AT396049B - Verfahren und vorrichtung zur zentrifugalen entkeimung von milch - Google Patents
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Description
AT 396 049 B
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zentrifugalen Entkeimung von Milch, bei dem die Milch dem Zulauf einer Schleudertrommel zugeführt wird, in deren Konzentratraum sich das abgeschleuderte keimhaltige Konzentrat ansammelt, von dem eine Teilmenge über mit Düsen versehene Ableitkanäle aus der Schleudertrommel abgeleitet und das restliche Konzentrat über im Trommelmantel vorgesehene Austrags-5 Öffnungen periodisch ausgetragen wird.
Derartige Verfahren sind bekannt und werden bevorzugt zur Entkeimung von Käserei- und Trinkmilch eingesetzt. Eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Zentrifuge ist beispielsweise aus der DE-AS 29 13 406 bekannt. Über die mit Düsen versehenen Ableitkanäle wird etwa 3 % der über den Zulauf der Schleudertrommel 10 zugeführten Milchmenge als keimhaltiges Konzentrat abgezogen. Weitere 0,3 % der Zulaufmenge wird als keimhaltiges Konzentrat über die Austragsöffnungen der Schleudertrommel periodisch ausgetragen. Das auf diese Weise erhaltene Keimkonzentrat enthält u. a. Bakterienstämme, die sich negativ auf die Käsequalität auswirken. Beide Teilströme werden daher wieder zusammengeführt und einer Temperaturbehandlung in einer speziellen Sterilisiereinrichtung unterzogen, wobei alle Bakterienstämme abgetötet werden. Das sterilisierte Konzentrat IS kann dann der Kesselmilch wieder zugegeben werden. Bei der Trinkmilchentkeimung ist es jedoch nicht erlaubt, das sterilisierte Keimkonzentrat wieder in die Trinkmilch zurückzugeben, so daß die anfallende Keimkonzentrat-menge bei der Herstellung von Trinkmilch verlorengeht. Es sind sogar Bestrebungen im Gange, die Zugabe von sterilisiertem Keimkonzentrat zu Milchprodukten grundsätzlich zu verbieten. Das Keimkonzentrat kann dann nur noch als schlechter bezahltes Futtermittel verwendet werden. 20 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur zentrifugalen Entkeimung von Milch zu schaffen, bei dem die anfallende Menge Keimkonzentrat erheblich reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das über die Düsen abgeleitete Konzentrat von einem, bogen auf seine radiale Erstreckung mittleren Bereich des Konzentratraumes abgezogen und in den Zulauf der Schleudertrommel zurückgeleitet wird. 25 Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, die gesamte, über die Düsen abgeleitete Konzentratmenge in den Zulauf zurückzugeben, ohne die Qualität der ablaufenden entkeimten Milch dadurch nachteilig zu beeinflussen.
Dies beruht darauf, daß die über die Düsen abgeleitete Teilmenge aus einem mittleren Bereich des Konzentrat-raumes abgezogen wird, wo nur wenig Keime vorhanden sind. Die im Konzentrat enthaltenen Keime sammeln 30 sich nämlich bevorzugt an der Trommelperipherie in der Nähe der Austragsöffnungen an, während die übrigen Bestandteile des Konzentrates, Fett und Protein, den Weg über die Ableitkanäle und die Düsen nehmen, so daß keine signifikante Erhöhung der Keimzahl in der zulaufenden Milch durch die Rückführung erfolgt. Die zu erwartende Zunahme der Keimzahl in der entkeimten Milch tritt dadurch nicht ein.
Der Bereich, aus dem die über die Düsen abgeleitete Teilmenge abgeleitet wird, ist so zu wählen, daß 35 einerseits Magermilch mit möglichst geringem Keimanteil und andererseits noch keine Fettpartikel mit abgezogen werden, da diese sonst geschädigt würden.
Bei der bekannten Schleudertrommel werden beide Teilmengen des anfallenden keimhaltigen Konzentrates von der Peripherie des Konzentratraumes abgezogen. Beide Teilmengen enthalten daher eine hohe Keimkonzentration. Eine Rückführung der über die mit Düsen versehenen Ableitkanäle abgezogenen Teilmenge in den Zulauf der 40 Schleudertrommel würde daher zu einer Aufschaukelung der Keimkonzentration im Ablauf der Zentrifuge und damit zu einer nachteiligen Beeinflussung der Qualität der entkeimten Milch führen.
Es wurde festgestellt, daß es ohne Nachteile für den Trenneffekt der Schleudertrommel möglich ist, die zu den Düsen führenden Kanäle vom mittleren Bereich des Konzentratraumes ausgehen zu lassen und damit fast keimlose Magermilch abzuziehen. Der Abzug dieser Teilmenge ist nämlich nur erforderlich, um im 45 Konzentratraum eine Sogwirkung auf die Keime auszuüben, damit diese sich zur Peripherie des Konzentratraumes bewegen. Ohne diese Sogwirkung wird ein wesentlich schlechterer Trenneffekt erzielt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das über die Düsen abgeleitete Konzentrat in zwei Teilströme aufgeteilt, von denen ein erster Teilstrom in den Zulauf der Schleudertrommel zurückgeleitet und ein zweiter Teilstrom mit dem aus den Austragsöffnungen austretenden Konzentrat zusammengeführt wird, wobei die 50 Menge des zweiten Teilstromes in Abhängigkeit von der aus den Austragsöffnungen austretenden Konzentratmenge derart geregelt wird, daß sich nach der Zusammenführung ein Konzentratstrom von konstanter Leistung ergibt. Dies ist von Vorteil für eine nachgeschaltete Sterilisierungsstufe, da diese mit konstanter Leistung beschickt werden muß. Auf die bisher erforderlichen entsprechend großen Stapelbehälter zum Auffangen dieser Schwankungen kann daher verzichtet werden. 55 Da die aus den Austragsöffnungen der Schleudertrommel ausgestoßene Konzentratmenge nur ca. 10 % der gesamten Konzentratmenge beträgt, genügt schon die Abzweigung eines kleinen Teilstromes von der Rückführleitung, um einen konstanten Volumenstrom zu erzeugen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 3 und 4 dargelegt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie vorteilhafte Ausgestaltungen derselben sind in den 60 restlichen Ansprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert Es zeigen: -2-
AT 396 049 B
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schleudertrommel
Fig. 2 die Einzelheit "X” gemäß Fig. 1
Fig. 3 eine Vorrichtung, bei der ein Teilstrom aus der Rückführleitung mit dem aus den Austragsöffnungen ausgestoßenen Keimkonzentrat vermischt wird.
Mit (1) ist in der Fig. 1 die Schleudertrommel bezeichnet, deren Einlaufraum (2) über Kanäle (3) mit dem Tellereinsatz (4) in Verbindung steht, der den Konzentratraum (5) radial einwärts begrenzt. Vom Konzentratraum (5) führen Ableitkanäle (6), die mit Düsen (7) versehen sind, in eine Schälkammer (8), in der sich ein Schälorgan (9) befindet, deren Konzentratablauf (10) über eine Rückführleitung (11) mit dem Zulauf (12) in Verbindung steht, der in den Einlaufraum (2) der Schleudertrommel (1) mündet Von der Trommelperipherie führen durch einen Kolbenschieber (13) zu öffnende Austragsöffnungen (14) in einen Auffangbehälter (15) für das Keimkonzentrat. In der Rückführleitung (11) ist ein Regelorgan (16) zur Einstellung der rückzuführenden Keimkonzentratmenge vorgesehen. Die Ableitkanäle (6) werden gebildet zwischen dem Trommeldeckel (17) und einem mit Abstand "A" zu diesem in der Schleudertrommel (1) vorgesehenen Ableitteller (18), der mit Rippen (19) versehen ist Die entkeimte Milch fließt über die Kanäle (20) in die Schälkammer (21) und wird dann durch das Schälorgan (22) zum Ablauf (23) weitergeleitet.
Die zu entkeimende Milch wird der Schleudertrommel über den Zulauf (12) zugeführt und gelangt über den Einlaufraum (2) und die Kanäle (3) in den Tellereinsatz (4), in dem sich die Keime von der Milch trennen, die dann zum Konzentratraum (5) wandern. Über die Ableitkanäle (6) und die Düsen (7) wird ständig ein Teilstrom keimarmes Konzentrat aus dem Konzentratraum (5) der Schleudertrommel herausgeleitet und über das Schälorgan (9), den Konzentratablauf (10) sowie die Rückführleitung (11) zurück in den Zulauf (12) der Schleudertrommel (1) geführt. Die sich an der Trommelperipherie ansammelnden Keime werden über die Austragsöffnungen (14) von Zeit zu Zeit aus der Schleudertrommel (1) ausgetragen.
Die mit Düsen (7) versehenen Ableitkanäle (6) gehen von einem mittleren Bereich des Konzentratraumes (5) aus, bezogen auf seine radiale Erstreckung. Dadurch wird besonders keimarmes Konzentrat aus dem Konzentratraum (5) abgezogen, so daß die Gefahr einer Zunahme der Keimzahl im Zulauf (12) der Schleudertrommel (1) vermieden wird.
Der Abstand "A” zwischen Trommeldeckel (17) und Ableitteller (18) ist so gewählt, daß bei der daraus resultierenden Strömungsgeschwindigkeit des keimhaltigen Konzentrates in den Ableitkanälen (6) in diesen noch eine zusätzliche Abtrennung von Keimen erfolgt. Wegen der in den Ableitkanälen (6) wirkenden Corioliskräfte ist unabhängig vom Querschnitt der Ableitkanäle (6) ein ausreichender Abstand " A" erforderlich. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn der Abstand "A" so gewählt wurde, daß sich für den einzelnen Ableitkanal (6) eine Durchsatzleistung von ca. 15 Liter/Stunde je mm des Abstandes "A" ergab. Wird z. B. der Schleudertrommel 20.000 Liter/Stunde keimhaltige Milch zugeführt, wovon 5 % als keimhaltiges Konzentrat über die Ableitkanäle (6) , die durch acht Rippen (19) gebildet werden, abgezogen wird, so ergibt sich je Ableitkanal (6) eine Durchsatzleistung von 20.000 1/h x 0,05 : 8 = 125 1/h
Dividiert man diesen Wert durch die angestrebten 15 1/h je mm des Abstandes "A", so errechnet sich der Abstand "A" zu 8,33 mm.
Durch das Regelorgan (16) in der Rückführleitung (11) läßt sich die über die Ableitkanäle abzuziehende Konzentratmenge leicht einstellen.
Um die anfallende Menge keimhaltiger Konzentrate klein zu halten, sollte die über die Austragsöffnungen (14) ausgetragene Konzentratmenge maximal 0,4 bis 0,6 % der Zulaufmenge betragen.
Gemäß Fig. 2 können zwischen dem Trommeldeckel (17) und dem Ableitleller (18) Telia- (24) vorgesehen werden, um eine noch bessere Nachabscheidung von Keimen zu bewirken.
In der Fig. 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der von der Rückführleitung (11) eine Konzentratleitung (24) zu einer Vorrichtung (25) führt zur Zusammenführung des über die Konzentratleitung (24) und die Austragsöffhungen (14) abgeleiteten Konzentrates. Der Vorrichtung (25) ist eine Regeleinrichtung (26) zugeordnet, die über Leitungen (27,28) und ein Steuergerät (29) mit dem Regelorgan (16) und einem Regelorgan (30) in der Rückführleitung (24) in Verbindung steht. An die Vorrichtung (25) ist eine regelbare Pumpe (31) angeschlossen, die das Keimkonzentrat aus der Vorrichtung (25) mit konstanter Leistung abzieht und zu einer nicht dargestellten Einrichtung zur Sterilisation weiterfördert. Über die Konzentratleitung (24) gelangt ein Teilstrom des über die Düsen (7) abgezogenen Keimkonzen-trates in die Vorrichtung (25), in der auch das über die Austragsöffhungen (14) ausgestoßene Konzentrat aufgefangen wird. In Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Vorrichtung (25) werden die Regelorgane (16,30) über die Regeleinrichtung (26) und das Steuergerät so eingestellt, daß sich der Flüssigkeitsstand in der Vorrichtung (25) nicht wesentlich verändert. Mit den handbetätigten Regelorganen (32,33) kann eine Grundmengeneinstellung vorgenommen werden. Die Grundmengeneinstellung der Konzentratleitung (24) kann über eine mit -3-
Claims (9)
- AT 396 049 B einem Regelorgan (34) versehene Bypass-Leitung (35) überschritten werden, wenn der Flüssigkeitsstand in der Vorrichtung (25) unzulässig absinkt, obwohl das Regelorgan (30) vollständig geöffnet ist. Bei Einsatz der Regelorgane (32, 33) und (34) können die vom Steuergerät betätigten Regelorgane (16, 30) und (34) als einfache fembetätigte Absperrorgane ausgebildet sein, wodurch sich eine besonders preisgünstige Regelmöglichkeit ergibt. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur zentrifugalen Entkeimung von Milch, bei dem die Milch dem Zulauf einer Schleudertrommel zugeführt wird, in deren Konzentratraum sich das abgeschleuderte keimhaltige Konzentrat ansammelt, von dem eine Teilmenge über mit Düsen versehene Ableitkanäle aus der Schleudertrommel abgeleitet und das restliche Konzentrat über im Trommelmantel vorgesehene Austragsöffnungen periodisch ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Düsen abgeleitete Konzentrat von einem, bezogen auf seine radiale Erstreckung mittleren Bereich des Konzentratraumes abgezogen und in den Zulauf der Schleudertrommel zurückgeleitet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Düsen abgeleitete Konzentrat in zwei Teilströme aufgeteilt, ein erster Teilstrom in den Zulauf der Schleudertrommel zurückgeleitet wird und ein zweiter Teilstrom mit dem aus den Austragsöffnungen austretenden Konzentrat zusammengeführt wird, wobei die Menge des zweiten Teilstromes in Abhängigkeit von der aus den Austragsöffnungen austretenden Konzentratmenge derart geregelt wird, daß sich nach der Zusammenführung ein Konzentratstrom von konstanter Leistung ergibt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Düsen abgezogene Konzentratmenge maximal 1 bis 10 %, vorzugsweise jedoch 4 bis 6 % der über den Zulauf der Schleudertrommel zugeführten Milchmenge beträgt.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Austragsöffnungen der Schleudertrommel ausgetragene Konzentratmenge 0,1 bis 1,0 %, vorzugsweise jedoch 0,4 bis 0,6 % der über den Zulauf der Schleudertrommel zugeführten Milchmenge beträgt.
- 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Schleudertrommel, die mit einem Zulauf und einem Tellereinsatz versehen ist, der einen Konzentratraum radial einwärts begrenzt und von dem mit Düsen versehene Ableitkanäle sowie Austragsöffnungen für den periodischen Konzentrataustrag ausgehen, wobei die Düsen in eine Schälkammer münden, in der ein Schälorgan vorgesehen ist zur Förderung des über die Düsen abgezogenen keimarmen Konzentrates in einen Konzentratablauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitkanäle (6) vom mittleren Bereich des Konzentratraumes (5), bezogen auf seine radiale Erstreckung, ausgehen und der Konzentratablauf (10) über eine Rückführleitung (11) mit dem Zulauf (12) der Schleudertrommel (1) verbunden ist
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Rückführleitung (11) eine mit einem Regelorgan (30) versehene Konzentratleitung (24) äbzweigt und eine Vorrichtung (25) vorgesehen ist zur Zusammenführung des über die Konzentratleitung (24) und über die Austragsöffnungen (14) abgeleiteten Konzentrates, wobei der Vorrichtung (25) eine Regeleinrichtung (26) zur Einstellung eines konstanten Volumenstromes der zusammengeführten Konzentratströme zugeordnet ist, die über Leitungen (27,28) und ein Steuergerät (29) mit dem Regelorgan (30) in der Konzentratleitung (24) und einem Regelorgan (16) in der Rückführleitung (11) in Verbindung steht.
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitkanäle (6) durch Rippen (19) gebildet werden, die zwischen dem Trommeldeckel (17) und einem mit Abstand "A" zu diesem in der Scldeudeitiommel vorgesehenen Ableitteller (18) angeordnet sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "A" so gewählt ist, daß sich für jeden einzelnen durch die Rippen (19) gebildeten Ableitkanal (6) eine Durchsatzleistung von 5 bis 25 Liter/Stunde, vorzugsweise jedoch 12 bis 18 Liter/Stunde je mm des Abstandes "A" ergibt. -4- 10 5 AT 396 049 B
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trommeldeckel (17) und dem Ableitteller (18) Teller (24) vorgesehen sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-
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