AT362220B - Verfahren zum homogenisieren und entkeimen von milch und anderen fluessigen lebens- oder genussmitteln mittels ultraschall sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

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   Der Effekt der Homogenisierung der Milch und flüssigen Molkereiprodukten durch Ultraschall ist aus Laboratoriumsversuchen seit etwa 40 Jahren bekannt (Ref. "Der Ultraschall" von Dr. Ludwig
Bergmann, S. Kierzel Verlag, Zürich, 1949), aber es war bisher noch nicht zur grosstechnischen
Verwertung dieser Erkenntnis gekommen. Das ist darin begründet, dass es kein entsprechendes Ver- fahren und keine Ultraschallanlage gab, mit der Milch in grossen Mengen, d. h. grosstechnisch und wirtschaftlich, homogenisiert und entkeimt werden konnte. 



   Dieser Misserfolg führte dazu, ein Verfahren zur Sterilisation und gleichzeitiger Veredlung von festen und flüssigen Nahrungs- und Genussmitteln auf kaltem Wege anzuregen, bei dem das zu sterilisierende Gut gleichzeitig der Wirkung der starken Ultrakurzwellen, eines Ultraschall- und eines Ultraviolettstrahls ausgesetzt wird. Die Behandlung mit Ultraschall erfolgt in der Weise, dass ein von unten nach oben durchströmter Behälter mit seinem Boden in ein Ölbad eintaucht, in dem der Ultraschallerzeuger untergebracht ist. Die Behandlung der Flüssigkeit erfolgt daher während deren Strömung, u. zw. in deren Längsrichtung. Die hiebei auf das zu behandelnde Gut übertragbare Ultraschallenergie ist gering, weil das Öl als Kopplungsmittel dient. Bei höherer
Ultraschalleistung würde das Öl hiebei verdampfen.

   Auch dieses kombinierte Verfahren hat keinen
Eingang in die Praxis gefunden. 



   Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines brauchbaren Verfahrens zum Homogenisie- ren und Entkeimen von Milch und andern flüssigen Lebens- oder Genussmitteln mittels auf den Flüs- sigkeitsstrom einwirkenden Ultraschall und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vor- richtung. 



   Das Verfahren besteht darin, dass dem Flüssigkeitsstrom bandartiger Querschnitt verliehen und die Flüssigkeit einem in Richtung der Banddicke schwingenden Ultraschall grosser Amplitude ausgesetzt wird. Hiebei ist unter Ultraschall grosser Amplitude zu verstehen, dass dem Flüssigkeits- strom ein bandartiger Querschnitt verliehen und die Flüssigkeit einem, in Richtung der Banddicke schwingenden Ultraschall ausgesetzt wird, dessen   Schallwechseldruck-Amplitude   genügend gross ist, um im Flüssigkeitsstrom Kavitation zu verursachen ; demgemäss muss die Amplitude einige at und damit einen Druckgradienten von etwa 20 bis 100 at/cm hervorrufen. Hiebei kann dem bandartigen Querschnitt des Flüssigkeitsstroms eine bogenförmige. etwa U-förmige Gestalt gegeben und die Dicke des bandartigen Querschnitts mit etwa 5 mm bemessen werden.

   Es ist vorteilhaft, wenn die Amplitude der Ultraschallwellen auf einen Wert zwischen 0, 01 bis 0, 1 mm eingestellt wird. 



   Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist ein Bett vorgesehen, welches eine nach oben offene Rinne aufweist, in die ein Horn mit seiner in Schwingungsrichtung vorne liegenden, dem Rinnenquerschnitt angepassten Stirnfläche eintaucht und gegenüber Boden und Flanken der Rinne annähernd gleichen Abstand aufweist. ferner. dass Rinne und Stirnfläche des Horns zu Horizontalen geneigt verlaufen und das Horn in Richtung senkrecht zum Rinnenboden schwingt. wobei die Rinne an ihren Enden mit Zu- und Ablaufleitungen für die zu behandelnde Flüssigkeit zu versehen ist. 



   Die Flüssigkeit kann vor oder während der Beschallung erwärmt werden und dementsprechend die Rinne beheizbar sein. 



   In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen die Fig. l und 2 eine Anlage im Aufriss und in Ansicht nach dem Pfeil II in Fig. l ; und die Fig. 3 bis 5 verschiedene Rinnenquerschnitte. 



   Die Vorrichtung weist ein   Bett-l-auf,   das mit einer Rinne --2-- versehen ist, in die ein   Zulauf -3- four   die Flüssigkeit mündet und von der ein   Ablauf-4-ausgeht.   Das Bett ist um den Winkel a geneigt angeordnet, so dass die   Rinne 2-- von   der zu behandelten Flüssigkeit durchströmt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit kann durch Änderung des Winkels a eingestellt werden. 



   In die   Rinne-2-taucht   die   Stirnseite --5- eines Horns --6-- ein,   das über ein Zwischen-   stück --7-- an   einen   Konverter -8-- zur   Erzeugung des Ultraschalls angeschlossen ist. Das Horn - führt Schwingungen senkrecht zum   Bett-l-aus,   so dass die in der   Rinne --2-- strömende   Flüssigkeit intensiv den Schallwellen grosser Amplitude ausgesetzt ist. Um Schwingungen des Horns in der Längsrichtung des Bettes-l-herabzusetzen, ist das Horn mit Schlitzen --9-- versehen. 



  Um die Flüssigkeit erwärmen zu können, ist eine   Heizvorrichtung     Bett-l-vorgesehen.   

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  Handelt es sich bei der Flüssigkeit um Milch, so soll deren Temperatur während der Beschallung vorzugsweise 30 bis   40. e   betragen. Die Resonanzfrequenz des Horns beträgt vorteilhafterweise 20 kHz. 



   Der Querschnitt der Rinne --2-- kann kreisbogenförmig V-förmig oder U-förmig sein, wie dies die Fig. 3 bis 5 zeigen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Homogenisieren und Entkeimen von Milch und andern flüssigen Lebensoder Genussmitteln mittels auf den Flüssigkeitsstrom einwirkenden Ultraschall. dadurch gekennzeichnet, dass dem Flüssigkeitsstrom ein bandartiger Querschnitt verliehen und die Flüssigkeit einem. in Richtung der Banddicke schwingenden Ultraschall grosser Amplitude ausgesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem bandartigen Querschnitt des Flüssigkeitsstroms eine bogenförmige, etwa U-förmige Gestalt gegeben und die Dicke des bandartigen Querschnitts auf etwa 5 mm eingestellt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Ultraschallwellen auf einen Wert zwischen 0, 01 bis 0, 1 mm eingestellt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor oder während der Beschallung erwärmt wird.

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bett (1) vorgesehen ist, welches eine nach oben offene Rinne (2) aufweist, in die ein Horn (6) mit seiner in Schwingungsrichtung vorne liegenden, dem Rinnenquerschnitt angepassten Stirnfläche (5) eintaucht und gegenüber Boden und Flanken der Rinne annähernd gleichen Abstand aufweist, ferner, dass Rinne und Stirnfläche des Horns zur Horizontalen geneigt verlaufen und das Horn in Richtung senkrecht zum Rinnenboden schwingt, wobei die Rinne an ihren Enden mit Zu- und Ablaufleitungen (3,4) für die zu behandelnde Flüssigkeit versehen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (2) beheizbar ist.