DE3132706C2 - Vorrichtung zum Dosieren, Entlüften und Karbonisieren von Mehrkomponentengetränken - Google Patents
Vorrichtung zum Dosieren, Entlüften und Karbonisieren von MehrkomponentengetränkenInfo
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- B01F23/2363—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means
Abstract
Zum Dosieren und Mischen von aus mehreren Komponenten bestehenden Getränken bei gleichzeitiger Entlüftung und Karbonisierung erfolgt die Dosierung über Abmeßbehälter, aus denen die Komponenten einem Sammelbehälter und von dort einem nachgeschalteten Nachmischbehälter zugeführt werden, wodurch eine wenigstens zweistufige Mischung erreicht wird. CO ↓2 wird im Gegenstrom durch den Nachmischbehälter, den Sammelbehälter und wenigstens den größten der Komponentabmeßbehälter geführt. Auf diese Weise wird eine dreistufige Entlüftung und Karbonisierung bei guter Vermischung unter Verwendung von Behältern für jeweils mehrere Funktionen erhalten.
Description
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 Aufgabe
hat, nämlich Entlüftung bzw. Karbonisierung und feo 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 Abfüllen 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. Üblicherweise 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 Sammelbehältern
vorgemischt, da beim Durchströmen der einen Komponente durch den Abmeßbehälter einer anderen Kompo-
nente 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, ι ο
andere, insbesondere kleine 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
la 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 öffnen
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 ta werden nun
die Ventile 11 und 12 geöffnet. Das Wasser strömt daher w
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 CO2 wird der in Strömungsrichtung
letzten Flüssigkeitsstufe zugeführt und durchläuft die verschiedenen Flüssigkeitsbehandlungss,tufen in Gegenrichtung
zum Flüssigkeitsstrom. In der ersten Flüssigkeitsbehandlungsstufe wird CO2 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 CO2 gesättigt, während in Gegenrichtung
die Gasströmung bei kleiner werdendem CCVAnteii
einen wachsenden Luftanteil aufnimmt.
Bei der dargestellten Vorrichtung wird CO2 über eine
Leitung 20 dem Nachmischbehälter 16, also der letzten Flüssigkeitsbehandlungsstufe, zugeführt. Aus der Leitung
20 wird CO2 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 CO2 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 dem Gasraum des Sammelbehälters 10 wird das Gasgemisch über eine Leitung 25 abgezogen und dem
Sirupvorratsbehälter 4 zur Entlüftung des Sirups zugeführt. Aus diesem gelangt das Gasgemisch 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
Gaszuführung 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 CCVLuftgemisch 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 5 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 der Wasserabmeßbehälter
2 über eine Füllstandsregelung zur Veränderung des Dosierverhältnisses verfügt. Jedoch können Dosierungsänderungen
auch über auf andere Weise volumenveränderbare Abmeßbehälter erreicht werden. In den
AbmeBbehältern kann auch auf andere Weise dosiert werden, z. B. gravimetrisch oder über Bestimmung der
Zuflußmenge mit Durchflußmeßgeräten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Dosieren und Mischen von Getränken aus mehreren flüssigen Komponenten
sowie zum Entlüften und Karbonisieren des Getränkes durch Führung von Flüssigkeit und CO2
im Gegenstrom durch mehrere Vorrats- bzw. Reaktionsbehälter, die durch Pumpen, Injektordüsen,
Rohrleitungen und Ventile miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
einem SammelbeHälter (10), in den die Getränkekomponenten
chargenweise entleert werden, mindestens ein Abmeßbehälter (2,7) vorgeschaltet und ein
Nachmischbehälter (16) nachgeschaltet ist und worin der CO2 Strom durch den Nachmischbehälter (16),
den Sammelbehälter (10) und wenigstens einen Abmeßbehälter (2) bzw. einen diesem vorgeschalteten
Komponentenvorratsbehälter (4) geführt ist.
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 die flüssig- JO
keit beim Entleeren in den Sammelbehälter (10) vom Abmeßbehälter (2) der größten Komponente durch
Abmeßbehälter (7) kleinere Komponenten geführt ist.
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.
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