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Einrichtung zum Freihalten der Strömungsbahnen in einer Zentrifuge
von Ablagerungen Es war bisher im Molkereigewerbe üblich, vor dem Pasteurisieren
die Milch abzurahmen oder den Rahm zu konzentrieren. Um beim Schleudern der Milch
ein zufriedenstellendes Resultat zu erzielen, mußte jedoch die Milch oder der Rahm
vorher auf einer Temperatur von etwa 55° C erhitzt werden. Da es aber nicht zweckmäßig
ist, unmittelbar nach dem Schleudern zu pasteurisieren, war hiermit ein Wärmeverlust
verbunden. Um diesen zu vermeiden, hat man die Milch im kalten Zustand, d. h. bei
einer Temperatur zwischen (? und 20° C geschleudert. Um aber ein ebenso gutes Ausschleudern
bzw. Abtrennen des Rahms von der Magermilch zu erhalten wie bei der üblichen höheren
Temperatur, -mußte der Durchsatz durch die Zentrifuge um beispielsweise die Hälfte
vermindert werden. Es sind auch besondere. »Kaltmilchzentrifugen« konstruiert worden,
die gekennzeichnet sind durch einen größeren Durchmessender Einsatzteller, durch
Milchführungslöcher, die roden Einsatztellern radial weiter außen angeordnet sind,
oder durch dickere Abstandstücke als bei gewöhn#lphen Zentrifugen. Trotz dieser
Maßnahmen war man: gezwungen, während des. Ausschleuderns die Drücke in der Zentrifuge
(der hermetisch abgeschlossenen ..4äuart) durch Ventile ständig zu regeln: Diese
Arbeitsweise hatte ihrerseits zur Folge, daß man sich damit abfinden mußte, daß
der aus der Zentrifuge, kommende Rahm- allmählich immer dünner wurde,-weil die Strömungsbahnen
in der Schleudertrommel.sowie in deren Ein- und Auslässen durch Ablagerungen konzentrierten
Rahms verstopft waren:-, =I.ngedes'sdn= =ikar es nötig, das Ausschleudern von Zeit
zu Zeit zu unterbrechen, um die Milchzentrifuge durchzuspülen.
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Von erheblicher Bedeutung für die frühere Technik war auch der Umstand,
daß es bekannt war, Flüssigkeiten in Verbindung mit dem Ausschleudern in Zentrifugen
durch Ultraschall zu behandeln, wobei im Inneren des Rotors ein freier Flüssigkeitsspiegel
aufrechterhalten wurde. Bei der Behandlung -des Schleudergutes in der Schleudertrommel
durch Ultraschall traten jedoch Konstruktionsprobleme auf, da es schwierig war,
den Vibrator in einfacher Weise im Inneren der Schleudertrommel anzuordnen. Die
Probleme, welche diese Ultraschallbehandlung lösen sollten, standen jedoch neben
dem Problem, welches der Erfindung zugrunde liegt, die sich auf eine Einrichtung
bezieht, welche dazu dienen soll, -die Strö=-tnungsbahnen in der Milchzentrifuge
frei von Ablagerungen zu halten. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß sie in einem Einlaß oder Auslaß, der hermetisch an die Schleudertrommel
angeschlossen ist, periodische Druckschwankungen erzeugt. Durch die hermetische
Verbindung zwischen der Schleudertrommel und dem betreffenden Einlaß oder Auslaß
werden die in diesen erzeugten Druckstöße wirksam durch die Flüssigkeit hindurch
in das Innere der Schleudertrommel übertragen, so daß die dort gebildeten Ablagerungen
gelöst werden. Auf diese Weise kann die Zentrifuge lange in Betrieb gehalten werden,
ohne daß es wie sonst nötig wäre, sie zu reinigen. Beim Abrahmen der Milch, insbesondere
von kalter Milch, in einer Zentrifuge mit hermetisch geschlossenen Ein- und Auslässen
werden die periodischen Druckschwankungen vorzugsweise in dem Auslaß für die abgerahmte
Milch erzeugt, da auf diese Weise die Beständigkeit des Fettgehaltes des ausgeschleuderten
Rahms am wenigsten beeinträchtigt wird.
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Andere Beispiele für Flüssigkeiten, für welche die Erfindung von Bedeutung
ist, sind paraffinhaltige Mineralöle sowie Kautschuklatex.
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Im Prinzip kann die Einrichtung auf verschiedene Weise ausgebildet
sein und beispielsweise aus einem Variator mit zeitweise gedrosselter Öffnung bestehen,
der durch einen Motor oder durch eine Flüssigkeitssäule bzw. -strömung angetrieben
wird. Im letzteren Fall--wird vorzugsweise ein Teil der Flüssigkeit abgezweigt,
was den Vorteil hat, daß kein besonderer Motor erforderlich ist.
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Die Erfindung ist ausführlich erklärt, wobei auf die Zeichnung Bezug
genommen ist, welche als Beispiele zwei Ausführungsformen einer periodische Druckschwankungen
erzeugenden Einrichtung darstellt. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1,
teilweise im Schnitt, einen von einem Motor angetriebenen Variator mit zeitweise
gedrosselter Öffnung und Fig.2 im Schnitt einen Variator, der durch eine Flüssigkeitsströmung
betätigt wird.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 das Variatorgehäuse mit einem darauf aufgeschraubten
Deckel 2. Das Gehäuse 1 weist einen Einlaß 3 und einen Auslaß 4 für die Flüssigkeit
auf. Zwischen den Teilen 1 und 2 ist eine Gummimembran 5 eingeklemmt, welche das
Innere des Variators in einen oberen Raum 6 und einen unteren Raum 7 unterteilt.
Das obere Ende des Auslasses 4 bildet eine Öffnung 8, welche gedrosselt wird, sobald
die Membran nach unten gedrückt wird. An dem Deckel 2 ist ein Rohr 9 angeschlossen,
das mit einem nicht dargestellten Druckimpulserzeuger in Verbindung steht. Der Raum
6, das Rohr 9 und der Druckimpulserzeuger können mit einer Flüssigkeit oder mit
einem Gas angefüllt sein. Während der Arbeit der Zentrifuge bewegt sich die Membran
5 auf die Öffnung 8 zu oder von derselben weg. Die Öffnung 8 wird dadurch periodisch
gedrosselt, wodurch in der Flüssigkeit, die durch die Rohre 3 und 4 hindurch zur
Schleudertrommel fließt bzw. von dieser abströmt, Druckstöße erzeugt werden.
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Fig. 2 zeigt ein Variatorgehäuse 10 mit einem Einlaß 11 und einem
Auslaß 12 für die Flüssigkeit. Zwei Kolben 14 und 15 sind durch eine Stange 13 miteinander
verbunden und bewegen sich in zylindrischen Kammern im Inneren des Variatorgehäuses
10 hin und her. In der in Fig.2 dargestellten Lage der Kolben 14 und 15 fließt Flüssigkeit
zur Schleudertrommel bzw. von derselben, und zwar direkt vom Einlaß 11 zum Auslaß
12. Weiterhin fließt die Flüssigkeit vom Einlaß 11 durch einen Kanal 16 teilweise
in die Kammer 17 rechts vom Kolben 14 durch eine Öffnung 18 hindurch, teilweise
in die Kammer 19 links vom Kolben 14 durch eine Öffnung 20 hindurch. Die Öffnung
20 kann durch eine Stellschraube 21 gedrosselt werden.
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Es soll angenommen werden, daß in den Kammern 17 und 19 ein Druck
von der gleichen Größe aufgebaut wird, wie er im Einlaß 11 herrscht. In der Kammer
19 erfolgt dies mit einer gewissen Verzögerung, die durch die Drosselschraube 21
eingestellt wird. Infolge der freien Strömung vom Einlaß 11 zum Auslaß 12 wird der
Druck rechts vom Kolben 15 nie so hoch sein wie in den Kammern 17 und 19. Wenn der
Druck in den letzteren beiden Kammern genügend zugenommen hat, wird das Kolbenaggregat
13-14-15 nach rechts verschoben, so daß die Verbindung zwischen den Rohren 11 und
12 durch den Kolben 15 gesperrt wird, wohingegen zwischen der Kammer 19 und dem
Auslaß 12 eine Verbindung zustande kommt, und zwar mittels eines Kanals 22. Nachdem
die Verbindung zwischen dem Einlaß 1i und dem Auslaß 12 für eine gewisse Zeit geschlossen
war, ist der Druck rechts vom Kolben 15 sowie der Druck in der Kammer 19 so weit
gesunken, daß das Kolbenaggregat 13-14-15 durch den in der Kammer 17 herrschenden
Druck nach links verschoben wird, beispielsweise in die in Fig.2 dargestellte Stellung.
Auf diese Weise werden also in der Flüssigkeitsströmung durch den Einlaß 11 und
den Auslaß 12 hindurch aufeinanderfolgende Druckstöße erzeugt, deren Frequenz durch
die Schraube 21 eingestellt wird.
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Beim Ausschleudern von Milch bei normaler Abrahmtemperatur von 55°
C und bei normalem Durchsatz kann im Rahm ein Fettgehalt von 40 bis 50°/o, j e sogar
bis zu 601/o erzielt werden. Wird jedoch kalte Milch in der Zentrifuge behandelt,
dann wird im Rahm ein Fettgehalt von höchstens 35°/o erzielt, selbst wenn der Durchsatz
um die Hälfte vermindert wird. Versucht man beim Kaltausschleudern einen höheren
Fettgehalt zu erzielen, so kann es zu einer Verstopfung der Milchzentrifuge kommen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten
Einrichtung doch wieder ein Fettgehalt von 40 bis 5011/o erzielt werden kann, selbst
wenn das Ausschleudern bei Temperaturen zwischen 0- und 20° C durchgeführt wird.
Als Beispiel sei angeführt, daß bei einem Druck auf die ablaufende abgerahmte Milch
von 1 bis 2 kg/cm2 die Strömungsbahnen in der Milchzentrifuge sauber gehalten werden,
beispielsweise durch einen Druckstoß oder noch weniger je Sekunde, wobei die Druckschwankungen
sich auf etwa 0-,1 kg/cm2 belaufen können. Es hat sich auch gezeigt, daß diese Druckschwankungen
nicht während des ganzen Ausschleudervorganges erzeugt zu werden brauchen; es genügt,
wenn diese von Zeit zu Zeit auftreten. Beim Ausschleudern von Milch können Druckschwankungsperioden
von 20 bis 30 Sekunden Dauer abwechseln mit Perioden von 3 bis 4 Minuten Dauer,
die von allen Druckschwankungen frei sind. Das An- und Abstellen des Flüssigkeitsdruckstoßgenerators
kann durch eine automatisch arbeitende Vorrichtung erfolgen. Infolge der niedrigen
Frequenz der Druckstöße und ihrer absatzweisen Erzeugung ist der Kraftbedarf zum
Freihalten der Zentrifuge von Ablagerungen gering. Der zulässige Frequenzbereich
umfaßt etwa 0,1 bis 10 Druckstöße je Sekunde, und zwar muß die Amplitude der Druckstöße
um so größer sein, je niedriger die Frequenz ist.