CH291179A - Verfahren und Apparatur zum kontinuierlichen Eindampfen einer wärmeempfindlichen, wasserhaltigen Flüssigkeit. - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Apparatur zum kontinuierlichen Eindampfen einer wärmeempfindlichen, wasserhaltigen Flüssigkeit.



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Apparatur zum Eindampfen einer wärmeempfindlichen, wasserhaltigen Flüssigkeit, beispielsweise eines   Citmsfruphtsaftes,    wie   Orangensaft,    im Va  kunm bei verhältnismässig    tiefen Tempera  ttlren.    Das nach diesem Verfahren erhaltene eingedickte Produkt ist dazu bestimmt, mit Wasser verdünnt zu werden, um ein dem Aus   gangsprodukt ähnliches Produkt zu erhalten.   



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist da  durch    gekennzeichnet, dass die   Verdamp-      ftuigswärme    eines   komprimierten Kaltdamp-      t'es    dazu verwendet wird, um die wasserhal  tige Flüssigkeit zum Sieden zu bringen,    um ihr Wasser zu entziehen, wobei der Kalt  dampf mindestens    teilweise kondensiert, dass der mindestens zum Teil verflüssigte Kaltdampf weiter auf eine unter der Temperatur des erzeugten Wasserdampfes liegende Tem  peratur abgekühlt    wird, dass der erzeugte   Wasserdampf zweeks Erhaltung    eines Va  kuums über    der siedenden wasserhaltigen Flüssigkeit kondensiert wird, indem   wenig-    stens ein Teil des gekühlten,

   flüssigen Kältemittels durch Wärmeaustausch mit dem   Was-    serdampf verdampft wird, dass das verdampfte Kältemittel wieder komprimiert wird, um erneut in Umlauf gebracht zu werden, und dass kontinuierlich so viel Wärme nach aussen abgeleitet wird, dass ein praktisch konstanter   Kompressorabgabedruck      aufrecht-    erhalten bleibt.



   Die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Apparatur nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Kompressor für einen Kaltdampf, einen Verdampfer, Mittel zum Einführen des komprimierten Kaltdampfes in den genannten Verdampfer und Mittel zum Abziehen des mindestens teilweise kondensierten Kaltdampfes aus dem Verdampfer, Mittel zum kontinuierlichen Einführen einer wasserhaltigen Flüssigkeit in den genannten Verdampfer und Mittel zum Ablassen einer konzentrierten   Flüssig-    keit aus demselben, einen   Wasserdampfkon-    densator mit einer Kondensierkammer, die mit dem die wasserhaltige Flüssigkeit enthaltenden Raum des genannten Verdampfers in Verbindung steht, Mittel zum weiteren Abkühlen des vom Verdampfer kommenden Kältemittels auf eine unter der Temperatur des erzeugten Wasserdampfes liegende Temperatur,

   Mittel zur Entspannung und Einführung des so gekühlten flüssigen   Kältemit-    tels in den   genannten Wasserdampfkonden-    sator, wobei das Kältemittel mit dem Wasserdampf in Wärmeaustausch tritt, Verbindungsmittel zwischen dem Kompressor und dem   Kältemitteldampfraum    des genannten Kondensators, ferner durch den Druck des komprimierten Kältemittels beeinflusste Mittel, die dazu bestimmt sind, die nach aussen abgeleitete Wärme so zu regulieren, dass im   Umlaufsystem    des Kältemittels gleichmässige  Temperaturen und Drüeke aufrechterhalten bleiben.



   In der   Zeiehnung    ist als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der   erfindungs-    gemässen Apparatur dargestellt und an Hand der Zeichnung wird das Verfahren nach der Erfindung in seiner Anwendung auf das Eindampfen von Säften von   Citrusfrüchten,    wie   Orangensaft,    beispielsweise beschrieben.



   Es können verschiedenartige Kältemittel zur   Anwendmg    gelangen. Im folgenden wird jedoch die Verwendung von Ammoniak be  schrieben.   



   Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Apparatur.



   Fig. 2 ist eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Apparatur.



   Fig. 3 ist eine Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Apparatur.



   Fig.   4    ist in grösserem Massstab ein Teilschnitt durch das obere Ende einer der Verdampfer.



   Fig. 5 ist in grösserem Massstab ein   senk-    rechter Schnitt durch das untere Ende einer der Verdampfer längs der Linie   V-V    von Fig. I.



   Fig. 6 stellt einen Schnitt längs der Linie   VI-VI    von Fig. 2 dar.



   Fig. 7 ist ein Aufriss einer   Ausführungs-    variante der   Verdampfergruppe.   



   Fig. 8 ist eine Frontansicht der gleichen Gruppe, und
Fig. 9 ist ein Aufriss eines Details einer weiteren Ausführungsvariante.



   Die gezeichnete Apparatur weist drei miteinander verbundene   Dünnschicht-Verdamp-    fereinheiten auf, wobei jede dieser Einheiten mit einem senkrechten, rohrförmigen Mantel 11 und einem Bündel von Röhren 12 versehen ist, weleh letztere in der obern und der untern   Rohrhalteplatte 13    bzw.   14    festgehalten   werden (Fig. 4    und 5).



   Der komprimierte Kaltdampf wird durch je ein Rohr   15    in die einzelnen Verdampfer eingeführt, bestreicht sodann die Aussenseiten der Röhren 12 und wird grösstenteils in Form eines Kondensates durch je ein   Bodenaus-      lassrohr    16 abgezogen. Die Einlassrohre 15 für den Kaltdampf sind mit   einem gemein-    samen   Speiserohr    17 verbunden.



   Wie aus Fig.   4    ersichtlich ist, sind die obern Enden der   Rohren 12    in der obern   Rohrhalteplatte 13 befestigt.    Der über der obern   Rohrhalteplatte befindliehe Raum soll    ständig bis   Ztl    einem bestimmten Niveau mit   Orangensat't    angefüllt sein.

   Um den Strom des Fruchtsaftes, welcher sich in die Rohren 12 und in diesen   naeh unten ergiesst,    zu dosieren, ist in jedes Rohr   12    ein Rohr 18 eingeführt, welches   konzentriseh    im obern Ende des   Rohres 12 mittels eines kreuzarmigen    Planches   19    mit drei oder mehr auf der obern   Rohrhalteplatte    aufrubenden Stützteilen getragen wird, die z.   B.      durch    Schwei ssen an den Röhren   18    befestigt sind.



   Das untere Ende eines jeden Rohres 18 ist ausgeweitet, wie dies in   Fig. 4    bei   20    dargestellt ist, um   ständig nur wenig Orangen-    saft in die Röhren 12 eintreten zu lassen und um den Saft zu zwingen, mit den Innenwänden der   Röhlell      12 in    innige Berührung zu treten. Die Speisung mit Orangensaft erfolgt durch Zufuhr in den obern Teil jedes einzelnen Verdampfermittels einer Rohrleitung 21. Die Tiefe der über der Rohrhalteplatte 13 befindlichen Schicht des Saftes kann verändert werden, und die   Fliess-    geschwindigkeit. an der Stelle des   ausgewei-    teten Endes des Rohres 18 ist natürlieh um so grösser, je grösser die Tiefe dieser Schicht ist.

   Da diese Röhren   18    samt ihren   Stütz-    organen mit Leichtigkeit abgenommen werden können, ist das Reinigen des obern Teils des Verdampfers und der   senkrechten Röh-    ren erleichtert.



   Wie in den Fig.   2    und 5 gezeigt ist, münden die untern Enden der Röhren 12 in einen gekrümmten Abzug 2   22,    der dazu dient, den Wasserdampf und den eingedickten Saft abzuleiten. Der Saft fliesst in einen Sumpf 23, während der Dampf in eine   zvlindrische    Kammer   24    abzieht und aus dieser durch eine zentrale Öffnung 25 und eine Auslassrohrleitung 26 in eine   Eondensiervorrichtung    abgeleitet wird. 



   Alle drei Verdampfer werden durch die   semeinsame      Zufuhrrohrleitung    17 mit dem komprimierten Kaltdampf gespeist. Sie sind an   ihren untern    Enden durch die Kammern   '4    miteinander verbunden, wie dies   insbeson-      dere    aus Fig. 6 ersichtlich ist.



   Die drei Sümpfe 23 sind durch Rohrleitungen 28 und 29 miteinander verbunden,   su    dass der Saft vom ersten Sumpf zum näch  sten    zur   Reehten    befindlichen Sumpf und vom zweiten zum dritten Sumpf fliessen muss, worauf der konzentrierte Saft mittels einer Pumpe 31 durch eine   Auslassrohrleitung    30 abgezogen wird.



   Die Bden der Sümpfe sind mit Rohrlei  tungen 32 verbunden,    von denen jede zu einer Pumpe 33 führt, welche dazu dient, einen Teil des Saftes wieder in den obern Teil des gleichen Verdampfers zu fördern, und zwar durch die Rohrleitungen   21.    Gleich  zeitig    wird der unten aus den Röhren 12 ausretende Wasserdampf in die Kammern   24    eingeleitet, in welchen er einer Wirbelbewe  gung unterworfen wird, mit    dem Zweek, even  tuell    mitgerissene Flüssigkeitsteilchen durch Zentrifugalkraftwirkung gegen die äussern Wände der Kammern zu   sehleudern,    um auf diese Weise den Dampf von Tröpfchen zu be  frein,

      bevor er durch die zentrale   ift'nung       25 und durch die Dampfablassleitung 26 eva-    kuiert wird. Die zentralen Öffnungen 25 werden durch die nach innen   gebogenen End-      flansehen    der einzelnen Kammern 24 gebillet, wobei diese Flanschen vernietet oder zusammengeschweisst sind (Fig. 6).



   Jede einzelne Kammer   24    ist mit einer   aiii.    Rand der Öffnung 25 befestigten bogenförmigen Schikane   24'versehen, welehe    mithilft, dem Wasserdampf eine Drehbewegung   nom    eine horizontale Achse zu verleihen und ein direktes   Durehfliessen    des Dampfes durch die Öffnungen   25 zu verhindern.   



   Der frische Saft wird dem Verdampfersystem aus einem (weiter unten beschriebe  nen)    Entlüfter durch eine Rohrleitung   34,    die mit der Rohrleit-ung 32 des ersten Ver  dampfers    mit abwärts gerichteter Flssrich  tting    verbunden ist, zugeführt. Jede Verdampfereinheit leistet also einen Teil der gesamten   Verdampfungsarbeit,    und infolge der Wirkung der   Ausflusspumpe    31 entsteht ein kontinuierlich fliessender Strom des Saftes durch die Verdampfer. Im ersten Verdampfer wird, da dieser den am wenigsten   eingedickten    Saft enthält, die grösste Menge Wasser pro Stunde verdampft.

   Im nachfolgenden Verdampfer ist die Verdampfungsmenge pro Stunde kleiner, und im letzten Verdampfer ist die Verdampfungsmenge pro Stunde am kleinsten ; hier wird die ge  wünschte    Dichte des Saftes erreicht. Ein an jedem einzelnen Sumpf 23 angebrachtes   Sichtglas    23' (siehe Fig. 5) erleichtert die Aufrechterhaltung der gewünschten   Flüssig-    keitsspiegel in den Einheiten.



   Der aus den Verdampfern durch die Rohrleitung 26 evakuierte Wasserdampf wird in einen grossen rohrförmigen Kondensator 35 geleitet, wobei der Dampf eingesetzte Röhren umstreicht, während die Verdampfung des   fliissigen    Kältemittels im Innern der Röhren die Kondensation des Wasserdampfes verursacht. Das Wasserdampfkondensat wird durch eine Rohrleitung 36 in den Behälter 37 abgelassen und mittels einer Kondensatpumpe 38 kontinuierlich aus diesem herausgepumpt. Das Sichtglas 37'ermöglicht es dem Betriebsarbeiter, dafür zu sorgen, dass die Pumpe immer mit Wasser gefüllt ist.



   Der Wasserdampf kann eine gewisse Menge nicht kondensierter Gase, beispielsweise Luft, mitführen. Diese Gase werden durch eine Rohrleitung 39 mittels einer   Aus-      lassvorrichtung    40 kontinuierlich aus dem Kondensator 35 abgelassen.



   In den Verdampfern 11,   12    geht der grösste Teil des Kaltdampfes infolge Kondensation in den flüssigen Zustand über, wobei   die Überhitzlmgswärme    und wenigstens ein Teil der Verdampfungswärme des Kältemittels auf die siedenden Fruchtsäfte   über-    tragen wird. Das teilweise oder vollständig kondensierte Kältemittel wird durch ein Rohr 16 aus jedem einzelnen Rohrmantel 11 in eine gemeinsame Sammelleitung 41 abgezogen und hierauf durch einen wasser gekühlten Kondensator 42, das Rohr 2' und einen Kühler   43    geleitet.

   Das Kühlwasser für den Kühler   43    und den Kondensator 42 wird mittels einer Pumpe   44 dem Kühler 43 und    durch das Verbindungsrohr   45    dem Kondensator 42 zugeführt und durch das   Auslass-    rohr   46    abgelassen.



   Das gekühlte flüssige Kältemittel fliesst hierauf durch die Rohrleitung   47    nach einem Behälter   48.    Der Eintritt des flüssigen Kältemittels in den Behälter   48    wird durch ein    Druckreduzier-Schwimmerventil 49 beherrscht,    welches dazu dient, den Druck auf der Hochdruckseite des   Umlaufsystems    des   Exalte-    mittels aufrechtzuerhalten.



   Flüssiges Kältemittel wird aus dem Be  hälter    48 durch eine Rohrleitung 50 auf den Boden des rohrförmigen Kondensators 35 geleitet und durch die im Innern des   Kon-    densators angeordneten senkrechten Röhren nach oben geführt.



   Wie schon erwähnt, dient der beschriebene Apparat zum Eindicken von Säften von   Citrusfrüehten,    wie z. B. Organensaft, und als Kältemittel ist Ammoniak vorgesehen.



  Im Kompressor   53 wird der Ammoniakdampf    auf einen   Drnek    von etwa   14,      4    kg/cm2 bei   gleiehzeitger    Überhitzung auf 83  C   kompri-    miert. Das Kältemittel kondensiert in den Verdampfern bei etwa   39     C und tritt mit dieser Temperatur aus den Verdampfern aus.



   Das Ausmass, in welchem das Kältemittel in den Kühlern   42 und 43 noch    weiter gekühlt wird, und die Menge der hier dem Kältemittel entnommenen und nach aussen abgeleiteten werden so reguliert, dass im Umlaufsystem des Kältemittels immer die gleichen Drücke und Temperaturen aufrechterhalten bleiben. Diese Regulierung wird weiter unten noch näher beschrieben.



   Bevor das Kältemittel mit dem zu kondensierenden Wasserdampf in   Wärmeaus-    tausch gebracht wird, wird es unter die Tem  peratur    des Dampfes abgekühlt. Die Fruchtsäfte werden bei etwa   16     C eingedampft.



  Um im Kondensator 35 zwischen dem   Was-      serdampf und    dem flüssigen Kältemittel ?ein   angemessenes    Temperaturgefälle zu erhalten, wird das flüssige Kältemittel in den   Kiihlern      42    und 43 und durch die Entspannung im Ventil   49    auf etwa 10 C abgekühlt. Damit es bei dieser Temperatur im Kondensator 35 verdampft, istine Kompressorsaugdruck von etwa 6, 0 kg/cm2 notwendig. Im   Drnekredu-    zierventil   49    muss also das Kältemittel von 14, 4 auf etwa 6, 0 ata entspannt werden.



   Das verdampfte Kältemittel wird hierauf durch eine Rohrleitung 51 aus dem über den obern Enden der Röhren im Kondensator   35    befindlichen Ranm in den Behälter 48 abgezogen und von hier durch eine   Rohrleitung    52 in einen Kompressor   53 geleitet, aus    wel  ehem    das Kältemittel hierauf für den   erneu-    ten Umlauf durch die Verdampfer 11,   12    in die Rohrleitung 17 abgegeben wird.



   Der   Ejektor 40,    die   Kondensatpumpe    38 und die Absaugpumpe 31 für den eingedickten Saft sind so ausgebildet und werden so betrieben, da das in der   Hauptsache durch    die Kondensation des Wasserdampfes erzeugte Hochvakuum in den Verdampfern und im Kondensator aufrechterhalten werden können. Der angenommenen Siedetemperatur von 16 C entspricht ein Vakuum von etwa 15 mm Hg.



   Auf die beschriebene Weise kann Orangensaft von einer mittleren   Diehte    von etwa   11      Brix    auf eine solche von etwa 44 Brix   eingediekt    werden. Es ist möglich, den Saft unmittelbar nachher   einzufrieren    oder wenigstens auf einer sehr tiefen Temperatur zu halten, um ihn später durch Verdünnung mit Wasser in ein dem Ausgangsprodukt ähnliches Produkt zurückzuverwandeln. Auf diese Weise lassen sich. wie sich gezeigt hat,   praktiseh    alle ursprünglichen Eigenschaften des Saftes sowohl hinsichtlich Nährwert als   aueh hinsichtlieh Geschmack erhalten.   



   Um die Erhaltung desnatürlichen Geschmackes   zn    begünstigen, hat es sich als    zweckmässig erwiesen, den Fruehtsaft, ins-    besondere Organgensaft, auf eine Dichte von etwa 55   Brix    einzndicken, den   eingedickten    Saft aus dem letzten Verdampfer unter Atmosphärendruck in einen   Behälter abzu-    lassen und ihn vor dem Einfrieren mit einer genügenden Menge frischen   Orangensaftes    zu verdünnen, um die Dichte auf etwa 44   Brix    herabzusetzen. Es hat sich gezeigt, dass der g des Konzentrates durch Zusatz   dieser Menge frischen Orangensaftes    ein   Linreiehend natürlicher Geschmack    verliehen wird.

   Das nachfolgende Einfrieren des auf diese Weise konzentrierten Produktes beein  träehtigt    den Geschmack überhaupt nicht.



     I) ie Konservierung von Säften    von Citrus  i'riiehten    in dieser konzentrierten Form bietet    hinsichtlieh Lagerungs-und Transportkosten    viele Vorteile.



   Die Erfindung ist nicht   auf die Konzen-      trierung von Säften    von Citrusfrüchten be  sehränkt,    sondern sie kann auch   zur Eindik-      kUng    anderer wasserhaltiger Flüssigkeiten Anwendung finden.



   I) der Orangensaft in der Form, in welcher er aus den Pressen kommt, beträchtliche Mengen Luft enthält, wird er durch eine Rohrleitung 54 zuerst in einen Entlüfter   55    eingeführt und in F'orm einer dünnen Schicht über ein schraubenförmiges Schild 56 nach unten fliessen und hierauf auf den Boden des Entlüfters 55 fallen gelassen, aus welchem der Saft mittels des Rohres   34    abgezogen wird. Eine Vakuumpumpe 57 saugt die   Liift    aus der dünnen Schicht des über das Gebilde   5f ! fliessenden    Saftes ab. Auf diese Weise kann das Schäumen des Saftes in den Ver  dampfern    verhindert und die Entstehung von Luftkissen im   Wasserdampfraum    des Kondensators   35    vermieden werden.



   Die Apparatur ist natürlich an verschiedenen Stellen mit den üblichen Armaturen (nicht gezeichnet) wie z. B.   Sicherheits-    ventilen, Druckmanometern und   Thermo-    metern versehen, um die gewünschten Arbeitsbedingungen kontrollieren und die Appa  ratur entsprechend regulieren zu können.   



   In den Fig. 7 und 8 ist eine Ausführungsvariante der   Saftverdampfereinheiten    dargestellt. Der   am untem Ende    der Verdampfer 60 vorhandene Wasserdampf wird hier um eine senkrechte Achse in Drehung versetzt,   statt UM. eine horizontale Achse,    wie dies nach Fig.   1-5    der Fall war.



   Die obern Enden der Verdampfer 60 weisen die gleiche Konstruktion auf wie die obern Enden der Verdampfer 11, 12. Die untern Enden der Röhren 12 münden jedoch nicht direkt in die   Dampfabscheidungsräume.   



  Der Wasserdampf und der zum Teil eingedickte Saft fliessen hier am untern Ende der Verdampfer durch horizontale Leitungen tangential in die zylindrischen Abscheidereinheiten 62 ein, wobei die Flüssigkeit in die konischen Sümpfe 63 fällt, um durch die Röhren 64, die Pumpen 65 und die Rohrleitungen 66 wieder in Umlauf gesetzt, d. h. in den Flüssigkeitsraum im obern Teil eines jeden Verdampfers   zurüekbefördert    zu werden.



   Die obern Enden der   Abscheidereinheiten    62 sind mit der Dampfabsaugleitung 67 derart verbunden, beispielsweise an dieser ange  schweisst,    dass sie ohne Verengung direkt in diese Leitung 67 münden, welche dann den Wasserdampf wie nach Fig.   1-6    durch ein Rohr 26 in den Kondensator 35 abgibt.



   In den Abscheidern   62    bewegen sich also die Dämpfe um eine senkrechte Achse, so dass mitgerissene Tröpfchen zentrifugal gegen die Wände des Abscheiders geschleudert werden und in die Sümpfe 63 fallen.



   Die Zufuhr der   einzudampfenden    wasserhaltigen Flüssigkeit, das Ablassen des konzentrierten flüssigen Produktes und das erneute   Inumlaufsetzen    der noch ungenügend   eingedickten    Flüssigkeit sind für beide Aus  führungsformen    der Verdampfer gleieh, so dass die dazu verwendeten Mittel im Zusammenhang mit den Fig. 7 und 8 keiner weiteren Besehreibung bedürfen. Schaugläser (nicht gezeichnet) sind, wie nach Fig. 2,    4    und 5, an jedem einzelnen Sumpf 63 der Verdampfer 60, sowie an jedem Verdampfer 60 über der obern Röhrenhaltepatte eingebaut.



  Die zu den einzelnen Verdampfern gehörigen   Umlaufpumpen    65 sind regulierbar.



   Das beschriebene   Eindampfungsverfahren    wird kontinuierlich durchgeführt, und es dürfen   zweeks    Erzielung günstiger Resultate keine wesentlichen Schwankungen der in den verschiedenen Teilen der Apparatur vorhandenen Temperaturen und Drüeke auftreten.



  Nun haben aber   Temperaturänderimgen    in der umgebenden Atmosphäre und   Verände-    rungen in der Zusammensetzung der dem Eindicken unterworfenen Flüssigkeit, beispielsweise des Orangensaftes, einen Einfluss auf die Temperaturen und Drücke in der Apparatur.



   Die Wärmemenge, die das Kältemittel pro Stunde unter konstanten Druekbedingungen im   Wasserdampfkondensator    35 und im. Kompressor 53 aufnimmt, ist grösser als die Wärmemenge, die es bei seinem Durchgang durch die   Saftverdampfer abgibt,    die also für die Erzeugung des vorbestimmten   Wasserdampfdruekes erforderlich    ist. Wird dieser   Wärmeüberschuss    nicht fortwährend aus der Apparatur abgeleitet, so steigt der Druck auf der Hochdruckseite des Umlaufsystems des Kältemittels fortlaufend.



   Es sind deshalb, wie sehon erwähnt, zur Überwachung der Ableitung der überschüssigen Wärme Reguliermittel vorhanden.



   Beim Beispiel nach Fig. 1-6 ist angenommen, dass das in der Nähe der Apparatur zum Kühlen verfügbare Wasser wärmer als der erzeugte Wasserdampf ist. In der zur Pumpe 44 führenden   Kühlwasserzufuhr-    leitung 71 ist ein druckgesteuertes Membranventil 70 eingebaut. Eine Rohrleitung   72,    welche eine für die Übertragung des Regu  lierdruckes    geeignete Flüssigkeit enthält, verbindet dieses Ventil mit dem Gehäuse 73, welches ebenfalls eine Membran enthält, deren obere Seite den in der Hochdruckleitung 17 des Kältemittels auftretenden Druckschwankungen unterworfen ist. So wird die Menge des den Kühlern 42 und   43 zufliessen-    den Kühlwassers und infolgedessen die Wärmeableitung durch den Druek des kom  primierten    Kaltdampfes gesteuert.

   Die weitere Abkühlung des flüssigen Kältemittels auf eine unter der Temperatur des erzeugten Wasserdampfes liegende Temperatur   (10     C) erfolgt sodann durch Entspannung im Ventil 49.



   Im   full, dans    das in der   Anlage zur Ver-      fügung    stehende Kühlwasser kälter ist als der in den Verdampfern erzeugte Wasserdampf, kann man sieh einer andern Methode zur Ableitung der überschüssigen Wärme aus der Apparatur bedienen, und zwar kann der in Fig. 9 dargestellte Kondensator an Stelle der in Fig. 1 dargestellten Absaugvorrichtung   40    mit dem   Hauptkondensator      35    verbunden werden. An Stelle des Rohres 39 ist das Rohr   74    mit dem obern Teil des Wasserdampfraumes zu verbinden, so dass aus dem Kondensator 35 Wasserdampf in die   Kon-      densierkammer    75 eintreten kann.

   Ein   (Te-      häuse    76, welches eine Membran enthält, wird mit der Leitung 17 des komprimierten Kaltdampfes verbunden, wobei dann die Membran, welche dem in der Leitung 17 herrschenden Druek ausgesetzt ist, die Druckschwankungen durch ein Rohr 77 auf ein   membrangesteuertes    Ventil 78 überträgt, wel  ches    in die   Kühlwasserzufuhrleitung    79 eingebaut ist. Kühlwasser, welehes über die Überlaufvorrichtung 80 abfliesst und auf die Verteilerplatten   81    fällt, kondensiert den in der Kammer 75   befindliehen    Wasserdampf    und wird durch einen Hebersehenkel 82 ab-    gelassen.

   Ein Hochdruckdampfstrahl 83 stösst nicht kondensierbare Gase durch die Strahlpumpe   84    aus.



   Der in der Leitung   17    des komprimierten Kaltdampfes berrschende Druck bestimmt und reguliert die auf diese Weise in der Kammer 75 kondensierte Wasserdampfmenge. Das im Kondensator 35 verdampfende flüssige Kältemittel, das auch bei diesem Beispiel unter die   Wasserdampftempe-    ratur abgekühlt wurde, kondensiert eine konstante   Wasserdampfmenge,    welche um die in der Kammer 75 kondensierte Dampfmenge kleiner als die aus den Verdampfern bezogene gesamte Dampfmenge ist. Der   kompri-    mierte Kaltdampf wird auf diese Weise in der Rohrleitung 17 ständig   auf dem vorbe-    stimmten gewünschten Druck und auf der vorbestimmten Temperatur gehalten. Die Temperaturen und Drücke des Wasserdampfes und des Kältemittels können auf diese Weise konstant gehalten werden.

   Bei diesem Steuerungsverfahren wird   natürliel    vorausgesetzt, dass das notwendige   Vorküh-    len der   Kälteflüssigkeit,    bevor diese in den Kondensator 35 eintritt, gemäss den obigen   Erläuterungen erfolgt, und zwar durch    direktes Überleiten, also unter Umgehung des Kondensators, einer Teilmenge   des Kältemit-    tels nach der Saugseite des Kompressors.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zum kontinuierlichen Eindampfen einer wärmeempfindlichen, wasserhaltigen Flüssigkeit im Vakuum bei verhält- nismässig tiefen Temperaturen, dadurch tiefen kennzeichnet, dass die Verdampi'ungswärme eines komprimierten Kaltdampfes dazu verwendet wird, um die wasserhaltige Flüssigkeit zum Sieden zu bringen, um ihr Wasser zu entziehen, wobei der Kaltdampf mindestens teilweise kondensiert, dass der mindestens zum Teil verflüssigte Kaltdampf weiter auf eine unter der Temperatur des erzeugten Wasserdampfes liegende Temperatur abgekühlt wird, dass der erzeugte Wasserdampf zwecks Erhaltung eines Vakuums über der siedenden wasserhaltigen Flüssigkeit kondensiert wird, indem wenigstens ein Teil des gekühlten,

   flüssigen Kältemittels durch Wärmeaustausch mit dem Wasserdampi ver- dampft wird, dass das verdampfte Kältemittel wieder komprimiert wird, um erneut in Fmlauf gebracht zu werden, und dass lion t inuierlieh so viel Wärme nach aussen abgeleitet wird, dass ein praktisch konstanter Kom pressorabgabedruck aufrechterhalten bleibt.

   II. Apparatur zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruell I, gekenn- zeichnet durch einen Kompressor (53) für einen Kaltdampf, einen Verdampfer (11, 12, 60), Mittel (15, 17) zum Einführen des kom primierten Kaltdampfes in den genannten Verdampfer und Mittel (16, 41) zum Abzie hen des mindestens teilweise kondensierten Kaltdampfes aus dem Verdampfer, Mittel (21, 32, 33, 34 ;

   64, 65, 66) zum kontinuier- lichen Einführen einer wasserhaltigen Flüssigkeit in den genannten Verdampfer und Mittel (30, 31) zum Ablassen einer konzerntrierten Flüssigkeit aus demselben, einen Was serdampfkondensator (35) mit einer Kondensierkammer, die mit dem die wasserhaltige Flüssigkeit enthaltenden Raum des genann- ten Verdampfers in Verbindung steht, Mittel (42, 43) zum weiteren Abkühlen des vom Verdampfer kommenden Kältemittels auf eine unter der Temperatur des erzeugten Wasserdampfes liegende Temperatur, Mittel (48, 49, 50)

   zur Entspannung und Einfüh- rung des so gekühlten flüssigen Kältemittels in den genannten Wasserdampfkondensator, wobei das Kältemittel mit dem Wasserdampf in Wärmeaustausch tritt, Verbindungsmittel (51, 48, 52) zwischen dem Kompressor und dem Kältemitteldampfraum des genannten Kondensators und durch Mittel (70, 72, 73 ; 74-84), die durch den Druck des kompri mierten Kältemittels beeinflusst werden und dazu bestimmt sind, die nach aussen abgeleitete Wärme so zu regulieren, dass im Umlaufsystem des Kältemittels gleichmässige Drücke und Temperaturen aufrechterhalten bleiben.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der komprimierte Kaltdampf durch einen Wärmeaustauscher geleitet wird, um die wasserhaltige Flüssig- keit bei einer unter der Kaltdampfverflüssi- gungstemperatur liegenden Temperatur zum Sieden zu bringen, dass das gekühlte flüssige Kältemittel und der erzeugte Wasserdampf in einen zweiten Wärmeaustauscher, dessen Wasserdampfraum mit dem Wasserdampfraum des ersten Wärmeaustauschers in offener Verbindung steht, eingeführt werden, um das flüssige Kältemittel zu verdampfen und den Wasserdampf zu kondensieren, dass der kondensierte Wasserdampf und in diesem enthaltene,

   nicht kondensierbare Gase aus dem zweiten Wärmeaustauseher kontinuierlich abgeführt werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass einzudampfende Flüssigkeit kontinuierlich dem ersten Verdampfer einer Reihe aufeinanderfolgender, miteinander verbundener Verdampfer zuge- führt wird, dass jedem der Verdampfer aus einer gemeinsamen Zufuhrleitung kompri- mierter Kaltdampf zugeführt wird, der einen Solchen Druck aufweist, dass er bei einer über der Siedetemperatur der Flüssigkeit in den Verdampfern liegenden Temperatur kondensiert, dass die einzudampfende Flüssigkeit in jedem einzelnen Verdampfer wiederholt in Umlauf gesetzt wird,

   dass ein Strom von teil- weise eingedickter Flüssgkeit kontinuierlich aus dem ersten Verdampfer in den zweiten der Reihe geleitet und ein Strom von noeh stärker eingedickter Flüssigkeit kontinuierlich aus dem zweiten Verdampfer in den näehsten Verdampfer geleitet wird, in welchem der Umlauf der Flüssigkeit unter den gleichen Bedingungen wie in den vorangehenden Ver dampfern stattfindet, und dass aus dem letzten Verdampfer der Reihe kontinuierlich Flüssigkeit der gewünschten Konzentration abgelassen wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzudampfende Flüssigkeit so durch die Verdampfer der CVerdampferreihe geleitet wird, dass sie unter Bildung einer dünnen Schicht über die Wärmeaustauschfläehen fliesst, und dass das gekühlte flüssige Kälte- mittel in einen Kondensator geleitet wird, um im Wärmeaustausch mit dem erzeugten Wasserdampf verdampft zu werden, wobei der letztere kondensiert wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die einzudampfende Flüssigkeit im Vakuum in dünner Schicht fortlaufend über getrennte Wärme- austauschflächen fliessen lässt, wobei die Kon zentration der dünnen Schicht fortlaufend zunimmt, indem durch Übertragung der Wärme des komprimierten Kaltdampfes auf die dünne Schicht Wasser verdampft.

   5. Verfahren nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, dass die einzudampfende Flüssigkeit praktisch unter keinem hydrostatischen Druck stehende mit dem auf der entgegengesetzten Seite der Wärmeaus- tauschfläehen befindlichen kondensierenden Kaitdampf in Wärmeaustauschbeziehung ge- halten wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzudampfende Flüssigkeit in Form dünner Sehiehten an den Innenseiten von Rohren der genannten Verdampfer abwärts fliessen gelassen wird, wobei der Kaltdampf die Aussenseiten der P. öhren der Verdampfer bestreicht, 7. Verfahren nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, dass das verflüssigte Kältemittel durch rasche Entspannung auf den Kompressionssaugdruek des Kältemittel- umlaufsystems auf eine unter der Wasser- dampftemperatur liegende Temperatur abgekühlt wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch I, zum Eindampfen von Citrusfruchtsäften, dadurch gekennzeichnet, dass der Saft zwecks Befreiung von Luft zuerst einem Vakuum unterworfen wird, dass der entlüftete Saft kontinuierlich in den ersten einer Reihe von Röhren enthaltenden Verdampfern eingeführt wird, dass ein Teil des Saftes wiederholt in solcher Weise durch den ersten Verdampfer in Umlauf gesetzt wird, dass in jedem Rohr des Verdampfers ein Flüssigkeitsfilm ab wärts fliesst, dass ein Strom von teilweise ein gedicktem Saft in den nächsten Verdampfer abgeleitet und darin wie im ersten Verdampfer in Umlauf gesetzt wird, dal das Ableiten in die un das Umlaufenlassen in den übrigen Verdampfern wiederholt wird,

   bis im letzten Verdampfer die gewünschte Kon zentration erreicht ist. dass der eingedickte Saft kontinuierlich aus dem letzten Verdampfer abgelassen wird, dass jedem Verdampfer aus einer gemeinsamen Zuleitung komprimierter Kaltdampf zugeführt wird, der unter einem solehen Druck gehalten wird, dass er bei einer über der Siedetemperatur des Saftes liegenden Temperatur kondensiert, dass der aus dem Saft entweichende Wasserdampf in einen Kondensator geführt wird, dass das Kältemittel aus allen Verdampfern abgezogen und unter die Wasserdampftempe- ratur abgekühlt wird, dass das abgekühlte flüssige Kältemittel im genannten Kondensator mit dem Wasserdampf in Wärmeaus- tausch gebracht wird,

   um den letzteren zu kondensieren und damit im Dampfraum der genannten Verdampfer ein bestimmtes Vakuum aufrechtzuerhalten.

   9. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Reihe von aufein- anderfolgenden, miteinander verbundenen Verdampfern (60), deren Wärmeaustausch- fläehen dureh Röhren (12) gebildet sind, wo- be :

   die Röhren derart angeordnet sind, dass an ihren Innenseiten eine dünne Schicht der einzudampfenden Flüssigkeit abwärts fliesst, während die Aussenseiten der Röhren von komprimiertem Kaltdampf bestrichen werden, ferner durch Verbindungsmittel (28, 29) zum Überleiten von nicht fertig eingedickter Flüssigkeit vom Boden der einzelnen Verdampfer in den nächstfolgenden Verdampfer zwecks Umlaufenlassens derselben durch die Verdampferröhren, und durch Mittel zum Ablassen der konzentrierten Flüwsigkeit aus dem letzten Verdampfer der Reihe.

   10. Apparatur nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Mitteln (36, 37, 38) zum Ablassen des kondensierten Wasserdampfes aus dem unter Vakuum stehenden Kondensator (35) ausgerüstet ist.