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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Trockenmilch, im wesentlichen be- stehend aus einem Ausgleichsbehälter für die Aufnahme der Milch, einem Wärmeaustauschgerät zur Vorerwärmung der Milch, einer Milchtrocknungsanlage, die die erwärmte Frischmilch unter Vakuum trocknet und einer Wärmerückgewinnungsanlage zur Abkühlung der Trockenmilch.
Bei Milchproduktion herkömmlicher Art wird die frisch ermolkene Milch mittels Rohrleitungen oder Behälter vom Melkplatz transportiert, gefiltert und danach auf eine Temperatur von vorzugs- weise 4 bis 8 Grad Celsius abgekühlt, um die Vermehrung von Bakterien in der Milch bis zur Ver- arbeitung zu hemmen. Diese zuerst abgekühlte, flüssige Milch wird in der Regel zum Milchverar- beitungsbetrieb transportiert, um dort durch Erhitzen über eine gewisse Zeit auf eine vorbestimmte Temperatur pasteurisiert und damit haltbarer gemacht zu werden. Diese pasteurisierte Milch wird in Endverbrauchsgefässe abgefüllt oder weiterverarbeitet.
Diese herkömmliche Behandlungsweise der Milch hat den Nachteil, dass vom Zeitpunkt des Ermelkens der Rohmilch bis zur Pasteurisierung zwangsläufig viel Zeit verstreicht und die Qualität der Milch darunter leidet. Ökonomisch von Nach- teil ist auch die Tatsache, dass die mit etwaiger Körpertemperatur des zu melkenden Tieres gewon- nene Rohmilch mit erheblichem Energie- und dadurch Kostenaufwand auf Kühltemperatur ge- bracht werden muss, um zur Pasteurisierung wie beispielsweise in DE 3040943 C2 oder Trocknung zu Pulverform wie DE 236378 C beschrieben, wieder von der Kühltemperatur auf die Pasteurisie- rungstemperatur oder Trocknungstemperatur erhitzt zu werden. Genauso kostenaufwendig sind die Lagerung und der Transport flüssiger Milch bis zu ihrer Verwertung im Milchverarbeitungsbe- trieb.
Die Weiterverarbeitung der flüssigen Milch durch Trocknung ist, um einigermassen wirtschaft- lich durchgeführt zu werden, an erhebliche zu verarbeitende Milchmengen gebunden, da der apparative Aufwand grossvolumig, energieaufwendig und mit hohen Kosten verbunden ist, sodass sich die Verarbeitung der flüssigen zu getrockneter Milch bei Mengen, wie sie in Einzelbetrieben erfahrungsgemäss anfallen, unrentabel ist.
Eine Anlage bestehender Art ist beispielsweise in DE 2517037 C3 beschrieben und dargestellt, woraus man auch ersehen kann, dass insbesonders bei einer Nachrüstung einer Milchtrocknungs- anlage als Ergänzung einer bestehenden Melkanlage diese ohne grössere bauliche Veränderung schwer vollzogen werden kann. Desgleichen begünstigt eine Trockenmilchproduktion wie sie in der Patentschrift FR 208027 A dargelegt ist, nicht eine rasche, reine und kostengünstige Milchverarbei- tung vor Ort an der Melkanlage.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch behoben, dass der Ausgleichsbehälter der Vorrichtung direkt an eine Melkanlage angeschlossen ist, dass zur Trocknung der Milch am Innen- behälter der Milchtrocknungsanlage eine Mikrowellenvorrichtung angeordnet ist und der Innenbe- hälter kippbar angeordnete, mittels eines Motors in Umlauf gehaltene Tassen aufweist, die das Trocknungsgut in ständiger Bewegung halten, dass die Milchtrocknungsanlage mit der Wärmerück- gewinnungsanlage und über das Wärmeaustauschgerät mit einer Biogasanlage zur wahlweisen Weiterverwendung des aus dem Innenbehälter abgeführten Dampfes verbunden ist und an die Milchtrocknungsanlage eine Nachbehandlungs- und Abfüllvorrichtung angeschlossen ist, die der Aufnahme der Trockenmilch aus der Milchtrocknungsanlage,
dem Entzug ihrer Restwärme und der Rückführung der Restwärme in die Wärmerückgewinnungsanlage dient.
In der Anlage ist sowohl der Ausgleichsbehälter als auch der Innenbehälter der Milchtrock- nungsanlage und die Nachbehandlungs- und Abfüllvorrichtung mit wenigstens einer Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum verbunden.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist im unteren Be- reich des Innenbehälters ein Zapfen zum Kippen der Tassen aus ihrer waagerechten in eine etwa senkrechte Lage angeordnet.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal ist, dass eine Steuerung und ein mit dieser gekoppelter Fühler zur Anpassung der Mikrowellenintensität an den Trocknungsgrad der Milch und zur Überwachung der Qualität der trocknenden Milch im Innenbehälter und/oder der Mikrowellenvorrichtung angeordnet ist.
Weiters kann zur Verwertung des Biogases innerhalb der Vorrichtung die Biogasanlage über eine wärmeherstellende Biogasumwandlungsvorrichtung mit einer am Wärmeaustauschgerät angeordneten Zusatzheizung verbunden sein.
Die Milchtrocknungsanlage kann kippbar gelagert sein, wobei ein Kolben diese zum Entleeren des Innenbehälters mit Milchtrocknungsanlage in eine Schräglage kippt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung, welche eine schematische Darstellung der Vorrichtung zeigt, näher beschrieben.
In der Zeichnung ist eine Vakuumquelle 30 für Melkmaschinenvakuum von beispielsweise 50 kPa und eine Vakuumquelle 20 mit Vakuum in einer Höhe, die eine Verdampfung der frisch ermolkenen Milch bei beispielsweise +65 C im Unterdruck ermöglicht.
Ein Melkzeug 1 ist einfachheitshalber mit zwei Melkbechern gezeichnet. Dieses Melkzeug 1 richtet sich nach Art des zu melkenden Tieres, hat jedoch für die zu beschreibende Funktion unter- geordnete Bedeutung. Schlauchleitung 2 mündet in die Milchtransportleitung 3, diese in den Aus- gleichsbehälter 4 mit Schmutzsieb 5. Vakuum aus Pumpe 30 wirkt über Leitung 32, Ausgleich- und Flüssigkeitsabscheider 31 in Behälter 4 und in der Pulsationsleitung 34. Das Mehrwegeventil 6 leitet die frisch ermolkene Milch in einer Stellung wahlweise zur Trocknung aus Behälter 4, Anschluss 7 zur Leitung 7a oder in einer anderen Stellung zu Flüssigverarbeitung oder Lagergut von Behälter 4, Anschluss 7 zu Leitung 35.
In den Wärmetauscher 8 (der beispielsweise als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist) fliesst die Milch durch Leitung 7, aus diesem durch Leitung 9. Das auszutauschende Wärmegut, im vorliegenden Fall verdampfte Flüssigkeit, durch Leitung 17 in den Wärmetauscher 8, durch Leitung 18 aus dem Wärmetauscher, die entstehende kondensierte Flüssigkeit wird mit Pumpe 29 über Leitungen 36 und 27 in die Biogasanlage 26 gepumpt. Die Auspuffleitung der jeweiligen Vakuum- pumpe ist mit 21 oder 33 bezeichnet. In der Milchtrocknungsanlage 10 wirken aus Vorrichtung 14 Mikrowellen im unter Vakuum stehenden mikrowellengeeigneten Innengefäss 11auf das Trock- nungsgut und erwärmen dieses, welches sich grösstenteils in waagrecht gehaltenen mikrowellen- geeigneten Tassen 12 (zur Erhöhung der Verdunstungsoberfläche), welche durch Motor 13 in Umlauf gehalten werden, befindet.
Ein Austritt der Mikrowellen aus Behälter 11 in die Umgebung wird durch Mikrowellensperren 15 verhindert. Ein Zapfen 37 kippt die beweglich angebrachten Tassen im unteren Bereich des Behälters und bewirkt eine Entleerung der Tassen. Nach der Entleerung werden die Tassen neu befüllt, um so das Trocknungsgut permanent in Bewegung zu halten. Leitung 22 führt in die Nachbehandlungs- und Abfüllvorrichtung 23, in die auch Leitung 24 vom Wegeventil 16 mündet. Erzeugtes Biogas wird in Vorrichtung 38 in Wärme umgewandelt und mittels Leitung 28 einer Zusatzheizung 25 zugeführt. Restwärme im Milchpulver in Vorrichtung 23 wird durch Wärmerückgewinnungsanlage 19 mittels Leitung 39 und 40 aus diesem entzogen.
Eine Steuerung 41 und ein mit dieser gekoppelter Fühler 41 a sind zur Anpassung der Mikrowelleninten- sität an den Trocknungsgrad der Milch und zur Überwachung der Qualität der trocknenden Milch im Innenbehälter und/oder der Mikrowellenvorrichtung vorgesehen. Melkmaschinenpulsator 45 sowie Pulsleitung 46 werden in der Funktion nicht erläutert, da allgemein bekannt und nicht erfin- dungswesentlich. 42 ist Auslass- 43 ist Einlassventil zu Innenbehälter 11. Zur Zuführung von Zu- satzmaterialien in Innenbehälter 11dient Ventil 47 und Leitung 48.49 und 50 sind Vakuumregu- lierventile. Die Grösse der Durchflussöffnung von Leitung 7 und 7a im Ventil 6 wird von der Druckdif- ferenz zwischen dem Unterdruck im Innenbehälter 11und Behälter 4 sowie vom Frischmilchbedarf im Innenbehälter 11bestimmt.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermassen:
Die mittels Melkzeug 1 ermolkene Milch des zu melkenden Tieres wird vom im Behälter 4 aus Vakuumpumpe 30, Leitung 32, Behälter 31 vorherrschenden Melkmaschinenvakuum durch Schlauchleitung 2, Milchtransportleitung 3 in diesen gesaugt. Eventuelle Verschmutzung der Milch wird durch Filter 5 gereinigt. Höheres Vakuum gegenüber im Behälter 4 aus Pumpe 20 bewirkt, dass dieses durch Leitung 18a, Wärmerückgewinnungsanlage 19, Leitung 18, Wärmetauscher 8, Leitung 17, Wegeventil 16 (Leitung 24 ist unterbrochen), Innenbehälter 11 der Trocknungsanlage 10, Leitung 9, Wärmetauscher 8, Leitung 7a, Wegeventil 6 in Leitung 7 wirkt und somit Milch aus dem Behälter 4 durch Leitung 7, Ventil 6, Leitung 7a, Wärmetauscher 8, Leitung 9 in den Innen- raum 11 der Milchtrocknungsanlage 10 gesaugt wird und dort zur Trocknung verweilt.
Durch das geschlossene Ventil 42 und die obige Anordnung des Ventil 16 wird ein Weitersaugen der flüssigen oder getrockneten Milch verhindert. Beim Durchfliessen der Milch aus Behälter 4 in den Innenbehäl- ter 11wird diese im Wärmetauscher 8 erwärmt, da Wärme mittels Heizeinrichtung 25 und nach beginnender Verdampfung über Leitung 17 dem Wärmetauscher zugeführt wird. Durch vorbe- stimmte Vakuumhöhe im Behälter 11verdampfen Flüssigkeitsanteile der eingeflossenen Milch bei
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+65 C, da Mikrowellen aus Vorrichtung 14 in der Milchtrocknungsanlage 10 im Innenbehälter 11 auf das Trocknungsgut wirken. Der im Innenbehälter 11entstehende Dampf wird durch das Ventil 16, Leitung 17, Wärmetauscher 8, Leitung 18, Wärmerückgewinnungsanlage 19, Leitung 18a zur Vakuumpumpe 20 abgesaugt und über Auspuffleitung 21 ausgeblasen.
Die durch Motor 13 in Umlauf gehaltenen Tassen 12 im Innenraum 11 nehmen die zu trocknende Milch auf, um im Um- lauf die Trocknung fortzusetzen, bis ein Zapfen 37 im unteren Bereich des Innenbehälters die Tassen kippt und dadurch entleert. Die entleerten Tassen werden erneut gefüllt. Dieser Vorgang des Umlaufes wiederholt sich bis zur passenden Trocknung der Milch. Dieser Umlauf von mehre- ren Tassen 12 bewirkt eine Oberflächenvergrösserung der zu verdampfenden Flüssigkeit und die Bewegung des Trockengutes dient der Vermeidung von Verklumpung.
Ist die vorbestimmte Trock- nungsqualität der Milch, die durch Befühlen des Trockengutes mittels Fühler 41a und Steuerung 41 geregelt wird, erreicht, so schliesst Ventil 43 Leitung 9, öffnet Ventil 42 Leitung 22 und sperrt Ventil 16 den Vakuumweg von der Leitung 17 zu Innenbehälter 11 und öffnet den Vakuumweg von Leitung 17 zu Leitung 24, sodass Vakuum in der Nachbehandlungs- und Abfüllvorrichtung 23 und im Kolben 44 wirkt. Kolben 44 bringt den beweglich gelagerten Trocknungsapparat 10 in Schrägla- ge, sodass die Trockenmilch durch Eigengewicht und mit Vakuumunterstützung durch das geöffne- te Ventil 42 in die Nachbehandlungs- und Abfüllvorrichtung 23 fliessen kann. Je nach Verwen- dungszweck der Trockenmilch, wie beispielsweise als Lebensmittel bzw.
Lebensmittelzusatz, wird diese in Vorrichtung 23 bei Bedarf nachgetrocknet, gleichmässig gemahlen und unter Vakuum in Behältnisse abgefüllt. Bei Verwendung der Trockenmilch für kosmetische, medizinische oder chemische Zwecke wird diese bei Bedarf im formbaren Zustand in Formen gepresst und so als Würfel oder andere gewünschte Formen nachgetrocknet und verpackt. Dieser beschriebene Vor- gang lässt sich nach Bedarf beliebig wiederholen. Unabhängig von der Nachbehandlung der Tro- ckenmilch in Vorrichtung 23 wird dem Trocknungsgut mittels Wärmeentzugleitungen 39 und 40 die Restwärme zur Wärmerückgewinnungsanlage 19 entzogen.
Der aus Innenbehälter 11 abgeführte Dampf kondensiert beim Durchlauf des Wärmetauschers 8 sowie der Wärmerückgewinnungsanla- ge 19, sodass dieses Kondensat aus Wärmetauscher 8 mittels Pumpe 29 über Leitung 36 zur Weiterverarbeitung oder über Leitung 27 zur Gasgewinnung in die Biogasanlage 26 gepumpt wird.
Das Kondensat aus der Wärmerückgewinnungsanlage 19 entleert sich nach Vakuumabschaltung selbsttätig.
Das in der Biogasanlage 26 erzeugte Gas wird in Heizung 38 in Wärme umgewandelt und über Leitung 28 der Erwärmungsvorrichtung 25 für die zu trocknende Milch zugeführt. Andere Wärme- quellen als Biogas für Erwärmungsvorrichtung 25 sind ebenfalls möglich.
Sollen der zu trocknenden Milch Aromastoffe, Farb- oder andere Zusatzstoffe beigemengt wer- den, so geschieht dies durch Öffnen des Aufnahmeventiles 47. Dadurch werden die zuzuführenden Materialien durch das im Innenbehälter 11vorherrschende Vakuum von Ventil 47 über Leitung 48 in den Innenbehälter 11gesaugt, um dort der Milch durch den oben beschriebenen Umlauf der Tassen beigemengt zu werden.
Zur Trocknung nicht benötigte frisch ermolkene Milch wird durch Umschalten des Ventiles 6 aus Behälter 4 über Leitung 35 zu Lagervorrichtung abgesaugt oder gepumpt.
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