AT394269B

AT394269B - Entspannungskuehler und verfahren zur kuehlung und nachverdampfung von zum schaeumen neigenden fluessigkeiten

Info

Publication number: AT394269B
Application number: AT218589A
Authority: AT
Inventors: Franz Dipl Ing Dr Kuehtreiber
Original assignee: Kuehtreiber Franz
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1992-02-25
Also published as: ATA218589A

Description

AT 394 269 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Entspannungskühler zur Kühlung und Nachverdampfung von zum Schäumen neigenden Flüssigkeiten, mit einem dichten, vakuumfesten Behälter mit einem Ablauf und einem oberhalb desselben angeordneten Einlaß für die zu kühlende Flüssigkeit, welcher Behälter mit einer Vakuumpumpe und mit einem Kondensator verbunden ist sowie auf ein Verfahren zur Behandlung von Bierwürze in einem derartigen Kühler.

Mittels eines Entspannungskühlers vermag man Flüssigkeiten entsprechend dem in diesem Apparat vorgegebenen Vakuum durch Verdampfung auf die diesem Vakuum entsprechende Temperatur abzukühlen. Dabei muß allerdings dafür gesorgt sein, daß der entstehende Dampf in einem entsprechenden Kondensator verflüssigt oder auf andere Weise aus dem Entspannungskühler entfernt wird. Bekannte Entspannungskühler sind meist zylindrisch ausgebildete vakuumfeste Gefäße der eingangs erwähnten Art, bei denen die zu kühlende Flüssigkeit in Form eines Dampf-Flüssigkeitsgemisches an die Innenseite des Entspannungskühlers geleitet wird. Dabei legt sich die Flüssigkeit an die Wand an und gleitet zum Auslauf ab, wogegen der Dampf nach oben zum Kondensator entweicht.

Da es bei den bekannten Entspannungskühlem, bei denen die Zuführleitung für das zu kühlende Dampf-Flüssigkeits-Gemisch direkt in das Gefäß in einer senkrecht zur Längsachse des Gefäßes stehenden Ebene mündet, auch noch im Entspannungsgefäß zur Ausdampfung kommt, werden, und zwar ganz besonders bei zum Schäumen neigenden Flüssigkeiten, auch noch große Mengen an Tröpfchen herausgerissen, und dabei vom entweichenden Dampf mitgerissen.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der sichergestellt ist, daß der abströmende Dampf nur wenige, wenn überhaupt, Tröpfchen mitreißt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dem Einlaß eine zumindest bereichsweise gekrümmte und vorzüglich tangential in diesen einmündende Einlaßleitung vorgeordnet ist, deren Querschnitt vorzugsweise größer als jener der dieser vorgeschalteten Zufuhrleitung ist und zwischen beiden ein Entspannungsventil vorgesehen wird.

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß die zu kühlende Flüssigkeit in der Einlaßleitung ausdampft und bereits dort eine gerichtete Dampfströmung erzielt wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Einlaßleitung ist auch sichergestellt, daß es in dieser zu einer zentrifugalen Abscheidung praktisch aller Tröpfchen aus dem Dampf-Flüssigkeits-Gemisch kommt In Weiterbildung der Erfindung kann die Einlaßleitung ein Gefalle in Richtung zum Einlaß des Behälters aufweisen. Dadurch rinnen die zentrifugal abgeschiedenen Tröpfchen gemeinsam mit der ausgedampften Flüssigkeit in den Behälter und sammelt sich im Bodenbereich bzw. wird diese über den Abfluß aus dem Behälter abgezogen.

Zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung von Bierwürze in einem Entspannungskühler ist zu erläutern:

Wie bereits in einer Veröffentlichung (Brauwelt Jahrgang 115,1975, Nr. 15, Seite 438,439) berichtet, bringt die Entspannungskühlung von Bierwürze qualitative Vorteile; in der ursprünglichen Form des Entspannungskühlers, aber auch Nachteile durch beträchtliche Tröpfchenverluste. Diese konnten nach Einbau der oben beschriebenen Einlaßleitung mit vorgeschaltetem Entspannungsventil eliminiert werden. Aber schon der Einbau des Entspannungsventiles allein brachte erstaunliche Ergebnisse: durch den dadurch möglichen schlagartigen Druckabbau auf unter 600 mbar absolut, vorzüglich unter 480 mbar absolut, bei Eintritt der Bierwürze ins Vakuum kommt es in dieser zu einer ebenso schlagartigen Nachverdampfung, und zwar ganz offensichtlich bis in den kolloidalen Bereich hinein. Es wird z. B. die Struktur des sogenannten Heißtrubes, der ja "wasserhaltig" ist, durch die Dampfexplosion so gelockert, daß dessen Ausscheidung durch z. B. einen Whirlpool nur noch höchst unvollständig möglich ist. Erst durch den Einsatz eines Anschwemmfilters konnte die gewohnte Klarheit der Würze wieder erzielt werden.

Diese beschriebene Art der Würzebehandlung erbrachte aber neben der geruchlichen und geschmacklichen Verbesserung des fertigen Bieres einen zusätzlichen Effekt: seit Einbau des Entspannungsventiles gibt es keine Schwierigkeiten mehr bei der Bierfiltration. Üblicherweise gibt es nämlich Gerstenjahrgänge, die leicht filtrierbare Biere ergeben und dann wieder welche, bei denen der Filter nach ganz kurzer Zeit dicht ist.

Dieses Problem gibt es nun nicht mehr, man vermag zu filtrieren bis der Unfiltratraum über der Filterfläche des Filters mit Filterhilfsmittel und Trübsubstanzen vollständig gefüllt ist.

Durch die schlagartige Dampfentwicklung überall in der Würze nach Passieren des Entspannungsventils werden anscheinend Kolloide, die unter Umständen bei der späteren Bierfiltration Schwierigkeiten bereiten könnten, so aufgebläht, daß sie bei der Würzefiltration herausgenommen werden können.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 schematisch einen Horizontalschnitt. Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Entspannungskühler und Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Entspannungskühler.

Der Entspannungskühler besteht im wesentlichen aus einem vakuumfesten Behälter (1), der zwei über einen Krümmer (2) miteinander verbundene Schenkel (3), (4) aufweist, von denen jeder einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Die beiden Schenkel (3), (4) des Behälters (1) weisen an ihrem unteren Ende Ablauftrichter (5) auf.

Oberhalb des Ablauftrichters (5) des Schenkels (3) ist der Einlauf für die zu kühlende Flüssigkeit vorge- -2-

Claims

AT 394 269 B sehen. Dabei mündet die Zuführleitung (6) bei Bedarf über ein Entspannungsventil (7) in eine Einlaßleitung (8), die wenigstens bereichweise gekrümmt ausgebildet ist und tangential über die Öffnung (14) in den Behälter (1) mündet Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die Krümmung kreisbogenförmig und die Anordnung der Einlaßleitung (8) derart daß sie um einen Teil des Schenkels (3) herumgeführt ist. Wahlweise aber spiralförmig von oben nach unten, sodaß sich ein Gefälle in Richtung zur Einlaßöffnung (14) ergibt entsprechend Fig. 2. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Krümmung etwa parabelförmig und die Einlaßleitung ist unter Einhaltung eines Gefälles zur Einlaßöffnung (14) in Abstand vom Schenkel (3) geführt Die zu kühlende Flüssigkeit kann daher bei Vorhandensein eines Entspannungsventiles (7) bis zum Eintritt in die Einlaßleitung (8) unter Druck gehalten werden, wodurch ein Ausdampfen der Flüssigkeit in der Zuführleitung (6) vermieden wird. Dieses Ausdampfen setzt schlagartig ein, sobald die Flüssigkeit in die Einlaßleitung eintritt, in der ebenso wie im Behälter (1) ein Unterdrück herrscht. Aufgrund der zufolge der gekrümmten Bereiche der Einlaßleitung dort wirkenden Zentrifugalkraft werden im Dampf enthaltene Tröpfchen abgeschieden, sodaß der in den Behälter (I) eintretende Dampf im wesentlichen tröpfchenfrei ist. Der Dampf strömt nun über den Krümmer (2) in den Schenkel (4) über, in dem Kühlwasser-Sprühdüsen (II) angeordnet sind, durch die der Dampf abgekühlt wird. Weiters ist im Bereich des Schenkels (4) die Vakuumpumpe (12) angeschlossen. Das sich im Ablauftrichter (5) des Schenkels (4) des Behälters (1) sammelnde Kondensat samt Kühlwasser wird über die Ablaufleitung (13) mittels eines barometrischen Fallrohres oder einer Pumpe abgeleitet. PATENTANSPRÜCHE 1. Entspannungskühler zur Kühlung und Nachverdampfung von zum Schäumen neigenden Flüssigkeiten, mit einem dichten, vakuumfesten Behälter mit einem Ablauf und einem oberhalb desselben angeoidneten Einlaß für die zu kühlende Flüssigkeit, welcher Behälter mit einer Vakuumpumpe und mit einem Kondensator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlaß eine zumindest bereichsweise gekrümmte und vorzüglich tangential in diesen einmündende Einlaßleitung (8) vorgeordnet ist, deren Querschnitt vorzugsweise größer als jener der dieser vorgeschalteten Zufuhrleitung (6) ist.
2. Entspannungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (8) ein Gefälle in Richtung zum Einlaß (14) des Behälters aufweist.
3. Entspannungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (8) in einer nach unten führenden Spirale bzw. einem Abschnitt einer solchen angeordnet ist
4. Entspannungskühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (8) spiralförmig gekrümmt und durch um einen zylindrischen Bereich des Behälters (1) herumgeführten Kanal gebildet ist.
5. Entspannungskühler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zufuhr- (6) und Einlaßleitung (8) ein Entspannungsventil (7) vorgesehen wird.
6. Verfahren zur Behandlung von Bierwürze durch Verdampfen in einem Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß die Bierwürze zunächst in einer Zufuhrleitung (6) unter Überdruck gehalten über ein Entspannungsventil (7) unter schlagartigem Druckabbau auf unter 600 mbar absolut, vorzüglich unter 480 mbar absolut, in das Vakuum eintreten gelassen und nach Verlassen des Vakuums filtriert wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-