DE20216342U1 - Container drink filling, comprises filling the container at a filling point, supplying a dose of liquid oxygen to the container equalisation region, and sealing the container - Google Patents
Container drink filling, comprises filling the container at a filling point, supplying a dose of liquid oxygen to the container equalisation region, and sealing the containerInfo
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Abstract
Description
GETRÄNKEBEHÄLTERBEVERAGE CONTAINERS
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Getränkebehälter.The present invention relates to a beverage container.
Im Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Abfüllen von Getränken in entsprechende Getränkebehälter bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE-U-201 01 692 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Getränks, mit der mit Sauerstoff unter Druck imprägniertes Wasser in eine Getränkeflasche abgefüllt wird. Aus verschiedenen Gründen wird bei dieser Vorrichtung, aber auch bei anderen Vorrichtungen bzw. Verfahren der Getränkebehälter nicht vollständig bis zur Oberkante der Öffnung befüllt; es wird lediglich der größte Teil des Getränkebehälters mit dem Getränk befüllt, während der Kopfbereich des Getränkebehälters im Bereich der Behälteröffnung als Ausgleichsbereich frei bleibt. Bei mit Sauerstoff imprägnierten Getränken ist dies mit dem Nachteil verbunden, dass ein Teil des imprägnierten Sauerstoffs sich aufgrund unterschiedlicher Partialdrücke mit der Zeit im Kopfraum entbindet und dadurch der Sauerstoffgehalt im Getränk abnimmt. Deshalb ist zur Erzielung eines bestimmten Sauerstoffgehalts im Getränk eine entsprechend größere Menge an Sauerstoff in das Getränk einzubringen, um dadurch diese Verluste in den Kopfraum auszugleichen. Entsprechendes gilt für das gegebenenfalls zusätzlich zum Sauerstoff im Getränk vorhandene Kohlendioxid. Diese Entbindung des Sauerstoffs und gegebenenfalls Kohlendioxids ist besonders bei den von den Verbrauchern geschätzten Kunststoffflaschen von Nachteil, da ein im Vergleich zu Glasflaschen größerer Kopfraum vorhanden ist.Methods and devices for filling drinks into corresponding drinks containers are known in the prior art. For example, DE-U-201 01 692 describes a device for producing a drink, with which water impregnated with oxygen under pressure is filled into a drinks bottle. For various reasons, in this device, but also in other devices or methods, the drinks container is not completely filled up to the upper edge of the opening; only the largest part of the drinks container is filled with the drink, while the head area of the drinks container in the area of the container opening remains free as a compensation area. In the case of drinks impregnated with oxygen, this is associated with the disadvantage that part of the impregnated oxygen is released in the head space over time due to different partial pressures, and the oxygen content in the drink therefore decreases. Therefore, in order to achieve a certain oxygen content in the drink, a correspondingly larger amount of oxygen must be introduced into the drink in order to compensate for these losses in the head space. The same applies to any carbon dioxide that may be present in the drink in addition to the oxygen. This release of oxygen and possibly carbon dioxide is particularly disadvantageous for plastic bottles, which are valued by consumers, as there is more headspace than in glass bottles.
Im Stand der Technik sind Verfahren zum Abfüllen eines Getränks in einen Behälter bekannt, bei denen der Kopfraum durch das Zuführen einer Dosis flüssigen Stickstoffs in den Kopfraum einem Druck ausgesetzt wird (vergleiche EP-B-O 481 019, EP-B-O 854 089). Mit solchen Verfahren werden insbesondere Biere oder Fruchtsäfte abgefüllt. Das Zuführen einer Dosis flüssigen Stickstoffs dient dabeiIn the prior art, methods for filling a beverage into a container are known in which the headspace is subjected to pressure by supplying a dose of liquid nitrogen into the headspace (see EP-B-O 481 019, EP-B-O 854 089). Such methods are used in particular to fill beers or fruit juices. The supply of a dose of liquid nitrogen serves
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dazu, im wesentlichen den gesamten Sauerstoff aus dem Behälter zu verdrängen, bevor der Behälter verschlossen bzw. abgedichtet wird. Die Gegenwart von Sauerstoff im Inneren des Behälter ist unerwünscht und führt dazu, dass das Getränk oxidiert wird, was eine Verschlechterung des Geschmacks und ein Risiko mikrobiellen Wachstums ergibt, das z.B. zur Veresterung des entstandenen Getränks führt, wenn es Alkohol enthält. Eine Vorrichtung zur Abgabe eines ununterbrochenen Strahles einer kryogenen Flüssigkeit, besonders von flüssigem Stickstoff ist in der DE-C-34 19 855 offenbart.to displace substantially all of the oxygen from the container before the container is closed or sealed. The presence of oxygen inside the container is undesirable and causes the beverage to oxidize, resulting in a deterioration in taste and a risk of microbial growth, leading for example to esterification of the resulting beverage if it contains alcohol. A device for delivering a continuous jet of a cryogenic liquid, particularly liquid nitrogen, is disclosed in DE-C-34 19 855.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Getränkebehälter anzugeben, mit denen die Entbindung des in dem Getränk enthaltenen Gases, insbesondere Sauerstoffs und gegebenenfalls Kohlendioxids im wesentlichen verhindert wird. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Schutzansprüche gelöst.In contrast, the invention is based on the object of specifying a beverage container with which the release of the gas contained in the beverage, in particular oxygen and possibly carbon dioxide, is substantially prevented. This object is achieved with the features of the protection claims.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, nach dem Befüllen des Getränkeaufnahmebereichs des Behälters mit dem Getränk, dem Ausgleichsbereich bzw. Kopfraum eine Dosis flüssigen Sauerstoffs zuzuführen. Der flüssige Sauerstoff verdampft nach dem Abdichten bzw. Verschließen der Behälteröffnung; dadurch erhöht sich der Druck im Ausgleichsbereich bzw. Kopfraum des Behälters, und dieser Überdruck und die Sauerstoffübersättigung führen dazu, dass sich der im Getränk gelöste Sauerstoff nicht entbindet sondern im Getränk bleibt.The invention is based on the basic idea of supplying a dose of liquid oxygen to the compensation area or headspace after the beverage receiving area of the container has been filled with the beverage. The liquid oxygen evaporates after the container opening is sealed or closed; this increases the pressure in the compensation area or headspace of the container, and this excess pressure and the oxygen supersaturation mean that the oxygen dissolved in the beverage does not release but remains in the beverage.
Der erfindungsgemäße Getränkebehälter weist eine Behälterwand und eine in der Behälterwand angeordnete Öffnung auf. Die Behälterwand umgibt einen Getränkeaufnahmebereich und einen Ausgleichsbereich, wobei der Getränkeaufnahmebereich ein Getränk mit in Lösung befindlichem Gas darin aufweist. Der Ausgleichsbereich ist durch verdampften flüssigen Sauerstoff unter Druck gesetzt.
30The beverage container according to the invention has a container wall and an opening arranged in the container wall. The container wall surrounds a beverage receiving area and a compensation area, wherein the beverage receiving area contains a beverage with gas in solution therein. The compensation area is pressurized by vaporized liquid oxygen.
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Nach dem Verfahren zum Abfüllen eines Getränks mit in Lösung befindlichem Gas darin in einen Behälter mit dem der erfindungsgemäße Getränkebehälter herstellbar ist, wird zunächst der Getränkeaufnahmebereich des Behälters mit dem GetränkAccording to the method for filling a beverage with gas in solution therein into a container with which the beverage container according to the invention can be produced, first the beverage receiving area of the container is filled with the beverage
befüllt. Anschließend wird eine Dosis flüssigen Sauerstoffs in den Ausgleichsbereich des Behälters zugeführt. Abschließend wird die Behälteröffnung abgedichtet, bzw. verschlossen.filled. A dose of liquid oxygen is then added to the compensation area of the container. Finally, the container opening is sealed or closed.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Getränkebehälters sind in den abhängigen Schutzansprüchen angegeben.Preferred developments of the beverage container according to the invention are specified in the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Getränkebehälter ist mit dem Vorteil verbunden, dass durch das Einbringen von flüssigem Sauerstoff unmittelbar nach dem Befüllen des Behälters die Entbindung des im Getränk befindlichen Gases im wesentlichen unterbunden wird. Dadurch ist es nicht nur möglich, einen höheren Sauerstoffgehalt im Getränk bereitzustellen, sondern diesen auch mindestens bis zum Mindesthaltbarkeitsdatum des Getränks aufrecht zu erhalten.The beverage container according to the invention has the advantage that the release of the gas in the beverage is essentially prevented by introducing liquid oxygen immediately after filling the container. This not only makes it possible to provide a higher oxygen content in the beverage, but also to maintain this at least until the best-before date of the beverage.
Mit einem Sauerstoffdosiergerät wird der fertig befüllte Getränkebehälter nach dem Entlasten und Absetzen am Füller mit der definierten Menge Flüssigsauerstoff beaufschlagt und anschließend sofort abdichtend verschlossen. Dabei wird der verwendete Sauerstoff erst unmittelbar vor dem Zuführen in den Getränkebehälter verflüssigt, um Explosionsgefahren auszuschließen. Sobald geeignete Sensoren das Vorhandensein eines Getränkebehälters feststellen und ein Signal zur flüssigen Sauerstoffdosierung an den Dosierkopf geben, wird gasförmiger Sauerstoff über einen in flüssigem Stickstoff liegenden Wärmetauscher geleitet. Der im Wärmetauscher verflüssigte Sauerstoff gelangt anschließend über eine Verbindungsleitung zum Dosierkopf und von dort in den Getränkebehälter. Der Öffnungszeitpunkt, die Dosierdauer und die Größe der Auslaufdüse für den flüssigen Sauerstoff sind dabei von der konkreten Anwendung, d.h. von Flaschengröße, Kopfraum oder Verschlussart abhängig. Ein Taktventil gibt den flüssigen Sauerstoff in den darunter vorbeifahrenden Getränkebehälter ab, und der Getränkebehälter wird in der nachgeschalteten Station abgedichtet und verschlossen. Alternativ zu der getakteten Zugabe des flüssigen Sauerstoffs erfolgt dies kontinuierlich und vorzugsweise erfolgt abhängig von der Anzahl zu befüllender Getränkebehälter pro Zeiteinheit eine Umschaltung von der getakteten Zugabe auf die kontinuierliche Zugabe von flüssigem Sauerstoff.After the filled beverage container has been relieved and placed on the filler, the defined amount of liquid oxygen is added to it using an oxygen dosing device, and then immediately sealed. The oxygen used is only liquefied immediately before being fed into the beverage container to exclude the risk of explosion. As soon as suitable sensors detect the presence of a beverage container and send a signal to the dosing head for liquid oxygen dosing, gaseous oxygen is passed through a heat exchanger in liquid nitrogen. The oxygen liquefied in the heat exchanger then passes through a connecting line to the dosing head and from there into the beverage container. The opening time, the dosing duration and the size of the outlet nozzle for the liquid oxygen depend on the specific application, i.e. bottle size, head space or type of closure. A timing valve releases the liquid oxygen into the beverage container passing underneath, and the beverage container is sealed and closed in the downstream station. As an alternative to the timed addition of liquid oxygen, this is done continuously and, depending on the number of beverage containers to be filled per unit of time, a switchover from the timed addition to the continuous addition of liquid oxygen is preferably carried out.
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Herkömmlich befüllte PET-Flaschen mit sauerstoffhaltigem Getränk weisen nach dem Verschließen einen Druck von etwa 2,5 bis 3,0 bar auf. Der erfindungsgemäße Getränkebehälter, d.h. mit dem unter Druck gesetzten Ausgleichsbereich weist hingegen einen Druck von etwa 3,5 bis 6,0 bar, vorzugsweise 4,0 bis 4,6 bar auf. Diese Druckerhöhung von einem herkömmlichen Getränkebehälter zu einem erfindungsgemäßen Getränkebehälter ist jedoch natürlich abhängig von der Menge des zugegebenen flüssigen Sauerstoffs. Bei 0,5 I Wasser resultiert eine Zugabe von 0,15 g flüssigen Sauerstoffs in einem Druck von etwa 4,0 bar, und eine Zugabe von 0,25 g flüssigen Sauerstoffs in einem Druck von etwa 4,6 bar. Die Menge zugegebenen Sauerstoffs liegt im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,5 ml (1 kg flüssiger Sauerstoff entspricht 0,867 Liter oder 0,747 m3). Somit weisen erfindungsgemäße Getränkebehälter einen erheblich höheren Innendruck auf als herkömmliche Getränkebehälter, und auch der Gehalt an im Getränk in Lösung befindlichem Gas ist bei dem erfindungsgemäßen Getränkebehälter bzw. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Befüllen und Verschließen des Getränkebehälters wesentlich höher als bei einem herkömmlichen Getränkebehälter bzw. bei einem herkömmlichen Verfahren (bei der gleichen Menge ursprünglich, d.h. beim Befüllen im Getränk gelösten Gas, insbesondere Sauerstoff).Conventionally filled PET bottles with oxygen-containing beverages have a pressure of about 2.5 to 3.0 bar after closure. The beverage container according to the invention, i.e. with the pressurized compensation area, on the other hand, has a pressure of about 3.5 to 6.0 bar, preferably 4.0 to 4.6 bar. This increase in pressure from a conventional beverage container to a beverage container according to the invention is, of course, dependent on the amount of liquid oxygen added. For 0.5 l of water, an addition of 0.15 g of liquid oxygen results in a pressure of about 4.0 bar, and an addition of 0.25 g of liquid oxygen results in a pressure of about 4.6 bar. The amount of oxygen added is in the range from about 0.1 to about 1.5 ml (1 kg of liquid oxygen corresponds to 0.867 liters or 0.747 m 3 ). Thus, beverage containers according to the invention have a considerably higher internal pressure than conventional beverage containers, and the content of gas in solution in the beverage is also considerably higher in the beverage container according to the invention or in the method according to the invention after filling and closing the beverage container than in a conventional beverage container or in a conventional method (with the same amount of gas, in particular oxygen, originally dissolved in the beverage, ie during filling).
Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile sind unabhängig von Flaschenvolumen, Flaschenform, Verschlusstypen und gewünschten Sauerstoffgehalten. D.h. die erfindungsgemäßen Vorteile sind sowohl mit Glasflaschen als auch mit Kunststoffflaschen (Monolayer- oder Multilayer-Flaschen), mitThe advantages achieved according to the invention are independent of bottle volume, bottle shape, closure types and desired oxygen content. This means that the advantages according to the invention can be achieved with both glass bottles and plastic bottles (monolayer or multilayer bottles), with
Kunststoffverschlüssen oder Metallverschlüssen, bei Verschlüssen mit oder ohne zusätzlicher Dichteinlage und bei unterschiedlichen Formen des Ausgleichsbereichs bzw. Kopfraums zu erzielen.Plastic closures or metal closures, closures with or without additional sealing insert and different shapes of the compensation area or head space.
Die beigefügte Zeichnung veranschaulicht den erfindungsgemäßen Getränkebehälter.The attached drawing illustrates the beverage container according to the invention.
Der erfindungsgemäße Getränkebehälter 1 weist eine Behälterwand 11 und eine in der Behälterwand 11 angeordnete Öffnung 12 auf. Die Behälterwand 11 umgibtThe beverage container 1 according to the invention has a container wall 11 and an opening 12 arranged in the container wall 11. The container wall 11 surrounds
einen Getränkeaufnahmebereich 13 und einen Ausgleichsbereich 14. Der Getränkeaufnahmebereich 13 ist mit einem Getränk 15 mit in Lösung befindlichem Gas, vorzugsweise Kohlendioxid und/oder Sauerstoff befüllt. In den Ausgleichsbereich 14 wird unmittelbar nach dem Befüllen des Getränkeaufnahmebereichs eine geringe Dosis flüssigen Sauerstoffs gegeben. Die Behälteröffnung 12 wird daraufhin verschlossen. Das Verschließen der Behälteröffnung geschieht dabei so rechtzeitig, dass der im Ausgleichsbereich 14 vorhandene flüssige Sauerstoff noch nicht verdampft ist. Vorzugsweise wird die Behälteröffnung spätestens etwa eine Sekunde nach dem Zugeben des flüssigen Sauerstoffs verschlossen. Der flüssige Sauerstoff verdampft dann erst, wenn der Getränkebehälter bereits verschlossen ist und der dann in gasförmiger Phase vorhandene Sauerstoff führt zu einer Erhöhung des Drucks im Getränkebehälter und zu einer Sauerstoff Übersättigung im Ausgleichsbereich 14.a beverage receiving area 13 and a compensation area 14. The beverage receiving area 13 is filled with a beverage 15 with a gas in solution, preferably carbon dioxide and/or oxygen. A small dose of liquid oxygen is added to the compensation area 14 immediately after the beverage receiving area is filled. The container opening 12 is then closed. The container opening is closed in time so that the liquid oxygen present in the compensation area 14 has not yet evaporated. The container opening is preferably closed no later than about one second after the liquid oxygen is added. The liquid oxygen only evaporates when the beverage container is already closed and the oxygen then present in the gaseous phase leads to an increase in the pressure in the beverage container and to oxygen supersaturation in the compensation area 14.
Bei einer Zugabe von etwa 0,5 g flüssigen Sauerstoffs in den Kopf raum einer PET-Flasche (0,5 I) konnte ein erhöhter Sauerstoffgehalt im Wasser gemäß folgender Tabelle festgestellt werden:When adding about 0.5 g of liquid oxygen to the headspace of a PET bottle (0.5 l), an increased oxygen content in the water could be determined according to the following table:
O2 Gehalt in mg/lO2 content in mg/l
+ 24h auf dem RüttlerAfter 1 week of standing
+ 24h on the vibrator
+ 24h auf dem RüttlerAfter 2 weeks of standing
+ 24h on the vibrator
Mineralwasser hat vor der Abfüllung einen Sauerstoffgehalt von ca. 2 bis 3 mg/l. Nach den bisherigen Sauerstoffanreicherungsverfahren liegt der im Mixer (also vor der Abfüllung) gemessene Wert von 300 bis 350 mg/l Sauerstoff bei 1,5 bis 1,7 g/l Kohlendioxid. Unmittelbar nach der Abfüllung liegt der Wert bei 200 bis 250 mg/l. Bei einer weiteren Absenkung nach 24 Stunden auf einem Rüttler liegt der Wert beiMineral water has an oxygen content of around 2 to 3 mg/l before bottling. According to the previous oxygen enrichment processes, the value measured in the mixer (i.e. before bottling) is 300 to 350 mg/l of oxygen and 1.5 to 1.7 g/l of carbon dioxide. Immediately after bottling, the value is 200 to 250 mg/l. If it is reduced further after 24 hours on a shaker, the value is
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105 bis 110 mg/l. Erfindungsgemäß, also bei Zugabe flüssigen Sauerstoffs ist der Sauerstoffwert auf ca. 170 bis 220 mg/l stabilisierbar.105 to 110 mg/l. According to the invention, i.e. by adding liquid oxygen, the oxygen value can be stabilized at approx. 170 to 220 mg/l.
Sauerstoff und Kohlendioxid liegen vor dem Abfüllen im Wasser in einem Mischungsverhältnis von 2 bis 50 Vol% Sauerstoff und 98 bis 50 Vol% Kohlendioxid, vorzugsweise 25 Vol% Sauerstoff und 75 Vol% Kohlendioxid vor.Before bottling, oxygen and carbon dioxide are present in the water in a mixture ratio of 2 to 50 vol% oxygen and 98 to 50 vol% carbon dioxide, preferably 25 vol% oxygen and 75 vol% carbon dioxide.
Alternativ werden die Gase Sauerstoff und Kohlendioxid getrennt beigemischt, in einem Verhältnis von 1,0 bis 2,0 g/l Kohlendioxid, vorzugsweise 1,5 bis 1,7 g/l, zu 200 bis 400 mg/l Sauerstoff.Alternatively, the gases oxygen and carbon dioxide are added separately in a ratio of 1.0 to 2.0 g/l carbon dioxide, preferably 1.5 to 1.7 g/l, to 200 to 400 mg/l oxygen.
Claims (17)
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