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Stetig wirkende Saturationspfanne.
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werden.
Von einer guten Vorrichtung dieser Art werden folgende Eigenschaften verlangt :
1. Der Apparat darf während der Arbeit weder mit Sand noch mit Schmutz verunreinigt werden, um die Arbeit nicht zwecks Reinigung des Kessels unterbrechen zu müssen.
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4. Die Vorrichtung soll einfach sein, kleine Abkühlungsflächen besitzen, wirtschaftlich arbeiten und ein Minimum von Bedienung erfordern.
Die bekannten Bauarten der Saturationspfanne erfüllen noch keineswegs alle diese Bedingungen, insbesondere ist bei ihnen die Ausnutzung der Kohlensäure noch nicht befriedigend und ist es auch noch nicht möglich, die Arbeit längere Zeit fortzusetzen, ohne sie zwecks Reinigung der Pfanne unterbrechen zu müssen.
Die vorliegende Erfindung geht daher von zwei Grundgedanken aus :
1. Vervollkommnung der Gasausnutzung durch Anwendung des Gegenstromprinzipes sowie durch wiederholte Unterbrechung und neuerliche möglichst feine Wiederverteilung des Gasstromes in der Flüssigkeit.
2. Stetiger Abzug der sich am Boden des Gefässes ansammelnden Sedimente, wie Sand, Schmutz od. dgl. durch Verbindung der Wirkung eines zweckmässig angeordneten Rührwerkes mit der Wirkung des zweckmässig geführten natürlichen Saftlaufes.
Die Zeichnung veranschaulicht einen nach diesen Grundsätzen gebauten Apparat in beispielsweiser Ausführung : Fig. 1 ist eine Vorderansicht, Fig. 2 ein Längsschnitt, Fig. 3 und 4 sind Schnitte nach den Linien ji-B und C*-D der Fig. 2, während Fig. 5 eine Draufsicht des Apparates darstellt.
Die Saturationspfanne besteht aus einem zylindrischen Kessel 1, dessen oberer Teil einen grösseren Durchmesser hat als der untere. Der Kessel ist mit einem ebenen Boden und ebensolchem Deckel versehen. In der geometrischen Achse des Kessels ist eine Welle 2 angeordnet, die durch auf dem Kesseldeckel gelagerte Kegelräder 3 angetrieben wird. Am unteren Ende der Welle in der Nähe des Kesselbodens ist ein Rührwerk 4 mit harkenförmigen Rührschaufeln befestigt. Der Safteinlauf in den Kessel durch das Rohr 5 wird mittels Ventil 6 reguliert.
Aus dem Kessel tritt der Saft durch das am Boden des Kessels angeordnete Rohr 7 in ein Kontrollgefäss 8, welches zwecks Probenahme und ununterbrochener Beobachtung des Saftes offen ist. Aus diesem Gefäss wird der Saft über Sieb 9 und Rohr 10 abgezogen. Im Innern des Kessels, in der Nähe des Kesselbodens und etwas oberhalb der Rührschaufeln sind trogförmige nach unten offene Gasverteiler 11 mit gezackten Rändern angeordnet. Diese Gasverteiler sind durch ein Ringrohr 12 untereinander und mit der durch Ventil 13 regulierten Gaszuleitung verbunden. Über den Gasverteilern n sitzen auf der Welle 2 mehrere nach unten offene kegelförmige Schirme 14 so, dass ihre Spitzen nach oben gerichtet, die unteren Ränder jedoch gleichfalls zackenförmig ausgeschnitten sind.
Für die Ableitung des verbrauchten Gases ist auf dem Kesseldeckel ein Rohr ? J vorgesehen : zum Ablassen des ganzen Saftes aus dem Kessel dient Ventil 16 und zur Beseitigung des Schmutzes bei allfälliger Reinigung der Pfanne die mit einem Deckel verschlossene Öffnung 17. Signalrohr 18 dient zur Anzeige starker Schaumbildung. Die Saturationspfanne kann daher auf einem Fundament im unteren Geschoss des Werkes aufgestellt werden, während die gesamte Bedienung des Apparates am Boden 19 eines oberen Geschosses vereinigt wird.
Die beschriebene Saturationspfanne arbeitet somit wie folgt : Der mit Kalk behandelte Saft fliesst ununterbrochen in den Kessel ein, wobei die in der Zeiteinheit zufliessende Saftmenge durch den Arbeiter mittels Ventil 6 geregelt wird. Nachdem der Kessel bis zu einer gewissen Höhe gefüllt ist, fliesst der Saft durch Rohr 7 in das Kontrollgefäss 8 und wird aus diesem über Sieb 9 und Rohr 10 abgezogen.
In dem zweckmässig als offenes Überlaufsgefäss ausgeführten Kontrollgefäss 8 können die Eigenschaften des behandelten Saftes ununterbrochen beobachtet, durch Probenahme geprüft und dementsprechend
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der Zufluss des Saftes und des Gases geregelt werden. Durch das Rührwerk -1 wird der Saftinhalt im Kessel in eine stetige Drehung versetzt, wodurch das spezifisch leichtere Gas zur Mitte gezogen wird,
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1craft nach der Peripherie des Kessels geschleudert werden.
Indem sie hier an den Wänden des Kessels allmählich herabgleiten, verhüten sie die Bildung von Niederschlägen an den Wänden des Kessels und gelangen, allmählich heruntergleitend, zum Boden der Pfanne, wo sie, durch das Rührwerk am Niederschlagen verhindert, vom natürlichen Saftlauf mitgenommen und über Rohr 7 und das Kontrollgefäss 8 abgeführt werden. Auf diese Weise verhindert das Zusammenwirken des Rührwerkes mit der Anordnung' der Abflussöffnung unmittelbar über dem Boden des Kessels eine Verunreinigung desselben während der Arbeit, so dass er unbeschränkt ohne Unterbrechung zwecks Reinigung in Betrieb gehalten werden kann.
Das Gas tritt. aus den Verteilern 11 durch die ausgeschnittenen Zacken in Form von einzelnen Strahlen, um die Reaktion mit dem Saft zu begünstigen. Diese Gasstrahlen steigen infolge ihres kleineren spezifischen Gewichtes auf, werden aber gleichzeitig durch die Drehbewegung des Saftinhaltes nach der Rotationsachse der Welle zu abgelenkt und vereinigen sich dort zu einem gemeinschaftlichen Strome, so dass dadurch die Ausnutzung des Gases verschlechtert würde, falls das Gas so bis zu dem oberen Spiegel des Saftes aufsteigen könnte. Da aber das Gas auf diesem Wege auf die Verteilungskegel J trifft, die einen wesentlichen Teil der Erfindung bilden, so tritt die erwähnte Verschlechterung der Gasausnutzung nicht ein.
Das Gas sammelt sich unter den Verteilungskegeln und tritt durch ihre zackigen Ränder wieder in Form von getrennten Strahlen aus, um wiederholt in innige chemische Reaktion mit dem Safte zu kommen. Je nach der Höhe der Saftschichte können 2, 3 oder mehrere Verteilúngskegel angeordnet werden. Diese mehrfache Verteilung erlaubt eine vollkommene Ausnutzung des Gases ohne Zuhilfenahme von schnell verschmutzenden Röhrchen mit kleinen Öffnungen. Gleichzeitig bewirkt auch das durch die vorliegende Erfindung verwirklichte Prinzip der Gegenströmung zwischen dem Gas einerseits und dem zu behandelnden Safte anderseits eine bessere Ausnutzung des Gases, indem das frische Gas mit fast fertig behandeltem Safte, dagegen das ärmste Gas nur mit frischem Saft in Reaktion tritt.
Da es nicht möglich ist, die Arbeit so zu führen, dass eine Schaumbildung vollkommen vermieden wird, ist der obere Teil der Saftpfanne erweitert ; dadurch wird ein Ausgleichbehälter geschaffen, der den gebildeten Schaum bis zu seiner Niederschlagung leicht aufnehmen kann, wodurch ein Austreten des Schaumes durch das Gasabzugrohr 15 und die damit verbundenen Zuckerverluste vermieden werden. Hat der Schaum die Höhe des Signalrohres 18 erreicht, so tritt er durch dieses Rohr sichtbar in das offene Kontrollgefäss aus, um die übermässige Schaumbildung anzuzeigen.
Die beschriebene Erweiterung des Pfannenoberteiles in Verbindung mit der Anordnung des Signalrohres ist sehr wesentlich, da dadurch die Bedienung des Apparates vereinfacht wird und die Verwendung von Fett oder Dampf zum Nieder-
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den Saftzufluss, ohne das Gas abzustellen, für die Dauer von einigen Sekunden zu unterbrechen, um ein Niederschlagen des Schaumes zu bewirken, so dass die Arbeit sofort wieder aufgenommen werden kann.
Infolge der eigenartigen Einrichtung und Wirkungsweise der beschriebenen Saturationspfanne wird es möglich, die Saturation für eine beliebig grosse Produktion in einer einzigen Saturationspfanne zu erreichen, wodurch nicht nur eine bisher unerreichte Vereinfachung des Apparates und seines Betriebes, sondern auch eine wesentliche Verkleinerung der Abkühlungsflache erzielt wird gegenüber'den bekannten Ausführungen, bei welchen in der Regel mehrere Pfannen zur Erreichung des gleichen Zweckes aufgestellt werden müssen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stetig wirkende Saturationspfanne mit aufwärts gerichtetem Gasstrome, abwärts gerichteter Flüssigkeitsbewegung und mechanischem Rührwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk aus einem einzigen unmittelbar über dem Gefässboden angeordneten Sehlagkreuz besteht, welches den Boden des Gefässes in seiner ganzen Ausdehnung'bestreicht, und dass an der Rührwerkswelle in geeigneten Abständen übereinander mehrere nach unten offene Schirme mit zackenförmig ausgeschnittenen unteren Rändern als Zwischengasfänger befestigt sind, durch welche der aufsteigende zentrale Gasstrom wiederholt aufgefangen und durch Wiederverteilung wiederholt in innige Mischung mit der Flüssigkeit gebracht wird.