Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von Milch und Rahm durch Erhitzen <B>und</B> nachfolgende<B>Kühlung.</B> Verfahren und Vorrichtungen zum Ent- keimen von Milch und Rahm durch Erhitzen und naehfolgende Kühlung sind bekannt. Man hat bereits solche Flüssigkeiten in fein ver teilter Form in unmittelbarem Kontakt mittels eines dampfförmigen Wärmeträgers erhitzt und anschliessend durch Entspannungsver dampfung bei gleichzeitiger Kühlung den durch Kondensation aufgenommenen Wärme träger (Kondensat.) wieder ausgedampft. Beim Erhitzen durch unmittelbaren Kontakt mit Dampf wird der grösste Teil der einge schlossenen Fremdgase, z. B.
Luft, bereits ent fernt. Es kann also nicht vorkommen, wie bei geschlossenen Fläehenerhitzern,in welchen die eingeschlossenen Gase unter Druck mit der Flüssigkeit in Kontakt bleiben, < lass diese Gase bei höheren Temperaturen in Reaktion treten. Bei diesen Verfahren hat sich jedoch heraus- gestellt, dass die Beseitigung der Fremdgase im Erhitzer nicht einwandfrei ist, da diese Gase zusammen mit dem. zu behandelnden Stoff den Erhitzer verlassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ent- keimen von Milch und Rahm durch Erhitzen und nachfolgende Kühlung, wobei man diese Flüssigkeit in feinverteiltem Zustand mittels eines dampfförmigen Wärmeträgers in direk tem Kontakt auf eine vorbestimmte höhere Be handlungstemperatur bringt und nach der Behandlung einer Abkühlung unterzieht unter Abführung des Kondensates sowie der nicht kondensierbaren freigewordenen Gase.
Das Verfahren nach der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass das Erhitzen der Flüssigkeit in direktem Kontakt mit dem dampfförmigen Wärmeträger derart vorge nommen wird, dass während des ganzen Teni- peraturbereiches die infolge der Wärmeein wirkung frei gewordenen Gase nebst nicht kon densiertem Wärmeträger sofort frei entwei chen können und getrennt von der Flüssigkeit in einen unter geringerem Druck stehenden Abkühlraum abgeleitet werden.
Die zur Ausübung dieses Verfahrens be stimmte Vorrichtung, bestehend aus einem Apparat zur Erzeugung eines dampfförmigen Wärmeträgers, einem daran anschliessenden Erhitzungsraum sowie einem mit letzterem verbundenen, unter geringerem Druck stehen den Abkühlraum, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Erhitzer durch zwei getrennte Lei tungen mit dein Abkühlraum verbunden ist, von denen die eine zur Abfuhr der Gase sowie Dämpfe und die andere zur Abfuhr der er hitzten, entgasten Flüssigkeit bestimmt ist,
unter Zwischenschaltung einer 1=Ieisshaltezone für die erhitzte Flüssigkeit.
Das Einführen der zu behandelnden Flüs sigkeit in feinverteilter Formi erfolgt zweck:- in ä.ssigerweise in zerstäubter Form durch Ein spritzen oder in Tropfenform durch Berieseln in einen Dampfraum, in. welchem ein bestimm ter Sattdampfdruck durch einen dazugehöri- gen Dampferzeuger aufrechterhalten wird. Wenn z.
B. eine Temperatur von 90 C ge- wünscht und Wasserdampf als Wärmeträger verwendet wird, beträgt die Dampfspannung etwa 0,72 ata. Der Dampfraum wird in diesem Falle unter Vakuum stehen, so dass einge- schlossene Gase bereits durch Entspannung frei abgezogen werden. Durch diese Vacuum- dampferhitzimg kann nun die zu behandelnde Milch oder der Rahm in einem Temperatur bereich von etwa 60 bis 95 C pasteurisiert oder bei Temperaturen von über 100 C steri lisiert werden.
Falls es je nach dem Stoff wünschenswert erscheint, die Pasteurisiertem peratur längere Zeit einwirken zu lassen, kann dies durch Einschalten einer regulierbaren Heisshaltezone bewirkt werden, die gleichzeitig auch durch die F\lüssigkeitsstandhöhe als Sperre für die separat abzutrennenden Gase dient.
Bei der Erhitzung wird nun zusätzlich als Kondensast Flüssigkeit aufgenommen, welche eine unerwünschte Verdünnung des Produk tes zur Folge hat.. Die Entfernung dieses Kon- densates kann durch Ausdampfen ohne Wärmezufuhr infolge Druckverminderung er folgen bei einer der gewünschten Tempera tur entsprechenden Dampfspannung. Gleich zeitig lassen sich aber auch beider Abkühlung durch Entspannungsverdampfung, z.
B. auf 60 C entsprechend etwa 0,2 ata, eventuelle Geruchstoffe oder sonstige leichtflüchtige oder bei den angewandten Temperaturen nicht kondensierbare Gase entfernen.
Um die Abtrennung der ausgeschiedenen Gase und überschüssigen Dämpfe bzw. des Kondensates separat bei der Erhitzungs- und der Abkühlungsperiode vornehmen zu kön nen, ist es zweckmässig, die bereits erwähnte regulierbare Heisshaltezone einzuschalten und aus dem oberhalb derselben liegenden Er hitzungsraum die Gase mittels besonderer Or gane direkt in den Kondensationsraum über- zuführen.
Wärmewirtschaftlich vorteilhaft kann die Kondensationswärme mit Hilfe eines Wärme- pumpen-Kreisprozesses zur Erzeugung des dampfförmigen Wärmeträgers verwendet wer- den. Dies kann z. B. in der Weise erfolgen, dass man durch Einschaltung einer Wärme- pumpe auf .der Kaltseite den Dampf konden siert und auf der warmen Seite den Wärme träger verdampft.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten Zeich nung, die ein Ausführungsbeispiel der Vor richtung zur Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens in schematischer Form darstellt, beispielsweise erläutert: Fig.1 zeigt. eine Vorrichtung mit. separa tem Dampferzeuger.
Fig. 2 zeigt eine an die Vorrichtung nach Fig.1 angeschlossene Einrichtung zur Wärme- rückgewinnung mittels Wärmepumpe.
Gemäss Fig. 1 besteht der Erhitzungsraum aus einem zylindrischen Behälter 1, in dessen obern Teil eine leicht demontierbare Loch platte 2 eingesetzt isst. Eine diese durch setzendes Druckausgleichsrohr 3 dient zum Ausgleich des Druckes ober- und unterhalb der Lochplatte 2. Die zu behandelnde Flüssig keit wird durch das Rohr 4 mit. dem Reg uilier- organ über der Lochplatte 2 eingelassen bis zii einer dem Durchfluss durch die Lochplatte 2 entsprechenden statischen Höhe.
Die Löcher in der Platte 2 sind so bemessen, dass die zu behandelnde Flüssigkeit in feinen Strahlen bis zu feinsten Tropfen in den Dampfraum 5 ein geführt werden kann. Das Erhitzungsaggregat für die Wärmeerzeuguing 6 liefert durch eine regulierbare Speiseleitung 7 den für die Er hitzung der zu behandelnden Flüssigkeit not wendigen Dampf. Durch Leitung 8 werden die infolge der Erhitzung freiwerdenden Gase einem Abkühlraumn zugeführt. Die Lei tung 9 dient zum Überleiten der erhitzten und weiter zu behandelnden Flüssigkeit in den Abkühlungsraum.
Dieser besteht aus einem Behälter 10 mit einem eingebauten Kondenser 11. Dieser kann als Mischkondenser oder als Oberflächenkondenser ausgebildet sein. Der selbe isst von dem Abkühlraum abgetrennt. durch ein Rohr 12, dessen oberer Teil über dem Leitblech 13 liegt. Die durch die mit re gulierbarem überstromventil 14 versehene Lei tung 9 in den Behälter 10 übergeleitete Flüs- sigkeit wird gegen das Leitblech 13 geführt. Durch dieses wird der Flüssigkeit. eine Drall bewegung erteilt, wodurch die Trennung der Flüssigkeit. vom infolge Entspannung ent stehenden Dampf erleichtert wird.
Durch das Überströmventil 1-1 wird die Druckdifferenz zwischen Erhitzungs- und Abkühlungsraum aufrechterhalten. Die rückgekühlte Flüssigkeit wird aus dein Behälter 1.0 durch die Leitung 1..J abgeführt, während die abgetrennten Gasse und das Kondensat aus dem Rohr 12 mittels eines Förderorganes 16 entfernt. werden. An Stelle der Lochplatte 2 kann auch eine Sprüh düse oder ein anderes Verteilungselement. An wendung finden.
Das Rohr 12, welches den Kondensei um gibt, kann, wie gezeigt, senkrecht angeordnet sein und mit dem obersten Teil über das Leit- blech hinausragen.
Im Erhitzungsraum können oberhalb des Austrittes der Leitung 9 zwecks Überwachung der Ileisshaltezone Mittel vorgesehen sein, die es ermöglichen, das Niveau der Heisshalte zone zu kontrollieren, z. B. wie in der Zeich- nung dargestellt durch ein Schauglas 17. Es kann aber auch eine automatische Regulierung des Niveaus im Innern des Erhitzungsraumes vorgesehen sein, z.
B. durch einen Schwimmer oder dergleichen, dessen Tätigkeit ebenfalls ausserhalb des Erhitzung^sraumes mittels einer Zeigervorrichtun- kontrolliert werden könnte.
Die Ausführunnrsform nach Fig.2 zeit den Behälter 10, in welchem der Kondensei 11 in einem Rohr 12 eingebettet angeordnet, ist.. Der Kondensei 11 ist als Verdampfer einer Wärmepumpe<B>18</B> ausgebildet. Die durch den Verdampfer der Wärmepumpe aufgenommene Wärme wird über deren Kondensator, welcher als Heizelement in dein Erhitzungsaggregat für die Wärmeerzeub in-- angeordnet ist, zur Erzeugun,des Wärmeträgers verwendet..
Method and device for sterilizing milk and cream by heating and subsequent cooling. Methods and devices for sterilizing milk and cream by heating and subsequent cooling are known. Such liquids have already been heated in finely divided form in direct contact by means of a vaporous heat carrier and then evaporated by Entspannungsver with simultaneous cooling, the heat absorbed by condensation (condensate.) Evaporated again. When heated through direct contact with steam, most of the trapped foreign gases, e.g. B.
Air, already distant. It cannot happen, like with closed surface heaters, in which the enclosed gases remain in contact with the liquid under pressure, <let these gases react at higher temperatures. With these methods, however, it has been found that the removal of foreign gases in the heater is not flawless, as these gases together with the. to be treated leave the heater.
The present invention relates to a method and a device for sterilizing milk and cream by heating and subsequent cooling, this liquid being brought in a finely divided state to a predetermined higher treatment temperature by means of a vaporous heat carrier in direct contact and after the treatment undergoes cooling with removal of the condensate and the non-condensable gases released.
The method according to the invention is characterized in that the heating of the liquid in direct contact with the vaporous heat transfer medium is carried out in such a way that the gases released as a result of the effect of the heat, along with the uncondensed heat transfer medium, immediately escape throughout the temperature range Chen can and be diverted separately from the liquid into a cooling chamber under lower pressure.
The device for performing this process be certain, consisting of an apparatus for generating a vaporous heat transfer medium, an adjoining heating chamber and a cooling chamber connected to the latter, which are under lower pressure, is characterized in that the heater is connected by two separate lines to the Connected to a cooling room, one of which is intended to remove gases and vapors and the other to remove the heated, degassed liquid,
with the interposition of a 1 = ice holding zone for the heated liquid.
The liquid to be treated is introduced in finely divided form for the following purposes: - in an externally atomized form by injection or in droplet form by sprinkling into a steam space in which a certain saturated steam pressure is maintained by an associated steam generator. If z.
For example, if a temperature of 90 C is desired and steam is used as the heat transfer medium, the steam tension is about 0.72 ata. In this case, the vapor space will be under vacuum, so that trapped gases can be drawn off freely through relaxation. By means of this vacuum steam heating, the milk or cream to be treated can now be pasteurized in a temperature range of about 60 to 95 C or sterilized at temperatures of over 100 C.
If, depending on the substance, it appears desirable to let the pasteurized temperature act for a longer period of time, this can be achieved by switching on an adjustable hot holding zone, which at the same time also serves as a barrier for the gases to be separated off due to the liquid level.
When heated, liquid is also absorbed as condensate, which results in undesirable dilution of the product. This condensate can be removed by evaporation without heat supply as a result of pressure reduction at a vapor tension corresponding to the desired temperature. At the same time, however, can also be cooled by flash evaporation, z.
B. to 60 C corresponding to about 0.2 ata, remove any odorous substances or other volatile or non-condensable gases at the temperatures used.
In order to be able to separate the excreted gases and excess vapors or the condensate separately during the heating and cooling periods, it is advisable to turn on the adjustable hot-hold zone mentioned above and to use special organs to transfer the gases from the heating room above the same Transfer directly to the condensation room.
From a thermal economic point of view, the heat of condensation can be used to generate the vaporous heat transfer medium with the aid of a heat pump cycle process. This can e.g. This can be done, for example, by switching on a heat pump to condense the steam on the cold side and evaporate the heat carrier on the warm side.
The method according to the invention is explained below with reference to the accompanying drawing, which represents an embodiment of the device for performing the fiction, according to the method in schematic form, for example: Fig.1 shows. a device with. separate steam generator.
FIG. 2 shows a device connected to the device according to FIG. 1 for heat recovery by means of a heat pump.
According to Fig. 1, the heating space consists of a cylindrical container 1, in the upper part of which an easily removable perforated plate 2 is inserted. A pressure equalization tube 3 setting this through serves to equalize the pressure above and below the perforated plate 2. The liquid to be treated is speed through the tube 4 with. the regulating organ let in above the perforated plate 2 up to a static height corresponding to the flow through the perforated plate 2.
The holes in the plate 2 are dimensioned so that the liquid to be treated can be introduced into the vapor space 5 in fine jets up to the finest drops. The heating unit for the heat generating 6 supplies through an adjustable feed line 7 the necessary steam for heating the liquid to be treated. The gases released as a result of the heating are fed through line 8 to a cooling room. The Lei device 9 is used to transfer the heated liquid to be treated further into the cooling space.
This consists of a container 10 with a built-in condenser 11. This can be designed as a mixing condenser or as a surface condenser. The same eats separately from the cooling room. through a tube 12, the upper part of which lies above the guide plate 13. The liquid conveyed into the container 10 through the line 9 provided with a controllable overflow valve 14 is guided against the guide plate 13. Through this the liquid becomes. a swirl movement is given, thereby separating the liquid. is facilitated by the steam produced as a result of relaxation.
The pressure difference between the heating and cooling space is maintained by the overflow valve 1-1. The recooled liquid is discharged from your container 1.0 through the line 1..J, while the separated lane and the condensate are removed from the tube 12 by means of a conveyor element 16. will. Instead of the perforated plate 2, a spray nozzle or another distribution element can also be used. Find application.
The tube 12, which surrounds the condensate, can, as shown, be arranged vertically and the uppermost part protrudes beyond the guide plate.
In the heating space means can be provided above the outlet of the line 9 for the purpose of monitoring the Ileisshaltezone, which make it possible to control the level of the hot hold zone, for. B. as shown in the drawing by a sight glass 17. However, an automatic regulation of the level in the interior of the heating space can also be provided, e.g.
B. by a swimmer or the like, whose activity could also be controlled outside the heating space by means of a pointer device.
The embodiment according to FIG. 2 shows the container 10 in which the condenser 11 is embedded in a tube 12. The condenser 11 is designed as an evaporator of a heat pump 18. The heat absorbed by the evaporator of the heat pump is used to generate the heat transfer medium via its condenser, which is arranged as a heating element in the heating unit for the heat generation.