Vorrichtung und Verfahren zum Zuführen eines Konservierungsmittels in ein Getränk mit Drucksensoren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren 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 karbonisierten oder stillen Fruchtsaftgetränken, Fruchtsäften, Weinen, alkoholfreien Weinen, Ciders, Eis-Tees und anderen Getränken eingesetzt. Ein besonderes Kaltentkeimungsmittel stellen die Dialkyldicarbonate, wie insbesondere Dimethyldicarbonat oder Diethyldicarbo- nat, dar, die eine Reihe von Vorteilen aufweisen. Der herausragende Vorteil liegt dabei in der Tatsache begründet, dass Geschmack und Farbe, im Gegensatz zur Heißabfüllung, 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 Wirkung. 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 bekannt.
Im Stand der Technik werden zur Zugabe von Dialkyldicarbonaten ausschließlich on-line - Membran-Dosierpumpen verwendet. Andernfalls kann eine gleichmässige und zuverlässige Verteilung im Getränk nicht gewährleistet werden. Ein Vorteil von Membranpumpen besteht darin, dass deren Pumpenraum vollständig abgeschlossen ist.
Die Apparate mit Membranpumpen bestehen in der Regel aus einer magnetisch oder elektrisch angetriebenen Membranpumpe, Vorratsgefäßen, einer an die Getränkeleitung angebrachten Vorrichtung zur Verdüsung des Dialkyldicarbonates, dem an die Getränkeleitung angebrachten Durchflussmessgerät, sowie einer Elektronik-Steuerung. Dosierpumpen dieser Art sind üblicherweise fest in die Getränkelinie installiert.
Die Dosierpumpen sollen dabei für mehrere unterschiedliche Leistungsparameter geeignet sein, insbesondere für Klein- und Kleinstmengen. Daneben sollen diese Dosierpumpen eine hohe Genauigkeit bei der Eindosierung, einen hohen Verdüsungsdruck und einen weiten Regelbereich aufweisen.
Die Funktionsweise dieser Geräte beruht auf der on-line - Messung der im Getränkerohr herrschenden Getränkedurchflussrate und der daraus parallel berechneten Menge an zu dosierendem Dialkyldicarbonat. Dialkyldicarbonate werden damit jeweils proportional in der benötigten 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.
Aus der WO1998042983A1 ist eine Dosierpumpe zum dosierten Fördern von Flüssigkeiten bekannt.
Die für derartige Vorrichtung und Verfahren eingesetzten Dosierpumpen müssen dabei unterschiedliche Leistungsparameter erfüllen. Einerseits sollen sie geeignet sein, um Klein- bzw. Kleinstmengen zuzuführen. Daneben sollten diese Dosierpumpen eine hohe Genau-
igkeit aufweisen, gleichzeitig jedoch auch einen hohen Verdüsungsdruck zur Verfügung stellen und daneben einen weiten Regelbereich aufweisen, insbesondere für unterschiedlichste Anwendungen.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass bei der Eindüsung eine äusserst genaue Überwachung der einzudosierenden Menge an Dialkyldicarbonat wünschenswert ist. Da die Membranpumpen mit relativ starken Schüben an Flüssigkeitsmengen arbeiten, insbesondere wenn der einzelne Pumpenhub ausgeführt wird, ist eine Messung dieser Mengen an Dimethyldicarbonat relativ schwierig. Handelsübliche Durchflussmessgeräte sind nicht immer geeignet, die geringen Flüssigkeitmengen, die grossen Schwankungen, sowie die Druck- und Geschwindigkeitsstösse fehlerfrei abzubilden. Daher wurden in der Vergangenheit beispielsweise analoge induktive Füllstandssensoren oder Skalen zur genauen Messung der Mengen an Dimethyldicarbonat verwendet.
Allerdings haben diese Sensoren den Nachteil dass sie gegen Vibration der Flüssigkeitsoberfläche relativ empfindlich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überwachung der Zuführung des Konservierungsmittels zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Konservierung von Getränken weist eine Messeinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Durchflussmenge einer durch eine Getränkeleitung fließenden Flüssigkeit und insbesondere eines Getränks zu bestimmen. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Pumpeneinrichtung auf, welche ein Konservierungsmittel und insbesondere Dialkyldicarbonate in die Getränkeleitung fördert und wenigstens ein Aufnahmebehältnis zur Aufnahme des Konservierungsmittels (welches bevorzugt in einer Förderrichtung des Konservierungsmittels vor der Pumpeneinrichtung angeordnet ist).
Dabei ist die Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von einer von der Messeinrichtung bestimmten Durchflussmenge des Getränks steuerbar.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen ersten sowie einen zweiten Sensor und insbesondere einen ersten sowie einen zweiten Drucksensor auf, wobei der erste Sensor und
insbesondere Drucksensor und der zweite Sensor und insbesondere Drucksensor jeweils ein für das Konservierungsmittel und/oder ein für den Durchfluss des Konservierungsmittels charakteristischen Wert und insbesondere einen Druck des Konservierungsmittels messen.
Es wird daher im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Redundanz von Drucksensoren vorgeschlagen.
So besteht beispielsweise ein Zusammenhang zwischen dem Druck und der in einer Förderleitung auftretenden Fördermenge und/oder dem Durchfluss der Flüssigkeit.
Neben oder anstelle eines Drucksensors kann auch ein (Gewichtskraft)sensor (beispielsweise in Form einer Wägezelle) verwendet werden. So kann etwa die Gewichtskraft eines Behältnisses, welches das Konservierungsmittel enthält, gemessen werden. Aus einer Gewichtskraftdifferenz kann auf eine Menge einer aus dem Behältnis entnommenen Flüssigkeit geschlossen werden und daraus wiederum auf eine Fördermenge.
Im internen Stand der Technik der Anmelderin hat sich gezeigt dass entsprechende Drucksensoren in vielen Fällen nicht zuverlässig sind. Beispielsweise können die Sensoren leicht elektronische Defekte aufweisen. Leider ist dies sicherheitstechnisch problematisch, denn eine inkorrekte Füllstandsmessung kann erstens zu Über- oder Unterfüllungen eines Vorratsbehälters führen was wiederum zum Austritt von Dialkalydicarbonaten oder zum Ausfall der Dosage führen kann. Zweitens können Fehler in der Füllstandmessung zu Fehlern in der Berechnung der tatsächlich dosierten Mengen des Entkeimungsmittels führen. Eine ungenaue oder inkorrekte Dosage in das Getränk sollte jedoch vermieden werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Prozessoreinrichtung auf, welche aus dem gemessenen Druck und/oder einer Druckänderung eine der Getränkeleitung zugeführte Menge des Konservierungsmittels ermittelt, etwa unter Berücksichtigung eines Gewichtsunterschieds einer Flüssigkeitsmenge, welche dieser Menge an Konservierungsmittel entspricht. So lässt sich etwa aus einer bestimmten Druckdifferenz, die innerhalb eines Behältnisses gemessen wird oder aus einem Gewichtsunterschied des mit dem Konservierungsmittel befüllten Aufnahmebehältnisses auf einen Gewichtsunterschied der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit schließen und aus diesem Gewichtsunterschied wiederum auf einen Volumenunterschied.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine weitere Fördereinrichtung und insbesondere eine weitere Pumpeneinrichtung auf, welche das Konservierungsmittel von dem ursprünglichen Aufnahmebehältnis (Transportbehältnis) in das Mess-Aufnahmebehältnis fördert Insbesondere kann dies durch Verwendung einer Vakuumpumpe oder unter Verwendung von Druckluft verwirklicht werden.
Es wurde nun gefunden dass wenn generell einige oder alle Drucksensoren in mindestens doppelter Ausführung einfügt werden, es damit möglich wird nicht nur die oben beschriebenen Probleme zu umgehen sondern dass damit auch weitere zusätzliche diagnostische Daten abgeleitet werden können. Besonders wichtige Sensoren können dabei doppelt oder auch dreifach ausgeführt werden.
Eine bevorzugte Vorrichtung im Sinne der Erfindung weist beispielsweise ein Vorratsgebinde enthaltend Dimethyldicarbonat und eine Lanze in diesem Gebinde zur Ansaugung von Dimethyldicarbonat in ein Puffergefäss auf. Ebenfalls ist jedoch auch statt Saugen ein Hochdrücken aus dem Vorratsgebinde im Sinne der Erfindung möglich. Die Lanze führt das Dialkyldicarbonat in ein Puffergefäss, aus dem Puffergefäss entnimmt eine Dosierpumpe das Entkeimungsmittel auf der Saugseite und führt es auf der Druckseite -bevorzugt über eine Düse - in das Getränk bzw. in die Getränkeleitung.
Die Anmelderin hat weiterhin herausgefunden, dass Drucksensoren eine relativ einfache Möglichkeit darstellen, um auf die Zuführung des Konservierungsmittels in das Getränk zu schließen. Allerdings hat sich auch gezeigt, dass Drucksensoren teilweise sehr teuer sind oder in günstigeren Varianten nicht die gewünschte Zuverlässigkeit erreichen. Daher schlägt die Erfindung vor, zwei redundante Drucksensoren vorzusehen, welche den Druck des Konservierungsmittels bestimmen. Bevorzugt sind die Drucksensoren unabhängig voneinander betreibbar und/oder auslesbar.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle redundanter Drucksensoren auch redundante Sensoren anderer Gattungen, beispielsweise redundante Durchflusssensoren, oder Gewichtskraftsensoren zum Einsatz kommen könnten. Die Anmelderin behält sich daher vor, Schutz auch für eine Vorrichtung und ein Verfahren zu beanspruchen welche redundante Durchflusssensoren oder Gewichtskraftsensoren verwenden.
Besonders bevorzugt erlauben die Drucksensoren und/oder erlaubt die Vorrichtung eine online Durchflussmessung und insbesondere eine indirekte online Durchflussmessung.
Eine Möglichkeit der Messung und Überwachung der Menge an Dimethyldicarbonat besteht in der Verwendung von Drucksensoren. Hierbei wird beispielsweise ein kleiner Tank oder ein Rohr oder eine Bürette zur Vorratshaltung von Dialkalydicarbonat verwendet. Der Füllstand innerhalb des Vorratsgefässes kann nun über einen Drucksensor bestimmt werden, da der anliegende Flüssigkeitsdruck, minus den Luftdruck, proportional zu der Füllstandmenge in Tank, Rohr oder Bürette ist. Der Drucksensor und insbesondere die wenigstens zwei Drucksensoren können an verschiedenen Stellen des Vorratsgefässes eingebaut werden. Beispielsweise kann der Drucksensor oder können die Drucksensoren nahe des Bodens der Vorratsgefässes verwendet werden, um einen maximalen und minimalen Füllstand im Behälter elektronisch zu ermitteln und bevorzugt die Vorrichtung entsprechend zu regeln. Wie oben erwähnt, lässt sich aus einer Druckdifferenz auf eine Füllstandsdifferenz schließen.
Weiterhin erlaubt die Erfindung eine proportionale Zudosierung des Konservierungsmittels auch in Abhängigkeit von den von den wenigstens zwei Drucksensoren ausgegebenen Werten.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche die Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Drucksensor und bevorzugt von beiden Drucksensoren bzw. den von diesen ausgegebenen Werten steuert.
Weiterhin ist es möglich, dass die Vorrichtung eine Durchflussmesseinrichtung aufweist, welche einen Durchfluss des Konservierungsmittels insbesondere in Richtung der Getränkeleitung misst. Bevorzugt ist diese Durchflussmesseinrichtung an oder in einer Druckleitung angeordnet, welche von der Pumpeneinrichtung abgeht. Insbesondere ist die Durchflussmesseinrichtung in einer Verbindungsleitung angeordnet, welche die Pumpeneinrichtung mit der Getränkeleitung verbindet.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Drucksensor um einen Drucktransmitter. Besonders bevorzugt ist dieser Drucksensor daher auch geeignet und bestimmt, Messwerte,
welche für einen Druck der Flüssigkeit insbesondere des Konservierungsmittels charakteristisch sind, auszugeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Drucksensor eine innerhalb eines Gehäuses und insbesondere innerhalb eines Edelstahlgehäuses angeordnete Membran zur Druckmessung auf. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Drucksensor ein elektrisch betriebener Drucksensor. Bevorzugt wird der Drucksensor mit einer Betriebsspannung versorgt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Drucksensor oder weisen die Drucksensoren eine piezoresistive Messzelle und/oder eine Dünnfilmmesszelle auf. Bevorzugt ist ein maximal mit dem Drucksensor messbarer Druck größer als 5bar, bevorzugt größer als 10bar, bevorzugt größer als 20bar und besonders bevorzugt größer als 40bar.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Drucksensor eine Sprungantwortzeit auf, die geringer ist als 50ms, bevorzugt geringer als 40ms, bevorzugt geringer als 30ms, bevorzugt geringer als 20ms und besonders bevorzugt geringer als 10ms. Auf diese Weise können sehr schnell Druckdifferenzen ermittelt werden.
Bevorzugt ist der oder sind die Drucksensoren bei Umgebungstemperaturen einsetzbar, die zwischen -40°C und +85°C liegen. Daneben sind der oder die Drucksensoren bei Temperaturen des Konservierungsmittels einsetzbar, die zwischen -40°C und +125°C, bevorzugt zwischen -20°C und 100°C, bevorzugt zwischen -10°C und 90°C und besonders bevorzugt zwischen 0°C und 70°C liegt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Drucksensor ein Schraubgewinde auf, um an ein Element der Vorrichtung angeschraubt zu werden.
Durch die Anmelderin wurden bewusst Drucksensoren mit den obigen Eigenschaften ausgewählt, um einen sicheren Betrieb einer entsprechenden Vorrichtung zu gewährleisten.
Besonders bevorzugt erlaubt der Drucksensor eine drahtlose Ausgabe dieser Messwerte.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Drucksensor um einen Differenzdrucksensor. Bevorzugt ist der Drucksensor derart angeordnet, dass aus
der Druckdifferenz unmittelbar eine Fördermenge des Konservierungsmittels ermittelbar ist.
Bevorzugt ist wenigstens ein Drucksensor dazu geeignet und bestimmt, ein Signal auszugeben, welches diesen Drucksensor eindeutig identifiziert. Auf diese Weise kann innerhalb einer Anlage festgestellt werden, welcher Druckwert von welchem Drucksensor ausgegeben wurde. Auf diese Weise kann beispielsweise in einem Fehlerfall sehr schnell ein eventuell defekter Drucksensor ermittelt werden.
Bevorzugt ist wenigstens ein Drucksensor in einem laufenden Betrieb der Vorrichtung auswechselbar.
Besonders bevorzugt ist einer der Drucksensoren ein redundanter Drucksensor. Bevorzugt sind beide Drucksensor in dem gleichen Bereich der Anlage angeordnet und/oder messen bestimmungsgemäß den gleichen Druck. Besonders bevorzugt sollten daher beide Drucksensoren die gleichen Werte für den Druck ausgeben. Dabei wäre es möglich, dass der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor benachbart zueinander angeordnet sind.
Bevorzugt sind der erste und der zweite Drucksensor in einem Bereich der Vorrichtung angeordnet, in dem gleiche Drücke des Konservierungsmittels zu erwarten sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vergleichseinrichtung auf, welche den von dem ersten Drucksensor gemessenen Druckwert und den von dem zweiten Drucksensor gemessenen Druckwert vergleicht. Dabei ist es möglich, dass eine Prozessoreinrichtung überprüft, ob etwaige Differenzen der ausgegebenen Drücke innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs bzw. innerhalb eines vorgegebenen Schwellenbereichs liegen.
Daneben ist es möglich, dass die Prozessoreinrichtung dazu geeignet und bestimmt ist, eine Plausibilitätsprüfung der von den Drucksensoren ausgegebenen Werte durchzuführen. Falls beispielsweise einer der beiden Drucksensor vollständig ausfällt und/oder technisch unrealistische Werte ausgibt, können für einen zumindest vorübergehenden Betrieb die Werte des zweiten Drucksensors zur Steuerung herangezogen werden. Gleichzeitig kann in diesem Fall an den Benutzer die Information ausgegeben werden, dass ein bestimmter Drucksensor zu überprüfen ist. Daneben ist es auch möglich, dass ein Alarm ausgegeben
wird, wenn eine zu hohe Abweichung zwischen den beiden Drucksensoren auftritt.
Bevorzugt wird der Druck mehrfach und/oder kontinuierlich gemessen. Bevorzugt wird ein Druckverlauf gemessen. Aus diesem Druckverlauf kann auf eine Menge des (pro Zeiteinheit) dem Getränk zugeführten Konservierungsmittels geschlossen werden.
Bevorzugt steuert eine Steuereinrichtung die Vorrichtung und insbesondere die Pumpeneinrichtung auch auf Basis des von wenigstens einem der Drucksensoren ausgegebenen Messwerte. Hierbei wären mehrere Vorgehensweisen denkbar. So wäre es denkbar, dass die Vorrichtung auf Basis des von einem der Sensoren stammenden Werts gesteuert wird und der zweite Drucksensor dazu dient, die korrekte Funktionsweise des ersten Sensors zu überprüfen.
Auch wäre es denkbar, dass die Vorrichtung auf Basis eines Messwertes gesteuert wird, der sich aus den Messwerten der beiden Drucksensoren ergibt, etwa auf Basis eines Mittelwerts dieser Werte.
Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung auf, welche über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg die von den Drucksensoren ausgegebenen Druckwerte speichert. Dabei ist es auch möglich, dass insbesondere über die Zeit hinweg ein Verlauf der aufgenommenen Druckwerte ermittelt wird.
Auf diese Weise können beispielsweise sich schleichend ändernde Systemzustände erfasst werden. Auch kann auf diese Weise ein bevorstehender Ausfall eines Drucksensors festgestellt werden.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Drucksensoren um gleichartige und/oder baugleiche Drucksensoren. Bevorzugt sind diese derart angeordnet, dass im Rahmen des Arbeitsbetriebs bei ordnungsgemäßer Funktion im Wesentlichen die gleichen Werte ausgeben. So können etwa im Falle einer Flüssigkeitsleitung beide Drucksensoren in identischer Ausrichtung an dieser Flüssigkeitsleitung angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Entnahmeeinrichtung auf, welche das Konservierungsmittel aus dem bzw. einem Aufnahmebehältnis
entnimmt. Bevorzugt ist diese Entnahmeeinrichtung lösbar an dem Aufnahmebehältnis angeordnet. Vorteilhaft kann dabei dieses Aufnahmebehältnis wechselbar sein. Besonders bevorzugt ist die Entnahmeeinrichtung derart ausgebildet, dass das Konservierungsmittel aus dem Aufnahmebehältnis abgesaugt wird.
Bevorzugt kann dabei die Entnahmeeinrichtung als Lanze oder Sauglanze oder Saugrohr ausgeführt sein. Bevorzugt erfolgt dabei die Absaugung insbesondere mithilfe der oben erwähnten Pumpeneinrichtung. Dabei kann eine Leitung vorgesehen sein, die zu der Pumpeneinrichtung führt, oder aber zu einem weiteren Aufnahmebehältnis.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Entnahmeeinrichtung eine Sensoreinrichtung und insbesondere ein Drucksensor zugeordnet und/oder eine Durchflussensoreinrich- tung. Besonders bevorzugt ist dieser Drucksensor an einem Endabschnitt und/oder einer Spitze der Entnahmeeinrichtung bzw. der Entnahmelanze angeordnet, insbesondere einem Endabschnitt, der im Betrieb in das Konservierungsmittel ragt. Es wäre jedoch auch möglich, dass die der Entnahmeeinrichtung zugeordnete Sensoreinrichtung ein Durchflusssensor ist.
Damit sind ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung (Druck)sensoren welche sich an der Spitze der Lanze befinden, mit deren Hilfe Dialkyldicarbonat aus dem Vorrats-Gebinde angesaugt wird. Diese Sensoren erlauben eine Füllstandsanzeige im Vorrats-Gebinde sowie eine weitere Kontrolle der dosierten Menge.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Pumpeneinrichtung um eine Membranpumpe und insbesondere um eine magnetisch und/oder elektrisch betätigte Membranpumpe.
Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung ein weiteres Aufnahmebehältnis insbesondere in Form eines Pufferbehältnisses auf, welches mit von dem Aufnahmebehältnis entnommenen Konservierungsmittel befüllbar ist. Dabei ist besonders bevorzugt dieses Pufferbehältnis in dem Strömungsweg des Konservierungsmittels zwischen dem Aufnahmebehältnis und der Pumpeneinrichtung angeordnet. Bevorzugt entnimmt die Pumpeneinrichtung das Konservierungsmittel aus dem besagten Pufferbehältnis.
Bevorzugt ist der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor in diesem Pufferbehältnis
angeordnet, und/oder diesem Pufferbehältnis zugeordnet. So können sich in den Pufferbehältnis bzw. Puffergefäß beispielsweise zwei Sensoren am Boden des Behältnisses befinden. Daneben können auch zwei oder ein Sensor am Überlauf oder dem oberen Flüssigkeitspegel dieses Pufferbehältnisses vorgesehen sein. Beispielsweise können die am Boden des Pufferbehältnisses angeordneten Drucksensoren einen Druck des in dem Pufferbehältnis angeordneten Konservierungsmittels messen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine zwischen dem Aufnahmebehältnis und der Pumpeneinrichtung angeordnete (Saug)leitung auf und bevorzugt sind ein bzw. der erste und zweite Drucksensor in oder an dieser Saugleitung angeordnet. Besonders bevorzugt ist diese Saugleitung zwischen dem Puffergefäß und der Pumpeneinrichtung vorgesehen. Es wäre jedoch auch möglich, dass eine entsprechende Saugleitung zwischen dem Aufnahmebehältnis und dem weiteren Aufnahmebehältnis bzw. dem Pufferbehältnis angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind sowohl zwei Drucksensoren in der Saugleitung als auch in dem oben genannten Pufferbehältnis vorgesehen.
Bevorzugt ist ein Aufnahmevolumen des zweiten Aufnahmebehältnisses geringer als ein Aufnahmevolumen des ersten Aufnahmebehältnisses.
Damit enthält die Vorrichtung bevorzugt zwei Drucksensoren in der Saugleitung, was ebenfalls erlaubt die korrekte Funktion der Ansaugung und der Pumpe zu überwachen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens einen weiteren Drucksensor und bevorzugt wenigstens zwei weitere Drucksensoren auf, der oder die in der Strömungsrichtung des Konservierungsmittels nach der Pumpeneinrichtung angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung sind bevorzugt der oder die weiteren Drucksensoren in einer Druckleitung vorgesehen, die das Konservierungsmittel ausgehend von der Pumpeneinrichtung zu der Zuführstelle führt, in welcher das Konservierungsmittel in die Getränkeleitung überführt wird.
Ein Drucksensor in der Druckleitung erlaubt bevorzugt über Druckverlaufskurven eine zusätzliche Diagnostik zur korrekten Funktion der Pumpe. Die Druckverlaufskurven der Dosierpumpe können auch als diagnostische Indikatoren verwendet werden, um die
Pumpfunktion zu überwachen.
Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Eindüseinrichtung auf, um das Konservierungsmittel der Getränkeleitung zuzuführen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Düse handeln, welche das Einführen des Konservierungsmittels unter hohem Druck in die Getränkeleitung ermöglicht. Zu diesem Zweck kann im Bereich dieser Eindüseinrichtung ein Drucksensor oder auch zwei Drucksensoren vorgesehen sein.
Besonders bevorzugt sind dem Pufferbehältnis wenigstens ein weiterer Sensor und insbesondere wenigstens zwei weitere Sensoren zugeordnet. Dabei kann es sich ebenfalls um Drucksensoren handeln, es wäre jedoch auch möglich, dass es sich hier um Füllstandsensoren handelt, welche ein Druckniveau in dem Pufferbehältnis überprüfen.
Besonders bevorzugt weist das Pufferbehältnis ein Aufnahmevolumen auf, welches größer ist als 50 ml bevorzugt größer als 100ml und bevorzugt größer als 200 ml Besonders bevorzugt weist das Pufferbehältnis ein Volumen auf, welches geringer ist als 12 I, bevorzugt geringer als 8I, bevorzugt geringer als 5I und bevorzugt geringer als 3I.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, um für den Prozess (der Zuführung des Konservierungsmittels) charakteristische bzw. wesentliche Daten darzustellen. Dabei kann beispielsweise ein Druckwert angezeigt werden, oder auch ein Wert, der für einen Durchfluss charakteristisch ist oder auch weitere Werte. Daneben oder zusätzlich wäre es auch möglich, Fehler anzuzeigen, etwa den Ausfall einer Messeinrichtung oder eines Sensors.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Kalibriereinrichtung zum Kalibrieren der Sensoreinrichtungen auf. So ist es beispielsweise möglich, dass durch diese Kalibriereinrichtung eine Kalibrierung zweier redundanter Drucksensoren (oder auch anderer Sensoren wie Durchflusssensoren) vorgenommen wird, sodass deren Werte im Rahmen des Kalibriervorgangs einander angeglichen werden. Insbesondere ist auf diese Weise ein Einlernen der Drucksensoren möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist neben dem ersten und dem zweiten Drucksensor ein dritter Drucksensor vorgesehen, wobei wenigstens eine bevorzugt wenigs-
tens zwei dieser Drucksensoren redundant sind. Hier lassen sich vorteilhaft drei Drucksensoren pro Messstelle einsetzen. In diesem Fall kann eine abweichende Sonde oder ein abweichender Sensor sofort (insbesondere rechnerisch) durch Abgleich und Fehlertoleranzdefinitionen aussortiert werden. Die Vorrichtung kann in diesem Fall Weiterarbeiten und der anliegende Servicebedarf zum Austausch der jeweils fehlerhaften Sonde bzw. des fehlerhaften Drucksensors kann mit ausreichend Zeit abgearbeitet werden.
Bevorzugt sind die Drucksensoren als Sonden ausgebildet.
So lassen sich vorteilhaft drei Drucksensoren pro Messtelle einsetzen. In diesem Fall kann eine abweichende Sonde - bevorzugt sofort - insbesondere rechnerisch durch Abgleich und Fehlertoleranzdefinitionen - aussortiert werden. Die Dosiervorrichtung kann Weiterarbeiten und der anliegende Servicebedarf zum Austausch der jeweils fehlerhaften Sonde kann mit ausreichend Zeit abgearbeitet werden.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur Konservierung von Getränken gerichtet, wobei eine Messeinrichtung eine Durchflussmenge einer durch eine Getränkeleitung fließenden Flüssigkeit und insbesondere eines Getränks bestimmt und eine Pumpeneinrichtung ein Konservierungsmittel und insbesondere Dialkyldicarbonate in die Getränkeleitung fördert und wobei in einem Aufnahmebehältnis das Konservierungsmittel aufgenommen wird, wobei die Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von einer von der Messeinrichtung bestimmten Durchflussmenge gesteuert wird.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen ersten sowie einen zweiten Sensor und insbesondere Drucksensor auf, wobei der erste (Druck)sensor und der zweite (Druck)sensor wenigstens einen Druck des Konservierungsmittels messen. Es wäre jedoch alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass (insbesondere redundant) andere Eigenschaften wie ein Füllstand oder eine Durchflussrate (des Konservierungsmittels) oder eine Gewichtskraft des mit dem Konservierungsmittel befüllten Aufnahmebehältnisses gemessen werden.
Unter einem Druck des Konservierungsmittels wird dabei insbesondere der Druck verstanden, den das (insbesondere flüssige) Konservierungsmittel auf einen in einem vorgegebenen Bereich angeordneten Drucksensor ausübt.
Es wird darauf hingewiesen, dass hier bevorzugt ein erster und ein zweiter Drucksensor redundant verwendet werden. Es wäre jedoch auch möglich, andere Sensoreinrichtungen wie etwa Durchflusssensoreinrichtungen redundant zu verwenden (welche entsprechend einen Durchfluss des Konservierungsmittels messen. Die Anmelderin behält sich vor, auch auf derartige Ausgestaltungen Schutz zu beanspruchen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird ein Konservierungsmittel von dem Aufnahmebehältnis in ein weiteres Aufnahmebehältnis und insbesondere ein Pufferbehältnis gefördert. Dabei kann bevorzugt eine aktive Fördereinrichtung, wie insbesondere eine zweite Pumpeneinrichtung verwendet werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren handelt es sich bei der Messeinrichtung, welche eine Durchflussmenge der durch die Getränkeleitung fließenden Flüssigkeit bestimmt um einen Durchflusssensor. Es wäre jedoch auch möglich, dass an dieser Stelle ein Drucksensor verwendet wird. Besonders bevorzugt sind auch wenigstens zwei Messeinrichtungen vorgesehen, welche die Durchflussmenge der durch die Getränkeleitung fließenden Flüssigkeit bestimmen. Besonders bevorzugt sind auch hier zwei redundante bzw. eine redundante Messeinrichtung vorgesehen. Auf diese Weise kann auch eine höhere Sicherheit bei der Bestimmung der Durchflussmenge durch die Getränkeleitung ermöglicht werden.
Die Ausführung der Drucksensoren in redundanter/doppelter Form erlaubt nicht nur einen Verzicht auf andere kompliziertere Bauteile wie zB induktive Durchflussmesser oder Corio- lis-Massen- oder Volumendurchflussmessgerate oder induktive oder kapazitive Sonden. Zusätzlich erlaubt die redundante Ausführung eine Warnung falls Messgrössenabweichungen der beiden Sensoren bzw. Sonden relativ zueinander und auch absolut oberhalb definierter Limits. Dies kann zur Schaltung eines Alarms führen der wiederum einen Wartungsvorgang auslösen kann.
Ganz besonders bevorzugt wird Dimethyldicarbonat als Dialkyldicarbonat eingesetzt, noch weiter bevorzugt wird Dimethyldicarbonat mit einer Reinheit >99.8% als Dialkyldicarbonat eingesetzt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird Dimethyldicarbonat eingesetzt, welches durch geeignete Verfahren 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 2 016 041 B1 beschreibt die Verwendung von mindestens einer Protonen-Säure aus der Reihe der anorganischen Säuren und der organischen Carbonsäuren und deren Derivate, wobei es sich bei den organischen Carbonsäuren um gesättigte und ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische Monocarbonsäuren und gesättigte und ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische Di- und Polycarbonsäuren und bei deren Derivaten um Hydroxamsäuren, Hydroxycarbonsäuren, Aldehyd- und Ketosäuren handelt, zur Stabilisierung von Dialkyldicarbonaten gegen chemische und thermische Abbaureaktionen, 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 Trimethylphoshat oder Phosphorsäure eingesetzt. Vorzugsweise wird die Phosphorverbindung in einer Menge zwischen 0,01 ppm und 1000 ppm bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung aus Dimethyldicarbonat und Phosphorverbindungen eingesetzt.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung:
Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dabei kennzeichnet das Bezugszeichen 10 eine Flüssigkeitsleitung und insbesondere eine Getränkeleitung, in der die Flüssigkeit bzw. das Getränk zu einem Behältnis 20 gefördert wird.
Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet eine Messeinrichtung wie insbesondere aber nicht ausschließlich einen Durchflusssensor, die dazu geeignet und bestimmt ist, die Durchflussmenge des durch die Flüssigkeitsleitung 10 fließenden Getränks zu bestimmen.
Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Pumpeneinrichtung, welche dazu dient, ein Konservierungsmittel über eine Zuführleitung und insbesondere eine Druckleitung 6 und eine Düse 10a dem Getränk zuzuführen. Diese Pumpeneinrichtung 4 wird dabei von einer Steuerungseinrichtung 14 gesteuert.
Die Messeinrichtung 3 übermittelt an die Steuerungseinrichtung 14 einen Wert der für die Durchflussmenge der durch die Flüssigkeitsleitung fließenden Flüssigkeit charakteristisch ist und die Steuerungseinrichtung steuert die Pumpeneinrichtung unter Berücksichtigung dieses Werts.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet ein erstes Aufnahmebehältnis, welches zur Aufnahme des flüssigen Konservierungsmittels dient. Dieses Aufnahmebehältnis ist bevorzugt austauschbar und ist bevorzugt ohne eine Sensoreinrichtung ausgeführt. Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet eine Entnahmeeinrichtung welche dazu geeignet und bestimmt ist, aus dem Aufnahmebehältnis die Flüssigkeit zu entnehmen. Diese Entnahmeeinrichtung ist bevorzugt als hohle Lanze ausgeführt, welche das Konservierungsmittel aus dem Aufnahmebehältnis absaugt.
Das Bezugszeichen 45 kennzeichnet einen Sensor und insbesondere einen Drucksensor, der bei einer vorteilhaften Ausführungsform an einem unteren Ende der Entnahmeeinrichtung angeordnet ist.
Über eine (nur schematisch dargestellte) Verbindungsleitung 26 wird aus dem Aufnahmebehältnis 8 entnommenes Konservierungsmittel (beispielsweise unter Verwendung einer Pumpeneinrichtung 27 einem weiteren Aufnahmebehältnis 18, welches hier als Pufferbehältnis ausgeführt ist, zugeführt. Weiter kann die Zuführung und die Funktion der Pumpeinrichtung 27 auch realisiert werden, indem entweder auf das Behältnis 8 Überdruck aufgegeben wird und so das Konservierungsmittel weitergefördert wird, sowie alternativ indem auf das Behältnis 18 Unterdrück aufgegeben wird wodurch das Konservierungsmittel in das Behältnis 18 gesaugt wird.
Über eine Verbindungsleitung 34 kann die Pumpeneinrichtung 4 das Konservierungsmittel aus dem Pufferbehältnis 18 absaugen. Die Verbindungsleitung kann jedoch auch aus dem Boden des Pufferbehältnisses nach unten abgehen. Das Pufferbehältnis 18 erlaubt es, die
Vorrichtung 1 auch in den Zeiträumen weiter zu betreiben, in denen das Aufnahmebehältnis 8 ausgewechselt wird.
Das Pufferbehältnis kann verschiedene Formen aufweisen, und kann belüftet sein oder es kann gegenüber der Umgebung abgeschlossen sein. Ebenfalls kann das Pufferbehältnis über ein Ventil gesteuert wahlweise belüftet als auch unbelüftet betrieben werden.
Die Höhe der Flüssigkeitssäule im Pufferbehältnis beeinflusst die zu messende Druckdifferenz bei unterschiedlichen Befüllungszuständen. Höher gebaute Pufferbehälter können daher vorteilhaft sein, um die gemessenen Werte der Druckdifferenzen in unterschiedlichen Füllzuständen zu erhöhen.
An einem Boden des Pufferbehältnisses ist wenigstens ein erster Drucksensor 22 und sind bevorzugt zwei Drucksensoren 22, 24 angeordnet. Mittels dieses Drucksensors 22 kann ein Druck der Flüssigkeit innerhalb des Pufferbehältnisses 18 bestimmt werden und damit auf den Füllstand der Flüssigkeit in dem Pufferbehältnis geschlossen werden.
Neben oder anstelle der Drucksensoren könnten auch insbesondere wenigstens zwei Gewichtskraftsensoren vorgesehen sein, welche das Gewicht des mit dem Konservierungsmittel befüllten Aufnahmebehältnisses 18 messen. Diese Gewichtskraftsensoren (nicht gezeigt) wären dabei bevorzugt unterhalb des Aufnahmebehältnisses angeordnet.
Aus einer Änderung des Drucks ergibt sich entsprechend eine Änderung des Füllstandes und auf diese Weise kann auf eine von der Pumpeneinrichtung 4 geförderte Menge des Konservierungsmittels und damit auf eine Menge der der Getränkeleitung 10 zugeführten Menge geschlossen werden.
Dadurch, dass bevorzugt zwei Drucksensoren 22, 24 vorgesehen sind, ist eine redundante Messung des Drucks möglich und damit kann eine höhere Genauigkeit erreicht werden.
Bei einer alternativen Ausgestaltung oder auch zusätzlich kann auch an der Verbindungsleitung ein Drucksensor oder bevorzugt zwei Drucksensoren 52, 54 vorgesehen sein. Auch aus den von diesen Drucksensoren 52, 54 ausgegebenen Messwerten kann (zusätzlich oder alternativ) auf einen Durchfluss der Flüssigkeit durch die Verbindungsleitung 34 und damit auf eine Fördermenge geschlossen werden.
Das Bezugszeichen 56 kennzeichnet einen Füllstandsensor, der einen Füllstand des Konservierungsmittels innerhalb des Aufnahmebehältnisses 18 bestimmt. Die von diesem Füllstandssensor gemessenen Daten werden insbesondere verwendet, um die von den Drucksensoren ausgegebenen Werte zu überprüfen.
Bevorzugt befinden sich daher In dem Pufferbehältnis 18 beispielsweise zwei Sensoren 22, 24 am Boden des Pufferbehältnisses 18, zwei Sensoren (nur ein Sensor 56 gezeigt) am Überlauf oder oberen Flüssigkeitspegel, und zwei Sensoren in der Druckleitung.
Die Bezugszeichen 62 und 64 kennzeichnen weitere Drucksensoren, die zusätzlich oder alternativ zu den oben beschriebenen Sensoren in der Druckleitung 6 angeordnet sind. Auch auf diese Weise kann eine Fördermenge des der Getränkeleitung 10 zugeführten Konservierungsmittels bestimmt werden.
Daneben können diese Drucksensoren auch dazu dienen, um zu überprüfen, ob das Konservierungsmittel mit einem ausreichenden oder in vorgegebenen Grenzen liegenden Druck der Flüssigkeitsleitung zugeführt wird.
Die einzelnen Messwerte der Sensoren werden bevorzugt der Steuerungseinrichtung 14 zugeführt und diese steuert und insbesondere regelt die Pumpeneinrichtung auch auf Basis dieser Messwerte.
Bevorzugt weist auch die Pumpeneinrichtung wenigstens eine Sensoreinrichtung 42 und bevorzugt mehrere Sensoreinrichtungen 42, 44 auf. Dabei kann es sich beispielsweise um Positionssensoren handeln, welche die Position von spezifischen Pumpenelementen bestimmen. Daneben kann es sich auch um Strom- oder Spannungssensoren handeln, welche für den Betrieb der Pumpeneinrichtung charakteristische Werte bestimmen oder dergleichen.
Ebenfalls kann es sich um Drucksensoren handeln welche beispielsweise die Druckverlaufskurven einer Ölbettung oder Ölversorgung bewegter Teile der Pumpe aufzeichnen um so beispielsweise Rückschlüsse über die korrekte Funktion der Dosierpumpe zu erlauben.
Auch die Werte dieser Sensoreinrichtungen werden bevorzugt der Steuerungseinrichtung 14 zum Steuern und/oder Regeln der Pumpeneinrichtung 4 zugeführt.
Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet eine Anzeige und/oder Bedieneinrichtung zum Bedienen der Vorrichtung. Diese Anzeige und/oder Bedieneinrichtung 30 ist bevorzugt dazu geeignet und bestimmt, Informationen auszugeben, die für den Betrieb der Vorrichtung bedeutsam sind, wie etwa gemessene Drücke oder dergleichen. Daneben können bevorzugt über diese Anzeige und/oder Bedieneinrichtung 30 auch Benutzereingaben getätigt werden.
Eine Füllstandsanzeige und/oder Druckanzeige und/oder Durchflussratenanzeige kann direkt auf einem Touch Panel (der Anzeige und/oder Bedieneinrichtung 30 visualisiert werden. Damit ist es möglich die Flaschenwechsel dem Operator rechtzeitig anzukündigen.
Ein Vorteil der oben beschriebenen Drucksensoren ist deren niedriger Preis verglichen mit anderen Bauteilen.
Eine Vorrichtung nach Fig. 1 wurde zur Dosage von Dimethyldicarbonat in eine Apfelschorle verwendet. Nach etwa 20 Betriebsstunden wurde beobachtet dass der Sensor 22 einen elektronischen Defekt aufwies. Da die beiden Sensoren 22 und 24 von der Steuerung überwacht wurden und nach Mittelwertbildung die Differenz der Einzelwerte zum Mittelwert 10% überstieg, was als Kontrollgrenze diente und überschritten wurde, konnte in der Systemsteuerung eine Alarmmeldung ausgelöst werden. Hiermit konnte der Operator die Störung zur Kenntnis nehmen. Gleichzeitig wurde durch Eliminierung des fehlerhaften Signals (außerhalb der definierten Druckgrenzen) ein Weiterbetrieb der Vorrichtung bis zum Austausch des Drucksensors sichergestellt werden indem von dem Gerät nur einer der Drucksensoren zur Dosagekontrolle einberechnet wurde.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Fi-
gur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.