DE19716447C1

DE19716447C1 - Start-up process for soft drinks manufacturing assembly

Info

Publication number: DE19716447C1
Application number: DE1997116447
Authority: DE
Inventors: Karl Welchner; Thomas Herold; Holger Groesmann; Kristina Boee; Werner Bendfeldt
Original assignee: Tuchenhagen GmbH
Current assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2017-04-22

Abstract

Ingredients are introduced at a dosed rate to a dosing plant with in-line control functions, as part of a soft drinks manufacturing start-up process. The soft drinks are made especially from water, syrup and carbon dioxide. Air is removed from a first fluid especially water, to which a second fluid especially syrup is dosed. The resulting mixture is then carbonated and discharged to a buffer tank. The novelty embraces the following: (a) a defined, limited volume (VCLT) of the fluid-dosing assembly between the syrup dosing point and buffer tank is completely filled with water; (b) a quantity of carbon dioxide, and then a defined volume of syrup, is introduced to the VCLT which are commensurate with that required in the respective volume of soft drink.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren einer Flüssigkeits-Dosieranlage mit In-line-Eigenschaften, insbesondere bei der Herstellung von Softdrinks aus Wasser, Sirup und Kohlendioxid, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for starting a liquid metering system with in-line properties, especially in the manufacture of soft drinks Water, syrup and carbon dioxide, according to the preamble of claim 1.

Eine Mehrkomponenten-Flüssigkeits-Dosieranlage, insbesondere für die Geträn keindustrie, dient zur Herstellung von Softdrinks, wobei einem von Luftbeimengungen befreiten Was serstrom (Entgasung) zunächst Kohlendioxid beigemischt wird (Karbonisierung) und anschließend das Konzentrat, der Sirup, im erforderlichen Mengenverhältnis zudosiert wird (Dosierung). Zur Realisierung der Entgasung des Wasserstroms finden in diesem Zusammenhang ein Verfahren und eine Vorrichtung Anwendung, wie sie in der Patentanmeldung DE 196 25 108.7 beschrieben sind. Die Karboni sierung des Flüssigkeitsgemisches erfolgt mittels eines Verfahrens und einer An ordnung zur Lösung einer Gasmenge in einer strömenden Flüssigkeitsmenge, die aus der Druckschrift DE 42 38 971 A1 bekannt sind.A multi-component liquid dosing system, especially for drinks keindustrie, is used for Manufacture of soft drinks, one of which was freed from air admixtures flow (degassing) carbon dioxide is initially added (carbonization) and then the concentrate, the syrup, in the required ratio is added (dosage). To realize the degassing of the water flow a method and a device are used in this context, as described in patent application DE 196 25 108.7. The carboni The liquid mixture takes place by means of a method and a method order to solve a quantity of gas in a flowing quantity of liquid, the are known from the publication DE 42 38 971 A1.

Die vorstehend erwähnte Flüssigkeits-Dosieranlage mit der Vorrichtung zum Ent gasen von Flüssigkeiten und der Anordnung zur Lösung einer Gasmenge ist ins gesamt in-line-fähig ausgebildet. In-line-Fähigkeit bedeutet in diesem Anwen dungsfall, daß auf Behälter mit nennenswerten Volumina verzichtet wird und die gesamte Anlage im wesentlichen aus einer Aneinanderreihung von Rohrleitungs strecken besteht.The above-mentioned liquid metering system with the device for Ent gases from liquids and the arrangement for dissolving a quantity of gas is ins fully trained in-line. In-line capability means in this application case that containers with significant volumes are dispensed with and the entire system essentially from a string of pipelines stretch exists.

Es sind in diesem Zusammenhang Betriebsanforderungen aus dem Softdrink-Be reich bekannt geworden, die bis zu zehn Produktwechsel je Schicht vorsehen. Wirtschaftlich sind diese Anforderungen nur zu realisieren, wenn sie nach Mög lichkeit mit einer einzigen Anlage, in der die Entgasung, die Dosierung und die Karbonisierung vorgenommen werden kann, durchgeführt werden. Dies ist wie derum nur mit Anlagen möglich, die vorgenannte In-line-Fähigkeit besitzen, d. h. die unter anderem auf große Ausmischvolumina verzichten können, wodurch bei Produktwechsel zwar in jedem Falle immer noch relativ geringe Produktverluste bei kleinen Umschaltzeiten für diese Produktwechsel in Kauf zu nehmen sind.In this context, there are operational requirements from the soft drink area well-known that provide for up to ten product changes per shift. These requirements can only be met economically if, according to Mög with a single system in which the degassing, the metering and the Carbonization can be done. This is like therefore only possible with systems that have the aforementioned in-line capability, d. H. which, among other things, can dispense with large mixing volumes, which means that In any case, product changes are still relatively minor product losses in the case of small switching times for this product change.

Die Mehrkomponenten-Flüssigkeits-Dosieranlage gemäß DE 196 39 812.6 weist in allen ihren wesentlichen Baueinheiten, nämlich Entgasung, Karbonisierung und Dosierung die wünschenswerten In-line-Eigenschaften auf. Sie unterscheidet sich allerdings bezüglich des mit ihr durchführbaren Verfahrens, beispielsweise zur Herstellung von Softdrinks aus Wasser, Sirup und Kohlendioxid, vom Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch, daß beim älteren Verfahren das entgaste Wasser zunächst karbonisiert und dann anschließend erst der Sirup zudosiert wird. Es hat sich zwischenzeitlich herausgestellt, daß das Verfahren der gat tungsgemäßen Art, nämlich zunächst ein Flüssigkeitsgemisch aus entgastem Wasser und Sirup herzustellen, welches anschließend karbonisiert wird, zu einer besseren Kohlendioxidlöslichkeit, d. h. zu einer stabileren Beladung des Flüssig keitsgemisches und darüber hinaus zu einem besser ausgemischten Flüssig keitsgemisch aus Wasser und Sirup führt.The multi-component liquid dosing system according to DE 196 39 812.6 has in all its essential components, namely degassing, carbonization and Dosage on the desirable in-line properties. It is different however, with regard to the method that can be carried out with it, for example for Production of soft drinks from water, syrup and carbon dioxide, by the process of the generic type in that the degassing in the older method Water is first carbonated and then the syrup is added becomes. It has now been found that the gat appropriate type, namely first a liquid mixture of degassed To produce water and syrup, which is then carbonated into one better solubility in carbon dioxide, d. H. for a more stable loading of the liquid mixture and moreover to a better mixed liquid mixture of water and syrup.

Eine Flüssigkeits-Dosieranlage mit ausgeprägten In-line-Eigenschaften, mit der das Verfahren der gattungsgemäßen Art durchgeführt werden kann, erlaubt ebenfalls häufige Produktwechsel bei minimierten Produktverlusten und kurzen Umschaltzeiten; die Produktverluste beim jeweiligen Anfahren sind aber bislang grundsätzlich unvermeidlich. Sie resultieren aus der Tatsache, daß die Flüssig keits-Dosieranlage zwischen der Dosierstelle und dem Puffertank nach dem Pro duktausschub und der vollständigen Entleerung zunächst erst wieder mit einem Gemisch aus entgastem Wasser und Sirup befüllt und im Zuge dieser Befüllung dann karbonisiert werden muß. Bei diesem instationären Anfahren ist es nicht möglich, von Beginn an eine der gewünschten Sollkonzentration an Sirup in Was ser entsprechende Istkonzentration darzustellen. Das gleiche gilt für die Beladung des Flüssigkeitsgemisches mit Kohlendioxid. Das beim Anfahren erzeugte Pro dukt, welches nicht die geforderte Spezifikation aufweist, muß daher zur Zeit noch verworfen werden. A liquid dosing system with distinctive in-line properties with which the method of the generic type can be carried out allowed also frequent product changes with minimized product losses and short ones Switching times; So far, however, the product losses when starting up are basically inevitable. They result from the fact that the liquid dosing system between the dosing point and the buffer tank after the Pro Discharge and the complete emptying first with one Mixture of degassed water and syrup filled and in the course of this filling then must be carbonized. With this unsteady start it is not possible, from the beginning one of the desired concentration of syrup in what to represent the corresponding actual concentration. The same applies to loading of the liquid mixture with carbon dioxide. The pro generated when starting product, which does not have the required specification, must therefore currently be discarded.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Verfahren der gattungsge mäßen Art Produktverluste, insbesondere Sirupverluste bei der Softdrink-Her stellung, beim Anfahren zu vermeiden.It is an object of the present invention in a method of the genus moderate type of product loss, especially loss of syrup in the soft drink maker position to avoid when starting.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.This object is solved by the features of claim 1. Beneficial Refinements of the proposed method are the subject of further Subclaims.

Dadurch, daß beim gattungsgemäßen Verfahren das Ausmischen von Wasser und Sirup und die Karbonisierung in einem gemeinsamen Abschnitt der Flüssig keits-Dosieranlage stattfinden, nämlich zwischen einer für die Dosierung der zweiten in die erste Flüssigkeit vorgesehenen Dosierstelle und einem Eintritt in den Puffertank, wobei letzterer in den Ausmischprozeß einbezogen ist, kann ge mäß dem vorgeschlagenen Verfahren das Volumen der diesbezüglichen In-line-Do sieranlage genutzt werden, um hier einen absatzweisen Ansatz (batch) des gewünschten Produktes mit der erforderlichen Spezifikation vorzunehmen. Da das zur Verfügung stehende vorgenannte Anlagenvolumen der Flüssigkeits-Do sieranlage (nachfolgend auch mit Volumen VCLT bezeichnet) bekannt und ab grenzbar ist, läßt sich dieses, das zunächst mit entgastem Wasser vollständig befüllt wird, zunächst mit Kohlendioxid und danach mit Sirup in einer jeweiligen Menge (Menge in der Bedeutung von Masse), die in einem dem Anlagenvolumen entsprechenden Softdrink-Volumen jeweils enthalten sein muß, anreichern. Um sowohl die erforderliche Kohlendioxid-Menge als auch die Menge Sirup in das vollständig mit entgastem Wasser aufgefüllte Anlagenvolumen einzubringen, wird zum Zwecke des Druckausgleichs sowohl im Zuge der Zuführung von Kohlendi oxid als auch von Sirup kurzzeitig ein Übertritt von Wasser aus dem Anlagenvo lumen in den Puffertank zugelassen. Die Dosierung von Kohlendioxid erfolgt, zeitlich gesehen, vor der Dosierung des Sirups, wobei durch geeignete Maßnah men, beispielsweise Zirkulationsströmungen im in Frage kommenden Anlagenvo lumen, das Kohlendioxid im vorgelegten Wasser zunächst vollständig gelöst wird. Ein vollständiges Ausmischen des in das Anlagenvolumen dosierten Sirups ist dort im Wasser nicht unbedingt notwendig, da hierzu der Puffertank zur Verfü gung steht, in den das karbonisierte Wasser und der zu dosierende Sirup aus dem Anlagenvolumen durch kontinuierliche Zufuhr von entgastem Wasser, von Sirup und Kohlendioxid im für die Herstellung des Softdrinks erforderlichen Mengenver hältnis an den dafür vorgesehenen Stellen der Flüssigkeits-Dosieranlage (stationärer Betrieb) verdrängt wird. Nach dem vorschlagenen Verfahren gemäß der Erfindung wird demnach dafür Sorge getragen, daß nach dem Auffüllen des Anlagenvolumens zwischen Dosierstelle und Puffertank mit entgastem Wasser die Mengenbilanz bezüglich Kohlendioxid und Sirup bezogen auf die in dem be treffenden Anlagenvolumen ursprünglich vorgelegte Menge Wasser erfüllt wird. Eine hinreichende Durchmischung und Ausmischung des gesamten karbonisier ten Flüssigkeitsgemisches findet im Puffertank statt, der nach dem Anfahren im Zuge der Produktion (stationärer Betrieb) befüllt wird.The fact that the mixing of water in the generic method and syrup and carbonation in a common section of the liquid speed dosing system take place, namely between one for dosing the second metering point provided in the first liquid and an entry into the buffer tank, the latter being included in the mixing process, can be ge according to the proposed method, the volume of related in-line do sieranlage be used here to a batch approach of the desired product with the required specification. Since that available above-mentioned system volume of the liquid do sieranlage (hereinafter also referred to as volume VCLT) known and from is limitable, this can be done completely with degassed water is filled, first with carbon dioxide and then with syrup in each Quantity (quantity in the meaning of mass), which in a the plant volume appropriate soft drink volume must be contained, enrich. Around both the amount of carbon dioxide required and the amount of syrup in it system volume completely filled with degassed water for the purpose of pressure equalization both in the course of feeding Kohlendi oxide as well as syrup a brief transfer of water from the plant lumen allowed in the buffer tank. The dosage of carbon dioxide is done seen in time, before the syrup is dosed, taking suitable measures men, for example circulation flows in the relevant plant lumen, the carbon dioxide is initially completely dissolved in the water. There is complete mixing of the syrup dosed into the system volume not absolutely necessary there in the water, since the buffer tank is available for this in which the carbonated water and syrup to be dosed from the System volume through continuous supply of degassed water, syrup and carbon dioxide in the amount required for the production of the soft drink Ratio at the designated points of the liquid dosing system (stationary operation) is displaced. According to the proposed procedure according to The invention is therefore ensured that after filling the System volume between the dosing point and the buffer tank with degassed water the quantity balance regarding carbon dioxide and syrup based on that in the be the volume of water originally submitted is met. Adequate mixing and blending of the entire carbonizer th liquid mixture takes place in the buffer tank, which after starting in the Is filled during production (stationary operation).

Damit bei der Überführung des Flüssigkeitsgemisches aus dem Anlagenvolumen zwischen Dosierstelle und Puffertank in letzteren keine Entbindung von Kohlendi oxid stattfindet, sieht eine Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens vor daß der Puffertank auf einen im stationären Betrieb vorgesehenen Betriebsdruck vorgespannt wird.This means when transferring the liquid mixture from the system volume No release from Kohlendi between the dosing point and the buffer tank in the latter oxide takes place, provides for an embodiment of the proposed method that the buffer tank to an operating pressure provided in stationary operation is biased.

Da im Anfahrbetrieb die Bedingungen für die Begasung mit Kohlendioxid ungün stiger als im stationären Betrieb sind, sieht eine weitere Ausgestaltung des vorge schlagenen Verfahrens vor, daß der Puffertank auf einen Anfahrdruck vorge spannt wird, der über dem Betriebsdruck im stationären Betrieb liegt. Dadurch werden die im Anfahrbetrieb ungünstigeren Begasungsbedingungen kompensiert und eine Entbindung von Kohlendioxid infolge dieser Bedingungen verhindert.Since the start-up conditions for gassing with carbon dioxide are poor stiger than in stationary operation, sees a further embodiment of the pre proposed method that the buffer tank is pre-set to a starting pressure is clamped, which is above the operating pressure in stationary operation. Thereby the more unfavorable fumigation conditions are compensated for and prevents release of carbon dioxide due to these conditions.

Um die Zeit für den Produktwechsel weiter zu verkürzen, sieht eine andere Wei terbildung des vorgeschlagenen Verfahrens vor, daß in der Abfolge notwendiger Verfahrensschritte einander nicht unmittelbar bedingende Verfahrensschritte, wie Sirup vor der Dosierstelle vorlegen, Entgasung des Wassers starten und Karbo nisierung entlüften sowie Puffertank vorspannen, jeweils zeitgleich durchgeführt werden. Wo dies in diesem Umfang aufgrund der individuellen Bedingungen und Gegebenheiten nicht möglich ist, werden wenigstens Teile der vorgenannten Verfahrensschritte, wie beispielsweise Sirup in einem ersten Bereich vor der Do sierstelle vorlegen und Entgasung des Wassers starten oder Sirup in einem zweiten Bereich vor der Dosierstelle vorlegen und Karbonisierung entlüften, je weils zeitgleich durchgeführt.Another Wei sees to shorten the time for the product change further Training of the proposed procedure before that in the sequence necessary Process steps not directly related to each other, such as Place syrup in front of the dosing point, start degassing the water and carbo Bleed the ventilation and preload the buffer tank, carried out at the same time will. Where this is due to individual conditions and Conditions is not possible, at least parts of the aforementioned Process steps, such as syrup in a first area before Thursday Place the sier site and start degassing the water or syrup in one Place the second area in front of the dosing point and vent the carbonation, each because carried out at the same time.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Softdrinks aus Wasser, Sirup und Koh lendioxid sind beispielsweise derart ausgestaltet, daß bei Über- oder Unterdosie rung entsprechende Kompensationen durch Verminderung oder Erhöhung der Sirupdosierung über einen gewissen Zeitraum vorgenommen werden (digital blending). Ein derartiges Vorgehen ist allerdings nur dann von Erfolg gekrönt, wenn die Fehldosierungen von temporärer Natur sind und nicht auf nachhaltig wirksame Fehlfunktionen zurückzuführen sind.Known processes for the production of soft drinks from water, syrup and Koh For example, dioxide is designed in such a way that overdoses or underdoses appropriate compensation by reducing or increasing the Syrup dosing over a certain period of time (digital blending). However, such an approach is only successful if if the incorrect dosages are temporary and not sustainable effective malfunctions.

Das vorgeschlagene Verfahren geht demgegenüber bei einer Fehldosierung von einem anderen Ansatz aus; es läßt bei befülltem und durchströmten Puffertank ein einmaliges, kurzzeitiges Überschreiten eines oberen oder Unterschreiten ei nes unteren Grenzwertes der Sirupkonzentration im Puffertank zu, ohne mit dem vorstehend erwähnten Verfahren des "digital blending" zu operieren. Werden al lerdings die beiden vorgenannten Grenzwerte ein zweites mal über- bzw. unter schritten, dann werden gemäß dem Vorschlag Alarme ausgelöst und diesbezügli che Bedingungen, zusätzliche Indikationen, Folgen und mögliche Ursachen, Re aktionen und Maßnahmen angezeigt und/oder ausgelesen. Durch diese Informa tionen soll eine frühzeitige Fehlerdiagnose und -suche ermöglicht werden, so daß ggf. rechtzeitig verhindert werden kann, daß der Inhalt des Puffertank außerhalb der geforderten Spezifikation gerät.In contrast, the proposed method is correct in the event of incorrect metering a different approach; it leaves when the buffer tank is full and full of air a one-time, brief exceeding of an upper or lower level the lower limit of the syrup concentration in the buffer tank without the to operate the aforementioned method of "digital blending". Are al However, the two aforementioned limit values a second time over or under steps, then alarms are triggered and related in accordance with the proposal conditions, additional indications, consequences and possible causes, re actions and measures displayed and / or read out. Through this information early diagnosis and search for faults should be made possible, so that if necessary, can be prevented in time that the contents of the buffer tank outside the required specification.

Die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens beim Anfahren einer Flüssig keits-Dosieranlage mit In-line-Eigenschaften, insbesondere bei der Herstellung von Softdrinks aus Wasser, Sirup und Kohlendioxid, wird nachfolgend anhand einer konkret ausgeführten Flüssigkeits-Dosieranlage beispielhaft erläutert. Es zeigenThe implementation of the proposed method when starting a liquid dosing system with in-line properties, especially during production of soft drinks made of water, syrup and carbon dioxide, is based below a concrete liquid metering system explained as an example. It demonstrate

Fig. 1 ein Verfahrensschema einer Flüssigkeits-Dosieranlage zur Durchführung des Verfahrens der gattungsgemäßen Art und Fig. 1 is a process diagram of a liquid metering system for performing the method of the generic type and

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung jenen Teil des Verfahrensschemas der Flüssigkeits-Dosieranlage gemäß Fig. 1, in der beim Anfahren das vorgeschlagene Verfahren zur Anwendung gebracht wird. Fig. 2 in a simplified representation of that part of the process scheme of the liquid metering system according to Fig. 1, in which the proposed method is used when starting.

Die dargestellte Flüssigkeits-Dosieranlage mit In-line-Eigenschaften (Fig. 1 und 2) besteht, stark vereinfacht, im wesentlichen aus drei Bereichen:
The liquid dosing system shown with in-line properties ( FIGS. 1 and 2) consists, in a greatly simplified manner, essentially of three areas:

a first area for providing syrup between a syrup inlet 1 and a dosing point 3 ;
- A second area for degassing water between a water inlet 2 and the metering point 3 and
a third area for carbonizing a liquid mixture of degassed water and syrup between the dosing point 3 and a buffer tank 7 .

Im ersten Bereich 1-3 sind unter anderem eine Siruppumpe 8, ein Massen- und Volumenintegrator 9 für Sirup sowie eine Temperaturmeßstelle 9a angeordnet.In the first area 1-3 inter alia, a syrup pump 8, a mass and volume integrator 9 are arranged for syrup and a temperature measuring 9 a.

Im zweiten Bereich 2-3 ist unter anderem ein nicht näher bezeichnetes Entga sungsrohr vorgesehen, in dem das Wasser feinverteilt einer Vakuumentgasung unterworfen und dabei unter Bildung einer freier Oberfläche gesammelt, die Gas blasen über die freie Oberfläche abgeschieden, die Flüssigkeit am Fuße einer Flüssigkeitssäule, die oben von der freien Oberfläche begrenzt ist, abgeführt und das aus der Flüssigkeit austretende Gasgemisch unter Aufrechterhaltung der zur Vakuumentgasung erforderlichen Druckabsenkung laufend abgesaugt wird. Des weiteren ist wesentlicher Bestandteil der Entgasung eine nicht näher bezeichnete Rückführleitung, eine Pumpe 10 und eine Temperaturmeßstelle 11.In the second area 2-3 , a degassing tube, not specified, is provided, in which the water is finely divided and subjected to vacuum degassing and thereby collected to form a free surface, the gas bubbles are separated over the free surface, the liquid at the foot of a liquid column, which is delimited at the top by the free surface, is removed and the gas mixture emerging from the liquid is continuously sucked off while maintaining the pressure drop required for vacuum degassing. Furthermore, an essential component of the degassing is a return line (not specified), a pump 10 and a temperature measuring point 11 .

Der dritte Bereich 3-7 beinhaltet unter anderem neben einer Pumpe 12, ein Ab sperrventil 6 unmittelbar vor dem Eintritt der Leitung in den Puffertank 7, ein Ab sperrventil 16 für eine aus dem Puffertank fortgeführte Auslaufleitung sowie eine Leitung zur Zufuhr von Kohlendioxid mit einem CO₂-Eintritt 4 und einem CO₂-Austritt 5. In einer aus einem nicht näher bezeichneten Trennbehälter ausmün denden Rezirkulationsleitung mit einem Eintritt 3.1 und einem Austritt 3.2 ist eine Rezirkulationspumpe 13 vorgesehen. Im Leitungsabschnitt zur Zufuhr von Koh lendioxid zwischen den Stellen 4 und 5 befinden sich ein Absperrventil 15 und ein schaltbarer Abzweig 4.1 zu einer an einer Stelle 4.2 in die Rezirkulationsleitung 3.1-3.2 einmündenden Verbindungsleitung. Zwischen dem CO₂-Eintritt 4 und dem Absperrventil 15 ist ein Massen- und Volumenintegrator 14 für CO₂ vorgesehen.The third area 3-7 includes, in addition to a pump 12 , a shut-off valve 6 immediately before the line enters the buffer tank 7 , a shut-off valve 16 for an outlet line continued from the buffer tank and a line for supplying carbon dioxide with CO ₂ inlet 4 and a CO ₂ outlet 5 . In an unspecified a separation vessel Denden ausmün recirculation line having an inlet and an outlet 3.1 3.2 is a recirculation pump 13 is provided. In the conduit section for the supply of Koh dioxide between points 4 and 5, there is a shut-off valve 15 and a switchable branch 4.1 to 4.2 at one point in the recirculation line 3.1 - 3.2 leading-connecting line. A mass and volume integrator 14 for CO _{2 is} provided between the CO ₂ inlet 4 and the shut-off valve 15 .

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist unter anderem in der auf Seite 8 angege benen Prozeßbeschreibung, in Form eines Blockschaltbildes dargestellt; die dies bezüglichen Verfahrensschritte werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die dort angegebene Nomenklatur kurz erläutert.The method according to the invention is given, inter alia, in that on page 8 benen process description, shown in the form of a block diagram; the this related process steps are described below with reference to the the nomenclature given there is briefly explained.

Nach den Verfahrensschritten "Startbedingung prüfen" (1.1) und "Vorbereitungen" (1.2) können die nachfolgenden drei Verfahrensschritte zeitgleich beginnen. Es handelt sich um den Verfahrensschritt "Sirup vorlegen" (1.2.1) im Bereich 1-3, desweiteren um den Verfahrensschritt "Entgasung starten und Karbonisierung entlüften" (1.2.2), wobei die Einzelschritte "Entgasung starten" (1.2.2.1) und "Karbonisierung entlüften" (1.2.2.2) nacheinander ablaufen. Der Verfahrensschritt "Entgasung starten" (1.2.2.1) findet im Bereich 2-3 statt, während der Verfahrens schritt "Karbonisierung entlüften" (1.2.2.2) im Bereich 3-7, und hier zwischen der Dosierstelle 3 und dem Absperrventil 6 zum einem und, in Richtung zum CO₂-Eintritt 4 gesehen, bis zum Absperrventil 15 zum anderen, erfolgt. Die Abfolge der Verfahrensschritte unter "Sirup vorlegen" (1.2.1) soll an dieser Stelle nicht näher erläutert werden, da sie mit Blick auf das vorgeschlagene Verfahren lediglich von tangierender Bedeutung sind. Zeitgleich zu den vorstehend genannten Verfah rensschritten "Sirup vorlegen" (1.2.1) und "Entgasung starten" (1.2.2.1) erfolgt der Verfahrensschritt "Puffertank vorspannen" (1.2.3).After the process steps "Check start condition" (1.1) and "Preparations" (1.2), the following three process steps can start at the same time. This is the process step "add syrup" (1.2.1) in the area 1-3 , furthermore the process step "start degassing and vent carbonation" (1.2.2), the individual steps "start degassing" (1.2.2.1) and "Vent the carbonation" (1.2.2.2) one after the other. The process step "start degassing" (1.2.2.1) takes place in the range 2-3 , while the process step "vent carbonation" (1.2.2.2) in the range 3-7 , and here between the metering point 3 and the shut-off valve 6 on the one hand and, seen in the direction of the CO ₂ inlet 4 , up to the shut-off valve 15 to the other. The sequence of the process steps under "Submit syrup" (1.2.1) should not be explained in more detail here, since they are only of tangible importance with regard to the proposed process. At the same time as the above-mentioned process steps "Submit syrup" (1.2.1) and "Start degassing" (1.2.2.1), the process step "Preload buffer tank" (1.2.3) takes place.

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen die Verfahrensschrit te "Karbonisierung entlüften" (1.2.2.2), ,Karbonisierung mit CO₂ und "Sirup befüllen" (1.3) und "Puffertank befüllen" (1.4). The process according to the invention essentially comprises the process steps "deaerate carbonation" (1.2.2.2), carbonization with CO ₂ and "fill syrup" (1.3) and "fill buffer tank" (1.4).

Process description

Der Verfahrensschritt "Karbonisierung entlüften" (1.2.2.2) erfolgt in der Hauptsa che dadurch, daß entgastes Wasser aus der Entgasung (Bereich 2-3) bereitge stellt und über die Dosierstelle 3 in die in Frage kommenden Leitungsabschnitte zwischen der Dosierstelle 3 und dem Absperrventil 6, der Rezirkulationsleitung zwischen den Stellen 3.1 und 3.2 sowie den Teilen der Leitung zur Zufuhr von Kohlendioxid zwischen dem CO₂-Eintritt 4 und dem CO₂-Austritt 5, nämlich dem Leitungssystem zwischen den Stellen 5, 4.1 und 4.2, eingebracht wird. Dabei sind in diesem Bereich die Pumpe 12 und die Rezirkulationspumpe 13 in Betrieb.The process step "deaerate carbonation" (1.2.2.2) takes place in the main area in that degassed water from the degassing (area 2-3 ) is provided and via the dosing point 3 in the line sections in question between the dosing point 3 and the shut-off valve 6 , the recirculation line between points 3.1 and 3.2 and the parts of the line for supplying carbon dioxide between the CO ₂ inlet 4 and the CO ₂ outlet 5 , namely the line system between the points 5 , 4.1 and 4.2 . The pump 12 and the recirculation pump 13 are in operation in this area.

Sobald das gesamte in Frage kommende System mit seinem Anlagenvolumen, dem Volumen VCLT, hinreichend entlüftet ist, wird dem Volumen VCLT über den Mas sen- und Volumenintegrator 14 eine Masse Kohlendioxid zugeführt (erster Teil des Verfahrensschrittes "Karbonisierung mit CO₂ und Sirup befüllen" (1.3)), die in einem dem Volumen VCLT entsprechenden Softdrink-Volumen enthalten sein muß, d. h. die die gewünschte Sollkonzentration C_CO2,Soll ergibt. Die Zufuhr von Kohlendioxid wird gestoppt, wenn die nachfolgende Bedingung (1) erfüllt ist:
As soon as the entire system in question with its system volume, the volume VCLT, has been adequately vented, a mass of carbon dioxide is added to the volume VCLT via the mass and volume integrator 14 (first part of the process step "fill carbonization with CO ₂ and syrup" ( 1.3)), which must be contained in a soft drink volume corresponding to the volume VCLT, ie which gives the desired target concentration C _{CO2, target} . The supply of carbon dioxide is stopped when the following condition (1) is fulfilled:

Anschließend wird dem Volumen VCLT eine Masse Sirup zugeführt (zweiter Teil des Verfahrensschrittes "Karbonisierung mit CO₂ und Sirup befüllen" (1.3)), die ebenfalls in einem dem Volumen VCLT entsprechenden Softdrink-Volumen ent halten sein muß. Die notwendige Masse wird über den Massen- und Volumen integrator 9 in Verbindung mit einer Temperaturmessung über die Temperatur meßstelle 9a ermittelt und vorgegeben. Die erforderliche Masse an Sirup wird derart bemessen, daß im Volumen VCLT letztlich die erforderliche Sollkonzentra tion c_Z,G,Soll an Sirup enthalten ist. Die Bemessung erfolgt nach der nachstehen den Bedingung (2):
A volume of syrup is then added to the volume VCLT (second part of the process step "filling carbonation with CO ₂ and syrup" (1.3)), which must also be contained in a volume of soft drink corresponding to the volume VCLT. The necessary mass is determined and specified via the mass and volume integrator 9 in connection with a temperature measurement via the temperature measuring point 9 a. The required mass of syrup is dimensioned such that the required target concentration c _{Z, G, target} of syrup is ultimately contained in the volume VCLT. The design is based on the following condition (2):

wobei im Zähler die über den Zeitraum der Dosierung dem Volumen VCLT zuge führte Masse an Sirup M_Z(t) dargestellt ist und im Nenner die Masse des im glei chen Zeitraum im Volumen VCLT befindlichen und letzteres zeitweise beauf schlagenden Flüssigkeitsgemisches M_G(t), das sich aus der im Volumen VCLT enthaltenen Masse entgasten Wassers ρ_W VCLT (der Dichtewert ρ_W ist tempera turabhängig, wobei die Temperatur über die Temperaturmeßstelle 11 erfaßt wird) zuzüglich der Masse des im Zeitraum der Dosierung zugeführten Sirups M_S(t) zu sammensetzt, zu ersehen ist. Die Dosierung des Sirups wird gestoppt, wenn des sen Konzentration c_Z,G(t) der Sollkonzentration c_Z,G,Soll, entspricht. Die Sirupkon zentration c_Z,S(t) ist nicht zwangsläufig eine Funktion der Zeit; es kann sich auch um eine feste Sirupkonzentration handeln.the mass of syrup M _Z (t) supplied to the volume VCLT over the period of the metering is shown and the denominator shows the mass of the liquid mixture M _G (t) present in the same period in the volume VCLT and which temporarily acts on the latter, that is composed of the degassed water ρ _W VCLT contained in the volume VCLT (the density value ρ _W is temperature-dependent, the temperature being measured via the temperature measuring point 11 ) plus the mass of the syrup M _S (t) supplied during the metering period , can be seen. The dosage of the syrup is stopped when its concentration c _{Z, G} (t) corresponds to the _target concentration c _{Z, G, target} . The syrup concentration c _{Z, S} (t) is not necessarily a function of time; it can also be a fixed syrup concentration.

Bevor der Sirup in das Volumen VCLT dosiert wird, werden zwei Mischkreisläufe zur Lösung des Kohlendioxids im Volumen VCLT gestartet. Der eine Mischkreis lauf erfolgt durch die Rezirkulationsleitung zwischen den Stellen 3.1 und 3.2 über die Rezirkulationspumpe 13, der andere verläuft über den Leitungsabschnitt zwi schen den Stellen 5, 4.1 und 4.2 infolge des von der Rezirkulationspumpe 13 zwi schen den Stellen 5 und 4.2 geschaffenen Druckunterschiedes.Before the syrup is dosed into the VCLT volume, two mixing circuits for dissolving the carbon dioxide in the VCLT volume are started. One mixing circuit runs through the recirculation line between points 3.1 and 3.2 via the recirculation pump 13 , the other runs over the line section between positions 5 , 4.1 and 4.2 as a result of the pressure difference created by the recirculation pump 13 between positions 5 and 4.2 .

Zum Zwecke des Druckausgleichs wird im Zuge der Zuführung von Kohlendioxid eine erstes Teilvolumen ΔV₁ (s. Puffertank 7, Fig. 2) des im Volumen VCLT be findlichen Wassers in den mit Kohlendioxid vorgespannten Puffertank 7 über das kurzzeitig geöffnete Absperrventil 6 entlassen. Desgleichen wird zum Zwecke des Druckausgleichs im Zuge der Zuführung von Sirup ein zweites Teilvolumen ΔV₂ des im Volumen VCLT befindlichen karbonisierten Wassers in den Puffertank 7 über das zeitweise geöffnete Absperrventil 6 überführt.For the purpose of pressure compensation, a first partial volume .DELTA.V ₁ (see buffer tank 7 , FIG. 2) of the water in the volume VCLT be released into the buffer tank 7 preloaded with carbon dioxide via the briefly opened shut-off valve 6 in the course of the supply of carbon dioxide. Likewise, for the purpose of pressure equalization in the course of the supply of syrup, a second partial volume .DELTA.V ₂ of the carbonized water in the volume VCLT is transferred into the buffer tank 7 via the temporarily open shut-off valve 6 .

Nunmehr kann sich der Verfahrensschritt "Puffertank befüllen" (1.4) (s. ,"Prozeß beschreibung") anschließen. Zu diesem Zweck wird über den Sirup-Eintritt 1 kon tinuierlich Sirup zugeführt. An der Dosierstelle 3 wird zeitgleich und ebenfalls kontinuierlich entgastes Wasser aus der Entgasung (Bereich 2-3) bereitgestellt und zugeführt, und über den CO₂-Eintritt 4 erfolgt eine ebenfalls kontinuierliche Zufuhr von Kohlendioxid, welches am CO₂-Austritt 5 in die Rezirkulationsleitung zwischen der Rezirkulationspumpe 13 und der Stelle 3.2 eingebracht wird. Wäh rend des Füllens des Puffertanks 7 gleichen sich die im Volumen VCLT vorhan denen Konzentrationsunterschiede, insbesondere bezüglich der Sirup-Kon zentration, durch Ausmischen aus. Am Ende der Befüllung des Puffertanks 7 befindet sich in diesem das gewünschte Produkt mit der erforderlichen Spezifika tion (c_CO2,Soll, c_Z,G,Soll), und zwar ohne daß beim Anfahren Produktverluste (Verwerfen von Produkt mit nicht hinreichender Spezifikation) in Kauf genommen werden müssen.Now the process step "fill buffer tank" (1.4) (see "Process Description") can follow. For this purpose, syrup is fed continuously via syrup inlet 1 . At the metering point 3 , degassed water from the degassing (area 2-3 ) is simultaneously and continuously provided and supplied, and via the CO ₂ inlet 4 there is also a continuous supply of carbon dioxide, which at the CO ₂ outlet 5 into the recirculation line is introduced between the recirculation pump 13 and the point 3.2 . During the filling of the buffer tank 7 , the concentration differences existing in the volume VCLT, in particular with respect to the syrup concentration, are equalized by mixing. At the end of the filling of the buffer tank 7 , the desired product with the required specification (c _{CO2, target} , c _{Z, G, target} ) is in this, without product losses when starting up (discarding product with insufficient specification) Purchase must be made.

Um die Zeit für einen Produktwechsel weiter zu verkürzen, kann beispielsweise das Vorlegen von Sirup vor der Dosierstelle 3 im Bereich 1-3 (Verfahrensschritte 1.21; 1.2.1.1 bis 1.2.1.2) zeitgleich mit der Entgasung des Wassers im Bereich 2-3 (Verfahrensschritt 1.2.2.1) und dem nachfolgenden Entlüften der Karbonisie rung (Verfahrensschritt 1.2.2.2) erfolgen. Ebenfalls zeitgleich zu den Verfahrens schritten 1.2.1 und 1.2.2 (1.2.2.1 + 1.2.2.2) kann der Puffertank 7 mit Kohlendi oxid vorgespannt werden, wobei dieses Vorspannen auf einen im stationären Be trieb vorgesehenen Betriebsdruck oder auf einen Anfahrdruck, der über dem vor stehend genannten Betriebsdruck liegt, erfolgt.In order to further shorten the time for a product change, for example, the presentation of syrup in front of the dosing point 3 in the range 1-3 (process steps 1.21; 1.2.1.1 to 1.2.1.2) at the same time as the degassing of the water in the range 2-3 (process step 1.2.2.1) and the subsequent venting of the carbonization (process step 1.2.2.2). Also at the same time as the process steps 1.2.1 and 1.2.2 (1.2.2.1 + 1.2.2.2), the buffer tank 7 can be prestressed with carbon dioxide, this prestressing to an operating pressure provided in stationary operation or to a starting pressure that exceeds the operating pressure mentioned before is done.

Bei befülltem und durchströmtem Puffertank 7 werden erst bei mehr als einmali gem, kurzzeitigem Überschreiten eines oberen und Unterschreiten eines unteren Grenzwertes der Sirupkonzentration im Puffertank 7 Alarme ausgelöst. Diese Alarme erfolgen in Verbindung mit der Nennung von Bedingungen, zusätzlichen Indikationen, Folgen und möglichen Ursachen, Reaktionen und Maßnahmen, um zu verhindern, daß der Inhalt des Puffertanks nachhaltig und dauerhaft außerhalb der erforderlichen Spezifikation gerät.When the buffer tank 7 is filled and flowed through, alarms in the buffer tank 7 are only triggered when the upper and lower limit of the syrup concentration in the buffer tank 7 is exceeded more than once, more than once. These alarms are carried out in conjunction with the specification of conditions, additional indications, consequences and possible causes, reactions and measures to prevent the content of the buffer tank from permanently and permanently falling outside the required specification.

Claims

1. Method for starting up a liquid metering system with in-line properties, in particular in the production of soft drinks from water, syrup and carbon dioxide, in which a first liquid, in particular water, is freed from gas admixtures, in particular air (degassing) , a second liquid, in particular syrup, is metered into the first liquid in the required quantity ratio (metering), then a gas, in particular carbon dioxide, is added to the liquid mixture (carbonation) and the product (soft drink) is led into and over a buffer tank, characterized by

- That a defined, definable volume (VCLT) of the liquid-Do sieranlage between a metering point provided for the metering of the second (syrup) in the first liquid (water) and an entry into the buffer tank with degassed first liquid (water) is completely filled ,
that a volume of carbon dioxide is added to the volume (VCLT), which must be contained in a volume of soft drink corresponding to the volume (VCLT),
- For the purpose of pressure equalization in the course of the supply of carbon dioxide, a first partial volume of the water in volume (VCLT) is discharged into the buffer tank biased with carbon dioxide,
- that the carbon dioxide is dissolved in the volume of water (VCLT),
that a volume of syrup is then added to the volume (VCLT), which must be contained in a soft drink volume corresponding to the volume (VCLT),
- That for the purpose of pressure equalization in the course of the supply of syrup, a second partial volume of the in-volume (VCLT) carbonized water is released into the buffer tank,
- And that the buffer tank is then filled by continuous supply of degassed water, syrup and carbon dioxide in the quantity ratio required for the manufacture of the soft drink at the designated locations of the liquid dosing system (stationary operation).

2. The method according to claim 1, characterized in that the buffer tank biased to an operating pressure provided in stationary operation becomes.

3. The method according to claim 1, characterized in that the buffer tank is biased to a starting pressure that is above the operating pressure in the sta tional operation.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the sequence of necessary procedural steps not directly related process steps such as

- present syrup in front of the dosing point,
- Start degassing the water and vent the carbonation
- Prestress the buffer tank, or parts of the aforementioned process steps, such as
- present syrup in a first area in front of the dosing point,
- Start degassing the water and / or
- present syrup in a second area in front of the dosing point,
- Deaerate the carbonization, be carried out at the same time.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that with a filled and flowed through buffer tank and with more than one, briefly exceeding an upper or falling below a lower Limit value of the syrup concentration in the buffer tank alarms triggered and in this regard conditions, additional indications, consequences and possible Causes, reactions and measures displayed and / or read out who the.