DE4343643A1

DE4343643A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließfähigen Komponenten

Info

Publication number: DE4343643A1
Application number: DE19934343643
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Mette
Original assignee: Individual
Current assignee: Nocado Getraenketechnik & Co Kg 26629 Gross GmbH
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-08-03
Also published as: EP0664086A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließfähigen Komponenten entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 10.

Getränkemischverfahren und die zugehörigen Vorrichtungen dienen zum Mischen von Getränken aus flüssigen Komponenten. Dabei han delt es sich beispielsweise um Fruchtsäfte oder Limonaden, die aus Wasser und Zuckersirup als mengenmäßig größere Komponenten und anderen kleineren Komponenten wie Geschmacks- und Geruchsträ ger 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 dosierfer tigem Sirup in den Mischbehälter, bis die Füllhöhe erreicht ist, bei welcher ein Magnetschwimmer einen Schalter betätigt. Diese Füllhöhe entspricht einem bestimmten vorgewählten Mischungsver hältnis. Die Membrandichtung schließt jetzt den Zufluß und durch Öffnen einer anderen Membrandichtung strömt Wasser von unten durch das Konzentrat, mischt sich mit diesem und steigt bis zu einem vorgegebenen 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. Eine vollständige Vermischung der verschiedenen Flüssigkeiten kann bei diesem Verfahren nicht garantiert werden.

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, wodurch eine wenigstens zweistufige Mischung er reicht wird. Dabei wird CO₂ im Gegenstrom zur Flüssigkeitsführung durch den Nachmischbehälter, den Sammelbehälter und wenigstens einen Abmeßbehälter bzw. einen diesem vorgeschalteten Komponen tenvorratsbehälter geführt. Auf diese Weise soll eine dreistufige Entlüftung und Karbonisierung bei einer guten Vermischung erfol gen. Für Getränke mit einer flüchtige Aromastoffe enthaltenden Komponente, ist der in Gasführungsrichtung letzte Behälter ein Abmeßbehälter bzw. Komponentenvorratsbehälter für die Komponente, die keine aromatischen Stoffe enthält. Beim Entleeren in den Sammelbehälter durchströmt die größte Komponente den Abmeßbehäl ter 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. Des weiteren erfordert die Vorrichtung 3 verschiedene Behälter für Wasser Sirup und für den Mischvorgang.

Bekannt ist aber auch die gattungsgemäße Vorrichtung zum Herstel len von Getränken (DE 40 31 534) aus wenigstens zwei flüssigen Komponenten. Die chargenweise zu vermischenden Mengen der Kompo nenten werden in einem Dosierbehälter der größeren Komponente und einem Dosierbehälter der kleineren Komponente abgemessen und dann in einen Sammelbehälter abgelassen. Der Dosierbehälter der klei neren Komponente weist außer einem Zulauf für die kleinere Kompo nente einen zusätzlichen Zulauf auf, durch welchen aus einem Vorratsbehälter eine Menge der größeren Komponente in den Dosier behälter der kleineren eingefüllt werden kann, bevor eine dem vorgesehenen Mischungsverhältnis entsprechende Menge der kleine ren Komponente aus dem Vorratsbehälter eingelassen wird.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist insbesondere der aufwendige apparative Aufbau der Dosierung und Mischung der einzelnen Kompo nenten, da für jede Komponente eine komplette Dosiereinheit vor handen sein muß. Des weiteren sind zur Mischung zusätzliche Behäl ter und Leitungen notwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, wahlweise die jeweiligen Mengen mehrerer fließfähiger Komponenten zur Herstellung unter schiedlicher Getränke mit hoher Dosiergenauigkeit unabhängig von fremden Störungen durch kleinsten technischen und zeitlichen Aufwand zu dosieren, zu mischen und zu homogenisieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß den in den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß das Dosieren der mengenmäßig größeren Komponenten Was ser und Zuckerlösung und das Dosieren der mengenmäßig kleineren Komponenten gleichzeitig und kontinuierlich erfolgt und dadurch der dazu notwendige Zeitaufwand zu bekannten Lösungen auf ein Minimum reduziert wird. Zur Dosierung werden Durchflußmeßein richtungen angewendet, welche die Masse oder das Volumen messen. Bei Messung der Masse ist das Mischungsverhältnis temperaturunab hängig. Durch die Umwälzung der dosierten mengenmäßig größeren Komponenten und die Zuförderung der mengenmäßig kleineren Kompo nenten ist eine vollständige Mischung vorhanden, d. h. das fertige Getränk ist völlig homogenisiert. Des weiteren ist durch den char genweisen Dosierbetrieb die Dosierung unabhängig von Störungen außerhalb der Anlage z. B. in einer von der Anlage zu beschicken den Füllmaschine.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher er läutert werden.

Die Figur zeigt eine schematisierte Vorrichtung zum Herstellen von Getränken in Form einer Dosier- und Mischstation für vier fließfähige Komponenten.

Verfahrensgemäß wird das Getränk aus mehreren fließfähigen Kompo nenten chargenweise hergestellt. Es werden mengenmäßig größere Komponenten wie Wasser und Zuckerlösung oder nur Wasser und mengenmäßig kleinere Komponenten wie fertige Grundstoffe oder Zuckerlösung und Konzentrate von Geschmacks- und Geruchsträgern zusammengeführt. Die mengenmäßig größeren Komponenten im Beispiel Wasser und Zuckerlösung werden aus Behältern entnommen und dabei chargenweise abgemessen und kontinuierlich zusammengeführt. Sie werden dabei gleichzeitig gemischt. Die Abmessung der Komponenten erfolgt im Durchflußverfahren. Das gebildete Gemisch wird stän dig umgewälzt, wobei sich die Komponenten weiter vermischen. In den Chargenpausen werden die kleineren Komponenten, im Beispiel zwei Konzentrate, ebenfalls chargenweise abgemessen. Die Abmessung erfolgt volumetrisch in Behältern. Diese abgemessenen Mengen der kleineren Komponenten werden in den umwälzenden Flüs sigkeitsstrom hineingefördert und ebenfalls mit umgewälzt. Das gesamte Gemisch wird dabei ständig weiter vermischt und homogeni siert. Es wird anschließend abgeführt.

Die Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließ fähigen Komponenten besteht im wesentlichen aus einem liegenden Behälter, der durch eine radiale Trennwand 1 in einen Wasserbe hälter 2 und einen Gemischsammelbehälter 3 unterteilt ist. In den Wasserbehälter 2 mündet eine durch ein Ventil 4 absperrbare Was serzulaufleitung 5 und zur Abführung von Gas ist eine Gasablei tung 6 mit Rückschlagventil 7 am oberen Teil des Wasserbehälters 2 vorgesehen. Am Boden des Wasserbehälters 2 ist eine Wasserab flußleitung 8 mit Kreiskolbenpumpe 9 angeordnet. Die Wasserab flußleitung 8 besitzt über ein Rückschlagventil 10 und einen Massedurchflußmesser 11 eine Verbindung zu einer Mischstelle 12. Diese Mischstelle 12 ist noch mit einer Leitung 13 für Zuckerlö sung verbunden. Die Zuckerlösung befindet sich in einem Zuckerlö sungbehälter 14, in den die Zuckerlösung durch eine Zuckerlösung zulaufleitung 15 gelangt. Zwischen dem Zuckerlösungbehälter 14 und der Mischstelle 12 ist eine Zuckerlösungabflußleitung 16 mit Kreiskolbenpumpe 17, Rückschlagventil 18 und einen Massedurch flußmesser 19 angeordnet. Die Mischstelle 12 und der Gemischsam melbehälter 3 sind durch einen Zulauf 20 verbunden.

Zur besseren Mischung und Homogenisierung und zur Zumischung wei terer Komponenten ist eine Umwälzleitung 21 mit Pumpe 22 vorhan den. Diese Umwälzleitung 21 besteht im Beispiel aus mehreren Teilleitungen, wobei der nach oben geführte Teil im unteren Be reich des Gemischsammelbehälters 3 beginnt und bis zu einem Wen deteil geführt ist. An den Wendeteil schließt sich ein nach unten gerichteter Teil an, der wiederum in den Gemischsammelbehälter 3 mündet. Der Anfang und das Ende der Umwälzleitung 21 befindet sich vorteilhafterweise immer im Flüssigkeitsbereich des Gemisch sammelbehälters 3.

Für das Zumischen weiterer Komponenten nämlich von mengenmäßig kleineren Komponenten sind jeweils Behälter 23; 24 vorhanden. Diese Behälter 23; 24 besitzen je einen Konzentratzulauf 25; 26 mit Absperrventil 27; 28. Die Menge des Konzentrates wird durch Höhen messung in den Behältern 23; 24 bestimmt. Im Boden der Behälter 23; 24 ist je eine Leitung 29; 30 für das Konzentrat angeordnet, die zusammengeführt in den nach unten gerichteten Teil der Um wälzleitung 21 münden. Im Beispiel ist an dieser Stelle ein In jektor 31 vorgesehen. Die Behälter 23; 24 sind mit ihrem Kopfraum noch mit dem Gemischsammelbehälter 3 und zur Reinigung noch durch Reinigungsleitungen 32; 33 mit Absperrventilen mit der Umwälzlei tung 21 verbunden. Zur Abnahme des fertigen Getränkes ist eine Abförderleitung 34 mit Pumpe 35 vorgesehen.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Wasser als mengenmäßig größere Komponente wird durch die Wasser zulaufleitung 5 mit Ventil 4 dem Wasserbehälter 2 zugeführt. Von dort aus wird das Wasser durch eine Kreiskolbenpumpe 9 und die Wasserabflußleitung 8 über das Rückschlagventil 10 und den Masse durchflußmesser 11 zu der Mischstelle 12 gefördert. Das gleiche erfolgt mit der mengenmäßig größeren Komponente, nämlich der Zuckerlösung. Die Zuckerlösung wird durch die Zuckerlösungzu laufleitung 15 mit Ventil dem Zuckerlösungbehälter 14 zugeführt. Von dort aus wird die Zuckerlösung durch wiederum eine Kreiskol benpumpe 17 und die Zuckerlösungabflußleitung 16 über das Rück schlagventil 18 und den Massedurchflußmesser 19 zu der Mischstel le 12 gefördert. Da die Dosierung und Mischung der größeren Kom ponenten chargenweise erfolgt, werden die Kreiskolbenpumpen 9 und 17 bei Chargenbeginn gestaltet und bei Chargenende gestoppt. Gesteuert wird der Chargenbeginn durch einen nicht dargestellten Minimumkontakt im Gemischsammelbehälter 3 und beendet jeweils für jede einzelne mengenmäßig größere Komponente durch Signale der Massedurchflußmesser 11 und 19. Zusammengeführt werden die beiden mengenmäßig größeren Komponenten in der Mischstelle 12, wobei diese Komponenten dabei schon intensiv vermischt werden. Ein weiteres Mischen und Homogenisieren erfolgt durch ein ständiges Umwälzen der Komponenten. Das Umwälzen wird durch die Umwälzlei tung 21, in der sich die Pumpe 22 befindet durchgeführt. Eine günstige Umwälzung ist im Beispiel derart ausgeführt, daß die Umwälzleitung 21 im unteren Bereich des Gemischsammelbehälters 3 beginnt und auch wieder dort endet, d. h. also immer im Flüssig keitsbereich. Sie ist nach oben geführt, besitzt einen Wendeteil und führt wieder nach unten. In den nach unten gerichteten Teil der Umwälzleitung 21 befindet sich ein Injektor 31, in den die mengenmäßig kleineren Komponenten dem Umwälzstrom der schon ge mischten mengenmäßig größeren Komponenten zugeführt werden. Die mengenmäßig kleineren Komponenten, im Beispiel zwei Komponenten, befinden sich in den Behältern 23; 24. Es sind Konzentrate, die durch je einen Konzentratzulauf in die Behälter 23; 24 ge langen. In den Behältern 23; 24 werden die Konzentrate in den Chargenpausen mengenmäßig abgemessen und bei Erreichen eines be stimmten Flüssigkeitsstandes wird das jeweilige den Konzentratzu läufen 25; 26 zugeordnete Absperrventil 27 bzw. 28 geschlossen. Diese Abmessung erfolgt pro Charge. Das jeweils abgemessene Kon zentrat wird in die Umwälzleitung 21 eingeleitet und den Gemisch der mengenmäßig größeren Komponenten zudosiert. Zur besseren Vermischung erfolgt das Einleiten der Konzentrate durch einen Injektor. Das nunmehr aus vier Komponenten bestehende Gemisch wird in den Gemischsammelbehälter 3 geleitet und durch die Um wälzleitung 21 ständig umgewälzt, dabei weiterhin intensiv ver mischt und homogenisiert. Es wird durch die Abförderleitung 34 mit Pumpe 35 z. B. einer Füllmaschine zugeführt. Diese Abförderung des Gemisches aus dem Gemischsammelbehälter 3 erfolgt kontinuierlich. Erreicht in dem Gemischsammelbehälter 3 das Gemisch das Niveau des Minimumkontaktes, wird die nächste Charge ausgelöst. Diese Charge wird nicht unterbrochen, auch wenn keine Abnahme erfolgt, da der Gemischsammelbehälter derart dimensioniert ist, daß dieser in der Lage ist, jeweils oberhalb des Minimumkontaktes noch die Menge einer Charge aufzunehmen.

Bezugszeichenliste

1 Trennwand
2 Wasserbehälter
3 Gemischsammelbehälter
4 Ventil
5 Wasserzulaufleitung
6 Gasableitung
7 Rückschlagventil
8 Wasserabflußleitung
9 Kreiskolbenpumpe
10 Rückschlagventil
11 Massedurchflußmesser
12 Mischstelle
13 Leitung
14 Zuckerlösungbehälter
15 Zuckerlösungzulaufleitung
16 Zuckerlösungabflußleitung
17 Kreiskolbenpumpe
18 Rückschlagventil
19 Massedurchflußmesser
20 Zulauf
21 Umwälzleitung
22 Pumpe
23 Behälter
24 Behälter
25 Konzentratzulauf
26 Konzentratzulauf
27 Absperrventil
28 Absperrventil
29 Leitung
30 Leitung
31 Injektor
32 Reinigungsleitung
33 Reinigungsleitung
34 Abförderleitung
35 Pumpe

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließfä higen Komponenten, vorzugsweise aus einer oder mehreren mengenmä ßig größeren Komponenten wie z. B. Wasser und Zuckerlösung und aus einer oder mehreren mengenmäßig kleineren Komponenten wie z. B. fertige Grundstoffe oder Zuckerlösung und Geschmacks- und Ge ruchsträger, wobei die größeren Komponenten kontinuierlich zusam mengeführt, gemischt und dabei chargenweise abgemessen und gesam melt und die kleineren Komponenten zudosiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die größeren schon zusammengeführten Kompo nenten ständig umgewälzt und dabei das Gemisch homogenisiert und in diesen umwälzenden Flüssigkeitsstrom die kleineren Komponenten pro Charge in abgemessenen Mengen hineingefördert und zur Homo genisierung des Gemisches mit umgewälzt werden und das Gemisch abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab messen der Mengen der kleineren Komponenten pro Charge in den Chargenpausen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab messen der Mengen der kleineren Komponenten pro Charge während der Chargenlaufzeit erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abmessen der Mengen der kleineren Komponenten in Behältnissen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abmessen der Mengen der kleineren Komponenten im Durchfluß erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme der Mengen der kleineren Komponenten aus handelsüblichen Behältnissen vorzugsweise Keg′s erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hineinfördern der kleineren Komponenten in den umwälzenden Flüssigkeitsstrom selbstansaugend erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hineinfördern der kleineren Komponenten in den umwälzenden Flüssigkeitsstrom durch Gasdruck erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß das Hineinfördern der kleineren Komponenten durch einen Pumpen druck erfolgt.

10. Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließ fähigen Komponenten, vorzugsweise aus mengenmäßig größeren Kompo nenten wie z. B. Wasser und Zuckerlösung und aus mengenmäßig klei neren Komponenten wie Geschmacks- und Geruchsträger, bei der ein Wasserbehälter und ein Behälter für Zuckerlösung über Leitungen mit Dosiereinrichtungen mit einem Gemischsammelbehälter in Ver bindung stehen und weitere Behälter für die mengenmäßig kleineren schon abgemessenen Komponenten vorhanden sind, die ebenfalls über Leitungen mit dem Gemischsammelbehälter verbunden sind und eine Gemischablaßleitung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitsbereich des Gemischsammelbehälters (3) der Anfang einer Umwälzleitung (21) angeordnet ist, die mit den Leitungen (29; 30) weiterer Behälter (23; 24) zusammengeführt ist und wiede rum im Gemischsammelbehälter (3) endet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umwälzleitung (21) ein oder mehrere Injektoren vorhanden sind, die mit den Leitungen (29; 30) in Verbindung stehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusammenführung der Umwälzleitung (21) mit den Leitun gen (29; 30) aus den weiteren Behältern (23; 24) ein Mischelement, vorzugsweise ein Injektor (31) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Umwälzleitung (21) Abmeßbehälter angeschlossen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Umwälzleitung (21) Durchflußmesser mit Leitungen zu handelsüblichen Behältnissen wie Keg′s angeschlossen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzleitung (21) zum Zwecke der Reinigung durch Reini gungsleitungen (32; 33) mit Absperrventilen mit dem Kopfraum der weiteren Behälter (23; 24) verbunden ist.