DE3224706A1 - Verfahren zur herstellung alkoholfreier, insbesondere kohlensaeurehaltiger erfrischungsgetraenke, sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur herstellung alkoholfreier, insbesondere kohlensaeurehaltiger erfrischungsgetraenke, sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
82-10-53
-B-
Firma Füllpack Dipl.Brauerei-Ing. Dieter Wieland,
Oststr. 1. 4Q00 Düsseldorf
Verfahren zur Herstellung alkoholfreier, insbesondere
kohlensäurehaltiger Erfrischungsgetränke, sou/ie Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung alkoholfreier, insbesondere kohlensäurehaltiger
Erfrischungsgetränke, bei dem eine Lösung aus Zucker und getränkespezifischen Aromastoffen und/oder Grundstoffen
in entlüftetem Wasser erzeugt wird.
Es ist bekannt, Erfrischungsgetränke in der Weise herzustellen,
daß einer vorgegebenen Menge entlüftetem und gegebenenfalls karbonisiertem Wasser eine ebenfalls
vorgegebene Menge eines Sirups zugegeben wird, der aus einer konzentrierten Zuckerlösung im Bereich von 45 bis
65° Brix und getränkespezifischen Aromastoffen und/oder Grundstoffen besteht. Die Mischung von Wasser und Sirup
erfolgt in bekannten Mischvorrichtungen, die oft als Premixer bezeichnet werden und von denen das gegebenenfalls
noch karbonisierte Fertigprodukt an einen Füller zur Abfüllung auf Flaschen weitergeleitet wird.
Dem bekannten Verfahren gemeinsam ist die dem Mischvorgang vorangehende Entlüftung des Wassers, die auf verschiedene
Weise vorgenommen werden kann und zu Restsauerstoffgehalten
von 1-2 mg/1 Wasser führt. Bei den übrigen Verfahrensschritten gibt es Unterschiede. Gelegentlich
wird das dem Sirup zuzumischende Wasser in einer dem Endprodukt angemessenen Menge karbonisiert,
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während in anderen Fällen die vorher aus entlüftetem Wasser und Sirup erzeugte Mischung karbonisiert u/ird.
Ein allen bekannten Verfahren anhaftender Nachteil besteht darin, daß das Ausgangsprodukt "Sirup" einen
starken Luftanteil enthält, der mit den Grundstoffen,
beispielsweise verwendetem Staubzucker, oder auch bei der Herstellung des Sirups in Lösebehältern mittels
Rührwerken in den Sirup eingebracht wird, wodurch der Restsauerstoffgehalt des Endproduktes wieder angehoben
wird, was die Geschmacksstabilität und biologische Haltbarkeit des Endproduktes nachteilig beeinflußt und
der Karbonisierung und der Abfüllung des Endproduktes abträglich ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren liegt darin, daß für die Siruperzeugung Gefäße bereitgestellt
werden müssen, die in ihrer Größe und Zahl abhängig von der Abfüll-Leistung, der Anzahl der zu erzeugenden
Getränkesorten und einer erforderlichen Entlüftungsrast
von ca. 24 Stunden vor dem Abfüllen sind. Die hierfür notwendigen Einrichtungen erfordern erhebliche Investitionen
für das Bauvolumen und die Behälter mit den dazugehörenden Verrohrungen und Reinigungseinrichtungen.
Weiterhin hat sich als nachteilig bei den bekannten Einrichtungen erwiesen, daß als Premixer bekannte Mischvorrichtungen
mit ihrer vollen und konstanten Leistung im sogenannten "stop and go"-Betrieb arbeiten, wobei die
Steuerung über Sonden innerhalb der Einrichtung und aufgrund der erfaßten Hengenabnahme des Füllers erfolgt.
Der Füller selbst ist in seiner Wirkungsweise stark abhängig von der Funktion vor- und nachgeschalteter
Einrichtungen, wie sie heute zu einem vollautomatischen
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-IU-
Abfüllbetrieb gehören. Diese Verfahrensweise hat zur
Folge, daß das mit Hilfe des Premixers ausgeübte Karbonisier- und Mischverfahren nach jedem Halt beim Wiederanfahren
von neuem einreguiiert und überwacht werden muß. Dies hat Zusammensetzungsschwankungen des Getränkes
zur Folge, die sich in den abgefüllten Flaschen durch unterschiedliche Qualitätsanalysenresultate zu erkennen
geben.
Weiterhin wirkt sich der "stop and go"-Üetrieb leistungsmindernd
auf die Getränkeabfüllung aus und setzt die installierten Pumpen starkem Verschleiß aus,und die
Schalthäufigkeit begünstigt hohen Energieverbrauch und
stärkere Motorbeanspruchung.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, ein Verfahren zur Herstellung alkoholfreier,
insbesondere kohlensäurehaltiger Erfrischungsgetränke
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe
ein wesentlich herabgesetzter Luft- bzw. Sauerstoffgehalt
des Endproduktes erreicht werden kann, das ohne Vorratserzeugung des erwähnten getränkespezifischen
Sirups auskommt und mit dem es möglich ist, eine außerordentlich hohe Flexibilität bei der kontinuierlichen
Herstellung verschiedener Getränkesorten auf Abruf zu erreichen. Weiterhin sollte eine hohe Leistung bei
geringem Energieverbrauch und geringem Verschleiß erreicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgernäßen
Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Einrichtung IQ zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit
den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 23.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, im Gegensatz
zur bekannten Verfahrensweise, keinen Sirup, sondem eine Zuckerlösung herzustellen, die als Grundlage
für alle infrage kommenden Erfrischungsgetränke unterschiedlicher Art dient, die hergestellt werden sollen.
Diese Zuckerlösung mit einer Zuckerkonzentration im Bereich von 7 bis 20° Brix wird dann einem weiteren
Entlüftungsverfahren unterworfen, wobei ein außerordentlich
niedriger Restsauerstoffgehalt von weniger als 0,1 mg/1 erreicht wird.
Die so entlüftete Zuckerlösung dient als Ausgangsprodukt für die Herstellung sämtlicher Erfrischungsgetränke
gemäß einem vorgegebenen rrogramm. Hierzu kann zunächst die entlüftete Zuckerlösung mit entlüftetem Wasser auf
eine dem Gesamtgetränkeprogramm oder bestimmten Getränken angepaßte Konzentration eingestellt werden. Die
entlüftete Zuckerlösung kann kontinuierlich hergestellt und dann in mehreren Verfahrensschritten auf bestimmte
Zuckerkonzentrationen eingestellt, gegebenenfalls karbonisiert, und schließlich in einer letzten Verfahrensstufe kurz vor der Zuführung zur Abfüllvorrichtung mit
den getränkespezifischen Aromastoffen, also beispielsweise
Grundstoffe, Fruchtsäuren, Zitronensäuren, Essenzen u. dgl. versehen werden.
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Die Entlüftung des Wassers und der Zuckerlösung kann nach verschiedenen bekannten oder älteren Verfahren
erfolgen. Sie kann beispielsweise mittels Vakuumentgasung durchgeführt werden, bei der die Flüssigkeit in
einen geschlossenen Raum eingeleitet wird, in welchem ein vorgegebener, unterhalb des Atmosphärendruckes
liegender Gasdruck aufrechterhalten und das aus der
Flüssigkeit austretende Gas laufend abgepumpt wird. Die Entlüftung kann auch nach einem Verfahren erfolgen, das
im allgemeinen als "Gaswäsche" bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird der Flüssigkeit in größerer Menge
ein anderes Gas, beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid zugeleitet und die so imprägnierte Flüssigkeit
einer Gaswaschsäule zugeleitet, in der ein Teil des gelösten Sauerstoffes zusammen mit dem Waschgas unter
Atmosphärendruck oder einem höheren Druck ausgewaschen wird.
Schließlich kann die Entlüftung des Wassers bzw. der j Zuckerlösung auch nach einem älteren Verfahren erfolgen,
das in der DE-OS 31 43 459 beschrieben ist. Es handelt sich um ein Verfahren zur Austreibung von gelösten
Gasen, insbesondere Sauerstoff aus Flüssigkeiten durch Vakuumentgasung, bei dem in der Flüssigkeit vor ihrer
Einleitung in den geschlossenen Raum zur Durchführung der Vakuumentgasung eine vorgegebene Menge eines anderen
in der Flüssigkeit löslichen Gases, beispielsweise Kohlendioxidgas, oder Stickstoffgas gelöst wird und die
derart imprägnierte Flüssigkeit dann der Vakuumentgasung unterworfen wird.
Insbesondere mit dem letzten der geschilderten Verfahren sind außerordentlich niedrige Restgehalte des in der
Flüssigkeit gelösten Gases erzielbar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sehr leicht
steuern, und es kann in Abhängigkeit von vorgegebenen Sollwerten eine Menge von entlüfteter Zuckerlösung
hergestellt werden, die der Menge des Endproduktes entspricht, das die Abfüllvorrichtung abnimmt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist so aufgebaut, daß
alle Misch- und Verdünnungsvorgänge reglergesteuert durchführbar sind, wobei die Gesamtsteuerung von einem
Zentralrechner aus erfolgen kann.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann es vorteilhaft sein, dem die Zuckerlösung erzeugenden ersten Teil
der Einrichtung mehrere parallel geschaltete, die nachfolgenden Verfahrensstufen durchführenden Einrichtungsteile
zur gleichzeitigen Erzeugung unterschiedlicher Getränkesorten anzuschließen.
Die Einrichtung kann aber auch so aufgebaut sein, daß alle die einzelnen Verfahrensstufen durchführenden
Einrichtungsteile hintereinandergeschaltet sind und unterschiedliche Getränkesorten gesteuert von einem
zentralen Prozeßrechner zeitlich nacheinander hergestellt werden.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen
Einrichtung erzielbaren Vorteile sind im folgenden kurz zusammengestellt.
Durch die Verwendung eines Ausgangsprdoduktes mit außerordentlich niedrigem Sauerstoffgehalt kann unter Ausschluß
von Luftberührung bei den einzelnen Verfahrensschritten ein Endprodukt mit sehr niedrigem Sauerstoffgehalt
erhalten werden, so daß keine Aromaschädigungen oder Aromaverluste durch Sauerstoff auftreten und das
Endprodukt eine große Haltbarkeit besitzt.
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Eine Sirupbevorratung ist nicht erforderlich, was unter anderem den Vorteil hat, daß keine Inversion des Zuckers
im Sirup auftreten k^nn, was bei bekannten Verfahren zu Schwierigkeiten in der Bestimmung der Zuckerendkonzentration
führt.
Es treten keine Sirupverluste beim Anfahren der Getränkeproduktion,
beim Getränkewechsel oder beim Spülen auf, da bei der erfindungsgemäßen Einrichtung keine
Sirupleitungen vorhanden zu sein brauchen.
Beim Getränkewechsel müssen im wesentlichen nur die Teile der Einrichtung gespült werden, in denen die
getränkespezifischen Aromastoffe vorhanden sind. Dies
ist nur ein kleiner Teil der Einrichtung, und die Spülung kann mit entlüftetem Wasser erfolgen, so daß die
Gesamteinrichtung auch für das nachfolgende Getränk luftfrei gehalten wird, und ein verlustfreies Anfahren
der nächsten Getränkesorte möglich ist.
Die auf die Verarbeitung von Sirup eingestellten Mixer
herkömmlicher Bauart brauchen beim erfindungsgemäßen
Verfahren nicht verwendet zu werden. Durch die volle Automatisierbarkeit des Verfahrens entfällt auch die
bisher oft übliche Produktverantwortung durch die den Füller bedienende Person, die nebenbei auch den Mixer zu
bedienen hatte. Es ist vielmehr möglich, die Produktionsvorgänge "Getränkeherstellung" und "Getränkeabfüllung"
vollständig voneinander zu trennen, wie dies bisher bereits in Brauereien üblich ist.
Die Produktion kann innerhalb von Minuten von einer Getränkesorte auf die andere umgestellt werden. Eine
zusätzliche Kohlendioxidwäsche des Fertigproduktes, die bei bekannten Verfahren häufig notwendig war, entfällt,
was zur Folge hat, daß die Verluste an Kohlendioxid und Aromastoffen gering gehalten werden können.
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Die Reinigung, Desinfektion und Sterilisierung der Gesamteinrichtung kann auf dem gleichen Wege erfolgen,
den die Komponenten bei der Produktherstellung nehmen.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein
lü Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau einer Einrichtung,
mit der unterschiedliche Sorten von Erfrischungsgetränken zeitlich nacheinander hergestellt
werden können, dabei ist in Fig. 1 ein erster Teil der Einrichtung dargestellt, an den sich ein zweiter
in Fig. 2 dargestellter Teil unmittelbar anschließt.
Die Einrichtung besitzt eine erste Vorrichtung zur Vakuumentgasung von Wasser mit einem Entgasungsbehälter
der so ausgebildet und angeordnet sein kann, daß seine Ausdehnung in der Breite größer ist als seine Höhe und
in dem dadurch eine große Flüssigkeitsoberfläche erreicht u/ird. Das Oberteil des Entgasungsbehälters 1 ist
an eine Untedruckleitung 3 angeschlossen, die mit einer Vakuumpumpe 4 verbunden ist. Weiterhin mündet in das
Oberteil des Entgasungsbehälters 1 eine Wasserzuleitung 2 über Sprühvorrxchtungen ein. Das Unterteil des Entgasungsbehälters
1 ist über eine Ableitung 5 und eine Flüssigkeitspumpe 6 an zwei Leitungen 5a und 5b angeschlossen,
über die das entlüftete Wasser weitergeführt
wird. In die Wasserzuleitung 2 ist ein Injektor 41 eingeschaltet, dessen Unterdruckkammer an eine Leitung
41a angeschlossen ist, über die Kohlendioxidgas oder ein anderes inertes Gas, beispielsweise Stickstoff, in einer
vorgegebenen, vom Wasserzufluß abhängigen Menge gesteuert zugeführt wird. Durch diese Vorimprägnierung des
zugeführten Wasser wird bei der nachfolgenden Vakuument-
4Ü gasuny eine außerordentlich gute Entlüftung des Wassers
erreicht.
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Die Leitung 5a führt zu einer ersten Mischvorrichtung 7, die als Injektor ausgebildet ist. Das entlüftete Wasser
wird der Treibdüse des Injektors zugeführt. Weiterhin kann dem Injektor 7 entu/eder von einem Vorratsbehälter
8b aus Flüssigzucker oder von einem Vorratsbehälter 8a aus Staubzucker zugeführt werden. Der Staubzucker gelangt
zunächst auf eine Transportvorrichtung 8c, wo er über eine an die Leitung 5a angeschlossene Leitung 5c in
einer Zuführungsvorrichtung 8 angefeuchtet wird. Durch
eine Regelvorrichtung 9 wird die Zufuhr des entlüfteten Wassers über die Leitung 5a zum Injektor 7 gesteuert.
Hierzu wird der Durchfluß durch die Leitung 5a mittels einer Durchflußmeßvorrichtung 9a gemessen und die Menge
an Staubzucker durch eine Wägevorrichtung 9b bestimmt. Von der von Durchflußmessvorrichtung 9a sowie der Wägevorrichtung
9b her gesteuerten Regelvorrichtung 9 aus erfolgt die Steuerung über ein steuerbares Ventil 9c in
der Leitung 5a.
Die im Injektor 7 erzeugte Zuckerlösung wird mittels einer Flüssigkeitspumpe 10 über eine Leitung 10a und ein
die Lösung begünstigendes, längeres, mehrfach gekrümmtes Leitungsstück 11 und. ein Filter 12 einer Zuführungsleitung
14 zugeführt, welche in das Oberteil des Entgasungsbehälters 13 einer zweiten Vorrichtung zur Vakuumentgasung
von Wasser einmündet.
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Das mehrfach gekrümmte Leitungsstück 11, in dem die vollständige Auflösung des zugefügten Zuckers stattfinden
soll, ist so angeordnet, daß es an allen Stellen ein Gefälle aufweist, damit die Ansammlung von Zuckerresten,
beispielsweise in den Krümmungen vermieden wird. Eine solche Anordnung kann beispielsweise dadurch erreicht
werden, daß die dargestellten mäanderförmigen Krümmungen in einer abwärts geneigten schiefen Ebene liegen.
Selbstverständlich sind hier auch andere Anordnungen, wie beispielsweise die Führung der Leitung auf einer
Schraubenlinie möglich. Ebenso kann die Zuckerlösung an dieser Stelle durch einen aufrechtstehenden Zylinder
geleitet werden, der in seinem Inneren den Flüssigkeitsstrom umlenkende Schikanen aufweist, die ebenfalls so
angeordnet sind, daß auf ihnen keine Ablagerung von Zuckerresten stattfinden kann.
In die Zuführungsleitung 14 zum Entgasungsbehälter 13
ist in ähnlicher Weise wie bei der Zuführungsleitung 2
zum Entgasungsbehälter 1 ein Injektor 42 eingeschaltet, dessen Unterdruckkammer an eine Zuführungsleitung 42a
angeschlossen ist, über die Kohlendioxidgas oder Stickstoffgas zugeführt werden kann. Auf diese Weise wird
auch die zu entgasende Zuckerlösung einer Vorimprägnierung unterworfen und es werden bei der folgenden Vakuumentgasung
außerordentlich gute Entlüftungswerte erreicht.
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Das Oberteil des Entgasungsbehälters 13 ist weiterhin an die Unterdruckleitung 3 angeschlossen. Die Ableitung der
im Entgasungsbehältee 13 entlüfteten Zuckerlösung erfolgt
mittels einer Flüssigkeitspumpe 16 über eine Ableitung 15,die zur Treibdüse eines weiteren Injektors 17 führt,
dessen Unterdruckkammer über die Leitung 5b und ein ansteuerbares Ventil 20a entlüftetes Wasser zugeführt
werden kann.Im Injektor 17 erfolgt eine erste Einstellung der entlüfteten Zuckerlösung auf einen gewünschten Konzentrationsgrad
. Hierzu wird in einem Bypass 18a zur Ableitung 18 des Injektors 17 mittels einer Meßvorrichtung
19 die Dichte der vom Injektor 17 abgeführten Zuckerlösung gemessen,und mittels eines Reglers 20 das
die Zufuhr an entlüftetem Wasser zum Injektor 17 steuernde Ventil 2üa angesteuert.Die Ableitung 18 des Injektors
17 mündet in einen Vorratsbehälter 21.Der Füllstand des Vorratsbehälters 21 wird durch eine Differenzdruckmeßvorrichtung
21e kontinuierlich überwacht, wobei über eine an die Meßvorrichtung 21e angeschlossene Regelvorrichtung
21d in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert die Zufuhr steuerbar ist, und zwar in der Weise, daß die
Regelvorrichtung 21d eine Zuführvorrichtung 17a an der
Treibdüse des Injektors 17 und gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung ein steuerbares Ventil 13a ansteuert,
das in einer Rückführungsleitung 15a von der Leitung 15 in das Oberteil des Entgasungsbehälters 13 angeordnet
ist. Auf diese Weise ist, insbesondere wenn auch der Zufluß zu den Entgasungsbejiältern 1 und 13 in nicht
dargestellter Weise gesteuert ist, eine gute Steuerung der Zufuhr von entlüfteter Zuckerlösung zum Vorratsbehälter
21 möglich. Im Vorratsbehälter 21 sind außerdem Meßgeräte 21a für den maximalen und 21b für den minimalen
Flüssigkeitsstand angeordnet. Diese Meßgeräte sind erforderlich, um die Pumpe 16 ein- oder auszuschalten, da die
Regelventile nur im Leistungsbereich von 10 - 100?ό eingestellt
werden. Die Einrichtung ist auch von Hand steuerbar .
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Im Vorratsbehälter 21 kann die entlüftete Zuckerlösung über die Leitung 21c unter einer Schutzgasatmosphäre von
Kohlendioxid, Stickstoff oder einem anderen inerten Gas, gehalten werden.
Die Weiterleitung der entlüfteten Zuckerlösung vom Vorratsbehälter 21 aus erfolgt über eine Ableitung 22
zu den in Fig. 2 dargestellten Teilen der Einrichtung.
Die im folgenden beschriebenen Teile der Einrichtung können mehrfach vorhanden sein und in einzelnen Zweigen
einander parallel geschaltet sein.
Die Ableitung 22 mündet, geführt über eine Flüssigkeitspumpe 23 und eine Durchflußmeßeinrichtung 25a, in die
Treibdüse eines weiteren Injektors 24, der als «/eitere Mischvorrichtung dient, und zwar zur weiteren Einstellung
des Konzentrationsgrades der entlüfteten Zuckerlösung sowie zu einer eventuellen Karbonisierung der
Zuckerlösung bei der Herstellung kohlensäurehaltiger
Getränke.
Hierzu wird dem Injektor 24 über eine Leitung 5d, die an die Leitung 5a angeschlossen ist, sowie über eine DurchfluQmeßeinrichtung
25c und ein ansteuerbares Ventil 25e entlüftetes Wasser zugeführt. Weiterhin kann über eine
Leitung 26 von einer Kohlendioxidgasquelle aus über eine Durchflußmeßvorrichtung 25b und ein steuerbares Ventil
25d Kohlendioxidgas zugeführt werden. Die Steuerung der steuerbaren Ventile 25d und 25e erfolgt von einem Regler
25 aus in der weiter unten beschriebenen Weise.
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Die Ableitung 27 des Injektors 24 mündet in einen weiteren Vorratsbehälter 28 ein. Der Füllstand dieses Vorratsbehälters
28 u/iru !kontinuierlich durch eine Druckmessvorrichtung
28c überwacht, die an einen Regler 28c, der eine Zuführungseinrichtung 28d am Injektor 24 ansteuert,
angeschlossen ist. Das Oberteil des Vorratsbehälters 28 ist an die Zuleitung 26a für Kohlendioxidgas
angeschlossen. Bei der Herstellung von nicht kohlesäurehaltigen Getränken kann der Vorratsbehälter 28 auch an
eine Leitung zur Zuführung eines anderen Schutzgases, beispielsweise Stickstoff, angeschlossen sein.
Auch im Vorratsbehälter 28 sind Meßgeräte 28a bzw. 28b
für den maximalen und minimalen Flüssigkeitsstand angeordnet, die die Pumpe 23 ein- bzw. ausschalten. Auch
hier ist eine Handsteuerung möglich.
Die Ableitung 29 vom Vorratsbehälter 28 ist über eine
weitere Flüssigkeitspumpe 30 und eine Durchflußmeßvorrichtung 35a an die Treibdüse eines weiteren Injektors
31 angeschlossen, der die Mischvorrichtung darstellt, mit der die getränkespezifischen Aromastoffe und/oder
Grundstoffe der entlüfteten Zuckerlösung zugeführt werden.
Die getränkespezifischen Aromastoffe und/oder Grundstoffe
sind in Vorratsgefäßen 32, 33 und 34 enthalten. Es kann auch eine größere Anzahl derartiger Vorratsgefäße
an den Injektor 31 angeschlossen sein. Der Anschluß der Vorratsge
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fäüe 32, 33 und 34 an die Unterdruckkammer des Injektors
31 erfolgt über Durchfluümeßvorrichtungen 35b, 35c, 35d
und ansteuerbare Ventile 35e, 35f und 35d. Die Ansteuerung der Ventile 35e, 35f und 35g erfolgt von einem
Prozeßrechner 35 aus, der die Steuerung nach einem vorgegebenen Programm vornimmt. Dem Prozeßrechner 35
wird von der Durchflußmeßvorrichtung 35a aus ein weiteres
Steuersignal zugeführt. An die Ableitung 36 des Injektors 31 ist eine Bypassleitung 29a mit einer Vorrichtung
37 zur Messung der Dichte angeschlossen, die von der Ableitung 29 des Vorratsbehälters 28 ausgeht.
Eine Vorrichtung 38 an der Ableitung 36 dient zur Messung des Kohlendioxidgehaltes im Endprodukt. Die von
den Vorrichtungen 37 und 38 gelieferten Signale u/erden über Servokreise 37a bzw. 38a dem Regler 25 zugeführt,
der eine entsprechende Ansteuerung des entlüfteten Wassers und des Kohlendioxidgases über die Ventile 25e
und 25d vornimmt.
Das Endprodukt wird über die Leitung 36 einem letzten Vorratsbehälter 39 zugeführt, dessen Füllstand durch
eine Differenzdruckmessvorrichtung 39f überwacht und
mittels einer Regelvorrichtung 39d geregelt wird, welche eine ansteuerbare Zuführungsvorrichtung 39e an der
Treibdüse des Injektors 31 ansteuert. Auch bei diesem 3Ü Vorratsbehälter wird die maximale und minimale Füllmenge
zusätzlich durch Meßgeräte 39a und 39b überwacht.
Über eine Ableitung 40 erfolgt die Weiterleitung des
Endproduktes zur Abfüllvorrichtung.
Zur Reinigung der die getränkespezifischen Aromastoffe
und/oder Grundstoffe enthaltenden Teile der Einrichtung bei einem Getränkewechsel dient eine Leitung 5e, welche
an die Leitung 5a angeschlossen ist und durch die entlüftetes Wasser der Ableitung 29 vom Vorratsbehälter 28
zugeführt werden kann.
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Das Unterteil des Vorratsbehälters 28 ist über eine
Leitung 43 und ein Ventil 43a mit dem Vorratsbehälter verbunden. Wenn nun bei einem Getränkewechsel die im
Vorratsbehälter 28 enthaltene Zuckerlösung zur Herstellung des neuen Getränkes nicht brauchbar ist, wird
zunächst unter dem Druck des über die Leitung 26 zugeführten Gases die in der Leitung 27 enthaltene Zuckerlösung
in den Vorratsbehälter 28 gedrückt. Dann wird ebenfalls unter Gaszufuhr über die Leitung 26a und
Öffnung des Ventils 43a der Inhalt des Vorratsbehälters 28 in den Vorratsbehälter 21 zurückgedrückt. Es kann
dann der Vorratsbehälter 28 mit einer neuen, auf eine vorgegebene Konzentration eingestellten Zuckerlösung
gefüllt v/erden.
Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:
In der ersten Mischvorrichtung, also dem Injektor 7,
wird aus Staubzucker oder Flüssigzucker, stammend aus den Vorratsbehältern 8a und 8b und dem von der ersten
Vorrichtung zur Vakuumentgasung von Wasser, nämlich dem Entgasungsbehälter 1 stammenden entlüftetem Wasser eine
Zuckerlösung vorgegebener Konzentration, die an der Regelvorrichtung 9 eingestellt werden kann, erzeugt und
der zweiten Vorrichtung zur Vakuumentgasung von Wasser, nämlich dem Entgasungsbehälter 13 zugeführt, in dem die
Entlüftung der Zuckerlösung stattfindet.
Im Injektor 17 findet dann unter Zuführung von entlüftetem Wasser aus dem Entgasungsbehälter 1 eine erste
Einstellung des Zuckergehaltes der Lösung durch Verdünnung statt, die an der Regelvorrichtung 20 einstellbar
ist.
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Die im Vorratsbehälter 21 gesammelte voreingestellte
entlüftete Zuckerlösung wird im Injektor 24 einer der
spezifischen Getränkesorte entsprechende Endeinstellung unterworfen und gegebenenfalls karbonisiert, wobei die
Steuerung von der Regelvorrichtung 25 in Abhängigkeit von den am Endprodukt über die Vorrichtungen 37 und
gemessenen Daten (Dichte, Kohlensäuregehalt) durchgeführt wird.
Die im Vorratsbehälter 28 in ihrer Konzentration endeingestellte und gegebenenfalls karbonisierte entlüftete
Zuckerlösung wird im Injektor 31 mit den getränkespezifischen Aromastoffen und/oder Grundstoffen aus den
Vorratsgefäßen 32, 33 und 34 vermischt und dann über den
Vorratsbehälter 39 und die Leitung 40 der Abfüllvorrichtung
zugeführt.
Wie aus der Zeichnung unmittelbar abzulesen, ist durch Einschaltung der verschiedenen Vorratsbehälter 21, 28
und 39 sowie die Regelvorrichtungen 9, 20, 21d, 25, 28c und 39d eine äußerst flexible Anpassung der jeweils
erzeugten Mengen der Zwischenprodukte an die Menge des abzunehmenden Endproduktes möglich. Die stufenweise
Einstellung der Konzentrationen des Zuckergehaltes der
entlüfteten Zuckerlösung sowie die Überprüfung des Endproduktes auf Zuckerkonzentration und Kohlensäuregehalt
und die damit verbundene "Feedback"-Regelung sowie die rechnergesteuerte Zugabe der getränkespezifischen
Aromastoffe und/oder Grundstoffe machen eine äußerst
genaue Einstellung des Endproduktes auf bestimmte Gehalte der zugefügten Stoffe und eine Synchronisation der
Erzeugung der Zuckerlösung sowie der Zugabe der Aromastoffe und/oder Grundstoffe in Abhängigkeit von der
Abnahme an der Füllvorrichtung möglich.
82-10- - 24 -
Weiterhin wird durch die Anordnung der Vorratsbehälter
21, 28 und 39 souri·3 die mit diesen Vorratsbehältern
verbundenen Regelkreise inr Überwachung des Füllstandes
eine gute Entkoppelung der einzelnen Teile der Einrichtung erreicht, so daß Störungen, die in einem Teil der
lü Einrichtung, beispielsweise am Anfang oder am Ende auftreten, keine Rückwirkungen auf die anderen Teile der
Einrichtung zu haben brauchen.
Gemäß einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Variante der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung kann es vorteilhaft sein, die Vorratsbehälter 32 bis 34 über die ansteue.rbaren Ventile
35e bis 35g nicht direkt an die Unterdruckkammer des Injektors 31 anzuschließen, sondern über einen Verrnischer.
Es wird dann in diesem Vermischer ein vorgegebenes Gemisch der zuzusetzenden getränkespezifischen
Aromastoffe und/oder Grundstoffe erzeugt und dieses Gemisch dem Injektor 31 zugeführt. Bei dieser Ausführungsform
ist in besonders einfacher Weise ein Übergang auf Handsteuerung der Einrichtung möglich.
L θ e r s e i t e
Claims (23)
1. Verfahren zur Herstellung alkoholfreier, insbesondere
kohlensäurehaltiger Erfrischungsgetränke, bei dem eine
Lösung aus Zucker und getränkespezifischen Aromastoffen und/oder Grundstoffen in entlüftetem Wasser erzeugt
ii/ird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst durch Auflösen
von Staubzucker oder Flüssigzucker in entlüftetem Wass&r mit einem Sauerstoffgehalt unterhalb 0,15 mg/1
eine Zuckerlösung erzeugt wird, deren Konzentration mindestens der zur Herstellung des Endproduktes benötigten
Höchstkonzentration entspricht und diese Zuckerlösung in einem «/eiteren Entlüftungsverfahren auf einen
Sauerstoffgehalt von weniger als 0,1 mg/1 eingestellt
wird und der derart entlüfteten Zuckerlösung die gefcränkespezifischen
Aromastoffe und/oder Grundstoffe zugefügt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die Entlüftung des Wassers und/oder der Zuckerlosung
mittels Vakuumentgasung erfolgt.
82-10-53 - 2 -
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wasser und/oder der Zuckerlösung vor der
Vakuumentgasung eine vorgegebene Menge eines anderen in der Flüssigkeit löslichen Gases gelöst und die derart
imprägnierte Flüssigkeit der Vakuumentgasung unterworfen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
: daß die Entlüftung des Wasser und/oder der Zuckerlösung
durch GasM/äsche erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die entlüftete Zuckerlösung vor dem Hinzufügen der getränkespezifischen Aromastoffe
und/oder Grundstoffe mit entlüftetem Wasser auf eine vorgegebene Konzentration eingestellt wird.
82-10-53
— 3 —
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die entlüftete Zuckerlösung vor dem
Hinzufügen der getränkespezifischen Aromastoffe und/
oder Grundstoffe karbonisiert und auf einen vorgegebenen Kohlen-säuregehalt eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Hinzufügen der getränkespezifischen
Aromastoffe und/oder Grundstoffe die Dichte und/oder der Kohlendioxidgehalt des Endproduktes gemessen und die
Zufuhr von entlüftetem Wasser und/oder Kohlendioxidgas zur entlüf-teten Zuckerlösung in Abhängigkeit von vorgegebenen
Sollwerten gesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zur gleichzeitigen
oder wechselweisen Herstellung unterschiedlicher alkoholfreier Erfrischungsgetränke, dadurch gekennzeichnet,
daß eine entlüftete Zuckerlösung bereitgestellt wird, deren Konzentration mindestens so hoch ist,
wie die höchste der in den unterschiedlichen Erfrischungsgetränken benötigten Sollkonzentrationen und
vorgegebenen Anteilen dieser Zuckerlösung jeweils die zur Erzeugung eines bestimmten Endproduktes erforderlichen
Mengen an weiterem entlüfteten Wasser und/oder Kohlendioxidgas und getränkespezifischen Aromastoffen
und/oder Grundstoffe nach einem vorgegebenen Programm gesteuert zugegeben werden.
9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine
erste Vorrichtung (1) zur Entgasung von Wasser an eine erste Mischvorrichtung (7) zur Zugabe von Staub-zucker
und/oder Flüssigzucker angeschlossen ist,und der
82-1U-53 - 4 -
ersten Mischvorrichtung (7) eine zweite Vorrichtung (13) zur Entgasung von Wasser, sowie eine zweite Mischvorrichtung
(31) zui 7ijgabe getränkespezifischer Aromastoffe
und/oder Grundstoffe nachgeschaltet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen die zweite Vorrichtung (13) zur Entgasung von Wasser und die zweite Mischvorrichtung
(31) mindestens eine dritte Mischvorrichtung (17, 24) zur Zugabe von entlüftetem Wasser und/oder
Kohlendioxidgas eingeschaltet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen die zweite Vorrichtung (13) zur Entgasung von Wasser und die dritte Mischvorrichtung (24)
und/oder zwischen die dritte Mischvorrichtung (24) und die zweite Mischvorrichtung (31) Vorratsbehälter (21,
28) eingeschaltet sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,dadurch
gekennzeichnet, daß der zweiten Mischvorrichtung (31)
ein Vorratsbehälter (39) nachgeschaltet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischvorrichtungen (7,
17, 24, 31) Injektoren dienen, deren Treibdüsen jeweils entlüftetes Wasser bzw. entlüftete Zuckerlösung und
deren Unterdruckkammern die zuzugebenden Stoffe zugeführt werden.
35
35
82-10-53
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Mischvorrichtung
(31) und/oder der dritten Mischvorrichtung (17, 24) Vorrichtungen (19, 37, 38) zur Bestimmung der Dichte
und/oder des Kohlendioxidgehaltes des Fertigproduktes bzw. der Zuckerlösung nachgeschaltet sind, die mit einem
Regelkreis (20, 25) zur Steuerung der Zufuhr von entlüfteter Zuckerlösung und/oder entlüftetem Wasser und/oder
Kohlendioxidgas über die dritte Mischvorrichtung (17, 24) verbunden sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis (25) an einen "Feedback-Servoregelkreis"
angeschlossen ist zum Vergleich der Kohlendioxid-Soll- und Istwerte.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an die zweite Mischvorrichtung
(31) mehrere Vorratsbehälter (32, 33, 34) für getränkespezifische Aromastoffe und/oder Grundstoffe
über steuerbare Zuführvorrichtungen (35e, 35f, 35g) angeschlossen
sind und die Zuführvorrichtungen von einem zentralen Prozeßrechner (35) aus angesteuert
werden.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Mischvorrichtung
(7) und der zweiten Vorrichtung (13) zur Entgasung von Wasser Filter (12) eingeschaltet sind.
82-10-53
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Entgasung
von Wasser Vorrichtungen zur Vakuumentgasung sind mit einem Entgasungsbehälter (1, 13) in den an der
Oberseite eine an eine Vakuumpumpe (4) angeschlossene Unterdruckleitung (3) einmündet und der einen Einlaß (2,
14) und einen Auslaß (5, 15) für die zu entgasende Flüssigkeit aufweist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich-
net, daß vor dem Einlaß des Entgasungsbehälters (1, 13)
ein Injektor (41, 42) angeordnet ist, dessen Treibdüse an die Flüssigkeitszuleitung (2, 10a) und dessen Unterdruckkammer
an eine Gasquelle (41a, 42a) angeschlossen ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorrichtung zur Vakuumentgasung
von Wasser einen Entgasungsbehälter (1, 13) aufweist, der so ausgebildet und angeordnet ist, daß seine Ausdehnung
in der Breite größer ist als seine Höhe.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zvi/eite Mischvorrichtung
(31) unmittelbar an den Auslaß (5) der ersten Vorrichtung (1) zur Entgasung von Wasser anschließbar ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten
Mischvorrichtung (7) und der zweiten Vorrichtung (13) zur Entgasung von Wasser ein mehrfach gekrümmtes
Leitungsstück (11) so angeordnet ist, daß es an allen Stellen ein Gefalle aufweist.
82-10-53
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter (32, 33, 34) für getränkespezifische Aromastoffe und/oder Grundstoffe
über die steuerbaren Zuführvorrichtungen (35e, 35f, 35g) an einen Vorrnischer angeschlossen sind, der an
die zweite Mischvorrichtung (31) angeschlossen ist.
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