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Regeleinrichtung für eine Anlage zum Pasteurisieren und
Abfüllen von Bier od. dgl. Flüssigkeiten
DieErfindung betrifft eineRegeleinrichtung für eine Anlage zum Pasteurisieren und Abfüllen von Bier od. dgl. Flüssigkeiten, die aus einem Drosselventil besteht, das in der Leitung vorgesehen ist, durch welche das Bier mit Hilfe einer Pumpe aus einem Tank über einen Wärmeaustauscher mit Kühlabteilung zu einer Flaschenfüllmaschine geleitet wird, wobei das Drosselventil vorzugsweise zwischen dem Wärmeaustauscher und-der Füllmaschine vorgesehen und von dem Druck in der Füllmaschine beeinflusst ist, so dass bei einem Druckanstieg bzw. Druckfall in der Füllmaschine eine Einengung bzw. Erweiterung der Durchgangsöffnung im Ventil bewirkt wird.
Das Pasteurisieren von Bier in Wärmeaustauschern im kontinuierlichen Verfahren bietet wegen des Kohlensäuregehaltes gewisse Schwierigkeiten, die beim Pasteurisieren anderer Flüssigkeiten, wie z B.
Milch, nicht auftreten. Um die Kohlensäure zu bewahren, muss der Druck des Biers dem jeweiligen Sättigungsdruck der Kohlensäure entsprechen. Ferner muss das Bier so behandelt werden, dass es sich nach dem Verlassen des Wärmeaustauschers nicht infizieren kann.
Bei den bekannten Anlagen zum Pasteurisieren von Bier wird dieses von einem Drucktank an eine Pumpe mit einemArbeitsdruck von etwa 10 atü und von dieser durch den Wärmeaustauscher, dessen Druck in der Pasteurisierabteilung ebenfalls etwa 10 atü beträgt, geleitet. Wenn das Bier den Wärmeaustauscher verlässt, fällt der Druck auf den in der Flaschenfüllmaschine herrschenden Druck.
Da die Bierpumpe kontinuierlich, die Füllmaschine dagegen diskontinuierlich, aber mit konstantem Druck arbeitet, muss zwischen dem Reduzierventil und der Füllmaschine ein Puffertank angebracht sein, der um die bei eventuellen Stillstandsperioden der Füllmaschine durch den Wärmeaustauscher fliessende Biermenge aufnehmen zu können, ein recht beachtliches Ausmass haben und im übrigen auch die Schwankungen in der Leistung der Füllmaschine ausgleichen können muss. Ein solcher Tank ist erstens platzraubend und zweites schwer zu reinigen und zu sterilisieren, weshalb er Anlass zu Infizierungen geben kann. Um die Verwendung eines Puffertankes zu umgehen, hat man vorgeschlagen, zwischen Wärmeaustauscher und Füllmaschine ein federbelastetes Regelventil einzusetzen und die überschüssige Biermenge über eine Rückleitung an den Drucktank zurückzuleiten.
Dieses Verfahren lässt sich jedoch nur bei der sogenannten"Kalt-Abfüllung"verwenden, d. h. das abzufüllende Bier muss eine der Temperatur des Rohbiers entsprechende Temperatur von 1 bis 50C haben.
Beim sogenannten"lauwarmen Abfüllen", das von den Brauereien bevorzugt wird, wird das Bier bei einer Temperatur von 12 bis 160C abgefüllt. In-diesem Fall lässt sich aber das Bier nicht an den Zufuhrtank zurückführen, sofern der Druck des Biers aufdemSättigungsdruck der Kohlensäure gehalten werden soll.
Bei einer weiters bekannten Anlage wird die Membran des Steuerorgans der Regeleinrichtung direkt vom Bier in der Leitung beeinflusst ; der Bewegung der Membran wird dabei durch den Luftdruck der Leitung entgegengewirkt. Dieser Luftdruck wird durch ein Regulierventil eingestellt und ist daher in einer Arbeitsperiode konstant.
Diese bekannte Anlage hat verschiedene Mängel. Das Bier wird in direkte Berührung mit der Membran im Steuerorgan gebracht und kann dadurch verunreinigt werden. Um dies zu verhindern, ist es notwendig,
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die Membran zu sterilisieren, was jedoch nicht einfach ist. Ausserdem ist es möglich, dass der Bierdruck höher wird als der Luftdruck, so dass das Bier in die "Luftseite" des Steuerorgans gelangt, wodurch weitere Verunreinigungsmöglichkeiten gegeben sind.
Gemäss der Erfindung wird eine Anlage der erwähnten Art geschaffen, die ohne Infektionsgefahr und ohnepuffertank arbeiten kann ; bei dieser Vorrichtung ist in der Leitung zwischen dem Wärmeaustauscher und der Füllmaschine ein Drosselventil vorgesehen, das von einer automatischen Steuervorrichtung ge- steuert wird, die von dem Druck in der Füllmaschine beeinflusst und so eingerichtet ist, dass sie bei einem Druckanstieg bzw. Druckfallin derfüllmaschine eine Einengung bzw. Erweiterung der Durchgangsöffnung im Ventil bewirkt.
Durch dieses Steuersystem lässt sich die Anlage ohne besonders teure Installationen so ausführen, dass sie unabhängig von der unterschiedlichen Füllmaschinenkapazität ohne Puffertank und ohne Umleitung des Biers an den Zufuhrtank kontinuierlich und mit konstantem Druck in der Füllmaschine arbeiten kann, da sich das automatisch gesteuerte Drosselventil stets auf den jeweiligen, in der Füllmaschine gewünsch- ten Druck einstellt.
Bei der einleitend beschriebenen Regeleinrichtung ist erfindungsgemäss eine Druckluftzufuhrleitung mit demDruckraum des vorzugsweise als an sich bekanntes Membranventil ausgeführten Drosselventils und mit einem Entlüftungsventil verbunden, welches Entlüftungsventil von einem von der Druckluft beein- flussten, beispielsweise aus einem Balg bestehenden Betätigungsorgan gesteuert wird, das mit der Druck- luftzufuhrleitung und dem Luftraum eines in der Flüssigkeitsleitung des Wärmeaustauschers zur Füllma- schine eingeschalteten Windkessels verbunden ist.
Da der Luftraum der Füllmaschine bzw. der mit dieser verbundene Windkessel mit den Druckregelungsteilen in unmittelbarer Verbindung steht, kann das Bier nach und nach immer weiter in den Luftraum des Windkessels oder gegebenenfalls in den Luftraum der Regulierungsteile dringen. Um dies zu verhin- dern, kann erfindungsgemäss im Windkessel eine auf den Flüssigkeitsspiegel hinabragende Elektrode vorgesehen sein, die ein Relais betätigt, das seinerseits ein mit der Druckluftzufuhrleitung verbundenes, magnetgesteuertes Ventil, dessen Ausgangsöffnung mit dem Lutfraum des Windkessels verbunden ist, steuert.
Hiedurch lässt sich der Flüssigkeitsspiegel im Windkessel auf konstanter Höhe halten, da ein Anstieg des Flüssigkeitsspiegels eine Zufuhr von Druckluft aus der Druckluftleitung bewirkt, die das Bier wieder auf die festgesetzte Höhe zurückdrängt.
Weiters kann gemäss der Erfindung die Flüssigkeitsleitung zwischen Drosselventil und Füllmaschine durch eine mit einem Überdruckventil versehene Umlaufleitung mit derFlüssigkeitsleitung zwischen Tank und Wärmeaustauscher verbunden sein, um das Bier bei unerwünscht auftretendem hohem Druck in der Leitung zur Abfüllvorrichtung zum Tank selbsttätig zurückzuleiten.
Nachstehend sei eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Anlage näher beschrieben, u. zw. an Hand der Zeichnung, die schematisch die einzelnen Teile der Anlage und deren Verbindungsleitungen zeigt.
1 ist der Bierzufuhrtank der Anlage, der durch eine Leitung 2 mit einer Bierzufuhrpumpe 3 verbunden ist, die das Bier aus dem Tank in einen Platten-Wärmeaustauscher 4 leitet, in dem das Bier zuerst in einer Pasteurisierabteilung auf Pasteurisiertemperatur erhitzt, dann in einer Kühlabteilung auf etwa 12 -150 C gekühlt und danach über eine Leitung 5 durch ein Drossel- oder Reduzierventil 6 und weiter über eine Leitung 7 in die FlaschenfüUmaschine 8 gepresst wird.
In der Leitung 7 befindet sich ein Windkessel 9 und in diesem eine Elektrode 10, die über eine elektrische Leitung 11 mit einemRelais 12 verbunden ist, das seinerseits durch eine elektrische Leitung 13 mit einem ein Regelventil 15 betätigenden elektromagnetischen Element 14 in Verbindung steht. Das Ventil 15 ist in einer mit einer Druckluftzufuhrleitung 17 verbundenen Luftleitung 16 angebracht und an seinem Zufuhrende über Luftleitungen 18 und 19 mit dem Luftraum des Windkessels 9 verbunden, wobei in der Leitung 18 ein Reduzierventil 20 und ein Drosselventil 21 vorgesehen sind.
Die Druckleitung 17 ist ausserdem mit einer Leitung 22 verbunden, die über ein Reduzierventil 23 und ein Drosselventil 24 mit einer Leitung 25 verbunden ist, die zu einem Druckluftraum in dem als Membranventil ausgeführten Drosselventil 6 führt. Die Leitung 22 steht ausserdem über eine Leitung 26 mit einem Entlüftungsventil 27 in Verbindung.
Die Leitung 19 ist mit einem Druckraum 28 in einer Balgsteuervorrichtung verbunden, deren federbelasteter Balg 29 einen Arm 30 betätigt, der wieder das Entlüftungsventil 27 öffnet bzw. schliesst.
Die Leitung 7 ist mit einer Leitung 31 verbunden, die zu einem über eine Leitung 33 mit der Leitung 2 verbundenen Gegendruckventil 32 führt.
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Die Anlage arbeitet wie folgt :
Das Bier wird mit der Pumpe 3 aus dem Tank 1 in den Wärmeaustauscher 4 gepumpt und nach dem Pasteurisieren und Kühlen durch das Reduzierventil in die Leitung 7 und die Füllmaschine 8 geleitet. Die betreffenden Teile werden auf den in der Füllmaschine 8 und dem Wärmeaustauscher 4 gewünschten Druck eingestellt, so dass die Kohlensäure im Bier bleibt.
Wenn die Füllmaschine aus dem einen oder andern Grund die aus der Leitung 5 kommende Bier- menge nicht abnehmen kann, erfolgt in der Leitung 7 ein Druckanstieg, der sich durch den Windkes- sel 9 und die Leitung 19 in den Luftraum 28 verpflanzt und auf den Balg 29 einwirkt, wo- durch der Arm 30 bewegt und das Entlüftungsventil 27 betätigt wird.
Die aus der Leitung 17 kommende Druckluft von etwa 10 atü wirkt über die Leitungen 22 und 25 auf den Druckraum des Ventils 6 ein. Öffnet sich aber das Ventil 27 noch mehr, sinkt der Druck im Ventil 6, wodurch sich dessen Durchgangsquerschnitt verändert. Die genannten Teile sind so aus- geführt, dass ein Druckanstieg im Windkessel 9 eine solche Veränderung im Entlüftungsventil 27 und Reduzierventil 6 bewirkt, dass sich die Durchgangsöffnung verengt und die Zufuhrmenge sinkt, wodurch der Druck in der Leitung 7 und der Füllmaschine 8 sinkt.
Umgekehrt verpflanzt sich ein Druckfall in der Leitung 7 durch den Windkessel 9 und die Lei- tung 19 zum Druckraum 28, wirkt dadurch auf das Entlüftungsventil 27 ein und erweitert die Durchgangsöffnung des Drosselventils 6. MitHilfe des beschriebenen Steuersystems stellt sich der Druck in der Leitung 7 und der Füllmaschine 8 stets automatisch auf den festgesetzten, dem gewünschten Abfülldruck entsprechenden Wert ein.
Um zu verhindern, dass das Bier im Windkessel 9 durch diesen nach oben und gegebenenfalls in die Leitung 19 steigt, ist die Elektrode so angebracht, dass sich deren unteres Ende in einer dem zweck- mässigen Flüssigkeitsstand im Windkessel entsprechenden Höhe befindet. Sobald die Flüssigkeit weiter steigt, erfolgt ein Stromschluss durch die Leitung 11 zum Relais 12, wodurch der Magnet 14 das Ventil 15 öffnet, Druckluft aus der Leitung 17 durch die Leitungen 18 und 19 in den Windkessel 9 strömt und der Flüssigkeitsspiegel wieder unter den Endpunkt der Elektrode sinkt.
Das Gegendruckventil 32 wird auf einen Druck eingestellt, der etwa 0, 5 atü über dem Abfülldruck liegt, und wirkt somit als Sicherheit-un Überdruckventil, so dass das Bier bei eventuellen Funktionsstörungen im Ventil 6 an den Tank 1 zurückgeleitet wird und der Pumpendruck von 10 atü sich nicht bis zur Abfüllmaschine fortpflanzen kann. Die Leitungen 31 und 33 lassen sich auch als Rückleitungen verwenden, wenn die Anlage chemisch gereinigt werden soll.
Wenn die Anlage kontinuierlich arbeitet, können nur sehr geringe Druckschwankungen entstehen, denn sobald eine Gleichgewichtsstörung eintritt, tritt die Steuervorrichtung umgehend in Funktion, was von grosser Wichtigkeit ist, um zu vermeiden, dass die Qualität des Biers während der Behandlung verringert wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Regeleinrichtung für eine Anlage zum Pasteurisieren und Abfüllen von Bier od. dgl. Flüssigkeiten, die aus einem Drosselventil besteht, das in der Leitung vorgesehen ist, durch welche das Bier mit Hilfe einer Pumpe aus einem Tank über einen Wärmeaustauscher mit Kühlabteilung zu einer Flaschenfüllmaschine geleitet wird, wobei das Drosselventil vorzugsweise zwischen dem Wärmeaustauscher und der Füllmaschine vorgesehen und von dem Druck in der Füllmaschine beeinflusst ist, so dass bei einem Druckanstieg bzw. Druckfall in der Füllmaschine eine Einengung bzw.
Erweiterung der Durchgangsöffnung im Ventil bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckluftzufuhrleitung (17, 22, 25) mit dem Druckraum des vorzugsweise als an sich bekanntes Membranventil ausgeführten Drosselventils (6) und mit einem Entlüftungsventil (27) verbunden ist, welches Entlüftungsventil von einem von der Druckluft beeinflussten, z. B. aus einem Balg (29) bestehenden Betätigungsorgan gesteuert wird, das mit der Druckluftzufuhrleitung (16, 17) und dem Luftraum eines in der Flüssigkeitsleitung (5, 7) des Wärmeaustauschers (4) zur Füllmaschine (8) eingeschalteten Windkessels (9) verbunden ist.