Imprägnierer

Die Erfindung betrifft einen Imprägnierer zum Versetzen einer nicht- oder schwachgashaltigen Flüssigkeit mit Gas gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Druckkompensator- anordnung für Schankanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 21 , einen Imprägnierer für Inline-Begasungs-Schankanlagen mit einer solchen Druckkompensatoranord- nung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 35, sowie eine Schankanlage mit einer Druckkompensatoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 37. Die Erfindung betrifft außerdem neue Verwendungen eines entsprechenden Imprägnierers.

Imprägnieren im Sinne der Erfindung ist das Lösen von Gasen in Flüssigkeiten, d.h. das Imprägnieren von Flüssigkeiten mit Gasen.

Derartige Imprägnierer werden verwendet, um in Schankanlagen Flüssigkeiten, bzw. Getränkevorprodukte mit Gasen zu imprägnieren bzw. Gase in den Flüssigkeiten zu lösen und so trinkfertige Getränke erst in der Schankanlage herzustellen. Als Beispiele für zu imprägnierende Flüssigkeiten kommen Limonaden, (-sirupe) und insbesondere ein kohlensäurearmes bzw. -loses Biervorprodukt in Frage. Neben aromahaltigen Gasen kom- men als Imprägniergase insbesondere Kohlensäure (genauer gesagt: CO ₂ ) und Stickstoff (genauer gesagt N ₂ ) in Frage, um beispielsweise eine sprudelnde Limonade und insbesondere ein kohlensäurehaltiges Bier zu erzeugen.

Dabei ist der Begriff „Kohlensäure" oder „kohlensäurehaltig" ist zwar bei Getränken üb- lieh, genauer gesagt wird jedoch Kohlendioxid (CO ₂ ) zugesetzt, welches sich zum weit überwiegenden Teil nur physikalisch in der Flüssigkeit bindet und keine chemische Reaktion zu Kohlensäure (H ₂ COs) eingeht.

Diese physikalische Bindung beim Lösen von Gasen in Flüssigkeiten ist ein Stoffaus- tauschprozess nach den Gesetzmäßigkeiten der physikalischen Absorption. Dieser Aus- tauschprozess findet in den Gas-Flüssigkeits-Phasengrenzflächen statt. Das Gas diffundiert in die Flüssigkeit ein. Während sich unpolare Nichtelektrolyte wie z.B. Sauerstoff und Stickstoff beim Lösen primär in die Hohlräume zwischen den Flüssigkeitsmolekülen einbauen, bilden polare Elektrolyte wie z.B. Kohlendioxid in Wasser mit den ebenfalls polaren Wassermolekülen Wasserstoffbrücken, die sich mit anderen Wassermolekülen zu Assozianten zusammenlagern. CO ₂ -Moleküle dringen z.B. sehr gut in das Gefüge der Wassermoleküle ein. Der Stoffaustausch von Gasen in Flüssigkeiten wird der vereinfachten Form des ersten Fick'schen Gesetzes beschrieben

Mi = A (Ci ^* -C1 ) = (Di / δi) A ξ(Pi ^* - P1 ).

Wobei

Mi dem Massenstrom eines Gases von der Gasphase in die Flüssigkeit,

A der Oberfläche an der der Stoffaustausch stattfindet,

(Ci ^* -C1 ) dem Konzentrationsgefälle zwischen der Gleichgewichtskonzentration an der Phasengrenzfläche und der momentanen Konzentration in der Flüssigkeit, δ der Länge des Transportweges vom Flüssigkeitsinneren an die Phasengrenzfläche,

Di dem Diffusionskoeffizienten für Gase, ξ dem Absorptionskoeffizienten (der Löslichkeit von Gasen) in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und Stoff, und (Pi*-P1 ) dem Druckgefälle zwischen dem Partialdruck des Gases und dem , momentan anliegenden Druck in der Flüssigkeit

entspricht. Danach ist die Geschwindigkeit (Mi), mit dem sich ein Gleichgewichtszustand in einer Flüssigkeit einstellt, von dem Konzentrationsgefälle, dem Diffusionskoeffizienten für Gas, dem Absorptionskoeffizienten, der Oberfläche, der Länge des Transportweges, dem herrschenden Druck und der Temperatur abhängig.

Effiziente Stoffaustauschsysteme müssen daher eine große Oberfläche aufweisen, an der der Stoffaustausch stattfinden kann, große Turbulenzen für möglichst kurze Transportwege schaffen, sowie einen hohen Druck und niedere Temperaturen bereitstellen, um einen möglichst effizienten und schnellen Stoffübergang zu erreichen.

Neben bekannten Blasen bildenden Systemen, wie beispielsweise Rührsystemen, Schlaufenreaktoren oder Injektionssystemen, welche aufgrund ihrer Anfälligkeit und dem insbesondere bei den Injektionssystemen hohem apparativen Aufwand (Druckbehälter, Druckpumpe, Kühlanlage) und dementsprechend hohen Betriebskosten eine geringe Wirtschaftlichkeit erreichen, haben sich im Bereich der schankseitigen Getränkebegasung mit Kohlensäure Karbonatoren bzw. Imprägnierer der eingangs bezeichneten Art durchgesetzt.

Durch einen vorgegebenen Gas- und Flüssigkeitsdruck - bei der Imprägnierung von kohlensäurelosem Biervorprodukt mit CO ₂ haben sich dabei beispielsweise 4 Bar Flüssig-

keitsdruck und 5 Bar Gasdruck oder 5 Bar Flüssigkeitsdruck und 5,5 Bar Gasdruck als geeignet erwiesen - wird dabei versucht, das gewünschte Verhältnis Gas zu Flüssigkeit in der Mischzelle und einen optimalen Druck in der Mischzelle einzustellen, so dass die gewünschte Lösung des Gases in der Flüssigkeit erfolgt.

Allerdings werden derartige Imprägnierer oft in Inline-Begasungs-Schankanlagen eingesetzt, bei denen das Getränkevorprodukt herkömmlich mit Kolbenpumpen aus einem Tank und neuerdings auch mit Membranpumpen aus einem Beutel heraus gesaugt wird, so dass der Imprägnierer eingangsseitig den Druckstößen der Kolbenpumpe ausgesetzt ist und kein konstanter Flüssigkeitsdruck erreicht werden kann. Desweiteren hängt der Volumenstrom, welcher pro Zeiteinheit in die Mischzelle eintritt, wesentlich davon ab, mit welcher Zapfgeschwindigkeit der Zapfer das Getränk zapft. ändert sich die Zapfgeschwindigkeit, wird das Druckgefälle von der Gaszufuhr - bzw. Flüssigkeitszufuhrseite zur Mischzelle hin ebenfalls geändert, so dass der öffnungsgrad der Gaszufuhr und der Flüssigkeitszufuhr schwanken, obwohl der externe Druck auf einen festen Wert eingestellt ist. Dadurch ändern sich auch die in die Mischzelle eintretenden Volumenströme, so dass das Gas- Flüssigkeitsmischverhältnis vom Optimum für das Lösen des Gases in der Flüssigkeit beim jeweiligen Druck in der Mischzelle abweichen kann.

In Schankanlagen wird ein Getränk aus einem Getränkebehälter über einen Getränkezu- fuhrstrang zu einem meist höher gelegenen Zapfhahn befördert. Bei gewöhnlichen Schankanlagen besteht der Getränkezufuhrstrang aus einer Schankleitung, bei Schankanlagen mit Inline-Begasung bzw. schankseitigen Druckbegasungsstufen kann in dem Getränkezufuhrstrang auch noch ein oder mehrere Imprägnierer angeordnet sein, mit dem ein Getränkevorprodukt beispielsweise mit Kohlensäure angereichert wird. Bei sogenannten Postmix-Schankanlagen können sich im Getränkezufuhrstrang ferner noch Mischventile für Sirup mit einem inline-begasten Wasser befinden und ein Pufferbehälter, in dem das Wasser unter Kohlendioxidatmosphäre begast wird.

Zum Fördern des Getränks oder Getränke Vorprodukts durch den Getränkezufuhrstrang ist ein bestimmter Förderdruck nötig. Bei herkömmlichen Schankanlagen wird dieser beispielsweise über ein Druckgas (z.B. Kohlendioxid) bereitgestellt, mit dessen Druck ein Getränkefass oder ein Getränkecontainer beaufschlagt wird, so dass das Getränk über die Ausschankleitung zum Zapfhahn hochgedrückt wird. Bei Schankanlagen mit einer schankseitigen Druckbegasungsstufe, die nach dem Inline-Karbonisierverfahren arbeiten und bei denen ein sog. Imprägnierer vorgesehen ist, um ein kohlensäurearmes oder -loses Getränkevorprodukt in der Schankanlage mit Kohlensäure odgl. zu versehen, ist dagegen dem Getränkebehälter eine Pumpe nachgeordnet, mit der das Getränkevorpro-

dukt aus dem Getränkebehälter zum Imprägnierer gepumpt und dort aufkarbonisiert wird, d.h. mit Kohlensäure (genauer gesagt Kohlendioxid) versetzt wird, um dann als Getränk mit darin gelöster Kohlensäure zum Zapfhahn befördert zu werden.

Dazu ist ein gewisser Arbeitsdruck nötig, der oberhalb des Fassdrucks und des Ausschankdrucks liegt. Beim inline-Begasen von Bier hat sich beispielsweise ein Druck im Imprägnierer von 4 - 5 bar als geeignet erwiesen.

Um am Zapfhahn die gewünschte Zapfgeschwindigkeit einstellen zu können, ist es daher nötig, den Druckverlust in der Schankanlage künstlich zu erhöhen, so dass etwa ein zu hoher Förderdruck oder der für das Inline-Begasen nötige überdruck abgebaut wird, beispielsweise auf das bei herkömmlichen Schankanlagen übliche Fassdruckniveau. Bei herkömmlichen Bierzapfanlagen sind beispielsweise max. 1 ,5 bis 3 bar, oft 2,2 bis 3 bar Fassdruck üblich.

Eine Möglichkeit hierfür ist es, die Leitung in Form einer Wendel aufzuwickeln. Weiterhin sind sog. Druckkompensatoren bekannt, die heute meist unmittelbar in den Zapfhahn integriert sind. Dabei ist ein verschieblicher Drosselkörper in der Zuleitung des Zapfhahns angeordnet, dessen Lage der Zapfer über eine Einstellschraube so einstellen kann, dass der Drosselkörper einen Ringspalt einer gewünschten Dicke freigibt und sich der Widerstand somit verändern und an die gewünschten Verhältnisse anpassen lässt. Mit der Einstellschraube stellt der Zapfer den Zapfhahn auf eine gewünschte Durchflussmenge ein, die sich beispielsweise danach richtet, ob er große Gefäße wie z.B. 11-Maß- krüge oder kleine Gefäße, wie beispielsweise 0,251-Colagläser befüllen will und nach der zu zapfenden Flüssigkeit, beispielsweise helles Bier im Gegensatz zu Weizenbier.

Insbesondere bei Schankanlagen mit schankseitiger Druckbegasungsstufe, bei denen ein oberhalb des bei herkömmlichen Schankanlagen üblichen Fassdrucks liegender Arbeitsdruck im Imprägnierer nötig ist, tritt dabei das Problem auf, dass am Zapfhahn die Mengenregulierung nicht mehr ohne weiteres möglich ist. Falls die Schankanlage für Bier verwendet wird „reißt" das Bier „auf, d.h. es beginnt zu schäumen, weil sich Kohlensäure entbindet. Die Entbindung beruht dabei auf der Tatsache, dass der Zapfhahn-Druckkom- pensator für einen gewissen Druckbereich ausgelegt ist. Ist der Leitungsdruck nun deutlich höher als vorgesehen, wird der laminare Durchfluss gestört und es kommt zu Verwir- belungen, in deren Folge sich Kohlensäure entbindet.

Außerdem kann es beim Einsatz einer Druckluft-Membranpumpe am Zapfhahn zu Schwankungen des Förderdrucks kommen. Der Zapfdruck sollte jedoch konstant sein, da es bei Druckschwankungen ansonsten ebenfalls zur unerwünschten Kohlensäure-Entbindung kommen kann.

Ein derartiger Imprägnierer wird beispielsweise in der DE 198 51 360 A1 vorgeschlagen. Dabei handelt es sich um einen Rohrsiebkarbonator, bei dem in einer als Rohr ausgebildeten Mischzelle, an die Gas- und Flüssigkeitszufuhr anschließbar sind, eine Vielzahl von Mischsieben aneinander gereiht sind. Die Mischsiebe stellen in ihrer Gesamtheit die gewünschte große Oberfläche bereit, an der der Stoffaustausch beim Lösen der Kohlensäure in dem Getränkevorprodukt stattfinden kann. Ein derartiger Rohrsiebkarbonator ist auch der Patentanmeldung DE 100 55 137 A1 zu entnehmen.

Auch in der US-Schrift US 3, 761 ,066 ist ein solcher Rohrsiebkarbonator gezeigt, bei dem das zugeführte Gas und Wasser eine Mehrzahl von Drahtgeflecht-Mischsieberi durchströmen muss: Von der Seite wird Gas zugeführt, von oben Wasser. Das Gas tritt durch einen Filter und eine anschließende Düse bzw. Prallplatte hindurch in eine Vorverwirbe- lungsstufe, in die auch die Flüssigkeit eintritt, nämlich durch öffnungen im Umfang eines zylinderförmigen Lochblechs. Die so entstandene Strömung tritt durch öffnungen in einem konischen Lochblech in die eigentliche Imprägnierstufe ein. Dort sind zylindrische Drahtgeflechtringe angeordnet, wobei zwischen den einzelnen Drahtgeflechtringen jeweils Platten angeordnet sind, so dass die Strömung einen Slalom durch die Drahtgeflechte hindurch fährt und dabei aufimprägniert. Die ringförmigen Drahtgeflechtelemente können dabei auch aus jedem für den Einsatz in dem gezeigten Karbonator ge- eigneten Material mit (flüssigkeits-)durchlässigen Eigenschaften gebildet sein.

Solche Rohrsiebkarbonatoren sind jedoch aufgrund der hohen Zahl an Metallsieben nicht nur relativ teuer hinsichtlich der Materialkosten, sondern auch hinsichtlich des entsprechend aufwendigen Zusammenbaus.

Daher sind in letzter Zeit auch schon Schüttgutkarbonatoren vorgeschlagen worden, beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 101 60 397 A1. Dieser Schrift ist ein Schüttgutkarbonator mit einer Mischzelle zu entnehmen, die mit einem Schüttgut hoher Oberfläche, wie beispielsweise einem Quarzsteingranulat oder dergleichen befüllt ist. Auch andere Granulate, beispielsweise Kunststoffgranulat oder VA-Stahlgranulat wurden als Schüttgut vorgeschlagen. Dabei ist die mit dem Schüttgut erzielbare Oberfläche jedoch begrenzt. Denn das Ausschwemmen des Schüttguts aus dem Imprägnierer muss zumindest im Lebensmittelbereich unbedingt vermieden werden, so dass das Schüttgut

trotz des Erfordernisses einer großen Oberfläche nicht beliebig fein gemahlen sein darf, um die für das Schüttgut nötigen Rückhaltesysteme nicht zuzusetzen. Trotzdem wird sich dies im Laufe der Zeit nicht vollständig vermeiden lassen, so dass Schüttgutkarbonatoren relativ häufig ausgetauscht werden müssen. Weiterhin ist es nachteilig, dass sich der- artige Schüttgutkarbonatoren relativ schlecht reinigen lassen, so dass an den besonders im Zusammenhang mit stärke- oder zuckerhaltigen Getränken aus lebensmittelhygienischer Sicht nötigen Reinigungsintervallen meist der gesamte Schüttgutkarbonator ausgetauscht wird.

Es ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Imprägnierer der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, mit dem bei niedrigen Herstellungs- und Betriebskosten eine hohe Gaslösewirksamkeit erreicht wird, und einen Imprägnierer der eingangs genannten Art zu schaffen, der zum Einsatz im Lebensmittelbereich und zur Herstellung von Bier geeignet ist, sowie die Herstellung von Bier und anderen Getränken zu ver- bessern. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gättungs- gemäßen Imprägnierer so weiter zu bilden, dass mit hoher Zuverlässigkeit ein gutes Mischergebnis erzielt wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckkompensatoranordnung für eine Schankanlage bzw. eine Schankanlage mit einer solchen Druckkompensatoranordnung oder einen Imprägnierer mit einer solchen Druck- kompensatoranordnung zu schaffen, mit der der Zapfdruck unabhängig vom Bedarf bzw. von der Zapfmenge oder vom Zapfmassenstrom nahezu konstant ist und Druckschwankungen zumindest gedämpft werden. Ferner soll der Druck im Getränkezu- fuhrstrang bzw., wenn vorgesehen der Auslassdruck des Imprägnierers auf den bei herkömmlichen Zapfanlagen, insbesondere Bierzapfanlagen üblichen Fassdruck reduziert werden, beispielsweise max. 3 bar, insbesondere max. 2,5 bar.

Diese Aufgaben werden hinsichtlich des Imprägnierers mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 , 11 und 35 gelöst, hinsichtlich der Druckkompensatoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 21 , hinsichtlich der Schankanlage mit den Merkmalen des An- spruchs 37 und hinsichtlich der Bier- und Getränkeherstellung durch die Verwendung eines Imprägnierers gemäß der Ansprüche 41 bis 44.

Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung ist dabei in einer Mischzelle des Imprägnierers, in die ein Gaszulauf und ein Flüssigkeitszulauf einmündet und aus der ein Ab- lauf für das Flüssigkeits-Gas-Gemisch herausführt, ein Imprägnierkörper so angeordnet, dass der Durchlauf der Flüssigkeit und des Gases durch die Mischzelle zwangsweise durch den Imprägnierkörper hindurch erfolgen muss, wobei der Imprägnierkörper aus einem porösen Material besteht, das heißt ein poröser Festkörper ist. Der poröse bzw.

Poren aufweisende Festkörper kann dabei aus jedem Poren aufweisenden Material mit einer großen Oberfläche sein, beispielsweise aus Sintermaterialien, Gewebe-, Gewirke-, Geflecht- oder Filzfestkörper, oder aber aus Schwamm oder geschäumten Materialien oder dergleichen. Auch ein Hohlfasermodul aus hohlen Kunststofffasern, die in Größe eines Haares gefertigt werden können, wäre denkbar. Diese Materialien sind billig und insbesondere die Sinterfestkörper mit großer Gleichmäßigkeit der Porengröße und -an- ordnung herstellbar, so dass nicht nur unter wirtschaftlichen Aspekten Vorteile erzielt werden, sondern auch hinsichtlich der Qualität der Imprägnierung bzw. Karbonisierung der mit einem Gas zu imprägnierenden, insbesondere zu karbonisierenden Flüssigkeit.

Als Material für den Imprägnierkörper eignen sich dabei alle der oben stehend angegebenen Werkstoffe. Es hat sich dabei aber herausgestellt, dass Ausführungsformen, bei denen der oder einer der Imprägnierkörper aus einem Schwamm, aus geschäumtem Material bzw. Schaumstoff oder aus einem aus Hohlfasern bestehenden Körper hergestellt ist, besonders viele Vorteil aufweisen, da diese Materialien eine hohe Porosität bei je nach Material einstellbarer, relativ großer Porenanzahl und durchschnittlicher Porengröße und damit große Phasengrenzflächen bei geringem Strömungswiderstand und ausreichendem Widerstand gegen eine Materialausspülung aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Imprägnierkörper aus einem Polyester- oder Polyetherfilterschaum mit einer Porengröße von 90-100 PPI (Poren pro inch) dies entspricht einer Porengröße von ca. 250 μm und ca. 90.000 Zellen/cm ³ (offenporige Zellen). Besonders vorteilhaft hat der Schaum dabei die Zellstruktur eines retikulierten Filterschaums, welcher nahezu zu 100% offenzellig ist. Durch die Retikulierung werden die Zellhäute nahezu vollständig entfernt, es bleibt also nur ein Gerüst übrig. Dies ge- währleistet einen ausgesprochen niedrigen Strömungswiderstand. Die Phasengrenzflächen liegen dabei also nicht mehr an vollständig von Materialwänden umschlossenen Poren, sondern an lediglich von einem Materialgerüst umschlossenen, ansonsten offenwan- digen Zellen.

Zur Erzielung einer noch kleineren Porengröße wird der Schaumstoff im Karbonator vorteilhaft zusammengepresst, insbesondere von ursprünglich 150 mm auf 8o mm Länge. Dadurch wird der Schaumstoff-Imprägnierköper verdichtet und die Anzahl der Zellen steigt auf ca. 170.000 Zellen/cm ³ .

Auch mit Sintermateriaiien können jedoch große Phasengrenzflächen und Turbulenzen in der Strömung erzeugt werden. Je nach gewünschtem Gas, Flüssigkeit, und Zusammensetzung des Ausgangsgemisches stehen dabei verschiedene Sintermaterialien

mit unterschiedlichen Porengrößen bereit, so dass der Imprägnierer durch Auswahl des geeigneten Materials für den Imprägnierkörper auf die jeweiligen Vorgaben abgestimmt werden kann. Je nach Anforderung auch an die Beständigkeit und Lebensmittelverträglichkeit des Imprägnierkörpers kann ein Sintermaterial aus Glas, Keramik, Kunststoff oder Metall zum Einsatz kommen.

Vorteilhaft ist der Imprägnierkörper dabei als eine den Durchmesser des Mischrohrs ausfüllende Scheibe ausgebildet, so dass die Flüssigkeit, aber auch das Gas zwangsweise durch den Imprägnierkörper durchströmen muss und an der großen Oberfläche an den Poren des Festkörpers in Lösung geht. Dabei ist es vorteilhaft, dass dieser Festkörper einfach in die Mischzelle eingebracht werden kann, aber auch einfach aus ihr wieder entnommen werden kann, so dass einerseits eine kostengünstige Fertigung und andererseits eine Wartung des Imprägnierers zu den durch die Hygienevorschriften vorgegebenen Intervallen einfach möglich ist. Ein Ausschwemmen von Schüttgut wird damit wirkungsvoll vermieden ohne dass die hohen Kosten und der konstruktive und montageseitige Aufwand wie bei einem Rohrsiebkarbonator anfällt.

Es wäre jedoch ebenfalls denkbar, den Imprägnierkörper mit einer Fassung - beispielsweise aus Plastik- zu versehen und so eine den Durchmesser einer vorteilhaft als Misch- röhr ausgebildeten Mischzelle ausfüllende Imprägnierpatrone zu bilden.

Falls es sich als nötig erweist, den Imprägnierkörper in der Mischzelle zusätzlich zu fixieren, können entsprechende Fixiermittel vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Lochblech oder ein Gitter, welches den Imprägnierkörper in Position hält und mit dem der Imprägnierkörper gegebenenfalls zusammengepresst wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung betrifft eine Hochfrequenz- oder Ultraschall-Vibrationseinrichtung, welche auf das Innere der Mischzelle wirkt und damit als Zusatzimprägniereinrichtung bzw. als Imprägnierunterstützungseinrichtung dient. Die Vibrationsein- richtung könnte dabei beispielsweise an der Wand der Mischzelle angebracht sein, über den ganzen Umfang der Mischzelle verteilte Ultraschallerzeuger und/oder eine in der Mischzelle angeordnete Ultraschalleinheit aufweisen. Durch die per hochfrequenter Vibration erzeugten Schwingungen und die ausgelöste Kavitation werden dabei in der Mischzelle hohe Turbulenzen und dadurch kurze Transportwege beim Stoffaustausch er- reicht. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die Ultraschallanwendung unter dem in der Mischzelle des Karbonisierers bzw. Imprägnierers herrschenden Druck (z.B. 3 bis 5 bar) und bei durchfließendem Medium erfolgt.

Ein Imprägnierer mit einer durchströmten und unter Druck stehenden Mischzelle und einer Ultraschall- oder Hochfrequenz-Imprägniervorrichtung könnte auch in Alleinstellung zum Gegenstand einer eigenen Anmeldung gemacht werden, wobei jedwede sinnvolle Kombination mit den übrigen beanspruchten oder beschriebenen Merkmalen zum Gegenstand von Unteransprüchen gemacht werden könnte. Ein Verfahren zum Lösen von Gas in einer Flüssigkeit mit Hilfe von Ultraschall ist in der europäischen Patentschrift EP 0 661 090 B1 beschrieben.

Die Erfindung ist nicht auf einen Imprägnierer mit einem Imprägnierkörper beschränkt. Vielmehr können mehrere Imprägnierkörper in Reihe geschalten in der Mischzelle angeordnet sein. Dabei kann jeder oder einige der Imprägnierkörper aus unterschiedlichen Materialien bestehen, so dass die Mischeigenschaften des Imprägnierers noch besser auf die jeweilige Flüssigkeit, bzw. Gas oder gewünschte Ausgangszusammensetzung abgestimmt werden kann.

Vorteilhaft ist ferner ein die Mischzelle-Gas- und Flüssigkeitszufuhrseite gegen die Umgebung abdichtendes Kopfstück vorgesehen, welches mit einem Anschluss für eine Flüssigkeitszufuhrleitung und einem Anschluss für eine Gaszufuhrleitung versehen ist. Der Imprägnierer kann damit einfach in bestehende Anlagen eingebaut werden.

Bevorzugt ist der Imprägnierer als einstückiges Endprodukt hergestellt, beispielsweise als einstückiges Spritzgussbauteil mit eingeschweißtem Imprägnierkörper. Alternativ dazu kann der Imprägnierer aber auch so aufgebaut sein, dass er in seine Einzelteile zerlegt und gereinigt werden kann, wobei auch ein einfacher Austausch des oder der Im- prägnierkörper möglich ist. Besonders vorteilhaft ist der Imprägnierer insgesamt (bis auf den oder die Imprägnierkörper) oder zumindest das Gehäuse der Mischzelle aus einem Kunststoff gefertigt, welcher nicht quillt und mit hinreichend genauen Toleranzen geformt werden kann.

Wenn das Kopfstück mit dem Mischrohr verschraubt ist und der Gaszulauf zentrisch in das Mischrohr mündet und der Flüssigkeitskanal exzentrisch oder annular, kann der Gasaustritt beispielsweise an einem mischrohrinnenseitig an das Kopfstück eingeschraubten Rohrstummel vorgesehen sein kann.

Weiterhin kann zum Einmischen eines zweiten Gases ein zweiter Gaszuführleitungsan- schluss an der Mischzelle vorgesehen sein. Ebenso wäre es denkbar, zu diesem Zweck eine Mehrzahl von Imprägnierer so in Reihe zu schalten, dass der Ablauf eines vorgehenden Imprägnierers mit dem Flüssigkeitszulauf eines nachfolgenden Imprägnierers

verbunden ist, um so eine Imprägnieranlage zum Vermischen einer Flüssigkeit mit mehreren Gasen zu schaffen. Derartige Imprägnierer mit mehreren Gasanschlüssen können vorteilhaft dazu verwendet werden, ein nicht- oder nur schwach Cθ2-haltiges Biervorprodukt mit CO2 und Stickstoff zu versetzen. Stickstoff wird Bieren - zumindest im reinheits- gebotsfreien Ausland - für eine bessere Schaumhaltbarkeit zugesetzt, wohingegen CO ₂ Biervorprodukten zugesetzt werden muss, die nicht oder nur schwach CCk-haltig sind.

Weitere vorteilhafte Verwendungen des Imprägnierers gemäß der Erfindung ergeben sich beim Versetzen eines Getränkevorproduktes mit Aromen, da Aromen oder Duftstoffe oft gasförmig vorliegen. Diese Verwendung eignet sich besonders bei Stoffen, die bei Mischung oder in niedrigen Konzentrationen nicht lange beständig sind und laufend frisch zubereitet werden müssen. Beispielhaft könnte ein Apfelsaft mit Kirscharoma versetzt werden o. dgl.. Eine weitere vorteilhafte Verwendung ist schon im Zusammenhang mit dem Imprägnierer mit zwei Gaszuläufen angesprochen worden. Natürlich lassen sich die Imprägnierer gemäß der Erfindung, welche nur einen Gaszulauf aufweisen auch' beson- ders vorteilhaft dazu verwenden, ein nicht oder schwach perlendes, bzw. nicht oder schwach-CO∑-haltiges Biervorprodukt mit C02 zu versetzen. Andererseits können sie auch dazu verwendet werden, Bier oder Biervorprodukt mit Stickstoff zu versetzen.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Gaseinlassventil und ein Flüssigkeitseinlassventil vorgesehen, welche zum Freigeben und Schließen des Gas- und des Flüssigkeitseinlasses des Imprägnierers entsprechend der Größe eines Druckgefälles von der Einlassseite zur Mischstelle hin eingerichtet sind, wobei das Gaseinlassventil ein in einem Gaseinlasskanal angeordnetes Gaseinlassschließelement aufweist, und das Flüssigkeitseinlassventil ein in einem Flüssigkeitseinlasskanal angeordnetes Flüssig- keitseinlassschließelement, und wobei das Gaseinlassschließelement und das Flüssig- keitseinlassschließelement so miteinander gekoppelt sind, dass das Gaseinlassventil den Gaseinlass abhängig von einem sich einstellenden öffnungsgrad des Flüssigkeitseinlasses zu einem vorgegebenen öffnungsgrad freigibt.

über die erfindungsgemäße Koppelung des öffnungsgrads des Gaseinlasses mit dem öffnungsgrad des Flüssigkeitseinlasses gelingt es somit, für unterschiedliche Zapfgeschwindigkeiten ein für den Imprägniervorgang im Mischzelleninneren geeignetes Mischverhältnis einzustellen. Je nach gewählter Flüssigkeit bzw. Gas und das für den jewei- ligen Druck optimale Verhältnis der beiden zueinander kann die Kopplung dabei linear oder degressiv bzw. progressiv mit dem Druck ansteigend sein. öffnet der Flüssig- keitseinlass weit, so öffnet auch der Gaseinlass entsprechend weit, so dass beispielsweise die nötige Kohlensäure zum Imprägnieren eines kohlensäurelosen Biervorprodukts

einströmt. Wird der öffnungsgrad des Nüssigkeitseinlasses dagegen verringert, verringert sich auch der öffnungsgrad des Gaseinlasses entsprechend, so dass sich wiederum ein für den Imprägniervorgang in der Mischzelle geeignetes Mischverhältnis an Gas und Flüssigkeit einstellt.

Auf diese Weise gelingt es, sowohl die Auswirkungen von Druckschwankungen auf der Mischzellenseite auf das Verhältnis von einströmendem Gas zu einströmender Flüssigkeit auszugleichen, als auch die Auswirkungen von Druckschwankungen auf der Flüssigkeitseinlassseite. Denn wenn der Druck in der Mischzelle abfällt, verringert das Flüssig- keitseinlassschließelement den öffnungsgrad des Flüssigkeitseinlasses und damit das damit gekoppelte Gaseinlassschließelement den öffnungsgrad des Gaseinlasses entsprechend. Das Gleiche gilt bei einem Ansteigen des Drucks in der Mischzelle, wobei das Gaseinlassschließelement den öffnungsgrad entweder im gleichen Verhältnis, oder einer für den jeweiligen Imprägniervorgang geeigneten Gesetzmäßigkeit (Mischverhältnisver- lauf über den Druck) folgend so verringert, wie durch das Flüssigkeitseinlassschließ- element vorgegeben.

Kommt es dagegen zu Druckstößen auf der Flüssigkeitseinlassseite, die wie vorstehend angesprochen, durch den Einsatz von Kolbenpumpen ausgelöst werden können, so wird das Flüssigkeitseinlassventil den Flüssigkeitseinlass in Abhängigkeit vom zum jeweiligen Zeitpunkt existierenden Druckgefälle vom Flüssigkeitseinlass zur Mischzelle hin zu einem bestimmten Grad freigeben, wobei über die Ankoppelung des Gaseinlassventils auch der Gaseinlass entsprechend weit geöffnet wird.

Vorteilhaft ist das Flüssigkeitseinlassschließelement dabei zur Flüssigkeitseinlassseite hin vorgespannt und einstückig mit dem Gaseinlassschließelement verbunden, so dass eine Verschiebung des Flüssigkeitseinlassschließelements auf das Gaseinlassschließelement übertragen wird. Die so gebildete Einheit kann nach Art eines Kolbenschiebers ausgebildet sein, wenn der Mischzellenkopf bzw. das Kopfstück des Imprägnierers wie ein T-Stück aufgebaut ist, d.h. wenn Flüssigkeitseinlass und Gaseinlass miteinander fluchten. Es gelingt somit auf baulich einfache Weise, den einströmenden Flüssigkeitsmassenstrom ebenso wie den einströmenden Gasmassenstrom in Abhängigkeit von dem Druckgefälle von der Flüssigkeitseinlassseite zur Mischzelle hin festzulegen.

Alternativ dazu könnte auch eine elektrische Kopplung der Schließelemente vorgesehen sein. Ferner könnte eine aus dem Gaseinlassschließelement und dem Flüssigkeitsein- lassschließelement bestehende Kolbenschiebereinheit nach Art eines Wegeventils auch bei einem Mischkopf eingesetzt werden, bei dem 2 parallel verlaufende Einlasskanäle in

das Mischzelleninnere führen. Dazu könnte beispielsweise eine Schließstellung vorgesehen sein, in der der Kolbenschieber sowohl den Gaseinlasskanal, als auch den Flüssigkeitseinlasskanal dichtet, sowie eine öffnungsstellung, in der der Kolbenschieber mit einer oder mehrerer ihn durchdringenden öffnungen sowohl vor die Flüssigkeits- als auch Gaseinlassöffnung geschoben wird, so dass der jeweilige Einlass freigegeben wird. Bei dieser Anordnung ist jedoch eine zusätzliche Maßnahme nötig, um den Kolbenschieber in Abhängigkeit vom Druckgefälle von der Flüssigkeitseinlassseite zur Mischzelle hin zu betätigen, beispielsweise eine entsprechende Bypassleitung zu einer Stirnseite des Kolbenschiebers von der Flüssigkeitseinlassseite her und eine auf die andere Stirnseite des Kolbenschiebers wirkende Vorspanneinrichtung. Dieser Aufbau ist jedoch relativ kompliziert.

Bevorzugt ist daher ein T-stückartiger Mischkopf mit fluchtendem Flüssigkeitseinlasskanal und Gaseinlasskanal, bei dem der aus Flüssigkeitseinlassschließelement und Ga- seinlassschließelement gebildete Kolbenschieber direkt in dem Flüssigkeitseinlasskanal und dem Gaseinlasskanal sitzt und durch eine Verschiebung in Richtung zum Gaseinlass hin sowohl den Gaseinlass als auch den Flüssigkeitseinlass im gewünschten Maß freigibt. Durch eine Verschiebung zum Flüssigkeitseinlass hin wird dagegen sowohl der Gaseinlass als auch der Flüssigkeitseinlass geschlossen.

In einer ersten Ausführungsform könnte dieses Ansprechen auf das Druckgefälle vom Flüssigkeitseinlass zur Mischzelle dadurch bewerkstelligt werden, dass das Gaseinlass- schließelement ein sich zur Gaszufuhrseite hin kegelig aufweitender Kolben ist, welcher sich in einem sich ebenfalls kegelig aufweitenden Gaseinlasskanalabschnitt befindet und über einen Kolbenschieberabschnitt mit dem Flüssigkeitseinlassschließelement verbunden ist. Das Flüssigkeitseinlassschließelement kann ein sich zur Flüssigkeitszufuhrseite hin kegelig verjüngender Schieber sein, der sich in einer ebenfalls kegelig zur Flüssigkeitszufuhrseite hin verjüngende Flüssigkeitszufuhr befindet und auf seiner der Flüssigkeitszufuhrseite abgewandten Seite zur Flüssigkeitszufuhr hin vorgespannt ist.

Wegen eines einfachen und kostengünstigeren Aufbaus bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der der Flüssigkeitsdurchtritt von der Flüssigkeitszufuhrseite in die Mischzelle durch das Flüssigkeitseinlassschließelement hindurch erfolgt und die Gaszufuhr durch das Gaseinlassschließelement hindurch. Dazu kann das Flüssigkeitsschließ- element ein mehrseitig umschlossener Hohlkörper sein, welcher zur Flüssigkeitszufuhrseite hin offen ist, wobei in den den Hohlkörper mehrseitig umschließenden Wänden zumindest eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung für die Flüssigkeit vorgesehen ist. In der Schließstellung, in der das Flüssigkeitseinlassschließelement den Flüssigkeitseinlasss-

perrabschnitt ausfüllt, erfolgt somit kein Flüssigkeitsdurchtritt. Wird das Flüssigkeitsein- lassschließelement jedoch in eine öffnungsstellung gebracht, in der es in ein misch- zellenseitiges Volumen hineinragt, wird der Flüssigkeitsdurchtritt zumindest zum Teil freigegeben und das von der Flüssigkeitszufuhrseite in den Hohlkörper geströmte Getränke- Vorprodukt kann in die Mischzelle strömen.

Das Gaseinlassschließelement kann auch in diesem Fall als kegeliges Schieberelement in einem kegeligen Gaseinlasskanal vorgesehen sein. Vorteilhaft ist jedoch, auch auf der Gaseinlassseite ein Hohlkörper als Gaseinlassschließelement vorgesehen, wobei dieser Hohlkörper jedoch zur Mischzelle hin offen ist und in einer Schließstellung den Gaszufuhrkanal ausfüllt und in einer öffnungsstellung soweit in ein gaszufuhrseitiges Volumen hinein verschoben wird, dass zumindest eine Gasdurchtrittsöffnung für das Gas freigegeben wird, durch welche das Gas von der Gaszufuhrseite in das Mischzelleninnere strömen kann.

Es versteht sich von selbst, dass es für den Fall, dass die von der Gasseite her auf den Kolbenschieber wirkende Kraft größer ist als die von der Flüssigkeitsseite her wirkende Kraft, auch möglich ist, den flüssigkeitsseitigen Hohlkörper mit öffnung zur Mischzelle hin vorzusehen und mit verschließbaren Flüssigkeitsdurchtritten zur Flüssigkeitszufuhrseite hin, wenn gleichzeitig das Gaseinlassschließelement zur Gasseite hin offen ist und zur Mischzelle hin verschließbar.

Vorteilhaft ist dabei ein Dichtelement zwischen dem Gaseinlassschließelement und dem Gaseinlasssperrabschnitt vorgesehen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeitsdurchtritte über die Wand des Flüssig- keitseinlassschließelements verteilte Bohrungen sind, also im Verhältnis zum Durchmesser des Flüssigkeitseinlasssperrabschnitts relativ klein, dafür in hoher Anzahl vorhanden sind. Das Gleiche gilt für die Gasdurchtritte. Vorteilhaft liegt das Durchmesser- Verhältnis Schließelement: Durchtrittsbohrung dabei über 1 :10, bevorzugt über 1 :20. Auf diese Weise gelingt es, die Anzahl an für den Gas- bzw. Flüssigkeitsdurchtritt zur Verfügung stehenden Durchtrittsbohrungen je nach Stellung des Ventilkolbenschiebers genau zu dosieren.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Flüssigkeits- und/oder Gasdurchtrittsboh- rungen als spiralförmig um die Seitenwand des jeweiligen Schließelements angeordnete Kette von Bohrungen vorgesehen sind. Denn in diesem Fall steigt die für den Flüssigkeits- bzw. Gasdurchtritt zur Verfügung stehende Anzahl von Bohrungen nicht schlagartig

an, bzw. fällt nicht schlagartig ab, sondern erhöht bzw. verringert sich beim Verschieben des Kolbenschiebers schrittweise um jeweils eine Bohrung, so dass der gewünschte Gas- bzw. Flüssigkeitsmassenstrom noch genauer eingestellt werden kann in Abhängigkeit vom Druckgefälle von der Flüssigkeitseinlassseite zur Mischzelle hin.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist eine Druckkompensatoranordnung zum Einbau in eine Schankanlage vorgesehen, mit einem in einem Leitungsstück beweglich angeordneten Drosselkörper, an dessen Oberfläche ein Getränk während des Zapfvorgangs vorbeiströmen kann und der während des Zapfvorgangs einen Querschnitt des Leitungsstücks für das zu zapfende Getränk freigibt. Anders als der bekannte, in den Zapfhahn integrierte Druckkompensator, dessen Stellung mittels einer Einstellschraube fixiert ist, ist der erfindungsgemäße Drosselkörper jedoch über eine Vorspanneinrichtung gegen die Getränkeströmung vorgespannt. Die Vorspannkraft darf dabei nur so hoch sein, dass der Querschnitt nur unterhalb eines vorgegebenen Druckunterschieds auf der Einlassseite der Druckkompensatoranordnung und der Auslassseite der Druckkompensatoranordnung nicht freigegeben wird. Oberhalb des vorgegebenen Druckunterschieds soll der Querschnitt dagegen sukzessive freigegeben werden. Die Größe des freigegebenen Querschnitts hängt dann vom Druck auf der stromabwärts gelegenen Seite des Drosselkörpers ab. Für Schankanlagen mit schankseitiger Druckbegasungsstufe wird fer- ner ein Imprägnierer vorgeschlagen, dessen Getränkeauslass von einer derartigen Druckkompensatoranordnung gebildet wird. Ferner wird eine Schankanlage mit einer derartigen, in den Getränkezufuhrstrang eingebauten Druckkompensatoranordnung vorgeschlagen.

Versuche haben gezeigt, dass mit dieser Anordnung gute Zapfeigenschaften hinsichtlich eines möglichst konstanten Zapfdrucks bei unterschiedlich eingestellter Abnahmemenge erreicht werden. Der Erfinder hat zunächst erkannt, dass sich der Druckverlust in dem Getränkezufuhrstrang mit der Strömungsgeschwindigkeit bzw. dem am Zapfhahn angeforderten Bedarf ändert. Mit der Erfindung wird dafür gesorgt, dass der Druck am Aus- gang der Druckkompensatoranordnung zumindest näherungsweise konstant ist, unabhängig vom Massenstrom. Außerdem kann ein evtl. zu hohes Druckniveau gegenüber gängigen Zapfanlagen in der Schankleitung auf ein Solldruckniveau abgesenkt werden, beispielsweise max. 3 bar, insbesondere max. 2,5 bar am Kompensator Auslass. Ferner können Druckstöße gedämpft werden, wenn zur Förderung des Getränks bzw. Getränke- Vorprodukts eine Hubkolbenpumpe eingesetzt wird. Dies hat sich bei Zapfanlagen mit Druckbegasungsstufe bzw. mit einem Imprägnierer als geeignet herausgestellt.

Wenn der Zapfhahn der Schankanlage geöffnet ist, drückt dabei auf der Einlassseite der Druckkompensatoranordnung das Getränk mit dem einlassseitigen Arbeitsdruck, der höher ist als der auslassseitige Leitungsdruck, gegen den Drosselkörper. Auf der Auslassseite wirkt dagegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung sowie der auslassseitig in der Schankleitung herrschende Druck gegen den Drosselkörper. Da der einlassseitige Arbeitsdruck in der Zapfleitung höher ist als der auslassseitige Zapfdruck gibt der Drosselkörper also einen Querschnitt des Leitungsstücks frei, so dass das Getränk an dem Drosselkörper vorbeiströmt, wenn die Vorspanneinrichtung eine geeignet gewählte Vorspannkraft aufweist (Vorspannkraft < Arbeitsdruck - Druck am Auslass der Druck- kammeranordnung).

Wird der Zapfhahn geschlossen, gleicht sich der Druck auf der Rückseite des Drosselkörpers an den Arbeitsdruck auf der Einlassseite des Drosselkörpers an, solange der Querschnitt vom Drosselkörper freigegeben ist. Da die Vorspanneinrichtung entgegen der Getränkeströmungsrichtung wirkt, wird der Drosselkörper mehr und mehr in eine das Leitungsstück verschließende Stellung gedrückt, bis er den Getränkezufuhrstrang bzw. das in den Getränkezufuhrstrang eingesetzte Leitungsstück vollständig verschließt.

Wird der Zapfhahn nun geöffnet, wird Flüssigkeit auf der Auslassseite der Schankleitung entnommen und die verbleibende Flüssigkeit in der Leitung entlastet, so dass der Drosselkörper wieder aufmacht, um dem tendenziell absinkenden Druck auf der Auslassseite entgegenzuwirken, bis sich bei konstanter Durchströmung durch den vom Drosselkörper freigegebenen Querschnitt erneut ein Kräftegleichgewicht einstellt. Unabhängig davon, ob der Zapfer die Einstellschraube am Zapfhahn weit öffnet, also eine hohe Durchflussmenge anfragt bzw. eine hohe Strömungsgeschwindigkeit zulässt, oder die Einstellschraube am Zapfhahn nicht so weit öffnet und eine niedrigere Durchflussmenge anfragt entspricht der Druckverlust an der erfindungsgemäßen Druckkompensatoranordnung dabei der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung, wie es sich aus dem Kräftegleichgewicht am Drosselkörper ergibt. Wenn der Zapfer eine niedrige Durchflussmenge anfragt und somit der Druck im auslassseitigen Bereich relativ hoch bleibt, wird daher der Drosselkörper einen kleineren Querschnitt freigeben als wenn der Zapfer mehr Durchfluß anfragt und der Druck im auslassseitigen Bereich daher relativ gering ist. Durch den kleineren freigegebenen Querschnitt tritt somit zwar nur ein geringerer Massenstrom, der Druckverlust pro Masse ist jedoch gegenüber einem höheren Massenstrom bei größerem freigegebenen Querschnitt höher, da die Spaltbreite bzw. der freigegebene Querschnitt kleiner ist.

Die erfindungsgemäße Druckkompensatoranordnung wirkt somit als ein sich selbst im Ansprechen auf die vom Zapfer abgefragte Zapfmenge auf den gewünschten Druckverlust pro Massenstromeinheit einstellendes Ventil. Alternativ hierzu wäre auch der Einsatz eines geregelten Proportionalventils denkbar.

Die Versuchsergebnisse entsprechen auch einer theoretischen Betrachtung. Nach Hagen-Poisseulle gilt für die mittlere Geschwindigkeit in einem stationär durchströmten Rohr mit Kreisquerschnitt

v _m = V/A = δp _v d ² /(32 δl ) bzw.

δp _v = v _m 32 ηl/d ² , wobei

v _m der mittleren Geschwindigkeit im Rohr entspricht, V dem Volumenstrom, A dem durchströmten Querschnitt δp _v dem Druckverlust über die Länge I, d dem Durchmesser des Rohrs, und η der dynamischen Zähigkeit.

Dabei steigt die Strömungsgeschwindigkeit v _m mit der Zapfmenge V bei konstantem Rohrdurchmesser d zwar, ebenso steigt jedoch der Rohrdurchmesser d mit der Zapfmenge V, so dass sie gegenläufige Einflüsse auf den Druckverlust δp _v haben. Für Ringspalte sind entsprechende Korrekturfaktoren in die Gleichungen einzuführen.

Wenn die Vorspanneinrichtung die Vorspannkraft über eine Feder aufbringt, kann die Feder dabei so gewählt werden, dass die Vorspannkraft zumindest näherungsweise über den gesamten Bewegungsbereich des Drosselkörpers konstant ist. Neben Federn mit degressivem Verlauf der Federgröße kommen aber auch Federn mit progressivem Verlauf oder mit einer Federkonstante in Betracht, beispielsweise um Druckschwankungen dämpfen zu können.

Weitere denkbaren Maßnahmen -alternativ oder als Ergänzung zu der Feder- wären Vorspanneinrichtungen mit Druckluftballons, über Hydraulikdämpfer bzw. -Zylinder, Pneumatikfedern etc., soweit es wirtschaftlich sinnvoll ist.

Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die Federkraft einstellbar ist. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, dass eine Einstelleinrichtung, also bei-

spielsweise eine Einstellschraube vorgesehen ist, oder dadurch, dass konstruktive Maßnahmen vorgenommen werden, so dass die Feder austauschbar ist und damit unterschiedlich wirkende Federn eingesetzt werden können.

Alternativ oder ergänzend zu einer federbasierten Vorspanneinrichtung könnte auch eine Bypassleitung von der Einlassseite auf die Rückseite des Drosselkörpers vorgesehen werden, so dass sich die gewünschte Vorspannkraft beispielsweise über einen vor die Bypassleitung geschalteten Druckteiler oder Druckminderer ergibt.

Um insbesondere bei Bier ein Aufreißen der Strömung in Turbulenzen und damit ein Schäumen am Zapfhahn zu verhindern ist ferner vorteilhaft, wenn der Drosselkörper einen längs erstreckten Ringspalt freigibt. Dazu kann ein längserstreckter Drosselkörper vorgesehen sein, der sich mit einer entsprechenden Aufweitung des Leitungsstücks, in dem er angeordnet ist, kegelstumpfartig verdickt. Vorteilhaft ist der Drosselkörper ferner einlassseitig abgerundet.

Das Leitungsstück kann dabei eine Hülse umfassen, welche an einer geeigneten Stelle des Getränkezufuhrstrangs eingesteckt, -geschoben oder -gepresst werden kann. Vorteilhaft liegt der einlassseitigen Abschnitt, in dem sich das Leitungsstück der Druckkompen- satoranordnung aufweitet, im Bereich der Hülse. Die Vorspanneinrichtung drückt den Drosselkörper somit in die Hülse. Auf der Gegenseite der Feder der Vorspanneinrichtung kann dann ein auslassseitig an die Hülse anschließender Rohrkörper vorgesehen sein, welcher einen Anschlag für die Feder aufweist. Alternativ dazu kann das Leitungsstück auch eine in einem an der gewünschten Stelle in den Getränkezufuhrstrang einschraub- baren Gewindestopfen oder in einem eine Mischzelle eines Imprägnierers auslassseitig abschließenden Abschlussstopfen vorgesehene Drosselkörperaufnahme umfassen.

Die Feder kann sich dabei an einer dem Drosselkörper gegenüberliegenden Wand des Leitungsstücks bzw. des Rohrkörpers abstützen, wenn der Strömungskanal abzweigt. Vorteilhaft ist die Feder dabei jedoch als Ringfeder ausgebildet, so dass der Anschlag als Ringschulter um den Strömungskanal herum gestaltet sein kann und die Strömung durch die Feder hindurch treten kann, ohne dass Druckverluste aufgrund einer Rohrkrümmung auftreten und ohne dass die Richtung der Schankleitung geändert werden muss. Dies ist nicht nur bei meist in senkrechter Richtung angeordneten Schankleitungen vorteilhaft, sondern besonders dann, wenn die Druckkompensatoranordnung an einen Imprägnierer anschließt, da dieser bevorzugt mit senkrecht nach oben gerichteter Strömungsrichtung eingebaut wird, weil auf diese Weise CO ₂ -Blasen im Imprägnierer aufsteigen und in einer

Beruhigungskammer oder -zone abgefangen werden können, ohne in die weiter oben liegenden Bereiche der Schankleitung aufzusteigen.

Wenn der auslassseitig an die Hülse anschließende Rohrkörper als an einen Innenge- windeflansch anschraubbarer Gewindestopfen ausgebildet ist, mit dem das Leitungsstück auf seiner Einlassseite mit dem Getränkezufuhrstrang verbindbar ist, lässt sich die erfindungsgemäße Druckkompensatoranordnung beispielsweise besonders einfach an einen Imprägnierer anbauen, dessen die Mischzelle auslassseitig abschließende Wand als Innengewindeflansch ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich möglich, die verschiedenen beanspruchten Merkmale frei zu kombinieren, soweit dies sinnvoll erscheint. Es versteht sich von selbst, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist auch nicht auf die beanspruchten Verwendungen beschränkt.

So könnte eine Verwendung jedes geeigneten Imprägnierers zum Versetzen von Bier mit Stickstoff bzw. zum Versetzen eines Getränkevorprodukts mit gasförmigen Aromastoffen oder zum Versetzen von nicht oder schwach-CO ₂ -haltigen Biervorprodukten mit CO ₂ zum Gegenstand einer eigenständigen Anmeldung gemacht werden.

Im Folgenden werden einzelne vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht eines Festkörper-Imprägnierers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2a eine Schnittansicht eines Imprägnierers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2b eine der Figur 2a entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Achse des Gas- und des Flüssigkeitseinlasskanals in Figur 2b senkrecht zur Blattrichtung;

Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Figur 3 einer leicht abge- wandelten Form der in Figur 2b gezeigten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 5 eine der Figur 4 entsprechende Ansicht einer leichten Abwandlung der in

Figur 2b gezeigten Ausführungsform;

Figur 6 eine Schnittansicht eines Imprägnierers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines Ventilschiebers in Figur 6.

Zunächst wird Bezug genommen auf Figur 1. Mit 1 ist dabei eine rohrförmige Mischzelle bezeichnet. In der Mischzelle 1 sind scheibenförmige Imprägnierkörper 11 , 13, 15 in Reihe nacheinander einpresst, so dass die die Mischzelle 1 durchströmende Flüssigkeit und das die Mischzelle 1 durchströmende Gas bzw. das bereits vorvermischte Gas-Flüssigkeitsgemisch durch die Imprägnierkörper 11 , 13, 15 hindurchtreten muss und so an der Oberfläche der mit Punkten angedeuteten Poren in Lösung gehen kann. Dabei ist der von der Zulaufseite her gesehen erste Imprägnierkörper 11 aus einem feinporigeren Sintermaterial als die beiden darauf folgenden Imprägnierkörper 13, 15.

An die Imprägnierkörper schließt sich ein mit 10 bezeichneter Beruhigungsabschnitt an, in dem das als turbulente Strömung aus dem ablaufseitigen Imprägnierkörper 15 austretende Gas-Flüssigkeitsgemisch zu einer laminaren Strömung beruhigt wird, bevor es durch eine Ablauföffnung 7 aus dem Imprägnierer austritt und beispielsweise zu einem Zapfhahn in der Zapfanlage hingeleitet wird.

Das Ablaufrohr 7 ist dabei in einem auf das Mischrohr 1 aufgeschraubten Deckel vorgesehen, welcher mit einem O-Ring gegen das Mischrohr abgedichtet ist. Zulaufseitig ist das Mischrohr 1 ebenfalls mit einem eingeschraubten Bauteil, einem Kopfstück 21 verschlossen und mit einem O-Ring abgedichtet.

An das Kopfstück 21 kann einerseits - in der Zeichnung links - die Gaszufuhr G an und andererseits - in der Zeichnung rechts - die Flüssigkeitszufuhr F angeschlossen werden. Dazu ist das Kopfstück 21 von einem Gaszufuhrkanal durchdrungen, welcher über einen

Rohrstummel 3 in die Mischzelle mündet, und von einem Flüssigkeitsdurchtrittkanal, der an einer mit 6 bezeichneten Stelle exzentrisch in die Mischzelle 1 mündet. Sowohl gaszu- fuhrseitig als auch flüssigkeitszufuhrseitig sind in dem Kopfstück Gewindebohrungen vorgesehen, in welche jeweils Anschlussstücke 33, 31 eingeschraubt sind, in denen je- weils ein Rückschlagventil 29, 27 aufgenommen ist, mit dem der Gas- bzw. Flüssigkeitszufuhrkanal gegen Rücklauf aus der Mischzelle 1 gesichert sind. In das gaszufuhrseitige Anschlussstück 33 ist wiederum ein Anschlusszapfen 23 eingeschraubt, welcher mit einer Gaszufuhrleitung steckverbunden werden kann, wohingegen auf der Flüssigkeitszufuhrseite ein Anschlusszapfen 25 in das dortige Anschlussstück 31 eingeschraubt ist, auf den ein Flüssigkeitsschlauch mit einem geeigneten Steckstück aufgesteckt werden kann. Dabei weist der Gaszufuhrkanal im Bereich des gaszufuhrseitigen Anschlusszapfens 23 eine mit 22 bezeichnete Querschnittsverengung auf, welche als Druckbegrenzungsdüse 22 dient. Mit der Druckbegrenzungsdüse 22 wird sichergestellt, dass der Gasdruck nicht so hoch wird, dass das Gas die Flüssigkeit in der Mischzelle verdrängt, wobei der Gasdruck und darüber der Mischvorgang trotzdem ausreichend steuerbar bleibt.

Der vorstehend angesprochene Rohrstummel 3, in den der das Kopfstück durchdringende Gaszufuhrkanal zentrisch einmündet, weist dabei an seiner dem Kopfstück 21 abgewandten Seite einen Teller 5 bzw. eine umlaufende Schulter 5 auf, und ist an seiner dem Kopfstück 21 zugewandten Seite in den mit einem Innengewinde versehenen, zentrisch zur Mischrohrmittelachse A verlaufenden Gaszufuhrkanal eingeschraubt. Zwischen dem Teller 5 und einem entsprechenden, umlaufenden Anschlag an dem Kopfstück 21 ist eine Vorimprägnierhülse 17 eingespannt. Die Vorimprägnierhülse 17 ist dabei kopfstückseitig mit einem als Innenschulter an einem Schaufelrad 19 ausgebildeten Dichtring gegen das Kopfstück abgedichtet und anderenends gegen das Teller 5 des Rohrstummels 3, wobei in der Zeichnung der Rohrstummel 3 in einem noch nicht vollständig in die Gewindebohrung im Kopfstück eingetretenen Zustand dargestellt ist. Das Schaufelrad 19 weist über seinen Umfang verteilte Leitschaufeln auf, mit denen die am Flüssigkeitszulauf 6 in die Mischzelle 1 eintretende Flüssigkeit in eine spiralförmige verwirbelte Strömung versetzt wird. Der den Gaszulauf in die Mischzelle 1 bildende Rohrstummel 3 weist dagegen auf seinen Umfangsoberflächen zwei Langlöcher 4 auf, durch die das Gas aus dem Gaszufuhrkanal durch die Vorimprägnierhülse 17 hindurch in die Mischzelle 1 eintreten kann.

Der Mischvorgang läuft also wie folgt:

Von einer angeschlossenen Gaszufuhr G wird Gas über den das Kopfstück 21 durchdringenden Gaszufuhrkanal zu den Langlöchern 4 des Rohrstummels 3 geleitet und tritt dort aus. Das ausgetretene Gas diffundiert zwangsweise durch die an beiden Enden abgedichtet aufgenommene Vorimprägnierhülse 17 hindurch, wodurch sich die als Gas- strahl eintretende Gasströmung zu einer großflächig über die der Mischzelle 1 zugewandten Oberfläche der Vorimprägnierhülse 17 verteilte, an der Oberfläche der Poren des porösen Materials, aus dem die Vorimprägnierhülse 17 gebildet ist, verwirbelte Gaseinblasung wandelt, bevor sie in die Mischzelle 1 eintritt.

Gleichzeitig tritt von einer angeschlossenen Flüssigkeitszufuhr F aus Flüssigkeit exzentrisch zur Mischrohrmittelachse A durch einen das Kopfstück 21 durchdringenden Flüssigkeitszufuhrkanal an der Stelle 6 in die Mischzelle 1 ein. Dort trifft die Flüssigkeitsströmung auf die Leitschaufeln 41 des Schaufelrads 19 und wird durch diese mit einem Drall in Querrichtung zur Einströmrichtung beaufschlagt, so dass auch die Flüssig- keitseinströmung zunächst abgebremst und verwirbelt wird. Dadurch, dass die' Vorim- prägnierstufe 17 aus einem lediglich semipermeablen, hydrophoben Material besteht kann die Flüssigkeitseinströmung aber nicht bis zu den Gasaustrittsöffnungen 4 vordringen. Eine erste Vorvermischung der weitflächig verteilten, turbulenten Gaseinströmung und der verwirbelten Flüssigkeitseinströmung in der Mischzelle 1 findet somit im Zulaufbereich in Nähe des Kopfstücks 21 statt.

Die Vorimprägnierstufe 17 und der Vorverwirbelungsstufe (Schaufelrad 19) könnten auch weggelassen werden. Alternativ zu der Vorimprägnierstufe 17 und der Vorverwirbelungsstufe (Schaufelrad 19) könnte auch ein Ultraschallvibrator vorgesehen sein, um eine Vorimprägnierung zu bewirken. Alternativ dazu könnte der Ultraschallvibrator den im folgenden beschriebenen Imprägnierkörpern 11 , 13, 15 auch nachgeordnet sein. Anstatt eines Ultraschallvibrators könnte auch ein Hochfrequenzvibrator vorgesehen sein. Als hochfrequent werden im Rahmen der Erfindung Frequenzen oberhalb 12000 Hz bezeichnet.

Die aus dem mit der Flüssigkeit bereits vorvermischten Gas bestehende Strömung tritt im weiteren Verlauf in den ersten Imprägnierkörper 11 ein, welcher aus einem feinporösen Material besteht. Die Oberfläche des porösen Festkörperimprägnierkörpers 11 wird dabei nicht nur durch seine Außenoberfläche gebildet, sondern auch durch die Oberfläche der Poren im Inneren des Imprägnierkörpers 1 1 und ist daher sehr groß, so dass es zu einer großen Turbulenz der durchtretenden Strömung und aufgrund der großen Phasengrenzfläche hohen Lösung des Gases in der Flüssigkeit kommt. An den ersten Imprägnierkörper 11 können zwei weitere Imprägnierkörper 13, 15 anschließen, mit denen die Feinein-

Stellung des Mischungsverhältnisses des Gas-Flüssigkeits-Gemischs vorgenommen wird. Dabei sind die Imprägnierkörper 11 , 13, 15 aus einem porösen Sintermaterial scheibenförmig hergestellt und in das Mischrohr 1 eingestopft, so dass sie dessen Durchmesser vollständig abschließen und die Zuströmung gezwungen ist, durch das Material der Im- prägnierkörper 11 , 13, 15 hindurch zu diffundieren. Die beiden Imprägnierkörper 13, 15 weisen dabei eine geringere Porenzahl als der vorderste Imprägnierkörper 11 auf.

Die gesinterten Festkörper 1 1 , 13, 15 können jedoch, wie sich in letzter Zeit herausgestellt hat, auch durch Schaumstoff-Imprägnierkörper ersetzt werden, insbesondere durch Polyester- oder Polyetherfilterschäume, bevorzugt retikuliert.

Nach dem Durchtritt durch die Haupt-Imprägnierstufe, die durch die Imprägnierkörper 11 , 13, 15 gebildet wird, gelangt das Gas-Flüssigkeits-Gemisch in einen durch die Imprägnierkörper 11 , 13, 15 von der restlichen Mischzelle 1 abgetrennten Beruhigungsbereich 10, in dem die turbulente Strömung abgebremst und in eine laminare Strömung überführt wird, welche über die Ablauföffnung 7 aus der Mischzelle austreten kann.

Figur 2a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Imprägnierers, bei dem die Imprägnierung zwar auch nach dem gleichen Prinzip wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Im- prägnierer erfolgt, wobei jedoch auf der Einlassseite der Mischzelle eine Ventilanordnung vorgesehen ist, bei der ein Gaseinlassschließelement 121 und ein Flüssigkeitseinlass- schließelement 127 gekoppelt ist, wohingegen auf der Auslassseite der Mischzelle eine Druckkompensatoranordnung vorgesehen ist. Auch bei stark schwankenden Druckverhältnissen und Massendurchsätzen kann damit ein konstant gutes Imprägnierergebnis erzielt und gleichzeitig die Schankbarkeit des hergestellten Getränks sichergestellt werden. Die mischzelleneinlassseitige Ventilanordnung und die mischzellenauslasssei- tige Druckkompensatoranordnung ergänzen sich dabei im Hinblick darauf, Druck- oder Mengenschwankungen im Zulauf und auf der Zapfhahnseite abzufangen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die schankseitige Bierbegasung mit CO ₂ von großer Bedeu- tung, da Bier ein Getränk ist, welches leicht zu schäumen beginnt. Wenn das Bier bzw. das Bier-Gas-Gemisch in der Zapfanlage jedoch unter Schaumbildung aufreißt, kann kein befriedigendes Zapfergebnis mehr erzielt werden.

Die Flüssigkeit strömt dabei durch den Flüssigkeitseinlass F und das Gas durch den Ga- seinlass G in den Mischkopf 121 und wird dort in die Mischzelle 1 weitergeleitet, in der der eigentliche Imprägniervorgang stattfindet. Das Gaseinlassschließelement 129 hat dabei die Form eines kegelig zum Gaseinlass G hin spitz zulaufenden Kolbens, wobei das Flüssigkeitseinlassschließelement 127 ein kegelstumpfartig sich zum Flüssigkeitsein-

lass hin verjüngender Kolben ist und die beiden Schließelemente 127, 129 über einen abschnittsweise nadelartig ausgebildeten Verbindungsabschnitt 128 zu einer Ventilschiebereinheit verbunden sind. Das Flüssigkeitseinlassschließelement 127 ist dabei mit einer sich einerseits an der Rückseite Flüssigkeitseinlassschließkolbens 127 und andererseits an einer Wand des Flüssigkeitseinlasskanals abstützenden, den Verbindungsabschnitt 128 umschließenden Ringfeder 134 gegen den Flüssigkeitszulauf vorgespannt.

Wird nun von der zulaufenden Flüssigkeit eine Kraft auf das Flüssigkeitseinlassschließ- element 127 ausgeübt, die größer als die aus dem Mischzelleninnendruck auf die Innen- seite des Flüssigkeitseinlassschließelements 127, der Federkraft und dem Gasdruck auf das Gaseinlassschließelement 129 resultierende Gegenkraft ist, öffnet das Flüssig- keitseinlassschließelements 127 den Flüssigkeitseinlass und - über den Verbindungsabschnitt 128 - das Gaseinlassschließelement 129 den Gaseinlass. Dabei ist der kegelige Verlauf des Gaseinlassschließelements 129 und des dieses umschließenden Gaseinlass- sperrabschnitts so auf den kegelstumpfartigen Verlauf des Flüssigkeitseinlassschließ- elements 127 bzw. des dieses umschließenden Flüssigkeitseinlasssperrabschnitts abgestimmt, dass sich für jedes Druckgefälle zwischen Flüssigkeitszulauf und Mischzelle das für den Imprägniervorgang optimale Massenstromverhältnis Gas : Flüssigkeit einstellt. Die Gaszufuhr G erfolgt dabei durch einen Vorimprägnierkörper 117 hindurch, an dem ringförmig die Flüssigkeitszufuhr F entlang strömt. Zum Ausgleich von mischzellen-ein- lassseitigen Druckschwankungen kann dabei ferner ein kompressibler Ballon 26 als Volumenausgleichskörper vorgesehen sein.

Der Imprägnierer befindet sich dabei in der überkopfstellung, d.h. der Mischkopf 121 be- findet sich unten und die Mischzelle 1 mit den Imprägnierkörpern 13 weist einen senkrecht nach oben gerichteten Strömungsverlauf auf. In der Mischzelle 1 nach dem Durchtritt durch die Imprägnierkörper 13 noch vorhandene Gasblasen B können auf diese Weise aufsteigen und in einem Beruhigungsbereich 10 der Mischzelle 1 abgefangen werden, ohne in die Druckkompensatoranordnung am Mischzellenauslass einzutreten und dadurch zu Turbulenzen am Zapfhahn zu führen.

Alternativ dazu kann auch der Mischkopf 121 oben angeordnet sein. Denn, wie sich gezeigt hat, werden damit noch bessere Resultate erzielt. Dies liegt daran, dass sich die karbonisierte Flüssigkeit vor dem (unterseitigen) Austritt aus der Mischzelle noch in einer Art Beruhigungswanne befindet. Außerdem hat nicht gebundenes Gas, insbesondere CO2 in der Flüssigkeit das Bestreben, nach oben zu steigen, also zurück in Richtung Proportionalventil, um dort in Flüssigkeit gebunden zu werden.

Erreicht die in der Imprägnier- bzw. Mischzelle 1 beispielsweise mit Kohlendioxid imprägnierte Flüssigkeit bzw. das Getränk, insbesondere das nunmehr karbonisierte Bier den Einlass zur Druckkompensatoranordnung, so drückt sie mit dem Arbeitsdruck in der Mischzelle 1 gegen den Drosselkörper 108. Diesem Druck wirkt die Vorspannkraft der rückseitig gegen den Drosselkörper 108 drückenden Feder 109 entgegen, welche über eine Einstellschraube 9a verstellt werden kann. Ferner wirkt der Druck auf der Auslassseite A gegen den Arbeitsdruck in der Mischzelle, öffnet der Zapfer die auf der Auslassseite A anschließende Zapfleitung bzw. den Zapfhahn, fällt der Druck auf der Auslassseite A ab und der Drosselkörper 108 wird soweit nach oben gedrängt, dass die in der Mischzelle 1 imprägnierte Flüssigkeit durch die Druckkompensatoranordnung hindurch zum Zapfhahn strömen kann.

Die Spaltbreite zwischen der Hülse 102 und dem Drosselzapfen 108 bestimmt dabei die Strömungsgeschwindigkeit und damit den Massenstrom und hat gleichzeitig Einfluss auf den Druckverlust an der Druckkompensatoranordnung. Wird vom Zapfer eine große Menge an beispielsweise zapffertig imprägniertem Bier gefordert, fällt der Druck auf der Zapfseite stark ab und der Drosselkörper 108 öffnet auf eine große Spaltbreite. Fällt der Druck auf der Zapfseite weniger stark ab (weil der Zapfer eine kleinere Menge anfordert) öffnet der Drosselkörper 108 auf eine geringere Spaltbreite.

Dabei wirkt die Druckkompensatoranordnung auch auf die Einlassventilanordnung, da mit der Druckkompensatoranordnung Druckänderungen in der Mischzelle abgepuffert werden, die aus den verschiedenen Zapfgeschwindigkeiten resultieren, wodurch die über die Einlassventilanordnung abzufangenden Gasdosierungsprobleme bei unterschiedli- chen Druckgefällen zwischen Flüssigkeitseinlass und Mischzelle verringert werden, da die Druckschwankungen kleiner werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dabei in Figur 2b gezeigt. Der in Figur 2a gezeigte Drosselkörper 108 und entsprechend die Hülse 102 sind dabei etwas schlanker als der in Fig. 2b gezeigte Körper 8 bzw. Hülse 2, so dass die Reibungsverluste insgesamt etwas geringer sind. Ferner ist die Hülse 102 vollständig in dem die Mischzelle auf der Auslassstirnseite abschließenden Stopfen 120 aufgenommen, an welchen das Auslassstück 130 mit einem zur Seite hin verlaufenden Auslass A angeflanscht ist und zur Hülse 102 mit einem O-Ring abgedichtet ist. Auch der Stopfen 120 ist dabei mit einem O- Ring und einer stirnseitig eingelegten Flachdichtung gegen die Seitenwände der Mischzelle abgedichtet.

Die Druckkompensatoranordnung weist somit ein Leitungsstück 2, 30, 12 auf, welches in einen (lnnen-)Gewindeflansch 20 eines Imprägnierers eingeschraubt ist, der die Abschlußwand der Mischzelle 1 bildet. Das Leitungsstück 2, 30, 12 weist eine einlassseitige Hülse 2 auf, welche in eine entsprechende Aufnahmeöffnung in der die Mischzelle 1 auf der Auslassstirnseite abschließenden Wand des Gewindeflansches 20 eingepresst ist. In der Hülse 2 ist ein Drosselkörper bzw.- zapfen 8 angeordnet, der zur Einlassseite hin spitz zuläuft und damit der dortigen Aufweitung der Hülse 2 entspricht. Auf den Zapfen 8 wirkt eine Feder 9, welche den Zapfen 8 zum Einlass der Hülse 2 hin drängt, so dass der Einlass der Hülse 2 bzw. des Leitungsstücks 2, 30, 12 verschlossen ist, wenn kein Druck von der Einlassseite her auf den Zapfen 8 wirkt. Dazu stützt sich die Feder 9 an einer Ringschulter 16 in dem Rohrstück 30 ab, wobei das Rohrstück 30 in das Innengewinde des Gewindeflansches 20 abgedichtet eingeschraubt ist und die Hülse 2 in der Aufnahme in des Gewindeflansches 20 hält und mit ihr eine durchgängige, zur Umgebung hin abgedichtete Leitung bildet. Auf der Auslassseite ist ein Anschlussstück 12 in das Rohrstück 30 eingeschoben, so dass der Imprägnierer über die Druckkompensatoranordnung an die Schankleitung angeschlossen werden kann.

Die Druckkompensatoranordnung der Figur 2b unterscheidet sich somit gegenüber der in Figur 2a gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der Getränke- auslass hier durch die Ringfeder 9 hindurch und dann knickfrei vertikal nach oben erfolgt, wohingegen gemäß Fig. 2a ein seitlicher Getränkeauslassanschluss vorgesehen ist. Obwohl sich die Einlassventilanordnung noch grundlegender von der in Fig. 2a gezeigten Ausführungsform unterscheidet, wurden hier ebenso wie bei der Druckkompensatoranordnung für funktional ähnliche oder gleiche Bauteile ähnliche Bezugszeichen vergeben wie in Figur 2a.

Das Flüssigkeitseinlassschließelement 227 ist dabei wiederum über eine Ringfeder 234 gegen den Flüssigkeitszulaufdruck abgestützt, welche einen Verbindungsabschnitt 228 umschließt, welcher das Flüssigkeitseinlassschließelement 227 mit dem Gaseinlass- schließelement 229 zu einer Kolbenschiebereinheit verbindet, die in dem fluchtenden Gaseinlasskanal und Flüssigkeitseinlasskanal verschiebbar ist. Dabei ist der das Flüssig- keitseinlassschließelement 227 bildende Hohlzylinder zum Flüssigkeitszulauf hin offen und mischzellenseitig mit einer Stirnwand verschlossen, wohingegen die das Gaseinlass- schließelement 229 bildende Hohlzylindernadel zur Gaszufuhrseite hin durch eine Stirn- wand verschlossen ist und zur Mischzelle 1 hin über ihren Umfang verteilt mehrere, in Fig. 2b nicht dargestellte öffnungen aufweist (siehe Bezugszeichen 232 in Figur 3 und 4). Der das Flüssigkeitseinlassschließelement 227 bildende Hohlzylinder ist dabei in einer einen Flüssigkeitseinlasssperrabschnitt bildenden Bohrung mit geringem Spiel auf-

genommen, die das Gaseinlassschließelement 229 bildende Hohlzylindernadel in einer einen Gaseinlasssperrabschnitt bildenden Bohrung, wobei eine Gasdichtung 239 zwischen Bohrung und Hohlzylindernadel vorgesehen ist und die beiden Bohrungen miteinander fluchten.

Mit 236 ist dabei eine spiralförmig um die Umfangsseitenwand des Flüssigkeitseinlass- schließelement 227 umlaufende Kette von Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen bezeichnet, mit 238 eine spiralförmig um die Umfangsseitenwand des Flüssigkeitseinlassschließ- element 227 umlaufende Kette von Gasdurchtrittsöffnungen. Wird nun von der Flüssig- keitszulaufseite her ein entsprechend hoher Druck auf das Flüssigkeitseinlassschließ- element 227 aufgebracht, verschiebt sich die gesamte Kolben- bzw. Ventilschieberanordnung in der Zeichnung nach links, wodurch das Flüssigkeitseinlassschließelement 227 mit seiner der Mischzelle zugewandten Seite in ein offenes Volumen 237 hineinragt. Dadurch wird - je nach aufgebrachtem Flüssigkeitsdruck, Gasdruck und Mischzelleninnen- druck - zumindest ein Teil der Flüssigkeitsdurchtritte 236 freigegeben, so dass der in die Mischzelle strömende Flüssigkeitsmassenstrom entsprechend eingestellt wird.

ähnlich stellt sich der in die Mischzelle strömende Gasmassenstrom ein: Wird das Gaseinlassschließelement 229 über den Verbindungsabschnitt 228 nach links verschoben ragt es mit seinem der Gaszufuhr zugewandten Ende in ein freies Volumen 235 hinein, wobei ein dem freigegeben Teil der Flüssigkeitsdurchtritte 236 entsprechender Teil der Gasdurchtrittsbohrungen 238 freigegeben werden, so dass sich für jeden einströmenden Flüssigkeitsmassenstrom der für den Imprägniervorgang optimal passende Gasmassenstrom einstellt.

Zwischen die Hülse 2 und das Kopfstück 221 kann ein Imprägnierkörper 213 eingepresst sein, durch den die Strömung durchtreten muss. Der Imprägnierkörper 213 ist dabei soweit formstabil, dass keine weiteren Befestigungsmittel benötigt werden, besteht also bei- spielsweise aus einem formstabilen Hohlfasermodul. Bis auf den Beruhigungsbereich 10 füllt er die Mischzelle 1 vollständig aus. Auch hier hat es sich gezeigt, dass der Imprägnierer am besten in einer Stellung betrieben wird, in der der Mischkopf oben ist, also in einer gegenüber der Zeichnung um 180° gedrehten Stellung.

Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils Abwandlungen der in Figur 2b gezeigten Ausfüh- rungsform.

In Figur 4 ist dabei mit schraffierter Linie eine öffnungsstellung des aus dem Flüssig- keitseinlassschließelement 227, dem Verbindungsabschnitt 228 und dem Gaseinlass- schließelement 429 bestehenden Ventilschiebers angedeutet. Man erkennt dabei, dass die Kette der Gasdurchtritte 438 mit einer geringeren Steigung um die Seitenumfangs- wand des Gaseinlassschließelements 429 umläuft. Damit werden pro Längeneinheit, um den der Ventilschieber in die öffnungsstellung verschoben wird, eine größere Anzahl an Gasdurchtritten freigegeben als bei der in Fig. 2b dargestellten Ausführungsform. Daher kann die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform beispielsweise für die Herstellung eines anderen Getränks verwendet werden als die in Fig. 2b dargestellte Ausführungsform, bei- spielsweise für die Herstellung von Weizenbier aus einem kohlensäurelosen Weizenbiervorprodukt und Kohlendioxid im Gegensatz zu der Herstellung von hellem Bier aus einem kohlensäurelosen Gerstenbiervorprodukt und Kohlendioxid.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist dagegen sowohl die gesamte Um- fangsseitenwand des Flüssigkeitseinlassschließelements 327 als auch des Gaseinlassschließelements 329 mit Durchtritten 336 bzw. 338 perforiert.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Imprägnierers und Fig. 7 den aus dem Flüssigkeitseinlassschließelement 527, dem Verbindungsabschnitt 528 und dem Gaseinlassschließelement 529 bestehenden Ventilschieber dieses Imprägnierers. Dabei wurden funktional ähnliche oder gleiche Teile mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.

Die als Kette um den Umfang des Gaseinlassschließelements 529 herum verlaufenden Gasdurchtritte 538 haben dabei einen Durchmesser von 0,2 mm, lediglich der erste Gasdurchtritt auf Seiten des Gaseinlasses ist etwas größer, in der hier gezeigten Ausführungsform 0,3 mm. Demgegenüber haben die als Kette um den Umfang des Flüssig- keitseinlassschließelements 527 angeordneten Flüssigkeitsdurchtritte 536 einen Durchmesser von 2,2 mm. Das Durchmesserverhältnis liegt somit in einem insgesamt bei Pro- portionalventilen für Imprägnier der erfindungsgemäßen Art zur Bierherstellung als geeignet erscheinenden Bereich von 1 :9 bis 1 :1 1.

Das Gas strömt durch die Gasdurchtritte 538 hindurch in eine sich längs des Gaseinlassschließelements 529 erstreckende, zur Gaseinlassseite ansonsten abgeschlossene In- nenbohrung 540, die in Fig. 6 dargestellt ist. Aus der Innenbohrung 540 strömt das Gas über zwei Auslassöffnungen 532 (Durchmesser 2,2 mm) am Umfang des Verbindungsabschnitts 528 in die Mischzelle.

Die Innenbohrung 540 kann dabei mit der Flüssigkeitsseite in Kontakt stehen, muss aber nicht. Im dargestellten Beispiel ist sie von der Flüssigkeitsseite her in den Ventilschieber eingebohrt, so dass dieser einstückig gefertigt werden kann. Aufgrund des höheren Gas- drucks (z.B. 5,5 bar gegenüber 4,5 bar Flüssigkeitsdruck) wird in jedem Fall eine Flüssigkeitsströmung zur Gaseinlassseite auch bei geöffnetem Schieber unterbunden und eine ausreichende Gasströmung in Richtung in die Mischzelle hinein gewährleistet. Zur Flüssigkeitseinlassseite hin kann das Gas auch nicht weit vordringen, weil es von der massemäßig viel größeren Flüssigkeitsströmung durch die Flüssigkeitsdurchtritte 536 mitgerissen wird.

Die in den Figuren 6 und 7 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich darüber hinaus im Wesentlichen lediglich durch die folgenden Punkte von den in den Figuren 2b bis 5 dargestellten Ausführungsformen: Die Mischzelle wird in ihrem oberen Bereich vollstän- dig durch einen aus einem zusammengepressten Schaumstoff bestehenden, als ¹ ' Imprägnierkörper dienenden Festkörper 513 ausgefüllt, welcher mittels eines mit 514 bezeichneten Lochblechs in Position gepresst und dort gehalten wird. Das Lochblech 514 wird wiederum an seinem Außenumfang von einem Gewindestopfen 520 in Position gehalten, mit dem die Mischzelle ausgangsseitig abgedichtet ist. Der Imprägnierkörper ist ins- besondere aus Polyester- oder Polyetherfilterschaum mit einer Porengröße von 90-100 PPI (Poren pro Inch), beispielsweise gemessen nach dem PPI-Messverfahren. Dies entspricht einer Porengröße von ca. 250μm und ca. 90.000 Zellen/cm ³ (offenporige Zellen). Die Zellstruktur ist die eines retikulierten Filterschaums, also nahezu 100% offenzellig. Alternativ zu der Halterung des Imprägnierkörpers mittels des Lochblechs 514 könnte auch ein die gesamte Mischzelle ausfüllender Imprägnierkörper vorgesehen sein. Der Imprägnierer wird aus den schon vorstehend genannten Gründen in der in Fig. 6 dargestellten Stellung mit oben sitzendem Kopfstück eingebaut.

Ferner ist der Kompensatorzapfen 508 in einer entsprechend ausgeformten, konisch zur Mischzelle hin zulaufenden Ausnehmung 502 in dem Gewindestopfen 520 angeordnet.

Selbstverständlich sind Abweichungen von den dargestellten Ausführungsformen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ferner können die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen beliebig kombiniert werden.

So ist es bei den in den Figuren 2a bis 7 gezeigten Imprägnierern zwar besonders vorteilhaft, dass sowohl Imprägnier-Festkörper, als auch das einlassseitige Proportionalventil

und der auslassseitige Druckompensator verwendet werden. Beispielsweise wird dadurch, dass Imprägnier-Festkörper eingesetzt werden ein Zusetzen oder eine Fehlfunktion des Druckkompensators verhindert und durch das Einlass-Proportionalventil die Druckschwankungen am Druckkompensator vermindert und umgekehrt. Es wäre im Rahmen der Erfindung jedoch ebenfalls Ausführungsformen eines Imprägnierers denkbar, die jeweils nur hinsichtlich der Füllung der Mischzelle, des Einlasses oder des Auslasses die gezeigten Merkmale aufweisen oder bei denen nur zwei dieser Aspekte der Erfindung verwirklicht sind.

Neben Bier und Limonade lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Imprägnierer auch Getränke wie Cidre, Sekt, Champagner, Apfelschorle, Cola durch Karbonisieren aus einem entsprechenden, kohlesäurearmen oder -losen Vorprodukt herstellen. Alternativ zu der in den Figuren 2a bis 7 gezeigten und in den Ansprüchen 11 bis 20 beanspruchten Kopplung von Gaseinlassschließelement und Flüssigkeitseinlassschließ- element kann im Rahmen der Erfindung auch eine Steuerung bzw. Regelung eines Imprägnierers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 21 vorgesehen sein, mit der der CO∑-Gehalt im mit dem erfindungsgemäßen Imprägnierer erzeugten Getränk über den eingangssseitigen Gasdruck als Stellgröße geregelt wird. Will man z.B. weniger CO2 im Getränk haben als momentan vorhanden, wird der Gasdruck verringert, z.B. von 5,5 bar auf 5 bar Gasdruck. Will man mehr CO2 im Getränk haben, dann wird der Gasdruck erhöht, z.B. auf 6 bar. Somit kann man immer den gewünschten, getränkespezifischen CO∑-Gehalt über den Gasdruck einstellen, allerdings auch immer in Abhängigkeit vom jeweiligen Flüssigkeitsdruck. Je höher der Flüssigkeitsdruck ist, umso geringer ist bei gleichbleibendem Gasdruck die CO∑-Konzentration im erzeugten Getränk. Um bei einer Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks, z.B. von 5,5 bar auf 6 bar, die gleiche CO∑-Kon- zentration im erzeugten Getränk zu bekommen müsste der Gasdruck ebenfalls nach oben korrigiert werden, bis das Verhältnis wieder stimmt. Die Cθ2-Konzentration im erzeugten Getränk kann dabei gemessen und der Gasdruck entsprechend eines geeigneten Regelalgorithmus eingestellt werden. Bei bekanntem Flüssigkeitsdruck kann der geeignete Gasdruck aber auch als eine vorab in einem Kennfeld des jeweiligen Imprägnierers und des jeweiligen Getränks aufgezeichnete Kenngröße abgelesen und entsprechend eingestellt werden.