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Dokumentenidentifikation DE69626995T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0852690
Titel VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG VON GEFRORENEN KOHLENSÄUREHALTIGEN GETRÄNKEN
Anmelder Frank, Jimmy I., Houston, Tex., US
Erfinder Frank, Jimmy I., Houston, US
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69626995
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.09.1996
EP-Aktenzeichen 969359009
WO-Anmeldetag 20.09.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/15182
WO-Veröffentlichungsnummer 0097012184
WO-Veröffentlichungsdatum 03.04.1997
EP-Offenlegungsdatum 15.07.1998
EP date of grant 26.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse F25C 1/18
IPC-Nebenklasse G01L 21/12   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Geräte für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke und ein Verfahren zum Steuern der Konsistenz und Qualität eines gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkeproduktes.

Geräte für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke sind im Stand der Technik bekannt und sind für viele Jahre verwendet worden. Diese Vorrichtungen stellen ein gefrorenes kohlensäurehaltiges Getränk her durch Einfrieren einer Mischung von Zutaten, die Sirup, Wasser und Kohlenstoffdioxid enthalten, in einer Mischkammer. Diese Mischung gefriert auf der inneren Oberfläche der Mischkammer, welche durch eine helische Spule umgeben ist, durch welche ein Gefriermittel passiert. Eine rotierende Welle ist im Inneren der Kammer angeordnet, welche eine Vielzahl von nach außen hervorstehenden Klingen aufweist, die die Mischung von der Innenwand der Mischkammer abkratzen. Sobald das kohlensäurehaltige Getränk in dem gewünschten gefrorenen Zustand ist, wird das Produkt aus der Kammer durch ein Produktventil ausgegeben.

Die Temperatur und Viskosität der Zutaten innerhalb der Mischkammer werden durch ein Steuersystem aufrechterhalten, welches das Kühlsystem steuert. Das Steuersystem steuert auch die Menge der Zutaten, die in die Mischkammer eingespritzt werden, um so die Menge solcher Zutaten innerhalb der Kammer auf einer vorgeschriebenen Menge zu halten. Solche Steuersysteme enthalten typischerweise eine auf Druck ansprechende Vorrichtung, welche die Menge der Zutaten steuert, die in die Kammer in Reaktion auf einen Kammerdruck zugeführt werden.

Der Druck des Kohlenstoffdioxids innerhalb der Kammer wird oberhalb des atmosphärischen Druckes gehalten, und die Temperatur der Flüssigkeit innerhalb der Kammer wird unterhalb des Gefrierpunktes des Wassers bei atmosphärischem Druck gehalten, aber oberhalb der Temperatur, wo die Flüssigkeit leicht bei dem Druck innerhalb der Kammer gefriert. Die Viskosität der Flüssigkeit muss auch innerhalb vorgeschriebener Grenzen gehalten werden. Unter diesen Bedingungen von Temperatur und Druck, und wenn die Viskosität geeigneterweise aufrecherhalten wird, wird das Getränk aus der Kammer durch das Produktventil in den atmosphärischen Druck ausgegeben, in einem halbgefrorenen Zustand, ähnlich einem gefrorenen Schaum.

Das Volumen des Produktes, welches aus der Mischkammer ausgegeben wird, wird als "Überlauf" definiert. Eine Flüssigkeit, welche ihr Volumen verdoppelt, wenn sie aus der Mischkammer in einem halbgefrorenen Zustand ausgegeben wird, wird als einen Überlauf von 100% aufweisend definiert. Typischerweise ist der Überlauf höher je mehr Kohlenstoffdioxid der Mischkammer zugefügt wird. Von einem Standpunkt der Produktivität aus, ist es wünschenswert in der Lage zu sein, hohe Überläufe zu produzieren. Von einem Standpunkt der Qualität ist es wünschenswert, in der Lage zu sein den Überlauf so zu steuern, dass die Konsistenz des Produkts aufrecherhalten werden kann.

Die Qualität des Produkts wird auch durch das Verhältnis der Mischung von dem Sirup, Wasser und Kohlenstoffdioxidgehalt bestimmt. Die Fähigkeit, die Mischung zu steuern und einzustellen ist eine Funktion von der Fähigkeit, genau Drücke, Temperaturen und Kohlenstoffdioxidgehalt zu überwachen und zu steuern. Während andere Faktoren, wie beispielsweise Sirupgehalt, auch die Qualität des Produktes beeinflussen, ist die Menge der Karbonisierung der Primärfaktor. Ein Hauptnachteil bekannter Geräte für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke ist deren Unfähigkeit, eine richtige Steuerung über die Drücke, Temperaturen und den Kohlenstoffdioxidgehalt, der in die Mischkammer eintritt, aufrechtzuerhalten, um so ein Produkt mit konsistent hoher Qualität zu produzieren. Dies ist insbesondere der Fall, wenn große Volumen des Produktes aus dem Gerät gezogen werden. Es ist wünschenswert, diese Zeit zu verringern.

Die Qualität des Produktes wird weiterhin aufrechterhalten durch die Befähigung, schnell das Produkt einzufrieren und die Mischkammer in eingestellten Intervallen periodisch abzutauen. Je schneller die Abfrier- und Abtauzyklen vollendet werden können, je höher ist die Ausgabefähigkeit des Gerätes. Bekannte Geräte für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke brauchen ungefähr 8 Minuten, um einem Abtauzyklus folgend wieder einzufrieren. Es ist wünschenswert, diese Zeit zu verringern.

Bei einem bekannten Gerät für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke, hergestellt durch die Mitchell Company (siehe US-A-3 823 571), werden der Sirup und das Wasser in die Mischkammer zusammen mit dem Kohlenstoffdioxid eingespritzt. Bei dieser Vorrichtung entfernen Abschabklingen das gefrorene Produkt von den Wänden der Kammer und bewegen die Mischung, um so das Kohlenstoffdioxid in die Lösung "zu schlagen". Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass, wenn das Produkt kontinuierlich aus der Mischkammer gezogen wird, es schwierig ist, die korrekte Menge an Kohlenstoffdioxid zu steuern, die in die Kammer eingespritzt wird. Die Einspritzung der Wasser-, Sirup- und Kohlenstoffdioxidmischung wird mittels eines Druckschalters gesteuert, der auf niedrigen Druck hin öffnet und bis zu einem eingestellten Abschaltdruck auffüllt. Der Druck bei diesem Typ eines Systems weist die Tendenz auf, von einem niedrig eingestellten Punkt von ungefähr 6,84 kPa (30 psi) bis maximal 482,63 kPa (70 psi) zu zirkulieren. Solche Fluktuationen der Drücke resultieren in einem inkonsistenten Produkt. Somit, während dieser Typ eines Gerätes die Fähigkeit aufweist, Überläufe höher als 100 % zu produzieren, ist es in seiner Fähigkeit beschränkt, ein konsistentes Produkt während Produktionsperioden von hohen und niedrigen Volumen aufrechtzuerhalten.

Bei einem anderen bekannten Gerät für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke wird vorkarbonisiertes Wasser (hergestellt durch einen externen Karbonisierer) zusammen mit dem Sirup in die Mischkammer eingeführt. Der Prozess in dieser Maschine wird auch mittels eines einfachen Druckschalters gesteuert, der niedrigen Druck fühlt und Sirup- und Wassersolenoide öffnet, was es der Mischkammer erlaubt, aufzufüllen, während der eingestellte Druck erreicht wird. Diese Mischung weist eine Tendenz auf, auf hohe Drücke anzusteigen, während die Mischkammer abgekühlt wird. Bei dieser Maschine wird der Überdruck mittels einer Expansionskammer in Verbindung mit einem Entlüftungsventil gesteuert, das es der Mischung erlaubt, zurück in die Mischkammer zu fließen. Der Druck in der Expansionskammer wird auf atmosphärischem oder Kammerdruck gehalten. Dies ermöglicht eine genauere Steuerung des Überdrucks durch Begrenzen des Maximaldruckes und Verhindern, dass der Druck auf solch ein hohes Niveau ansteigt. Ein Nachteil dieses Typs eines Geräts ist jedoch, dass es nicht große Überlaufmengen produzieren kann. Der Überlauf bei diesem Typ von Gerät ist typischerweise nur zwischen 20% und 80%.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Gerät für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke gerichtet, welches einige dieser Probleme überwindet oder zumindest minimiert.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Getränkegerät zum Herstellen eines gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränks, das durch Mischen verschiedener Zutaten, einschließlich Sirup, Wasser und Kohlenstoffdioxid in zumindest einer Mischkammer hergestellt wird, vorgesehen. Das Getränkegerät umfasst die Merkmale des Anspruchs 1.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Konsistenz und Qualität eines gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkeptoduktes vorgesehen. Das Verfahren enthält die Schritte des (1) Messens des Druckes des Kohlenstoffdioxides, welches zu der Mischkammer zugeführt wird; (2) Auswählens eines niedrig eingestellten Punktwerts und eines hoch eingestellten Punktwerts, basierend auf dem Druck des Kohlenstoffdioxides, welches zu der Mischkammer zugeführt wird; (3) Messens des Druckes des gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkes in der Mischkammer; und (4) des Einspritzens einer oder mehrer der Zutaten in die Mischkammer, wenn der Druck in der Mischkammer unterhalb des niedrig eingestellten Punktwertes ist und Abschneiden der Zufuhr einer oder mehrer der Zutaten zu der Mischkammer, wenn dei Druck in der Mischkammer oberhalb des hoch eingestellten Punktwertes ist. Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden auf ein Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und auf eine Bezugnahme auf die Zeichnungen hin offensichtlich werden, in welchen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm der Grundkomponenten eines Gerätes für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2a ein detailliertes Diagramm einer Ausführungsform eines Prozessfluss- Blocks gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2b ein detailliertes Diagramm einer weiteren Ausführungsform eines Prozessfluss-Blockes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 3 ein repräsentativer Flussweg ist, der den Fluss einer der Zutaten durch den Prozessfluss-Block, der in Fig. 2a gezeigt ist, zeigt;

Fig. 4 ein repräsentativer Flussweg ist, der den Fluss einer Lösung zeigt, die eine Mischung aus Sirup und Wasser durch einen der sekundären Flussblöcke gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5a ein schematisches Diagramm einer Steuerschaltung ist, welche den Fluss der Zutaten in die Mischkammern in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 2a gezeigt ist, steuert; und

Fig. 5b ein schematisches Diagramm einer Steuerschaltung ist, welche den Fluss der Zutaten in die Mischkammern in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert, die in Fig. 2b gezeigt ist.

Sich nun zu den Zeichnungen wendend und bezugnehmend anfänglich auf Fig. 1, ist ein Systemdiagramm eines Geräts für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke gemäß der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen durch Bezugszeichen 10 gezeigt. Das System 10 enthält eine Zutatenzuführquelle 12, eine Steuerschaltung 14, einen Prozessfluss-Block 16, ein Paar von Mischkammern 18 und 20 und ein Kühlsystem 22. Die Zutatenzuführquelle 12 enthält einen Wasserzuführtank 24, ein Paar von Sirupzuführtanks 26 und 27 (für zwei verschiedene Geschmacksrichtungen) und einen Kohlenstoffdioxidtank 28.

Wasser wird von dem Wasserzuführtank 24 zu dem Prozessfluss-Block 16 über einen Zuführschlauch 30 zugeführt, welcher über einen "T"-Verbinder 31 sich in zwei separate Zuführschläuche 32 und 34 verzweigt, wie in Fig. 2a gezeigt ist. Zuführschlauch 32 führt in die linke Seite des Prozessfluss-Blocks 16, während der Zuführschlauch 34 in die rechte Seite des Prozessfluss-Blockes 16 führt, wie in Fig. 2a gezeigt ist. Wie unten weiter erklärt werden wird, steuert die linke Seite des Prozessfluss-Blocks 16 den Fluss der Zutaten in die Mischkammer 18 und die rechte Seite des Prozessfluss-Blockes 16 steuert den Fluss der Zutaten in die Mischkammer 20.

Der Zuführschlauch 32 ist auf dem Prozessfluss-Block 16 über eine Kopplung 36 montiert, welche in einen Einlass eingepresst ist, der in dem Prozessfluss-Block ausgebildet ist, wie in Fig. 2a gezeigt ist. Ähnlich ist der Zuführschlauch 34 auf dem Prozessfluss-Block 16 über eine Kopplung 38 montiert, welche auch in einen Einlass eingepresst ist, der in dem Prozessfluss-Block ausgebildet ist. Das Wasser verlässt den Prozessfluss-Block 16 über Auslässe, welche auf einer angrenzenden Fläche des Prozessfluss-Blockes in einem Winkel von 90º angeordnet sind. Ein Wandler 40 ist auf der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 montiert, um den Druck des Wassers zu überwachen, das durch den Prozessfluss-Block 16 fließt. Da das Wasser zu dem Block 16 von der gleichen Quelle zugeführt wird, wird nur ein Wandler benötigt. Wie es die Durchschnittsfachleute zu würdigen wissen, könnte der Wandler 40 alternativ auf der linken Seite des Prozessfluss- Blockes 16 platziert sein.

Der Fluss des Wassers durch den Prozessfluss-Block 16 kann am besten in Fig. 3 gesehen werden. Der Fluss des Wassers auf der rechten Seite des Prozessfluss- Blockes 16 ist dargestellt, weil, wie gesehen werden wird, diese gleiche Flussanordnung für den Fluss der anderen Zutaten durch den Flussblock 16 verwendet wird. Das Wasser tritt in den Prozessfluss-Block 16 durch einen Einlass 42 ein. Es wandert dann durch Flusskanal 44, welcher in Flusskanäle 46 und 47 abzweigt. Das Wasser verlässt den Prozessfluss-Block 16 durch einen Auslass 48, welcher an dem Ende des Flusskanals 46 angeordnet ist. Der Flusskanal 47 führt in einen Auslass 50. Der Wandler 40 ist auf dem Prozessfluss-Block 16 angrenzend an den Auslass 50 montiert. Diese Platzierung des Wandlers 40 erlaubt es ihm, den Druck des Wassers zu lesen, das durch den Prozessfluss-Block 16 fließt.

Zurückkehrend zu Fig. 2a, fließt Wasser aus dem Prozessfluss-Block 16 aus und in Röhren 52 und 54 hinein. Die Röhre 52 ist auf der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 angeordnet und die Röhre S4 ist auf der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 angeordnet. Ein Paar von Kopplungen 56 und 58 verbinden die Röhren 52 bzw. 54 mit dem Prozessfluss-Block 16. Die Kopplungen 56 und 58 sind vorzugsweise in den Block 16 eingepresst.

Sirup-Nr. 1 wird von Sirupzuführtank 26 zu dem Prozessfluss-Block 16 über einen Zuführschlauch 60 zugeführt, welcher in die linke Seite des Prozessfluss- Blockes 16 führt. Sirup-Nr. 2 wird von Sirupzuführtank 27 in den Prozessfluss- Block 16 über einen Zuführschlauch 62 zugeführt, welcher in die rechte Seite des Prozessfluss-Blockes führt. Der Zuführschlauch 60 ist auf dem Prozessfluss- Block 16 über eine Kopplung 64 montiert, welche in einen Einlass eingepresst ist, der auf dem Prozessfluss-Block ausgebildet ist. Ähnlich ist der Zuführschlauch 62 auf dem Prozessfluss-Block 16 über eine Kopplung 66 montiert, welche auch in einen Einlass eingepresst ist, der auf dem Prozessfluss-Block ausgebildet ist. Die Sirupe verlassen den Prozessfluss-Block 16 über Auslässe, welche auf der angrenzenden Fläche des Flussblockes in einem Winkel von 90º angeordnet sind. Ein Wandler 68 ist auf der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 montiert, um den Druck des Sirups Nr. 1 zu überwachen, der durch den Prozessfluss-Block 16 fließt, und ein Wandler 70 ist auf der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 montiert, um den Druck des Sirups Nr. 2 zu überwachen, der durch den Prozessfluss-Block fließt.

Während Sirup-Nr. 1 den Prozessfluss-Block 16 durch den Auslass verlässt, tritt er in eine Röhre 72 ein. Die Röhre 72 ist auf dem Prozessfluss-Block 16 über eine Kopplung 74 montiert, welche vorzugsweise in den Prozessfluss-Block eingepresst ist. Ähnlich, während Sirup-Nr. 2 den Prozessfluss-Block 16 durch den Auslass verlässt, tritt er in eine Röhre 76 ein. Die Röhre 76 ist auch auf dem Prozessfluss-Block über eine Kopplung 78 montiert, welche vorzugsweise in den Block eingepresst ist.

Ein Paar von Brix-Einstellern 80 und 82 sind an den Röhren 72 bzw. 76 angebracht. Die Brix-Einsteller 80 und 82 steuern die Menge an Sirup, die mit dem Wasser gemischt wird. Diese Vorrichtungen werden manuell eingestellt. Da sie im Stand der Technik gut bekannt sind, werden sie hier nicht weiter beschrieben werden.

Nachdem Sirup-Nr. 1 durch den Brix-Einsteller 80 passiert, passiert er durch eine Röhre 84 zu einem Rückschlagventil 86, welches verhindert, dass der Sirup zurück in den Brix-Einsteller 80 fließt, d. h., es ist ein Einwegerichtungsventil. Nachdem Sirup-Nr. 1 durch das Rückschlagventil 86 passiert, passiert er durch eine Röhre 88, welche mit Röhre 52 über eine Kopplung 89 gekoppelt ist. An dem Punkt, wo sich Röhren 52 und 88 treffen, mischt sich der Sirup-Nr. 1 mit dem Wasser, dass zu der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 zugeführt wird. Ähnlich, nachdem Sirup-Nr. 2 durch den Brix-Einsteller 82 passiert, passiert er durch eine Röhre 90, zu einem Rückschlagventil 92, welches verhindert, dass der Sirup in den Brix-Einsteller 82 zurückfließt. Nachdem Sirup-Nr. 2 durch das Rückschlagventil 92 passiert ist, passiert er durch eine Röhre 94, welche mit einer Röhre 54 über eine Kopplung 95 gekoppelt ist. An dem Punkt, wo sich Röhren 54 und 94 treffen, mischt der Sirup-Nr. 2 mit dem Wasser, welches zu der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 zugeführt wird.

Ein Paar von Solenoiden 96 und 98, welche durch die Steuerschaltung aktiviert werden, wie unten weiter erklärt werden wird, steuert den Fluss der Sirup- /Wasser-Mischungen in den Mischkammern 18 und 20. Das Solenoid 96 steuert den Fluss der Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung in Mischkammer 18 und das Solenoid 98 steuert den Fluss der Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung in Mischkammer 20.

Wenn die Solenoide 96 und 98 angewiesen werden zu öffnen, fließen die Sirup/Wasser-Mischungen in sekundäre Flussblöcke 100 und 102 über Röhren 104 bzw. 106, welche auf Flussblöcken 100 und 102 über eingepresste Kopplungen 105 bzw. 107 montiert sind. Es sollte verstanden werden, dass jedes der Solenoide 96 und 98 unabhängig gesteuert wird. Probeventile 108 und 110 sind an den sekundären Flussblöcken 100 bzw. 102 vorgesehen zum Beproben der Sirup- /Wasser-Mischungen. Der Geschmack der Mischungen kann variiert werden durch Einstellen der Brix-Einsteller 80 und 82.

Der Flussweg der Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung durch den sekundären Flussblock 100 ist in größerem Detail in Fig. 4 gezeigt. Da die sekundären Flussblöcke 100 und 102 identisch sind wird nur das Detail eines der Blöcke dargestellt werden. Die Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung tritt über Röhre 104 in den sekundären Flussblock 100 ein. Sobald sie im Inneren des sekundären Flussblocks 100 ist, fließt die Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung durch einen Flusskanal 114, welcher sich in zwei separate Flusskanäle 116 und 118 verzweigt. Flusskanal 116 leitet die Sirup- Nr. 1/Wasser-Mischung aus dem sekundären Flussblock 100 in eine Röhre 120, welche wiederum die Mischung zu dem Prozessfluss-Block 16 liefert. Die Röhre 120 ist mit dem sekundären Flussblock 100 über Kopplung 122 gekoppelt, welche in Block 100 eingepresst ist. Flusskanal 118 kanalisiert die Mischung aus dem sekundären Flussblock 100 heraus in die Atmosphäre. Die Mischung verlässt den sekundären Flussblock 100 durch Ausgangsöffnung 124. Probeventil 108 ist innerhalb Flusskanal 118 angeordnet und reguliert den Fluss der Mischung aus dem sekundären Flussblock 100 in die Atmosphäre hinein. Vorzugsweise ist eine Tasse unterhalb der Austrittsöffnung 124 platziert, wenn es gewünscht wird, eine Probe der Mischung auszugeben, um so die Probenmischung zu sammeln, die ausgegeben wird.

Ähnlich überträgt eine Röhre 126, die mit dem sekundären Flussblock 102 über eine eingepresste Kopplung 127 verbunden ist, die Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung von dem sekundären Flussblock 102 zu dem Prozessfluss-Block 16, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Die Röhren 120 und 126 sind an dem Prozessfluss-Block 16 über Kopplung 128 bzw. 130 montiert, welche in Einlassöffnungen in den Prozessfluss-Block eingepresst sind.

Die Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung verlässt den Prozessfluss-Block 16 durch eine Ausgangsöffnung, welche auf der Fläche des Prozessfluss-Blockes angeordnet ist angrenzend an die Einlassöffnung in einem Winkel von 90º. Ein Schlauch 132, welcher mit dem Prozessfluss-Block 16 über eine eingepresste Kopplung 133 gekoppelt ist, liefert die Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung von dem Prozessfluss-Block zu der Mischkammer 18, wie unten weiter beschrieben wird.

Die Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung verlässt den Prozessfluss-Block 16 auch durch eine Ausgangsöffnung, welche auf der Fläche des Prozessfluss-Blocks angrenzend an die Einlassöffnung in einem Winkel von 90º angeordnet ist. Ähnlich beliefert ein Schlauch 134, welcher an den Prozessfluss-Block 16 über eine eingepresste Kopplung 135 gekoppelt ist, die Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung von dem Prozessfluss-Block zu der Mischkammer 20.

Ein Paar von Wandlern 136 und 138 sind an den Prozessfluss-Block 16 montiert, um die jeweiligen Drücke der Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung und der Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung zu überwachen, die durch den Prozessfluss-Block fließen.

Kohlenstoffdioxid wird von dem Kohlenstoffdioxidzuführtank 28 zu dem Prozessfluss-Block 16 über einen Zuführschlauch 140 zugeführt. Der Kohlenstoffdioxidzuführschlauch 140 führt in das Zentrum des Prozessfluss-Blockes 16. Der Zuführschlauch 140 ist an dem Prozessfluss-Block 16 über eine Kopplung 142 montiert, welche eingepresst ist in ein Einlass, der in dem Prozessfluss-Block ausgebildet ist. Das Kohlenstoffdioxid verlässt den Prozessfluss-Block 16 über einen Auslass, welcher auf der angrenzenden Fläche des Flussblockes in einem Winkel von 90º angeordnet ist. Ein Wandler 144 ist auf dem Prozessfluss-Block 16 in einer Weise, die zuvor beschrieben wurde, montiert, um den Druck des Kohlenstoffdioxides zu überwachen, welches in den Prozessfluss-Block 16 von dem Zuführtank 28 fließt.

Nachdem das Kohlenstoffdioxid den Prozessfluss-Block 16 verlässt, fließt es zu einem CO&sub2; Reglerventil 146 über eine Röhre 148, welche an dem Prozessfluss- Block 16 über eine eingepresste Kopplung 143 montiert ist, und an das CO&sub2; Reglerventil über eine Kopplung 145 gekoppelt ist. Das CO&sub2;-Reglerventil 146 kann manuell eingestellt werden und ist vorgesehen, um den Druck des Kohlenstoffdioxids einzustellen, welches zu den Mischkammern 18 und 20 zugeführt wird. Der Druck des Kohlenstoffdioxids, das in den Prozessfluss-Block 16 von dem Kohlenstoffdioxidzuführtank fließt, wird ungefähr 413,69 bis 482,63 kPa (60-70 psi) sein. Der Druck des Kohlenstoffdioxides, welches zu den Mischkammern 18 und 20 zugeführt wird, sollte ungefähr 206,84 bis 275,79 kPa (30-40 psi) für einem normalen Überlauf und Produktkonsistenz sein. Das CO&sub2;-Reglerventil 146 wird verwendet, um diesen Druck einzustellen. Ein Steuerknopf 147 auf dem CO&sub2;- Regler 146 wird verwendet, um den Druck einzustellen. Eine Anzeige 149 ist vorgesehen zum Anzeigen des Drucks des Kohlenstoffdioxids, das das CO&sub2;-Reglerventil 146 verlässt.

Das Kohlenstoffdioxid verminderten Drucks verlässt das CO&sub2;-Reglerventil 146 über zwei separate Wege, wovon beide das Kohlenstoffdioxid zurück zum Prozessfluss-Block 16 liefern. Weg Nr. 1 liefert das Kohlenstoffdioxid zu der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 über eine Kupferröhre 105, welche mit dem Prozessfluss-Block bzw. dem CO&sub2;-Reglerventil 146 über Kopplungen 151 und 152 gekoppelt ist. Weg Nr. 2 liefert den Kohlenstoffdioxid zu der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 über eine Kupferröhre 153, welche mit dem Prozessfluss-Block bzw. CO&sub2;-Regelventil 146 über eingepresste Kopplungen 154 und. 155 gekoppelt ist. Das reduzierte Kohlenstoffdioxid verlässt den Prozessfluss- Block 16 über ein Paar von Auslässen, welche auf der angrenzenden Fläche des Flussblockes in einem Winkel von 90º angeordnet sind.

Ein Wandler 156 ist auf der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 in dem Flussweg montiert, durch welchen das Kohlenstoffdioxid, das entlang Weg Nr. 1 wandert, fließt. Der Wandler 156 ist in der zuvor beschriebenen Weise montiert und überwacht den Druck des Kohlenstoffdioxides, das in die Mischkammern 18 und 20 fließt. Da der Druck des Kohlenstoffdioxides reduzierten Druckes der gleiche entlang Weg Nr. 1 und Weg Nr. 2 ist, wird nur ein Wandler benötigt. Wie diejenigen Durchschnittsfachleute zu würdigen werden wissen, könnte der Wandler 156 alternativ auf der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 in Flussweg Nr. 2 montiert sein.

Ein Paar von Solenoiden 157 und 158 ist auf den Ausgangsöffnungen des Prozessfluss-Blockes 16 montiert, wo das Kohlenstoffdioxid niedrigen Drucks den Prozessfluss-Block verlässt. Die Solenoide 157 und 158 steuern die Zufuhr des Kohlenstoffdioxids reduzierten Drucks in die Mischkammern 18 bzw. 20. Wie unten weiter erklärt werden wird, steuert die Steuerschaltung 14 die Aktivierung der Solenoide 157 und 158. Ein Rückschlagventil 155 ist mit dem Solenoid 157 über eine Röhre 159 gekoppelt. Ein Schlauch 160 ist wiederum mit dem Rückschlagventil 155 gekoppelt und liefert das Kohlenstoffdioxid reduzierten Druckes von der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 zu der Mischkammer 18. Ähnlich ist ein Rückschlagventil 161 mit dem Solenoid 158 über eine Röhre 162 gekoppelt. Ein Schlauch 163 ist wiederum an das Rückschlagventil 161 gekoppelt und liefert das Kohlenstoffdioxid reduzierten Drucks von der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 zu der Mischkammer 20.

Noch genauer ist der Schlauch 160 mit dem Schlauch 132 verbunden, welche die kombinierte Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung zu der Mischkammer 18 an einem "T"-Verbinder 164 liefert. Die Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung wird mit dem Kohlenstoffdioxid reduzierten Drucks kombiniert an dem "T"-Verbinder 164, so dass die kombinierte Sirup-Nr. 1/Wasser-Kohlenstoffdioxid reduzierten Drucks- Mischung zu der Mischkammer 18 über Schlauch 166 geliefert wird, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Der "T"-Verbinder 164 verbindet daher die Schläuche 132, 160 und 166 miteinander. Der Schlauch 166 ist an eine Expansionskammer 168 (gezeigt in Fig. 1) gekoppelt, welche Überschussprodukt akkumuliert, wenn der Druck in der Mischkammer oberhalb eines bestimmten Punktes ansteigt. Die Expansionskammer 168 arbeitet, um den Druck in der Mischkammer 18 zu mäßigen, so dass er nicht zu hoch wird. Ein Schlauch 170 liefert die Mischung von der Expansionskammer 168 zu der Mischkammer 18. Die Kopplungen der Schläuche 166 und 170 zu der Expansionskammer 168 und der Mischkammer 18 sind im Stand der Technik gut bekannt.

Ähnlich verbindet der Schlauch 163 den Schlauch 134, welcher die kombinierte Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung zu der Mischkammer 20 liefert an einem "T"- Verbinder 172, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Die Sirup-Nr. 2/Wasser-Mischung kombiniert sich mit dem Kohlenstoffdioxid reduzierten Druckes an dem "T"- Verbinder 172, so dass die kombinierte Sirup-Nr. 2/Wasser-Kohlenstoffdioxid reduzierten-Drucks-Mischung zu der Mischkammer 20 über Schlauch 174 geliefert wird. Der "T"-Verbinder verbindet daher die Schläuche 134, 162 und 174 miteinander. Der Schlauch 174 ist an eine Expansionskammer 176 (wie in Fig. 1) gekoppelt, welche identisch mit der Expansionskammer 168 ist. Ein Schlauch 178 liefert die Mischung von der Expansionskammer 176 zu der Mischkammer 20. Die Kopplungen der Schläuche 174 und 178 zu der Expansionskammer 176 und der Mischkammer 20 sind im Stand der Technik gut bekannt.

Die bevorzugten Materialien und Komponenten sind auch wie folgt: alle Röhren sind aus rostfreiem Stahl hergestellt, ausgenommen Röhren 148, 150 und 153, welche aus Kupfer hergestellt sind. Der Prozessfluss-Block 16 und die sekundären Flussblöcke 100 und 102 sind aus einem Kunststoffmaterial gebildet, vorzugsweise Delrin ®. Die Druckwandler sind vorzugsweise Motorola Teile Nr. MPX2700D; die Solenoide sind vorzugsweise ausgewählt aus den Folgenden: ALCO Teile Nr. 204CD 1/4S 5/32 - AMS 24/50-60, oder Sirai Electromeccanica S. R. L. Teile Nr. L171-B13-Z 723A-24 VAC/60 und PL171-B13-Z723A- 24VAC/60. Das CO&sub2;-Reglerventil 146 ist vorzugsweise ein Wilkerson Teile Nr. RO4-01N00. Alle eingepressten Kopplungen sind vorzugsweise 1/4" rostfreie Stahlpassungen, hergestellt durch Chudnow Manufacturing. Alle Schläuche sind vorzugsweise 1/4" Vinylröhren mit rostfreier Stahlflechtbeschichtung (Teile Nr. AV4) hergestellt durch Chudnow Manufacturing. Die Brix-Ventile sind vorzugsweise Teile Nr. 310-198-133, hergestellt durch Cornelius Company. Die Rückschlagventile sind vorzugsweise 1/4" rostfreie Stahlkugelrückschlagventile (Teile Nr. S470-44), hergestellt durch Chudnow Manufacturing.

Im Herzen der Verfahrenssteuerung ist die Steuerschaltung 14. Eine detaillierte schematische Zeichnung der Steuerschaltung 14 ist in Fig. 5A gezeigt. Die Steuerschaltung 14 enthält eine CPU (Zentraleverarbeitungseinheit) 200, ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) 202, und eine Reihe von Eingängen und Ausgängen. Die CPU 200 und der EPROM 202 sind miteinander über Kommunikationsleitungen 204 und 206 verbunden. Die CPU 200 ist vorzugsweise eine Motorola Teile Nr. 68HC811 und der EPROM ist vorzugsweise ein SGS Thomson Teile Nr. M27/C512. Die Eingänge in die CPU 200 enthalten Druckdaten von den Wandlern 40, 68, 70, 136, 138, 144 und 156 und die Ausgänge enthalten Steuersignale zu den Solenoiden 96, 98, 157 und 158. Die Druckwandler 40, 68, 70, 136, 138, 144 und 156 sind mit der CPU 200 über Kommunikationsleitungen 208, 210, 212, 214, 216, 218 bzw. 220 verbunden. Die Solenoide 96, 98, 157 und 158 sind mit der CPU 200 über Kommunikationsleitungen 222, 224, 226 bzw. 228 verbunden. Die CPU 200 empfängt viele andere Eingaben, einschließlich Motorbelastungen und Temperaturdaten und überträgt viele andere Ausgabesignale, enthaltend Kompressor-An/Aus-Instruktionen, Kondensator-An/Aus- Instruktionen, Mischmotor-An/Aus-Instruktionen, welche nicht direkt relevant für die vorliegende Erfindung sind, und daher weiter hier nicht diskutiert werden.

Die Wandler 40, 68, 70 und 144 messen die Drücke des Wassers, Sirup-Nr. 1, Sirup-Nr. 2 bzw. Kohlenstoffdioxids, die zu dem System zugeführt werden. Die CPU 200 überwacht diese Anzeigen, um zu bestimmen, ob irgendeiner der entsprechenden Zuführtanks 24, 26, 27 oder 28 ersetzt werden muss. Noch genauer fährt die CPU 200 die Maschine herunter, falls der Druck irgendeiner der Zutaten, die in den Prozessfluss-Block 16 fließen, unterhalb eines bestimmten niedrig eingestellten Punktwertes abfallen, z. B. 310,26 kPa (45 psi), welcher durch den Betreiber ausgewählt werden kann. Die eingestellten Punktwerte können durch den Bertreiber über eine Tastatur (nicht gezeigt) eingegeben werden. Während das Gerät heruntergefahren wird, wird der Betreiber über eine visuelle Anzeigetafel (nicht gezeigt) informiert, dass die erschöpften Zutaten ersetzt werden müssen. Nachdem die erschöpfte(n) Zutat(en) aufgefüllt worden sind und sobald alle Zuführdrücke einen bestimmten hoch eingestellten Punktwert erreichen, z. B. 344,74 kPa (50 psi), wiederum auswählbar durch den Betreiber, schaltet die CPU 200 das Gerät wieder an.

Die Beschreibung des Prozessflusses folgt. Aus Gründen der Einfachheit wird der Prozess nur mit Bezug auf den Fluss der Zutaten in die Mischkammer 18 beschrieben werden. Zuerst müssen alle Einstellungen in dem System eingestellt werden. Dies wird ausgeführt durch Einstellen des CO&sub2;-Reglerventils 146 auf den gewünschten Druck, welcher typischerweise um 241,32 kPa (35 psi) ist und durch Einstellen des Brix-Einstellers 80, so dass der Sirupgehalt auf der gewünschten Süße ist. Die Einstellung des CO&sub2;-Reglerventils 146 steuert die Qualität des fertigen Produkts, so dass: je höher die Einstellung ist, um so höher wird der Überlauf sein, und somit wird das Produkt um so leichter sein; und je geringer die Einstellung ist, um so geringer wird der Überlauf sein, somit um so schwerer und flüssiger wird das Produkt sein. Ein Einstellen des CO&sub2;-Reglerventils 146 auf ungefähr 241,32 kPa (35 psi) produziert ein Überlauf von ungefähr 100%.

Sobald die Einstellungen ausgeführt worden sind, ist das System bereit zu laufen. Zuerst weist die CPU 200 die Solenoide 96 und 157 an zu öffnen über Kommunikationsleitungen 222 und 226 (gezeigt in Fig. 5A), so dass die Sirup-Nr. 1/Wasser-Mischung und das Kohlenstoffdioxid zu der Mischkammer 18 zugeführt werden können. Die Solenoide 96 und 157 verbleiben offen, bis sie durch die CPU 200 angewiesen werden, zu schließen. Die CPU 200 weist die Solenoide 96 und 157 auf zu schließen, wenn der Druck in der Mischkammer 18 einen hoch eingestellten Druckwertpunkt erreicht. Die CPU 200 bestimmt den Druck in der Mischkammer 18 durch Lesen des Drucks, der durch den Wandler 136 gemessen wird, welcher, da er in einer Leitung ist, die direkt mit der Mischkammer 18 kommuniziert, eine Anzeige des Kammerdrucks vorsieht. Die Anzeige von dem Wandler 136 ist in kommunizierender Verbindung mit der CPU über eine Kommunikationsleitung 214.

Eine größere Abweichung von der vorliegenden Erfindung von dem Stand der Technik ist, dass sie die hoch und niedrig eingestellten Druckwertpunkte für den Kammerdruck einstellt, basierend auf dem Druck des Kohlenstoffdioxides, das das CO&sub2;-Reglerventil 146 verlässt. Zum Beispiel, falls der Drucks des Kohlenstoffdioxides 241,32 kPa (35 psi) ist, wird der EPROM 202, welcher einen Algorithmus zum Bestimmen eines niedrig eingestellten Druckwertpunktes und eines hoch eingestellten Druckwertpunktes einsetzt, wie oben erklärt wurde, den hoch eingestellten Druckpunkt bei 220,63 kPa (32 psi) und den niedrig eingestellten Druckpunkt 206,84 kPa (30 psi) einstellen. Basierend auf diesen Einstellungen, welche an die CPU 200 von dem EPROM 202 über Kommunikationsleitung 206 übertragen werden, weist die CPU 200 die Solenoide 96 und 157 an zu öffnen oder zu schließen, in Abhängigkeit davon, ob der Druck in der Mischkammer 18 unterhalb 206,84 kPa (30 psi) oder oberhalb 220,63 kPa (32 psi) ist. Durch ein Festmachen der hoch und niedrig eingestellten Druckwertpunkte an dem Druck des Kohlenstoffdioxides, welches das CO&sub2;-Reglerventil 146 verlässt, wird die Konsistenz des Produktes immer aufrechterhalten. Falls der Druck des Kohlenstoffdioxids schwankt, wie er es oft auf Grund von Ungenauigkeiten in dem CO&sub2;- Reglerventil 146 tut, oder der Zuführleitungsdruck, wird die Menge der Sirup/Wasser-Mischung entsprechend variiert werden, und somit den geeigneten Ausgleich aufrechterhalten. Wie es die Durchschnittsfachleute zu würdigen wissen, können andere eingestellte Druckwertpunkte ausgewählt werden, diejenigen, die hier diskutiert werden, sind nur für beispielhafte Zwecke.

Die Geräte des Standes der Technik verwenden einen Druckschalter, der innerhalb der Mischkammer angeordnet ist, um die Menge der Sirup/ Wasser-Mischung und des Kohlenstoffdioxids zu steuern, welche in die Kammer eingespritzt wird. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass der Druckschalter auf einen festen Wert eingestellt wird und somit nicht Fluktuationen im Druck des Kohlenstoffdioxides mit einbezieht, das durch den CO&sub2;-Regler austritt. Diese Druckfluktuationen können maximal 275,79 kPa (40 psi) sein. Das Ergebnis ist, dass mit diesen Geräten des Standes der Technik das Produkt zu flüssig wird oder zu eisig, falls der geregelte Druck, der den CO&sub2;-Regler verlässt, zu sehr von seinem voreingestellten Wert variiert.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Qualität des Produkts leicht geändert werden kann ohne die Konsistenz des Produkts zu verändern. Einfach durch Erhöhen der Einstellung auf dem CO&sub2;-Regler auf einen höheren Druck, kann der Überlauf erhöht werden, was in einem schaumigeren/leichteren Produkt resultiert. Ähnlich, durch Erniedrigen der Einstellung auf dem CO&sub2;- Regler auf einen niedrigeren Druck, kann der Überlauf erniedrigt werden, was in einem flüssigeren/schweren Produkt resultiert. Die Konsistenz des Produkts wird jedoch aufrechterhalten, weil der EPROM 202 entsprechend die eingestellten Punkte für den Kammerdruck anhebt (oder je nach Fall senkt) und diese Änderungen an die CPU 200 mitteilt, welche das Solenoid 96 anweist, die Sirup/Wasser-Mischung zu erhöhen (oder zu erniedrigten), so dass sie mit dem erhöhten (oder erniedrigen) Kohlenstoffdioxid ausgeglichen ist, welches zu der Kammer zugeführt wird. Falls die Kohlenstoffdioxideinstellung auf dem CO&sub2;- Regler erhöht oder erniedrigt wird an dem Gerät des Standes der Technik, wird die Sirup/Wasser-Mischung entsprechend erniedrigt oder erhöht, um den Druck in der Kammer innerhalb des voreingestellten Bereichs aufrechtzuerhalten. Dies resultiert jedoch in einem Produkt, welches viel zu eisig oder viel zu flüssig ist.

Wie diejenigen Durchschnittsfachleute zu würdigen werden wissen, wird die Einspritzung der Zutaten in die Mischkammer 20 identisch in der Weise gesteuert, wie für die Mischkammer 18.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Druck des Kohlenstoffdioxids, das in jede der Mischkammern 18 und 20 eingespritzt wird, individuell eingestellt werden, d. h. der Druck des Kohlenstoffdioxids, das in Mischkammer 18 eingespritzt wird, kann auf einen bestimmten Wert eingestellt werden und der Druck des Kohlenstoffdioxids, welches in die Mischkammer 20 eingespritzt wird, kann auf einen anderen Wert eingestellt werden. Dies wird erreicht durch Verwenden von zwei separaten CO&sub2;-Reglerventilen 246A und 246B, wie in Fig. 2B gezeigt ist. In dieser alternativen Ausführungsform wird Kohlenstoffdioxid zu dem Prozessfluss-Block 16 über Zuführschlauch 140 zugeführt. Das Kohlenstoffdioxid verlässt den Prozessfluss-Block 16 und tritt in "T"-Röhre 248 ein, welche vorzugsweise aus Kupfer gebildet ist und an dem Prozessfluss-Block 16 über eine Einpresskopplung 243 montiert ist, und an CO&sub2;-Reglerventile 246A und 246B über Kopplungen 245 gekoppelt ist. Die "T"-Röhre 248 unterteilt das Hochdruckkohlenstoffdioxid in zwei separate Wege. Weg Nr. 1 führt zu dem CO&sub2;- Reglerventil 246A, welches auf der linken Seite des Prozessfluss-Blockes 16 angeordnet ist, und Weg Nr. 2 führt zu dem CO&sub2;-Reglerventil 246A, welches auf der rechten Seite des Prozessfluss-Blockes 16 angeordnet ist.

Das CO&sub2;-Reglerventil 246A ist mit einem Steuerknopf 247A versehen, welcher verwendet wird, um den Druck des Kohlenstoffdioxides einzustellen, welches in den Mischtank 18 zugeführt wird. Es ist auch mit einer Anzeige 249A versehen, welche den Druck des Kohlenstoffdioxides anzeigt, welches das CO&sub2;-Reglerventil 246A verlässt. Ähnlich ist der CO&sub2;-Regler 246B mit einem Steuerknopf 247B versehen, welcher verwendet wird, um den Druck des Kohlenstoffdioxides einzustellen, welches in den Mischtank 20 zugeführt wird. Es ist auch mit einer Anzeige 249B versehen, welche den Druck des Kohlenstoffdioxids anzeigt, das das CO&sub2;-Reglerventil 246B verlässt.

Das Kohlenstoffdioxid niedrigen Drucks wird von dem CO&sub2;-Regler 246A zurück zu dem Prozessfluss-Block 16 über Kupferröhre 250 geliefert, welche mit dem CO&sub2;-Regler 246A mit Kopplung 252 gekoppelt ist, und an dem Prozessfluss- Block über eine Presskopplung 251 montiert ist. Ähnlich wird das Kohlenstoffdioxid niedrigen Drucks von dem CO&sub2;-Reglerventil 246B zurück zu dem Prozessfluss-Block 16 über Kupferröhre 253 geliefert, welche mit dem CO&sub2;-Reglerventil 246B über Kopplung 245 gekoppelt ist, und an dem Prozessfluss-Block über eine Presskopplung 255 montiert ist. Sobald das Kohlenstoffdioxid niedrigen Drucks den Prozessfluss-Block 16 verlässt, wird es zu den Mischkammern 18 und 20 über die gleiche Einrichtung geliefert, welche mit Hinsicht auf die Ausführungsform in Fig. 2A diskutiert wurde.

Druckwandler 244, 256 und 258 sind zum Messen der Drücke des Kohlenstoffdioxids hohen Drucks vorgesehen, welches in den Prozessfluss-Block 16 zugeführt wird und der zwei unterschiedlichen Kohlenstoffdioxide niedrigen Drucks, die den Prozessfluss-Block verlassen. Die Druckwandler 244, 256 und 258 sind mit der CPU 200 über Kommunikationsleitungen 260, 262 bzw. 264 verbunden, wie in Fig. 5B gezeigt ist. Die Anzeige vom Druckwandler 244 wird von der CPU 200 verwendet, um zu bestimmen, wann der Druck des Kohlenstoffdioxides, welches zu dem Prozessfluss-Block 16 zugeführt wird, zu niedrig ist, d. h. unterhalb 310,26 kPa (45 psi), dabei anzeigend, dass der Zuführtank 28 ersetzt werden muss oder aufgefüllt werden muss, wie oben erklärt wurde. Die Anzeigen von den Wandlern 256 und 258 werden verwendet, um die niedrig eingestellten Punktwerte und hoch eingestellten Punktwerte für den Druck in den Mischkammern 18 bzw. 20 zu bestimmen, wie auch oben erklärt wurde.

Bei der Ausführungsform, die in Fig. 2B gezeigt ist, können zwei verschiedene Produkte von dem gleichen Gerät ausgegeben werden, d. h. zwei Produkte, die verschiedene Qualitäten aufweisen, können von dem gleichen Gerät ausgegeben werden. Zum Beispiel kann ein Produkt ausgegeben werden, welches einen hohen Überlauf aufweist, d. h. über 100%, während zu der gleichen Zeit ein weiteres Produkt ausgegeben werden kann, welches einen niedrigen Überlauf aufweist, z. B. 20% oder weniger. Auf dieses letztere Produkt wird im Allgemeinen als ein gefrorenes nicht-kohlensäurehaltiges Getränk Bezug genommen. Das Gerät, das gerade zuvor beschrieben wurde, kann daher mehr Kohlenstoffdioxid in eine der Mischkammern als in die andere einspritzen. Dies wird erreicht, da separate CO&sub2;- Reglerventile 256A und 256B für jede der Mischkammern 18 und 20 verwendet werden. Noch genauer kann ein Produkt, das einen hohen Überlauf aufweist, in Mischkammer 18 produziert werden durch Einstellen des Steuerknopfes 247A auf eine hohe Einstellung, z. B. 241,32 kPa (35 psi) oder größer und ein Produkt, was einen niedrigen Überlauf aufweist, kann in Mischkammer 20 produziert werden durch Einstellen des Steuerknopfes 247B auf eine niedrig Einstellung, d. h. weniger als 137,90 kPa (20 psi).

Dementsprechend, wie die Fachleute zu würdigen werden wissen, kann ein Gerät für gefrorene Getränke, welches das Prozessfluss-System, das in Fig. 2B gezeigt ist, inkorporiert, zwei verschiedene (oder identische) gefrorene kohlensäurehaltige Getränkeprodukte produzieren, ein gefrorenes kohlensäurehaltiges Getränkeprodukt und ein gefrorenes nicht-kohlensäurehaltiges Getränkeprodukt, oder zwei verschiedene (oder identische) gefrorene nicht-kohlensäurehaltige Getränkeprodukte, und ist somit sehr vielseitig.

Wie auch die Fachleute zu würdigen werden wissen, kann der CO&sub2;-Regler in jeglicher Ausführungsform eingestellt werden, um so die Menge an Kohlenstoffdioxid, die in die Mischkammern eingespritzt wird, zu erhöhen oder zu erniedrigen, einfach durch Drehen des Steuerknopfes. Dementsprechend kann der Überlauf nur durch Anheben oder Absenken der Einstellung des CO&sub2;-Reglers variiert werden. Die CPU 200 in Verbindung mit dem EPROM 202 stellt dann automatisch die hoch und niedrig eingestellten Druckwertpunkte für den Druck in der Mischkammer nach, um einen Ausgleich in dem System aufrechtzuerhalten und ein Produkt, von entsprechend höherem oder niedrigem Überlauf zu produzieren.

Diejenigen Fachleute, die nun den Nutzen der vorliegenden Offenbarung haben, werden zu würdigen wissen, dass die vorliegende Erfindung viele Formen und Ausführungsformen annehmen kann. Zum Beispiel kann das Gerät für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke gemäß der vorliegenden Erfindung eine größere oder geringere Anzahl von Mischkammern einsetzen. Die Komponenten des Systems müssten dementsprechend modifiziert werden, würden aber die gleichen Grundprinzipien einsetzen wie diejenigen Durchschnittsfachleute zu würdigen wissen. Weiterhin kann die Anzahl der Solenoide und Wandler variiert werden, d. h. mehr oder weniger Komponenten können vorgesehen werden. Zum Beispiel kann ein separates Solenoid vorgesehen sein zum Steuern der Einspritzung eines jeden der Zutaten in jede Mischkammer, d. h. drei separate Solenoide können vorgesehen sein (eines für jede der drei Zutaten) anstelle der zwei, die hier offenbart sind (eines für den Kohlenstoffdioxid und eines für die Wasser-Sirup-Mischung). Oder nur ein Solenoid kann vorgesehen sein, welches die Einspritzung aller drei Zutüten in jede Mischkammer steuert. Es ist beabsichtigt, dass die Ausführungsformen, die hier beschrieben wurden, nur darstellend sein sollten und die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Es ist vielmehr beabsichtigt, dass die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdeckt, die innerhalb des Rahmens der Erfindung fallen, wie durch die angehängten Ansprüche definiert wird.


Anspruch[de]

Getränkegerät zum Herstellen eines gefrorenen kohlensäurehaltigen Produktes, das durch Mischen verschiedener Zutaten, die Sirup, Wasser und Kohlenstoffdioxid enthalten, in zumindest einer Mischkammer (18; 20) hergestellt wird, welches durch ein Kühlsystem (22) codiert wird, umfassend:

einen ersten Wandler (144), der den Druck des Kohlenstoffdioxids misst, welches in eine oder mehrere der Mischkammern (18; 20) eingespritzt wird;

einen zweiten Wandler (136; 138), der den Druck des gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkeprodukts in einer oder mehrerer der zumindest einen Mischkammer (18; 20) misst;

eine programmierbare Speichervorrichtung, die einen Algorithmus einsetzt, der einen niedrig eingestellten Druckwertpunkt für jede Mischkammer (18; 20) und einen hoch eingestellten Druckwertpunkt für jede Mischkammer (18; 20) bestimmt, der auf dem Druck des Kohlenstoffdioxids basiert, welches in die Mischkammer (18; 20) eingespritzt wird;

zumindest ein Steuerventil (96; 98, 157; 158), das die Einspritzung der zumindest einen oder mehreren Zutaten in die Mischkammern (18; 20) steuert; und

einen Prozessor (200), der Eingaben von dem ersten Wandler (144) und dem zweiten Wandler (136; 138) empfängt und mit der programmierbaren Speichervorrichtung und dem zumindest einen Steuerventil (96; 98, 157; 158) kommuniziert.

2. Getränkegerät gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor vorgesehen ist, um das zumindest eine Steuerventil (96; 98, 157; 158) anzuweisen zu öffnen, um so in die zumindest eine Mischkammer (18; 20) eine oder mehrere der Zutaten einzuspritzen, wenn der Druck in der zumindest einen Mischkammer (18; 20) unterhalb des niedrig eingestellten Druckwertpunktes ist und zu schließen, um so die Zufuhr der zumindest einen oder mehreren Zutaten zu der zumindest einen Mischkammer (18; 20) abzuschneiden, wenn der Druck in der zumindest einen Mischkammer (18; 20) oberhalb des hoch eingestellten Druckwertpunktes ist.

3. Getränkegerät gemäß Anspruch 1 oder 2, welches weiterhin einen Prozessfluss-Block (16) umfasst, der den Fluss der Zutaten von Zutatenzuführquellen (24, 26, 27, 28) in die zumindest eine Mischkammer (18; 20) steuert.

4. Getränkegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und zweite Wandler (144, 136; 138) auf dem Prozessfluss-Block (16) montiert sind.

5. Getränkegerät gemäß Anspruch 4, wobei der Prozessfluss-Block (16) eine Vielzahl von Eingängen enthält, die auf dem Prozessfluss-Block (16) angeordnet sind; eine entsprechende Vielzahl von Ausgängen, die auf dem Prozessfluss-Block angeordnet sind; eine entsprechende Vielzahl von Flusskanälen, die die Vielzahl von Eingängen mit der Vielzahl von Ausgängen verbinden; und wobei die Wandler (144, 136; 138) innerhalb der Flusskanäle zum Messen des Drucks der Zutaten, die durch die Flusskanäle fließen, angeordnet sind, wobei jeder Zutatenfluss in den Prozessfluss-Block (16) durch einen separaten Eingang durch einen entsprechenden Flusskanal fließt, wobei er einen entsprechenden Wandler (144, 136) 138) kontrahiert und aus einem entsprechenden Ausgang herausfließt.

6. Getränkegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, welches weiterhin ein CO&sub2;-Reglerventil zum Einstellen des Drucks des Kohlenstoffdioxides umfasst, welches in die zumindest eine Mischkammer (18; 20) eingespritzt wird.

7. Getränkegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zumindest eine Reglerventil (96; 98, 157; 158) ein Paar von Solenoiden enthält, wovon eines des Paares (157; 158) den Fluss des Kohlenstoffdioxides in die zumindest eine Mischkammer (18; 20) steuert und das andere des Paares (96; 98) den Fluss einer Lösung, die eine Mischung von Sirup und Wasser umfasst, in die zumindest eine Mischkammer (18; 20) steuert.

8. Getränkegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zumindest eine Mischkammer (18; 20) zwei Mischkammern (18; 20) umfasst, wovon in jede Kohlenstoffdioxid mit einem unterschiedlichen Druck eingespritzt wird.

9. Getränkegerät gemäß Anspruch 8, wobei der Druck des Kohlenstoffdioxides, welches in eine Mischkammer (18; 20) eingespritzt wird, 206,84 kPa (30 psi) oder mehr beträgt und der Druck des Kohlenstoffdioxides, das in die andere Mischkammer eingespritzt wird 137,90 kPa (20 psi) oder weniger beträgt.

10. Verfahren zum Steuern der Konsistenz und Qualität eines gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkeproduktes, das durch Mischen verschiedener Zutaten, welche Sirup, Wasser und Kohlenstoffdioxid enthalten, in einer Mischkammer (18; 20) eines Gerätes für gefrorene kohlensäurehaltige Getränke hergestellt wird, die Schritte umfassend:

Messen des Drucks des Kohlenstoffdioxides, welches in die Mischkammer (18; 20) eingespritzt wird;

Auswählen eines niedrig eingestellten Druckpunktes für die Mischkammer (18; 20) und eines hoch eingestellten Druckpunktes für die Mischkammer (18; 20), basierend auf dem Druck des Kohlenstoffdioxides, welches in die Mischkammer (18; 20) eingespritzt wird;

Messen des Drucks des gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkeproduktes in der Mischkammer (18; 20); und

Einspritzen einer oder mehrerer der Zutaten in die Mischkammer (18; 20), wenn der Druck in der Mischkammer (18; 20) unterhalb des niedrig- eingestellten Druckwertpunktes ist und Abschneiden der Zufuhr der einen oder mehreren der Zutaten zu der Mischkammer (18; 20), wenn der Drucks in der Mischkammer (18; 20) oberhalb des hoch eingestellten Druckwertpunktes ist.

11. Verfahren zum Steuern der Konsistenz und Qualität eines gefrorenen kohlensäurehaltigen Getränkeproduktes gemäß Anspruch 10, welches weiterhin den Schritt des Steuerns des Flusses der Zutaten von den Zutatenzufuhrquellen in die Mischkammer (18; 20) umfasst.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, welches weiterhin den Schritt des Einstellens des Druckes des Kohlenstoffdioxides umfasst, welches zu der Mischkammer (18; 20) zugeführt wird.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, welches weiterhin den Schritt des Messens der Drücke jeder der Zutaten umfasst, die zu der Mischkammer (18; 20) von den Zutatenzufuhrquellen zugeführt werden.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, welches weiterhin den Schritt des Abschaltens des Gerätes umfasst, wenn der Druck irgendeiner der Zutaten, die zu der Mischkammer (18; 20) von den Zutatenzufuhrquellen zugeführt werden, unterhalb des niedrig eingestellten Druckwertpunktes fällt.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, welches weiterhin den Schritt des Auffühlens der Zutaten umfasst, wessen Druck unterhalb den niedrig-eingestellten Druckwertpunkt gefallen ist, und Einschalten des Gerätes, wenn der Druck aller der Zutaten, die zu der Mischkammer (18; 20) von den Zutatenzufuhrquellen zugeführt werden, einen hoch eingestellten Druckwertpunkt erreichen.







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