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Vorrichtung zum künstlichen Altern von alkoholischen Getränken Gegenstand
der Erfindung bildet eine neue und besonders vorteilhafte Vorrichtung zum künstlichen
Altern von alkoholischen Getränken durch Hindurchleiten derselben durch ein unter
Wechselspannung stehendes Elektrodensysfem, dessen Elektroden, verschiedenen Potentials
unter Freilassung eines mäandrierenden Durehlaufkanals fär die Flüssigkeit ineinanderragen.
Bei bisher bekannten derartigen Vorrichtungen wird die zu alternde Flüssigkeit durch
ein Platfensystem von. Elektroden hindurchgeleitet, wobei jedoch der große Nachteil
besteht, daß die erforderliche Alterungsleistung nicht oder nur in beträchtlich
langen Zeiträumen erreicht wird und eine so erreichte Alterung auch rückläufig ist,
d. h. nach Durchführung des Verfahrens die erreichte Alterung in dem Umfang nicht
bestehenbleibt, sondern sich der gealterte Alkohol geschmacklich wieder verschlechterf.
Bei den bekannten Vorrichtungen besteht der beachtliche Mangel, daß die die Elektroden
beinhaltende Apparatur beträchtlichen Umfang annehmen muß, wenn man bestrebt ist,
eine große Alterungsleistung zu
erreichen. Man hat diese Alterungsleistung
auch dadurch zu steigern versucht, daß man die alkoholische Flüssigkeit neben der
Einwirkung des elektrischen Stromes vorerst mit Sauerstoff sättigt oder daß man
den Alterungseffekt mit oligodynamischer, also schwacher elektrischer Leistung zu
erreichen versucht, wobei oligodynamisch wirkende Metalle, nämlich Edelmetalle,
zur Anwendung kommen mußten. Auch die verschiedensten Katalysatoren wurden bereits
zur Durchführung der Alterung zur Anwendung gebracht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher in bekannter, eingangs
beschriebener Weise die alkoholische Flüssigkeit durch ein unter Wechselspannung
stehendes Elektrodensystem hindurchgeleitet wird, dessen Elektroden verschiedenen
Potentials unter Freilassung eines mäandrierenden Durchlaufkanals für die Flüssigkeit
ineinanderragen, bewirkt, daß durch abschnittsweise Vergrößerung des Durchlaufquerschnitts
des Durchlaufkanals und der denselben bildenden Elektrodenflächen in Richtung des
Durchflusses die Strömungsgeschwindigkeit verringert und gleichzeitig die Wechselstromstärke
erhöht und so während des Durchflusses die AlterungsJeistung progressiv gesteigert
wird. Es hat sich in der Praxis herausgesiellf, daß bei Anwendung dieser neuartigen
Vorrichtung eine bleibende Alterung und ein geschmacklich einwandfreies Getränk
,erhalten wird.
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Eine bisher bekannte Ausführungsform einer Vorrichtung zum künstlichen
Altern von alkoholischen Flüssigkeiten, welche ein unter Wechselspannung zu setzendes
Elektrodensystem aufweist, dessen alternierend unter verschiedenes Potential zu
setzenden Elektroden unter Freilassung eines mäandrierenden Durchlaufkanals für
die Flüssigkeit ineinanderragen, läßt sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dadurch geeignet machen, daß erfindungsgemäß der Durchflußquerschnitt
des Durchlaufkanals und die denselben bildenden Elektrodenflächen abschnittsweise,
vorzugsweise von Elektrodenfeld zu Elektrodenfeld, dem- bzw. denjenigen des in Richtung
des Durchflusses vorgeordneten Abschnittes gegenüber jeweils vergrößert sind.
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Bekanntlich ist die durchlaufende Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit
immer konstant. Bei konstanter Flüssigkeitsmenge ist die Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit abhängig vom Durchflußquerschnitt. Mathematisch ausgedrückt bedeutet
das S = v - F = const, wobei S = durchlaufende Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit
(cm3/sec), v = Strömungsgeschwindigkeit (cm/sec), F = Durchflußquerschnitt (cm2)
bedeutet.
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Somit ist die Strömungsgeschwindigkeit v umgekehrt proportional dem
Durchflußquerschnitt F.
Hieraus ist also ersichtlich, daß die Strömungsgeschwindigkeit sich in Richtung
des Durchflusses verringert, wenn der Durchflußquerschnitt des Durchlaufkanals in
Richtung des Durchflusses sich vergrößert, was durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gegeben ist.
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Die Wechselstromstärke im Elektrodensystem wird erfindungsgemäß in
Richtung des Durchflusses dadurch erhöht, daß die den Durchlaufkanal bildenden Elektrodenflächen
und damit deren Kapazität in Richtung des Durchflusses vergrößert sind. Das ergibt
sich dadurch, daß mathematisch die Gleichung besteht-I = U # ui
C,
wobei I = Wechselstromstärke, U = const = angelegte Wechselspannung,
a) = z n f = const = Kreisfrequenz, f = verwendete Frequenz, C = gegenseitige Elektrodenkapazität
bedeutet.
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Hieraus ergibt sich, daß die Wechselstromstärke I der Elektrodenkapazität
C proportional ist. I-C. Wird also in Richtung des Durchflusses die Elektrodenkapazität
gesteigert, so erhöht sich in proportionalem Maße die Größe der Wechselstromstärke
I.
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Als Wechselspannung werden gewöhnlich 24 bis 42 V verwendet, welche
Spannungen sich in der Praxis als vorteilhaft ergeben haben. Die Anwendung höherer
Spannungen ergibt sich dadurch, daß bei hohem Alkoholgehalt oder niederem Säuregehalt
im Getränk dessen Leitfähigkeit gering und somit auch die elektrische Leistung gering
ist, welche durch Anlegung höherer Spannung entsprechend wieder gesteigert werden
kann.
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Aus obigem ist zu erkennen, daß die elektrische Leistung
N= U-I in Richtung des Durchlaufkanals gesteigert wird, da in dieser Richtung
die Wechselstromstärke I sich erhöht und somit sich auch die Alterur_bsleistung
progressiv steigert. Diese Alterungsleistung wird erfindungsgemäß weiterhin dadurch
noch erhöht, daß - wie oben bereits ausgeführt -die Strömungsgeschwindigkeit in
Richtung des Durchlaufkanals sich verringert und somit die Flüssigkeit in Richtung
ihres Durchflusses in den einzelnen aufeinanderfolgenden Abschnitten des Durchlaufkanals
gegenüber dem jeweils vorgeordneten Abschnitt jeweils längere Zeit verweilt und
damit entsprechend länger dem Einfluß des Wechselstromes unterliegt. Die Wirkung
führt also zur Erhöhung der Alterungsleis:tung bei kürzeren Alterungszeiaen und
geringerem Apparataufwand und Steigerung des Wirkungsgrades der Apparatur.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können
die alternierend unter verschiedenes Potential zu setzenden Elektroden
als
röhrenförmige, axial senkrecht stehende Zylinder von kreisförmigem, ovalem od. dgl.
Querschnitt ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet und die Elektroden
gleichen Potentials an jeweils einer Seite des Elektrodensystems durch elektrisch
leitende, die Seitenwandungen des Durchlaufkanals bildende Platten untereinander
verbunden sein.
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Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen
sich in jeweils gewünschtem Maße der Durchflußquerschnitt des Durchlaufkanals bei
entsprechendem radialem Abstand der jeweils aufeinanderfolgenden Zylinderelektroden
einerseits und die den Durchlaufkanal bildenden Elektrodenflächen andererseits von
Elektrodenfeld zu Elektrodenfeld in Richtung des Durchflusses vergrößern.
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Weisen die konzentrisch einander sich umgebenden Zylinderelektroden,
deren Anzahl entsprechend der gewünschten Alterungsleistung gewählt wird, beispielsweise
kreisförmigen Querschnitt auf, so beträgt die Kapazität zwischen zwei einander benachbarten
Zylindern
wobei .d = absolute Dielektrizitätskonstante, L = Länge der Zylinderelektroden,
L7 = Spannung zwischen den Zylindern, R = Durchmesser des Außenzylinders, r- = Durchmesser
des Innenzylinders, In = natürlicher Logarithmus bedeutet.
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Demgemäß kommt es also darauf an, das Verhältnis Rlr in Richtung des
Durchlaufkanals zu verkleinern, um damit in dieser Richtung die Elektrodenkapazität
C zu vergrößern, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß der gegenseitige
Abstand der einander sich konzentrisch umgebenden Zylinder gleichgewählt und die
zu alternde Flüssigkeit vom innersten zum äußersten Zylinder hindurchgeleitet wird.
Durch diese sich steigernde Elektrodenkapazität wächst - wie oben bereits nachgewiesen
- auch die Wechselstromstärke und damit elektrische und Alterungsleistung in Richtung
des Durchlaufkanals progressiv.
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Bei einer solchen Ausführungsform ist es weiterhin von Vorteil, wenn
der innerste Elektrodenzylinder mit einer oberen Seitenplatte verbunden und an einen
Zuflußstutzen für die zu alternde Flüssigkeit angeschlossen ist und ferner unterhalb
der unteren Seitenplatten ein vom äußersten, mit der betreffenden oberen Seitenplatte
verbundenen Elektrodenzylinder vorzugsweise mit seinem Boden trichterförmig geneigt
zur Mitte des Elektrodensystems verlaufender Abflußkanal mit einem zweckmäßig zentral
liegenden Abflußstutzen vorgesehen ist: Durch eine derartige Vorrichtung, welche
auf kleinstmöglichem Raum verhältnismäßig große Elektrodenflächen aufweist, durchläuft
die zu alternde Flüssigkeit das Elektrodensystem vom Zuflußstutzen aus mäandrierend
bis zum Abflußkanal und -stutzen. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit bietet die
Erfindung auch insofern, als die oberen Seitenplatten, vorzugsweise zur Mitte des
Elektrodensystems hin, geneigt angeordnet sind und in ihrem höchsten Bereich einen
oder mehrere gegebenenfalls verschließbare Entlüftungsdurchlässe aufweisen. Auf
diese Weise werden beim Einströmen der zu alternden Flüssigkeit die durch die Elektroden
gebildeten Räume entlüftet und können sich demgemäß voll auffüllen.
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Desgleichen ist es von weiterem Vorteil, wenn erfindungsgemäß die
unteren Seitenplatten jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden, mit ihnen verbundenen
Elektrodenzylindern in sich nach unten, z. B. trichterförmig, geneigt sind und in
ihrem tiefsten Bereich einen oder mehrere gegebenenfalls verschließbare Entleerungsdurchlässe
aufweisen, so daß der Rest der gealterten Flüssigkeit, der nach Beendigung des Alterns
in den durch die Elektroden gebildeten zusammenhängenden Räumen verbleibt, zum Abfluß
gebracht werden kann.
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Zur Vereinfachung der gesamten Vorrichtung ist es ein weiterer Vorteil,
wenn das Elektrodensystem in einem Gehäuse angeordnet ist, dessen Grundwandung als
Boden des etwa vorgesehenen Abflußkanals ausgebildet sein kann. Hierbei ist es ein
weiterer Vorzug, wenn das Gehäuse zweiteilig, z. B. als Behälter und zugehöriger
Deckel, ausgebildet ist, an dessen beiden Teilen Elektrodenanschlußklemmstücke,
welche vorzugsweise gleichzeitig zur Halterung der ihnen zugeordneten Seitenplatten
und Elektrodenzylindern dienen, vorgesehen sind, wobei entweder das Gehäuse aus
Isoliermaterial besteht oder die beiden elektrisch leitenden Gehäuseteile isoliert
miteinander verbunden sind.
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Im Sinne der Zielsetzung vorliegender Erfindung kann es in manchem
Falle von weiterem Vorteil sein, daß an einer oder mehreren Stellen des Durchlaufkanals
der Aufwirbelung und Filtrierung dienende Filtermassen vorgesehen sind.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art in
einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch im Axialschnitt veranschaulicht.
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Der dargestellte Apparat A besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse
a, b, c, d, e, f. Seine beiden Teile, nämlich der Behälter a, b, c, d
und der Deckel e, f, sind entweder aus Isoliermaterial oder aus elektrisch
leitendem Material unter Isolierung zueinander gefertigt. Im einzelnen läuft hierbei
der röhrenförmige Zylinder a an seinem oberen Ende in einen Flansch b und in seinem
unteren Teil in einen Trichter c und den Abflußstutzen d aus. Der obere Gehäuseteil
ist durch den Flanschdeckel e, der mit dem Flansch b dicht verbunden ist, und durch
den Zuflußstutzen f gebildet. In dem äußeren Gehäuse sind die Elektroden g,
h, i und k, l angeordnet. Die erste Elektrode besteht im einzelnen
aus dem trichterförmigen Elektrodenboden g, der mit zwei röhrenförmigen Zylindern
h und i verbunden ist und an welchem die Elektrodenanschlußklemmstücke
j angeordnet sind, welche gleichzeitig zur Halterung dieser Elektrode am Gehäuse
dienen.
Die zweite Elektrode besteht im einzelnen aus dem trichterförmigen Elektrodenboden
k, der mit dem röhrenförmigen Zylinder l verbunden ist und die Elektrodenanschlußklemmstücke
in aufweist. Die Anschlußklemmstücke j und in können in beliebiger Zahl vorgesehen
sein, wobei jedoch nur jeweils ein Klemmstück als Elektrodenanschluß ausgebildet
zu sein braucht. Die zu alternde Flüssigkeit durchläuft dieses so gebildete Elektredensystem
von Zuflußstutzen f bis zum Abflußstutzen d in Pfeilrichtung n. Im
Elektrodenboden g sind in dessen höchsten Bereich Entlüftungsdurchlässe o vorgesehen.
Ebenso ist auch der trichterförmige Elektrodenboden k mit einer notwendigen Anzahl
Entleerungsdurchlässen p ausgestattet.
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Die Elektrodenanschlußklemmstücke j und m
sind, gegebenenfalls
über einen vorgeschalteten elektrischen Widerstand oder Transformator, an eine Wechselstromquelle
geeigneter Spannung und Periodenzahl angeschlossen, z. B. 50 Hz.