<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Umschaltpunkte für Mischflüssigkeiten bei der Filtration mit Anschwemm-, Schichten- oder Massefiltern durch Bestimmung von Flüssigkeitsleitfähigkeitswerten mittels einer Messelektrode im Filterauslauf sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Getränkefiltration mittels Anschwemm-, Schichten- oder Massefiltern ist es üblich, die jeweils im Filter verbliebene Flüssigkeit durch eine andere zu verdrängen. So wird beispielsweise zu Beginn der Bierfiltration beim sogenannten Vorlauf das im Filter befindliche Wasser durch das herangeführte Bier herausgedrückt und am Ende der Filtration, in einer als Nachlauf bezeichneten Phase, umgekehrt das noch im Filter stehende Bier durch zugeführtes Wasser entfernt.
Zur Vermeidung von Getränkeverlusten und Verringerung des Wasserverbrauches wird die in beiden Fällen durch die Flüssügkeitsverdrängung entstehende Mischflüssigkeit bei einer bestimmten Bierkonzentration noch dem Biervorratsbehälter, das folgende stärker verdünnte Gemisch einem dafür vorgesehenen Tank und der relativ hohen Wassergehalt aufweisende Gemischrest entweder einem weiteren Behälter oder dem Abfluss zugeführt. In entsprechender Weise wird die Flüssigkeitsverdrängung bei der Filtration unterschiedlicher Biersorten durchgeführt, die gesondert gelagert werden.
Wesentliche Aufgabe bei der erwähnten Flüssigkeitsverdrängung ist die Bestimmung des jeweiligen Zeitpunktes, in dem die Mischflüssigkeit entsprechend ihrer Zusammensetzung in den einen oder andern Tank oder in den Abfluss geleitet wird. Zur Ermittlung dieser Umschaltpunkte sind auf verschiedenen Messmethoden beruhende Verfahren geläufig. So ist es durch den Aufsatz von Paukner und Chaniotis :"Die Bestimmung des Extragehaltes von Bier bei der Filtration durch Leitfähigkeitsmessung", Brauwelt, Jg. 96 (1956) Nr. 89, S. 1587-1590, bekannt, die Umschaltpunkte für Vor- und Nachlauf sowie für die Zuführung unterschiedlicher Biersorten in separate Tanks durch elektrische Leitfähigkeitsmessungen der Mischflüssigkeit zu ermitteln.
Hiezu ist sowol am Filtereinlauf wie am Filterauslauf je eine Messelektrode angeordnet, deren Messwerte in einem Schaltgerät mit einem jeweils einstellbaren Sollwert kontinuierlich und automatisch verglichen werden. Entsprechen die gemessenen Werte dem Sollwert, dann löst das Schaltgerät für den Bedienungsmann optische und akustische Signale aus oder steuert gegebenenfalls selbständig ein vorhandenes Magnetventil zur Änderung der Transportrichtung der Flüssigkeit.
Durch die bei der bekannten Methode massgebende Orientierung der Messwerte an einem jeweils gewählten Sollwert, ist die Bestimmung der richtigen Umschaltpunkte nicht immer gewährleistet. So sind bereits Fehlschaltungen zu erwarten, falls das Wasser beim Vorlauf einen höheren als den eingestellten Leitfähigkeitswert besitzt. Auch bleiben Änderungen der Leitfähigkeit auf Grund der Herkunft-un Aufbereitungsart des Wassers unberücksichtigt. Umschaltungenauigkeiten ergeben sich schliesslich auch bei den am Bier vorgenommenen Messungen, wobei die Messwerte für das trübe Bier am Filtereinlauf und für das filtrierte Bier am Filterauslauf schon deshalb unterschiedlich sind, weil das Filterhilfsmittel die Leitfähigkeit mitbestimmende Bestandteile des Filterguts zurückbehält.
Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, zur Ermittlung der Umschaltpunkte für Mischflüssigkeiten bei der Filtration mit Anschwemm-, Schichten- oder Massefiltern eine Verfahrensweise vorzuschlagen, die bewusst auf vorgegebene Sollwerte verzichtet und den Vergleich der gemessenen Leitfähigkeitswerte mit den Sollwerten vermeidet.
Ausgehend von der der bekannten Messmethode zugrundeliegenden Anweisung, die Umschaltpunkte durch Bestimmung von Flüssigkeitsleitfähigkeitswerten mittels einer im Filterauslauf angeordneten Messelektrode zu ermitteln, wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man in definierter Zeitfolge fortlaufend Leitfähigkeitsmessungen vornimmt und die ermittelten Werte miteinander auf Gleichwertigkeit vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils einen ersten Umschaltpunkt und bei gegebener Gleichwertigkeit einen nachfolgenden Umschaltpunkt festlegt.
Das vorgeschlagene Verfahren trägt somit jeglicher Änderung der elektrischen Leitfähigkeit der Mischflüssigkeit Rechnung und gibt bei Änderungen zwischen gleichen oder gleichartigen Leitfähigkeitswerten jeweils einen ersten Umschaltpunkt, bei gleichbleibenden Werten jeweils den nachfolgenden Umschaltpunkt an, Dadurch werden sowohl Vorlauf als auch Nachlauf oder bei Biersortenwechsel Zwischenlauf erkennbar und die jeweiligen Umschaltpunkte für den Bedienungsmann bestimmbar.
Für diese Bestimmung der Umschaltpunkte durch ständige Ermittlung und Vergleich von Leitfähigkeitswerten auf Gleichwertigkeit ist nach weitergehender Erfindung vorgesehen, dass man zur Festlegung des ersten Umschaltpunktes einen ermittelten Leitfähigkeitswert als Bezugswert speichert und ihn mit einem nachfolgend ermittelten Leitfähigkeitswert auf abweichende Wertigkeit vergleicht und sodann zur Festlegung des nachfolgenden
<Desc/Clms Page number 2>
Umschaltpunktes den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes nach Speicherung des Bezugswertes ermittelten Leitfähigkeitswert seinerseits als Bezugswert speichert und ihn mit einem oder mehreren nachfolgend ermittelten Leitfähigkeitswerten vergleicht und bei Wertabweichung den jeweils nachfolgend ermittelten Leitfähigkeitswert seinerseits als Bezugswert speichert und diesen wieder mit nachfolgend ermittelten
Leitfähigkeitswerten vergleicht und von diesen jeweils bei Wertabweichung einen als Bezugswert speichert, u. zw. so lange, bis Gleichwertigkeit zwischen einem gespeicherten und einem ermittelten Wert besteht. Hiebei kann die von der Erfindung geforderte Gleichwertigkeit zwischen einen gespeicherten und einem ermittelten Leitfähigkeitswert innerhalb einer frei wählbaren Toleranz gegeben sein. Gemäss weitergehender Erfindung wird zweckmässigerweise bei steigenden Leitfähigkeitswerten die positive Abweichung vom Bezugswert, bei fallenden Leitfähigkeitswerten die negative Abweichung vom Bezugswert angezeigt und die definierte Zeitfolge dem Filtervolumen und der Strömungsgeschwindigkeit der Mischflüssigkeit im Filterinnern angepasst.
Zur Durchführung des Verfahrens wird in weiterer Ausbildung der Erfindung als Vorrichtung eine als selbständige Baueinheit ausgebildete Rohrausbildung vorgeschlagen, die im wesentlichen aus einer mit lösbaren Verbindungen am Filterauslauf und an der Tankeingangsleitung anschliessbaren Rohrleitung mit zwischengeschaltetem fernbedienbarem 3-Wege-Ventil und diesem in Richtung zum Filterauslauf vorgeordneten Messwert-Aufnehmer sowie einer vom 3-Wege-Ventil abzweigenden und an die Tankeingangsleitung mittels lösbarer Verbindung anschliessbaren Rohrleitung mit einem weiteren zwischengeschalteten fernbedienbaren 3-Wege-Ventil und einer davon abführenden Abflussleitung besteht.
Gemäss der Erfindung ist bei dieser demonstrierbaren und beweglichen Anordnung der Messwert-Aufnehmer dem 3-Wege-Ventil unmittelbar vorgeordnet und der Messwert-Aufnehmer sowie die beiden 3-Wege-Ventile stehen über Steuerleitungen mit Steuereinrichtungen in Verbindung, die in einem gemeinsamen, auf Stützen aufgestützten Steuergerät untergebracht sind, wobei die Rohranordnung an den Stützen lösbar befestigt sein kann.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der Beschreibung und den Ansprüchen eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen, das nachfolgend in Aufbau und Wirkungsweise erläutert ist. Es zeigen : Fig. l in schematischer Darstellung die einem Abschwemmfilter zur Ermittlung der Umschaltpunkte zugeordnete Vorrichtung, Fig. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Anschwemmfilter, bei dem es sich selbstverständlich auch um einen Schichten- oder Massefilter nach Art einer Filterpresse oder eines Kesselfilters handeln kann, mit --10-bezeichnet. Er trägt an einer Frontseite --11-- je einen Einlauf- und Auslaufstutzen --12 und 13--, wobei am Einlaufstutzen --12-- eine nicht näher dargestellte Leitung für die dem Filter --10-- zuzuführende Flüssigkeit und am Auslaufstutzen --13-- mittels einer Verschraubung --14-- eine die Flüssigkeit vom
EMI2.1
Leitung-15-angeschlossen- verbunden ist. In die Leitung --15-- zwischengeschaltet ist ein zweckmässigerweise pneumatisch betätigbares 3-Wege-Ventil --19--.
Es ist mit einer Umschalteinrichtung --20-- versehen, deren Steuerlei- tung --1-- zu einem Steuergerät --21-- führt, das zweckmässigerweise auf Stützen --22-- aufsitzt und wobei die Leitung --15-- an dem benachbarten Stützenpaar durch Rohrklemmen --23-- lösbar angebracht ist. In die Leitung --15-- zwischen Ventil --19-- und dem Filterauslaufstutzen --13--, zweckmässigerweise in unmittelbarer Nähe des Ventils --19--, ist ferner ein Messwert-Aufnehmer-24-- eingesetzt.
Von der Leitung --15-- zweigt eine an einem Ausgangsstutzen --25-- des Ventils --19-- angeschlossene Leitung-26-- ab. Sie führt zu einem weiteren Drucktank --27-- und ist mit dessen Eingangsleitung --28-- ebenfalls durch eine Schraubverbindung --29-- verbunden und durch eine weitere Rohrklemme --30-- an einer Stütze --22-- fixiert. In die Leitung --26-- zwischengeschaltet ist ein weiteres 3-Wege-Ventil --31-- mit einer Umschalteinrichtung --32-- und einer davon ebenfalls zum Steuer- gerät-21-führenden Steuerleitung-II-. Am 3-Wege-Ventil --31-- ist ein sich zu einem Abflusskanal - erstreckendes Rohrstück-34-- angeschlossen.
Die Ausbildung der Leitungen --15 und 26-- mit den jeweils darin eingesetzten fernbedienbaren Ventilen --19 und 31-- und dem Messwert-Aufnehmer --24-- ist als selbständige Baueinheit ausgeführt, die nach Lösen der Schraubverbindungen --14, 18 und 29-- sowie der Rohrklemmen --23 und 30-- jederzeit demontier-und entfernbar ist und gegebenenfalls durch eine gleichartige neue Einheit ausgetauscht werden kann.
<Desc/Clms Page number 3>
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich, besitzt der Messwert-Aufnehmer --24-- ein aus einer Aussenelektrode - und einer Innenelektrode --36-- bestehendes Elektrodenpaar, das in die Leitung --15-- ragt und darin den Leitfähigkeitswert der vom Filter --10-- abströmenden Flüssigkeit misst. Aussen-und Innenelektrode --35, 36-- sind durch eine Isolierstrecke --37-- voneinander getrennt und stehen jeweils über die Leitungen --a, b--, welche nach Zusammenführung die Messleitung --c-- bilden, mit einem Messwertanpasser-38-in Verbindung, an dem wieder ein Messwert-Ausgeber --39-- angeschlossen ist.
Anpasser --38-- und Ausgeber --39--, die innerhalb des Steuergerätes --21-- angeordnet sind, bilden zusammen mit dem Aufnehmer --24-- eine Messkette, die von einem ebenfalls innerhalb des Steuergerätes - angeordneten Netzgerät-40-- mit Hilfsenergie versorgt wird. Das Netzgerät --40-- ist mit einem am Gerät --21-- angebrachten Schalter --41--, der zugleich den Ein- und Ausschalter für die Messkette - -24, 38, 39-- bildet, an das betriebliche Versorgungsnetz --42-- an- bzw. abschaltbar.
Der Anpasser --38-- besitzt einen Ausgang --43-- für ein Gerät --44--, das die vom Aufnehmer --24-- in der Flüssigkeit gemessenen Leitfähigkeitswerte in Form von fortlaufend aufeinanderfolgenden Ziffern anzeigt. Demgegenüber weist der Ausgeber --39-- einen Ausgang --45-- für ein Gerät --46-- auf, das bei steigenden Leitfähigkeitswerten die positive Abweichung vom gespeicherten Bezugswert, bei fallenden Werten die negative Abweichung vom gespeicherten Bezugswert anzeigt.
Der Ausgeber --39-besitzt ausserdem einen Eingang --47-- für eine Schalteinrichtung --48-- zum Wirksamschalten der Umschaltpunkte für den Vor- oder Nachlauf sowie Ausgänge --49,50--für je einen elektropneumatischen Wandler --51, 52-- zum Betätigen der den 3-Wege-Ventilen --19, 31-- jeweils zuordneten Umschalteinrichtungen --20 und 32--. Angeschlossen sind die Wandler --51 und 52-- an ein mit-53-- bezeichnetes Druckluftnetz des Betriebes mit der Leitung Auch von den zum Steuergerät --21-- führenden Leitungen-I und II-- ist die Leitung -1- am Wandler -51-. die Leitung --II-- am Wandler --52-angeschlossen.
An Stelle der von Hand betätigbaren Schalteinrichtung --48-- ist der Ausgeber --39-- über den Eingang --47-- auch mit einer Fernbedienungseinrichtung beeinflussbar, die beispielsweise aus einem Programmschaltwerk oder einer Leitfähigkeitsmesseinrichtung bestehen kann, wobei deren Messwertgeber in der Zuleitung --12-- des Filters --10-- angeordnet ist und welche die Zuführung von Bier oder Wasser dem Ausgeber --39-- signalisiert. Hieraus ergibt sich folgende Verfahrensweise für eine Bierfiltration mit Filtervor-und-nachlauf, wobei Tank --16-- als Biertank und Tank --27-- als Gemischttank dienen soll.
Nachdem die Messeinrichtung mit dem Schalter --41-- eingeschaltet und auf Vorlauf "V" mittels der Schalteinrichtung --48-- eingestellt ist, steht jeweils an den Ausgängen --49, 50-- des Messwert-Ausgebers-39-ein Signal an, das zur Umschaltung der Wandler --51, 52-- führt. Dadurch werden die beiden Umschalteinrichtungen --20, 32-- der 3-Wege-Ventile --19, 31-- mit Druckluft beaufschlagt und die Ventile --19, 31-- jeweils auf rechtwinkeligen Durchgang verstellt. In dieser
EMI3.1
Ventil-19--, Leitung-26--, Ventil--31--, Rohrstück-34--27-- gesperrt.
Strömt daraufhin dem Filter --10-- über den Einlaufstutzen --12-- Filtergut zu, dann verdrängt dieses aus dem Filter das noch vom Spülvorgang beispielsweise vorhandene Wasser, das über die bestehende Leitungsverbindung in den Kanal --33-- abfliesst, Sobald der hinter dem Filterausgang -13- in der Leitung -15- vom Messwert-Aufnehmer -24- zuerst gemessene Leitfähigkeitswert der abfliessenden Flüssigkeit vom Anpasser --38-- als Bezugswert gespeichert ist, wird in einer definierten Zeit zum gespeicherten Wert ein weiterer vom Aufnehmer --24-- ermittelter Leitfähigkeitswert im Anpasser - mit dem Bezugswert verglichen.
Weicht bei dem Vergleich, der nach jeweiliger Leitfähigkeitsmessung vorgenommen wird und wobei das Gerät --44-- gleichzeitig den jeweils gespeicherten Bezugswert und die ermittelten Leitfähigkeitswerte in Form von aufeinanderfolgenden Ziffern anzeigt und ausserdem das Gerät --46-- die positive Abweichung erkennen lässt, der ermittelte Leitfähigkeitswert vom Bezugswert ab, so ergibt sich der erste Umschaltpunkt, und der Anpasser --38-- löscht das am Ausgang --50-- des Ausgebers --39-- anstehende Signal.
Es wird dadurch der Wandler --52-- stromlos und nimmt eine Schaltlage ein, bei der die Umschalteinrichtung --32-- über die Steuerleitung --II-- entlüftet wird und das 3-Wege-Ventil --31-- die Verbindung zum Kanal --33-- unterbricht und mit einem geraden Flüssigkeitsdurchgang über die Leitung --26-- und die Eingangsleitung --28-- die Verbindung und den Flüssigkeitstransport zum Tank --27-- herstellt.
Die Verbindung zum Tank --27-- bleibt so lange bestehen, bis der Anpasser --38--, der den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes massgebenden Bezugswert noch gespeichert hat und diesen Wert mit den weiterhin in definierter Zeitfolge fortlaufend vom Aufnehmer
<Desc/Clms Page number 4>
- ermittelten Leitfähigkeitswerten vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils den nachfolgend ermittelten Leitfähigkeitswert seinerseits als Bezugswert speichert und auch diesen Wert sodann mit den weiter ermittelten Leitfähigkeitswerten vergleicht und bei erneuter Wertabweichung jeweils einen Leitfähigkeitswert wieder als Bezugswert speichert, die Gleichwertigkeit zwischen einem zuvor als Bezugswert gespeicherten und einem nachfolgend gemessenen Leitfähigkeitswert festgestellt hat.
Auch hiebei werden im Gerät -44 und 46-- in Form der aufeinanderfolgenden Ziffern die Bezugswerte und Leitfähigkeitswerte sowie die positive Abweichung angegeben. Bei Gleichwertigkeit, die im Gerät-44- durch Stillstand der Ziffernfolge und Angabe des als Bezugswert gespeicherten letzten Leitfähigkeitswertes ersichtlich wird und den nachfolgenden Umschaltpunkt ergibt, löst der Anpasser --38-- das am Ausgang-49-des Ausgebers anstehende Signal aus. Der Wandler-51-- nimmt dadurch eine Schaltlage ein, bei der über die Steuerleitung -1- die Umschalteinrichrung -20- entlüftet wird und und das 3-Wege-Ventil --19-- die Verbindung zu den Leitungen --26, 28-- und dem Tank-27-abschaltet und im
EMI4.1
--15-- denfiltrierte Bier aufnimmt.
Für die Nachlaufphase mit der dafür vorgesehenen Verdrängungsflüssigkeit, z. B. Wasser, wird die Schalteinrichtung --48-- auf Nachlauf "N" umgestellt. Registriert danach der Anpasser-38-- einen vom Aufnehmer --24-- gemessenen Leitfähigkeitswert, der gegenüber dem im Anpasser --24n noch vom Filtrationsvorgang stammenden zuletzt gespeicherten Bezugswert abweicht, dann ergibt sich der erste Umschaltpunkt und der Ausgeber --39-- erhält vom Anpasser --38n ein Signal, das daraufhin am Ausgang-49-ansteht und den Wandler --51-- zum Umschalten des 3-Wege-Ventils -19- beeinflusst.
Dieses unterbricht den zum Tank --16n führenden Flüssigkeitsweg und gibt ihn für das vom Filter --12-abfliessende Filtergut-Verdrängungsflüssigkeltsgemisch, z. B. Bier-Wasser-Gemisch, über die Leitungen --15, 26, 28n zum Tank --27n frei. Die Stellung des Ventils --19n bleibt so lange beibehalten, bis der Anpasser-38-,
der den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes massgebenden Bezugswert noch gespeichert hat und diesen Wert mit den weiterhin in definierter Zeitfolge fortlaufend vom Aufnehmer-24- ermittelten Leitfähigkeitswerten vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils den nachfolgend ermittelten Leitfähigkeitswert seinerseits als Bezugswert speichert und auch diesen Wert sodann mit den weiter ermittelten fortlaufend vergleicht und bei erneuter Wertabweichung jeweils einen Leitfähigkeitswert wieder als Bezugswert speichert, bis er Gleichwertigkeit zwischen einem zuvor als Bezugswert gespeicherten und dem nachfolgend gemessenen Leitfähigkeitswert feststellt.
Auch hiebei wird im Gerät --44-- in Form der aufeinanderfolgenden Ziffern die bereits mit Einsetzen der Vorlaufphase begonnene Anzeige für die Bezugswerte und die Leitfähigkeitsmesswerte vorgenommen und im Gerät-46- die negative Abweichung angegeben.
Bei Gleichwertigkeit, die auch beim Nachlauf im Gerät n44-- durch Stillstand der Ziffernfolge und Angabe des als Bezugswert gespeicherten letzten Leitfähigkeitswertes ersichtlich wird, erscheint am Ausgang -5- des Ausgebers -39- wieder ein Signal, das die Umschaltung des Wandlers --52-- bewirkt, der seinerseits die Umschalteinrichtung --32-- zum Verstellen des 3-Wege-Ventils -31- betätigt, das den zum Tank --27n führenden Flüssigkeitsweg abschaltet und für die Verdrängungsflüssigkeit über den Rohrstutzen-34-den Weg zum Kanal --33n freigibt.
Findet während der Filtration ein Wechsel der Biersorte statt, wobei die Sorten unterschiedliche Leitfähigkeitswerte besitzen und für jede Sorte ein separater Tank vorgesehen ist, dann wird bei der Schaltstellung Vorlauf"V"der ermittelte Leitfähigkeitswert des aus dem Filter austretenden Bieres mit dem gespeicherten Bezugswert des zuvor filtrierten Bieres verglichen und bei abweichender Wertigkeit ein erster Umschaltpunkt festgelegt.
Der nachfolgende Umschaltpunkt ergibt sich dann, sobald der letzte eingespeicherte Bezugswert beim Vergleich mit einem nachfolgend ermittelten Leitfähigkeitswert gleichwertig ist. Ändert sich erneut die Biersorte, dann wird ein jeweils erster und weiterer Umschaltpunkt in der vorbeschriebenen Weise festgelegt, wobei die im Gerät -44- angezeigte Ziffernfolge eine den jeweiligen Leitfähigkeitswerten entsprechende steigende oder fallende Tendenz aufweisen kann. Für die Transportrichtungssteuerung der unterschiedlichen Biersorten kann oftmals auf den ersten Umschaltpunkt verzichtet und mittels des nachfolgenden Umschaltpunktes das Bier unmittelbar in den vorgesehenen Tank geleitet werden. Das vorangehende Biergemisch gelangt dadurch noch in den Tank der zuvor filtrierten Biersorte.