Eindampfungsanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eindampfungsanlage, bestehend aus einer Heizvorrichtung, einem mit dieser zusammen. gebauten Tropfenabseheider sowie einem Vorwärmer für die einzudampfende Flüssigkeit und einem Kondensator für einen Teil des ausgetriebenen Dampfes.
Es sind Eindampfungsanlagen bekannt, besonders zum Konzentrieren von Milch, welche e aus mehreren getrennten Einheiten be- stehen; die wichtigsten davon sind die Heiz vorriehtung, in der die Verdampfung selbst vor sieh geht, der Tropfenabseheider, in dem die Abscheidung von etwaigen Milehtropfen aus dem Dampf erfolgt, der Kondensator, in dem sieh der Dampf verdichtet, und der Vorwärmer, in dem die einzudampfende Flüssigkeit mittels des Dampfes vorgewärmt wird.
Solche Anlagen sind recht kostspielig, weil sie hauptsächlich ans niehtrostendem Stahl hergestellt werden müssen und viel Platz einnehmen.
Es ist versucht worden, die Heizvorrich- tung mit dem Tropfenabseheider zusammen zuballen und dies gibt. eine etwas kompaktere Anlage, aber selbst bei zusammengebauten Tropfenabseheider und Heizkörper ist eine Anlage der bekannten Art teuer und platzerfordernd.
Es ist der Zweck der Erfindung, eine Anlage der angegebenen Art herzustellen, bei der der Aufwand für deren Herstellung gegen über den bekannten Anlagen wesentlich gemindert werden kann, und die nicht viel Platz beansprucht sowie eine wirksame und wirtschaftliche Eindampfung ergibt, und dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass der Tropfenabscheider von zwei Mänteln umgeben ist, so dass zwei Hohlräume gebildet werden, wobei in dem einen Hohlraum der Vorwärmer und in dem andern der Kondensator untergebracht ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer Eindampfungsanlage gemäss der Erfindnng ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt einer Eindampfungsanlage, teilweise in Seitenansicht, und
Fig. 2 den Deckel des Tropfenabscheiders mit Leitschaufeln in Draufsicht.
Die Anlage weist eine Heizvorrichtung 1 auf, die einen stehenden, zylindrischen Behälter besitzt, in dem sich senkrechte Rohre 16 befinden, welche unten an eine Kammer 17 angeschlossen sind und, die oben in einen andern aufrechtstehenden Zylinder münden, welcher als Tropfenabscheider dient und mit 2 bezeichnet ist. Der Tropfenabscheider 2 weist einen kegelstumpfförmigen Deckel 3 auf, der in der Mitte eine Öffnung 3a hat, Fig. 2; auf diesem Deckel 3 sind Lieitschaufeln 5 angebracht, die aufrechtstehend und tangential an der Öffnung 3a angebracht sind, Über den Leitschaufeln 5. ist eine Kappe 4 angebracht, die den Tropfenabscheider 2 abschliesst, so dass zwischen derselben, den Leitschaufeln 5 und dem Deckel 3 Kanäle gebildet werden.
Um die den Tropfenabscheider2 und den dar über liegenden Raum begrenzende zylindrische Wand 2b befindet sich ein Mantel 6, und im Zwischenraum 2d zwischen der Wand 2b und diesem Mantel 6 ist eine Rohrschlange 8 angebracht, die die Form einer Schraubenlinie hat und den Vorwärmer der Anlage bildet.
Der Zwisehemairn 2d zwischen der Wand 2b und dem Mantel 6 ist oben mit dem Raum über der Kappe 4 durch eine ringförmige Spalte 2c verbunden. Aussen um den Mantel 6 ist ein zweiter Mantel 7, und im Zwischenraum 6a zwischen den Mänteln 6 und 7, welcher den Kondensatorraum der Anlage bildet, sind einige ringförmige Bleche 9 vorhanden, die wechselweise an den beiden Mänteln 6 und 7 angebracht sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und deren Funktion weiter hinten näher erläutert wird. Der Zwischenraum 2d zwischen der Wand 2b und dem Mantel 6 ist mit dem Zwischenraum 6a zwischen den Mänteln 6 und 7 durch die Öffnung 11 im Mantel 6 verbunden.
Oben im Zwischenraum 6a zwischen den Mänteln .6 und 7 sind Wasserverteilungsorgane in Form von perforierten Rohren 10, und unten im selben Zwischenraum 6a ist ein Austrittsrohr 23 vorhanden. Die Rohre 10 bilden zusammen mit den Blechen 9 den Kondensator der Anlage.
Von dem Raum über dem Tropfenabscheider 2, der mit einem Deckel 2a geschlossen ist, führt ein Dampfaustrittsrohr 12 zu einem Dampfstrahlkompressor 13, wo Frischdampf durch einen Stutzen 14 einem Düsensystem (nicht dargestellt) zugeführt wird, in welchem der aus dem Rohr 12 kommende Dampf mitgerissen und komprimiert wird. Der erwärmte und komprimierte Dampf wird in ein Rohr 15 geleitet, das mit der Heizvorrichtung 1 verbunden ist. In der Heizvorrichtung 1 befinden sich ein oder mehrere wärmeisolierte Rohre 19, die den Boden des Tropfenabscheiders 2 mit der Kammer 17 verbinden. Ferner ist ein Austrittsrohr 22 für Heizkondensat vorhanden.
Die Kammer 17 ist mit einem Eintrittsrohr 18 und einem Austrittsrohr 20 verbunden, und dem Zwischenraum 16a zwischen dem Mantel 6 und dem Mantel 7 ist ein Entlüftungsrohr 21 angeschlossen.
Die Anlage wirkt tolgenderrnassen : Die einzudampfende Flüssigkeit, z. B. Milch, wird mittels einer nicht gezeigten Pumpe durch die Rohrschlange 8, in welcher sie auf später näher erläuterte Weise vorgewärmt wird, gedrückt und danach in ein Hochdruck-Pasteu- risiergerät geführt, welches in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Hier wird die Milch auf etwa 120"C erwärmt, wonach sie bei dieser Temperatur durch das Rohr 18 in die Kammer 17 geführt wird. Die Milch wird danach unter Erwärmung durch die Rohre 16 emporsteigen und wird beím Durchgang durch diese Rohre 16 aufkochen, weil der Tropfenabseheider 2 unter einem Vakuum steht, das einer Siedetemperatur von etwa 50O C entspricht.
Der Flüssigkeitsanteil, der nicht den Dampfzustand erreicht hat, läuft durch die isolierten Rohre 19 zurück und wird wieder infolge der Erwärmung durch die Rohre 16 emporsteigen, wobei er aufkochen wird. Der in der Heizvorrichtung 1 erzeugte Dampf steigt empor und tritt durch die Kanäle zwischen den Leitschaufeln 5 heraus.
Infolge der Form und Disposition der Leitsehaufeln 5 wird dem Dampf eine drehende Bewegung um die Achse des Tropfenabscheiders 2 erteilt, wodurch etwaige Milchtropfen abgeschieden werden, indem sie gegen die Wand 2b geschleudert werden, und da zwischen dem äussern Rand des Deckels 3 und der Innenseite des untern Teils der Wand 2b, der den Tropfenabsehei der 2 begrenzt, ein enger Schlitz vorhanden ist, fliessen die abgeschiedenen Milchtropfen entlang der vorgenannten Innenseite der Wand 2b herab und weiter durch das Rohr bzw. die Rohre 19 in die Kammer 17 hinein.
Ein Teil des ausgetriebenen Dampfes steigt in das Austrittsrohr 12 empor, geht weiter zum Dampfkompressor 13 und sodann, mit dem Frischdampf vermischt, durch das Rohr 15 zur Heizvorrichtung 1. Ein anderer Teil gelangt durch die Spalte 2c in den Zwi schenraum 2d, wo er die Rohrsehlange 8 erwärmt, so dass die der Anlage zugeführte Milch vorgewärmt wird. Der Dampf strömt danach in den Zwisehenraum 6a zwischen Mantel 6 und Mantel: 7, und zwar durch die Öffnungen 11 ein und bewegt sich wegen der Bleche 9, die als Schikanen wirken, in einer Ziekzaekbahn nach oben in diesem Zwischenraum.
Während seiner Aufwärtsbewegung kondensiert der Dampf nach und nach (ein Teil davon kann schon im Vorwärmerraum 2d kondensiert sein) infolge Abkühlung durch das aus den Rohren 10 kommende Kühlwasser und wird zusammen mit diesem durch das Austrittsrohr 23 aus dem Kondensatorraum weggeführt. Bei der Kondensation entsteht ein Unterdruck, so dass der Dampf vom Raum über Deckel 3 in die Zwischenräume 2d und 6a hineingezogen wird.
Wenn die Milch eine gewisse Konzentration erreicht hat, wird eine Wonzentrat- pumpe angelassen, die die eingedampfte Milch durch die Leitung 20 absaugt. Wenn die ge wünschte Konzentration erreicht ist, arbeitet die Anlage kontinuierlich. Die jeweilige Kon zentration kann z. : B. durch Probeentnahme festgestellt werden.
Die dem Kondensatorraum mit dem Kühl- wasser zugeführte Luft wird durch das Ent lüftungsrohr 21 mittels einer in der Zeichnung nicht gezeigten Luftpumpe entfernt. Das Kondensat, das sich in der Heizvorricbtuug 1 bildet, wo der Dampf aus dem Rohr 15 die Rohre 16 erwärmt, wird durch das Rohr 22 abgeführt.
PATENTANSPRUCI-T
Eindampfungsanlage, bestehend aus einer lIeizvorrichtung, einem mit dieser zusammengebauten Tropfenabscheider, sowie einem Vorwärmer für die einzudampfende Flüssigkeit und einem Kondensator für einen Teil des ausgetriebenen Dampfes, dadurch gekeunzeiehnet, dass der Tropfenabseheider von zwei Mänteln umgeben ist, so dass zwei Hohlräume gebildet werden, wobei in dem einen Hohlraum der Vorwärmer und in dem andern der Kondensator untergebracht ist.
Evaporation plant
The present invention relates to an evaporation plant, consisting of a heating device, one together with this. built-in droplet separator as well as a preheater for the liquid to be evaporated and a condenser for part of the expelled vapor.
Evaporation systems are known, especially for concentrating milk, which consist of several separate units; The most important of these are the heating device, in which the evaporation itself takes place, the droplet separator, in which the separation of any milk drops from the steam takes place, the condenser, in which the steam is compressed, and the preheater, in which the steam to be evaporated Liquid is preheated by means of the steam.
Such systems are quite expensive because they have to be made mainly of stainless steel and take up a lot of space.
An attempt has been made to ball the heating device with the droplet separator together and this gives. a somewhat more compact system, but even with assembled droplet separators and radiators, a system of the known type is expensive and space-consuming.
It is the purpose of the invention to produce a system of the specified type in which the cost of its production can be significantly reduced compared to the known systems, and which does not take up much space and results in an effective and economical evaporation, and this is achieved according to the invention achieved that the droplet separator is surrounded by two jackets, so that two cavities are formed, with the preheater in one cavity and the condenser in the other.
An embodiment of an evaporation plant according to the invention is shown in the accompanying drawing.
It shows:
1 schematically shows a longitudinal section of an evaporation plant, partly in side view, and
2 shows the cover of the droplet separator with guide vanes in plan view.
The system has a heating device 1, which has an upright, cylindrical container in which there are vertical pipes 16 which are connected at the bottom to a chamber 17 and which open at the top into another upright cylinder, which serves as a droplet separator and with 2 is designated. The droplet separator 2 has a frustoconical cover 3 which has an opening 3a in the middle, FIG. 2; on this cover 3 Lieitschaufeln 5 are attached, which are attached upright and tangentially to the opening 3a, a cap 4 is attached over the guide vanes 5, which closes the droplet separator 2, so that between the same, the guide vanes 5 and the cover 3 channels are formed.
A jacket 6 is located around the cylindrical wall 2b delimiting the droplet separator2 and the space above it, and a coil 8 is attached in the space 2d between the wall 2b and this jacket 6, which has the shape of a helix and forms the preheater of the system .
The Zwisehemairn 2d between the wall 2b and the jacket 6 is connected at the top to the space above the cap 4 by an annular gap 2c. Outside around the jacket 6 is a second jacket 7, and in the space 6a between the jackets 6 and 7, which forms the condenser space of the system, there are some ring-shaped sheets 9, which are alternately attached to the two jackets 6 and 7, as this is shown in Fig. 1, and the function of which will be explained in more detail below. The space 2d between the wall 2b and the jacket 6 is connected to the space 6a between the jackets 6 and 7 through the opening 11 in the jacket 6.
At the top in the space 6a between the jackets 6 and 7 are water distribution organs in the form of perforated pipes 10, and at the bottom in the same space 6a an outlet pipe 23 is present. The tubes 10 together with the metal sheets 9 form the condenser of the system.
From the space above the droplet separator 2, which is closed with a cover 2a, a steam outlet pipe 12 leads to a steam jet compressor 13, where live steam is fed through a nozzle 14 to a nozzle system (not shown) in which the steam coming from the pipe 12 is entrained and is compressed. The heated and compressed steam is fed into a pipe 15 which is connected to the heating device 1. In the heating device 1 there are one or more heat-insulated tubes 19 which connect the bottom of the droplet separator 2 to the chamber 17. There is also an outlet pipe 22 for heating condensate.
The chamber 17 is connected to an inlet pipe 18 and an outlet pipe 20, and a vent pipe 21 is connected to the space 16a between the jacket 6 and the jacket 7.
The system acts so wet: The liquid to be evaporated, e.g. B. milk is pressed by means of a pump, not shown, through the pipe coil 8, in which it is preheated in a manner which will be explained in more detail later, and then fed into a high-pressure pasteurizer, which is not shown in the drawing. Here the milk is heated to about 120 ° C., after which it is guided at this temperature through the pipe 18 into the chamber 17. The milk will then rise through the pipes 16 while being heated and will boil when it passes through these pipes 16 because the Droplet separator 2 is under a vacuum, which corresponds to a boiling temperature of about 50O C.
The portion of the liquid which has not reached the vapor state runs back through the insulated tubes 19 and will rise again as a result of the heating through the tubes 16, where it will boil. The steam generated in the heating device 1 rises and emerges through the channels between the guide vanes 5.
As a result of the shape and disposition of the guide vanes 5, the steam is given a rotating movement around the axis of the droplet separator 2, whereby any milk drops are separated by being thrown against the wall 2b, and there between the outer edge of the cover 3 and the inside of the There is a narrow slot below the part of the wall 2b, which delimits the drop separator 2, the separated milk drops flow down along the aforementioned inner side of the wall 2b and further through the tube or tubes 19 into the chamber 17.
Part of the expelled steam rises into the outlet pipe 12, goes on to the steam compressor 13 and then, mixed with the live steam, through the pipe 15 to the heater 1. Another part passes through the column 2c in the inter mediate space 2d, where he Rohrsehlange 8 heated so that the milk supplied to the system is preheated. The steam then flows into the intermediate space 6a between jacket 6 and jacket: 7, namely through the openings 11 and because of the metal sheets 9, which act as baffles, moves upwards in a Ziekzaek path in this intermediate space.
During its upward movement, the steam gradually condenses (part of it may already have condensed in the preheater space 2d) as a result of cooling by the cooling water coming from the pipes 10 and is carried away together with this through the outlet pipe 23 from the condenser space. During the condensation, a negative pressure arises, so that the steam is drawn from the space via the cover 3 into the spaces 2d and 6a.
When the milk has reached a certain concentration, a concentrate pump is started which sucks the evaporated milk through the line 20. When the desired concentration is reached, the system works continuously. The respective concentration can, for. : B. be determined by sampling.
The air supplied to the condenser space with the cooling water is removed through the vent pipe 21 by means of an air pump, not shown in the drawing. The condensate which forms in the heating device 1, where the steam from the pipe 15 heats the pipes 16, is discharged through the pipe 22.
PATENT CLAIM-T
Evaporation system, consisting of a heating device, a droplet separator assembled with this, as well as a preheater for the liquid to be evaporated and a condenser for part of the expelled vapor, characterized in that the droplet separator is surrounded by two jackets, so that two cavities are formed, whereby in one cavity the preheater and in the other the condenser is housed.