensiv im Nachmischbehälter 16 verwirbelt, wodurch ein guter Gasaustausch erreicht wird.
Aus dem Gasraum des Nachmischbehälters 16 wird C02 über eine Leitung 21 abgezogen und über ein Reduzierventil 22 dem Sammelbehälter 10 zugeführt. Das Reduzierventil 22 dient zur Aufrechterhaltung eines höheren Karbonisierdruckes im Behälter 16 gegenüber einem niedrigeren Druck in den Behältern 2, 4 und 10.
Im Sammelbehälter 10 wird im dargestellten Falle das aus der Leitung 21 kommende Gas über eine am Boden liegende,mit Löchern 23 versehene Rohrleitung 24 zugeführt, wodurch sich eine gewisse Verdüsung in der Flüssigkeit ergibt. Zur Erhöhung des Gasaustausches kann auch hier entsprechend der Anordnung am Nachmischbehälter 16 das Gas über eine Strahldüse eingeführt werden.
Aus demGasraum desSammelbehälters 10 wird das Gasgemisch über eine Leitung 25 abgezogen und dem Sirupvorratsbehälter 4 zur Entlüftung des Sirups zugeführt. Aus diesem gelangt das Gas gemisch über eine Leitung 26 zu einer Strahldüse 27 in der Wasserzufuhrleitung 1, so daß auch im Wasserabmeßbehälter 2 eine intensive Gasverwirbelung stattfindet. Auch in dieser Stufe kann eine weniger aufwendige Gas zuführung vorgesehen sein, wobei an Stelle der Strahldüse 27 ein einfaches mit Löchern versehenes Bodenrohr, entsprechend dem Rohr 24, im Sammelbehälter 10 vorgesehen ist.
Bei der gewählten Gasführung zunächst durch den Sirupvorratsbehälter 4 und sodann durch den Wasserabmeßbehälter 2 werden aus dem Sirup beim Entlüften mitgerissene Aromastoffe zumindest teilweise im Wasser des Vorratsbehälters 2 wieder eingebunden und bleiben somit dem Getränk erhalten. Aus dem Behälter 2 wird das C02 /Luftgemisch über ein Rückschlagventil 28 abgeblasen.
Eine andere nicht dargestellte Möglichkeit der Gasführung besteht darin, das Gasgemisch aus dem Sammelbehälter 10 unmittelbar dem Wasserabmeßbehälter 2 zuzuführen, wobei der Sirupvorratsbehälter 4 unbelüftet bleibt. Da Wasser zumeist den größeren Volumenanteil des Fertiggemisches bildet, wird auf diese Weise zumindest der größere Flüssigkeitsanteil entlüftet. Ferner wird dabei ein Mitreißen von Aromastoffen aus dem Sirup vermieden.
An Stelle der dargestellten Dosiereinrichtung mit einem Wasserabmeßbehälter und einem Sirupabmeßbehälter können zwei derartige Einrichtungen parallel vorgesehen sein, von denen jeweils die eine in den Sammelbehälter 10 entleert wird, während die andere neu gefüllt wird. Auf diese Weise wird bei kleinen Behältergrößen ein großer Durchsatz erreicht.
Mit einer Variante der dargestellten Vorrichtung können auch aus drei oder mehr Komponenten gemischte Getränke hergestellt werden. Beispielsweise kann Wasser mit mehreren Sirupkomponenten unmittelbar gemischt werden, ohne daß die sonst übliche Vormischung des Sirups notwendig ist. Zu diesem Zweck sind mehrere Sirupabmeßbehälter vorgesehen, die jeweils entsprechend dem Anschluß des dargestellten Sirupabmeßbehälters 7 an den Sirupvorratsbehälter 4 an entsprechende Vorratsbehälter angeschlossen sind. Da auch bei solchen Gemischen Wasser meist den größten Volumenanteil darstellt, durchläuft bei dieser Anordnung vorteilhaft das Wasser aus dem Wasserabmeßbehälter die verschiedenen Sirupabmeßbehälter entweder in Reihe oder parallel.
In einer weiteren Variante kann auf die Vormischung im Sirupabmeßbehälter 7 verzichtet werden, und die einzelnen Abmeßbehälter werden direkt in den Sammelbehälter 10 entleert.
Hinsichtlich der Dosierregelung ist die dargestellte Variante vorteilhaft, bei der derWasserabmeßbehälter2 über eine Füllstandsregelung zur Veränderung des Dosierverhältnisses verfügt.
Jedoch können Dosierungsänderungen auch über auf andere Weise volumenveränderbare Abmeßbehälter erreicht werden. In den Abmeßbehältern kann auch auf andere Weise dosiert werden, z.B.
gravimetrisch oder über Bestimmung. der Zuflußmenge mit Durchflußmeßgeräten.

Claims

J ANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum Dosieren und Mischen von Getränken aus mehreren flüssigen Komponenten sowie zum Entlüften und Karbonisieren des Getränkes durch Führung von Flüssigkeit und C02 im Gegenstrom durch mehrere Reaktionsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Behälter (2,7) vorgesehen ist, in dem die Komponenten zur Dosierung abgemessen werden und die chargenweise in einen Sammelbehälter (10) entleert werden, aus dem das Gemisch einem nachgeschalteten Nachmischbehälter (16) zugeführt wird, wobei CO2 im Gegenstrom zur Flüssigkeitsführung durch den Nachmischbehälter (16), den Sammelbehälter (10) und wenigstens einen Abmeßbehälter (2) bzw. einen diesem vorgeschalteten Komponentenvorratsbehälter (4) geführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Getränke mit einer flüchtige Aromastoffe enthaltenden Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß der in Gasführungsrichtung letzte Behälter ein Abmeßbehälter (2) bzw. Komponentenvorratsbehälter für eine keine aromatischen Stoffe enthaltende Komponente ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Behälter (2) der größten Komponente an die Gasführung angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Entleeren in den Sammelbehälter (10) die größte Komponente Abmeßbehälter (7) kleinerer Komponenten durchströmt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Abmeßbehälter (2) der größten Komponente mit regelbarem Füllstand (3) ausgebildet ist und wenigstens der Abmeßbehälter 7) der kleinsten Komponente ein festes Abmeßvolumen aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Abmeßbehälter vorgesehen ist, der zur Abmessung aller Komponenten ausgebildet ist.