Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A CARBONATED BEVERAGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/089621
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a beverage in portions, wherein a beverage concentrate portion is mixed with a water portion, said water portion being mixed with carbon dioxide prior to being mixed with the beverage concentrate. The invention additionally relates to a device for producing a beverage in portions, wherein a beverage concentrate portion is mixed with a water portion, said water portion being mixed with carbon dioxide in a static mixer prior to being mixed with the beverage concentrate.

Inventors:
KRÜGER MARC (DE)
EMPL GÜNTER (DE)
FISCHER DANIEL (CH)
SONDEREGGER REMO (CH)
Application Number:
PCT/EP2020/080961
Publication Date:
May 14, 2021
Filing Date:
November 04, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
FREEZIO AG (CH)
International Classes:
A23L2/54; A47J31/40; B01F3/04; B67D1/04
Domestic Patent References:
WO2019101997A12019-05-31
Foreign References:
DE102011001252A12012-09-20
EP1091050A12001-04-11
DE102017120323A12019-03-07
Attorney, Agent or Firm:
KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche:

1 . Verfahren zur portionsweisen Herstellung eines Getränks (1), bei dem eine Getränkekonzentratportion (2) mit einer Wasserportion (3) gemischt wird, wobei die Wasserportion vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid (4) versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Versetzung mit Kohlenstoffdioxid bei einem Überdruck von mindestens 7 Bar, vorzugsweise > 8 Bar, besonders bevorzugt bei 9- 11 Bar erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser vor dem Mischen mit Kohlenstoffdioxid bei einer Temperatur von 0 - 10 °C, bevorzugt von 0 - 4°C zur Verfügung gestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung des Kohlenstoffdioxids in dem Wasser durch Mischung in einem Statikmischer (5) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit in dem Statikmischer 3-8 m/s beträgt.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts von dem Statikmischer ein Kompensator (6) vorgesehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Statikmischer vor und nach der Herstellung der Wasserportion ein im Vergleich zu Betriebsbedingungen verminderter Druck, vorzugsweise Umgebungsdruck vorliegt.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Wasser- zu Kohlenstoffdioxid-Menge geregelt wird.

8. Vorrichtung zur portionsweisen Herstellung eines Getränks, bei dem eine Getränkekonzentratportion (2) mit einer Wasserportion (3) gemischt wird, wobei die Wasserportion vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid (4) in einem Statikmischer (5) versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Statikmischer (5) aus mehreren Mischerstufen (7) gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang einer stromabwärtigen Mischerstufe eine Düse für die daran benachbarte stromaufwärtige Mischerstufe bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchströmungsquerschnitt des Statikmischers (5) in Strömungsrichtung vermindert.

11 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchströmungsquerschnitt stufenweise verringert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts von dem Statikmischer (5) ein Kompensator (6) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensator einen Einlass (19) und einen Auslass (20) aufweist und der Auslass (20) versetzt zur Längsmittelachse, vorzugsweise exzentrisch zur Längsmittelachse (26) des Kompensators vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensator (6) ein Gehäuse (13) aufweist, in dem sich ein Einbauelement (14) befindet, das einen konischen und einen zylindrischen Abschnitt 23, 24) aufweist, wobei an dem zylindrischen Abschnitt Vorsprünge und/oder Einbuchtungen vorgesehen sind, deren Länge in Längsrichtung maximal 40% der Länge des zylindrischen Teils ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem konischen Teil Rippen (22) vorgesehen sind, die vorzugsweise elastisch sind.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines karbonisierten Getränks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur portionsweisen Herstellung eines Getränks, bei dem eine Getränkekonzentratportion mit einer Wasserportion gemischt wird, wobei die Wasserportion vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid versetzt wird. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur portionsweisen Herstellung eines Getränks, bei dem eine Getränkekonzentratportion mit einer Wasserportion gemischt wird, wobei die Wasserportion vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid in einem Statikmischer versetzt wird.

Der Bedarf an portionsweiser Herstellung von karbonisierten Getränken unter Verwendung einer Getränkekonzentratportion steigt ständig. In der Vergangenheit war jedoch oftmals die Karbonisierung nicht ausreichend, so dass das portionsweise mit einer Getränkekonzentratportion hergestellte Getränk nicht wie das in Flaschen oder Fässern abgefüllte Original schmeckte.

Es war deshalb die Aufgabe ein Verfahren und eine Vorrichtung Verfahren zur portionsweisen Herstellung eines Getränks, bei dem eine Getränkekonzentratportion mit einer Wasserportion gemischt wird, zur Verfügung zu stellen, das/die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren zur portionsweisen Herstellung eines Getränks, bei dem eine Getränkekonzentratportion mit einer Wasserportion gemischt wird, wobei die Wasserportion vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid versetzt wird, bei dem die Versetzung mit Kohlenstoffdioxid bei einem Überdruck von mindestens 7 Bar, vorzugsweise > 8 Bar, besonders bevorzugt bei 9- 11 Bar erfolgt.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachte Offenbarung gilt auch für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbar wurden, können auch in andere Gegenstände aufgenommen werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur portionsweisen Herstellung eines Getränks. Dafür wird Getränkekonzentratportion, insbesondere in einer Ein- oder Mehrwegverpackung zur Verfügung gestellt, deren flüssiger oder pulverförmiger Inhalt mit einer Wasserportion, insbesondere einer Leitungswasserportion vermischt wird, die das fertige Getränk bilden. Vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid versetzt das Wasser mit Kohlenstoffdioxidblasen versetzt und das Kohlendioxid zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in dem Wasser gelöst. Der Versatz des Wassers mit dem Kohlenstoffdioxid erfolgt vorzugsweise ebenfalls portionsweise und besonders bevorzugt unmittelbar bevor das karbonisierte Wasser mit dem Getränkekonzentrat gemischt wird.

Der Versatz des Wassers mit dem Kohlenstoffdioxid erfolgt vorzugsweise ein einem kontinuierlichen Prozess, bei dem Wasser und Kohlenstoffdioxid in einem aufeinander abgestimmten Verhältnis versetzt werden.

Erfindungsgemäß herrscht während des Versatzes des Wassers mit Kohlenstoffdioxid ein Überdruck von mindestens 7 Bar, vorzugsweise > 8 Bar, besonders bevorzugt bei 9- 11 Bar. Dadurch löst sich das Kohlenstoffdioxid in dem Wasser zumindest weitestgehend, vorzugsweise vollständig.

Die Wasserportion wird vorzugsweise einem Wassertank entnommen und mit einer Pumpe auf den gewünschten Druck gebracht. Der Kohlenstoffdioxid wird vorzugsweise einer Druckflasche entnommen.

Die Vermischung von Wasser und Kohlenstoffdioxid erfolgt vorzugsweise portionsweise aber besonders bevorzugt kontinuierlich, während das Wasser fließt, insbesondere zur Getränkeherstellung einem Wassertank entnommen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Wasser vor dem Mischen mit Kohlenstoffdioxid bei einer Temperatur von 0 - 4^ zur Verfügung gestellt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Wasser vor dem Mischen mit Kohlenstoffdioxid bei einer Temperatur von 4 - IO'Ό zur Verfügung gestellt. Dafür wird das Wasser nach der Entnahme aus dem Wassertank vorzugsweise gekühlt, insbesondere in einem Wärmetauscher gekühlt. Die Kühlung des Wassers erfolgt vorzugsweise portionsweise.

Der Kohlenstoffdioxid wird dem Wasser vorzugsweise, zumindest im Wesentlichen blasenförmig, zugemischt. Vorzugsweise erfolgt eine Lösung des Kohlenstoffdioxids in dem Wasser durch Mischung des Kohlenstoffdioxids mit dem Wasser in einem Statikmischer, wobei gemäß einer anderen bevorzugten Au sfüh rungsform alternativ oder zusätzlich ein dynamischer Mischer, d.h. ein Mischer mit einem Rotor, eingesetzt wird. Besonders bevorzugt beträgt die Strömungsgeschwindigkeit in dem Statikmischer 3 - 8 m/s.

In dem Statikmischer herrscht vor und nach der Herstellung der karbonisierten Wasserportion vorzugsweise ein im Vergleich zu Betriebsbedingungen verminderter Druck, vorzugsweise Umgebungsdruck. Sobald das für die Herstellung einer Getränkeportion benötigte Wasservolumen karbonisiert worden ist, wird die Pumpe abgeschaltet und der Druck in dem Statikmischer reduziert sich, vorzugsweise auf Umgebungsdruck.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verhältnis von Wasser- zu Kohlenstoffdioxid-Menge geregelt. Besonders bevorzugt wird dafür der Volumenstrom und/oder die Strömungsgeschwindgkeit des Wassers gemessen und der Kohlenstoffdioxid- Volumenstrom entsprechend zudosiert.

Die Aufgabe wird außerdem mit einer Vorrichtung zur portionsweisen Herstellung eines Getränks gelöst, bei dem eine Getränkekonzentratportion mit einer Wasserportion gemischt wird, wobei die Wasserportion vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat mit Kohlenstoffdioxid in einem Statikmischer versetzt wird und der Statikmischer aus mehreren Mischerstufen gebildet ist.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachte Offenbarung gilt auch für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbar wurden, können auch in andere Gegenstände aufgenommen werden.

Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur portionsweisen Herstellung eines Getränks. Eine Portion Wasser wird mit einer Portion eines Getränkekonzentrats gemischt und daraus resultiert das herzustellende Getränk. Vor der Vermischung mit dem Getränkekonzentrat wird das Wasser karbonisiert. Dafür wird dem Wasser Kohlenstoffdioxid zugesetzt und in einem Statikmischer so miteinander Vermischt, dass das sich zudosierte Kohlenstoffdioxid zumindest weitestgehend in dem Wasser löst.

Erfindungsgemäß weist der Statikmischer mehrere Mischerstufen auf, die beispielsweise durch eine Wand mit einer Ausnehmung voneinander getrennt sind. Durch die Ausnehmung strömen das Wasser und das Kohlenstoffdioxid. Vorzugsweise ist der Statikmischer einstückig gefertigt, vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil.

Vorzugsweise bildet der Ausgang einer stromabwärtigen Mischerstufe eine Düse für die daran benachbarte stromaufwärtige Mischerstufe.

Vorzugsweise vermindert sich der Durchströmungsquerschnitt des Statikmischers in Strömungsrichtung, vorzugsweise stufenförmig.

Vorzugsweise sind zwei bis vier, bevorzugt vier Statikmischer, insbesondere baugleiche Statikmischer in Reihe geschaltet.

Vorzugsweise ist stromabwärts von dem Statikmischer ein Kompensator vorgesehen. Das karbonisierte Wasser strömt durch den Kompensator bevor es für die Herstellung eines Getränks eingesetzt wird. Der Kompensator kann zur Druckminderung eingesetzt werden, bei der wenig Gas aus der Flüssigkeit ausgast.

Der Kompensator ist vorzugsweise ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Bauteil

Vorzugsweise weist der Kompensator einen Einlass und einen Auslass auf und der Auslass versetzt zur Längsmittelachse des Kompensators vorgesehen ist. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Auslass versetzt zur Längsmittelachse, vorzugsweise exzentrisch zur Längsmittelachse des Kompensators vorgesehen. Dadurch ist das Zentrum des Kompensators frei und kann für andere Zwecke, beispielsweise zur Druckverlustregulierung eingesetzt werden.

Vorzugsweise weist der Kompensator ein Gehäuse auf, in dem sich ein Einbauelement befindet, wobei sich zwischen dem Gehäuse und dem Einbauelement ein Spalt, dessen Breite vorzugsweise einstellbar ist, befindet. Durch diesen Spalt strömt das Karbonisierte Wasser von dem Einlass des Kompensators zu dessen Auslass. Die Spaltbreite ist vorzugsweise über dessen gesamte Länge konstant.

Vorzugsweise weist das Einbauelement einen konischen und einen zylindrischen Abschnitt auf, wobei an dem zylindrischen Abschnitt Vorsprünge und/oder Einbuchtungen vorgesehen sind, deren Länge in Längsrichtung maximal 40% der Länge des zylindrischen Teils beträgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind an dem konischen Teil des Einbauelementes Rippen vorgesehen, die vorzugsweise elastisch sind. Die Rippen können aus dem gleichen oder einem anderen Material als das Einbauelement bestehen und/oder eine Ausprägung des konischen Teils des Einbauelementes sein. Vorzugsweise sind in dem Einbauelement Einbuchtungen vorgesehen, die die Rippen from- und/oder kraftschlüssig aufnehmen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 - 4 erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch das erfindugsgemäße Verfahren.

Figuren 2 - 4 zeigen jeweils eine Darstellung des Kompensators.

Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Diese Erläuterungen gelten für alle Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.

Figur 1 zeigt die Vorrichtung zur Fierstellung eines Getränkes 1. Für die Fierstellung des Getränks wird ein Getränkekonzentrat, das in dem vorliegenden Fall als Portion 2 in einer Ein- oder Mehrwegverpackung, beispielsweise einer Kunststoff- oder Metallkartusche zur Verfügung gestellt wird, mit einer Portion Wasser, beispielsweise 200 ml, gemischt und dann in einem Behälter gesammelt. Das Wasser wird in dem Wassertank 3 zur Verfügung gestellt und mittels der Pumpe 8, hier zwei parallel geschaltete bzw. redundante Pumpen, auf den gewünschten Druck von mindestens 7 bar gebracht. Die Durchflussmenge, die von dem Tank 3 in den Behälter 1 läuft, wird vorzugsweise mittels eines Durchflussmessers 10 überwacht, der vorzugsweise auch die Pumpen so steuert, dass das gewünschte Volumen an Wasser gefördert wird. Für die Fierstellung eines Getränks wird die Pumpe vorzugsweise an- und nach dem Bezug der gewünschten Wassermenge wieder abgeschaltet. Vorzugsweise wird das Wasser, insbesondere vor dessen Karbonisierung, gekühlt. Dafür ist eine Wasserkühlung, die einen Wärmetauscher mit einem Kühlwasserkreislauf aufweist, vorgesehen. Das C0 2 wird dem Wasser vorzugsweise nach der Kühlung zudosiert. Das C0 2 wird einem Kohlenstoffdioxidvorrat 4, hier eine Druckflasche, entnommen und mittels einer C0 2 -Dosierung 11 in das Wasser, insbesondere blasenförmig, eindosiert. Vorzugsweise erfolgt die C0 2 -Dosierung in Abhängigkeit von der Durchflussmenge an Wasser, die mittels des Durchflussmessers 10 ermittelt wird. Stromabwärts von der C0 2 -Dosierung ist ein Mischer, hier ein Statikmischer 5 vorgesehen, der hier zweistufig ausgeführt ist, wobei jede Stufe vorzugsweise mehrere Mischerstufen aufweisen kann. Der Statikmischer ist vorzugsweise so konstruiert, dass sich der Durchströmungsquerschitt nach jeder Mischerstufe in Strömungsrichtung vermindert. Vorzugsweise sind die beiden Stufen des Statikmischers gleichförmig ausgeführt. Vorzugsweise ist der Statikmischer ein Kunststoffteil, insbesondere ein Kunststoffspritzteil. In dem Statikmischer wird das blasenförmig eindosierte C0 2 , vorzugsweise insbesondere vollständig, in dem Wasser gelöst. Stromabwärts von dem Statikmischer ist ein Kompensator vorgesehen, mit dem der Druck in dem Statikmischer eingestellt werden kann. Dieser Druck sollte erfindungsgemäß mindestens 7 bar betragen.

Vorzugsweise ist die Verweilzeit des Wassers zwischen dem Statikmischer und der Kammer 12, in der das karbonisierte Wasser mit der Getränkekonzentratportion vermischt wird möglichst kurz. Das fertige Getränk läuft aus der Getränkekonzentratportionskapsel 2 aus und wird in einem Behälter, hier einem Glas aufgefangen. Das Getränkekonzentrat wird vorzugsweise aus der Portionskapsel 2 mittels Luft herausgedrückt.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils eine Darstellung des Kompensators 6. Der Kompensator 6 ist stromabwärts von dem Mischer 5 vorgesehen. Der Kompensator 6 weist ein Gehäuse 13 auf, in dem ein Einbauelement 14 vorgesehen ist. In dem vorliegenden Fall sind das Einbauelement 14 und das Gehäuse 13 im Wesentlichen rotationssysmmetrisch vorgesehen. Der Kompensator 6 weist eine Längsmittelachse 26 auf. In dem Gehäuse 13 befindet sich ein Einlass 19, durch den das karbonisierte Wasser einströmt und sodann in einem Spalt 15, der sich zwischen dem Gehäuse 13 und dem Einbauelement 14 befindet, in Richtung des Auslasses 20 strömt. In dem vorliegenden Fall ist der Auslass 20 versetzt zur Längsmittelachse 26 vorgesehen. Des Weiteren ist der Auslass in dem vorliegenden Beispiel in einem Einsatz 18 vorgesehen, der in das Gehäuse 13 eingesetzt wird. Zwischen dem Einbauelement und dem Einsatz 18 ist ein Einstellmittel 17 vorgesehen, das mittels der Schraube 21 , die sich in dem vorliegenden Fall mit einem Gewinde, das sich in dem Einsatz 18 befindet, in die durch den Doppelpfeil dargestellten Richtungen verstellen lässt. Dadurch kann die Breite des Spaltes 15 und damit der Druckverlust, der in dem Kompensator anfällt, eingestellt werden. Zwischen dem Einstellmittel 17 und dem Einbauelement 14 ist in dem vorliegenden Fall ein Federelement 16 vorgesehen, das versucht, das Einbauelement in Richtung des Einlasses und/oder in Richtung eines möglichst kleinen Spaltes vorzuspannen. Sowohl an dem Einstellmittel 17 als auch an dem Einsatz 18 können Dichtungselemente 25 vorgesehen sein, die verhindern, dass das Wasser, das in Richtung Auslass strömt, den Kompensator an ungewünschten Stellen verlässt.

Wie insbesondere Figur 4 entnommen werden kann, weist das Einbauelement 14 hier einen konischen Teil 23 und einen zylindrischen Teil 24 auf. Wie ebenfalls insbesondere Figur 4 entnommen werden kann, sind insbesondere an dem konischen Teil vorzugsweise Rippen 22 vorgesehen, die das Einbauelement von dem Gehäuse beabstanden und dadurch Kanäle 15 zur Verfügung stellen, durch die die Flüssigkeit von dem Einlass in Richtung des Auslasses, wie durch die Pfeile dargestellt, strömen kann.

Bezugszeichenliste:

1 Getränk

2 Getränkekonzentratportion, Getränkekonzentratportionskapsel

3 Wasserportion, Wassertank

4 Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffdioxidvorrat

5 Mischer, Statikmischer

6 Kompensator

7 Mischerstufe

8 Pumpe

9 Wasserkühlung

10 Durchflussmesser

11 C0 2 -Dosierung

12 Mischkammer

13 Gehäuse

14 Einbauelement

15 Strömungskanal zwischen dem Gehäuse und dem Einbauelement

16 Federmittel

17 Einstellmittel für die Breite des Strömungskanals

18 Einsatz

19 Einlass

20 Auslass

21 Schraube, Mutter

22 Rippe

23 Konischer Teil des Einbauelementes 14

24 Zylindrischer Teil des Einbauelementes 14

25 Dichtung

26 Längsmittelachse




 
Previous Patent: HOLDER FOR AN ACTUATOR

Next Patent: SAFETY HELMET