CH282725A - Eindampfapparat für kontinuierliche Arbeitsweise. - Google Patents

Description

  



  Eindampfapparat für kontinuierliche Arbeitsweise.



     Uni    beim Eindicken von Flüssigkeiten, insbesondere von aromatischen und vitaminhaltigen, eine ungünstige Beeinflussung ihrer Qualität zu vermeiden, traehtet man danach, die   Verbleibzeit    des   Eindampfgutes    im Eindampfapparat möglichst abzukürzen. Hierzu eignen sieh sogenannte Dünnsehiehtenein  damplel,    bei welchen auf der einen Seite der   lleizfläehe    die zu verdampfende Flüssigkeit in dünnen Schichten fliesst, während die andere Seite beheizt wird. Deren Arbeitsweise ist meistens kontinuierlieh.



   Die bekannten   Rieselverdampfer    arbeiten ebenfalls nach dem Diinnschichtenprinzip, indem das   Dünngut    an die Innenwand des Heizrohres gesprengt wird, dort herunterrinnt und allmählich   eindickt.    Eine Forcierung des Durchflusses ist aber mit dieser   Apparatenart    nur im untern Teil des Rohres durch den gebildeten Dampf möglich, weshalb sie sich für krustenbildendes   Eindampf-    gut nicht eignet.



   Bei einem andern bekannten Eindampfer wird die   einzudickende    Flüssigkeit in ein Bündel von senkreeht stehenden, von aussen beheizten Rohren geführt, wobei sie im obern Teil durch den aufsteigenden Dampf hochgerissen und an die Rohrinnenwände gedrängt wird. In einem anschliessenden Separator wird dann die Trennung von Dampf und Konzentrat vervollständigt. Das Arbeitsprinzip, das diesem Eindampfapparat zu Grunde liegt, bedingt aber eine im   Verhält-    nis zur Leistung des Apparats beträchtliche   Bauhohe.   



   Der   erfindungsgemässe Eindampfapparat    gehört ebenfalls   wu    der Gattung mit vertikalen Heizrohren, an deren Innenwänden die   einzudampfende Flüssigkeit    entlang geführt wird und an deren Aussenwänden die Beheizung erfolgt.

   Die Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile bekannter Apparate wird dadurch   ermöglieht,      daIS    in das Innere der Heizrohre je ein das Heizrohr auf der Seite des   Flüssigkeitseintrittes    abschliessender   Verdrängerkörper    gebracht ist, der eine Stange von kleinerem als dem Rohr-Innendurchmesser und eine an dieser Stange   befe-    stigte, den Mantelraum zwischen Heizrohr und Stange wenigstens teilweise   durchzie-    hende, schraubenförmige Rippe aufweist. Die einzudampfende Flüssigkeit ist dadurch   genö-    tigt, das Heizrohr in Sehraubenkanälen zu durehfliessen und wird dabei an die Rohrinnenwand geschleudert.



   In der Zeichnung sind in den Fig. 1 und    2 zwei Ausfiihrttngsbeispiele des Erfindungs-    gegenstandes dargestellt, und zwar je im Längsschnitt. Fig. 3 zeigt eine Variante.



   Das in Fig.   1    dargestellte, vertikal stehende Eindampfelement besteht aus drei Hauptteilen : dem zylindrischen Heizrohr 1, in welches das   Eindampfgut    und der Treibdampf durch die Leitungen 2, resp. 3 eintreten, einem oben   resp.    auf der Einströmseite, das Heizrohr abschliessenden   Verdränger-    körper 4 und einem Heizmantel   5.    



   Die Beheizung des Heizrohres 1 erfolgt an seiner Aussenseite. Zu diesem Zweck   sehliesst    diese mit dem   lIeizmantel      5    den Heizraum 6 ein, in welchen der   Heizdampf    durch die Leitung 7 einströmt und durch die Leitung 8 naeh dem   Kondenstopf    ausfliesst. Im Heizraum 6 fliesst aber der   Heizdampf    nieht ein  faeh in Längsriehtung    von oben nach unten, sondern er wird dureh eine am Heizrohr angebrachte Rippe   9    schraubenartig durch diesen geführt.

   Zufolge der so entstehenden Po  tationsbewegung    des Fleizdampfstromes wird das sich   allmä.hlichbildendeKondenswasser    nach den Aussenseiten des Schraubenkanals 10 geschleudert, also weg von der Heizfläche des Heizrohres 1. Auf dieser kann sich somit kein eigentlicher   Kondenswasserfihn bilden,    der den Wärmeübergang   versehleehtern    würde.



   Eine weitere Massnahme zur Fernhalt. ung des Kondenswassers von der Heizfläehe des Heizrohres   1    besteht darin, das Rippenband SO gemäss Fig. 3 nach aussen etwas geneigt   anzuoldnen    und zwischen ihm und dem Heizmantel einen   Spalt 31 zu    belassen.



   Bei von oben bis unten gleichbleibendem Querschnitt des   Sehraubenkanals    würde die Durchflussgeschwindigkeit des   Heizdampfes    zufolge der   fortsehreitenden    Kondensation und dadurch entspreehend vermindertem Dampfvolumen allmählich abnehmen. Eine Verschlechterung des Wärmeüberganges und eine Verminderung der   Schleuderkraft    auf das Kondenswasser wären die Folge. Um dies zu vermeiden, ist die   Sehraubenrippe    9 mit naeh der Ausströmseite abnehmender Steigung s ausgeführt, wodurch der Querschnitt des   Heizkanals    10 allmählich abnimmt, und die Durchflussgeschwindigkeit des   Heiz-    dampfes sich von oben bis unten ungefähr gleich bleibt.



   In dieser Weise von aussen beheizt,   liber-    nimmt das Heizrohr 1 an seiner Innenfläche die Eindampfung oder Eindickung des durch die Leitung 2 eintretenden und durch Treibdampf aus der Leitung 3 vorwärtsgetriebenen Eindampfgutes. In das Heizrohr 1 ist ein   Verdrängerkörper 4 eingebracht,    der eine Stange 12 und eine an dieser befestigte Schraubenrippe 13aufweist. Er veranlasst das Eindampfgut, das   Ileizrohr    in einem    schmalen Schraubenkanal 11 zu durchflie#en.   



  Da es dabei eine Rotationsbewegung   @ ansführt,    werden seine spezifiseh schwereren Partikel    stärker nach aussen, also an die Heizrohr-    innenwand geschleudert und bilden dort eine    verhältnismä#ig dünne Schicht von allmäh-    lich zunehmender Konzentration. Der durch die Leitung 3   eintretende Treibdampf wird    dagegen mehr auf der Innenseite des   Schraubenkanals,    also der Verdrängerstange    entlang strömen und reisst dabei das Ein-    dampfgut,   unterstützt durch sein Eigen-    gewicht, mit hoher Geschwindigkeit mit sich.



     Etc    diese Strömungsgeschwindigkeit des   note-    misehes auf der ganzen Rohrlänge ungefähr   constant    zu halten, ist der   Schraubenkanal    dem allmählich wachsenden Volumen entsprechend mit zunehmendem Querschnitt vorgesehen. Dies wird dadurch   erreieht,    dass einerseits die Stange 12 nach der Ausströmseite allmählich dünner und anderseits die. Stei   gung t der Schraubenrippe allmählich grö#er    gehalten ist.

   Am untern Ende des Heizrohres befindet sieh ein Kollektor   11,    der das Kon  zentrat    durch den Stutzen   15    zu einem in der Zeichnung nieht ersichtlichen Konzentratbehälter und die Brüdendämpfe dureh den Rohrstutzen   16    zu einem Brüdenkondensator leitet. Zufolge dieser Betriebsweise kommt ein hoher Wärmedurchgangskoeffizient zustande, die Heizflächen sind gut ausgenutzt, und die Dauer des Kontaktes des Eindampfgutes mit der Heizfläche ist sehr kurz. Dies wirkt sieh auch günstig auf die Qualität des Konzentrates aus, besonders wenn dieses Aromastoffe und Vitamine enthält. Zu Reinigungszwecken kann der   Verdrängerkörper    nach   Loden    der Sehrauben 17 leicht ausgebaut werden.



   Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der   allgemeine Anfbau des    Ein  dampfelementes    gleich wie beim ersten Beispiel. Die allmähliche   Veränderung der Ka-       nalquerschnitte 25, 26 wird hier jedoch auf    andere Weise zustandegebraeht. Das Heizrohr 20 ist nämlieh nach der Austrittsseite ko nisch erweitert. Die   Verdrängerstange 21    ist dagegen zylindrisch ausgebildet, und die Stei  gungell    der   Sehraubenrippen    22 und 23 sind unveränderlich. Der Verdrängerkörper 24 als (ianzes baut sieh hier nach Losen der lutter 27 naell unten aus.



   Für gewisse Fälle wird es vorteilhaft sein, wie in Fig. 3 dargestellt, die Sehraubenrippe 3:   nient aux    der ganzen Länge der Verdrängerstange, sondern mit Unterbrüchen oder gar nur teilweise anzubringen.



     Anstatt fur die Beheizung    des Apparates    Frischdampf zu verwenden, könnte auch Thermokompression angewandt werden.   



   Ferner konnte für die Treibdampf  beschiekung verdichteter Briidendampf    oder ein anderes Medium verwendet werden. Je nach Art des   Eindampf gutes wird Vakuum-    oder   rberdruckbetrieb    geeigneter sein.



   Auch zur Verarbeitung von schäumendem Eindampfgut eignet sieh der Apparat, da zufolge der hohen Durchflussgeschwindigkeit im   Schraubenkanal    des Verdrängerkorpers die   Schaumblasen sofort zerstört und    die   Flüssig-      keitspartikel energisch    an die Heizfläche des Heizrohres   geselilelidert    werden. Ferner können   salzabseheidende    Flüssigkeiten mit Vorteil zur Verwendung kommen.



   Kommt jedoch. Eindampfgut zur Verarbei  tung,    das zur Krustenbildung neigt, so wird der Verdrängerkörper an seinem obern Ende   zweekmässigerweise    mit einer   Hilfsvorrieh-    tung, z. B. einem   Vierkantzapfen    18 (Fig. 1) und einer nicht gezeichneten Handkurbel versehen, mit der der Verdrängerkörper um seine Längsachse gedreht werden kann. Die Schraubenrippe 13 wirkt dann als Schaber für die an der Innenfläche des Heizrohres haftende Kruste. Dieser Mahlvorgang kann ein gelegentlicher, intermittierender oder ein dauernder sein.



   Eine vollständige Eindampfanlage wird zweckmässigerweise aus einzelnen Bündeln von Eindampfelementen aufgebaut sein, wobei diese Bündel gruppenweise parallel oder hintereinander geschaltet sein können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Eindampfapparat für kontinuierliche Ar beitsweise mit vertikalen Heizrohren, an deren Innenwänden die einzudampfende Flüs- sigkeit entlang geführt wird und an deren Aussenwänden die Beheizung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, da# in das Innere der Heizrohre (1, 20) je ein das Heizrohr auf der Seite des Flüssigkeitseintrittes abschliessender Verdrängerkorper (4, 24) gebracht ist, der eine Stange (12, 21) von kleinerem als dem Rohrinnendurchmesser und eine an dieser Stange befestigte, den Mantelraum zwischen Heizrohr und Stange wenigstens teilweise durchziehende, schraubenförmige Rippe (13, 23) aufweist,

   so dass die einzudampfende Flüssigkeit das Heizrohr (1, 20) in Schrau benkanälen (11, 26) zu durchfliessen genötigt ist und dabei an die Rohrinnenwand geschleu- dert wird.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Eindampfapparat naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Verdrängerkorper (4, 24) und dem Heizrohr 1, 20) gelegene Schraubenkanal (11, 26) auf der Ausstromseite von grösserem Querschnitt als auf der Einströmseite ist.

   2. Eindampfapparat nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die Stange (12) des Verdränger- körpers an der Ausströmseite von kleinerem Querschnitt als auf der Einströmseite ist.

   3. Eindampfapparat nach Patentanspruch und Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (20) an der Ausström- seite von grösserem Querschnitt als an der Einströmseite ist.

   4. Eindampfapparat nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (20) konisch ist.

   5. Eindampfapparat nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die an der Verdrängerstange (12) angebrachte Schraubenrippe (13) an der Ausstromseite eine grössere Steigung aufweist als an der Einströmseite.

   6. Eindampfapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Verdrängerstange angebrachte Schraubenrippe (32) unterbrochen ist.

   7. Eindampfapparat nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper am einen Ende mit einer Vorrichtung (18) versehen ist, die es ermöglicht, ihn um die Längsachse zu drehen, ziim Zwecke, die Schraubenrippe (13) als Schaber für die unter Umständen verkrustete Innenfläche des Heizrohres (1) wirken zu lassen.

   8. Eindampfapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da# an der Ein strömseite des Heizrohres (1, 20) eine Treibdampfleitung (3) einmündet, zum Zwecke, die einzudampfende Flüssigkeit durch Treibdampf mitzureissen.

   9. Eindampfapparat nach Patentansprueh, bei welchem die Beheizung der Aussenseite des Heizrohres vermittels Heizdampf erfolgt, der in einem Sehraubenkanal an der Aussenseite des Heizrohres geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Sehraubenkanal (10, 25.) an der Austrittsseite von kleinerem Querschnitt als an der Eintrittsseite ist.

   10. Eindampfapparat na. eh Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (30) des auf der Rohr- aussenseite liegenden Heizkanals (10) naeh aussen geneigt sind, damit das sieh bildende Kondenswasser nach dem den Heizraum um- gebenden Heizmantel abläuft.