DE102008029955A1 - Emulsion i.e. milk, homogenizing device, has number of homogenizing orifices operatively arranged between tubular inlet and tubular outlet for compressing raw emulsion under pressure and dependent on volume flow of raw emulsion in inlet - Google Patents

Emulsion i.e. milk, homogenizing device, has number of homogenizing orifices operatively arranged between tubular inlet and tubular outlet for compressing raw emulsion under pressure and dependent on volume flow of raw emulsion in inlet Download PDF

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Abstract

The device (1) has a number of homogenizing orifices (6) operatively arranged between a tubular inlet (2) and a tubular outlet (3) for compressing raw emulsion i.e. raw milk, under pressure. The number of orifices is dependent on volume flow of raw emulsion in the inlet. A connection of the orifices between the inlet and the outlet is self-controlled. The orifices are distributed lengthwise in a cylinder wall (5) of a hollow cylinder (4). A piston (7) is axially displaced in the cylinder based on pressure of the raw emulsion. The piston is elastically supported against effect of pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Emulsionen mit einem druckbeaufschlagten Zulauf und einem Ablauf sowie zumindest einer Homogenisierungsöffnung, durch die die Emulsion unter Druck gepresst wird.The The invention relates to a device for homogenizing emulsions with a pressurized inlet and a drain as well as at least a Homogenisierungsöffnung through which the emulsion under Pressure is pressed.

Derartige Vorrichtungen sind insbesondere aus der Verarbeitung von emulgierten Lebensmitteln wie Milch bekannt. Durch Passieren der Rohemulsion wie Rohmilch durch entsprechend dimensionierte Homogenisierungsöffnungen wird die disperse Phase z. B. der lipophile Anteile der Rohemulsion zerkleinert, so dass diese nach einer Ruhe- oder Lagerzeit nicht infolge ihrer gegenüber der wässrigen Phase kleineren Dichte aufschwimmen.such Devices are in particular from the processing of emulsified Foods known as milk. By passing the crude emulsion like raw milk through appropriately sized homogenization openings is the disperse phase z. B. the lipophilic portions of the crude emulsion crushed, so this after a rest or storage time is not due to their smaller compared to the aqueous phase Floating density.

Als Homogenisierungsöffnungen werden beispielsweise Düsen wie beispielsweise Radialdüsen, die als Flach-, Zacken- oder Messerkantendüsen verbreitet sind, verwendet. Diese können zwar bei schwankenden Volumenströmen der Rohemulsion einen konstanten Verarbeitungsdruck im Zulauf vor den Düsen realisieren, sind jedoch aufwendig in ihrer Herstellung und Handhabung und weisen vergleichsweise geringe Standzeiten auf. Weiterhin treten bei wechselnden Stoffsystemen von Emulsionen Qualitätsschwankungen beim Zerkleinerungsergebnis auf. Diese können bei einer Verwendung beispielsweise durch Verwendung von Blenden verringert werden. Bei einfachen Lochblenden hängen jedoch der Druck und Volumenstrom fest von einander ab.When Homogenizing openings become, for example, nozzles such as radial nozzles, which are used as flat, serrated or knife edge nozzles are used. These can indeed with fluctuating flow rates of Raw emulsion a constant processing pressure in the feed before the Realize nozzles, but are expensive to produce and handling and have comparatively short lifetimes. Furthermore, quality variations occur with changing material systems of emulsions at the crushing result. These can be at one Use reduced for example by using aperture become. For simple pinholes, however, the pressure depends and flow rate of each other firmly.

Weitere Vorrichtungen sehen, wie in der DE 198 56 604 A1 dargestellt, Homogenisierungsöffnungen mit zentralen Zerteilelementen mit einer konischen Spitze vor, die unterschiedlich weit in die Öffnung einbringbar sind und damit zwar eine Anpassung an unterschiedliche Volumenströme zulassen, aber infolge sich dabei ändernden Öffnungsgeometrien unerwünscht variierende Homogenisierungsqualitäten produzieren.See other devices, as in the DE 198 56 604 A1 shown, homogenization openings with central Zerteilelementen before with a conical tip, which can be introduced to different degrees in the opening and thus allow an adaptation to different flow rates, but produce undesirable varying homogenization due to thereby changing opening geometries.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung unter Verwendung von Homogenisierungsblenden vorzuschlagen, deren Verarbeitungsdruck im Zulauf der Rohemulsion unabhängig vom Volumenstrom der Rohemulsion ist.task The invention therefore provides a device using homogenizing diaphragms to propose their processing pressure in the feed of the crude emulsion independent of the volumetric flow of the crude emulsion.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Emulsionen mit einem druckbeaufschlagten Zulauf einer Rohemulsion und einem Ablauf der homogenisierten Emulsion sowie zumindest einer Homogenisierungsöffnung, durch die die Rohemulsion unter Druck gepresst wird, gelöst, wobei die zumindest eine Homogenisierungsöffnung durch eine Mehrzahl von Homogenisierungsblenden gebildet ist, deren zwischen Zulauf und Ablauf wirksame Anzahl abhängig vom Volumenstrom der Rohemulsion im Zulauf ist. Durch die Beschaltung unterschiedlicher Anzahlen von Homogenisierungsblenden nimmt bei zunehmendem Volumenstrom der Rohemulsion die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Rohemulsion durch einen höheren Abfluss der homogenisierten Emulsion durch die höhere Anzahl der Homogenisierungsblenden mit einem dadurch höheren Gesamtquerschnitt zwischen Zu- und Ablauf zu. Es kann daher eine Vorrichtung vorgeschlagen werden, deren Verarbeitungsgeschwindigkeit an das Aufkommen der Rohemulsion angepasst werden kann. Selbst bei kleinen Aufkommen an Rohemulsion kann durch Beschaltung weniger Homogenisierungsblenden ein für die Homogenisierungsqualität ausreichender Verarbeitungsdruck erzeugt werden, so dass entsprechende Vorrichtungen auf große Kapazitäten an Rohemulsion ausgelegt werden können, die auch geringe Umfänge an Rohemulsion mit derselben Qualität verarbeiten können.The The object is achieved by a device for homogenizing emulsions with a pressurized feed of a crude emulsion and a drain the homogenized emulsion and at least one homogenization opening, by which the crude emulsion is pressed under pressure, dissolved, wherein the at least one homogenization opening through a plurality of homogenizing diaphragms is formed, between which Inlet and outlet effective number depending on the volume flow the raw emulsion is in the feed. By wiring different Number of homogenizing apertures increases with increasing volume flow the raw emulsion the processing speed of the crude emulsion by a higher outflow of the homogenized emulsion by the higher number of Homogenisierungsblenden with a thereby higher total cross-section between Zu- and Expiration too. It can therefore be proposed a device whose Processing speed adapted to the advent of raw emulsion can be. Even with small amounts of raw emulsion can through Wiring less homogenizing a for the Homogenization quality sufficient processing pressure be generated so that corresponding devices on large Capacities of crude emulsion can be designed, the also small volumes of raw emulsion with the same quality can handle.

Dabei kann eine Freischaltung von Homogenisierungsblenden in einem selbstregelenden Prozess vorgesehen sein, der beispielsweise den Druck oder den Volumenstrom der Rohemulsion im Zulauf erfasst und abhängig von einer oder beider Größen entsprechend viele Homogenisierungsblenden freischaltet, um eine vorgesehene Verarbeitungsqualität der Rohemulsion zu erzielen. Hierzu kann in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der für die Qualität der Homogenisierung bei vorgegebenem Blendendurchmesser verantwortliche Druck im Zulauf wie Verarbeitungsdruck konstant gehalten wird. Entsprechende Regelungen erfassen daher vorteilhafterweise den Druck und halten diesen durch Freischaltung einer entsprechenden Anzahl von Homogenisierungsblenden konstant.there can be an activation of Homogenisierungsblenden in a self-regulating Process can be provided, for example, the pressure or the flow rate the raw emulsion detected in the feed and depending on a or both sizes correspondingly many homogenizing diaphragms unlocks to a planned build quality To achieve crude emulsion. For this purpose, in a particularly advantageous Be provided that the quality the homogenization responsible for a given aperture diameter Pressure in the inlet as processing pressure is kept constant. Appropriate Regulations therefore advantageously capture the pressure and hold this by releasing a corresponding number of Homogenisierungsblenden constant.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können hierzu die Homogenisierungsblenden längsverteilt in einer Zylinderwandung eines Hohlzylinders angeordnet sein und von einem axial in dem Hohlzylinder verlagerbaren, abhängig von einem Druck der Rohemulsion axial im Hohlzylinder verlagerten Kolben freigeschaltet werden. Eine Anordnung der Homogenisierungsblenden kann dabei über den Umfang des Hohlzylinders verteilt auf einer axialen Höhe erfolgen, wobei derartige ringverteilte Homogenisierungsblenden axial in gleichen oder über die Länge des Hohlzylinders variierenden Abständen verteilt sein können. Axial benachbarte Homogenisierungsblenden können in Umfangsrichtung zueinander versetzt sein. Weiterhin können die Homogenisierungsblenden über den Umfang als sich längs des Hohlzylinders erstreckende Spirale angeordnet sein. Weitere Anordnungsmuster sind von dem erfinderischen Gedanken ebenfalls umfasst. Die Homogenisierungsblenden sind bevorzugt mit demselben Öffnungsquerschnitt ausgestattet und können zwei oder mehrstufig ausgebildet sein, wobei der kleinere Öffnungsquerschnitt bevorzugt der Zulaufseite angeordnet ist. Weiterhin können die Öffnungsquerschnitte kegelförmig oder in anderer Weise ausgebildet sein. Als vorteilhaft haben sich für die Homogenisierung abhängig vom Verarbeitungsdruck, der Art der Rohemulsion, beispielsweise deren Viskosität und weiteren Verarbeitungsparametern wie Temperatur, Öffnungsquerschnitte mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 1 mm, erwiesen.In an advantageous embodiment, for this purpose, the homogenization apertures can be arranged distributed longitudinally in a cylinder wall of a hollow cylinder and released from an axially displaceable in the hollow cylinder, depending on a pressure of the crude emulsion axially displaced in the hollow cylinder piston. An arrangement of the homogenizing apertures can be distributed over the circumference of the hollow cylinder at an axial height, wherein such annularly distributed homogenizing apertures can be distributed axially in the same or over the length of the hollow cylinder varying distances. Axial adjacent Homogenisierungsblenden may be offset in the circumferential direction to each other. Furthermore, the homogenizing diaphragms can be arranged over the circumference as a spiral extending along the hollow cylinder. Other arrangement patterns are also included in the inventive idea. The Homogenisierungsblenden are preferably equipped with the same opening cross-section and may be formed two or more stages, wherein the smaller Öff Cross section preferably the inlet side is arranged. Furthermore, the opening cross-sections may be conical or otherwise formed. For the homogenization depending on the processing pressure, the type of crude emulsion, for example, the viscosity and other processing parameters such as temperature, opening cross sections with a diameter of 0.1 mm to 1 mm, have proven to be advantageous.

Während einer stirnseitigen Beaufschlagung des Kolbens durch die Rohemulsion kann dieser während der daraus folgenden axialen Verlagerung des Kolbens axial elastisch abgestützt sein. Die elastische Verlagerung kann dabei entgegen der Wirkung eines Energiespeichers erfolgen, der beispielsweise durch eine Druckfeder in Form einer oder mehrerer ineinander geschachtelter Schraubenfedern und/oder einer oder mehrerer zu einem Tellerfederpaket kombinierten Tellerfedern gebildet ist. Die Kraftkennlinie über den Weg des Energiespeichers kann dabei linear, progressiv oder degressiv sein.While a frontal loading of the piston by the raw emulsion this can be during the consequent axial displacement of the Piston axially resiliently supported. The elastic Displacement can counteract the effect of an energy store take place, for example, by a compression spring in the form of a or more nested coil springs and / or one or more to a plate spring package combined disc springs is formed. The force characteristic over the way of the energy storage can be linear, progressive or degressive.

Ein sich infolge eines variierenden Volumenstroms ergebender Druck verlagert dabei den Kolben axial, wodurch mehr Homogenisierungsblenden freigeschaltet werden und ein höherer Durchsatz erfolgen kann. Dabei pendelt sich der Kolben bei einem neuen Arbeitspunkt in einer axialen Lage mit zumindest teilweise komprimiertem Energiespeicher ein und gibt dabei eine dem Volumenstrom und dem Verarbeitungsdruck entsprechende Anzahl von Homogenisierungsblenden frei. Auf diese Weise kann eine mechanische, ohne elektronische Steuerung auskommende selbstregelnde Vorrichtung vorgeschlagen werden.One displaced due to a varying volume flow resulting pressure doing the piston axially, thereby unlocking more Homogenisierungsblenden and higher throughput. It commutes the piston at a new operating point in an axial position with at least partially compressed energy storage and gives one corresponding to the volume flow and the processing pressure Number of homogenizing panels free. In this way, a mechanical, self-regulating device without electronic control be proposed.

Der Energiespeicher stützt sich dabei mit seinem dem Kolben gegenüberliegenden Ende an einem Widerlager ab, das ebenfalls in dem Hohlzylinder aufgenommen sein kann und beispielsweise axial fest mit diesem verbunden sein oder den Zylinderboden bilden kann. Alternativ kann zur Einstellung einer Vorspannung des Kolbens und damit der Anpassung der Vorspannkraft des Energiespeichers das Widerlager axial verlagerbar und auf verschiedenen axialen Höhen beabstandet zum Kolben arretierbar sein. Eine derartig wechselnde Arretierung kann von Hand, beispielsweise mittels einer Justierspindel oder automatisiert mittels ei ner elektromotorisch, hydraulisch oder pneumatisch wirksamen Betätigungseinrichtung erfolgen.Of the Energy storage is supported with his the piston opposite end on an abutment, which also may be received in the hollow cylinder and, for example, axially can be firmly connected to this or form the cylinder bottom. Alternatively, to adjust a bias of the piston and thus the adjustment of the biasing force of the energy storage, the abutment axially displaceable and spaced at different axial heights be locked to the piston. Such a changing lock can by hand, for example by means of an adjusting spindle or automated by means of an electric motor, hydraulic or pneumatic effective actuator done.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Kolben von einer Verlagerungseinheit verlagert werden, die beispielsweise elektronisch mittels einer Steuereinheit geregelt wird. In vorteilhafter Weise wird dabei der Druck im Zulauf ermittelt und die Verlagerung des Kolbens auf konstanten Druck geregelt. Die Verlagerungseinheit kann eine Druckeinheit sein, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch die der Zuleitung zugewandten Stirnseite entgegengesetzte Stirnseite des Kolbens mit einem Kompensationsdruck beaufschlagt, so dass der Kolben volumenstromabhängig auf einer einen vorgegebenen Verarbeitungsdruck stabilisierenden Position gehalten wird. In gleicher Weise kann der Kolben von einem mechanischen Axialantrieb, beispielsweise von einer elektromotorisch angetriebenen Spindel, die von der Steuereinheit geregelt wird, beaufschlagt werden.According to one alternative embodiment, the piston of a Relocation be relocated, for example, electronically a control unit is controlled. In an advantageous manner is thereby the pressure in the inlet determined and the displacement of the piston regulated constant pressure. The displacement unit may be a printing unit be, for example, the supply line hydraulically or pneumatically facing end face opposite end face of the piston with acted upon a compensation pressure, so that the piston volume flow dependent on a stabilizing a given processing pressure Position is held. In the same way, the piston of a mechanical axial drive, for example, by an electric motor driven spindle, which is controlled by the control unit, be charged.

In vorteilhafter Weise kann die Vorrichtung in einer Weise ausgebildet sein, bei der Zulauf und Ablauf zueinander im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind. Hierbei kann der Hohlzylinder mit dem Kolben und den Homogenisierungsblenden axial in Linie zur Zuleitung angeordnet sein. Der Ablauf kann radial um den Hohlzylinder angeordnet sein.In Advantageously, the device may be formed in a manner be, at the inlet and outlet to each other substantially coaxial are arranged to each other. Here, the hollow cylinder with the Piston and the Homogenisierungsblenden axially in line with the supply line be arranged. The process can be arranged radially around the hollow cylinder be.

Der Kolben kann gegenüber der Zylinderwandung abgedichtet sein. Hierzu kann eine Abdichtung gegenüber dem Zulauf in vorteilhafter Weise erfolgen, wenn der Kolben im Bereich der dem Zulauf zugewandten Stirnfläche beispielsweise mittels einer Nutringdichtung gegenüber der Zylinderwandung abgedichtet ist. Zur Abdichtung des Ablaufs gegenüber dem Innenraum des Hohlzylinders kann eine weitere Dichtung im Bereich der dem Zulauf entgegengesetzten Stirnfläche vorgesehen sein, die einen Rücklauf der homogenisierten Emulsion vom Ablauf über die nicht freigeschalteten Homogenisierungsblenden in den Innenraum des Hohlzylinders verhindert. Sollte eine Abdichtung nicht vorgesehen sein, kann der Ringspalt zwischen Kolben und Zylinderwandung so ausgebildet werden, dass er ebenfalls als Homogenisierungsöffnung wie Homogenisierspalt wirksam ist. Hierzu kann der Zylinderinnenraum bei Lebensmittelanwendungen ebenfalls unter hygienischen Vorgaben ausgestaltet, beispielsweise mit Heißdampf sterilisierbar oder für eine CIP-Anwendung zugänglich sein.Of the Piston can be sealed against the cylinder wall. For this purpose, a seal against the inlet in an advantageous Way done when the piston in the region of the inlet facing End face, for example by means of a U-ring seal is sealed against the cylinder wall. For sealing the drain against the interior of the hollow cylinder can another seal in the area opposite to the inlet End face be provided, which has a return the homogenized emulsion from the drain over the not unlocked Homogenisierungsblenden in the interior of the hollow cylinder prevented. If a seal is not provided, the annular gap be formed between the piston and cylinder wall so that he also as Homogenisierungsöffnung as Homogenisierspalt is effective. For this purpose, the cylinder interior in food applications also designed under hygienic requirements, for example sterilizable with superheated steam or for a CIP application be accessible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform können einzelne Blenden durch gezielte Steuerung mittels einer Steuereinheit zu und abgeschaltet werden. Hierzu wird jede Blende separat mittels eines Betätigungselements wie Magneten, Piezzoelemente oder Druckschalter geöffnet, indem entsprechende Verschlusselemente wie beispielsweise Mikroschalter, Schieber oder Irisblenden geschlossen und geöffnet werden. Dabei können mehreren Blenden einer Blendengruppe zusammengefasst werden und als Blendengruppe angesteuert werden.In a further advantageous embodiment individual diaphragms through targeted control by means of a control unit to be switched off and on. For this purpose, each aperture is separately by means an actuating element such as magnets, piezoelectric elements or pressure switch opened by placing appropriate closure elements such as microswitch, slider or iris shut and be opened. It can be multiple apertures a group of apertures are summarized and as aperture group be controlled.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen in schematischer Darstellung:The invention is based on the in the 1 to 3 shown embodiments explained in more detail. This show in a schematic representation:

1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Emulsionen, 1 a longitudinal section through a Vorrich for the homogenization of emulsions,

2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der 1 und 2 a cross section through the device of 1 and

3 eine Homogenisierungsblende der 1 im Schnitt. 3 a Homogenisierungsblende the 1 on average.

Die 1 und 2 zeigen die Vorrichtung 1 zur Homogenisierung von Emulsionen in schematischer Darstellung im Längs- und Querschnitt. Die Vorrichtung 1 ist aus einem rohrförmigen Zulauf 2 und einem ebenfalls rohrförmigen Ablauf 3 größeren Durchmessers gebildet, der mit dem Zulauf 2 verbunden, beispielsweise verschweißt ist, wobei Zulauf und Ablauf miteinander nur mittels der Homogenisierungsblenden 6 miteinander verbunden sind. Der Zulauf 2 erstreckt sich axial in den Ablauf 3 und bildet einen Hohlzylinder 4 mit einer Zylinderwandung 5, in dem der Kolben 7 axial verlagerbar angeordnet ist.The 1 and 2 show the device 1 for the homogenization of emulsions in a schematic representation in longitudinal and cross section. The device 1 is from a tubular inlet 2 and a likewise tubular drain 3 larger diameter formed with the inlet 2 connected, for example, is welded, with inlet and outlet with each other only by means of Homogenisierungsblenden 6 connected to each other. The feed 2 extends axially into the drain 3 and forms a hollow cylinder 4 with a cylinder wall 5 in which the piston 7 is arranged axially displaceable.

Die Homogenisierungsblenden 6 sind axial zueinander beabstandet und geben einen Pfad für die entlang des Pfeils 8 herangeführte Rohemulsion vom Zulauf 2 in den Ablauf 3 frei. An den Homogenisierungsblenden 6 wird die Rohemulsion homogenisiert, indem die lipophilen Anteile der Rohemulsion zerkleinert werden. Die auf diese Weise homogenisierte Emulsion wird entlang der Richtung der Pfeile 9 abgeführt.The homogenizing diaphragms 6 are axially spaced apart and provide a path for the along the arrow 8th brought raw emulsion from the feed 2 in the process 3 free. At the homogenizing screens 6 The crude emulsion is homogenized by the lipophilic fractions of the crude emulsion are comminuted. The thus homogenized emulsion becomes along the direction of the arrows 9 dissipated.

Abhängig vom in dem Zulauf 2 zugeführten Volumenstrom wird der Kolben 7 entgegen der Wirkung des Energiespeichers 10 axial verlagert und gibt eine davon abhängige Anzahl von Homogenisierungsblenden frei, wodurch ein infolge eines ansteigenden Volumenstroms der Rohemulsion ansteigender Druck durch den vergrößerten Abflussquerschnitt der höheren Anzahl der Homogenisierungsblenden wieder abgebaut und auf einen konstanten Wert selbstregelnd eingestellt wird.Depending on in the feed 2 supplied volume flow is the piston 7 against the effect of the energy storage 10 axially displaced and releases a dependent number of Homogenisierungsblenden, whereby a rising due to an increasing flow rate of the crude emulsion pressure is reduced by the increased flow area of the higher number of Homogenisierungsblenden again and adjusted to a constant value self-regulating.

Dabei stützt sich der Energiespeicher 10 an einem im Hohlzylinder 4 aufgenommenen Widerlager 11 ab, das zur Einstellung der dem Druck des im Zulauf 2 herangeführten Rohmediums entgegenwirkenden Kraftentfaltung des Energiespeichers 10 axial verstellbar sein kann.The energy storage is based on this 10 at one in the hollow cylinder 4 recorded abutment 11 starting to adjust the pressure of the inlet 2 brought raw material counteracting force development of the energy storage 10 can be axially adjustable.

Die Querschnitte 13, 14 des Zu- und Ablaufs 2, 3 können aufeinander abgestimmt sein. Der Querschnitt 14 des Ablaufs 3 kann dabei so bemessen sein, dass die Wandung des Ablaufs 3 als Prallblech wirkt. Alternativ kann ein freies, ungebremstes Austreten der Emulsion vorgesehen sein. Weitere nicht dargestellte Ausführungsbeispiele können über den axialen Verlauf des Ablaufs variierende Querschnitte vorsehen, so dass bei größeren axialen Verlagerungen des Kolbens 7 freigeschaltete Homogenisierungsblenden je nach Ausgestaltung mit einem größeren oder kleineren Abstand zur Wandung des Ablaufs 3 versehen sind. Es hat sich gezeigt, dass Abstände von dem Außenumfang der Zylinderwandung 5 bis zur Wandung des Ablaufs 3 zwischen 0,1 mm und 50 cm vorteilhaft sein können.The cross sections 13 . 14 the inlet and outlet 2 . 3 can be coordinated. The cross section 14 of the process 3 can be so dimensioned that the wall of the process 3 acts as a baffle plate. Alternatively, a free, unbraked leakage of the emulsion may be provided. Other exemplary embodiments, not shown, can provide varying cross-sections over the axial course of the process, so that with larger axial displacements of the piston 7 unlocked homogenizing diaphragm depending on the configuration with a greater or lesser distance to the wall of the process 3 are provided. It has been shown that distances from the outer circumference of the cylinder wall 5 to the wall of the drain 3 between 0.1 mm and 50 cm can be advantageous.

Im entspannten Zustand des Energiespeichers 10 kann bereits eine vorgegebene Anzahl von Homogenisierungsblenden 6 freigegeben sein, so dass eine Grundlast eines Volumenstroms ohne Verlagerung des Kolbens 7 gefahren werden kann. Bei zunehmendem Volumenstrom werden infolge der axialen Verlagerung des Kolbens 7 entgegen der Wirkung des Energiespeichers 10 dem sich aufbauenden Druck entsprechend viele Homogenisierungsblenden 6 geöffnet. Das Verhältnis zwischen Druck beziehungsweise Volumenstrom und axialer Verlagerung kann von mehreren Parametern abhängig gemacht werden und linear, progressiv oder degressiv eingestellt werden. Hierbei üben insbesondere die Fläche des Kolbens 7, die Kraftkonstante des Energiespeichers 10 sowie die Anordnung, Anzahl und der Öffnungsquerschnitt so die Form der Öffnungen der Homogenisierungsblenden einen Einfluss aus. So kann der Energiespeicher 10 beispielsweise eine lineare, progressive oder degressive Kennlinie aufweisen. Weiterhin können die Homogenisierungsblenden 6 bezüglich ihrer Anordnungsdichte über den axialen Weg des Kolbens 7 linear, progressiv oder degressiv angeordnet werden. Dies bedeutet, dass bei kleinen Kolbenwegen pro Wegeinheit eine größere oder kleinere Anzahl von Homogenisierungsblenden freigeschaltet werden kann als bei derselben Wegeinheit bei großen Kolbenwegen.In the relaxed state of the energy storage 10 can already have a given number of Homogenisierungsblenden 6 be released so that a base load of a volume flow without displacement of the piston 7 can be driven. As the volume flow increases, as a result of the axial displacement of the piston 7 against the effect of the energy storage 10 the resulting pressure corresponding to many homogenizing 6 open. The relationship between pressure or volume flow and axial displacement can be made dependent on several parameters and set linear, progressive or degressive. In particular, practice the area of the piston 7 , the force constant of the energy storage 10 as well as the arrangement, number and the opening cross-section so the shape of the openings of the homogenizing an influence. So can the energy storage 10 For example, have a linear, progressive or degressive characteristic. Furthermore, the Homogenisierungsblenden 6 in terms of their arrangement density over the axial travel of the piston 7 be arranged linear, progressive or degressive. This means that with small piston paths per path unit, a larger or smaller number of homogenization diaphragms can be released than with the same path unit with large piston paths.

3 zeigt eine in die Zylinderwandung 5 eingebrachte Homogenisierungsblende 6 im Querschnitt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist diese um die Austrittsöffnung 17 zwei Wandstärken 15, 16 auf, wobei die erste Wandstärke 15 der Wandstärke der Zylinder wandung 5 entspricht und die zweite Wandstärke 16 eine dem Zulauf 2 (1) zugewandte, gestufte Homogenisierungsblende 6 bildet. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Homogenisierungsblenden 6 bezüglich der Ausrichtung entlang der Materialstärke der Zylinderwandung 5 konisch ausgestaltet sein. Zur Darstellung der Homogenisierungsblenden 6 in der Zylinderwandung 5 kann diese aus Blech, beispielsweise Edelstahlblech oder Keramik gebildet sein, wobei die Homogenisierungsblenden 6 im flachen Zustand des Blechs beispielsweise spanabhebend, mittels Erosion, Bohrung oder mittels eines Lasers eingebracht werden und die Zylinderwandung 5 danach gerollt, geschweißt und zur Bildung der Kolbenlaufbahn gehont werden. 3 shows one in the cylinder wall 5 introduced Homogenisierungsblende 6 in cross section. In the illustrated embodiment, this has the outlet opening 17 two wall thicknesses 15 . 16 on, with the first wall thickness 15 the wall thickness of the cylinder wall 5 corresponds and the second wall thickness 16 one to the inlet 2 ( 1 ) facing, graded Homogenisierungsblende 6 forms. In further embodiments, the homogenizing diaphragms 6 with respect to the alignment along the thickness of the cylinder wall 5 be configured conical. For the representation of the homogenizing diaphragms 6 in the cylinder wall 5 this can be formed from sheet metal, such as stainless steel sheet or ceramic, wherein the Homogenisierungsblenden 6 be introduced in the flat state of the sheet, for example, by machining, by erosion, drilling or by means of a laser and the cylinder wall 5 then rolled, welded and honed to form the piston barrel.

Der Durchmesser der Austrittsöffnungen 17 richtet sich nach den Erfordernissen an die Homogenisierung der verwendeten Emulsion. Vorteilhafte Durchflussflächen der Austrittsöffnungen 17 liegen beispielsweise zwischen 0,005 und 15 mm2. Die Wandstärke 16 gestufter Homogenisierungsblenden 6 kann zwischen 1 und 3 mm betragen. Der Querschnitt 13 des Zulaufs 2 (1) wird in vorteilhafter Weise sehr groß gegenüber der aufsummierten Querschnittsflächen aller Austrittsöffnungen 17 der Homogenisierungsblenden 6 (1) eingestellt und beträgt in vorteilhafter Weise 5 mm bis 30 cm. Der Verarbeitungsdruck kann im Zulauf 2 (1) wenige bar bis 2000 bar betragen.The diameter of the outlet openings 17 depends on the requirements of the homogenization of the emulsion used. Advantageous flow areas of the outlet openings 17 lie for example, between 0.005 and 15 mm 2 . The wall thickness 16 stepped Homogenisierungsblenden 6 can be between 1 and 3 mm. The cross section 13 of the inlet 2 ( 1 ) is advantageously very large compared to the summed cross-sectional areas of all outlet openings 17 the Homogenisierungsblenden 6 ( 1 ) and is advantageously 5 mm to 30 cm. The processing pressure may be in the inlet 2 ( 1 ) bar to 2000 bar.

11
Vorrichtungcontraption
22
ZulaufIntake
33
Ablaufprocedure
44
Hohlzylinderhollow cylinder
55
Zylinderwandungcylinder
66
HomogenisierungsblendeHomogenisierungsblende
77
Kolbenpiston
88th
Pfeilarrow
99
Pfeilarrow
1010
Energiespeicherenergy storage
1111
Widerlagerabutment
1313
Querschnittcross-section
1414
Querschnittcross-section
1515
WandstärkeWall thickness
1616
WandstärkeWall thickness
1717
Austrittsöffnungoutlet opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19856604 A1 [0004] - DE 19856604 A1 [0004]

Claims (15)

Vorrichtung (1) zur Homogenisierung von Emulsionen mit einem druckbeaufschlagten Zulauf (2) einer Rohemulsion und einem Ablauf (3) der homogenisierten Emulsion sowie zumindest einer Homogenisierungsöffnung, durch die die Rohemulsion unter Druck gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Homogenisierungsöffnung durch eine Mehrzahl von Homogenisierungsblenden (6) gebildet ist, deren zwischen Zulauf (2) und Ablauf (3) wirksame Anzahl abhängig vom Volumenstrom der Rohemulsion im Zulauf (2) ist.Contraption ( 1 ) for the homogenization of emulsions with a pressurized feed ( 2 ) a crude emulsion and a process ( 3 ) of the homogenized emulsion and at least one homogenization opening through which the crude emulsion is pressed under pressure, characterized in that the at least one homogenization opening is formed by a plurality of homogenizing diaphragms ( 6 ) is formed, whose between feed ( 2 ) and expiration ( 3 ) effective number depending on the volume flow of the crude emulsion in the feed ( 2 ). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung wirksamer Homogenisierungsblenden (6) zwischen Zulauf (2) und Ablauf (3) selbstregelnd ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a circuit of effective Homogenisierungsblenden ( 6 ) between inlet ( 2 ) and expiration ( 3 ) is self-regulating. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierungsblenden (6) längsverteilt in einer Zylinderwandung (5) eines Hohlzylinders (4) angeordnet sind und von einem axial in dem Hohlzylinder (4) verlagerbaren, abhängig von einem Druck der Rohemulsion axial im Hohlzylinder (4) verlagerten Kolben (7) freigeschaltet werden.Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the homogenizing diaphragms ( 6 ) longitudinally distributed in a cylinder wall ( 5 ) of a hollow cylinder ( 4 ) are arranged and by an axially in the hollow cylinder ( 4 ), depending on a pressure of the crude emulsion axially in the hollow cylinder ( 4 ) displaced piston ( 7 ) are unlocked. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) von der Rohemulsion stirnseitig druckbeaufschlagt wird und entgegen der Wirkung des Drucks elastisch abgestützt ist.Contraption ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the piston ( 7 ) is pressurized end face of the raw emulsion and is elastically supported against the action of the pressure. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mittels eines Energiespeichers (10) an einem Widerlager (11) abgestützt ist.Contraption ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the piston ( 7 ) by means of an energy store ( 10 ) on an abutment ( 11 ) is supported. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (11) axial verlagerbar ist.Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the abutment ( 11 ) is axially displaceable. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Kolbens (7) mittels einer dem Druck der Emulsion entgegenwirkenden Verlagerungseinheit abhängig von einem im Zulauf (2) ermittelten Druck geregelt wird.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the position of the piston ( 7 ) by means of a pressure unit of the emulsion counteracting displacement unit depending on a in the inlet ( 2 ) determined pressure is regulated. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (2) und der Kolben (7) koaxial zueinander angeordnet sind.Contraption ( 1 ) according to one of claims 3 to 7, characterized in that the feed ( 2 ) and the piston ( 7 ) are arranged coaxially with each other. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (3) radial außerhalb des Hohlzylinders (4) um diesen angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 3 to 8, characterized in that the sequence ( 3 ) radially outside the hollow cylinder ( 4 ) is arranged around this. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierungsblenden (6) bezüglich ihres Querschnitts stufenförmig mit einer der dem Zulauf (2) zugewandten größeren und dem Ablauf (3) zugewandten kleineren Durchtrittsquerschnitt ausgebildet sind.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the homogenizing diaphragms ( 6 ) with respect to its cross-section stepped with one of the inlet ( 2 ) facing larger and the process ( 3 ) facing smaller passage cross-section are formed. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) an der Zylinderwandung (5) abgedichtet ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 3 to 10, characterized in that the piston ( 7 ) on the cylinder wall ( 5 ) is sealed. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) gegenüber dem Zulauf (2) abgedichtet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the piston ( 7 ) opposite the inlet ( 2 ) is sealed. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) gegenüber dem Ablauf (3) abgedichtet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the piston ( 7 ) compared to the process ( 3 ) is sealed. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Homogenisierungsblende mittels eines von einer Steuerung gesteuerten Ventils geöffnet und geschlossen wird.Contraption ( 1 ) according to one of claims 2 to 13, characterized in that the at least one homogenizing diaphragm is opened and closed by means of a valve controlled by a control. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Anzahl wirksamer Homogenisierungsblenden (6) unter Regelung auf einen konstanten Druck der Rohemulsion erfolgt.Contraption ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the control of the number of effective homogenizing diaphragms ( 6 ) under control to a constant pressure of the crude emulsion.
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