專利名稱：軟飲料配制系統(tǒng)中用的全面性水處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于軟飲料配制系統(tǒng)之類后混合配料器中之水處理設(shè)備。此種設(shè)備采用了一種可垂置的筒，并能處理用于飲料配制目的之少量的水。
在無酒精的飲料廠中，飲料通常是用這樣的水來配制的，此種水經(jīng)過處理而降低了它的硬度，能確保無菌，同時(shí)除去了懸浮的固體與溶解的有機(jī)物。沉淀的方法是普遍采用的，它們還能將水中的鐵與重金屬含量減少到某種程度。近來則關(guān)心到鈉與硝酸鹽的問題，當(dāng)這些成分出現(xiàn)在水中達(dá)到不能接受的程度時(shí)，便需另加處理?？傊?，水的凈化乃是無酒精飲料廠的軟飲料生產(chǎn)中的一個(gè)基本組成部分，這是因?yàn)樗擒涳嬃系闹饕煞帧?br> 應(yīng)用糖漿的軟飲料配制系統(tǒng)也要求有供水裝置。這里所用的水通常來自自來水總管，而并未接受過全面性處理。由于無酒精飲料廠所采用的全面性水處理工藝很復(fù)雜，要求有細(xì)致的過程控制，且因特定的水質(zhì)要求而不同，因而不適合以小規(guī)模形式使用，至今還未能把這類技術(shù)用于后混合的配制器中。
離子交換系統(tǒng)可在小型形式下使用，然而這類系統(tǒng)要求進(jìn)行再生，有可能構(gòu)成微生物的污染源，而且也是能除去溶解的鹽類;相反，用于無酒精飲料廠的沉淀法卻有著遠(yuǎn)為廣泛的凈化效應(yīng)。更為精致的一些方法，例如僅滲透法，也是能夠在小規(guī)模的基礎(chǔ)上應(yīng)用的，但是這類方法的費(fèi)用昂貴并且需要大量的維修保養(yǎng)工作。
因此，在這樣的工藝中，需要有一種簡單而有效的水處理設(shè)備來用于后混合的配制器中。此種設(shè)備在操作與制造上都應(yīng)簡易而又便宜。此種設(shè)備應(yīng)該具有無酒精飲料廠中已有的這類設(shè)備在凈化方面的優(yōu)點(diǎn)，而且能適用于較小的配制器中。尤其是，這種水處理設(shè)備應(yīng)降低水的硬度、確保無菌性并能從水中除去懸浮的固體和溶解的有機(jī)物。此種設(shè)備應(yīng)該避免微生物的污染，且應(yīng)是廉價(jià)的和只須少量保養(yǎng)工作的。
為此，本發(fā)明的首要目的在于提供一種適用于后混合飲料配制器的水處理設(shè)備。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種水處理設(shè)備，它可將水處理到，降低了它的硬度，確保其無菌，并除去了其中懸浮的固體物與溶解的有機(jī)物。
本發(fā)明之第三個(gè)目的在于提供一種水處理設(shè)備，它可自水中除去鈉、硝酸鹽或溶解的鹽類。
本發(fā)明之第四個(gè)目的在于提供一種水處理設(shè)備，它的制造簡單，成本低廉且?guī)缀醪恍杈S護(hù)保養(yǎng)。
本發(fā)明之第五個(gè)目的在于提供一種水處理設(shè)備，它采用了由簡便向廉價(jià)的材料制成的反應(yīng)室，后者用過后可以棄置。
本發(fā)明之上述目的和其它目的，可通過提供一種水處理設(shè)備用于后混合的飲料配置器而得以實(shí)現(xiàn)，該飲料配制器包括用來罩住至少是第一與第二區(qū)段的筒形裝置，此第一區(qū)段具有在其中定出一中央孔的至少一個(gè)環(huán)形部，此環(huán)形部含有一種導(dǎo)熱材料，第二區(qū)段則包括至少一個(gè)過濾部以及一活性碳屏;用來將水引入第一區(qū)段的給水裝置;使引入到第一區(qū)段中的水升溫的加熱裝置，此加熱裝置可插入第一區(qū)段的前述孔中，而升高了的水溫則會(huì)使水中所含的重碳酸鹽分解，并沉淀與沉積到第一區(qū)段中所含的導(dǎo)熱材料上;貯水裝置，用來在水溫業(yè)已升高后去接受來自筒形裝置中第一區(qū)段的水;位于該貯水裝置中的集氣裝置，用來捕獲第一區(qū)段中所產(chǎn)生的以及貯水裝置中的水所產(chǎn)生的氣體，此集氣裝置阻止了氣體重新溶解于水內(nèi)而有助于水的凈化;從貯水裝置中除去水并將水引入到筒形裝置第二區(qū)段中的裝置，此第二區(qū)段隨后即除去水中的雜質(zhì)以使水進(jìn)一步凈化;以及用來使水從第二區(qū)段中排出，且讓該水流至后混合飲料配制器的配制部分的一種裝置。
本發(fā)明的更廣的適用范圍將可從下面的詳細(xì)說明中得知。但應(yīng)理解，下面所作的細(xì)致描述和列出的特殊例子，盡管闡明了本發(fā)明的最佳實(shí)施方案，但只是用作說明目的而給出的，因?yàn)閷?duì)于熟悉本項(xiàng)工藝的人說來，根據(jù)這里的詳盡描繪，是可以在本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)弄清它的各式各樣變化與改型摹 本發(fā)明可據(jù)下面的詳細(xì)敘述與附圖獲得更完整的理解，而這些敘述與附圖，只是為了用作解釋而給出的，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，在附圖中

圖1是將采用本發(fā)明之水處理設(shè)備的軟飲料配制器的示意圖;
圖2是本發(fā)明的雙區(qū)段筒形件的透視圖;
圖3是本發(fā)明之水處理設(shè)備的橫剖面圖;
圖4是本發(fā)明之水處理設(shè)備的第二實(shí)施例的橫剖面圖。
下面來詳細(xì)參看這些附圖，特別參考圖1，其中示明了一種軟飲料配制器30。這種配制器可適用于后混合的飲料配制或作類似的處理。不妨認(rèn)定此配制器30可用來配制需要糖漿與水的那類軟飲料。如圖1所示，本發(fā)明的水池與水處理部件可以設(shè)在配制器30的一部分上，使之易為操作人員接近。
參看圖2，其中給出了本發(fā)明之棄置的雙區(qū)段式筒。此筒包括有第一區(qū)段或反應(yīng)部1以及第二區(qū)段或過濾部2。第一區(qū)段或反應(yīng)部1有一中空金屬芯和環(huán)繞它的環(huán)形部。此環(huán)形部充填以砂?；蛱剂；蛉魏纹渌刹糠值鼗蛉康貙?dǎo)熱之材料。第二區(qū)段或過濾部2則包括一種通常的過濾器與一活性碳屏。這種可棄置的筒40可以插入圖3所示的非棄置性的水處理裝置中。雖然上述裝置已被當(dāng)作為水處理設(shè)備，但應(yīng)注意到，此種可棄置的筒與非棄置性的水處理裝置一起，共同構(gòu)成了本發(fā)明的水處理設(shè)備。
參看圖3，此種非棄置的水處理設(shè)備有一貯水池9。池9中的水設(shè)想是冷的，因?yàn)槠从枰约訜?。這樣的水可通過上部孔50注入到池9中。水池9尚有一底部出口(未標(biāo)明)。
可以用泵11將水從冷水池9經(jīng)過此池9的底部出口引至熱交換器3中?；蛘?，可以通過水總管52將水引入此系統(tǒng)。這顯然是將通常的自來水引到了此系統(tǒng)中。雖然這種水已有某種程度的處理(正如對(duì)自來水通常所進(jìn)行過的那類處理)，但它并未象在無酒精飲料廠那樣經(jīng)過全面性處理。由于水的凈化乃是軟飲料生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這就需要作出進(jìn)一步的水處理。
從圖3中可以看到，本發(fā)明的水處理設(shè)備包括有可棄置的筒40，它如圖所示有兩個(gè)區(qū)段1與2。此筒40可如圖3所示插放，于此種水處理設(shè)備的非棄置性部分中，并夾定在此空間位置中。特別是在此非棄置性裝置的底部設(shè)有一墊圈19，得以密封此筒的底端。本發(fā)明的這種非棄置性的裝置還包括有一熱交換器3與電加熱元件4。此熱交換器3與電加熱元件4裝配到此可棄置筒反應(yīng)器部分1的內(nèi)部金屬芯中。熱交換器與電加熱元件二者與此筒的反應(yīng)器部分間保持熱接觸關(guān)系。在這套裝置中，上述的筒是由一蓋5下壓。蓋5使筒的頂端與水槽6隔絕(下面將對(duì)此詳述)。
如圖2所示，在可棄置的筒40上設(shè)有定位孔7。這種定位孔7與蓋5相配合，保證了筒能合適地放置。提起蓋5時(shí)，此可棄置的筒40只須從整套設(shè)備中上舉，便可自非棄置性的裝置中除去。要將新筒置入這套設(shè)備中時(shí)，只須將此新筒插放入非棄置性裝置中并關(guān)閉上蓋5。設(shè)有一根鎖桿8來保證蓋5的密閉。
如上所述，通過泵11，水將從貯水池9或水總管52流至第一區(qū)段或反應(yīng)器的底部。這時(shí)的水是通過導(dǎo)管54進(jìn)入可棄置的筒40之第一區(qū)段或反應(yīng)器1之下部的。當(dāng)水流經(jīng)此筒時(shí)，首先為熱交換盤管3加熱，而后再由這些盤管3上面的電加熱元件4加熱。此種水將流經(jīng)可棄置的筒40之第一區(qū)段，并通過水槽6從這一環(huán)形空間流出。于是，在水通過可棄置筒40之第一區(qū)段或反應(yīng)器1時(shí)，它的溫度便升高。
有效升溫的結(jié)果，可以除去水中可含的重碳酸鹽。具體說來，水中所含的重碳酸鹽在溫度升高時(shí)將分解，然后，這些碳酸鹽類將以粒狀或其它導(dǎo)熱材料的形式沉淀，而包含于第一區(qū)段或反應(yīng)器1中。在此反應(yīng)器的頂部，上述粒狀物料由于受到電加熱元件4的加熱，而使所述過程加速并得以完成。隨著沉淀的發(fā)生，其它雜質(zhì)也會(huì)通過這些細(xì)的沉淀物而除去，并沉積到這種粒狀物料上。
當(dāng)熱水從可棄置的筒40之第一區(qū)段或反應(yīng)器1中出來后，便流經(jīng)水槽6而到達(dá)一收集池10。此收集池有一貯氣的上方空間，此空間受到水泵11排水的影響而壓縮。在此貯氣的上方空間內(nèi)，設(shè)置有一排氣捕集器12。此排氣捕集器12將捕獲反應(yīng)器中產(chǎn)生的二氧化碳與從已加熱之水中逸散出的氯。這些氣體收集在該上方空間內(nèi)，并通過排氣捕集器12進(jìn)行間歇式釋放?；蛘撸稍跓崴睾笤O(shè)置一泵13，而將此貯氣用上方空間保持于大氣壓力下。泵13并非是必須的，它可以用來控制池10中的水位。這樣的配置方式可在貯氣用的上方空間內(nèi)保持較低的壓力，得以加速重碳酸鹽的分解和除去二氧化碳。
當(dāng)水離開收集池10后，便經(jīng)過導(dǎo)管56而流至可棄置筒40第二區(qū)段或過濾器2之下部。來自池10中的水將由此抽出，得以讓水有足夠的時(shí)間于池子內(nèi)滅菌。流經(jīng)第二區(qū)段或過濾器2的水將與此過濾器部段以及裝于此部段內(nèi)的活性碳屏相互起作用。此第二區(qū)段或過濾器2除掉留存于水中之各種固體物料與任何剩余的痕量氯以及溶解的有機(jī)物。
如圖3所示，此時(shí)的水可通過導(dǎo)管58從第二區(qū)段或過濾器2引出，然后通過第一區(qū)段或反應(yīng)器的芯子中之熱交換盤管3。這樣的水于是將為經(jīng)由導(dǎo)管54進(jìn)入可棄置筒40之第一區(qū)段或反應(yīng)器中的水所冷卻。因此，經(jīng)導(dǎo)管58引至熱交換線圈3的水便可通過導(dǎo)管60排出。這種水將被冷卻，并可自水處理設(shè)備下流至配制管30的配制部62。此種配制部62僅僅在圖3的裝配形式中用一個(gè)方框予以表示。顯然，對(duì)于本項(xiàng)工藝有一般知識(shí)的人，是可以將各種形式的配制裝置結(jié)合于配制器30中。
作為圖3裝配方式的另一種形式則可采用圖4的實(shí)施例。圖4中之實(shí)施例與圖3中實(shí)施例的不同處在于，從水收集池10中取出的水將首先經(jīng)導(dǎo)管64而到達(dá)熱交換盤管3。這樣的布置可以再次使水冷卻到這樣一個(gè)溫度，即不會(huì)給水處理設(shè)備的下游作業(yè)帶來不利影響。流經(jīng)熱交換盤管3后，水可以通過導(dǎo)管66而流至可棄置筒40的第二部分或過濾器2。
在可棄置筒40的第二區(qū)段或過濾器中，設(shè)有混合的離子交換樹脂14。樹脂14將部分地除去水中的硝酸鹽、硫酸鹽與鈉離子。由于水是先通過熱交換盤管3，而后在與樹脂接觸之前先行冷卻降溫而避免了傷害樹脂。當(dāng)水通過第二區(qū)段或過濾器2時(shí)，便將通過導(dǎo)管68排出。在水流經(jīng)該導(dǎo)管時(shí)，它將通過一氣冷段15。此氣冷段15將在把水供給于下游配制部分之前使之進(jìn)一步降溫。
總之，本發(fā)明的水處理設(shè)備降低了水的硬度并除去了其中某些金屬雜質(zhì)。同時(shí)也在水收集池10中分離出并除去掉絕大部分的氯。此收集池10保證了水的無菌性。此外，可棄置筒40的第二區(qū)段或過濾器2則可用來除去水中懸浮的固體物與溶解的碳?xì)浠衔镱?。必要時(shí)，可讓圖4實(shí)施例所示之本發(fā)明的水處理設(shè)備，包括有對(duì)于硫酸鹽、硝酸鹽與類進(jìn)行限制性離子交換處理的裝置。鑒于上述這些成分是不能由設(shè)計(jì)較簡易的裝置予以除去，故有必要在上述的設(shè)備中采用一種混合的離子交換樹脂14。
上述設(shè)備中的換熱作用保證了設(shè)備對(duì)能量的合理利用。此外，本發(fā)明的電加熱元件4是由控制器16進(jìn)行調(diào)節(jié)的，使得可以在筒40之第一區(qū)段或反應(yīng)器1上方的頂部空間內(nèi)，保持著合適的溫度。
為此，如圖3與4所示可以在本發(fā)明的設(shè)備內(nèi)設(shè)置一定時(shí)器17。此定時(shí)器17可以通過操縱此配制器的閥門(未示明)來起動(dòng)，可用它來測量實(shí)際的配制時(shí)間或準(zhǔn)制的水量。當(dāng)測量出實(shí)際的配制時(shí)間后，就可由此定時(shí)器測定出所處理的水量。在業(yè)已由此設(shè)備配制一預(yù)定量的水后，此定時(shí)器就將給出一報(bào)警信號(hào)，告知使用者應(yīng)該更換此可棄置的筒40。經(jīng)過一臨界時(shí)間之后，此定時(shí)器就可終止水泵11的運(yùn)行。使此水處理設(shè)備不能再行工作。經(jīng)以新筒更換失效的筒40后，此設(shè)備便可重新起動(dòng)。
將筒換下后，筒室內(nèi)所留剩的殘余水可以排水集水井18中。此集水井10位于該室下方，而可棄置的筒40則位于該室內(nèi)，而一般此井便為該筒所蓋住。排水口僅僅在可棄置的筒已被取去時(shí)才是敞開的。
本發(fā)明的設(shè)備可以降低水的硬度，同時(shí)確保水的無菌性，并從水中除去了由傳統(tǒng)的后混合配制品通常所不能除掉的雜質(zhì)。迄今為至，只是在無酒精飲料廠的裝置中才使水達(dá)到這樣凈化的標(biāo)準(zhǔn)。但是，本發(fā)明的設(shè)備避免了采用無酒精飲料廠設(shè)備中所用的那種大型與復(fù)雜的裝置，因而可以用于小型的配制系統(tǒng)中。
本發(fā)明的設(shè)備除恒溫器外不需過程控制，因而對(duì)保養(yǎng)與操作說來都是較簡便的。此外，由于此設(shè)備之可棄置的筒40相當(dāng)簡單，而它的非棄置性組件又幾乎不需保養(yǎng)，因而此設(shè)備的造價(jià)與維修費(fèi)用都頗為低廉，但卻梢遠(yuǎn)運(yùn)瀉蝦跣枰拇懟Ｕ餼褪撬擔(dān)松璞改茉誆恍韙凍齪芨叩耐蹲視梅煙跫攏渲埔慷玫卮砩倭康乃?。此设备并不要求稙?zāi)械髡湍苡行У賾諍芄愕姆段媳Ｖに鬧柿俊 本發(fā)明業(yè)已描述如上，顯然，同一內(nèi)容可以多種不同方式體現(xiàn)，而這樣的變型不得視為偏離了本發(fā)明的精神與范圍，同時(shí)所有這類對(duì)于熟悉本項(xiàng)工藝的人屬顯而易見的改型，都將認(rèn)為包括在后附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于后混合飲料配制器的一種水處理設(shè)備，它包括罩住至少是第一與第二區(qū)段的筒形裝置，此第一區(qū)段至少有一個(gè)于其中界定出一中央孔的環(huán)形部，在環(huán)形部內(nèi)含有導(dǎo)熱材料，此第二區(qū)段則至少包括一過濾器部分與一活性碳屏；將水引入第一區(qū)段的進(jìn)水裝置；用來提高引入第一區(qū)段中水之溫度的加熱裝置，它可以插入此第一區(qū)段的上述中央孔內(nèi)，水溫升高的結(jié)果促使水中所含的重碳酸鹽分解并發(fā)生沉淀，且沉積到第一區(qū)段中所含的前述導(dǎo)熱材料上；在水溫已然升高后，用來接受來自筒形裝置第一區(qū)段中的貯水裝置；位于此貯水裝置中的集氣裝置，它被用來捕集第一區(qū)段中以及貯水裝置之中所產(chǎn)生的氣體，此集氣裝置防止了氣體重新溶入水中而有助于水的凈化；用來從貯水裝置中取去水且將水引至筒形裝置第二區(qū)段中的裝置，此第二區(qū)段隨即從水中除去雜質(zhì)，以使水進(jìn)一步凈化；用來將水從第二區(qū)段中排出且允許水流至后混合飲料配制器中配置部分的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中所述用來排水的裝置，在水流至前述配置部分之前，首先將水供給加熱裝置，由于此加熱裝置是與筒形裝置的第一區(qū)段相結(jié)合，這就使得由進(jìn)水裝置引至第一區(qū)段的水處在低于加熱裝置中水溫的一種溫度下，而這一溫度差就會(huì)使加熱裝置中的水冷卻，因此水便在冷卻的同時(shí)流過加熱裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中所述用來取出水的裝置，在將水引至筒形裝置第二區(qū)段之前，首先將水供給加熱裝置，由于此加熱裝置是與筒形裝置第一區(qū)段相結(jié)合，這就使得由進(jìn)水裝置引至第一區(qū)段的水處在低于加熱裝置中水溫的一種溫度下，而這一溫度差就可使加熱裝置中的水冷卻，因此水便在冷卻的同時(shí)流過加熱裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的水處理設(shè)備，它在筒形裝置的第二區(qū)段內(nèi)還設(shè)置有一種離子交換樹脂，這種樹脂與第二區(qū)段中之水接觸，能夠有效地除去水中之硝酸鹽、硫酸鹽與鈉離子中的至少一種。
5.如權(quán)利要求4所述的水處理設(shè)備，其中所述的排水裝置還包括一氣冷段，水在離開第二區(qū)段之后并在到達(dá)配制部分之前即通過此氣冷段，此氣冷段即降低通過其間之水的溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中所述筒形裝置的第一區(qū)段，能有效地從水中至少是除去所含的重碳酸鹽并除去其它雜質(zhì);且其中所述的導(dǎo)熱材料包括砂粒與碳料中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中所述的集氣裝置包括一個(gè)位于說及之貯水裝置中貯氣上方空間內(nèi)的排氣捕集器，而由此排氣捕集器所收集的氣體至少包括二氧化碳與氯中的一種。
8.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中所說的貯水裝置包括一貯氣的上方空間，在該空間內(nèi)即設(shè)置著前述的集氣裝置，且此種水處理設(shè)備還包括一臺(tái)泵，用來為貯水裝置的貯氣上嬌占湮盅沽?，同时用兰冐制贮水装謴浶的水位?
9.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中說及的筒形裝置第二區(qū)段中之過濾器部分與活性碳屏，能從水中有效地除去固體物，氯與溶解的有機(jī)物中的至少一種。
10.如權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其中所說的筒形裝置容易從該設(shè)備上卸除。
11.如權(quán)利要求10所述的水處理設(shè)備，其中所說的筒形裝置屬于可棄置性的，而且還包括有控制裝置，用來監(jiān)控為此設(shè)備所處理的水量，并在已處理一預(yù)定量的水后，當(dāng)此設(shè)備中的所述筒形裝置尚未更換以新的筒形裝置之前，用來制止此設(shè)備工作。
全文摘要
用于后混合式飲料配制器的水處理設(shè)備，它包括一可棄置的筒，其中的第一區(qū)段充有砂粒、碳?；蚱渌鼘?dǎo)熱材料，可從水中除去重碳酸鹽或其它雜質(zhì)，其中的第二區(qū)段則有過濾器與活性炭屏或增設(shè)離子交換樹脂，可從水中除去固體物質(zhì)、痕量的氯與溶解的有機(jī)物等等。該設(shè)備還包括有熱交換盤管與加熱元件，用來提高水溫；同時(shí)包括有一排氣捕集器，用來收集和排除二氧化碳與氯氣。在此設(shè)備中可采用各式樣的裝置使已升高溫度的水在到達(dá)下游配制部前降溫。
文檔編號(hào)A23L2/00GK1032773SQ8810708
公開日1989年5月10日 申請日期1988年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月15日
發(fā)明者喬治·普萊斯特 申請人:可口可樂公司