DE4407738A1

DE4407738A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus fließfähigen Komponenten

Info

Publication number: DE4407738A1
Application number: DE4407738A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Mette
Original assignee: Mette Manfred
Current assignee: NOCADO GETRAENKETECHNIK GMBH & CO. KG, 26629 GROSS
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-14
Also published as: EP0679429A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus fließfähigen Komponenten entspre chend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.

Getränkeherstellungsverfahren und die zugehörigen Vorrichtungen dienen zum Dosieren, Mischen, Homogenisieren und/oder Entlüften und Karbonisieren von fließfähigen Komponenten. Dabei handelt es sich beispielsweise um Fruchtsäfte oder Limonaden, die aus Wasser als einer mengenmäßig größeren Komponente und anderen Komponenten wie fertiger Sirup, Geschmacks- und Geruchsstoffe und dgl. ge mischt 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. Desweiteren 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. Desweiteren sind zur Mischung zusätzliche Behäl ter und Leitungen notwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, jeweilige Mengen fließ fähiger Komponenten zur Herstellung unterschiedlicher Getränke mit hoher Dosiergenauigkeit durch kleinsten technischen und zeit lichen Aufwand zu dosieren, zu mischen, zu homogenisieren und/oder zu entlüften und zu karbonisieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß den in den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß für alle Verfahrensschritte und für die Durchführung aller Funktionen der Vorrichtung wie das Dosieren, Mischen, Sam meln, das Entlüften und Karbonisieren sowie das Abführen der Kom ponenten bzw. des Fertiggetränkes nur eine einzige Pumpe notwen dig ist. Diese Pumpe betreibt eine Umwälzung des Getränkegemisch stromes in einer Getränkegemischumwälzleitung. In dieser Leitung sind der Pumpe Injektoren nachgeschaltet, die das Mischen, Homo genisieren und das Entlüften und Karbonisieren bewirken. Als Treibstrahl wird der Getränkegemischumwälzstrom benutzt, der durch die Pumpe erzeugt wird. Werden die Injektoren in verzweigt und parallel geführten Getränkegemischumwälzleitungen angeordnet, ist es außerdem noch möglich entsprechend den Mengenverhältnissen der Komponenten die Treibstrahlmengen zu wählen, um damit gerin gere Drücke in den Leitungen zu erreichen. Dadurch kann die Vor richtung sehr einfach gestaltet werden und besitzt nur wenige Verschleißteile. Sie ist universell einsetzbar. Durch das Vorhan densein nur einer einzigen Pumpe ist der Energieeinsatz gering. Zur Dosierung werden Durchflußmeßeinrichtungen angewendet. Wei terhin ist durch die ständige Umwälzung des Getränkegemischstro mes eine vollständige Mischung vorhanden, d. h. das fertige Ge tränk ist völlig homogenisiert. Auf diese Weise ist mit einer sehr einfachen Vorrichtung die Herstellung gewünschter Getränke aller Art kostengünstig möglich.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher er läutert werden.

Die Figur zeigt eine schematisierte Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus fließfähige Komponenten.

Verfahrensgemäß wird das Getränk aus mehreren fließfähigen Kompo nenten hergestellt. Es wird eine mengenmäßig größere Komponente wie Wasser und mengenmäßig kleinere Komponenten wie fertige Grundstoffe oder Zuckerlösung und Konzentrate von Geschmacks- und Geruchsträgern zusammengeführt. Die Zusammenführung aller Kompo nenten erfolgt im Ansaugverfahren, wobei ein fertiger oder ge bildeter Getränkegemischumwälzstrom als Treibstrahl für das An saugen benutzt wird. Für das Umwälzen des Getränkegemisches ist nur eine Pumpe vorgesehen. Das Abmessen der Komponenten erfolgt dabei im Durchflußverfahren. Das gebildete Getränkegemisch wird ständig umgewälzt, wobei sich die Komponenten weiter vermischen und homogenisieren. Soll das Getränkegemisch entlüftet und karbo nisiert werden, wird ebenfalls der Getränkegemischumwälzstrom als Treibstrahl für das Ansaugen des Inertgases, vorzugsweise CO₂ benutzt. Zur besseren Dosierung werden die Strömungsgeschwindig keiten der einzelnen Komponenten bevor die Sollwerte der Dosie rungen erreicht sind, herabgesetzt, d. h. es wird in einem soge nannten Schleichgang gefahren. Sind die Sollwerte erreicht wird die Zudosierung unterbrochen. Das Verfahren kann auch in der Weise betrieben werden, daß das Umwälzen des Getränkegemischstro mes ständig und das dosierte Zufügen der Komponenten in Interval len oder daß auch das Umwälzen jeweils nur für eine Charge er folgt. Dabei kann das Zufügen der Komponenten in Reihe oder in parallele Umwälzleitungen vorgenommen werden. Das fertige Geträn kegemisch wird anschließend direkt aus dem Getränkegemischumwälz strom entnommen und gesammelt und, wenn vorgesehen, nachkarboni siert. Es wird anschließend abgeführt.

Die Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus mehreren fließ fähigen Komponenten besteht aus einem liegenden Behälter, der durch eine radiale Trennwand 1 in einen Wasserbehälter 2 und einen Gemischsammelbehälter 3 unterteilt ist. In den Wasserbehäl ter 2 mündet eine durch ein Ventil 4 absperrbare Wasserzulauflei tung 5 und zur Abführung von Gas ist am oberen Teil des Wasserbe hälters 2 eine Gasableitung 6 mit Rückschlagventil 7 vorgesehen. Der Gemischsammelbehälter 3 besitzt eine Getränkegemischumwälz leitung 8, deren Anfang im Boden des Gemischsammelbehälters 3 angeordnet ist und die wiederum im Gemischsammelbehälter 3 im oberen Teil endet. In dieser Getränkegemischumwälzleitung 8 ist eine Pumpe 9 angeordnet. Dieser Pumpe 9 sind in der Getränkege mischumwälzleitung 8 im Beispiel drei Injektoren 10; 11; 12 nach geordnet, wobei der Getränkegemischumwälzstrom als Treibstrahl für diese Injektoren 10; 11; 12 benutzt wird. Der Injektor 10 ist über eine Leitung 13 mit dem Wasserbehälter 2, der Injektor 11 ist über eine Leitung 14 mit einem Behälter 15 für fertigen Sirup und der Injektor 12 ist über eine Leitung 16 mit einer CO₂-Quelle verbunden. Diese Leitungen 13; 14; 16 sind ansaugseitig an den Injektoren 10; 11; 12 angeordnet. Zur Dosierung von Wasser und fertigen Sirup besitzen die Leitungen 13 und 14 je eine Durch flußmeßeinrichtung 17 und 18. Weiterhin sind in den Leitungen 13 und 14 je eine schaltbare Drossel 19 und 20 und je ein Absperr ventil 21 und 22 angeordnet. In der Leitung 16 zur CO₂-Quelle ist ebenfalls ein Absperrventil 23 vorhanden. Die Leitung 16 beginnt in einem Nachkarbonisier- und Fertigproduktsammelbehälter 24. Dieser Nachkarbonisier- und Fertigproduktsammelbehälter 24 steht mit der Getränkegemischumwälzleitung 8 durch eine Fertiggemisch leitung 25 in Verbindung, die von der Getränkegemischumwälzlei tung 8 nach der Pumpe 9 abzweigt und in der ein Absperrventil 26 eingebaut ist. Das Absperrventil 26 ist über eine Software ge steuert. Bei Stillstand der Pumpe 9 ist das Absperrventil ge schlossen. Außerdem befindet sich in der Fertiggemischleitung 25 ein weiterer Injektor 27, der ansaugseitig mit einer CO₂-Quelle 28 verbunden ist. Im Nachkarbonisier- und Fertigproduktsammelbe hälter 24 sind Minimum- und Maximumkontakte 29 vorhanden und im Boden ist eine Produktablaßleitung 30 angeordnet.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Im Gemischsammelbehälter 3 befindet sich gemischtes Getränk. Dieses Getränk wird durch die Pumpe 9 über die Getränkegemischum wälzleitung 8 ständig umgewälzt. Das Getränk wird also dem Ge mischsammelbehälter 3 entnommen und diesen wieder zugeführt. Es wird dabei fortlaufend gemischt und homogenisiert. In der Geträn kegemischumwälzleitung 8 befinden sich die Injektoren 10; 11; 12, die ansaugseitig mit den Leitungen 13; 14; 16 für die einzelnen zu mischenden Komponenten bzw. mit einer CO₂-Quelle 28 verbunden sind. Als Treibstrahl für die Injektoren 10; 11; 12 wird der Ge tränkegemischumwälzstrom benutzt. Für die Umwälzung ist nur eine Pumpe 9 vorgesehen. Wasser als mengenmäßig größere Komponente wird über die Wasserzulaufleitung 5 bei geöffneten Ventil 4 dem Wasserbehälter 2 zugeführt. Die mengenmäßig kleineren Komponen ten, im Beispiel nur eine Komponente, nämlich fertiger Sirup, befinden sich im Behälter 15. Diese beiden Komponenten werden je über eine Leitung 13; 14, in denen sich Absperrventile 21; 22, schaltbare Drosseln 19; 20 und je eine Durchflußmeßeinrichtung 17; 18 befinden, den Injektoren 10; 11 ansaugseitig zugeführt. Es werden die Komponenten im Durchlauf abgemessen und in den Geträn kegemischumwälzstrom zudosiert. Soll das Getränk entlüftet und karbonisiert werden, wird der Injektor 12 zugeschaltet, der mit der CO₂-Quelle 28 verbunden ist. Auch hierbei wird der Getränke gemischumwälzstrom als Treibstrahl benutzt. Die Strömungsge schwindigkeiten der Komponenten werden proportional zu den Mengen gewählt, so daß die Dosierungen in etwa zu gleicher Zeit beendet werden. Um eine bessere Dosierung zu erreichen, werden die Strö mungsgeschwindigkeiten der einzelnen Komponenten bevor die Soll werte der Dosierungen erreicht sind, herabgesetzt, d. h. es wird in einem Schleichgang gefahren. Die Drosseln 19; 20 werden ent sprechend geschaltet. Sind die Sollwerte erreicht, werden die Absperrventile 21; 22 geschlossen. Diese Dosierung kann in der Weise betrieben werden, daß das Umwälzen des Getränkegemischstro mes ständig und das dosierte Zufügen der Komponenten in Interval len oder auch das Umwälzen jeweils nur für eine Charge erfolgt. Das fertige Getränk wird aus der Getränkegemischumwälzleitung 8 über die Fertiggemischleitung 25 in einen Nachkarbonisier- und Fertigproduktsammelbehälter 24 geleitet. Es wird dort gesammelt und, wenn gewünscht, nachkarbonisiert. Dazu ist in der Fertigge mischleitung 25 ein weitere Injektor 27 vorhanden, der an die CO₂-Quelle 28 angeschlossen ist. Das fertige Getränk wird dann über die Produktablaßleitung 30 z. B. einer Abfüllmaschine zuge führt. Zur Herstellung der unterschiedlichsten Getränke wird eine Software benutzt. Diese Software steuert entsprechend den ge wünschten eingegebenen Daten und den in den Behältern vorhandenen Minimum- und Maximumkontakten die Gesamtmaschine.

Bezugszeichenliste

1 Trennwand
2 Wasserbehälter
3 Gemischsammelbehälter
4 Ventil
5 Wasserzulaufleitung
6 Gasableitung
7 Rückschlagventil
8 Getränkegemischumwälzleitung
9 Pumpe
10 Injektor
11 Injektor
12 Injektor
13 Leitung
14 Leitung
15 Behälter
16 Leitung
17 Durchflußmeßeinrichtung
18 Durchflußmeßeinrichtung
19 Drossel
20 Drossel
21 Absperrventil
22 Absperrventil
23 Absperrventil
24 Nachkarbonisier- und Fertiggetränkbehälter
25 Fertiggemischleitung
26 Absperrventil
27 Injektor
28 CO₂-Quelle
29 Minimum- und Maximumkontakt
30 Produktablaßleitung

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Getränken aus fließfähigen Kom ponenten durch Mischen und/oder Entlüften und Karbonisieren, vorzugsweise aus einer mengenmäßig größeren Komponente wie z. B. Wasser und aus mengenmäßig kleineren Komponenten wie z. B. ferti ger Sirup, Geschmacks- und Geruchsstoffe und dgl., wobei die Komponenten abgemessen, gemischt, gesammelt und dann das Gemisch abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den einzelnen Komponenten vorhandene oder gebildete Getränkegemisch umgewälzt und der Getränkegemischumwälzstrom als Treibstrahl benutzt wird für das dosierte Zufügen und Mischen der Komponenten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten vor dem dosierten Zufügen im Durchfluß abgemessen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ge tränkegemischumwälzstrom als Treibstrahl benutzt wird für das Zufügen von Inertgas, vorzugsweise CO₂, zum Entlüften und Kar bonisieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeiten der Komponenten bevor die Sollwer te der Dosierungen erreicht sind, herabgesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der Sollwerte der Dosierungen der Komponenten das Zudosieren unterbrochen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umwälzen des Getränkegemischstromes ständig und das dosierte Zufügen in Intervallen erfolgt, wobei zwischen den Intervallen homogenisiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umwälzen des Getränkegemischstromes jeweils für eine Charge erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dosierte Zufügen der Komponenten in die Umwälzleitung in Reihe erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das dosierte Zufügen der Komponenten in parallele Umwälzleitun gen, die zusammengeführt werden, erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abführen des Getränkegemisches direkt aus dem Getränkege mischumwälzstrom zum Nachkarbonisieren und Sammeln in einer nach geschalteten Verfahrensstufe folgt.

11. Vorrichtung zum Herstellen von Getränken aus fließfähigen Komponenten durch Mischen und/oder Entlüften und Karbonisieren, vorzugsweise aus einer mengenmäßig größeren Komponente wie z. B. Wasser und aus mengenmäßig kleineren Komponenten wie z. B. ferti ger Sirup, Geschmacks- und Geruchsstoffe und dgl., bei der ein Wasserbehälter und Behälter für Sirup, Geschmacks- und Geruchs stoffe und dgl. über Leitungen mit Pumpen, Ventilen, Meßeinrich tungen sowie Dosier- und Mischeinrichtungen mit einem Gemischsam melbehälter in Verbindung stehen und ein Fertigproduktsammelbe hälter mit einer Produktablaßleitung vorhanden ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Gemischsammelbehälter (3) eine Getränkege mischumwälzleitung (8) besitzt, deren Anfang im Gemischsammelbe hälter (3) angeordnet ist und die wiederum im Gemischsammelbe hälter (3) endet und in dieser Getränkegemischumwälzleitung (8) eine Pumpe (9) angeordnet ist, der Injektoren (10; 11; 12;) nachge ordnet sind, die jeweils über eine Leitung (13; 14; 16) mit dem Wasserbehälter (2) und Behältern (15) für Sirup, bzw. für weitere Geschmacks- und Geruchsstoffe in Verbindung stehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (13; 14) zwischen den Injektoren (10; 11) und den Behältern (2; 15) je eine Durchflußmeßeinrichtung (17; 18) vorhan den ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Getränkegemischumwälzleitung (8) zum Zwecke der Entlüftung und Karbonisierung der Injektor (12) angeordnet ist, dessen an saugseitige Leitung (16) mit einer Inertgasquelle, vorzugsweise CO₂-Quelle, in Verbindung steht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (13; 14) zwischen den Injektoren (10; 11) und den Behältern (2; 15) je eine schaltbare Drossel (19; 20) zum Zwecke der Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit der Kompo nenten vor Erreichen der Sollwerte der Dosierungen angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (13; 14) zwischen den Injektoren (10; 11) und den Behältern (2; 15) je ein schaltbares Absperrventil (21; 22) zum Zwecke der Unterbrechung der Zudosierung angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (10; 11) in der Getränkegemischumwälzleitung (8) hintereinander angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (10; 11) in verzweigt und parallel geführten Getränkegemischumwälzleitungen (8) angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Getränkegemischumwälzleitung (8) nach der Pumpe (9) ei ne Abzweigung für eine Fertiggemischleitung (25) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertiggemischleitung (25) zu einem Nachkarbonisier- und Fertigproduktsammelbehälter (24) geführt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fertiggemischleitung (25) ein von im Fertigproduktsam melbehälter (24) angeordneten Minimum- und Maximumkontakten (29) gesteuertes Absperrorgan (26) angebracht ist.