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DE19825559A1 - Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei Gasen und Vorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten - Google Patents

Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei Gasen und Vorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten

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DE19825559A1
DE19825559A1 DE19825559A DE19825559A DE19825559A1 DE 19825559 A1 DE19825559 A1 DE 19825559A1 DE 19825559 A DE19825559 A DE 19825559A DE 19825559 A DE19825559 A DE 19825559A DE 19825559 A1 DE19825559 A1 DE 19825559A1
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filling
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oxygen
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Simon Helminger
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PRIVATBRAUEREI M C WIENINGER G
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Abstract

Es sollen Flüssigkeiten, insbesondere Trinkwasser, mit Gasen, vorzugsweise Kohlendioxid und Sauerstoff, angereichert werden. Zur Erzielung hoher Anreicherungen sowohl von Sauerstoff als auch Kohlendioxid in dem Trinkwasser und zur Erzielung einer zuverlässig gleichbleibenden Anreicherungsqualität schlägt die Erfindung vor, die Anreicherung der Flüssigkeit mit einem der beiden Gase, vorzugsweise mit Kohlendioxid, zusammen mit der Abfüllung der bereits davor mit dem anderen Gas, vorzugsweise Sauerstoff, angereicherten Flüssigkeit zusammen mit der Abfüllung in die Flasche durchzuführen. Dazu wird vorzugsweise bei der Abfüllung die Flüssigkeit nicht laminiar, sondern verwirbelt in die Flasche unter Bereitstellung eines hohen CO¶2¶-Drucks eingeleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dauerhaften und zuverlässigen Anreicherung einer Flüssigkeit mit wenigstens zwei unterschiedlichen Gasen, wobei die Flüssigkeit mit einem ersten Gas in einem Druckbehälter unter einem ersten Druck behandelt wird, und die gasangereicherte Flüssigkeit in einen dichten Lager- und Transportbe­ hälter abgefüllt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Abfüllvorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten in Lager- und Transportbehälter, mit einem Füllorgan, an dem der Lager- und Transportbehälter für den Abfüllvorgang ankop­ pelbar ist, einer an dem Abfüllorgan endenden Leitung zur Versorgung eines Gases und wenigstens einer weiteren Leitung zur Versorgung der abzufüllenden Flüssigkeit.
Als ein Beispiel zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen ist seit langem die Im­ prägnierung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, Tafelwasser oder Mineralwas­ ser, mit Kohlendioxid bekannt. Dazu wird das zu behandelnde Wasser in einen unter Druck stehenden und mit Kohlendioxid gefüllten Druckkessel gesprüht, wobei durch die aufgrund des Versprühens erhöhte Oberfläche ein beschleunigter Stoffaustausch zur Aufnahme von CO2 im Wasser, das mit Wassermolekülen unter Bildung von Kohlensäure chemisch reagiert, stattfindet. Die Anreicherung des Wassers mit Koh­ lendioxid dient einerseits dazu, eine Verkeimung des Wassers zu verhindern und somit die Haltbarkeit des Wassers zu erhöhen, und andererseits einen erfrischenden und ansprechenden Effekt durch das Ausperlen des Gases zu erzeugen.
In jüngerer Zeit wird neben einer Kohlendioxidanreicherung von Wasser auch die An­ reicherung mit Sauerstoff betrieben, wie dies beispielsweise in der WO 95/29130 be­ schreiben ist. Mit Sauerstoff angereichertes Wasser hat einerseits medizinische Wir­ kungen und kommt andererseits natürlichem Gebirgswasser näher als herkömmliches Trinkwasser.
Bei Normalbedingungen lösen sich ca. 9 mg Sauerstoff pro Liter Wasser. Die Sauer­ stofflöslichkeit nimmt mit abnehmendem Sauerstoffpartialdruck sowie mit zunehmen­ der Temperatur und mit zunehmendem Salzgehalt im Wasser ab. Umgekehrt nimmt die Sauerstofflöslichkeit mit zunehmendem Sauerstoffpartialdruck zu.
Die Anreicherung von Wasser allein mit Sauerstoff ohne zusätzliche Beigabe von CO2 ist für Trinkwasser nicht durchführbar, da eine erhöhte Verkeimungsgefahr, insbeson­ dere durch aerobe Mikroorganismen besteht, wenn keinerlei CO2 zugegeben wird.
Aus der zuvor erwähnten WO 95/29130 ist es bereits bekannt, Wasser sowohl mit Sauerstoff als auch mit CO2 anzureichern. Es stellte sich jedoch heraus, daß eine ausreichende Anreicherung von Wasser sowohl mit Sauerstoff als auch mit CO2 unter Erzielung zuverlässiger und reproduzierbarer Ergebnisse technisch erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Mit den bestehenden relativ einfachen Anlagen zur Imprä­ gnierung von Wasser mit Gasen ist es nicht möglich, eine gewünschte Sauerstoffan­ reicherung von wenigstens dem Doppelten des natürlichen Werts bei gleichzeitiger, über der Wahrnehmungsschwelle von 2 mg je Liter liegenden CO2-Anreicherung zu erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Flüssigkeit mit wenigstens zwei Gasen dauerhaft und zuverlässig angereichert werden kann. Weiter ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Auffüllvor­ richtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten in einen Transport­ behälter zu schaffen, mit der eine gleichbleibende Anreicherung der abgefüllten Flüs­ sigkeit sichergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art, die sich dadurch auszeichnet, daß während des Abfüllens die Flüssig­ keit mit dem zweiten Gas behandelt wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch eine Abfüllvorrichtung der eingangs genannten Art und die sich dadurch auszeichnet, daß eine im Auslaß der Flüssigkeitsversorgungsleitung eine Verwirbelungsvorrichtung zur Aufspaltung und Oberflächenvergrößerung der ausströmenden Flüssigkeit vorgesehen ist.
Durch die Behandlung der Flüssigkeit mit dem zweiten Gas zu einem sehr späten Zeitpunkt, nämlich während des Abfüllens, werden die für die Einbringung des er­ sten Gases in die Flüssigkeit bevorzugten Bedingungen, insbesondere ein hoher Gaspartialdruck, möglichst lange aufrechterhalten. Die Behandlung mit dem zweiten Gas, die gegenüber der Behandlung mit dem ersten Gas andere Bedin­ gungen erforderlich macht, erfolgt erst, wenn sich Flüssigkeit bereits in der Abfül­ lung befindet. Daher wird der für Stoffaustauschprozesse zur Verfügung stehende Zeitraum, in dem eine wesentliche Entreicherung der Flüssigkeit mit dem ersten Gas auftreten kann, auf ein Minimum beschränkt.
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß Trinkwasser zuerst mit Sauerstoff und an­ schließend mit Kohlendioxid angereichtert. Da bei Abnahme des Sauerstoffpar­ tialdrucks die Menge an in der Flüssigkeit gelöstem Sauerstoff nicht schlagartig abnimmt, kann bei Wegnahme des Sauerstoffpartialdrucks und Anlegen eines hohen Kohlendioxidpartialdrucks während der Abfüllung die in der Flüssigkeit ge­ löste Menge an Sauerstoff beibehalten werden. Es wurde im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung erkannt, daß während der kurzen Abfülldauer von 3 bis 4 Se­ kunden oder von 5 bis 6 Sekunden bei Verwirbelung der aus der Abfüllanlage ausströmenden Flüssigkeit die Menge an gelöstem Sauerstoff konstant bleibt. Da nach der Abfüllung der Flüssigkeit der Transportbehälter unverzüglich verschlos­ sen wird, ist kein weiterer Stoffaustausch möglich. Die Erfindung schafft daher die Möglichkeit einer äußerst reproduzierbaren und genau definierten Anreicherung von Flüssigkeiten mit zwei unterschiedlichen Gasen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird während des Abfüllens der Flüssigkeit zur Behandlung mit dem zweiten Gas eine Zerteilung der Flüssigkeit in eine Vielzahl kleinerer Flüssigkeitsströme oder Tropfen durchgeführt, um eine größere Oberfläche der Flüssigkeit beim Einfüllen in den Transportbehälter zu schaffen. Dadurch wird der Stoffaustausch zwischen der Flüssigkeit und dem zweiten Gas, das beim Abfüllen in den Transportbehälter vorhanden ist, geschaf­ fen. Überraschenderweise erhöhen sich dadurch die Abfüllzeiten nur geringfügig von bisher 3 bis 4 Sekunden auf lediglich 5 bis 6 Sekunden. Andererseits kann beispielsweise bei der Anreicherung von Wasser mit Kohlendioxid bei einem Kohlendioxiddruck von 6,5 bar während der Abfüllung eine ausreichende Imprä­ gnierung des Wassers mit mehr als 2 g CO2 pro Liter Wasser erhalten werden.
Vorteilhafterweise wird die Zerteilung des Flüssigkeitsstroms durch eine Verwirbe­ lungsvorrichtung in Form einer quer zur Flußrichtung der ausströmenden Flüssig­ keit angeordneten, perforierten Platte verwirklicht. Damit wird eine relativ einfache und kostengünstige Lösung zur Verwirbelung und Zerteilung des ausströmenden Flüssigkeitsstroms zur Imprägnierung mit CO2 geschaffen, die eine Umrüstung bestehender Anlagen mit sehr geringem Investitionsaufwand ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft näher erläutert und be­ schrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schemaskizze einer erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung einer Flüssigkeit mit einem ersten Gas und zur Abfüllung der Flüssigkeit in einen Transportbehälter unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Abfüllorgans nach dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Abfüllorgans;
Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht des an dem Abfüllorgan verwendeten Abfüll­ rohrs nach dem Stand der Technik;
Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht des an dem Abfüllorgan verwendeten Füllrohrs gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verwirbelungsplatte.
Die erfindungsgemäße Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen wird nachfolgend beispielhaft für eine Carbonisierung und Sauerstoffanreicherung von Wasser, insbe­ sondere von Trinkwasser, Mineralwasser oder Tafelwasser, beschrieben. Prinzipiell ist das Verfahren jedoch auch für die Carbonisierung und Sauerstoffanreicherung anderer Getränke, insbesondere auf Wasserbasis, wie z. B. Biere, Limonaden, etc., geeignet. Auch die Anreicherung mit anderen Gasen als Kohlendioxid und Sauer­ stoff, wie z. B. Lachgas (N2O), etc., wäre möglich. Auch die Gasanreicherung von Flüssigkeiten für nichtlebensmitteltechnische Zwecke ist mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren durchführbar.
Für die nachfolgend genauer erläuterte Anreicherung von Wasser mit CO2 und Sau­ erstoff ist es bevorzugt, zur Lösung des Sauerstoffs im Wasser nicht reinen Sauer­ stoff, sondern Luft, die bekanntlich ca. 20% Sauerstoff enthält, zu verwenden. Eine reine Sauerstoffbehandlung von Trinkwasser ist aus lebensmittelrechtlichen Gründen in der Bundesrepublik Deutschland nicht zulässig. Im Gegensatz dazu ist die Be­ handlung von Trinkwasser mit Luft rechtlich unbedenklich.
Da Luft zwei Hauptbestandteile, nämlich Sauerstoff und Stickstoff, enthält, die beide im Wasser gelöst werden, gestaltet sich bei Verwendung von Luft die definierte An­ reicherung von Sauerstoff im Wasser jedoch schwieriger. Da insbesondere die Lös­ lichkeit von Sauerstoff in Wasser vom Partialdruck des Sauerstoffs abhängt, der bei Verwendung von Luft nur ein Fünftel des angelegten Drucks beträgt, ist eine hohe Sauerstofflöslichkeit im Wasser nur bei entsprechend hohem Druck im Vergleich zur Verwendung von reinem Sauerstoff zu bewerkstelligen. Während es bei Verwendung von reinem Sauerstoff zur Anreicherung von Wasser und den dabei erzielbaren sehr hohen Lösungsverhältnissen von Sauerstoff in Wasser auf im weiteren Behand­ lungsverlauf des Wassers auftretende Stoffaustauschverluste nicht ankommt, muß im Gegensatz bei Verwendung von Luft die Möglichkeit einer Sauerstoffentreicherung der bereits angereicherten Luft wirksam vermieden werden, um die geforderten ho­ hen Sauerstoffkonzentrationen zu erhalten.
Bisher wurde bei der Herstellung von Trinkwasser üblicherweise das Wasser vor der alleinigen CO2-Anreicherung entgast, wobei der Sauerstoff nahezu vollständig aus dem Wasser entnommen wurde. Im Gegensatz dazu soll nunmehr das zu behan­ delnde Trinkwasser einen Sauerstoffgehalt aufweisen, der über 20 mg oder besser über 25 mg Sauerstoff pro Liter Wasser liegt. Derartigem Wasser wurde eine medi­ zinisch-therapeutische Wirkung nachgewiesen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dies dadurch erzielt, daß zunächst das Wasser in einem Behälter mit Luft behandelt wird unter einem Druck von ca. 4 bis 5 bar, vorzugsweise 4,5 bar, und vorzugsweise unter einer gegenüber der Umge­ bungstemperaturverringerten Temperatur von beispielsweise 10°C, wodurch die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser gegenüber Normalbedingungen weiter gestei­ gert wird. Zur Verbesserung des Stoffaustauschs, d. h. des Lösens des Sauerstoffs, und im verringerten Maße auch des Stickstoffs, der eine geringere Löslichkeit in Wasser aufweist als Sauerstoff, wird das Wasser über einen geeigneten Sprühkopf in den Behälter eingesprüht, wodurch insbesondere bei Verwendung eines geeigne­ ten Sprühkopfs ein feiner Wassernebel in der Luftatmosphäre gebildet wird.
Die Wasserstandshöhe in dem Behälter wird über eine Niveauregulierung, die auf ein Einlaßventil für das Wasser wirkt, geregelt. Das mit Sauerstoff angereicherte Wasser wird aus dem Behälter entnommen und über eine Förderpumpe unter Druckbeaufschlagung von ca. 6 bis 7 bar in das Abfüllsystem gefördert, wo es zu­ nächst in einem Vorrats- oder Ausgleichsbehälter gesammelt wird, der vorzugsweise ebenfalls mit unter Druck stehendem Sauerstoffgas aufgefüllt ist. An der Abfüllstation wird das zunächst nur mit Sauerstoff angereicherte Wasser in Flaschen abgefüllt. An dem Füllorgan der Abfüllanlage werden die Transportbehälter, üblicherweise Fla­ schen, angekoppelt, evakuiert und anschließend mit Kohlendioxid bei einem Druck von 6,5 bis 7 bar vorgespannt. Eine höhere Druckvorspannung durch Kohlendioxid ist aufgrund der begrenzten Druckfestigkeit der Flaschen nicht möglich.
Nach der herkömmlichen Abfüllmethode wurde das Wasser in möglichst laminarer Strömung in die Flaschen abgefüllt, um eine möglichst kurze Abfüllzeit und damit einen hohen Durchsatz in der Abfüllanlage zu erreichen. Erfindungsgemäß wird bei der Abfüllung das Wasser nicht laminar abgefüllt, sondern turbulent verwirbelt und in einzelne Teilströme, Tröpfchen oder Nebel aufgespalten, um die Oberfläche zum besseren Stoffaustausch zu erhöhen. Überraschenderweise vollzieht sich der Stoffaustausch nur in einer Richtung, nämlich Kohlendioxid dringt in das Wasser ein und wird darin mit einem Anteil von ca. 2 g pro Liter aufgenommen, wogegen ein merkbarer Rückgang der Sauerstofflösung in dem Wasser nicht festgestellt wurde.
Die Flasche wird möglichst randvoll gefüllt, wobei sich durch die Verwirbelung des einströmenden Flüssigkeitsstroms der Füllvorgang um 1 bis 2 Sekunden gegenüber der herkömmlichen Füllgeschwindigkeit auf ca. 5 bis 6 Sekunden pro Flaschenbefül­ lung erhöht. Damit ist das Trinkwasser mit ausreichend CO2 imprägniert, nämlich mindestens 2 g pro Liter, wodurch einerseits die erforderliche biologische Sicherheit zur Verhinderung von Verkeimung und der Schutz gegen aerobe Mikroorganismen erhalten wird, und wobei andererseits ausreichend CO2 enthalten ist, damit die prickelnde Wirkung beim Genuß des Wassers sinnlich wahrnehmbar ist.
Nach der möglichst randvollen Befüllung der Flasche mit dem nunmehr mit Sauer­ stoff und Kohlendioxid angereicherten Wasser wird die Flasche unmittelbar an­ schließend gasraumfrei verschlossen. Nach dem Aufsetzen des Verschlußdeckels auf die Flasche ist das Wasser von Umgebungseinflüssen abgeschlossen und än­ dert seine Konsistenz nicht.
Nachfolgend soll eine erfindungsgemäße Abfüllanlage beschrieben werden, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.
In Fig. 1 ist eine Schemaskizze einer erfindungsgemäßen Abfüllanlage dargestellt. Das unbehandelte, oder möglicherweise entgaste Wasser wird über eine Leitung 53 und ein Regelventil 54 in einen Puffertank 50 eingespeist. Vor dem Puffertank 50 kann eine Kühleinrichtung vorgesehen sein, um das Wasser abzukühlen, vorzugs­ weise auf Temperaturen zwischen 6°C und 10°C. Durch den Puffertank 50 wird eine gleichmäßige Beschickung der Anlage zur Gasbehandlung des Wassers erzielt.
Der Puffertank 50 steht mit einem Sauerstoffbegasungstank 40 über eine Leitung 44 in Verbindung. In der Leitung 44 ist ein Reduzierventil 46 zur Steuerung des Förder­ drucks und damit zur Steuerung der Sprühwirkung bei der Einspeisung des Wassers in den Sauerstoffbegasungstank 40 vorgesehen. Ein weiteres Ventil 45, das über eine Niveauregulierung 42 gesteuert wird, dient zur Unterbrechung der Wasserzu­ fuhr beim Überschreiten des gewünschten Wasserstandspegels im Begasungstank 40. Das Wasser wird in den Begasungstank 40 über einen Sprühkopf 43 einge­ sprüht, bei dem es sich vorzugsweise um einen Spezialsprühkopf handelt, mit dem ein feiner Wassernebel erzeugbar ist.
Der Begasungstank 40 ist weiter mit einer Leitung 36 verbunden, die über einen Druckminderer 37 zu einem Druckluftkompressor (nicht gezeigt) führt. In der Leitung 36 ist vorzugsweise ein Filter (nicht gezeigt) zur Abscheidung von Partikeln aus der Luft vorgesehen. Das in dem Begasungstank 40 angesammelte, nunmehr mit Sau­ erstoff angereicherte Wasser 41 ist über eine Leitung 32 und eine darin vorgesehe­ ne Förderpumpe 34 mit einhergehender Druckerhöhung auf ca. 6 bis 7 bar ent­ nehmbar. Anschließend auf die Förderpumpe 34 ist ein Zulaufventil 13 in die mit ei­ nem Vorratstank 14 verbundene Leitung 32 eingebaut. Das Zulaufventil 13 ist mit einer Niveauregulierung 16 in dem Vorratstank 14 verbunden, um einen gewünsch­ ten Füllstand in dem Vorratstank 14 zu erhalten. Dadurch ist konstante Bevorratung von Wasser für die Abfüllung möglich. Der Vorratstank ist in besonders bevorzugter Ausführungsform über eine Leitung 38, in der ein weiterer Druckminderer 39 vorge­ sehen ist, mit dem Druckluftkompressor verbunden. Damit ist auch im Vorratstank 14 ein hoher Sauerstoffpartialdruck einstellbar, um eine Gasentweichung des Wassers dort zu verhindern.
Mit Bezugszeichen 10 ist das Füllorgan bezeichnet, an dem der Transportbehälter, nämlich eine Flasche 22 an einen Abfüllkörper 20 ankoppelbar ist. Neben einer Lei­ tung 18, die mit dem Vorratsbehälter 14 verbunden ist, zur Versorgung mit dem ab­ zufüllenden Wasser ist an den Abfüllkörper eine Leitung 30 für die Bereitstellung von Kohlendioxid und eine Leitung 31 für die Bereitstellung von Vakuum angeschlossen. Die Kohlendioxidleitung 30 ist mit einem Kohlendioxidtank 26 verbunden, und die Vakuumleitung 31 ist mit einem Vakuumausgleichsbehälter 24 und einer Vakuum­ pumpe 25 verbunden. Desgleichen ist der Kohlendioxidtank 26 über einen Druck­ minderer und ein Manometer mit einer Kohlendioxidhochdruckleitung 27 verbunden.
In Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Füllorgans 10 bei herkömmlicher Flaschen­ befüllung gezeigt. Die Flasche 22 ist mittels eines Dichtelements 11, das an einem Haltering 12 vorgesehen ist, gas- und druckdicht ankoppelbar. Der Haltering 12 ist wiederum an einem Füllorgankörper 20 angebracht. In dem Füllorgangkörper 20 verläuft teilweise die mit dem Vorratsbehälter verbundene Leitung 18 zur Flüssig­ keitsversorgung. Weiter führen in den Füllorgangkörper 20 die Leitungen 30 und 31 zur Kohlendioxid- bzw. Vakuumversorgung. Über Ventile 60 und 61 sind die Leitun­ gen 30 und 31 selektiv mit der angekoppelten Flasche verbindbar.
An dem Füllorgankörper ist weiter ein Füllrohr 19 angebracht, das über das Füllor­ gan vorsteht und in die Flasche 22 ragt. An dem Füllrohr 19 ist eine Schürze 14 vor­ gesehen, die bei der Befüllung der Flasche mit dem Wasser einen laminaren Was­ serfluß 21 entlang der Flaschenwand dient. In dem Füllrohr befindet sich Füllstands­ fühler (nicht gezeigt), z. B. ein Schwimmerelement, mit dem bei Erreichen eines ho­ hen Flüssigkeitspegels in der Flasche die Flüssigkeitszufuhr beendet wird.
In Fig. 3 ist eine zu der Fig. 2 entsprechende Querschnittsansicht eines Füllorgans, das nunmehr jedoch nach der Erfindung arbeitet, gezeigt. Das erfindungsgemäße Füllorgan unterscheidet im wesentlichen dadurch, daß nun ein verkürztes Füllrohr 16 vorgesehen ist, das mit einer Verwirbelungsplatte 17 versehen ist. Weiter ist zwi­ schen der Verwirbelungsplatte 17 und dem unteren Ende des Füllrohrs 16 eine Öff­ nung 18 vorhanden. Die Verwirbelungsplatte erzeugt einen verwirbelten, in Teilströ­ me oder Tröpfchen aufgespaltenen Flüssigkeitsfluß beim Abfüllen, anstelle des nach dem Stand der Technik bekannten laminaren Flusses entlang der Flaschenwand.
In den Fig. 4 und 5 ist jeweils das Füllrohr 19 nach dem Stand der Technik und das erfindungsgemäße Füllrohr 16 nochmals vergrößert in Seitenansicht dargestellt. Die Öffnung 18 in dem Füllrohr 16 dient zur Erzielung des hohen Füllstands. Durch das kürzere Füllrohr und die darin vorgesehene Öffnung wird ein schnelleres und daher genaueres Ansprechen des im Füllrohr 16 vorhandenen Füllstandsfühlers er­ reicht. Dadurch kann eine verlustarme randvolle Befüllung der Flaschen verwirklicht werden.
In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf das Füllrohr 16 mit der Verwirbelungsplatte 17 ge­ zeigt. Die Verwirbelungsplatte ist im wesentlichen kreisförmig mit vier Randausneh­ mungen 111 und vier Bohrungen 112, die jeweils zwischen den Randausnehmungen 111 liegen. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel einer Vielzahl von technischen Reali­ sierungsmöglichkeiten für eine solche Verwirbelungsplatte dar. Die Verwirbelungs­ platte kann je nach den Erfordernissen der Flüssigkeit, insbesondere deren Viskosi­ tät und Oberflächenspannung, geeignete Formen und Dimensionen aufweisen.
Die Verwirbelungsplatte 17 ist von relativ einfacher Bauweise und schafft daher die Möglichkeit, bereits vorhandene, bisher nach dem konventionellen Prinzip arbeiten­ de Abfüllorgane unter geringen Investitionskosten auf das neue, erfindungsgemäße Verfahren umzurüsten.

Claims (17)

1. Verfahren zur dauerhaften Anreicherung einer Flüssigkeit mit wenigstens zwei unterschiedlichen Gasen, mit den folgenden Schritten:
  • a) Behandeln der Flüssigkeit mit einem ersten unter Druck stehenden Gas in einem Druckbehälter (40), und
  • b) Abfüllen der angereicherten Flüssigkeit in einen dichten Lager- und Trans­ portbehälter (22)
dadurch gekennzeichnet, daß während des Abfüllens die Flüssigkeit mit dem zweiten Gas behandelt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasbehand­ lung während des Abfüllens der Flüssigkeit eine Zerteilung der Flüssigkeit zur Vergrößerung ihrer Oberfläche zur Erzielung eines vermehrten Stoffaustauschs umfaßt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abfüllung der Transportbehälter (22) vollständig aufgefüllt wird und daß an­ schließend der Transportbehälter gasraumfrei verschlossen wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser, insbesondere Trinkwasser, Mineralwasser oder Tafel­ wasser, ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas Kohlendioxid ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas Sauerstoff ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas Luft ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Flüssigkeit mit Luft bei einem Druck von ca. 4,5 bar und die Behandlung der Flüssigkeit mit Kohlendioxid bei einem Druck von ca. 6,5 bar erfolgt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit Luft behandelt wird bis zur Lösung von wenigstens 20 mg Sauerstoff pro Liter Flüssigkeit, vorzugsweise mehr als 25 mg Sauerstoff pro Liter Flüssigkeit.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit Kohlendioxid behandelt wird bis zur Lösung von wenigstens 2 g Kohlendi­ oxid pro Liter Flüssigkeit.
11. Abfüllvorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten (12) in Transportbehälter (22), mit
einem Füllorgan (10), an dem der Transportbehälter (22) für den Abfüllvorgang ankoppelbar ist,
einer an dem Abfüllorgan (10) endenden Leitung (30) zur Versorgung eines Gases und wenigstens einer weiteren Leitung (18) zur Versorgung der abzufül­ lenden Flüssigkeit (12),
gekennzeichnet durch eine im Auslaß der Flüssigkeitsversorgungsleitung (18) vorgesehene Verwirbe­ lungsvorrichtung 17) zur Aufspaltung und Oberflächenvergrößerung der aus­ strömenden Flüssigkeit.
12. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungsvorrichtung (17) eine perforierte, quer zu einer Flußrichtung der ausströmenden Flüssigkeit angeordnete Platte umfaßt.
13. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Platte (17) an einem von dem Füllorgan an der Koppelposition vor­ stehenden, beim Abfüllen von der Flüssigkeit umströmten Füllrohr (16) ange­ bracht ist.
14. Abfüllvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine dem Abfüllorgan (10) vorgeschaltete Station zur Behand­ lung der Flüssigkeit mit einem weiteren Gas, insbesondere zum Lösen von Luft oder reinem Sauerstoff, vorgesehen ist.
15. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sta­ tion einen Druckbehälter (40) umfaßt, in dem das Gas unter Überdruck, vor­ zugsweise 4,5 bar, enthalten ist und den die Flüssigkeit durchläuft.
16. Abfüllvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Füllorgan Dichtmittel (11) aufweist zur gas- und druckdichten Ankopplung des Transportbehälters (22).
17. Abfüllvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Druckerzeugungsmittel vorgesehen sind zur Erzeugung eines Überdrucks, vor­ zugsweise 6,5 bar, des Behandlungsgases in dem angekoppelten Transport­ behälter.
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