DE1692733B - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Ge tranken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Getränken durch Zugabe von vorbestimmten Mengen von Sirup zu fertig mit CO₂ imprägniertem und zuvor entlüftetem Wasser.

Solche Verfahren und die Vorrichtungen zu ihrer Durchführung sind bekannt. Es ist weiter bekannt, daß das Wasser möglichst gut entlüftet sein muß, damit es bei der Imprägnierung mit gasförmiger Kohlensäure möglichst viel von dieser Kohlensäure aufnimmt und dieee aufgenommene Kohlensäure auch möglichst fest bindet, so daß dann später bei der Druckentlastung nach dem Abfüllen und beim Verbrauch des Getränkes keine grobblasige mehr oder weniger rasche und spontane Entbindung, sondern allenfalls ein feinblasiges, geringes Aufperlen erfolgt. Eine solche enge Bindung des CO₂-GaSeS ist nur möglich, wenn zuvor eine sehr weitgehende Entlüftung des Wassers erfolgt ist. Außerdem ist natürlich ein Luftgehalt im Wasser und damit später im Getränk schon aus Haltbark°itsgründen unerwünscht.

Es ist auch bereits bekannt, die Entlüftung des Wassers durch Einwirkung von Vakuum auf die feinverteilte Flüssigkeit zu bewirken. Eine andere Methode besteht darin, daß das Wasser zum Sieden gebracht wird, wodurch die Luft 10O⁰ZoLg ausgetrieben wird. Das Entgasen des Wassers ist in jedem Falle verhäl'.nismäßig aufwendig, besonders dann, wenn die Enteisung eine annähernd vollständige sein soll.

Es ist bereits bekannt, daß auch Getränkeextrakte einen Luftgehalt aufweisen. Eine Entlüftung in der gleichen Weise, wie das bei Wasser durchgeführt werden kann, ist bei diesen Getränke Extrakten jedoch nicht möglich, weil dadurch wertvolle Aromastoffe verloren gehen. Es ist deshalb bereits bekannt bei weniger empfindlichen Getränkeextrakten die Entgasung der gesamten bereits vor dem Imprägnieren gemischten Flüssigkeit durch Vakuum zu bewirken. Dabei geht aber bei empfindlicheren Getränken dennoch eine untragbare Menge von Aromastoffen verloren, so da? dieses Verfahren meist nicht anwendbar ist. Außerdem zwingt es zu einer Vormischung vor der Imprägnierung, was häufig nicht erwünscht ist.

Es ist auch bereits bekannt, eine zweimalige Imprägnierung des Wassers und des zuzumischenden Furchtsaftes durchzuführen, um eine besonders wohlschmeckende Fruchtsaftbrause und eine gewisse Sterilisierung des Fruchtsaftes ohne Verwendung vcn Chemikalien oder Hitze zu erhalten. Eine Entfernung der im Sirup vorhandenen Luft bzw. des Sauerstoffgehaltes konnte nach diesem Verfahren nicht erfolgen. Es ist weiterhin bekannt, Getränkekomponenten von einem Vorratsbehälter zum anderen mit Hilfe eines Strahlapparates zu befördern und dabei zu imprägnieren. Es sind weiter bereits Einrichtungen bekannt, in denen Fruchtsäfte gereinigt und imprägniert werden sollen und Vorrichtungen zur Feinverteilung von Kohlensäure in dem Furchtsaft vorgesehen sind. Eine verlustlose Entlüftung hocharomatischer Stoffe und Essenzen ist damit ebenso wenig möglich, wie mit einer ebenfalls bekannten Vorrichtung zum Imprägnieren von bereits entlüftetem Wasser, die für den Imprägnierkessel eine beim Anfahren der Vorrichtung betätigbare Entlüftungsvorrichtung aufweist.

Es ist außerdem bereits bekanntgeworden, daß empfindliche Fruchtsäfte und Essenzen dadurch von sauerstoffhaltigen Bestandteilen befreit werden können, daß inertes Gas, insbesondere N₂, durch die Flüssigkeit hindurchgeleitet wird, wobei neben N.„ O₂ und CO., sowie andere, in der Flüssigkeit enthaltene Gase abgeführt werden. Die Verwendung von N., zum Entlüften von Sirup ist jedoch verhältnismäßig umständlich und das Abscheiden von CO₂ unerwünscht, ob-

schon nach diesem Verfahren die Äromastoffe der zu entlüftenden Flüssigkeit weitgehend erhalten bleiben. Ourch die Erfindung wird nun die Aufgabe gelöst, wie man Sirup und andere empfindliche Getränkeextrakte in einfacher Weise vor der Zumischung bereits imprägniertem Wasser ohne Aromaverlust besonders wirkungsvoll und ohne Verwendung von prozeßfremden Stoffen entlüften kann.

Das geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß der Sirup vor dem Zudosieren zu dem vorbereiteten Wasser innig mit dem bei der Imprägnierung des Wassers als Abgas anfallendem CO.,-Luftgemisch ir. Kontakt gebracht, anschließend aufgefangen und das dabei abgeschiedene COo-Luftgemisch als Abgas abgeführt wird. Durch die Verwendung von CO₂ wird nicht nur gegenüber anderen inerten Gasen eine erhebliche Beschleunigung mit Vergrößerung der Wirkung erreicht, sondern der Sirup selbst wird in sehr erwünschter Weise mit CO₂ imprägniert, und zwar etwas weniger weit wie das Wasser. Dadurch kann dann, wenn der vorbehandelte Sirup und das imprägnierte Wasser zusammentreffen, bei der Mischung eine Nachimprägnierung und völlige Sättigung des Gemisches Sirup und Wasser erfolgen, ohne daß aus dem

Sirup noch CO₂ entbunden wird und ein Schäumen bewirkt. Andererseits kann der Druck bei der Wasserimprägnierung und damit die insgesamt ins Wasser eingeführte CO₂-Menge gegenüber den üblichen Verfahren etwas verringert werden, weil der Sirup bereits gebundene Kohlensäure mitbringt, die dann nicht erst von dem Weiser bei der Mischung an das ganze Gemisch abgegeben werden muß. Eine gleichmäßigere und festere Bindung der Kohlensäure im fertigen Getränk ist die Folge. Entsprechend verringert die Vorentlüftung des Sirups den Luftgehalt des Getränkes nach dem Vennischen und verbessert daher die Bindung der Kohlensäure erheblich, ebenso wie die anderen nachteiligen Folgen eines Luftgehaltes vermieden werden.

Beim Einwirken der CO₂ auf den Sirup erfolgt eine Diffusion entsprechend den Gasteildrücken, wobei im wesentlichen nur die Luft mit dem Sauerstoffanteil den Sirup verläßt, eine Diffusion von Aromastoffen jedoch wegen der gleichzeitigen Diffusion, der CO., in den Sirup hinein unterbleibt. Wegen der besonders großen Wirksamkeit von CO₂ gegenüber anderen inerten Gasen ist die Verwendung des bei der Imprägnierung des Wassers zuvor als Abgas anfallenden CO₂-Luftgemisches für die Entlüftung des Sirups völ-Hg ausreichend, zumal das CO₂-Luftgemisch nur einen verhältnismäßig geringen Lüftanteil, zum Beispiel um 1⁰Zo, aufweist und mit diesem Luftgemisch noch etwa 95⁰O der im Sirup enthaltenen Luft entfernt werden kann. Eine solche Entlüftung des Sirups ist aber voll ausreichend; von Vorteil ist dabei aber die bessere Ausnützung des Abgases aus der Imprägniereinrichtung insgesamt. Die gleichzeitige Entlüftung und Imprägnierung bewirkt eine überraschend feste Sättigung bzw. Bindung der CO.,, wodurch vor allem beim anschließenden Abfüllen die Leistung des Füllers erheblich gesteigert werden kann, weil selbst bei noch so rascher Füllung und Entlastung der Flaschen kein unerwünschtes Aufschäumen des Getränkes eintritt. Zwar konnten mit den bekannten Verfahren und Einrichtungen zum Imprägnieren und Misc':en von Getränken auch hohe Stundenleistungen erzielt werden, die Getränke ließen sich aber auf den bekannten Füllern nur bis zu einer gewissen Stundenleistung abfüllen, weil bei höherer Abfüll-Leistung das erwähnte Überschäumen und Schießen der Flaschen eiiitrat.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung zum Herstellen kohlensäurehaltiger Getränke, bestehend aus einem Imprägnierkessel für zuvor entlüftetes Wasser, aus Dosier- und Mischeinrichtungen für imprägniertes Wasser und Sirup gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Sirupleitung ein an sich bekannter Strahlapparat und dahinter in Strömungsrichtung ein Sammel- und Abscheidegefäß mit Entlüftungsventil vorgesehen ist, wobei der Strahlapparat eine Gaszuleitung aufweist, die mit dem Gasraum des Wasserimprägnierkessels verbunden ist. Durch die Verwendung eines Strahlapparates als Vorrichtung mit der der Sirup in innigen Kon'.akt mit der gasförmigen CO., gebracht wird, ergibt sich gegenüber anderen Έ.. richtungen eine erhebliche Absenkung des Druckes, eine sehr kurze Behandluagsdaucr und ein anschließender, fast völliger Wiederaufbau des Druckes. Dadurch werden die Aromastoffp. besonders geschont und praktisch jeder Verlust vermieden. Das Entlüftungsventil des Abscheidegefäßes kann magnetgesteucrn sein und eine Austrittsblende vorbestimmten Durchmessers aufweisen. Das austretende Gas ist verhältnismäßig reich an Luft, so daß der CO„-Vebrauch des Gesamtgerätes, verursacht durch die nochmalige Verwendung des Imprägnierabgases, unerwartet gering ist. Außerdem ist die Kohlensäure durch die verschiedenen, ineinandergreifenden Vorgänge außerordentlich fest gebunden, so daß nach Entlastung der Flasche selbst bei höchsten Kohlensäuregehalten kaum CO.,-Verluste auftreten; auch dies verringert den CO₂-Verbrauch der Anlage insgesamt in unerwarteter Weise. Das Verfahren erlaubt also eine höhere und bessere Sättigung des Getränkes mit CO₂ bei vermindertem CO.,-Verbrauch und eine unerwartet große Steigerung der Abfüllfähigkeit.

Auf der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise und schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung ihre Whkungsweise erläutert.

Mit 1 ist der Imprägnierkessel, mit 2 die Dosierpumpe, mit 3 das Mischgefäß, mit 4 der Vorratsbehälte- und mit 5 das Abscheidegefäß bezeichnet. Die Wasserleitung 6 führt zum Imprägnierkessel 1 und dem darin vorgesehenen Imprägniergerät, z. B. einem Wasserstrahlapparat 7. In den Imprägnierkessel wird durch die Leitung 8 gasförmige CO., eingelassen. Das fertig imprägnierte Wasser 9 strömt durch die Leitung 10 der Dosierpumpe 2 zu und gelangt dann über Leitung 11 zum Mischgefäß 3. Dort strömt das Wasser vorzugsweise tangential ein und vermischt sich mit dem durch die Sirupleitung 12 von der Dosierpumpe zum Mischgefäß geführten vorbehandelten Sirup. Aus dem Imprägnierkessel führt die Gasleitung zum Sirupstrahlapparat 14, der über die Druckpumpe 15 (z.B. eine Zahnradpumpe) über die Leitung 16 mit Sirup beschickt wird. Im Abscheidegefäß 5 setzt sich der nunmehr entlüftete und imprägnierte Sirup 17 ab. Das frei werdende Gas sammelt sich im Gasraum 5' des Abscheidegefäßes und wird über das Gasventil 18, das magnetgesteuert sein kann und eine Blendenöffnung vorbestimmten Durchmessers aufweisen kann, nach außen fortgeführt. Ducrh die Leitung 19 strömt der Sirup der Dosierpumpe 2 zu und gelangt dann, wie bereits beschrieben, zusammen mit dem imprägnierten Wasser in das Mischgefäß 3, wo durch Einbauten 20 und durch die Verwirbelung der beiden Komponenten im unteren Raum 3' eine innige Vereinigung erfolgt. Da der Sirup bereits vorimprägniert ist, braucht das zugeführte, imprägnierte Wasser schon diesen CO₂-Anteil nicht mitzuführen und es kann dann ohne die "Tendenz eines Aufschäumens der Sirup mit dem Wasser verbunden werden. Selbsttätig ist dabei der Sirup etwas weniger imprägniert als das zugeführte Wasser, wodurch ein Aufschäumen beim Vermischen mit den beiden Komponenten vermieden wird. Durch die Leitung 21 fließt die fertige Gerränkemischung nunmehr in den Vorratsbehälter 4, dessen Gasraum 4' durch die Leitung 22 mit CO₂ versorgt und unter CO.,-Druck "ehalten wird. Vom Vorratsbehälter 4 wird das Getränk unmittelbar oder über eine nicht weiter gezeichnete Druckerhöhungspumpe durch die Leitung 23 dem Füller zugeleitet.

In den Kesseln 1, 4, S können die üblichen Niveauregler vorgesehen sein. Sie sind nicht weiter angegeben. Auch die Ventile zwischen den einzelnen Apparaten, die in den Leitungen vorgesehen sein müssen, ebenso Rückschlagventile und andere Armaturen und Schaltelemente sind nicht näher angegeben.

Im Diffusor des Strahlapparates 14 strömt Sirup mit gelöster CO₂, ein Rest ungelöster CO₂ sowie frei gewordene Luft. Die Mischung kommt in das Abscheidegefäß 5. Der fertig behandelte Sirup sammelt sich im Unterteil des Abscheidegefäßes 5, während die Gase sich im Gasraum 5' dieses Gefäßes ansammeln und durch ein Ventil, nämlich ein übliches Schwimmerentlüftungsventil oder ein magnetgesteuertes Ventil, ins Freie entweichen. Die entweichende Menge kann durch die Drosselscheibe, die je nach Leistung auch auswechselbar sein kann, verändert werden. Es kann aber auch ein einstellbares Nadelventil od. dgl. vorgesehen sein. In den Sirup-Strahlapparat 14 wird gemäß Abbildung keine reine CO_n eingeleitet, sondern ein Kohlensäureluftgemisch, das ohnehin beim Imprägnieren des Wassers anfällt und üblicherweise aus dem Wasser-Imprägnierkessel ins Freie abgelassen wird. Hierbei wird das Diffusionsbestreben im Inneren des Strahlapparates, hervorgerufen durch die unterschiedlichen Partialdrücke der Luft- und der COyAnteile ausgenützt. Aus diesen Vorgängen läßt sich auch leicht die oberste Grenze des Luftgehaltes errechnen, bei der noch ein Luftentzug erfolgen kann. Diese Grenze wird aber praktisch niemals auch nur näherungsweise erreicht, vielmehr wird das Abgas aus dem imprägnierten Kessel im Normalfalle etwa 1 °/o Luft enthalten. Damit können noch

ίο etwa 95 °/o der im Sirup enthaltenen, gebundenen Lufl entfernt werden. Bei noch geringerem Luftanteil irr Kohlensäureluftgemisch, das dem Strahlapparat \A zur Sirupvorbehandlung zugeführt wird, kann erreicht werden, daß bis gegen 99 °/o und mehr der im Sirut enthaltenen Luft entfernt wird. Die möglichst weitge hende Entlüftung des Sirups ist Vorbedingung für di< gute Vermischung und Bindung der Kohlensäure in Gesamtgemisch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Getränken durch Zugabe von vorbestimmten Mengen von Sirup zu fertig mit CO₂ imprägniertem und zuvor entlüftetem Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Sirup vor dem Zudosieren zu dem vorbereiteten Wasser innig mit dem bei der Imprägnierung des Wassers als Abgas anfallendem CO,-Luftgemisch in Kontakt gebracht, anschließend aufgefangen und das dabei abgeschiedene CO,-Luftgemisch als Abgas abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sirup durch einen Strahlapparat gepreßt and dem Strahlapparat das gasförmige CO.,-Luftgemisch zugeleitet wird, so daß der Sirup durch Gasaustausch entlüftet und gleichzeitig mit CO₂ imprägniert wird.

3. Vorrichtung zum Herstellen kohlensäurehaltiger Getränke, bestehend aus einem Imprägnierkessel für zuvor entlüftetes Wasser, aus Dosier- und Mischeinrichtungen für imprägniertes Wasser und Sirup zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der f.'rapleitung (16,19) ein an sich bekannter Strahlapparat (14) und in Strömungsrichjng dahinter ein Sammel- und Abscheidegefäß (5) mit Entlüftungsventil (18) vorgesehen ist, wobei der Strahlapparat (14) eine Gaszuleitung (13) aufweist, die mit dem Gasraum des Wasserimpräg^riierkessels (1) verbunden ist.