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Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren von Flüssigkeiten mittels
fester Kohlensäure (Trockeneis)
Es ist bekannt, Flüssigkeiten, insbsondere Getränke
auch alkoholischer Art, dadurch mit Sohlensäure zu imprägnieren, daß man die Kohlensäure
in fester Form direkt in leinen Druckbehälter leinbringt, in dem sich auch die zu
imprägnierende Fliissigkeit befindet. Auf diese Weise wird z. B.
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Süßmost in großem Umfange behandelt. Durch die Verdunstung des Trockeneises
erhält man nicht nur den gewünschten Imprägnierungsdruck, sondern nutzt auch gleichzeitig
die Verdunstungskälte zur Kühlung der Flüssigkeit aus.
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Nun hat sich aber gezeigt, daß dieses Verfahren besonders für die
Hlerstellung stark moussierender Getränke, insbesondere alkoholischer Erzeugnisse,
nicht genügt, weil die Verdunstung der festen Kohlensäure zu rasch vor sich geht
und das Sohlensäuregas in großen Blasen zu rasch an die Oberfläche steigt. Die Flüssigkeit
gerät zwar in Wallung, aber für eine intensive Imprägnierung ist die Verteilung
des Kohlensäuregases nicht fein genug und die Flüssigkeitsoberfläche zu klein. Blei
bestimmten alkoholischen Getränken kommt es besonders auch darauf an, daß die zugeteilten
Würzstoffe auf das Feinste verteilt werden.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, Kohlensäuregas unter Druck von
außen in das Behandlungsgut einzuführen und das Biehandiungsgut aus seinem Behälter
in eine diesem vorgelagerte Kammer vorzutreiben, in dieser Kammer unter gleichzeitiger
Imprägnierung fein zu zerstäuben und dabei mit den gasförmigen Würzstoffen innig
zu vermischen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend
aufgeführten Wirkungen, d. h. das Erreichen des gewünschten Imprägnier-und Abfülldruckes,
das Erzielen einer langen Imprägnierzeit, gleichzeitige Kühlung des Behandlungsgutes,
Feinstverteilung der Flüssigkeit zur Schaffung einer möglichst großen Berührungsfläche
mit dem Kohlensäuregas und levtl. Würzstoffen, dadurch in einem einfachen Verfahren
zu erzielen und zu vereinigen, daß man das Trockzeneis in einem Behälter, der innerhalb
des Druckgefäßes für die zu behandelnde Flüssigkeit untergebracht ist, verdunsten
und die entstehende gasförmige Kohlensäure durch das Behandlungsgut hindurchperlen
läßt oder den im Einsatzbehälter entstehenden Überdruck sich auf irgendeine andere
Weise zur Feinstverteilung zunutze macht.
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In einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind deshalb innerhalb eines Druchgefäßes für die Flüssigkeit ein oder mehrere nach
unten sich öffnende Druckbehälter. für die feste Kohlensäure angeordnet. Zweckmäßig
sind im Wege der aufsteigenden Perlen Vorrichtungen, beispielsweise Prallbleche,
angeordnet, die die aufsteigenden Gasperlen zerteilen. Bei einer anderen besonders
vorteilhaften Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
öffnet sich der Druckliehälter für die feste Kohlensäure in eine oder mehrere Düsen,
und im Wege der Flüssigkeits- und Gasströmung befinden sich ein oder mehrere Umlenkbleche.
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In den Zeichnungen sind beispielsweise zwei Ausführungsformen der
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Nach Abb. 1 besteht die Vorrichtung aus einem zylindrischen Druckgefäß
I, das mit einem Deckel 2 dicht verschlossen ist. Auf diesem Deckel befindet sich
ein Sicherheits- und Abblaseventil 3, lein Entlüftungsventil 4 und ein Manometer
5. Im Druckgefäß 1 ist ein zylindrischer Behälter 6 eingesetzt, der oblen mit einem
Deckel 7 gasdicht verschlossen, nach unten aber offen ist. Im Gefäß 6 befindet sich
ein gelochter Boden 8 zur Aufnahme des Trockeneisblockes 9. An das zylindrischie
Gefäß 6 sind ring- udn tassenförmige Bleche 10 angeschweißt, die am Rande fein gezahnt
sind und von unten nach oben leinen größer werdenden Durchmesser aufweisen, wobei
die oberen Bleche, auch als Wärmeleitbleche zur Kühlung der Flüssigkeit dienen.
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11 ist ein Überlaufventil, bis zu, dem das Druckgefäß 1 mit der zu
imprägnierenden Flüssigkeit angefüllt wird. Durch das Ventil 12 wird das fertige
Behandlungsgut unter dem am Sicherheitsventil eingestellten Druck abgefüllt. Das
Druckgefäß 1 ist mit einer Isolierung 13 versehen. Die Arbeitsweise der Vorrichtung
ist folgende: Zunächst wird die zu imprägnierende Flüssigkeit in das Drückgefäß
1 bis zum Überlauf 11 eingefüllt. Dann wird der Trockeneisblock g in den Behälter
6 eingesetzt und dieser mit dem Deckel 7 gas dicht verschlossen; ebenso wird das
Gefäß I mit dem Deckel 2 verschlossen. Das verdunstende Gas (Kohlensäure) kann nun
nur durch die gelochte Platte 8 nach unten abströmen, wobei durch den entstehenden
Überdruck die Flüssigkeit aus dem Behälter 6 verdrängt wird. Dadurch steigt die
Flüssigkeit im Gefäß 1, so daß sie nun auch den Oberteil des Behälters 6 umspült,
in dem sich das Trockeneis befindet, das die Flüssigkeit gleichzeitig kühlt. Das
verdunstende Gas verteilt sich beim Hochsteigen durch die tassenförmigen Fangbleche
10 in feinster Form und imprägniert somit die in Bewegung gerastende Flüssigkeit.
Das überschüssige Kohlensäuregas strömt nach Erreichen des eingestellten Imprägnierdruckes
durch das Sicherheitsventil 3 ab.
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Über das Ventil 12 kann man die imprägnierte Flüssigkeit in Flaschen
wie üblich abfüllen. Wenn z. B. 100 l eines alkoholischen Getränkes mit einer kcal
spezifischen Wärme von etwa 0,9 mit 8 kg kg.°C Trockeneis gehandelt werden, so werden
etwa 1200 WE dem Getränk entzogen, und es kühlt sich somit um et,va 1200:90130 C
ab. Dabei entstehen etwa 4000 l Kohlensäuregas von atmosphärischem Druck, also bei
einem Imprägnierdruck von 5 ata etwa 800 l Kohlensäuregas im Druckbehälter.
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Dlas. ist das achtfache Volumen der Flüssigkeit' somit Kohlensäure
gas genug, um eine intensive Bewegung und Imprägnierung der Flüssigkeit zu erzielen.
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Noch besser wird die erfindungsgemäße Vorrichtung durch das Ausführungsbeispiel
gemäß Abb. 2 veranschaulicht.
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In diesem Fall ist das Druckgefäß in einen Oberteil 13 und imiden
Unterteil 14 unterteilt, die lediglich durch einen gelochten Boden 15 voneinander
getrennt sind. Das Druckgefäß wird wieder durch einen Deckel 16 gasdicht verschlossen,
auf dem ebenfalls ein Sicherheitsventil 17, ein Entlüftungsv,entil I8 und ein Manometer
19 angebracht sind. D!er Trockeneisblock 20 wird in den Ddruckbehälter 21 eingebracht
und kommt auf den gelochten Boden 22 ZU liegen, während etwas darunter der Druckbehälter
durch leinen vollen Boden 23 abgeschlossen wird. Nach oben wird der Dlruckbehälter
durch einem Deckel 24 gasdicht verschlossen. Dlas verdunstende Gas tritt mit Überdruck
unten durch das Fallrohr 25 aus und verteilt sich auf die beiden Düsenrohre 26.
Diese münden in die beiden unten offenen Steigrohre 27, wobei die Querschnitte so
bemessen sind, daß leine injrektorartige Wirkung entsteht und die Flüssigkeit mit
dem Kohlensäuregasstrom in den Steigrohren 27 nach oben gerissen wird. Oben prallt
das feinzerstäubte Flüssigkeits-Gas-Gemisch gegen das haubenförmige Prallblech 28
und wird zur Mitte gegen den Druckbehälter 21 abgelenkt. Die Flüssigkeit rieselt
an diesem über die gleichzeitig als Kühlrippen dienenden Fangbleche 29 nach unten
und fließt durch das gelochte Blech 15 zurück in den Unterteil 14 des Druckgefäßes,
um den Kreislauf von neuem zu beginnen, so lange noch Trockeneis und damit Überdruck
im Druckbehälter 21 vorhanden ist. Die Mengenbemessung des Trockeneises bestimmt
also auch die Zeitdauer der Imprägnierung. Das überschüssige Kohlensäuregas strömt
wiederum
durch das Sicherheitsventil 17 ab. 30 ist das Überlaufventil, 31 das Abfüllventil
und 32 die Isolierung.
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Auf diese oder ähnliche Weise, z. B. auch dadurch, daß m;an die Flüssigkeit
durch die entstehende Druckgasenergie in schleudernde Bewegung bringt, erreicht
man erflndungsgemäß auf einfachste Weise die gewünschten Wirkungen.
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Außer der Vereinigung der eingangs erwähnten Wirkungen hat dieses
leinfache Verfahren noch den weiteren Vorteil, daß das aus der Verdunstung des Trockeneisbiockes
entstehende Kohlensäuregas absolut rein ist und selbst zu einem Grobteil als Kälteträger
wirkt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch diese gleichzeitige direkte Abkühlung
der Imprägnierungsvorgang nicht nur intensiver vonstatten geht, sondern der moussilerende
Charakter des Getränkes gegenüber den nach den bisherigen Verfahren hergestellten
Getränken wesentlich erhöht und geschmacklich als vilel stärker und besser fempfunden
wird. Möglicherweise ist diese Eigenschaft nicht nur auf die größere Konzentration
gelöster Kohlensäure, sondern auch auf den höheren Gehalt an Kohlendioxydhydraten
zurückzuführen.