DE2704027A1

DE2704027A1 - Wasser-entlueftungsvorrichtung fuer eine getraenke-zubereitungsanlage

Info

Publication number: DE2704027A1
Application number: DE19772704027
Authority: DE
Inventors: Harry Grindley Mojonnier; Sigmund Peter Skoli
Original assignee: Mojonnier Bros Co
Current assignee: Scott Technologies Inc
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-02-01
Publication date: 1977-08-11
Also published as: CA1083475A; GB1522730A; BR7700495A; US4112828A; AR210533A1; DE2704027C2; JPS6020052B2; JPS5296789A

Description

MOJONNIER BROS. CO., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Illinois, 4601 West Ohio Street, Chicago, Illinois 60644, V.St.A.

Wasser-Entlüftungsvorrichtung für eine Getränke-Zubereitungsanlage

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Verarbeitung von Getränken, und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zur Entfernung von Luft aus dem zubereiteten Getränk.

Moderne Getränke-Zubereitungsanlagen präparieren oder formulieren große Mengen an alkoholfreien Getränken und füllen diese in Behälter in Form von Dosen oder Flaschen mit relativ großer Geschwindigkeit ab. Diese auf Behälter abgefüllten Getränke werden dann in den Handel gegeben und an den Endverkaufsstellen zum Verbrauch bereitgehalten.

Bei der Zubereitung moderner alkoholfreier Getränke muß die gelöste Luft aus dem Getränk entfernt werden, wenn das fertige Getränk von einer gleichbleibend hohen Qualität und hoher Lagerzeit bleiben soll. Eine Entlüftung verbessert die Getränkestabilität beim Abfüllen und mindert das Schäumen

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innerhalb und an den Rändern des Behälters während der Zeitspanne zwischen Einfüllen und Verschließen des Behälters. Wenn das Getränk in eine Dose abgefüllt ist, kann der Einschluß von Luft zur Zerstörung der Kunststoff auskleidung der Dose führen, wodurch die Dose beschädigt wird und die Geschmackastoffe des Getränkes entweichen. Derartige Umstände sind natürlich dem guten Nci.ien eines Getränkes abträglich und schädigen die Verkauf sbemühungen des betreffendes Getränke-Herstellers.

M~ urne Anlagen zur Zubereitung von Getränken und zum Abfüllen von Getränken enthalten einen Vorrat an behandeltem Wasser, das durch eine Entlüftungseinrichtung einem Getränke-Proportionierer zugeführt werden kann. In diesem Proportionierer oder Abmeßeinheit wird eine gegebene Wassermenge mit einer anderen geeigneten Menge des Getränkesyrups vermischt, woraus sich eine Getränkemischung ohne Kohlensäurezusatz ergibt. Die Getränkemischung wird dann durch einen Karbonisierer geleitet, in welchem Kohlendioxidgas in die Getränkemischung eingeleitet wird. Das sich ergebende mit Kohlensäure versetzte Getränk wird dann zu einer Abfüllstation geleitet, in welcher es auf Flaschen, Dosen oder andere Behälter abgefüllt wird.

In vielen modernen Anlagen enthält der Entlüfter ein Unterdruckgefäß. Wenn das behandelte, Luft enthaltende Wasser in dieses Unterdruckgefäß eingeleitet wird, entweicht Luft aus seinem gelösten Zustand in dem Wasser und wird durch die Vakuumpumpe abgesogen. Eine derartige Entlüftungsvorrichtung ist etwa in den US-Patentschriften 3 584 438 und 3 574 987 beschrieben.

Bei diesen Anlagen hat man leider feststellen müssen, daß unter bestimmten Umständen Schmiermittel aus den

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Vakuumpumpen in das behandelte Wasser gelangen kann. Der Einschluß selbst minuziöser Mengen an Schmiermittel in dem Getränkewasser kann jedoch eine unerwünschte Geschmackskomponente in dem fertigen Getränk erzeugen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsvorrichtung für Getränkeanlagen zu schaffen, die möglichst ohne die bisherigen Unterdruck-Einrichtungen auskommt.

Erfindungsgemäß wird dies Ziel dadurch erreicht, daß das das Getränk karbonisierende Gas auch dazu verwendet wird, das Getränk zu entlüften.

Die Vorteile der Erfindung sowie weitere Merkmale derselben gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung hervor, bei der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile betreffen, zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Schematisches Diagramm einer Getränkeverarbeitungsvorrichtung, die mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 2 ein Diagramm einer Getränkeaufbereitungsvorrichtung, die derjenigen aus Fig. 1 ähnlich ist, jedoch eine abgewandelte Ausfuhrungsform der Erfindung verkörpert;

Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 ähnliche Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einem Rückfluß-Entlüftungsbehälter; und

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt des Rückflußentlüftungskessels aus Fig. 3.

Bei der in Fig. 1-3 erläuterten modernen Getränke-Zubereitungsvorrichtung wird geeignet vorbehandeltes Wasser aus einer Zulaufleitung 10 über ein geeignetes Ventil 11 einem Unterdruck-Behandlungskessel 12 zugeführt. Bei bekannten Anlagen wurde das Wasser über innere Platten

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geführt, die dann gekühlt wurden, so daß das Wasser auf eine relativ niedrige Temperatur abgekühlt wurde.

Um Luft aus dem Wasser abzuziehen, wurde bei bekannten Anlagen das Innere des Kessels 12 evakuiert. Unter diesen Uingebungsbedingungen wurde die in dem Wasser enthaltene Luft aus dem Wasser freigesetzt und wurde von dem Kessel durch eine Rohrleitung 13a und eine Vakuumpumpe 14 abgeführt. Das entlüftete Wasser fließt durch die Ausgangsleitung 15, eine Wasserpumpe 16 und ein Rückschlagventil und von da über eine erste Leitung 18 in ein Zumeßgerät Bc. i der bekannten Anlage wie auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Wasser in eine Wasserkammer 20 des Zumcßgefäßes eingeleitet.

In der Zumeßvorrichtung fließt das Wasser von der Wasserkanuner 20 in geregelten Mengen und in geregelter Geschwindigkeit eine Säule 21 entlang bis in eine Mischkammer 22. Gleichzeitig mit diesem Wasserstrom wird ein Getränkesyrup in eine Syrupkammer 23 eingeleitet und wird von dort ebenfalls mit geregelter Geschwindigkeit und in geregelten Mengen über eine entsprechende Säule 24 in die Mixkamroer gleichzeitig mit der Wasserzugabe eingeleitet. Nach dem Mischen wird die Getränkemischung aus Syrup und Wasser durch eine Pumpe 25 über ein Rückschlagventil 26 in eine Rohrleitung 27 von relativ hohem Druck ausgegeben. An einer geeigneten Stelle in dieser Rohrleitung 27 wird Gas, etwa Kohlendioxidgas, durch einen geeigneten Durchflußmesser 28 eingeführt. Das Gas und die Getränkemischung fließen dann in einen Karbonisierer 29, in welchem die Getränkemischung und das Kohlendioxid gründlich gemischt werden, so daß sich ein mit Kohlensäure versetztes, d.h. karbonisiertes Getränk ergibt. Ein Oberschuss an Kohlendioxid wird durch

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den Durchflußmesser 28 in den Karbonator 29 eingeleitet, um sicherzustellen, daß das Getränk auch wirklich vollständig mit Kohlensäure versetzt wird. Die oberen Bereiche des Karbonisierers 29 bleiben daher in einer Kohlendioxidatmosphäre von relativ hohem Druck. Das Auslaßrohr 30 aus dem Karbonisierer und das Ventil 31 führen das mit Ki i.lensäure versetzte Getränk in einen Dosen-)Flaschen-On r anderen Getränkeabfüller, der im einzelnen nicht dargestellt ist.

Γ.' indungsgemäß kann die Entlüftung unter Heranziehung des Dalton¹sehen Gesetzes erreicht werden: Die Menge an Gas, die in einer vorgegebenen Lösungsmittelmenge aufgelöst ist, ist proportional zu seinem Partialdruck über der Lösung. Daher kann im vorliegenden Fall Gas in der Form von Luft, das in Wasser aufgelöst ist, durch das Einleiten von Kohlendioxid vertrieben werden.

In Ausführung der Erfindung wird daher das in dem Karbonisierer 29 unter hohem Druck stehende Kohlendioxid in auf der Aufstromseite des Karbonisierers befindliche Teile der Getränkezubereitungsanlage gerichtet und wird in das Wasser eingeleitet, das bei relativ niedrigem Druck bleibt. Das Beladen des Wassers mit Kohlendioxid bewirkt, daß die im Wasser aufgelöste Luft aus dem Wasser ausgetrieben und durch Kohlendioxid ersetzt wird.

Es versteht sich, daß nicht die gesamte Luft aus dem Wasser durch dieses Rückflußverfahren ausgetrieben wird. Durch geeignete Wahl der Relativdrücke von Wasser und der aufgelösten Luft einerseits und des eingeführten Kohlendioxids andererseits gelingt es jedoch, daß ein hoher Anteil der Luft aus dem Wasser herausgezogen werden kann. Auf diese

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Weise kann die immer noch im Wasser und damit in dem fertigen Getränk gelöste Menge an Luft auf einen praktisch vernachlässigbaren Betrag reduziert werden. Gegebenenfalls kann dieses Rückflußverfahren die Verwendung des Unterdruckkessels 12 in der Vorrichtung überflüssig machen. Dazu wird Kohlendioxid vom Karbonisierer 29 durch eine zweite Leitung 40 abgezogen und über ein Durchflußmesser 41 in die erste wasserführende Leitung 18 durch ein geeignetes Ventil 43 (Fig. 1) eingeleitet.

Wenn es die Betriebsbedingungen erfordern, kann der Unterdruckkessel 12 jedoch auch in der Anlage verbleiben, wobei dann die Vakuumpumpe nicht in Betrieb gesetzt wird, und die zweite Leitung 45 kann dazu verwendet werden. Kohlendioxid in den Kessel 12 einzuleiten (Fig.2). Wieder werden unter relativ niedrigem Druck stehendes Wasser und aufgelöste Luft mit Kohlendioxid behandelt, was dazu führt, daß ein sehr großer Anteil der Luft aus dem Wasser beseitigt und durch Kohlendioxid ersetzt wird, überschüssiges Gas (eine Mischung aus Kohlendioxid und Luft) wird aus der Anlage durch einen Durchflußmesser 46 abgegeben.

Wenn die Wasser/Kohlendioxid-Mischung den Wasserbehälter der Zündvorrichtung 19 erreicht, beseitigt ein Abluftventil 47 weitere freigesetzte Luft sowie ungelöstes Kohlendioxid aus der Vorrichtung. Verbindungsleitungen 49 und können vorgesehen sein, um weiteres Kohlendioxid in den Syruptank 23 des Zumeßgerätes sowie in den Mischtank 22 des Zumeßgerätes einzuleiten (Fig. 1-3).

Wie erläutert erfordert die Zubereitung von Getränken für Abfüllanlagen die Beseitigung aufgelöster Luft zu einem speziell hohen Anteil. In Verbindung mit der vorliegenden

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Erfindung wird mit einer vollständigen Kohlendioxid/ Wasser-Mischung eine entsprechend vollständige Beseitigung von Luft erreicht. Zur Durchführung dieser Mischung kann ein Rückfluß-Entlüftungsbehälter 60 in der zweiten Leitung gemäß Fig. 3 vorgesehen sein und kann als Ersatz oder Substitut für den Vakuumkessel 12 in einer ähnlichen Anlage dienen. Hier wird unter hohem Druck stehendes Kohlendioxid durch eine zweite Leitung 40 durch ein geeignetes Durchflußregelventil 61, einen Durchflußmesser 62 und f:in Rückschlagventil 63 in das Wasser in der ersten Lei-L . :j 18 eingeführt. Das Wasser und das Kohlendioxid werden ei ■ :n dem Kessel 60 zugeführt, der aus Fig. 4 erkennbar ist.

DiU ankommende Wasser und Kohlendioxid läuft zunächst durch einen Strömungsgeschwindigkeits-Reduzierer 69, der hier im dargestellten Beispiel aus einem mit Lochwänden umgrenzten Kasten besteht. Ein fühlerbetätigtes Wasserventil 70 spricht auf einen Luftschalter 71 an, der von einem geeigneten Schwimmer 72 betätigt wird, und hält ein vorbestimmtes Wasservolumen in dem Kassel aufrecht. Hier können Wasser und Kohlendioxid sich mit relativ niedrigen Strömungsraten oder Strömungsgeschwindigkeiten innig und intensiv vermischen, so daß in dem Wasser ein im wesentlichen vollständiger Kohlendioxid/Luft-Austausch stattfindet. Die aus dem Wasser ausgetretene Luft sowie nicht-aufgelöstes Kohlendioxid werden aus dem Kessel durch ein überdruckventil 73 abgegeben, das durch einen geeigneten Druckregler 74 auf einen geeigneten Druck eingestellt werden kann. Ein Sichtfenster 75 erlaubt eine Bedienungsperson die Beobachtung des Betriebsablaufs. Das jetzt nur noch einen kleinen Anteil an aufgelöster Luft enthaltende Wasser, welches jetzt einen relativ großen Anteil von gelösten Kohlendioxid enthält, läuft

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von dem Rückflußkessel 60 über einen Auslaß 76 ab. Zur Unterdrückung von Wirbelbildung kann ein gegebenenfalls perforiertes Leitblech 77 als Anti-Wirbelblech im Auslaß 76 angeordnet sein.

Insgesamt wurde eine Rückfluß-Entlüftungsanlage beschrieben, die Luft aus Wasser austreibt, das zur Herstellung von mit Kohlensäure versetzten Getränken dienen soll. Die unter relativ hohem Druck stehende Kohlensäure wird von einem Karbonisiergefäß für das Getränk in eine Wasserleitung eingeleitet und mit dem* Wasser vermischt. Gemäß dem Dalton¹sehen Gesetz treibt das eingeleitete Kohlensäuregas Luft aus dem Wasser.

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Claims

Ansprüche

<Ϋ) Vorrichtung zur Zubereitung eines Getränks unter Verwendung eines Luft enthaltenden behandelten Wassers mU einer Zumeßvorrichtung zur Zugabe von Getränk-Konzfentraten zu dem Wasser, mit einer Leitung zum Heranführen des Wassers zur Zumeßvorrichtung, mit einer Kirbonisiervorrichtung zur Zugabe von Kohlendioxidgas zu dem Getränk, gekennzeichnet durch eine Rückfluß-Entlüftungsvorrichtung, welche eine weitere Leitung 140) zum Zuführen des Kohlendioxidgases aus der Karbonisjfcrvorrichtung (29) zur ersten Leitung (80) in das Wasser an einer Stelle, die auf der AufStromseite der Zumeßvorrichtung (19) in der ersten Leitung (18) liegt, derart, daß die in dem Wasser gelöste Luft durch das Kohlendioxidgas aus dem Wasser entweicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid mit Hilfe einer weiteren Einrichtung (49) in die Getränke-Konzentrate zum Ersatz der Luft durch Kohlendioxid eingeleitet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer dritten Leitung (50) Kohlendioxid in die Getränkekonzentrat/Wassermischung derart eingeleitet wird, daß in der Mischung enthaltende Luft durch Kohlendioxid ersetzt wird.

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4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorbehandlungskessel (12) zwischen der Wasserzuleitung (10) und der Zumeßvorrichtung (19) zur vorübergehenden Entnahme von Luft aus dem Wasser vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine verlängerte Leitung (45) vorgesehen ist, über dife Kohlendioxid aus der Karbonisiervorrichtung und der 2Wfeiten Leitung in den Vorbehandlungskessel (12) eingeleitet werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Vorbehandlungskessel (12) eine Absaugvorrichtung (13a,14) zur Erzeugung von Unterdruck in dem Vorbehandlungskessel verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entlüftungsvorrichtung (47) vorgesehen ist, über die die aus dem Wasser ausgetriebene Luft sowie im Wasser ungelöstes Kohlendioxid abgelassen werden kann.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rückflußkessel (60) der einen Wasserzulauf (10) sowie an die Kohlendioxid-Zuführungsleitung aus der Karbonisiervorrichtung angeschlossen ist und dessen Abfluß (76) mit der Zumeßvorrichtung verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußkessel (60) eine Reduziereinrichtung (69) für die Strömungsgeschwindigkeit des in den Kessel einströmenden Wassers aufweist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußkessel (60) eine Zuflußsteuereinrichtung (70,71,72) aufweist, die die Wassermenge in dem Kessel auf einer vorbestimmten Höhe hält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußkessel (60) eine Vorrichtung 177) zum Unterdrücken der Wirbelbildung in dem den Kessel verlassenden Wasser besitzt.

M. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußkessel (60) ein Druckablaßventil (73,74) für abgegebene Luft und ungelöstes Kohlendioxid aufweist.

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