CH500673A

CH500673A - Verfahren zum Mischen einer zu sterilisierenden Flüssigkeit mit Dampf sowie Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH500673A
Application number: CH1345266A
Authority: CH
Inventors: Nelson Kurt
Original assignee: Alfa Laval Ab
Priority date: 1965-09-20
Filing date: 1966-09-19
Publication date: 1970-12-31
Also published as: DE1617964B2; DE1617964A1; DK124053B; US3451327A

Description

Verfahren zum Mischen einer zu sterilisierenden Flüssigkeit mit Dampf sowie Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
Das Patent betrifft ein Verfahren zum Mischen einer zu sterilisierenden Flüssigkeit mit Dampf, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein ringförmiger Strom der Flüssigkeit gebildet wird, dass dieser Strom mit einem aus ringförmigen Düsen austretenden Dampfstrom umhüllt wird und dass der Dampf in der Flüssigkeit kondensiert wird.

Das Patent betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch einen durch zwei Wände begrenzten Kanal mit ringförmigem Querschnitt für die zu sterilisierende Flüssigkeit, durch einen koaxialen sich ausserhalb des Flüssigkeitskanals erstreckenden Kanal und ein sich innerhalb des Flüssigkeitskanals erstreckendes Kanalsystem für Dampf, wobei der äussere Kanal und das innere Kanalsystem in je eine ringförmige Düse münden, welche Düsen sich je an einer der beiden Wände des Flüssigkeitskanals befinden.

Eine solche Vorrichtung kann in einer Anlage zur Sterilisierung von wärmeempfindlichen Flüssigkeiten, wie z. B. Milch, verwendet werden.

Es sind bereits Anlagen zur Sterilisierung von Milch bekannt, in welchen die Temperatur der Milch während einer kurzen Zeit auf ungefähr 150 C erhöht und darauf in einer Vakuumkammer wieder rasch gesenkt wird. Die Höhe der Temperatur und die Verweildauer der Milch auf dieser Temperatur sind bei diesen Anlagen für die Beibehaltung des Geschmacks und Erzielung einer vollständigen Sterilisation massgebend. Wärme übergangsflächen arbeiten in diesem Zusammenhang zu langasm und sind der Gefahr eines Haftens von Feststoffen aus der Milch ausgesetzt. Es werden daher Injektoren zum Mischen von Dampf mit der Milch verwendet. Der Dampf wird in einer turbulenten Strömung in die Milch eingeführt, um auf diese Weise rasch die Temperatur der Milch zu erhöhen, wobei er kondensiert.

Das auf diese Weise entstandene Wasser wird der Milch wieder in einer Vakuumkammer entnommen, welche zur raschen Abkühlung der Milch verwendet wird.

Ein Injektor in der Form einer normalen Venturidüse ist als Vorrichtung zum Mischen von Dampf mit der Milch nicht verwendbar, da sich nach kurzer Zeit in diesem eine Ablagerung von Feststoffen aus der Milch bildet. Die im Injektor auftretenden Temperaturen befinden sich hoch über den Temperaturen, bei welchen Kasein und andere Feststoffe der Milch koagulieren. Beim normalen Injektor für Dampf besteht die Gefahr, dass durch eine Ablagerung von Feststoffen aus der Milch der Strömungsquerschnitt der Milch vermindert wird, so dass die Anlage abgeschaltet werden muss.

Alle Ausrüstungen für die Behandlung von Lebensmitteln müssen aus hygienischen Gründen leicht zerlegbar sein, um eine periodische Reinigung zu ermöglichen.

Dabei ist eine einfache Montage ohne die Veränderung von Einstellungen erwünscht.

Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten beispielsweisen Ausführungsform erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 A und IB gemeinsam einen Längsschnitt einer erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in der t. X Fig. 1A.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist mit Eintrittsrohren 1 und 2 für Dampf versehen, welche mit normalen Flanschen 7 und 8 versehen sind. Aus dem Eintrittsrohr 1 strömt der Dampf durch ein aus einem Kanal 5 und Bohrungen 10 in einem rohrförmigen Körper 11 gebildeten Kanalsystem zu einer inneren ringförmigen Düse 54, welche durch einen einstellbaren Spalt zwischen einem Konus 14 und einer Lippe 12 gebildet wird.

Aus dem Eintrittsrohr 2 strömt der Dampf durch einen äusseren ringförmigen Kanal 6 zu einer äusseren ringförmigen Düse 53, welche durch einen einstellbaren Spalt zwischen einer Lippe 13 und einem rohrförmigen Gehäuse 15 gebildet wird.

Diese Strömung des Dampfes wird durch die Einstellung dieser Düsen gesteuert und dient zur Einstellung der erzielten Temperatur.

Die Einstellung der Dampfströmung durch die äussere ringförmige Düse 53 erfolgt durch Distanzringe 40, die zwischen dem rohrförmigen Gehäuse 15 und einem Flansch 41 eines äusseren Gehäuses 42 eines Kanals 9 für Milch eingelegt sind. Durch eine Anordnung zusätzlicher Distanzringe 40 wird der Spalt zwischen einer konischen Schulter 18 des rohrförmigen Gehäuses 15 und der Lippe 13 vergrössert.

Die Einstellung der Dampfströmung durch die innere ringförmige Düse 54 erfolgt durch ein Schrauben des Konus 14 im Körper 11 nach innen oder nach aussen, und zwar mittels eines Gewindeteils 51 am Konus 14. Die Einstellung des Gewindeteils 51 kann durch eine Stellschraube 52 fixiert werden.

Die zu sterilisierende Flüssigkeit, im vorliegenden Falle Milch, wird durch ein Eintrittsrohr 3 zugeführt, das ebenfalls mit einem normalen Flansch 4 versehen ist, und gelangt in den ringförmigen Kanal 9. Der ringförmige Strom der Milch wird gleichzeitig innen und aussen mit dem Dampfstrom zusammengeführt.

Der Dampf aus der äusseren und der inneren ringförmigen Düse umhüllt augenblicklich den ringförmigen Strom der Milch und vermischt sich darauf mit der Milch, wodurch deren Temperatur auf den gewünschten Wert gebracht wird, wobei der Dampf kondensiert.

Die Milch und der kondensierte Dampf strömen gemeinsem durch einen ringförmigen Kanal 20, welcher zwischen dem rohrförmigen Gehäuse 15 und einem konischen Zapfen 30 gebildet wird. Die auf diese Weise erhitzte Milch bewegt sich zusammen mit dem kondensierten Dampf durch einen Stutzen 16 der Vorrichtung in ein Halterohr, welches einige Meter lang ist und an einen Flansch 17 des Stutzens 16 angeschlossen ist.

Das Halterohr ist in der Figur nicht dargestellt. Die Zeit, während welcher die Milch auf der hohen Temperatur gehalten wird, ist durch die Länge des Halterohres und die Strömungsgeschwindigkeit der Milch gegeben.

Nach dem Austritt aus dem Halterohr wird in einer Vakuumkammer in an sich bekannter Weise die Temperatur gesenkt und das überschüssige Wasser entfernt.

Zur Wärmeisolierung der Kanäle 5 und 6 vom Milchkanal 9 sind mit Luft gefüllte Zwischenräume 71 und 72 vorgesehen, welche eine unerwünschte Vorwärmung der Milch und eine Ausscheidung von Feststoffen aus der Milch bei ihrer Strömung durch den Kanal 9 zu den Düsen verhindern. Die Lufträume 71 und 72 sind durch eine Mehrzahl von Luftkanälen 73 und 74 mit der Atmosphäre verbunden. Diese Luftkanäle gestatten ein Verdunsten von Flüssigkeiten, welche nach der Reinigung in den Lufträumen zurückbleiben können und ermöglichen gleichzeitig eine hygienische Reinigung der Lufträume.

Der konische Zapfen 30 ist an der grösseren Stirnfläche des Konus 14 mittels eines Gewindes 31 eines Bolzens 33 befestigt und wird durch einen Stift 32 fixiert. Der Konus 14 endet mit einer zylindrischen Fläche 34, durch welche die Erosion an der Verbindungsstelle zwischen dem Konus 14 und dem Zapfen 30 vermindert wird.

Die Vorrichtung wird zum Zwecke einer regelmässigen hygienischen Reinigung aus der Anlage durch ein Lösen der Flansche 4, 5, 7 und 17 entfernt. Die Vorrichtung wird darauf durch eine Entfernung von Klammern 61, 62 und 63 zerlegt, wodurch der Stutzen 16 und das rohrförmige Gehäuse 15 voneinander getrennt werden. Dadurch wird eine Entfernung des Rohres 5 zusammen mit dem Körper 11, dem Konus 14 und dem Zapfen 30 ermöglicht. Alle mit Milch in Berührung gelangenden Flächen sind dadurch für die Reinigung freigelegt. Durch Dichtungen 65, 66 und 67 in der Form von O-Ringen wird eine Abdichtung nach der Montage gewährleistet.

Für die Freilegung der mit Milch in Berührung gelangenden Flächen zur Reinigung ist keine Zerlegung von Teilen erforderlich, welche einer Einstellung dienen.

Die innere Düse 54 bleibt voll zusammengesetzt, da sie ein Teil einer inneren Einheit ist, die aus dem Rohr 5, dem Körper 11, der Lippe 12, dem Konus 14 und dem Zapfen 30 besteht. Die äussere Düse 53 wird zwar zerlegt, deren Einstellung wird jedoch durch Distanzringe 40 bestimmt. Die durch die Distanzringe 40 bestimmte Einstellung braucht dabei nach einer Montage nicht verändert zu werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zum Mischen einer zu sterilisierenden Flüssigkeit mit Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Strom der Flüssigkeit gebildet wird, dass dieser Strom mit einem aus ringförmigen Düsen austretenden Dampfstrom umhüllt wird und dass der Dampf in der Flüssigkeit kondensiert wird.

II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen durch zwei Wände begrenzten Kanal (9) mit ringförmigem Querschnitt für die zu sterilisierende Flüssigkeit, durch einen koaxialen, sich ausserhalb des Flüssigkeitskanals (9) erstreckenden Kanal (6) und ein sich innerhalb des Flüssigkeitskanals (9) erstreckendes Kanalsystem (5, 10) für Dampf, wobei der äussere Kanal (6) und das innere Kanalsystem (5, 10) in je eine ung- förmige Düse (53 bzw. 54) münden, welche Düsen sich je an einer der beiden Wände des Flüssigkeitskanals (9) befinden.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äusseren Kanal (6) und dem inneren Kanalsystem (5, 10) für den Dampf einerseits und dem Flüssigkeitskanal (9) anderseits wärmeisolierende Lufträume (71, 72) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (9) und der äussere Kanal (6) für den Dampf durch koaxiale Rohre gebildet sind, und dass das innere Kanalsystem (5, 10) teils von einem Rohr (5), teils von mehreren Rohren (10), die innerhalb dieses Rohres (5) sich befinden, gebildet ist, welches Rohr (5) zu den den Flüssigkeitskanal (9) und den äusseren Kanal (6) für den Dampf bildenden Rohren koaxial liegt.

3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Kanalsystem (5, 10) für den Dampf in eine Düse (54) mündet, die durch einen Spalt zwischen einer Lippe (12) der inneren Wand des Flüssigkeitskanals (9) und einem konischen Teil (14) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Teil (14) in axialer Richtung gegenüber der Lippe (12) verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Teil (14) mit einem in axialer Richtung sich erstreckenden Führungszapfen mit Gewinde (51) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Unteransprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Kanal (6) für den Dampf in eine Düse (53) mündet, die durch einen Spalt zwischen einer Lippe (13) der äusseren Wand des Kanals (9) für die Flüssigkeit und einer konischen Schulter (18) eines den äusseren Kanal (6) für den Dampf begrenzenden rohrförmigen Gehäuses (15) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Schulter (18) gegenüber der Lippe (13) in axialer Richtung verstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die konische Schulter (18) gegenüber der Lippe (13) in axialer Richtung mittels Distanzringen (40) verstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kanalbildenden Rohre durch lösbare Kupplungen (61, 62, 63) zusammengehalten sind, so dass die Vorrichtung zur Reinigung leicht zerlegbar ist.