DE3239066A1 - Verfahren und vorrichtung zum entlueften von wasser zur getraenkeherstellung - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Entlüften von Wasser
• zur Getränkeherstellung Die Erfindung wird angewendet zur Herstellung C02-haltiger nicht-alkoholischer Getränke und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entlüften von Wasser unter Vakuum9 bei dem das mit Luft gesättigte Wasser innerhalb eines Vakuums fein verteilt, z. B. versprüht wird und dabei der Luftanteil bis auf einen Restluftanteil entweicht und dann das entlüftete Wasser gesammelt und weiteren Verarbeitungsstuw fen zugeführt wird, wobei zur Durchfahrung is Verfahrens ein Vakuumkessel mit einem Wasserzulauf und einer Verspruheinrichtung sowie einer Gasabsaugleitung mit Vakuumpumpe versehen ist.
• Bei der Herstellung von C02-haltigen nicht-alkoholischen Getränken ist es notwendig9 um eine vollständige wad feste Bindung des Wassers mit CO2 zu erreichen, das Wasser vorher zu entlüften. Dazu sind einmal die Druckentlüftung und die Vakuument lüftung bekannt.
• Bei der Druckentlüftung wird dem Frischwasser C02 oder CO2-haltiges Abgas aus einer Karbonisierstufe zugeleitet. Dabei wird die Luft aus dem Wasser entbunden, indem sie durch das C02 entsprechend der Partialdrucke verdrängt wird0 Eine zugehörige Vorrichtung (DD 103 385) ist derart gestaltet, daß innerhalb einer Teilstromleitung der Frischwasserzufuhr eine Injektordüse angeordnet ist, die mit einer im Dom des Karbonisierkessels beginnenden C02-Luftgemisch-Abgasleitung in Verbindung steht, und daß nach Vereini3ung beider Teilströme eine Mischstrecke vorgesehen ist, deren Ausgangs leitung im Wasserbehälter endet0 Nachteilig wirkt sich hierbei aus, daß der Entlüftungseffekt vom Fremdgasanteil des verwendeten C02-Gases abhängig ist, d. h. bei der Verdrängung noch geringer Restsauerstoffmengen im Getränk ist ein CO2- Gas von höchster Reinheit notwendig.
• Desweiteren ist bei weitestgehender Entlüftung (< 1 mg 02/1) ein großer CO2- Überschuß im Abblasegas notwendig, da entsprechend den physikalischen Gesetzmäßigkeiten sonst kein Partialdruckunterschied besteht und somit keine Entlüftung erfolgt. Durch diesen Sachverhalt steigt der C02-Verbrauch an und es entsteht ein C02-Verlust.
• Bei der Vakuumentlüftung wird Frischwasser unter Vakuum fein verteilt, wobei das Wasser entlüftet wird.
• Zur Erzeugung des Unterdruckes ist es bekannt (DE 1692740), den Saugstutzen einer Vakuumpumpe mit dem Gasraum des Vakuumkessels zu verbinden und den Unterdruck ständig aufrecht zu erhalten. Es ist auch möglich, den Unterdruck so weit zu erhöhen, daß für die Flüssigkeit im Entgasungsbehälter Siedezustand erreicht wird. Als Vakuumpumpe für diese Zwecke sind in der Anschaffung und im Betrieb sehr kostenaufwendige, große und komplizierte Vakuumpumpen notwendig.
• Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist vorgeschlagen worden, ein hohes Vakuum durch einen Betriebewasserkreislauf zu erzeugen. Dazu mündet die Absaugleitung des Entgasungsbehälters in einen Injektor, durch den Betriebswasser im Kreislauf gepumpt wird. Der Betriebswasserkreislauf besteht aus einem Betriebswassersammelbehälter, einer Druckpumpe, dem Injektor und verbindende Rohrleitungen.
• An diesem Beispiel wird deutlich, welcher Aufwand zur Erzeugung eines hohen Vakuums als Voraussetzung für eine fast völlige Entlüftung des Wassers betrieben wird.
• Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Entlüften von mit C02 zu sättigendem Wasser (DE 16 92 734) zur Herstellung kohlensäurehaltiger Getränke, wobei der Entzug der in der Flüssigkeit vorhandenen Luft durch einen Unterdruck erfolgt, ist zur Feinverteilung des zu entlüftenden Wassers und zur Erzeugung eines hohen Vakuums ein Strahlapparat vorgesehen. Dabei ist der im Vakuumraum des Entgasungskessels angeordnete Strahlapparat von einer Manschette umgeben. Am Strahlapparat ist einmal eine Wasserleitung und zum anderen eine Gaszuleitung angeschlossen. Die Gaszuleitung beginnt im Dom des Entgasungskessels neben der Manschette. Damit soll ein hohes Va° kuum zur Entlüftung des Wassers erreicht werden0 Nachteilig wirkt sich auch hierbei der hohe Aufwand aus der betrieben wird, um durch einen hohen Unterdruck eine fast völlige Entlüftung des Wassers zu erreichen0 Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der Mängel des Standes der Technik durch eine effektive Entlüftung des Wassers0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugxandep Frischwasser zur Herstellung C02-haltiger nicht-alkoholischer Getränke vor der Karbonisierung unter Vakuum durch einfache Mittel vollständig zu entlüften.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem mit Luft gesättigtem Wassers bevor es unterVakuum versprüht wird9 CO, oder C02-haltiges Gas zugeführt wird9 dieses Gas sich entsprechend den Partialdrücken teilweise im Wasser löst und den Luftanteil lockert, anschließend dieses Wasser unter Vakuum versprüht und entlüftet wird9 wobei sich außer der Luft noch schon gebundenes C02 entbindet und dieses Gasgemisch abgesaugt wird und das entlüftete und noch mit einem durch das Vakuum nicht mehr zu entfe:#nende Restgasanteil behaftete Wasser, wobei der Restgasanteil nur noch aus C02 besteht, gesammelt und weiteren Verarbeitungsetufen zugeführt wird.
• Dabei wird als C02-haltiges Gas das noch etwa 90 % C02 enthaltende Abblasegas aus einer Karbonisier- oder Beruhigungsstufe dem Wasser vor dem Versprühen im Vakuum zugeführt0 Die Zuführung erfolgt durch Injektorwirkung in einem He.uptt oder Teilstrom des Wassers.
• Die Lösung vorrichtungsgemäß besteht darin9 daß im Wasserzulauf zum Vakuumkessel eine Injektordüse angeordnet ist, des sen Treibgaszuleitung mit einer C02-Quelle in Verbindung steht, wobei vorzugsweise die Treibgaszuleitung zur Inj ektordüse im Oberteil eines Karbonisierkessels oder eines Beruhigungsgefäßes beginnt und mit einem Rückschlagventil, einer einstellbaren Drossel und einem Absperrventil versehen ist.
• Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung bestehen in der, restlosen Entfernung der Luft aus dem Wasser, in der Einsparung von C02-Gas sowie in der Verbesserung der Qualität der aus dem völlig entlüfteten Wasser hergestellten Getränke.
• Desweiteren ist nur eine vereinfachte Vakuumeinrichtuztg es forderlich, da zusätzlich der veränderte Partialdruck ausgenutzt wird. Damit verringert sich auch der Energiebedarf für die Vakuumpumpe, und es wird zusätzlich noch Wasser, welches bei einer Hochvakuumeinrichtung als Sperrflüssigkeit angewendet werden müßte, eingespart.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Für das Beispiel der Vorrichtung zeigt die zugehörige Zeichnung das Prinzip der Entlüftung von Wasser unter Vakuum.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dem Frischwasser, bevor es innerhalb eines Vakuums versprüht wird, C02 gasförmig zugeführt. Dieses C02 kann aus einer gesonderten C02-Quelle stammen oder günstiger Weise wird das Abblasegas aus einer Karbonisier- oder Beruhigungsstufe benutzt, das etwa noch bis zu 90 % C02-Anteil besitzt. Die C02-Zuführung erfolgt durch Injektorwirkung und kann direkt in dem Hauptstrom des Frischwassers oder in einen Nebenstrom eingeleitet werden.
• Ist das C02-Gas in das mit Luft gesättigte Frischwasser eingeleitet, wird der Luftanteil im Wasser gelockert und C02 beginnt sich im Wasser entsprechend der Partialdrücke zu lösen.
• Dieses Frischwasser mit schon gelösten C02-Anteilen und gelockertem Luftanteil wird nun unter Vakuum fein verteilt, z.
• B. versprüht.
• Durch das Vakuum wird das Wasser entlüftet, d.h. die noch im Wasser gelöste Luft fl und aber auch wieder ein Teil des schon gelösten C02 entbindet sich aus dem Wasser und wird durch das ständig aufrecht gehaltene Vakuum abgesaugt. Da sich Luft entsprechend den inneren Gasdrücken leichter entbindet als C02, wird die Luft vollständig aus dem Wasser ausgetrieben. Das sich über dem Wasser befindende Vakuum besteht in seinem noch vorhandenen Gasanteil aus Luft und C°2s wobei sich die Gasatmosphäre in Richtung eines niedrigen Luftpartialdruckes ständig verändert0 Der noch im Wasser verbliebene Restgasanteil, der durch das Vakuum nicht mehr zu entfernen ist, beinhaltet nur noch C02. Somit ist nur noch vollständig entlüftetes und schon leicht karbonisiertes Wasser vorhan den, was gesammelt und weiteren Verarbeitungsstufen9 z. B.
• Karbonisieren, Beruhigen und Mischen zugeführt wird.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Vakuumkessel 1, einem Beruhigungsgefäß 2 und einem Fertiggetränkkessel 3. Die Entlüftung des Wassers erfolgt im Vakuumkessel 1. Dazu ist der Vakuumkessel 1 mit einer Gasabsaugleitung 4 versehen, die im Dom des Vakuumkessels 1 beginnt und mit einer Vakuumpumpe 5 mit Motor 6 in Verbindung steht0 Zur Frischwasserzufuhr ist die Wasserzulaufleitung 7 vorgesehen0 Die Wasserzulaufleitung 7 besitzt ein Absperrven@il 89 eine Injektordüse 9 und ist mittig durch das Oberteil des Vakuumkessels 1 bis zu einem Verteiler 10 geführt0 Der Verteiler 10 ist vorzugsweise eine VersprüheinricVtungO Die Injektordüse 9 steht außer mit der Wasserzulaufleitung 7 noch mit einer Treibgaszuleitung 11 in Verbindung0 Die Treibgaszuleitung 11 beginnt im Dom des Beruhigungsgefäßes 2 und leitet das Abblasegas dieses Gefäßes, welches aus Luft und etwa noch 90 % C02 besteht, zur Injektordüse 90 Vor dem Injektor 9 besitzt die Treibgasleitung 11 noch ein Rückschlagventil 12, eine einstellbare Drossel 13 und ein Absperrventil 14. Im Vakuumkessel 1 sammelt sich das entlüftete Wasser. Zur Förderung dieses Wassers zur Karbonisierstufe ist am Vakuumkessel 1 eine Abförderleitung 15 mit Pumpe 16 angeordnet.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung entspricht dem Verfahren0 Das mit Luft gesättigte Frischwasser wird durch die Injektordüse 9 geleitet und dort mit CO2-Abblasegas, welches durch die Drossel 13 in der Menge dosiert wird, aus dem Beruhigungsgefäß 2 ternischt. Hierbei erfolgt bis zum Vakuumkessel 1 eine Lockerung der Bindung der Luft und ein Lösen von C02 im Wasser. Im Vakuumkessel 1 wird das Wasser versprüht. Durch das Vakuum im Vakuumkessel 1 wird der gelockerte Luftanteil entbunden unter gleichzeitiger Entbindung auch eines Teiles des C02, welches das Entbinden der Luft zusätzlich untere stützt. Im Vakuumkessel 1 befindet sich ein Vakuum, dessen vorhandener Gasanteil aus Luft und C02 besteht und der ständig durch die Vakuumpumpe 5 abgesaugt wird. Durch das Absaugen verändert sich der Gasanteil im Vakuumkessel 1 in Richtung des niedrigen Luftpartialdruckes. Das im Vakuumkessel 1 sich sammelnde Wasser ist vollständig entlüftet.
• Der im Wasser durch das Vakuum nicht mehr zu entfernende Gasanteil besteht nur noch aus C02. Das entlüftete und gesammelte Wasser wird vom Vakuumkessel 1 durch die Pumpe 16 einer weiteren Injektordüse 17 zur Karbonisierung zugeführt.
• Aufstellung der Bezugszeichen 1 Vakuumkessel 2 Beruhigungsgefäß 3 Fertiggetränkkessel 4 Gasabsaugleitung 5 Vakuumpumpe 6 Motor 7 Wasserzulaufleitung 8 Absperrventil 9 Injektordüse 10 Verteiler 11 Treibgas zuleitung 12 Rückschlagventil 1 3 Drossel 14 Absperrventil 15 Abförderleitung 16 Pumpe 17 Injektordüse Leerseite

Claims (3)

1. Patentansprüche Verfahren zum Entlüften von Wasser unter Vakuum zur Herstellung C02-haltiger nicht-alkoholischer Getränke bei dem das mit Luft gesättigte Wasser innerhalb eines Vakuum ums fein verteilt, z. B. versprüht wird und dabei der Luftanteil bis auf einen Restluftanteil entweicht und dann das entlüftete Wasser gesammelt und weiteren Verarbeitungsstufen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit Luft gesättigtem Wasser, bevor es unter Vakuum versprüht wird, C02 oder CO2-haltiges Gas zugeführt wird, dieses Gas sich entsprechend den Partialdriicken teilweise im Wasser löst und den Luftanteil lockert9 anschließend dieses Wasser unter Vakuum versprüht und entlüftet wird, wobei sich außer-der Luft noch schon gebunm denes C02 entbindet und dieses Gasgemisch abgesaugt wird und das entlüftete und noch mit einem durch das Vakuum nicht mehr zu entfernende Restgasanteil behaftete Wasser9 wobei der Restgasanteil nur noch aus C02 besteht, gesammelt und weiteren Verarbeitungsstufen zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das noch etwa 90 % C02 enthaltende Abblasegas aus einer Karbonisier- oder Benihigungsetufe dem Wasser vor dem Versprühen im Vakuum zugeführt wird und die Zuführung durch Injektorwirkung in einem Haupt- oder Teilstrom des Wassers erfolgt.
3. 3. Vorrichtung zum Entlüften des Wassers unter Vakuum zur Herstellung C02-haltiger nicht-alkoholischer Getränke mit einem Vakuumkessel, der mit einem Wasserzulauf und einer Versprüheinrichtung sowie einer Ga sabsaugl ei tung mit Vakuumpumpe versehen ist9 zur Durchführung des Vera fahrens, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserzulauf zum Vakuumkessel eine Injektordüse angeordnet ist, dessen Treibgas zuleitung mit einer C02-Quelle in Verbindung steht, wobei vorzugsweise die Treibgaszuleitung zur Injektordüse im Oberteil eines Karbonisierkessels oder eines Beruhigungsgefäßes beginnt und mit einem Rückschlagventil, einer einstellbaren Drossel und einem Absperrventil versehen ist.