DE4038770A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von getraenken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Geträn­ ken aus wenigstens zwei flüssigen Komponenten, bei dem dem vorgesehenen Mischungsverhältnis entsprechende Mengen der Kom­ ponenten in Dosierbehältern abgemessen, zusammengeführt und gemischt werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus wenigstens zwei flüssigen Komponenten mit Mitteln zum dosierten Zusammenführen und Mischen der Komponen­ ten, welche für jede Komponente wenigstens einen Dosierbehälter mit wenigstens einem verschließbaren Flüssigkeitszulauf und wenigstens einem verschließbaren Flüssigkeitsauslaß zum Aufneh­ men einer vorgegebenen Menge der jeweiligen Komponente aufwei­ sen, und einem über die Flüssigkeitsauslässe mit den Dosierbe­ hältern verbundenen Sammelbehälter.

Es gibt eine ganze Reihe von Getränken, die nach festem Rezept aus mehreren Komponenten zusammengemischt sind. Solche Getränke sind beispielsweise Limonaden, Colagetränke, Fruchtsaftgetränke und dgl., die als kohlensäurehaltige oder stille Getränke ohne Kohlensäurezusatz zubereitet sein können. Sie enthalten gewöhn­ lich einen großen Mengenanteil einer Hauptkomponente, in der Regel Wasser, und einen kleineren Mengenanteil wenigstens einer weiteren Komponente, die dem Getränk seinen Geschmack, sein Aussehen und seinen Charakter gibt und die in Form eines flüssi­ gen Konzentrats oder Sirups in einem festen Mischungsverhältnis mit dem Wasser vermischt wird. Da der Konsument immer die ge­ wohnten Eigenschaften - Geschmack, Aussehen usw. - seines Getränkes erwartet, werden an die Einhaltung der vorgegebenen Mischungsverhältnisse hohe Anforderungen gestellt. Eine Misch­ vorrichtung muß daher eine möglichst exakte Dosierung und Durchmischung der Mischungskomponenten gewährleisten.

Durch die ältere deutsche Patentanmeldung P 40 31 534.7 der Anmelderin ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zum Mischen von flüssigen Komponenten bekannt. Diese Vorrich­ tung weist für die größte Komponente, z. B. für das Wasser, einen Dosierbehälter festen Volumens auf, mit dem immer gleiche Wassermengen abgemessen werden. Für die kleineren Komponenten sind Dosierbehälter mit Meßeinrichtungen vorgesehen, in denen beliebige Mengen der kleineren Komponenten entsprechend dem durch das vorgesehene Mischungsverhältnis vorgegebenen Bedarf abgemessen werden. Durch Flüssigkeitsauslässe gelangen die abgemessenen Komponentenmengen in einen Sammelbehälter, wo sie miteinander zur Herstellung des gewünschten Getränks vermischt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art weiter zu verbessern.

Für ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Dosierbehäl­ ter wenigstens einer ersten Komponente zunächst eine Menge einer zweiten Komponente eingefüllt wird und daß dann die zum Erzielen des gewünschten Mischungsverhältnisses benötigte Menge der ersten Komponente in den Dosierbehälter nachgefüllt wird. In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ist vorgesehen, daß die in den Dosierbehälter der ersten Komponente zunächst eingefüllte Menge der zweiten Kompo­ nente gemessen wird und daß aufgrund dieser gemessenen Menge und der im Dosierbehälter der zweiten Komponente bereitgehalte­ nen Menge der zweiten Komponente die nachzufüllende Menge der ersten Komponente bestimmt wird. Eine spezielle Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß zum Herstellen von aus Wasser und Sirup bestehenden Getränken zunächst eine Wasser­ menge in den Dosierbehälter für den Sirup gefüllt wird und daß dann die dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechende Sirupmenge nachgefüllt wird.

Bei diesem Vorgehen findet eine Vermischung der Komponenten schon im Dosierbehälter einer der Komponenten statt. Das ist besonders bei der Dosierung von Sirup oder flüssigem Konzentrat von Vorteil, weil diese gewöhnlich hochviskose Flüssigkeiten sind, die gemäß der Erfindung schon im Dosierbehälter verdünnt werden. Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt ferner eine Restmengendosierung entsprechend dem vorgegebenen Mischungsver­ hältnis, wenn die Restmenge der kleineren Komponente für eine volle Charge nicht mehr ausreicht. In dem Fall kann die der Restmenge der kleineren Komponente entsprechende Menge der größeren Komponente ebenfalls im Dosierbehälter der kleineren Komponente abgemessen werden.

Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dosierbehälter wenigstens einer ersten Komponente über einen zusätzlichen verschließbaren Flüssigkeitszulauf mit einem eine zweite Kompo­ nente enthaltenden Vorratsbehälter verbunden ist.

Merkmale von vorteilhaften und zweckmäßigen Ausgestaltungen sowie Weiterbildungen der Erfindung mit selbständig patentfähi­ ger Bedeutung sind in den Unteransprüchen 5 bis 10 enthalten. Mit den Merkmalen der Ansprüche 5 bis 7 wird sichergestellt, daß eine Menge der zweiten Komponente in den Dosierbehälter der ersten Komponente gelangt, bevor das Zulaufventil für die erste Komponente geöffnet wird. Dabei sind Maßnahmen vorgesehen, um die zuerst eingefüllte Menge der zweiten Komponente, beispiels­ weise von Wasser, zu ermitteln. Aus dem gewonnenen Mengensignal wird dann die nachzufüllende Menge der ersten Komponente, bei­ spielsweise Sirup, bestimmt, wobei natürlich die im Dosierbe­ hälter für das Wasser bereitgehaltene Wassermenge berücksichtigt wird.

Die Ansprüche 8 bis 10 enthalten eine besonders bevorzugte Anordnung der Meßeinrichtung für die Bestimmung der Flüssig­ keitsmenge in einem Dosierbehälter. Durch die separate Meßkam­ mer, die mit der Dosierkammer nach Art kommunizierender Gefäße verbunden ist, wird eine Erhöhung der Meßgenauigkeit erreicht. Gleichzeitig ergibt sich eine besonders günstige Anordnung der Meßeinrichtung, die sich durch gute Zugänglichkeit auszeichnet. Ein besonderer Vorteil ergibt sich für eine Meßeinrichtung mit Schwimmer, weil dieser auf dem vor dem Sirup in die Dosierkammer eingefüllten Wasser leicht aufschwimmen kann und die Gefahr einer Verklebung des Schwimmers bei der Berührung mit reinem Sirup beseitigt ist.

Die Erfindung erhöht also insgesamt die Dosiergenauigkeit der Vorrichtung, schützt vor Störungen des Meßsystems, verbessert die Durchmischung der Komponenten und erlaubt eine einfache und automatisierte Restmengendosierung.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur enthält eine schematische Darstellung einer Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In der Zeichnung ist eine Mischvorrichtung für Getränke, die aus zwei flüssigen Komponenten, beispielsweise Wasser und einem Sirup bzw. einem flüssigen Konzentrat, bestehen, dargestellt. Diese Vorrichtung weist einen Dosierbehälter 12 für die größte Komponente, beispielsweise das Wasser, mit einem Auslaß 18 und einem Auslaßventil 16a auf. Der Dosierbehälter 12 ist als Über­ laufbehälter ausgebildet, der in einem Rücklaufrohr 14 eine Überlaufkante 13 hat, welche das Füllvolumen des Dosierbehälters bestimmt. Das Rücklaufrohr 14 mündet in einem Vorratsbehälter 1, der immer eine ausreichende Menge der größten Komponente enthält.

Der Auslaß 16 des Dosierbehälters 12 mündet oben in einen Dosierbehälter 24 für eine kleinere Komponente, beispielsweise Sirup. Dieser Dosierbehälter ist über eine Leitung 17c mit einem Ventil 17a mit einem Vorratsbehälter 17 für diese Komponente verbunden. Der Auslaß 29 des Dosierbehälters 24 mündet über ein Auslaßventil 31 in einem Sammelbehälter 37. Der Gasraum 38 des Dosierbehälters 24 ist über eine Bypaß-Leitung 59 mit dem Sammelbehälter 37 verbunden. Werden die Dosierbehälter 12 und 24 über die Auslässe 16 und 29 und die Auslaßventile 16a und 31 entleert, so fließt ein Teil der größten Komponente, die sich nach dem Öffnen des Auslaßventils 16a im Gasraum 38 des Dosier­ behälters 24 zunächst staut, durch die Bypaß-Leitung 59 an dem Dosierbehälter 24 vorbei direkt in den Sammelbehälter 37. Damit wird erreicht, daß im Sammelbehälter schon zu Beginn des Misch­ vorgangs die beiden Komponenten vermischt werden, so daß erhöhte Konzentrationen der kleinen Komponente aus dem Dosierbehälter 24 von Anfang an vermieden werden. Damit wird die Durchmischung der Komponenten wesentlich verbessert.

Wie die Zeichnung zeigt, besteht der Dosierbehälter 24 aus einer Dosierkammer 86 und einer separaten Meßkammer 87, die nach Art kommunizierender Gefäße miteinander verbunden sind. Im darge­ stellten praktischen Ausführungsbeispiel ist die Meßkammer als Bypaß ausgebildet, der den Gasraum der Dosierkammer mit ihrem Auslaß verbindet. In die Meßkammer 87 ist ein Füllstandsmesser 28 mit einem Schwimmer 88 eingesetzt, der die Füllhöhe der Flüssigkeit im Dosierbehälter und damit die im Behälter enthal­ tene Flüssigkeitsmenge anzeigt. Der Füllstandsmesser 28 ist mit einer Steueranordnung 89 verbunden, die die vom Füllstands­ messer 28 abgegebenen Füllmengensignale zu Steuersignalen für die angeschlossenen Ventile verarbeitet.

Der Vorratsbehälter 12 der größten Komponente ist mit ihrem Vorratsbehälter 1 über eine Fülleitung 9 und ein Füllventil 11 verbunden. Von der Fülleitung 9 zweigt eine mit einem Zulauf- Ventil 92 verschließbare Zulaufleitung 91 ab, die im Dosierbe­ hälter 24 der kleinen Komponente mündet. Die Ventile 11, 16a, 17a, 31 und 92 sind an die Steueranordnung 89 angeschlossen, die den zeitlichen Ablauf ihrer Betätigung steuert.

Über Gasleitungen 7 und 51 ist der Sammelbehälter an einen im übrigen nicht dargestellten Gasumlauf angeschlossen, der für eine an sich bekannte Karbonisierung des Getränkes vorgesehen sein kann.

Zum Dosieren der miteinander zu vermischenden Flüssigkeiten wird zunächst Wasser aus dem Vorratsbehälter 1 in den Dosierbe­ hälter 12 der größeren Komponente und über die Zulaufleitung 91 und das Zulaufventil 92 auch in den Dosierbehälter 24 der kleineren Komponente eingefüllt. Während der Dosierbehälter 12 restlos bis zum Überlauf gefüllt wird, wird das Zulaufventil 92 bereits geschlossen, wenn das Wasser etwa den mit 93 bezeichne­ ten Pegel in der Dosierkammer 24 erreicht hat. Auf diesem Pegel befindet sich dann auch der Schwimmer 88 des Füllstandsmessers 28, der ein entsprechendes Mengensignal an die Steueranordnung 89 abgibt. Die Steueranordnung 89 errechnet aus dem Mengensignal und aus der im Dosierbehälter 12 bereitgehaltenen Wassermenge die Sirupmenge, die zur Herstellung des vorgesehenen Mischungs­ verhältnisses erforderlich ist und gibt das Niveau 94 vor, das der Schwimmer 88 beim Einfüllen des Sirups erreichen muß. Die Steueranordnung 89 öffnet dann das Ventil 17a, so daß der Sirup durch die Leitung 17c aus dem Vorratsbehälter 17 in den Dosier­ behälter 24 strömen kann. Der Zulauf der Komponente aus dem Vorratsbehälter 17 wird durch die Steueranordnung 89 über das Ventil 17a unterbrochen, sobald der Füllstandsmesser 28 anzeigt, daß die errechnete Menge der Komponente in den Dosierbehälter 24 eingeflossen ist, der Flüssigkeitsspiegel im Dosierbehälter 24 also das Niveau 94 erreicht hat. Jetzt werden die Ventile 16a und 31 geöffnet, und die abgemessenen Mengen der Komponenten können in den Sammelbehälter 37 abfließen. Dabei wird auch ein Teil des aus dem Dosierbehälter 12 ausströmenden Wassers durch die separate Meßkammer 87 fließen und diese ausspülen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schwimmer 88 immer leichtgängig bleibt.

Dadurch, daß in den Dosierbehälter 24 zunächst Wasser eingefüllt wird, kommt der Schwimmer zu Beginn des Dosiervorganges nicht mit Sirup in Verbindung. Das Wasser hebt den Schwimmer 88 von seiner unteren Endlage ab und trägt ihn im wesentlichen auch beim späteren Zulauf des Sirups, weil dieser das Wasser nach oben verdrängen wird und eine gleichmäßige Vermischung von Was­ ser und Sirup in der Meßkammer noch nicht zu erwarten ist. Stö­ rungen des Meßvorganges sind also weitgehend ausgeschlossen.

Gleichzeitig wird die Genauigkeit der Mengenmessung durch die Anordnung des Schwimmers in der separaten Meßkammer 87 erhöht, weil deren Querschnitt wesentlich kleiner ist als der der Dosier­ kammer 86. Die Oberfläche der Flüssigkeit in der Dosierkammer 86 weist beim Einlaufen der Flüssigkeit und auch noch danach eine Welligkeit auf, die die Genauigkeit der Mengenmessung herabsetzt. Wegen des kleineren Querschnittes der Meßkammer 87 ist dort eine solche Welligkeit der Oberfläche der Flüssigkeit nicht zu erwarten, so daß dort bessere Bedingungen für die Mengenmessung vorliegen. Die dargestellte Ausbildung des Dosier­ behälters 24 erhöht also die Dosiergenauigkeit.

Wie oben bereits ausgeführt, errechnet die Steueranordnung 89 aus der bis zum Pegel 93 in den Dosierbehälter 24 eingefüllten Wassermenge und der Wassermenge im Dosierbehälter 12 die für die Einhaltung des vorgesehenen Mischungsverhältnisses erfor­ derliche Menge der kleineren Komponente aus dem Vorratsbehälter 17. Dementsprechend gibt sie das Flüssigkeitsniveau 94 vor, das beim Zulauf der kleineren Komponente aus dem Vorratsbehälter 17 in den Dosierbehälter 24 erreicht werden muß, um das Mischungs­ verhältnis einzuhalten. Reicht nun die Menge der kleineren Komponente im Vorratsbehälter 17 nicht mehr aus, um das Flüs­ sigkeitsniveau 94 in dem Dosierbehälter 24 noch zu erreichen, so erfaßt der Füllstandsmesser 28 die Menge der zweiten Kompo­ nente, die tatsächlich noch in den Dosierbehälter 24 eingeströmt ist und übermittelt einen entsprechenden Meßwert an die Steuer­ anordnung 89. Diese bestimmt jetzt die Wassermenge, die zuge­ führt werden muß, um das vorgesehene Mischungsverhältnis auch für die Restmenge einzuhalten. Sie läßt durch das Ventil 31 den Inhalt des Dosierbehälters 24 ab, wobei das Ventil 16a des Dosierbehälters 12 geschlossen bleibt. Dann dosiert sie bei geschlossenem Ventil 31 über das Ventil 92 in den Dosierbehäl­ ter 24 die Wassermenge nach, die der Restmenge der kleineren Komponente aus dem Vorratsbehälter 17 entspricht, und läßt sie durch das Ventil 31 in den Sammelbehälter 37 abfließen. Das kann, wenn die Restmenge der kleineren Komponente aus dem Vorratsbehälter 17 entsprechend groß ist, auch in mehreren Stufen erfolgen. Diese Restmengendosierung ist ein weiterer besonderer Vorteil der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von Getränken aus wenigstens zwei flüssigen Komponenten, bei dem dem vorgesehenen Mischungsver­ hältnis entsprechende Mengen der Komponenten in Dosierbehältern abgemessen, zusammengeführt und gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dosierbehälter wenigstens einer ersten Komponente zunächst eine Menge einer zweiten Komponente eingefüllt wird und daß dann die zum Erzielen des gewünschten Mischungsverhältnisses benötigte Menge der ersten Komponente in den Dosierbehälter nachgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Dosierbehälter der ersten Komponente zunächst eingefüll­ te Menge der zweiten Komponente gemessen wird und daß aufgrund dieser gemessenen Menge und der im Dosierbehälter der zweiten Komponente bereitgehaltenen Menge der zweiten Komponente die nachzufüllende Menge der ersten Komponente bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen von aus Wasser und Sirup bestehenden Geträn­ ken zunächst eine Wassermenge in den Dosierbehälter für den Sirup gefüllt wird und daß dann die dem gewünschten Mischungs­ verhältnis entsprechende Sirupmenge nachgefüllt wird.

4. Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus wenigstens zwei flüssigen Komponenten mit Mitteln zum dosierten Zusammen­ führen und Mischen der Komponenten, welche für jede Komponente wenigstens einen Dosierbehälter mit wenigstens einem verschließ­ baren Flüssigkeitszulauf und wenigstens einem verschließbaren Flüssigkeitsauslaß zum Aufnehmen einer vorgegebenen Menge der jeweiligen Komponente aufweisen, und einem über die Flüssig­ keitsauslässe mit den Dosierbehältern verbundenen Sammelbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierbehälter (24) wenigstens einer ersten Komponente über einen zusätzlichen verschließba­ ren Flüssigkeitszulauf (91) mit einem eine zweite Komponente enthaltenden Vorratsbehälter (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flüssigkeitszulauf (17c, 91) ein Zulaufventil (17a, 92) aufweist und daß Mittel (89) zum Steuern der Zulaufventile vor­ gesehen sind, welche das Zulaufventil (92) des zusätzlichen Flüssigkeitszulaufs (91) vor dem Zulaufventil (17a) für die mit dem betreffenden Dosierbehälter (24) abzumessende Komponente öffnet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens den einen zusätzlichen Flüssigkeitszulauf (91) aufweisenden Dosierbehältern (24) Meßmittel (28) zum Erfassen der im Dosierbehälter enthaltenen Flüssigkeitsmenge und zum Erzeugen entsprechender Mengensignale zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufventile (17a, 92) der an den Dosierbehälter (24) einer ersten Komponente angeschlossenen Flüssigkeitszuläufe (17c, 91) mit einer Steueranordnung (89) verbunden sind, daß die Steueranordnung zunächst das Zulauf­ ventil (92) des zusätzlichen Flüssigkeitszulaufs (91) zum Einfüllen einer Menge einer zweiten Komponente in den Dosier­ behälter (24) der ersten Komponente öffnet und schließt, daß die Steueranordnung aus einem nach dem Schließen des Zulauf­ ventils (92) des zusätzlichen Flüssigkeitszulaufs von dem Meßmittel (28) abgegebenen, die Menge der in den Dosierbehälter (24) eingefüllten zweiten Komponente repräsentierenden Mengen­ signal die zuzuführende Menge der ersten Komponente ermittelt und daß die Steueranordung (89) dann zum Einfüllen der ermittelten Menge das Zulaufventil (17a) der ersten Komponente betätigt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dosierbehälter (24) eine Dosierkammer (86) und eine separate Meßkammer (87) aufweist, daß die Meßkammer und die Dosierkammer nach Art kommunizierender Gefäße verbunden sind und daß der Meßkammer (87) die Meßmittel (28) zum Erfassen der Füllmenge im Dosierbehälter (24) zuge­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Querschnitt der Meßkammer (87) klein ist im Vergleich zu dem der Dosierkammer (86).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßmittel (28) zum Erfassen der Flüs­ sigkeitsmenge im Dosierbehälter (24) eine Schwimmeranordnung (88) vorgesehen ist und daß als Maß für die Flüssigkeitsmenge die vertikale Position des Schwimmers (89) (Füllhöhe) erfaßt wird.