EP4297584A1 - Verfahren und vorrichtung zur konservierung von getränken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur konservierung von getränken

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Publication number
EP4297584A1
EP4297584A1 EP22717388.7A EP22717388A EP4297584A1 EP 4297584 A1 EP4297584 A1 EP 4297584A1 EP 22717388 A EP22717388 A EP 22717388A EP 4297584 A1 EP4297584 A1 EP 4297584A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
preservative
beverage
line
beverage line
Prior art date
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Pending
Application number
EP22717388.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erasmus Vogl
Jonas Burgholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanxess Deutschland GmbH
Original Assignee
Lanxess Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanxess Deutschland GmbH filed Critical Lanxess Deutschland GmbH
Publication of EP4297584A1 publication Critical patent/EP4297584A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/42—Preservation of non-alcoholic beverages
    • A23L2/44—Preservation of non-alcoholic beverages by adding preservatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2111—Flow rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B01F35/2201—Control or regulation characterised by the type of control technique used
    • B01F35/2203—Controlling the mixing process by feed-forward, i.e. a parameter of the components to be mixed is measured and the feed values are calculated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7176—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pumps
    • B01F35/717613—Piston pumps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
    • C12H1/00—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
    • C12H1/12—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation
    • C12H1/14—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation with non-precipitating compounds, e.g. sulfiting; Sequestration, e.g. with chelate-producing compounds

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for preserving beverages and the use of the device for this purpose.
  • Preservatives such as dialkyl dicarbonates, sulfur dioxide, natamycin, benzoates or sorbates are used in the beverage industry for the cold sterilization of non-alcoholic carbonated or still fruit juice beverages, fruit juices, wines, non-alcoholic wines, ciders, ice teas and other beverages.
  • Dialkyl dicarbonates such as dimethyl dicarbonate or diethyl dicarbonate in particular, are a special cold disinfectant and have a number of advantages. The outstanding advantage lies in the fact that taste and color are not affected, in contrast to diligent bottling.
  • the advantage consists in particular in the absence of any impairment of taste and the disappearance of the effect. Due to the decomposition of the dialkyl dicarbonates into harmless components, no preservative or preservative is consumed by the actual consumer.
  • dialkyl dicarbonates Compared to cold aseptic filling, the significantly lower investment costs in plant engineering are known to be an advantage when using dialkyl dicarbonates. According to the state of the art, only on-line membrane dosing pumps are used to add dialkyl dicarbonates. This is necessary because the volume of beverages to be treated is not certain from the outset. An advantage of diaphragm pumps is that their pump chamber is completely closed.
  • the devices with diaphragm pumps consist of a magnetically or electrically driven diaphragm pump, storage vessels, a device attached to the beverage line for atomizing the dialkyl dicarbonate, a flow meter attached to the beverage line, and an electronic controller. Dosing pumps of this type are usually permanently installed in the beverage line.
  • Dialkyl dicarbonates are thus metered proportionally into the beverage tube in the amount required.
  • Examples of these pumps are the VelcorinDT devices from Lanxess.
  • the diaphragm pumps described above work satisfactorily, but are accompanied by certain limitations.
  • the diaphragm dosing pumps used are relatively large and heavy and therefore usually have to be equipped with special mechanical pumps Devices for transporting loads are transported. Dosing pumps that can easily be carried by one person would be desirable. This would allow a much simpler and more flexible use.
  • diaphragm metering pumps with metal diaphragms are relatively expensive. This is due to the relatively solid design, which is required to ensure reliable operation. It would be desirable to have devices that are constructed much more simply.
  • a diaphragm dosing pump requires sufficient time for assembly and installation. For example, it must be ensured that the pumps are set up horizontally. Devices that can be installed relatively easily and quickly would be desirable here, especially when bottling wine, where the corresponding devices are only used for a short time a year and therefore a quick and uncomplicated installation would be particularly advantageous.
  • membranes of membrane dosing pumps can break or develop fine cracks. This can result in oil from the oil pressure area of the diaphragm getting into the beverage. In order to reliably prevent incorrect dosing, it is therefore necessary to install complex monitoring devices with these pumps in order to be able to reliably detect a diaphragm rupture.
  • the device and the method is also much more economical than the previously used method for preserving beverages.
  • a device for preserving beverages has a measuring device which is suitable and intended for determining the flow rate of a liquid flowing through a beverage line, and a pump device which conveys and/or doses a preservative, in particular dialkyl dicarbonate, into the beverage line.
  • a conveying line is provided which opens into the beverage line and the pump device conveys the dialkyl dicarbonates through this conveying line, and wherein the pump device can be controlled as a function of a flow rate determined by the measuring device.
  • the pump device is designed as a piston pump and in particular as a lifting piston pump.
  • a device and a method for preserving beverages comprising a measuring device and in particular a flow measuring device and a piston stroke pump, are therefore described within the scope of the invention.
  • piston stroke pump is unusual, since its construction is more agile than a diaphragm pump.
  • main advantage of using a piston stroke pump is that it can be used more variably, especially with regard to the delivery quantities.
  • Beverages within the meaning of the invention are preferably non-alcoholic soft drinks or all corresponding beverages from other jurisdictions, some of which use other classifications. Also suitable for the invention are wine and wine mix drinks, alcohol-containing drinks with 0.5-18% alcohol, for example beer or beer mix drinks, juices, nectars, juice mix drinks, iced tea, etc. Carbonated and non-carbonated drinks are equally suitable. Beverages with a pH greater than 5 are not allowed Preferred for the purposes of the invention. The beverages to be bottled therefore preferably have a pH which is below or at 5.
  • Beverages according to the invention preferably contain 70 to 99.9% by weight water, based on the total mass of the liquid.
  • the measuring device is preferably a flow measuring device. All possible types of flow measuring devices are suitable for this.
  • the flow measuring device is preferably selected from a group of flow measuring devices which include inductive flow meters, mass flow meters, mechanical flow meters or, for example, sound wave flow meters or surface flow meters.
  • a reciprocating piston pump used according to the invention typically has at least one piston-shaped (in particular in a rectilinear direction) movable pump body, which is particularly preferably driven by an electric motor.
  • the motor is preferably a control and in particular a controllable motor and particularly preferably a servo motor.
  • This piston is typically located in a suitable housing (which in particular consists of special stainless steel) and is repeatedly moved back and forth.
  • the piston is typically sealed with suitable sealing devices and preferably sealing rings in such a way that no or only negligible amounts of pumped liquid can escape.
  • suitable sealing devices Preferably less than 0.1 ppm, preferably less than 0.08 ppm and more preferably less than 0.04 ppm can escape.
  • the reciprocating pump preferably has a rinsing device which is suitable for rinsing out substances and in particular preserving agents which get into areas behind the pistons. Flushing can be done with a solvent, for example, or with a gas, such as air.
  • the pump device preferably has at least one valve and preferably at least two valves and in particular one-way valves, through which the pump output is made possible.
  • these valves can be designed as check valves.
  • Those valves are in particular each positioned in front of and behind a chamber of the piston and before given to the chamber in flow connection can be brought. In this way, an inflow and outflow of the medium to be conveyed is achieved in a manner known per se and the medium is thereby conveyed forward.
  • piston pump within the meaning of the invention can also contain pistons used on both sides, in which the forward and backward movement is converted into delivery capacity.
  • pumps with several pistons can be connected in such a way that the delivery and the delivery pressure are no longer pulsed, but are relatively continuous.
  • the pump device delivers a pulsed volume flow.
  • the pump device delivers a continuous or essentially continuous volume flow, for example a periodically fluctuating volume flow. A volume flow would also be conceivable which does not fall below 10% of the maximum volume flow.
  • piston pumps within the meaning of the invention are gasoline injection pumps. Further examples within the meaning of the invention are pumps which originate from analytical or preparative HPLC technology.
  • the pump device has a variable delivery capacity.
  • this pump device has a delivery rate that is greater than 0.01 l/h and preferably greater than 0.02 l/h.
  • the pump device preferably has a delivery rate that is less than 60 l/h, preferably less than 50 l/h, preferably less than 40 l/h, preferably less than 30 l/h and preferably less than 20 l/h.
  • the pump device can preferably be regulated in a performance range in which the ratio between the lowest delivery capacity and the highest delivery capacity is lower than 0.1 , preferably less than 0.01 . In this way, a wide variety of requirements when bottling beverages can be met with a single type of pump.
  • the pumps can pump cyclically and/or deliver a pulsed volume flow or pump relatively continuously by utilizing valve switching or the forward and backward movement of the piston.
  • the pump device within the meaning of the invention is preferably a self-priming pump. These are pumps which do not have to be filled with the liquid medium to be pumped when starting up, can start up empty and, thanks to their ability, develop a suction effect even when dry and suck in the medium independently.
  • the pump device used is therefore preferably suitable and intended for conveying liquid substances, even if these are temporarily not in contact with the pump device.
  • the pump device has at least some materials which do not cause the preservative to decompose and in particular do not cause the dimethyl dicarbonate to decompose.
  • at least those components of the pump device which come into contact with the preservative have a material (or consist of a material) which does not cause any decomposition of the preservative and in particular no decomposition of dimethyl dicarbonate.
  • the material is passivated stainless steel. Therefore, at least individual components of the pump device preferably have materials (or consist of materials) which do not cause any decomposition of the preservative and in particular no decomposition of dimethyl dicarbonate. These components are preferably selected from a group of components of the pump device, which have a piston of the pump device, a piston chamber Pump device, lines for conducting the preservative, valves of the pump device, sealing devices and the like includes.
  • valves of the pump device are ball valves.
  • valve balls of these ball valves are made of a material which does not cause the preservative to decompose, and are preferably made of ruby or passivated stainless steel.
  • the pump device has a heating device for heating components of the pump device and in particular for heating components which come into contact with the preservative.
  • a heating device for heating components of the pump device and in particular for heating components which come into contact with the preservative.
  • components such as the piston chamber, the piston or the valves or the lines can be heated.
  • the pump device has at least one temperature detection device for detecting a temperature of the preservative and/or components of the pump device.
  • the pump device can also be controlled as a function of data or measured values recorded and/or output by this or the temperature detection device(s).
  • the temperature of the preservative is found to be too low, areas of the pump device can then be heated. If the temperature is found to be too low, it is possible to interrupt the supply of preservative to the pump device or to switch off the pump device.
  • the device according to the invention has a nozzle device which conveys and/or meters the preservative and in particular the dialkyl dicarbonate into the beverage line, this nozzle device preferably being a heatable nozzle device. It is also possible for the beverage to be bottled to be kept at a temperature of at least 20°C.
  • the pump device preferably sucks in the preservative, in particular the dialkyl dicarbonate, from a storage vessel and pumps it to the nozzle device.
  • the nozzle device preferably causes the preservative, in particular the dialkyl dicarbonate, to be sprayed into the beverage.
  • the pump device preferably conveys the preservative to the nozzle device under pressure, and preferably under a pressure of between 5 bar and 100 bar, preferably between 15 bar and 50 bar.
  • the beverage is preferably conveyed through the beverage line with a flow rate of 40l/h - 80000l/h.
  • the lines for connecting the storage container and pump device and/or from the pump device to the nozzle are preferably made of stainless steel, but can also be made of another metal or plastic.
  • Nozzles according to the invention are advantageously made of stainless steel and particularly preferably made of passivated stainless steel.
  • the nozzle device preferably sprays the preservative and in particular the dialkyl dicarbonate in the finest form into the beverage, with the average droplet size preferably being ⁇ 0.1 mm.
  • the nozzle device opens under pressure or closes - in particular automatically - as soon as no more preservative or dialkyl dicarbonate is pumped, or when the pressure on the preservative F/dialkyl dicarbonate side falls below a predetermined limit, for example when the pressure falls below 10 cash sinks.
  • the nozzle device is particularly preferably heated in order to prevent the dialkyl dicarbonates from crystallizing out.
  • the heating can be implemented, for example, preferably in the form of an electrical heater, which is particularly preferably controlled with the aid of a heating wire that is heated and which is embedded in particular in a metal body or placed directly around the nozzle.
  • the nozzle device can preferably be heated in a range from 25°C to 70°C, preferably in a range from 35°C to 55°C.
  • the preservation takes place against microorganisms such as bacteria, yeasts and fungi.
  • the preservation is preferably carried out against microorganisms which are present in the beverage as a result of secondary contamination.
  • the term preservation in the context of the invention also includes sterilization, ie the case in which microorganisms are contained in the beverages even before the preservatives are added. The preservatives then also act as sterilizing agents.
  • Dialkyl dicarbonates are preferably used as preservatives.
  • Dimethyl dicarbonate is very particularly preferably used, and dimethyl dicarbonate with a purity of >99.8% is even more preferably used as a preservative.
  • dimethyl dicarbonate is used, which has been stabilized by suitable methods.
  • EP 2 016041 B1 describes the use of at least one protic acid from the series of inorganic acids and organic carboxylic acids and derivatives thereof, the organic carboxylic acids being saturated and mono- or polyunsaturated aliphatic monocarboxylic acids and saturated and ge Mono- or polyunsaturated aliphatic di- and polycarboxylic acids and their derivatives to hydroxamic acids, hydroxycarboxylic acids, aldehyde and keto acids han delt, to stabilize dialkyl dicarbonates against chemical and thermal degradation reactions, the protonic acid or mixtures thereof in an amount of 0.01 up to 100,000 ppm based on dialkyl dicarbonates or mixtures thereof.
  • dimethyl dicarbonate is used in a mixture with phosphorus compounds, such as preferably phosphates, even more preferably with trimethyl phosphate or phosphoric acid.
  • the phosphorus compound is preferably used in an amount of between 0.01 ppm and 1000 ppm, based on the total amount of the mixture of dimethyl dicarbonate and phosphorus compounds. Preference is given to using 0.1 ppm to 250 ppm of preservatives, based on the volume of the beverage. 1 ppm to 250 ppm of preservatives, based on the volume of the beverage, are particularly preferred.
  • the pump device is arranged within a chamber or within a housing.
  • This housing is preferably made of stainless steel. It is possible for this chamber or this housing to essentially completely surround the pump device (apart from the inlets and outlets for the preservative).
  • a storage container for the preservative is also arranged within this housing.
  • the device has an inactivation device for treating and in particular for deactivating preservative vapors and in particular dialkyl dicarbonate vapors.
  • this inactivation device has at least one air circulation device and/or at least one filter device and in particular an activated carbon filter device.
  • the device has a detection device for detecting vapors and in particular preservative vapors.
  • the delivery line opens into a curved section and/or deflection section of the beverage line. This is preferred because the flow direction of the beverage is changed in such a curved section and turbulence thus preferably occurs, which promotes metering of the preservative, ie results in good distribution of the preservative in the beverage.
  • the device has a storage container for receiving the preservative and in particular the dialkyl dicarbonate. Since it is in the storage container in particular a removable container.
  • the device can preferably have a holder for receiving this container.
  • the pump device can preferably withdraw the preservative from this storage container.
  • the storage container is arranged below the pump device.
  • the storage container is in flow connection with the pump device or can be brought into such a flow connection.
  • the flow measuring device is arranged in a flow direction of the beverage upstream of the position where the preservative or the dialkyl dicarbonate is fed into the beverage line.
  • the flow measuring device is preferably arranged at such a distance in front of (in the direction of flow of the drink) the position of the preservative feed that a changing flow rate of the drink can be reacted to immediately at any time.
  • the flow meter is part of a filling system and its data is read out.
  • the device according to the invention is preferably designed as a stand-alone device and can preferably also be added to or retrofitted in existing filling systems (in particular systems that do not have their own flow measuring device).
  • the device has a monitoring device which is suitable and intended for detecting leaks in the pump device.
  • a monitoring device which is suitable and intended for detecting leaks in the pump device.
  • This can be, for example and preferably, a camera that detects the escape of liquids, for example in the area of the piston chamber.
  • a monitoring device can also be designed as a moisture sensor.
  • the present invention is also directed to a method for preserving beverages, in which a measuring device is used to determine the flow rate of a liquid flowing through a beverage line and a pump device is used to convey a preservative, in particular dialkyl dicarbonate, into the beverage line and a conveying line is fed into the Beverage line opens and the pump device promotes the preservative through this conveyor line and the pump device is controlled as a function of a flow rate determined by the measuring device.
  • a measuring device is used to determine the flow rate of a liquid flowing through a beverage line and a pump device is used to convey a preservative, in particular dialkyl dicarbonate, into the beverage line and a conveying line is fed into the Beverage line opens and the pump device promotes the preservative through this conveyor line and the pump device is controlled as a function of a flow rate determined by the measuring device.
  • the pump device is designed as a piston pump and in particular as a lifting piston pump.
  • the method according to the invention is preferably carried out in such a way that the pumping device is switched on as soon as the beverage filling process begins.
  • An electronic control device is particularly preferably used, which calculates the amount of preservative and in particular dialkyl dicarbonate to be dosed from the amount of beverage measured by the measuring device or the flow meter. This means that independent and fully automated dosing can be achieved.
  • the preservative is metered into the beverage line by means of a nozzle device, with this nozzle device preferably being heated.
  • This nozzle device is particularly preferably electrically heated.
  • the nozzle device opens and closes as a function of the pressure of the preservative.
  • the opening state of the nozzle device is controlled by a pre-pressure of the preservative in a delivery line and in particular the delivery line mentioned above.
  • the preservative it is possible for the preservative to be introduced and in particular metered continuously or essentially continuously into the beverage stream. It is alternatively possible that the preservative is introduced into the beverage flow in pulses.
  • the pump device preferably weighs less than 20 kg, preferably less than 15 kg, preferably less than 10 kg.
  • the entire device preferably has a weight that is less than 100 kg.
  • the resulting preservatives—vapors and, in particular, dialkyl dicarbonate—vapours are inactivated.
  • This can preferably be carried out by means of a filter device and/or an air circulation device. It is possible that the occurrence of such vapors is detected and an air circulation device is activated accordingly.
  • the present invention is also directed to the use of a piston pump for feeding a preservative into a beverage line when bottling beverages.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device 1 according to the invention.
  • Reference number 10 refers to a beverage line, which can lead, for example, to a filling device 20, which is only shown schematically.
  • the reference number 2 designates a flow measuring device, which—in particular continuously—detects a flow of the beverage through the beverage line 10 .
  • This flow measuring device 2 outputs a signal S to a control device 14, which controls the pump device 4 in response to this signal.
  • the pump device 4 is designed here as a piston pump, which sucks the preservative from a storage tank before 8 and promotes it into a delivery line.
  • a nozzle device 6 is arranged at the end of this conveying line, which conveys the preservative into an angled area 10a of the beverage line 10 .
  • the pump device 4 is preferably arranged together with the reservoir 8 within a housing 12 ei Nes.
  • Reference numeral 18 denotes a Detection device which is suitable and intended to detect the presence of preservative vapours.
  • the reference number 22 roughly denotes a circulating pump, which is suitable and intended to cause the air inside the housing 12 to circulate.
  • the reference numeral 16 denotes a deactivation device, such as an activated carbon filter.
  • the preservation process with dialkyl dicarbonate can be operated more economically and also in larger performance ranges.
  • the entire device can be made much smaller than the diaphragm dosing pumps that are commonly used.
  • a device according to FIG. 1 is used.
  • Reservoir 8 contained dimethyl dicarbonate.
  • the product Velcorin® from Lanxesstechnik GmbH was used as the dimethyl dicarbonate.
  • the pumping equipment was connected to the inlets and outlets of the lines with stainless steel tubes.
  • a pipe was connected in front of the pump device, which allowed the dimethyl dicarbonate to be sucked in.
  • the internal electronics of the flow meter were used to control the electronics, and the signal obtained was sent directly to the pump device 4 .
  • the electronics of the flow meter preferably emits a volume-proportional control signal.
  • a stainless steel nozzle was used as the nozzle device.

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Abstract

Vorrichtung (1) zur Konservierung von Getränken mit einer Messeinrichtung (2), welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Durchflussmenge einer durch eine Getränkeleitung (10) fließenden Flüssigkeit zu bestimmen und mit einer Pumpeneinrichtung (4), welche ein Konservierungsmittel und insbesondere Dialkyldicarbonate in die Getränkeleitung fördert, wobei eine Förderleitung vorgesehen ist, welche in die Getränkeleitung (10) mündet und die Pumpeneinrichtung die Diakyldicarbinate durch diese Förderleitung fördert und wobei die Pumpeneinrichtung (4) in Abhängigkeit von einer von der Messeinrichtung (2) bestimmen Durchflussmenge steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (4) als Hubkolbenpumpe ausgebildet ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Konservierung von Getränken
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konservierung von Getränken sowie die Verwendung der Vorrichtung zu diesem Zweck. Konservierungsmittel, wie z.B. Dialkyldicarbonate, Schwefeldioxid, Natamycin, Benzoate oder Sorbate werden in der Getränkeindustrie zur Kaltentkeimung von alkoholfreien karboni sierten oder stillen Fruchtsaftgetränken, Fruchtsäften, Weinen, alkoholfreien Weinen, Ciders, Eis-Tees und anderen Getränken eingesetzt. Ein besonderes Kaltentkeimungsmittel stellen die Dialkyldicarbonate, wie insbesondere Dimethyldicarbonat oder Diethyldicarbonat, dar, die eine Reihe von Vorteilen aufweisen. Der herausragende Vorteil liegt dabei in der Tatsache begründet, dass Geschmack und Farbe, im Gegensatz zur Fleißabfüllung, nicht beeinflusst werden. Auch gegenüber persistenten Konservierungsstoffen, wie Natriumbenzoat bzw. Benzoesäure oder Kaliumsorbat bzw. Sorbinsäure, besteht der Vorteil insbesondere in der Abwesenheit jeglicher geschmacklicher Beeinträchtigungen und dem Verschwinden der Wir- kung. Auf Grund des Zerfalls der Dialkyldicarbonate in unbedenkliche Bestandteile wird durch den eigentlichen Verbraucher kein Konservierungsstoff bzw. Konservierungsmittel konsumiert.
Gegenüber einer kaltaseptischen Abfüllung sind besonders die ganz wesentlich geringeren Investitionskosten in Anlagentechnik als Vorteil beim Einsatz von Dialkyldicarbonaten be kannt. Nach dem Stand der Technik werden zur Zugabe von Dialkyldicarbonate ausschließlich on line - Membran-Dosierpumpen verwendet. Dies ist nötig, da die zu behandelnde Getränke menge nicht von vorneherein feststeht. Ein Vorteil von Membranpumpen besteht darin, dass deren Pumpraum vollständig abgeschlossen ist.
Es wurden Geräte und Verfahren beschrieben, welche es erlauben, Dialkyldicarbonate mit relativ einfachen Vorrichtungen nach dem Prinzip von Wasserstrahlpumpen in Weinfässer einzubringen. Allerdings funktioniert dieses Verfahren nur, wenn die Getränkemenge genau bekannt ist bzw. genau der Menge in den genormten Weinfässern entspricht. Hierunter fällt die Vorrichtung, welche in der WO 2019 179 695 A1 wurde, für genau definierte Mengen Wein in Fässern. Diese arbeitet nach einem wesentlich einfacheren Prinzip, funktioniert je doch nur mit kleineren und vor Beginn genau festgelegten Getränkemengen. Sie ist für die übliche on-line-Dosage nicht zu verwenden.
Die Apparate mit Membranpumpen bestehen aus einer magnetisch oder elektrisch angetrie benen Membranpumpe, Vorratsgefässen, einer an die Getränkeleitung angebrachten Vor richtung zur Verdüsung des Dialkyldicarbonates, einem an die Getränkeleitung angebrachten Durchflussmessgerät, sowie einer Elektronik-Steuerung. Dosierpumpen dieser Art sind übli cherweise fest in die Getränkelinie installiert.
Die Funktionsweise dieser Geräte beruht auf der on-line - Messung der im Getränkerohr herrschenden Getränkedurchflussrate und der daraus parallel berechneten Menge an zu do sierendem Dialkyldicarbonat. Dialkyldicarbonate werden damit jeweils proportional in der be nötigten Menge in das Getränkerohr zudosiert. Beispiele dieser Pumpen sind die Velco- rinDT-Geräte der Firma Lanxess.
Bei der Behandlung von Getränken, beispielsweise alkoholfreien Erfrischungsgetränken oder Wein oder Biermischgetränken, kann eine kaltsterile Behandlung mit Dialkyldicarbonaten beispielsweise zur Bekämpfung von Bakterien oder Hefen nötig werden. Zur Behandlung werden deshalb die erwähnten Dosiergeräte eingesetzt.
Die oben beschriebenen Membranpumpen arbeiten zufriedenstellend, gehen jedoch mit ge wissen Einschränkungen einher. So sind die eingesetzten Membran - Dosierpumpen relativ groß und schwer und müssen daher üblicherweise mit speziellen mechanischen Vorrichtungen zur Beförderung von Lasten transportiert werden. Wünschenswert wären Do sierpumpen, welche leicht von einer Person getragen werden können. Dies würde einen we sentlich einfacheren und flexibleren Einsatz erlauben.
Außerdem sind Membran-Dosierpumpen mit Metall - Membran relativ teuer. Dies liegt an der relativ soliden Ausführung, welche erforderlich ist, um eine zuverlässige Funktion zu gewähr leisten. Wünschenswert wären Geräte, welche wesentlich einfacher konstruiert sind.
Zudem erfordert die Verwendung einer Membran-Dosierpumpe ausreichend Zeit für Aufbau und Installation. Beispielsweise muss sichergestellt werden, dass die Pumpen waagerecht aufgestellt sind. Wünschenswert wären hier Geräte, welche relativ unkompliziert und schnell installiert werden können, insbesondere bei der Abfüllung von Wein, wo die entsprechenden Geräte nur für kurze Zeit im Jahr verwendet werden und daher eine schnelle und unkompli zierte Installation besonders vorteilhaft wäre.
Des Weiteren können bei Membran-Dosierpumpen die Membranen brechen oder feine Risse bekommen. Dies kann dazu führen, dass Öl aus dem Öl-Druckbereich der Membran in das Getränk gelangen kann. Um Fehldosagen sicher zu verhindern, ist es bei diesen Pumpen daher nötig, aufwändige Überwachungsvorrichtungen einzubauen, um auch einen Membran bruch sicher detektieren zu können.
Alle bekannten Pumpen-Geräte zur Konservierung mit Dialkyldicarbonaten arbeiten mit einer Membran. Ein Grund dafür dürfte die bisherige Annahme sein, dass nur durch eine Membran eine sichere Verwendung von Dialkyldicarbonaten möglich ist, da diese Dialkyldicarbonate teilweise sehr reizend sind. Bei vielen anderen Pumpen, wie beispielsweise Zahnradpumpen oder Kolbenpumpen, ist üblicherweise der produktführende Bereich nicht vollkommen abge schlossen, so dass ein minimaler Produktaustritt nicht verhindert werden kann. Tatsächlich ist bei der Verwendung einer Membran - Dosierpumpe die Trennung von Dialkyldicarbonat- führenden Bereichen von der Umwelt/dem Außenbereich vergleichsweise einfach, vollstän dig und sicher möglich. Dies wurde bisher als Vorbedingung zur sicheren Dosage von Dial kyldicarbonaten gesehen. Daher kamen für einen Fachmann nur Membranpumpen in Frage.
Es bestand daher weiterhin Bedarf nach einem Verfahren, mit dem die Nachteile des Stan des der Technik zur Dosage von Dialkyldicarbonaten, überwunden werden können. Überraschend wurde nun ein Verfahren und eine Vorrichtung gefunden, welche gegenüber der Membran-Dosierpumpe wesentliche Vorteile bietet.
Die Vorrichtung bzw. das Verfahren ist zudem wesentlich ökonomischer als die bisher einge setzten Verfahren zur Konservierung von Getränken.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Konservierung von Getränken weist eine Messein richtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Durchflussmenge einer durch eine Getränkeleitung fließenden Flüssigkeit zu bestimmen, und eine Pumpeneinrichtung, welche ein Konservierungsmittel, insbesondere Dialkyldicarbonate in die Getränkeleitung fördert und/oder eindosiert, wobei eine Förderleitung vorgesehen ist, welche in die Getränkeleitung mündet und die Pumpeneinrichtung die Dialkyldicarbonate durch diese Förderleitung fördert, und wobei die Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von einer von der Messeinrichtung be stimmten Durchflussmenge steuerbar ist.
Erfindungsgemäß ist die Pumpeneinrichtung als Kolbenpumpe und insbesondere als Hubkol benpumpe ausgebildet.
Im Rahmen der Erfindung werden daher eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Konservie rung von Getränken, umfassend eine Messeinrichtung und insbesondere eine Durchfluss messeinrichtung und eine Kolbenhubpumpe beschrieben.
Die Verwendung einer Kolbenhubpumpe ist ungewöhnlich, da diese in ihrem Aufbau auf wendiger ist als eine Membranpumpe. Der wesentliche Vorteil im Einsatz einer Kolbenhub pumpe liegt jedoch in deren variablerem Einsatz, insbesondere auch hinsichtlich der Förder mengen.
Getränke im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise alkoholfreie Erfrischungsgetränke, bzw alle diesen entsprechenden Getränke anderer Jurisdiktionen, die teilweise andere Klassifizie rungen benutzen. Für die Erfindung geeignet sind auch Wein und Weinmischgetränke, alko holhaltige Getränke von 0,5-18% Alkohol, beispielsweise Bier oder Biermischgetränke, Säfte, Nektare, Saftmischgetränke, Eistees usw.. Karbonisierte und nichtkarbonisierte Getränke sind gleichermaßen geeignet. Getränke mit einem pH - Wert größer 5 sind dabei nicht im Sinne der Erfindung bevorzugt. Bevorzugt weisen daher die abzufüllenden Getränke einen pH-Wert auf, der unter oder bei 5 liegt.
Getränke im Sinne der Erfindung enthalten bevorzugt 70 bis zu 99.9 Gew. % Wasser, bezo gen auf die Gesamtmasse der Flüssigkeit.
Bevorzugt handelt es sich bei der Messeinrichtung um eine Durchflussmesseinrichtung. Da bei sind alle möglichen Arten von Durchflussmesseinrichtungen geeignet. Bevorzugt ist die Durchflussmesseinrichtung aus einer Gruppe von Durchflussmesseinrichtungen ausgewählt, welche, induktive Durchflussmesser, Massen - Durchflussmesser, mechanische Durchfluss messer oder beispielsweise auch Schallwellen-Durchflussmesser oder Oberflächen - Durch flussmesser umfasst.
Eine erfindungsgemäß verwendete Hubkolbenpumpe weist typischerweise wenigstens einen kolbenförmigen (insbesondere in einer geradlinigen Richtung) beweglichen Pumpkörper auf, welcher besonders bevorzugt durch einen elektrischen Motor angetrieben wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem Motor um einen Steuer- und insbesondere regelbaren Motor und be sonders bevorzugt um einen Servomotor.
Dieser Kolben befindet sich typischerweise in einem geeigneten Gehäuse (welches insbe sondere aus Edelstahl besteht) und wird wiederkehrend hin und her bewegt. Der Kolben ist typischerweise mit geeigneten Dichteinrichtungen und bevorzugt Dichtringen so abgedichtet, dass keine oder nur vernachlässigbare Mengen an geförderter Flüssigkeit entweichen kön nen. Bevorzugt können weniger als 0,1 ppm bevorzugt weniger als 0,08ppm und besonders bevorzugt weniger als 0,04ppm entweichen.
Zudem weist die Hubkolbenpumpe bevorzugt eine Spüleinrichtung auf, welche geeignet ist, Stoffe und insbesondere Konservierungsmittel, welches in Bereiche hinter den Kolben gerät, auszuspülen. Das Ausspülen kann beispielsweise mit einem Lösungsmittel oder auch mit ei nem Gas, beispielsweise Luft, erfolgen.
Bevorzugt weist die Pumpeneinrichtung wenigstens ein Ventil und bevorzugt wenigstens zwei Ventile und insbesondere Einweg - Ventile auf, durch welche die Pumpleistung ermög licht wird. Dabei können diese Ventile als Rückschlagventile ausgeführt sein. Diese Ventile sind insbesondere jeweils vor und hinter einer Kammer des Kolbens positioniert und bevor zugt mit der Kammer in Strömungsverbindung bringbar. Auf diese Weise wird in an sich be kannter Weise ein Ein- und Ausströmen des zu fördernden Mediums erreicht und dadurch wird das Medium vorwärts gefördert.
Weitere Ausführungen der Kolbenpumpe im Sinne der Erfindung können auch beidseitig ge nutzte Kolben beinhalten, bei welchen die Vor- und Rück-Bewegung in Förderleistung umge wandelt wird. Ebenso können beispielweise Pumpen mit mehreren Kolben so verschaltet werden, dass die Förderung und der Förderdruck nicht mehr pulsförmig verlaufen sondern relativ kontinuierlich werden. Man spricht beispielsweise von binären, quarternären oder dua len Pumpen, welche alle geeignet sind im Sinne der Erfindung.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liefert die Pumpeneinrichtung einen gepuls ten Volumenstrom. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liefert die Pumpenein richtung einen kontinuierlichen oder im Wesentlichen kontinuierlichen Volumenstrom bei spielsweise einen periodisch schwankenden Volumenstrom. Auch wäre ein Volumenstrom denkbar, der nicht unter 10% des maximalen Volumenstroms abfällt.
Beispiele für Kolbenpumpen im Sinne der Erfindung sind etwa Benzin-Einspritzpumpen. Wei tere Beispiele im Sinne der Erfindung sind Pumpen, die aus der analytischen oder präparati ven HPLC Technik stammen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Pumpeneinrichtung eine variable Förder leistung auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform aller vorgenannten Pumpeneinrichtungen weist diese Pumpeneinrichtung eine Förderleistung auf, die größer ist als 0,01 l/h und bevorzugt größer als 0,02 l/h. Bevorzugt weist die Pumpeneinrichtung eine Förderleistung auf, die geringer ist als 60 l/h, bevorzugt geringer als 50 l/h, bevorzugt geringer als 40 l/h, bevorzugt geringer als 30 l/h und bevorzugt geringer als bis 20 l/h.
Bevorzugt ist die Pumpeneinrichtung in einem Leistungsbereich regelbar, bei dem das Ver hältnis zwischen der geringsten Förderleistung und der höchsten Förderleistung geringer ist als 0,1 , bevorzugt geringer als 0,01 . Auf diese Weise können mit einem einzigen Pumpentyp unterschiedlichste Anforderungen bei der Abfüllung von Getränken erfüllt werden.
Die Pumpen können dabei zyklisch pumpen und/oder einen gepulsten Volumenstrom liefern oder aber durch Ausnutzung von Ventilschaltungen bzw. der Vor - und Rück-Bewegung des Kolbens auch relativ kontinuierlich pumpen.
Keine Pumpen im Sinne der Erfindung sind Zentrifugal-, Getriebe-, Membran-, Helix-, Flüs sigjet-, Verdränger-, Schrauben- oder Schlauch-Pumpen. Die Anmelderin hat in umfangrei chen Studien und Experimenten ermittelt, dass diese genannten Pumpen jeweils nicht geeig net sind, die sehr spezifischen Anforderungen, die sich durch die Verwendung des Konser vierungsmittels ergeben, zu erfüllen.
Bevorzugt ist die Pumpeneinrichtung im Sinne der Erfindung eine selbstansaugende Pumpe. Dies sind Pumpen, welche beim Anlaufen nicht bereits mit dem flüssigen zu pumpenden Me dium gefüllt sein müssen, leer anlaufen können und durch ihre Fähigkeit auch in trockenem Zustand eine Saugwirkung entwickeln und selbständig das Medium ansaugen. Die verwen dete Pumpeneinrichtung ist daher bevorzugt zum Fördern flüssiger Substanzen geeignet und bestimmt, selbst wenn diese zeitweise nicht an der Pumpeneinrichtung anliegen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Pumpeneinrichtung wenigstens teilweise Materialien auf, welche keine Zersetzung des Konservierungsmittels und insbeson dere keine Zersetzung von Dimethyldicarbonat bewirken. Besonders bevorzugt weisen we nigstens diejenigen Bestandteile der Pumpeneinrichtung, welche in Kontakt mit dem Konser vierungsmittel kommen, ein Material auf (oder bestehen aus einem Material), welches keine Zersetzung des Konservierungsmittels und insbesondere keine Zersetzung von Dimethyldi carbonat bewirkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Material um passivierten Edelstahl. Bevorzugt weisen daher wenigstens einzelne Komponenten der Pumpeneinrich tung Materialien auf (oder bestehen aus Materialien), welche keine Zersetzung des Konser vierungsmittels und insbesondere keine Zersetzung von Dimethyldicarbonat bewirken. Be vorzugt sind diese Komponenten aus einer Gruppe von Komponenten der Pumpeneinrich tung ausgewählt, welche einen Kolben der Pumpeneinrichtung, einen Kolbenraum der Pumpeneinrichtung, Leitungen zum Leiten des Konservierungsmittels, Ventile der Pumpen einrichtung, Abdichtungseinrichtungen und dergleichen umfasst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Ventilen der Pumpeneinrich tung um Kugelventile. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Ventilku geln dieser Kugelventile aus einem Material hergestellt, welches keine Zersetzung des Kon servierungsmittels bewirkt, und sind bevorzugt aus Rubin oder aus passiviertem Edelstahl hergestellt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Pumpeneinrichtung eine Erwär mungseinrichtung zum Erwärmen von Bestandteilen der Pumpeneinrichtung auf und insbe sondere zum Erwärmen von Bestandteilen, welche mit dem Konservierungsmittel in Kontakt treten. So können beispielsweise Bestandteile, wie der Kolbenraum, der Kolben oder die Ventile oder die Leitungen, erwärmt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Pumpeneinrichtung wenigstens eine Tempera turerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Temperatur des Konservierungsmittels und/oder von Bestandteilen der Pumpeneinrichtung auf. Bei einer bevorzugten Ausführungs form ist die Pumpeneinrichtung auch in Abhängigkeit von Daten oder Messwerten, welche von dieser oder der(n) Temperaturerfassungseinrichtung(en) erfasst und/oder ausgegeben werden, steuerbar.
Bei der Feststellung einer zu niedrigen Temperatur des Konservierungsmittels können dann Bereiche der Pumpeneinrichtung beheizt werden. Bei Feststellung einer zu niedrigen Tem peratur ist es möglich, die Zufuhr von Konservierungsmittel in die Pumpeneinrichtung zu un terbrechen oder die Pumpeneinrichtung abzuschalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Düseneinrichtung auf, welche das Konservierungsmittel und insbesondere das Dialkyl- dicarbonat in die Getränkeleitung fördert und/oder eindosiert, wobei diese Düseneinrichtung bevorzugt eine beheizbare Düseneinrichtung ist. Es ist auch möglich, dass das abzufüllende Getränk auf einer Temperatur von wenigstens 20°C gehalten wird. Die Pumpeneinrichtung saugt bevorzugt aus einem Vorratsgefäß das Konservierungsmittel, insbesondere das Dialkyldicarbonat, an und pumpt es zu der Düseneinrichtung. Die Düsen- einrichtung bewirkt bevorzugt ein Einsprühen des Konservierungsmittels, insbesondere des Dialkyldicarbonats in das Getränk.
Bevorzugt fördert die Pumpeneinrichtung das Konservierungsmittel unter Druck zu der Dü- seneinrichtung, und bevorzugt unter einem Druck der zwischen 5bar und 100bar, bevorzugt zwischen 15bar und 50bar liegt.
Bevorzugt wird das Getränk durch die Getränkeleitung mit einem Durchfluss von 40l/h - 80000l/h gefördert.
Bevorzugt sind die Leitungen zur Verbindung von Vorratsbehältnis und Pumpeneinrichtung und/oder von der Pumpeneinrichtung zur Düse aus Edelstahl gefertigt, können aber auch aus einem anderen Metall oder Kunststoff bestehen.
Düsen im Sinne der Erfindung sind vorteilhaft aus Edelstahl und besonders bevorzugt aus passiviertem Edelstahl gefertigt.
Bevorzugt versprüht die Düseneinrichtung das Konservierungsmittel und insbesondere das Dialkyldicarbonat in feinster Form in das Getränk, wobei die durchschnittliche Tröpfchen größe bevorzugt <0,1 mm beträgt. Besonders bevorzugt öffnet die Düseneinrichtung auf Druck, bzw. verschliesst sich - insbesondere selbsttätig - sobald kein Konservierungsmittel bzw. Dialkyldicarbonat mehr gepumpt wird, bzw. wenn der KonservierungsmitteF/Dialkyldi- carbonat-seitige Druck unter eine vorgegebene Grenze fällt, beispielsweise wenn der Druck unter 10 bar sinkt.
Besonders bevorzugt ist die Düseneinrichtung beheizt, um eine Auskristallisation der Dialkyl- dicarbonate zu verhindern. Die Heizung kann beispielsweise bevorzugt in Form eines elektri schen Heizkörpers ausgeführt werden, der besonders bevorzugt mit Hilfe eines sich erwär menden Heizdrahtes gesteuert wird und welcher insbesondere in einen Metallkörper einge bettet oder direkt um die Düse gelegt wird. Bevorzugt ist die Düseneinrichtung in einem Be reich von 25°C bis 70°C, bevorzugt in einem Bereich 35°C bis 55°C beheizbar. Die Konservierung erfolgt gegen Mikroorganismen, wie z.B. Bakterien, Hefen und Pilzen. Be vorzugt erfolgt die Konservierung gegen Mikroorganismen, welche durch Sekundär - Konta minationen im Getränk vorhanden sind. Der Begriff Konservierung im Rahmen der Erfindung umfasst ebenfalls die Sterilisation, also den Fall, bei dem schon vor dem Zusatz der Konser vierungsmittel Mikroorganismen in den Getränken enthalten sind. Die Konservierungsmittel wirken dann ebenfalls als Sterilisationsmittel.
Als Konservierungsmittel werden bevorzugt Dialkyldicarbonate eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt wird Dimethyldicarbonat eingesetzt, noch weiter bevorzugt wird Dimethyldicarbo- nat mit einer Reinheit >99.8% als Konservierungsmittel eingesetzt. In einer weiteren Ausfüh- rungsform der Erfindung wird Dimethyldicarbonat eingesetzt, welches durch geeignete Ver fahren stabilisiert wurde.
Derartige Verfahren, wie beispielsweise die Verwendung einer Phosphorverbindung aus der Reihe Phosphoroxide, Phosphor-Sauerstoff-Säuren und deren Derivate sind beispielsweise aus der EP 2 013 160 B1 bekannt. Die EP 2 016041 B1 beschreibt die Verwendung von mindestens einer Protonen-Säure aus der Reihe der anorganischen Säuren und der organi schen Carbonsäuren und deren Derivate, wobei es sich bei den organischen Carbonsäuren um gesättigte und ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische Monocarbonsäuren und ge sättigte und ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische Di- und Polycarbonsäuren und bei deren Derivaten um Hydroxamsäuren, Hydroxycarbonsäuren, Aldehyd- und Ketosäuren han delt, zur Stabilisierung von Dialkyldicarbonaten gegen chemische und thermische Abbaure aktionen, wobei die Protonen-Säure oder deren Mischungen in einer Menge von 0.01 bis 100 000 ppm bezogen auf Dialkyldicarbonate oder deren Mischungen eingesetzt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird Dimethyldicarbonat in einer Mischung mit Phosphorverbindungen, wie vorzugsweise Phosphaten, noch weiter bevorzugt mit Trime- thylphoshat oder Phosphorsäure eingesetzt. Vorzugsweise wird die Phosphorverbindung in einer Menge zwischen 0,01 ppm und 1000 ppm bezogen auf die Gesamtmenge der Mi schung aus Dimethyldicarbonat und Phosphorverbindungen eingesetzt. Vorzugsweise werden 0,1 ppm bis 250 ppm Konservierungsmittel bezogen auf das Getränke - Volumen eingesetzt. Besonders bevorzugt werden 1 ppm bis 250 ppm Konservierungsmit tel bezogen auf das Volumen des Getränks eingesetzt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Pumpeneinrichtung innerhalb einer Kammer bzw. innerhalb eines Gehäuses angeordnet. Bevorzugt ist dieses Gehäuse aus Edelstahl gebildet. Dabei ist es möglich, dass diese Kammer bzw. dieses Gehäuse die Pum peneinrichtung im Wesentlichen vollständig umgibt (abgesehen von den Zuführungen und den Abführungen für das Konservierungsmittel). Bei einer weiteren bevorzugten Ausfüh rungsform ist auch ein Vorratsbehältnis für das Konservierungsmittel innerhalb dieses Ge häuses angeordnet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Inaktivierungs einrichtung zum Behandeln und insbesondere zum Deaktivieren von Konservierungsmittel - Dämpfen und insbesondere Dialkyldicarbonat - Dämpfen auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist diese Inaktivierungseinrichtung wenigstens eine Luftumwälzungseinrichtung und/oder wenigstens eine Filtereinrichtung und insbeson dere eine Aktivkohlefiltereinrichtung auf.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Erfassungsein richtung zum Erfassen von Dämpfen und insbesondere von Konservierungsmittel - Dämpfen auf.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform mündet die Förderleitung in einen ge krümmten Abschnitt und/oder Umlenkabschnitt der Getränkeleitung. Dies ist bevorzugt, weil in einem derartigen gekrümmten Abschnitt die Fließrichtung des Getränks geändert wird und es so bevorzugt zu Verwirbelungen kommt, welche die Eindosierung des Konservierungsmit tels begünstigen, sprich eine gute Verteilung des Konservierungsmittels im Getränk zur Folge hat.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Vorratsbehältnis zur Aufnahme des Konservierungsmittels und insbesondere des Dialkyldicarbonats auf. Da bei handelt es sich bei dem Vorratsbehältnis insbesondere um ein wechselbares Behältnis. Dabei kann die Vorrichtung bevorzugt eine Halterung zur Aufnahme dieses Behältnisses auf weisen.
Bevorzugt kann die Pumpeneinrichtung das Konservierungsmittel aus diesem Vorratsbehält nis abziehen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Vorratsbehältnis un terhalb der Pumpeneinrichtung angeordnet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steht das Vorratsbehältnis in Strömungsverbindung mit der Pumpeneinrichtung oder ist in eine solche Strömungsverbindung bringbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Durchflussmesseinrichtung in einer Strömungsrichtung des Getränks stromaufwärts der Position der Zuführung des Konservie rungsmittels bzw. der Dialkyldicarbonate in die Getränkeleitung angeordnet. Dabei ist bevor zugt die Durchflussmesseinrichtung in einem derartigen Abstand vor (in der Strömungsrich tung des Getränks) der Position der Zuführung des Konservierungsmittels angeordnet, dass jederzeit unmittelbar auf eine sich ändernde Durchflussmenge des Getränks reagiert werden kann.
Es ist möglich, dass die Durchflussmesseinrichtung Bestandteil einer Füllanlage ist und de ren Daten ausgelesen werden. Bevorzugt ist jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung als Stand - Alone - Vorrichtung ausgebildet und kann bevorzugt auch in bestehende Füllanlagen (insbesondere auch solche Anlagen, welche keine eigene Durchflussmesseinrichtung auf weisen) ergänzt bzw. nachgerüstet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Überwachungs einrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, Leckagen der Pumpeneinrichtung zu er kennen. Dabei kann es sich beispielsweise und vorzugsweise um eine Kamera handeln, wel che ein Austreten von Flüssigkeiten etwa im Bereich des Kolbenraums erfasst. Alternativ kann eine derartige Überwachungseinrichtung auch als Feuchtigkeitssensor ausgebildet sein.
Auf diese Weise kann, insbesondere im Betrieb der Vorrichtung, eine Leckage festgestellt werden. In Reaktion auf diese Feststellung kann ein Warnsignal ausgegeben werden. Auch ist es möglich, dass bei Feststellen einer derartigen Leckage die Pumpeneinrichtung abge schaltet wird. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur Konservierung von Getränken gerichtet, wobei mittels einer Messeinrichtung eine Durchflussmenge einer durch eine Ge tränkeleitung fließenden Flüssigkeit bestimmt wird und mittels einer Pumpeneinrichtung ein Konservierungsmittel, insbesondere Dialkyldicarbonate, in die Getränkeleitung gefördert wird und wobei eine Förderleitung in die Getränkeleitung mündet und die Pumpeneinrichtung das Konservierungsmittel durch diese Förderleitung fördert und wobei die Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von einer von der Messeinrichtung bestimmten Durchflussmenge gesteuert wird.
Erfindungsgemäß ist die Pumpeneinrichtung als Kolbenpumpe und insbesondere als Hubkol benpumpe ausgebildet.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Art durchgeführt, dass die Pumpein richtung eingeschaltet wird, sobald der Abfüllvorgang der Getränke beginnt. Besonders be vorzugt wird eine elektronische Steuerungseinrichtung verwendet, welche aus der von der Messeinrichtung bzw. am Durchflussmesser gemessenen Getränkemenge die zu dosierende Menge an Konservierungsmittel und insbesondere Dialkyldicarbonat berechnet. Damit kann eine unabhängige und vollständig automatisierte Dosage erreicht werden.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird das Konservierungsmittel mittels einer Düseneinrich tung in die Getränkeleitung eindosiert, wobei diese Düseneinrichtung bevorzugt beheizt wird. Besonders bevorzugt wird dabei diese Düseneinrichtung elektrisch beheizt.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren öffnet und schließt die Düseneinrichtung in Ab hängigkeit vom Druck des Konservierungsmittels.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird der Öffnungszustand der Düseneinrichtung durch einen Vordruck des Konservierungsmittels in einer Förderleitung und insbesondere der oben erwähnten Förderleitung gesteuert. Dabei ist es möglich, dass das Konservierungsmit tel kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich in den Getränkestrom eingeführt und insbesondere eindosiert wird. Es ist alternativ möglich, dass das Konservierungsmittel puls weise in den Getränkestrom eingeführt wird. Bevorzugt weist die Pumpeneinrichtung ein Gewicht auf, welches geringer ist als 20kg, be vorzugt geringer als 15kg, bevorzugt geringer als 10kg. Bevorzugt weist die gesamte Vor richtung ein Gewicht auf, welches geringer ist als 100kg.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden entstehende Konservierungsmittel - Dämpfe und insbesondere Dialkyldicarbonat - Dämpfe inaktiviert. Dies kann bevorzugt mit tels einer Filtereinrichtung und/oder einer Luftumwälzeinrichtung durchgeführt werden. Dabei ist es möglich, dass ein Auftreten derartiger Dämpfe erfasst wird und entsprechend eine Luft umwälzeinrichtung aktiviert wird.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf die Verwendung einer Kolbenpumpe zum Zufüh- ren eines Konservierungsmittels in eine Getränkeleitung bei der Abfüllung von Getränken ge richtet.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung. Da bei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 10 auf eine Getränkeleitung, die beispielsweise zu einer nur schematisch dargestellten Fül leinrichtung 20 führen kann. Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet eine Durchflussmessein richtung, welche - insbesondere kontinuierlich - einen Durchfluss des Getränks durch die Ge tränkeleitung 10 erfasst. Diese Durchflussmesseinrichtung 2 gibt ein Signal S an eine Steue rungseinrichtung 14 aus, welche in Reaktion auf dieses Signal die Pumpeneinrichtung 4 steuert.
Die Pumpeneinrichtung 4 ist hier als Kolbenhubpumpe ausgeführt, welche aus einem Vor ratsbehälter 8 das Konservierungsmittel absaugt und in eine Förderleitung fördert. Am Ende dieser Förderleitung ist eine Düseneinrichtung 6 angeordnet, welche das Konservierungsmit tel in einen abgewinkelten Bereich 10a der Getränkeleitung 10 fördert.
Die Pumpeneinrichtung 4 ist, bevorzugt gemeinsam mit dem Vorratsbehälter 8, innerhalb ei nes Gehäuses 12 angeordnet. Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet eine Erfassungseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Anwesenheit von Kon servierungsmittel - Dämpfen zu erfassen. Das Bezugszeichen 22 kennzeichnet grob sche matisch eine Umwälzpumpe, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Umwälzung der Luft innerhalb des Gehäuses 12 zu bewirken.
Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Deaktivierungseinrichtung, wie etwa einen Aktiv kohlefilter.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine neue effiziente Vorrichtung und Methode beschrieben, mit der das Konservierungsverfahren mit Dialkyldicarbonat ökonomischer und auch in größeren Leistungsbereichen betrieben werden kann. Zudem kann die gesamte Vor richtung wesentlich kleiner gestaltet werden als die üblicherweise verwendeten Membran - Dosierpumpen.
Bei einem ersten Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung gemäß Figur 1 eingesetzt. Der Vorratsbehälter 8 enthielt Dimethyldicarbonat. Als Dimethyldicarbonat wurde das Produkt Velcorin® der Firma Lanxess Deutschland GmbH verwendet.
Die Pumpeneinrichtung wurde mit Edelstahl-Röhrchen an die Ein- und Auslässe der Leitun gen angeschlossen. Vor der Pumpeneinrichtung wurde ein Rohr angeschlossen, welches ein Einsaugen des Dimethyldicarbonats ermöglichte.
Zur Elektroniksteuerung wurde die interne Elektronik des Durchflussmessgerätes verwendet und das erhaltene Signal direkt an die Pumpeneinrichtung 4 geleitet. Die Elektronik des Durchflussmessgeräts gibt dabei bevorzugt ein Volumen - proportionales Steuersignal ab.
Mit einem 10 ml Pumpenkopf und Flussraten bis 3,5 ml/min bei einem Gegendruck von 50 - 85 bar konnte ein feines Versprühen des Dimethyldicarbonats in das Getränk (Wasser) beo bachtet werden. Eine Tröpfchenbildung an der Düseneinrichtung wurde nicht beobachtet.
Die Ergebnisse bestätigen eine gleichmäßige Einbringung und Durchmischung des Dime thyldicarbonats in das Getränk. Ein Austreten des reizenden Dimethyldicarbonats in die Um gebung konnte nicht beobachtet werden.
Bei einem weiteren Beispiel wurde als Düseneinrichtung eine Edelstahldüse verwendet.
Diese hatte eine konische Bohrung, in welche ein konisches Gegenstück eingepasst war. Eine Steigerung des anliegenden Druckes bewirkt bei dieser Düseneinrichtung ein graduel les Öffnen. Bei Abfall des Vordruckes schließt sich die Düse wieder selbsttätig. Dieser Vor druck liegt dabei bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 bar und 30 bar. Als Getränk wurde Eistee verwendet. Aus dem nach 24 Stunden nach Hydrolyse entstande nen Methanol (MeOH) lässt sich die dosierte Menge an Dimethyldicarbonat zurückrechnen. Die Analyse der Getränke auf Methanol ergab eine gleichmäßige und kontrollierte Einbrin gung des Dimethyldicarbonats (DMDC), wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Die Ergebnisse bestätigen eine gleichmäßige Einbringung und Durchmischung des Dime thyldicarbonats in das bzw. im Getränk. Die gewünschte Dosage wird gewährleistet. Ein Aus treten des reizenden Dimethyldicarbonats in die Umgebung konnte nicht beobachtet werden.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merk male als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination ge genüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in der Figur auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein kön- nen. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehre rer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Konservierung von Getränken Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Konservierung von Getränken mit einer Messeinrichtung (2), welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Durchflussmenge einer durch eine Getränkeleitung (10) fließenden Flüssigkeit zu bestimmen, und mit einer Pumpeneinrichtung (4), welche ein Konservierungsmittel, insbesondere Dialkyldicarbonate, in die Getränkeleitung (10) fördert, wobei eine Förderleitung vorgesehen ist, welche in die Getränkeleitung (10) mündet und die Pumpeneinrichtung (4) das Konservierungsmittel durch diese Förderlei tung fördert und wobei die Pumpeneinrichtung (4) in Abhängigkeit von einer von der Messeinrichtung (2) bestimmten Durchflussmenge steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (4) als Hubkolbenpumpe ausgebildet ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Düseneinrichtung (6) aufweist, welche das Konservierungsmittel in die Getränkeleitung (10) fördert, wobei diese Düseneinrichtung (6) bevorzugt eine be heizbare Düseneinrichtung ist.
3. Vorrichtung (1) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinrichtung (6) einen durch einen Vordruck des Konservierungsmittels steuer baren Öffnungsmechanismus aufweist.
4. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (4) innerhalb einer Kammer (12) angeordnet ist.
5. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Inaktivierungseinrichtung (16) zum Behandeln von Konservierungsmittel - Dämpfen und insbesondere von Dialkyldicarbonat - Dämpfen aufweist, wobei diese Inaktivierungseinrichtung (16) bevorzugt wenigstens eine Luftum wälzungseinrichtung und/oder eine Filtereinrichtung aufweist.
6. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung in einen gekrümmten Abschnitt (10a) der Getränkeleitung (10) mündet.
7. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Vorratsbehältnis zur Aufnahme der Dialkyldicarbonate aufweist.
8. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung in einer Strömungsrichtung des Getränks stromaufwärts der Posi tion der Zuführung der Dialkyldicarbonate in die Getränkeleitung angeordnet ist.
9. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (4) eine variable Förderleistung aufweist.
10. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Überwachungseinrichtung aufweist, die dazu geeignet und be stimmt ist, Leckagen der Pumpeneinrichtung (4) zu erkennen.
11. Verfahren zur Konservierung von Getränken, wobei mittels einer Messeinrichtung (2) eine Durchflussmenge einer durch eine Getränkeleitung (10) fließenden Flüssigkeit be stimmt wird und mittels einer Pumpeneinrichtung (4) ein Konservierungsmittel, insbeson dere Dialkyldicarbonate, in die Getränkeleitung gefördert wird, wobei eine Förderleitung in die Getränkeleitung (10) mündet und die Pumpeneinrichtung die Konservierungsmittel durch diese Getränkeleitung fördert und wobei die Pumpeneinrichtung (4) in Abhängig keit von einer von der Messeinrichtung (2) bestimmen Durchflussmenge gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (4) als Hubkolbenpumpe ausgebildet ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Konservierungsmittel mittels einer Düseneinrichtung (6) in die Getränkeleitung (10) eindosiert wird, wobei diese Düseneinrichtung (6) bevorzugt beheizt wird.
13. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungszustand der Düseneinrichtung (6) durch ei- nen Vordruck des Konservierungsmittels in der Förderleitung gesteuert wird.
14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass entstehende Konservierungsmittel - Dämpfe und insbesondere Dialkyldicarbonat - Dämpfe inaktiviert werden.
15. Verwendung einer Kolbenpumpe zum Zuführen eines Konservierungsmittels in eine Ge tränkeleitung bei der Abfüllung von Getränken.
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