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Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von sauerstoffempfindlichen
Getränken, z. B. Bier und anderen Flüssigkeiten Es ist bekannt, claß verschiedene
Getränke, wie z.13. Bier, \@'ein und einige natürliche Mineralwässer, nachteilige
Veränderungen erleiden, wenn sie leim Abfüllen auf Transportgefäße mit dem Sauerstoff
der Luft in Berührung kommen. Es gibt auch zahlreiche andere Flüssigkeiten, , die
auf Transportgefäße abgefüllt werden und die hierbei gleichzeitig vor dein Sauerstoff
der Luft geschützt werden sollten.
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So ist es bekannt, claß beim Abfüllen von Bier auf Transportgefäße,
wie Fässer, Flaschen oder Großbehälter, itii Bier chemische Umsetzungen, wie <)xydoreduktionen,
vor sich gehen, wenn das Bier bei diesem Abfüllvorgang mit dem Sauerstoff der 1_tift
in Berührung kommt. Ähnliche oder gleiche l-.rschcintingen treten beim Abfüllen
von \\'ein auf. Bei der Abfüllung natürlicher Mineral--,v<isser wird es als störend
empfunden, daß durch die Sauerstoffaufnahme Eisenoxyde ausgefällt werden, die sich
dann in der Flasche absetzen und einen unerwünschten Bodensatz bilden.
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Um diese bekannten Nachteile auszuschalten, ist mehrfach vorgeschlagen
worden, beim Abfüllvorgang Kohlensäure an Stelle von Luft zu verwenden. Nach diesen
bekannten Verfahren wird das mit der empfindlichen Flüssigkeit zu füllende Gefäß
vorher mit Kohlensäure gefüllt, wobei man vorher durch geeignete Maßnahmen die Luft
aus diesem zu füllenden Gefäß entfernt hat. In die so von Luft befreiten, mit Kohlensäure
vorgefüllten Transportgefäße ist dann die sauerstoffempfindfiche Flüssigkeit in
bekannter Art und Weise eingefüllt worden. Werden diese Flüssigkeiten mit Hilfe
eines Druckgases vom Lagergefäß in die
Abfüllvorrichtung gedrückt,
so hat man vielfach auch hier Kohlensäure an Stelle von Luft verwendet, um jegliche
Luftberührung größeren Umfanges auszuschließen.
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Diese verschiedenen bekanntgewordenen Verfahren unterscheiden sich
im wesentlichen voneinander dadurch, daß der Grad der Ausschaltung des Luftsauerstoffes
innerhalb erheblicher Grenzen variiert. Bei dem einen Verfahren wird das zunächst
noch mit Luft gefüllte*Gefäß evakuiert und dann mit Kohlensäure gefüllt, bei einem
anderen Verfahren wird das mit der sauerstoffempfindlichen Flüssigkeit zu füllende
Gefäß vorher mit Wasser gefüllt und diese Wasserfüllung wird dann durch Kohlensäure
verdrängt. Bei einem weiteren Verfahren wird das zu füllende Gefäß mit Kohlensäure
durchgespült, um auf diese Art und Weise die Luft und damit den Sauerstoff der Luft
vollständig oder teilweise aus dem Gefäß zu entfernen. Bei allen diesen Verfahren
wird als Schutzgas Kohlensäure verwendet. Alle diese bekanntgewordenen Verfahren
haben insbesondere bei der Abfüllung von Bier, Wein und Mineralwässern den Nachteil,
daß die verhältnismäßig teuere Kohlensäure verwendet wird, was die allgemeine Einführung
dieser Abfüllverfahren bei Bier, Wein, Mineralwässern und anderen sauerstoffempfindlichen
Flüssigkeiten verhindert.
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Neuere Forschungsergebnisse zeigen, daß der schädliche Einfluß der
Luft auf diese Getränke und Flüssigkeiten nur auf den Sauerstoff der Luft zurückzuführen
ist. Nun ist es ebenfalls bekannt, daß man den Sauerstoff aus der Luft dadurch entfernen
kann, daß man die Luft z. B. durch Pvrogallol hindurchleitet, wobei der Sauerstoff
von dem Pyrogallol adsorbiert wird und ein vom Sauerstoff vollständig oder beinahe
vollständig befreites Gas austritt. Gegenstand dieser Erfindung ist es nun, bei
der Abfüllung empfindlicher Flüssigkeiten die zu füllenden Gefäße mit Hilfe eines
Adsorbers mit einer vom Sauerstoff befreiten Luft oder Kohlensäure zu füllen, so
daß die sauerstoffempfindliche Flüssigkeit in ein Transportgefäß einfließt, in dem
sich kein Sauerstoff mehr befindet oder nur noch geringe Mengen davon. Ebenso soll
bzw. kann erfindungsgemäß das Lager- oder Zwischengefäß, aus welchem die empfindliche
Flüssigkeit in die Abfüllvorrichtung gedrückt wird, mit sauerstofffreier Luft oder
Kohlensäure gefüllt und unter Druck gesetzt werden. Auch kann sauerstofffreie Luft
an Stelle von Kohlensäure zum .Ausschank von Faßbier benutzt werden.
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Man kann die Abscheidung des Sauerstoffs entweder auf chemischem oder
mechanischem Wege herbeiführen.
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Wird nach der Sauerstoffadsorption noch eine Nachbehandlung des verbleibenden
Gasgemisches, wie z. B. Trocknung oder Reinigung, erforderlich, so können dem Adsorber
entsprechende Gasreiniger nachgeschaltet bzw. mit diesem kombiniert werden.
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Erfindungsgemäß kann nun die vom Sauerstoff befreite Luft an Stelle
von Kohlensäure, wie einleitend als bekannt geschildert, zum Vorspülen, Vorfüllen
und Vorspannen der Transportgefäße beim Abfüllen von sauerstoffempfindlichen Getränken
und Flüssigkeiten verwendet werden.
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In der Abbildung ist eine bekannte Vorrichtung zum Abfüllen von Bier
auf Flaschen nach dem isoliarometrischen Verfahren dargestellt, die erfindungsgemäß
mit einem oder niehrei-en Sauerstoffadsorbern ausgerüstet ist.
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Es ist z. B. i ein um ein '\littelstück 2 führender Ringkanal, dem
das beispielsweise abzufüllende Bier über eine Leitung 3 zugeführt wird. Da beim
isoharometrischen Füllen die leere Flasche zunächst unter den gleichen Druck gesetzt
«-erden muß. wie das abzufüllende Bier, so wird jetzt Luft einem Druckkessel .4
entnommen, durch einen Adsorber 5 in den Vorluftkessel 6 und ans diesem über eine
Verbindungsleitung 7, Mehrwegeahsperrorgan R und Füllrohr 9, dicht über dem Boden
in die zu füllende Flasche io eingeführt, wobei nunmehr sauerstofffreies Gasgemisch
in die Flasche einströmt und die in dieser befindliche Luft über eine Bohrung ii
ins Freie abgeleitet wird. Alsdann wird die Flasche nach Ahschluß der Bohrung i
i aus dem Kessel 6 unter Druck gesetzt und das Bier in bekannter Weise in die Flasche
eingefüllt, wobei das in dieser befindliche, vom Sauerstoff befreite Gasgemisch
in den Rückluftkessel 12 überströmt. Da nun dem Vordruckkessel 6 ständig sauerstofffreie
Luft entnommen und dein Rückdruckkessel 12 zugeführt wird, aus dein dieser Gasüberschuß
bei den bekannten FiAlverfahren, die mit Luft oder Kohlensäure arbeiten, über ein
automatisch gesteuertes Ventil 13 ins Freie abgeblasen wird. so ist der Luft- hzw.
Kohlensäureverbrauch nicht unbedeutend und beträgt etwa o,2 bis o,6 kg C02 je hl
abgefülltes Bier bzw. i bis 3 1 Gas je i l abgefüllte Flüssigkeit.
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Bei allen bisher bekannten Abfüllverfahren war es nicht üblich, den
aus <lern Rückdruckkessel abströmenden Gasüberschuß wieder zu verwenden, weil
dieses Rückgas noch mit nicht unbeträchtlichen Mengen von Sauerstoff vermischt ist.
Werden aber Sauerstoffadsorber erfindungsgemäß verwendet, so kann das über das gesteuerte
Ablaßventil i 3 austretende Gas-Luft-Gemisch über eine Leitung 14 einem Kompressor
15 zugeführt und erneut zum Druckkessel 4 zurückströmen und also im Kreislauf verwendet
werden, da ja das der Abfüllvorrichtung zugeleitete Spül- und Druckgas im Absorber
5 vom schädlichen Sauerstoff befreit wird.
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Will man aus technologischen Gründen nicht mit sauerstofffreier Luft,
sondern nur mit Kohlensäure arbeiten, so kann erfindungsgemäß derDruckkessel4 einmalig
mit C02 gefüllt und die mit Sauerstoff verunreinigte Kohlensaure über Leitung 14
und Kompressor i.5 zurückgeführt und wieder verwendet werden. Es ist dann nur notwendig,
den auftretenden CO,-Verlust aus einem Kohlensäurespeicher, z. 13. einer Stahlflasche
16, über ein Regulierventil 17 zu ersetzen. Der Verbrauch an Kohlensäure hzw. sauerstofffreier
Luft geht dann auf einen Bruchteil des bisherigen
Verbrauchs zurück.
Wird der Adsorber außerdem noch mit bakteriziden Stoffen gefüllt, so, kann auch
noch mit der Adsorption des Sauerstoffs gleichzeitig eine Entkeimung des umlaufenden
Druckgases erreicht werden.
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Alle anderen :11>fii,llvorrichtungen bisher bekannter Art, die mit
Luft oder Kohlensäure als Druckgas betrieben werden, können in gleicher Weise erfindungsgemäß
mit einem Adsorber ausgerüstet und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung betrieben
werden. Es ist daher nicht notwendig, hier alle diese bekannten Abfüllvorrichtungen
und -verfahren zu beschreiben.
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Die Rückführung des aus den sich füllenden Flaschen ausströmenden
Gasgemisches über die Leitung r4 und den Kompressor 15 kann entfallen, wenn ein
weiterer Adsorber 18 in die Trennwand zwischen Vor- und Rückdruckhehälter eingebaut
wird, wie beispielsweise in der Abbildung dargestellt.