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Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Rührwerkserhitzern.
Bei Rührwerkserhitzern hat man häufig eine unsichere Entkeimungswirkung beobachtet, die darauf zurückzuführen ist, dass die zu erhitzende Flüssigkeit, besonders wenn sie in kleineren Mengen durchgeführt wird, ganz oder teilweise den Erhitzer zu schnell durchströmt. In diesem Falle ist die bakteriologische Wirkung unsicher und unter Umständen völlig unzureichend.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betriebe von Rührwerkserhitzern, insbesondere für Milch, welches im wesentlichen darin besteht, dass man zur Erhöhung der Entkeimungswirkung und zur Entgasung einen Teil der Durchflussmenge der zu erhitzenden Flüssigkeit durch Regelung der Füllung nach Erreichen der Höchsttemperatur ständig überlaufen lässt, ihn dabei entgast und der Luft aussetzt sowie anschliessend der zulaufenden, noch zu behandelnden Flüssigkeit wieder zuführt und mit dieser gemischt nochmals erhitzt.
Die Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens, welche es ermöglicht, in einfacher Weise die Füllung nach Belieben zu regeln und demgemäss einen grösseren oder geringeren Teil der Durchflussmenge ständig überlaufen zu lassen. Erfindungsgemäss ist hiefür am Austrittsstutzen des Erhitzers eine Drosselvorrichtung angeordnet, die vorzugsweise mittels eines Schwimmers vom Flüssigkeitsstand im Einlaufgefäss selbsttätig gesteuert wird. Mittels dieser Drosselvorrichtung wird auch erreicht, dass die Durchgangsquerschnitte im Erhitzer ohne Rücksicht auf die Verschiedenheit der Durchflussmenge stets vollständig gefüllt sind.
Es wird also mit guter bakteriologischer Wirkung eine genügend lange und ausserdem die günstigste Aufenthaltszeit der zu erhitzenden Flüssigkeitsteilchen auf den wirksamen Erhitzungstemperaturen gewährleistet. Die Sicherung der bakteriologischen Wirkung beruht darauf, dass stets (sogar beim Rückgang der Leistung auf 0) eine Füllung im Erhitzer erhalten bleibt und ein Eintreten und Mitdurchgehen von Luft verhindert wird.
Insbesondere kann es nicht vorkommen, dass die obere Austrittskammer, die am wichtigsten für die Erhitzung ist, weil hier die höchste Temperatur herrscht, leergeschlagen wird, und dass damit einerseits die intensivste Einwirkung verloren geht, anderseits unsterile Luft zu der pasteurisierten Flüssigkeit tritt.
Um die überlaufende Flüssigkeitsmenge wiederholt durch den Erhitzer strömen zu lassen, ist das Einlaufgefäss durch eine Rücklaufleitung mit dem Deckel des Erhitzers verbunden. Damit die überlaufende Flüssigkeit vor oder während ihrer Rückführung zum Einlaufgefäss der Luft ausgesetzt werden kann, ist der Überlaufstutzen offen, d. h. mit einem verhältnismässig grossen Durchmesser ausgebildet, so dass schon unterhalb des Erhitzerdeckels kreisende Flüssigkeitsring eine Entgasungsoberfläche bietet. Ferner ist gegebenenfalls die Rücklaufleitung als eine flache und verhältnismässig breite Rinne ausgebildet, welche die Flüssigkeit der Luft in dünner Schicht aussetzt. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit infolge der Ausbreitung und der Berührung mit der Luft abdunsten.
Abgesehen von der selbsttätigen Regelung der Drosselvorrichtung durch den Flüssigkeitsstand im Einlaufgefäss, wird eine im Hinblick auf die Beschaffenheit der jeweils verarbeiteten Flüssigkeit (z. B. Milch oder Rahm) von Hand vorzunehmende Regelung der Drosselvorrichtung dadurch ermöglicht, dass das Verbindungsglied zwischen Drosselvorrichtung und Schwimmer und/oder eine Feder-oder
Gewichtsbelastung des Drosselventils von aussen während des Betriebes einstellbar ist. Die Überlaufmenge kann hiebei nach Belieben an der Drosselvorrichtung eingestellt werden.
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Gemäss der Erfindung können mit Füllungsregelung versehene Rührwerkserhitzer mit den günstigsten hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, ohne Rücksicht auf die jeweils gewünschte grössere oder geringere Förderleistung.
Weitere Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 zeigt einen mit selbsttätig gesteuertem Drosselventil und mit einer Überlaufeinrichtung versehenen Rührwerkserhitzer, bei dem das Rührwerk beispielsweise aus einer Trommel besteht, in einem axialen Schnitt. Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführung einer Einzelheit in der Ansicht.
Der Rührwerkserhitzer (Fig. 1) besteht in bekannter Weise im wesentlichen aus einem dampfbeheizten Kessel 1, der durch einen Deckel 2 verschlossen wird, und in dem die Trommel 3 kreist. Unterhalb'des Deckels 2 und nach unten begrenzt durch die Wandungen des Kessels 1 und der Trommel 3 befindet sich die Austrittskammer 4, durch welche die in dem Spalt 5 zwischen Kessel und Trommel aufsteigende Milch hindurchtreten muss. In der Kammer 4 wird die Milch von den an der Trommel angeordneten Rührflügeln 6 erfasst, die ihr eine Beschleunigung erteilen, so dass sie infolge der Fliehkraftwirkung durch den Stutzen 7 ausgetrieben wird. Am unteren Ende des Kessels 1 bzw. der Trommel 3 befindet sich der Einlass 8 für die in dem Spalt 5 aufsteigende Milch.
Der Einlass 8 ist durch die Leitung 9 mit dem Zulaufgefäss 10 verbunden, aus dem die Milch nachströmt in dem Masse, wie unter der Wirkung der mit ihren Rührflügeln 11 und 6 selbsttätig fördernden Trommel 3 Milch durch den Erhitzer hindurchgeführt wird.
Zur Drosselung des Querschnittes am Austrittsstutzen 7 ist das Ventil 12 vorgesehen, das über die in ihrer Länge einstellbare Stange 13 von dem Schwimmer 14 gesteuert wird. Der Schwimmer 14 befindet sich nicht unmittelbar in dem Einlaufgefäss 10, sondern in einem mit diesem durch die Leitung 9 kommunizierenden Gefäss 15, in welchem er in geringerem Masse den Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels ausgesetzt ist, die beim Einschütten von Milch in das Einlaufgefäss auftreten.
Als Drosselventil können für andere Zwecke bekannte Ausführungen Anwendung finden.
Die an sich bekannte Regelbarkeit des Ventils 12 wird ergänzt durch die selbsttätige, von dem Flüssigkeitsspiegel im Einlaufgefäss 10 abhängige Steuerung, die in folgender Weise bewerkstelligt wird : Auf der Buchse 22 des Drosselventils ist die hiefür mit einem Ring 28 ausgebildete Stütze 29 befestigt. An dieser ist ein Kniehebel drehbar gelagert, dessen einer Arm 30 mit der Ventilstange 20 verbunden ist, während an dem andern Arm 31 die Stange 13 angreift. Durch Heben oder Senken des Schwimmers 14 wird der Kniehebel 30, 31 geschwenkt, wodurch die Ventilstange 20 in der Längsrichtung verschoben und der Durchflussquerschnitt des Ventils vergrössert oder verkleinert wird. Wenn der Flüssigkeitsspiegel im Einlaufgefäss 10 sinkt, wird durch das Schwimmergewicht das Drosselventil 12 vollständig geschlossen, so dass keine Milch austreten kann.
Entsprechend erhöht sich die Füllung im Inneren des Erhitzers, insbesondere in der Kammer 4 und drückt in das Einlaufgefäss 10 zurück, bis der Schwimmer wieder Auftrieb bekommt und dann ganz langsam und um einen geringeren Betrag das Drosselventil öffnet. Fliesst Milch in grösserer Menge zu, so staut sie sich im Einlaufgefäss 10 und in dem kommunizierenden Schwimmergefäss 15, so dass die Drosselwirkung entsprechend verringert und der Austrittsquerschnitt vergrössert wird.
Infolge der Einstellbarkeit der Stange 13 kann die Drosselung des Austritts nach Belieben in Abhängigkeit von einem höheren oder niedrigeren Flüssigkeitsstand im Einlaufgefäss gesteuert werden, so dass die Einrichtung, da auch das Ventil selbst einstellbar ist, leicht allen Verhältnissen angepasst werden kann. Beispielsweise läuft durch denselben Erhitzer'in der Regel nur eine Rahmmenge, die 50% der erhitzten Milchmenge beträgt, und hiebei sind hohe Temperaturen und lange Aufenthaltszeiten im Erhitzer erwünscht. Stellt man nun die Verbindungsstange so ein, dass das Einlaufgefäss mit höherem Flüssigkeitsspiegel gefüllt ist, so nimmt der Erhitzer durch den unteren Einlauf mehr Flüssigkeit auf, die sich unter der Wirkung der Drosselvorrichtung zu einer dickeren Füllungsschicht anstaut.
Die Einstellbarkeit der Füllung wird unter anderm auch in der Weise ausgenutzt, dass man einen Teil der Durchflussmenge aus dem die Entlüftungsöffnung des Deckels 2 bildenden Entlüftungschornstein beziehungsweise Austrittsstutzen 32, der besonders weit ausgebildet ist, überlaufen lässt.
Der grössere Durchmesser des Überlaufstutzens hat den Zweck, die Luft schon mit der kreisenden Flüssigkeit unter dem Deckel in Berührung zu bringen, bevor die Flüssigkeit in dem Stutzen aufsteigt.
Auf diese Weise bildet schon der Flüssigkeitsring, der mit der Trommel an deren oberen Ende kreist, eine Entgasungsoberfläche.
Die ferner vorgesehene Überlaufschale 34 nimmt die aus dem Stutzen 32 austretende Flüssigkeit auf. Sie füllt sich indessen nur in einer dünnen Schicht, welche eine weitere Entgasung ermöglicht, da ungefähr in Höhe des Bodens der Austrittsstutzen 35 angeordnet ist, an den sich das Verbindungsrohr 33, welches zum Einlaufgefäss 10 führt, anschliesst. Der hochgezogene Rand der Überlaufschale 34 hat nur den Zweck, beim Austritt der Flüssigkeit aus dem Stutzen 32 Spritzer, die infolge der Geschwindigkeit der umlaufenden Teile des Erhitzers unvermeidlich sind, aufzufangen.
An Stelle des Verbindungsrohres 33 kann auch die in Fig. 2 in der Ansicht von der Seite dargestellte flache Rinne 36 angewendet werden, welche sich an eine breite Austrittsöffnung 37 der Überlaufschale 34 anschliesst und ebenfalls in das Einlaufgefäss 10 mündet.
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Durch teilweises Zurückführen der Milchmenge, die den Erhitzer bereits durchströmt hat und die beim Austreten aus dem Überlauf 32 die höchste Temperatur hat, wird erreicht, dass die im Einlaufgefäss 10 befindliche Milch durch Mischung eine höhere Temperatur annimmt, die für den Erhitzungsvorgang nutzbar gemacht wird.
Es kann auch ausser dem Entlüftungsschornstein 32 ein besonderer Überlaufstutzen am Deckel in einem gewissen Abstand von der Erhitzerachse angeordnet sein, der räumlich und in der Wirkungsweise von dem Entlüftungsschornstein unabhängig ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Rührwerkserhitzern, insbesondere für Milch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil der Durchflussmenge der zu erhitzenden Flüssigkeit durch Regelung der Füllung ständig aus einer Öffnung des Deckels überlaufen lässt, ihn dabei entgast und der Luft aussetzt, sowie anschliessend der zulaufenden, noch zu behandelnden Flüssigkeit wieder zuführt und mit dieser gemischt nochmals erhitzt.