DE4315234C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Flüssigkeitsgemischen aus verschiedenen Einzelkomponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Flüssigkeitsgemischen, z. B. Getränken, aus verschiedenen Einzelkomponenten wie beispielsweise Sirup, Getränkegrundstoffen, Essenzen, Wasser und dgl. gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Insbesondere bei der Herstellung von Erfrischungsgetränken besteht die Aufgabe, die verschiedenen Komponenten, d. h. Sirup, Getränkegrundstoffe, Konzentrate, Aromen und auch Kohlensäure dem Getränkewasser in bestimmten Verhältnissen entsprechend der spezifischen Rezeptur zuzudosieren und miteinander zu vermischen. Dies kann auf zwei verschiedene Arten geschehen, nämlich chargenweise durch zeitlich aufeinanderfolgende Zugaben der Komponenten in einen Tank und anschließendem Ausmischen in diesem Mischtank oder aber kontinuierlich durch die gleichzeitige, örtlich aufeinanderfolgende Zugabe der Komponenten in den Getränkewasserstrom, d h. durch eine In-line-Dosierung und -Mischung.

Es ist bereits bekannt, die einzelnen Komponenten wie Limonadengrundstoff, Zuckersirup, Zitronensäurelösung und Wasser in vorbestimmten Mengen in einen großvolumigen Einzelbehälter zu führen, dort gründlich miteinander zu vermischen und dann das fertige Mischgetränk aus diesem Behälter zum Zwecke der Abfüllung in Abfüllstraßen abzuziehen. Die Messung der einzelnen Komponenten-Volumen oder -Massen erfolgt mittels spezieller Messeinrichtungen, beispielsweise Ovalradzählern, wobei zur genauen Vorgabe der von einer Komponente einzusetzenden Menge einstellbare Impulszählwerke verwendet werden, die nach der Förderung der eingestellten Menge auf ein anderes, die einzusetzende Menge einer anderen Komponente bestimmendes Impulszählwerk umschalten. Derartige Einrichtungen sind somit vorprogrammierbar und arbeiten einschließlich der Auslösung und Durchführung eines Mischvorganges nach der Einbringung aller Komponenten in den Mischbehälter selbsttätig.

Bei einem anderen bekannten Verfahren erfolgt die Zugabe der Komponenten in den Getränkewasserstrom. Im einfachsten Fall wird der fertige, aus den verschiedenen Komponenten bestehende Getränkesirup kontinuierlich dem Getränkewasser zudosiert und mit diesem vermischt.

Das Getränkewasser wird dabei im allgemeinen aus einem unter Vakuum stehenden Entgasungsbehälter für das Wasser in die unter hohem Druck stehende Karbonisierstrecke gefördert, in der die erforderliche Kohlensäure zugemischt wird. Die hierfür verwendete Kreiselpumpe ist wegen des großen Drucksprungs im allgemeinen mehrstufig ausgeführt. Dabei kann der Getränkesirup entweder auf der Saugseite unter Vakuum oder aber auf der Druckseite einer solchen Kreiselpumpe zugegeben werden.

Im ersten Fall sind die Anforderungen an das Übergangsverhalten der Sirup-Mengen- Regelung höher als im zweiten Falle. Dafür ist aber im ersten Fall der erforderliche Druck der Sirupzuspeisung geringer, wobei Wasser und Sirup in der nachfolgenden Kreiselpumpe gut vermischt werden.

Bei der Zugabe auf der Druckseite muss der zuzudosierende Sirupstrom dagegen gegen den beträchtlichen Druck der Karbonisierstrecke gefördert werden, wobei gleichzeitig die gute Vermischung von Wasser und Sirup in der nur vorgeschalteten Kreiselpumpe fehlt.

In einem anderen Verfahren nach der DE 31 48 859 C2 werden Getränkewasser und Sirup jeweils in separaten Tanks vorgehalten, und über Abzugsleitungen einer Förderstrecke zugeführt, wobei zur Einhaltung des Hauptmischungsverhältnisses die Abzugsleitungen volumenmäßig das selbe Verhältnis aufweisen wie das Mischungsverhältnis. Um das Mischungsverhältnis zumindest in engen Grenzen einstellen zu können, sieht die Vorrichtung zusätzlich eine Kegelblenden-Dosiervorrichtung vor. Insgesamt haftet dieser Vorrichtung der Nachteil an, dass das Hauptmischungsverhältnis der Flüssigkeiten im wesentlichen durch das volumenmäßige Verhältnis der Abzugsleitungen bestimmt wird. Das Mischen von Flüssigkeiten, welche ein Mischungsverhältnis aufweisen, welches mehr als ein bestimmtes Maß vom volumenmäßigen Verhältnis der Abzugsleitungen abweicht, ist nicht, oder nur in stark eingeschränktem Maße möglich. Das Anpassen der volumenmäßigen Verhältnisse der Abzugsleitungen bei einem Wechsel der zu mischenden Flüssigkeiten ist aufwendig und teurer, und somit in der Praxis nicht anwendbar. Auch die Verwendung der ebenfalls vorgeschlagenen Kegelblenden-Dosiervorrichtung kann hier nur begrenzt Abhilfe schaffen.

Ebenfalls bekannt ist ein Dosierungsverfahren nach der DE 5 63 471 C.

Bei diesem Verfahren wird vorgeschlagen, Luft oder Gase einer von einer mehrstufigen Kreiselpumpe geförderten Flüssigkeit dadurch zuzuführen, dass sie der Flüssigkeit nach der ersten Druckstufe der Kreiselpumpe zugeleitet werden. Dadurch, dass sich dieses Verfahren ausschließlich mit der Zuführung von Luft oder Gasen befasst, und darüber hinaus lediglich die Zuführung innerhalb einer Druckstufe der verwendeten Kreiselpumpe vorsieht, sind die Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens stark eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der beiden beschriebenen Varianten zu verbinden, d. h. den geringeren Sirup-Einspeisdruck und die gute Sirup-Wasserver­ mischung in der Pumpe gemäß der ersten Variante (Saugseite) und gleichzeitig das günstigere Regelverhalten gemäß der zweiten Variante (Druckseite) soweit wie möglich zu nutzen.

Hierzu sieht die Erfindung gemäß Hauptan­ spruch vor, daß die Einspeisung von einzelnen Komponenten oder Teilmengen deren in eine oder mehrere Zwischenstufen einer mehrstufigen Kreiselpumpe erfolgt.

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die gewählte Zwischenstufe den minimal möglichen Druck der verschiedenen Druckstufen hinsichtlich der Verbesserung des Regelverhaltens der Dosierung aufweist.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 6, deren weitere Ausgestaltung im Unteranspruch 7 angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind die Vorteile, die beiden bekannten Verfahrensweisen anhaften, miteinander verbunden, wobei praktisch eine schnelle und innige Vermischung der jeweils zugegebenen Komponenten in der ohnehin dem System zugeordneten Pumpe erfolgt.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt den Querschnitt einer Kreiselpumpe 1 mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen 2-6. Diesen Stufen 2-6 können unterschiedlich ausgeformte oder angeordnete Zuführungsanschlüsse 7-9 zugeordnet sein, in denen (Varianten I, II, III) die jeweiligen Komponenten zugeführt werden. Dabei ist es zweckmäßig, daß hinsichtlich der Verbesserung des Dosier-Regelverhaltens die jeweils gewählte Zwischenstufe 2-6 den minimal möglichen Druck der verschiedenen Druckstufen aufweist. Die Pumpenkammer selbst kann zur optimalen Zuführung und Vermischung der jeweiligen Komponenten eine besondere, von der Standardausführung abweichende konstruktive Ausgestaltung aufweisen, die unter Berücksichtigung der Strömungsver­ hältnisse und -führung zu einer optimalen Vermischung führt. Es ist auch vorstellbar, daß die konstruktive Ausführung der Laufräder 10 der mehrstufigen Pumpe dem veränderten Volumenstrom entsprechend der zuzudosierenden Komponente angepaßt bzw. optimiert ist. So zeigt beispielsweise die letzte Zuführung 9 in Richtung der Pumpenförderung eine Kammer 11 ohne Flügelrad, was eine besonders sanfte und vorteilhafte Vermischung garantiert. Die zur Herstellung des Getränks erforderliche Hauptflüssigkeit, beispielsweise Wasser, wird auf der Pumpensaugseite 12 zugeführt und dann als fertiges Getränk auf der Pumpendruckseite 13 dem weiteren System zugeführt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Flüssigkeitsgemischen, z. B. Getränken, aus verschiedenen Einzelkomponenten wie beispielsweise Sirup, Getränkegrundstoffen, Essenzen, Wasser und dgl., wobei die einzelnen Komponenten in entsprechend vorgegebenen Teilmengen zusammengeführt und miteinander vermischt werden und das auf diese Weise hergestellte Flüssigkeitsgemisch gesammelt oder unmittelbar in Behälter, Flaschen oder dgl. abgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung von einzelnen Komponenten oder Teilmengen davon in eine oder mehrere Zwischenstufen einer mehrstufigen Kreiselpumpe erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die betreffende Zwischenstufe hinsichtlich der Verbesserung des Regelverhaltens der Dosierung optimal gewählt wird, d. h. den minimal möglichen Druck der verschiedenen Druckstufen aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei der Zudosierung mehrerer Komponenten diese in die gleiche Druckstufe eingespeist werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei gleichzeitiger Einspeisung mehrerer Komponenten die Zuführungsanschlüsse dieser Komponenten beliebig am Umfang der gewählten Pumpenkammer angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei gleichzeitiger Einspeisung mehrerer Komponenten die Zuführungsanschlüsse dieser Komponenten beliebig auf die verschiedenen Druckstufen der mehrstufigen Pumpe verteilt sind.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstruktive Ausführung der Laufräder der mehrstufigen Kreiselpumpe dem/den veränderlichen Volumenstrom/-strömen in den verschiedenen Stufen der Pumpe entsprechend der Zudosierung der Komponenten angepaßt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sirup-/Komponenten-Anschluß tangential an das Kammergehäuse entweder in Richtung der Hauptströmung im Innern der gewählten Anschluß-Pumpenkammer oder entgegengerichtet ausgeführt ist.