DE4235467A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren und Mischen zur Herstellung von Getränken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren und Mischen zur Herstellung von Getränken entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.

Getränkemischvorrichtungen dienen zum Mischen von Getränken aus flüssigen Komponenten. Dabei handelt es sich beispielsweise um Fruchtsäfte oder Limonaden, die aus karbonisiertem Wasser als Hauptkomponente und anderen Komponenten wie Sirup oder anderen Konzentraten als kleinere Komponente gemischt werden.

Bekannt ist bei einem Verfahren zum Dosieren, Mischen und Impräg­ nieren von Flüssigkeiten (DE 15 57 161), daß der Mischvorgang in einem Mischbehälter periodisch erfolgt. Dabei strömt in einen leeren Mischbehälter nach einem Steuerungsimpuls und Öffnen einer Membrandichtung Konzentrat, beispielsweise in Form von Sirup in den Mischbehälter, bis die Füllhöhe erreicht ist, bei welcher ein Magnetschwimmer einen Schalter betätigt. Diese Füllhöhe ent­ spricht einem bestimmten vorgewählten Mischungsverhältnis. Die Membrandichtung schließt jetzt den Zufluß und durch Öffnen einer anderen Membrandichtung strömt Wasser von unten durch das Kon­ zentrat, mischt sich mit diesem und steigt bis zu einem vorgege­ benen Niveau , durch welches wieder ein Schalter betätigt wird, der diese Membrandichtung absperrt. Während des Hochsteigens der Flüssigkeit im Mischbehälter wird die Luft aus diesem durch einen Stutzen herausgedrückt.

Nachteilig ist hierbei, daß als Ausgangsgröße für eine Dosierung das Niveau der verschiedenen Flüssigkeiten in einem Mischbehälter benutzt wird. Die Dosiergenauigkeit ist abhängig vom Mischungs­ verhältnis. Je größer das Verhältnis von Sirup zu Wasser ist, desto geringer wird die Genauigkeit der Anteile der zu mischenden Komponenten.

Ein ähnlicher chargenweiser Mischvorgang ist bei einer Vorrich­ tung zum Dosieren, Entlüften und Karbonisieren von Mehrkomponen­ tengetränken aus mehreren flüssigen Komponenten (DE 31 32 706) bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist wenigstens ein Behälter vor­ gesehen, in dem die Komponenten zur Dosierung abgemessen werden und die chargenweise in einen Sammelbehälter entleert werden, aus dem das Gemisch einem nachgeschalteten Nachmischbehälter zuge­ führt wird. Dabei wird CO₂ im Gegenstrom zur Flüssigkeitsführung durch den Nachmischbehälter, den Sammelbehälter und wenigstens einen Abmeßbehälter bzw. einen diesem vorgeschalteten Komponen­ tenvorratsbehälter geführt. Für Getränke mit einer flüchtige Aromastoffe enthaltenden Komponente, ist der in Gasführungsrich­ tung letzte Behälter ein Abmeßbehälter bzw. Komponentenvorratsbe­ hälter für die Komponente, die keine aromatischen Stoffe enthält. Beim Entleeren in den Sammelbehälter durchströmt die größte Kom­ ponente den Abmeßbehälter kleinerer Komponenten.

Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß eine Variation des Mischungsverhältnisses nur in eng begrenztem Rahmen möglich ist, da die kleinere Komponente, meist Sirup, immer ein konstan­ tes Volumen aufweist. Eine solche Mischvorrichtung muß also immer mit einer festen Grundeinstellung betrieben werden. Desweiteren erfordert die Vorrichtung 3 verschiedene Behälter für Wasser, Sirup und für den Mischvorgang.

Dieser Nachteil soll durch eine Vorrichtung zum chargenweisen Mischen eines Getränkes aus flüssigen Komponenten (DE 39 03 694), bzw. durch eine Vorrichtung zur Zubereitung von Getränken mit Abmeßbehältern bzw. Dosierkammern (DE 35 37 576) für die einzel­ nen Komponenten beseitigt werden. Dabei wird der Abmeßbehälter der kleineren Komponenten restlos gefüllt und beim Entleeren des Abmeßbehälters der groben Komponente von dieser durchströmt. Der Abmeßbehälter bzw. die Dosierkammer der kleineren Komponente weist ein einstellbares Volumen auf. Das Volumen wird dadurch eingestellt, indem ein verschiebbarer Kolben vorhanden ist oder daß in einer Wandöffnung des volumeneinstellbaren Abmeßbehälters ein Verdrängerstab abgedichtet längsverschiebbar gelagert ist.

Nachteilig wirkt sich hierbei aus, daß zur Einstellung des ge­ wünschten Volumens im kleineren Abmeßbehälter eine aufwendige Vorrichtung vorhanden sein muß. Desweiteren ergibt der verschieb­ bare Kolben bzw. Verdrängungsstab Nachteile hinsichtlich der exakten Reinigung des Systems, da die Dichtelemente schwierig bzw. nur unvollständig zu reinigen sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die jeweiligen Mengen mehrerer flüssiger Komponenten zur Herstellung von Getränken mit hoher Dosiergenauigkeit und kleinsten zeitlichen Aufwand zu do­ sieren und zu mischen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß den in den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß durch das gleichzeitige Dosieren der Komponenten Was­ ser und Sirup der dazu notwendige Zeitaufwand zu bekannten Lösun­ gen auf ein Minimum reduziert wird. Außerdem führt das Vermischen der Komponenten beim Entleeren der Dosierkessel zur einer weite­ ren Verkürzung der Verfahrenszeit und garantiert dabei gleichzei­ tig eine hohe Konstanz des Extraktgehaltes im Getränk, d. h. die Dosiergenauigkeit bewegt sich in geringen Toleranzen. Das Dosier­ verhältnis Sirup zu Wasser ist in einem groben Bereich bis etwa 1 : 12 realisierbar. Die Restmengendosierung erfordert keine zu­ sätzlichen Einrichtungen oder Meßsysteme, da diese Restmengendo­ sierung durch die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung erreicht wird. Die Anordnung der Vorrichtungselemente ist weiterhin derart gestaltet, daß eine Reinigung aller Kessel und Leitungen sowie Ventile gegeben ist.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher er­ läutert werden.

Die Figur zeigt eine schematisierte Vorrichtung zum Dosieren und Mischen.

Verfahrensgemäß wird dosierfertiger Sirup in einen Kessel einge­ leitet und dosiert. Gleichzeitig wird Wasser in einen anderen Kessel eingeleitet und ebenfalls dosiert. Nach Beendigung dieser Dosierungen wird eine festgelegte Teilmenge des Wassers von unten in den dosierten Sirup geleitet, wobei eine Vermischung der bei­ den Komponenten in der Form erfolgt, daß der Sirup verdünnt wird. Anschließend wird der größte Teil der restliche Wassermenge durch den nunmehr schon verdünnten Sirup von oben in das Gemisch einge­ leitet und zusammen gleichzeitig abgeführt. Ein kleinerer Teil der restlichen Wassermenge wird durch die gesonderte Füllstands­ meßeinrichtung in der Strom des abfliegenden Sirup-Wasser-Gemi­ sches geleitet und somit die Füllstandsmeßeinrichtung gleichzei­ tig gereinigt. In einem Pufferkessel wird das gemischte Getränk gesammelt.

Die Vorrichtung zum Dosieren und Mischen zur Herstellung von Getränken besteht im wesentlichen aus einem Vakuumkessel 1 mit sich anschließenden Wasserdosierkessel 2, einem Sirupkessel 3 mit sich anschließenden Sirupdosierkessel 4 und einem Pufferkessel 5. Im Vakuumkessel 1 erfolgt eine Entlüftung des Wassers. Dazu ist der Vakuumkessel 1 mit einer Gasabsaugleitung 6 mit Vakuumpumpe 7 ausgerüstet. Zur Frischwasserzufuhr ist ein Wasserzulauf 8 vorge­ sehen. Der Wasserzulauf 8 besitzt eine Injektordüse 9 und ist bis zu einer Versprüheinrichtung 10 geführt. Die Injektordüse 9 steht außer mit dem Wasserzulauf 8 noch mit einer Gasleitung 11 in Verbindung. Zur Regelung des Wasserzulaufes sind zwischen Vakuum­ kessel 1 und Wasserdosierkessel 2 eine Wasserzulaufleitung 12 mit Pumpe 13 und Wasserzulaufventil 14 angeordnet. Der Sirupkessel 3 besitzt einen Sirupzulauf 15. Zwischen Sirupkessel 3 und dem Sirupdosierkessel 4 ist eine Sirupzuleitung 16 mit Sirupzulauf­ ventil 17 vorhanden. Der Wasserdosierkessel 2 ist über dem Sirup­ dosierkessel 4 angeordnet und mit diesem durch eine Wasserablauf­ leitung 18 mit Wasserablaßventil 19 verbunden. Der Sirupdosier­ kessel 4 ist über dem Pufferkessel 5 angeordnet und durch eine Gemischablaßleitung 20 mit Gemischabgangsventil 21 verbunden. Zwischen dem Wasserdosierkessel 2 und dem Sirupdosierkessel 4 ist eine Bypassleitung 22 mit einem steuerbaren Absperrventil 23 vor­ gesehen. Diese Bypassleitung 22 beginnt in der Wasserablaufleitung 18 oberhalb des Wasserablaßventiles 19 und mündet in der Gemisch­ ablaßleitung 20 oberhalb des Gemischabgangsventiles 21. Beide Do­ sierkessel, der Wasserdosierkessel 2 und der Sirupdosierkessel 4 besitzen je eine Füllstandsmeßeinrichtung 24; 25. Die Füllstands­ meßeinrichtung 25 für den Sirup ist in einer Verbindungsleitung 26 angeordnet, die sich zwischen der Wasserablaufleitung 18 und dem Boden des Sirupkessels 3 befindet.

Absperr-, Rückschlag- oder Regelventile sind im Schema nicht dar­ gestellt.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Das Dosieren und Mischen erfolgt chargenweise. Aus dem Vakuumkes­ sel 1 wird Wasser durch die Wasserzulaufleitung 12 und die Pumpe 13 und jeweils ein Wasserzulaufventil 14 in den Wasserdosierkes­ sel 2 gepumpt. Die Dosierung erfolgt über die Füllstandsmeßein­ richtung 24, von der aus die Wasserzulaufventile 14 gesteuert werden. Gleichzeitig wird aus dem Sirupkessel 3 dosierfertiger Sirup über die Sirupzulaufleitung 16 und jeweils ein Sirupzu­ laufventil 17 in den Sirupdosierkessel 4 geleitet. Die Dosierung erfolgt über die Füllstandsmeßeinrichtung 25, von der aus die Sirupzulaufventile 17 gesteuert werden. Nach der gleichzeitig erfolgten Dosierung von Wasser und Sirup wird eine kleinere Teil­ menge des Wassers durch die Bypassleitung 22 mit Absperrventil 23 in den Sirupdosierkessel 4 von unten eingeleitet. Die Steuerung des Absperrventiles 23 erfolgt durch die Füllstandsmeßeinrichtung 25, welche maximal dann abschaltet, wenn der Sirupdosierkessel gefüllt ist. Durch die Vermischung des Sirups mit der kleineren Teilmenge des Wassers bzw. durch die Verdünnung des Sirups durch die kleinere Teilmenge des Wassers, ist schon eine Vorvermischung erfolgt. Nunmehr wird die mengenmäßig größere Teilmenge des Was­ sers von oben durch die Wasserablaufleitung 18 über das geöffnete Wasserablaßventil 19 in den Sirupdosierkessel 4 eingeleitet bzw. hindurchgeleitet. Dabei wird die schon vorgemischte Teilmenge an Sirup-Wasser-Gemisch weiterhin mit Wasser zum fertigen Getränk vermischt. Das fertige Gemisch des Getränkes wird durch die Gemischablaßleitung 20 und das geöffnete Gemischabgangsventil 21 in den Pufferkessel 5 geleitet und dort als Charge gesammelt. Ein Teil der Wassermenge wird jedoch vor dem Wasserablaßventil 19 in die Verbindungsleitung 26 abgezweigt und durch die Füllstandsmeß­ einrichtung 25 in den Strom des Sirup-Wasser-Gemisches eingelei­ tet, der durch die Gemischablaßleitung 20 in den Pufferkessel fliegt. Dabei wird die Füllstandsmeßeinrichtung 25 durchspült und gereinigt. Um eine genauere Dosierung von Sirup und Wasser zu erreichen, sind jeweils zwei Ventile, zwei Wasserzulaufventile 14 und zwei Sirupzulaufventile 17, vorhanden. Bei der Dosierung wird zuerst das eine Wasserzulaufventil 14 und das eine Sirupzulauf­ ventil 17 geöffnet. Diese Ventile realisieren einen groben Flüs­ sigkeitsstrom. Zum Ende der Dosierung werden diese Ventile ge­ schlossen und jeweils die anderen Sirupzulaufventile 17 bzw. Wasserzulaufventile 14 geöffnet, die den jeweiligen Zulauf der Komponenten drosseln. Somit wird durch die Verringerung der Zu­ laufmenge eine genauere Dosierung erreicht wird.

Aufstellung der Bezugszeichen

 1 Vakuumkessel
 2 Wasserdosierkessel
 3 Sirupkessel
 4 Sirupdosierkessel
 5 Pufferkessel
 6 Gasabsaugleitung
 7 Vakuumpumpe
 8 Wasserzulauf
 9 Injektordüse
10 Versprüheinrichtung
11 Gasleitung
12 Wasserzulaufleitung
13 Pumpe
14 Wasserzulaufventil
15 Sirupzulauf
16 Sirupzulaufleitung
17 Sirupzulaufventil
18 Wasserablaufleitung
19 Wasserablaßventil
20 Gemischablaßleitung
21 Gemischabgangsventil
22 Bypassleitung
23 Absperrventil
24 Füllstandsmeßeinrichtung
25 Füllstandsmeßeinrichtung
26 Verbindungsleitung

Claims (7)

1. Verfahren zum Dosieren und Mischen zur Herstellung von Geträn­ ken, die aus mehreren flüssigen Komponenten vorzugsweise dosier­ fertigen Sirup und Wasser bestehen, wobei die Komponenten char­ genweise abgemessen, zusammengeführt, gemischt und abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der dosierfertige Sirup und das Wasser gleichzeitig dosiert, anschließend ein geringerer Teil des Wassers bis zu einer festgelegten Teilmenge von unten in den Sirup eingeleitet und sodann der übrige mengenmäßig größere Teil des Wassers in die schon vorhandene gemischte Sirup-Wasser-Teil­ enge eingeleitet und dabei das nunmehr sich bildende Gemisch gleichzeitig zusammen abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den dosierten Sirup eingeleitete Teilmenge des Wassers derart bemessen ist, daß sie maximal einen Dosierkessel für den Sirup füllt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mengenmäßig größere Teilmenge des Wassers in die schon ge­ mischte Sirup-Wasser-Teilmenge direkt und durch eine die Füll­ standsmeßeinrichtung für den Sirup beinhaltende Verbindungslei­ tung eingeleitet wird.

4. Vorrichtung zum Dosieren und Mischen zur Herstellung von Ge­ tränken aus mehreren flüssigen Komponenten vorzugsweise dosier­ fertigen Sirup und Wasser, bei der ein Wasserdosierkessel mit Füllstandsmeßeinrichtung, einer Wasserzulaufleitung mit Wasserzu­ laufventilen und ein Sirupdosierkessel mit Füllstandsmeßeinrich­ tung, einer Sirupzulaufleitung mit Sirupzulaufventilen vorhanden sind und der Wasserdosierkessel durch eine Wasserablaufleitung mit Wasserablaßventil mit dem Sirupdosierkessel in Verbindung steht und der Sirupdosierkessel eine Gemischablaßleitung mit Gemischabgangsventil zu einem Pufferkessel besitzt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen Wasserdosierkessel (2) und Sirupdo­ sierkessel (4) eine Bypassleitung (22) mit mindestens einem steu­ erbaren Absperrventil (23) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (22) zwischen Wasserdosierkessel (2) und Sirupdo­ sierkessel (4) in der Wasserablaufleitung (18) oberhalb des Was­ serablaßventiles (19) beginnend und in der Gemischablaßleitung (20) oberhalb des Gemischabgangsventiles (21) endend angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Bypassleitung (22) noch eine die Füllstandsmeßeinrich­ tung (25) für den Sirup beinhaltende Verbindungsleitung (26) zwischen Wasserablaufleitung (18) und dem Boden des Sirupdosier­ kessels (4) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung von jeweils zwei einstellbaren Wasserzulauf­ ventilen (14) in die Wasserzulaufleitung (12) und zwei Sirupzu­ laufventilen (17) in die Sirupzulaufleitung (16) die Zulaufmenge entsprechend dem jeweils vorhandenen Niveau in der Form steuerbar ist, daß zum Ende des Zulaufs von Wasser und Sirup sich die je­ weiligen Zulaufmengen verringern.