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Vorrichtung zur Probeentnahme von Milch zur Bestimmung des Fettgehaltes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Probeentnahme von Milch zur
Bestimmung des Fettgehaltes mit einem fest in dem Annahmebehälter angeordneten Meßrohr,
in dem gleitfähig ein Innenrohr vorgesehen ist, welche Rohre nahe dem unteren Ende
Öffnungen aufweisen, die miteinander zusammenwirken.
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Bei Molkereibetrieben tritt das Problem auf, sowohl den Fettgehalt
der Einzelanlieferungen als auch des gesamten Anlieferungsvolumens pro Tag festzustellen.
Hierzu ist es erforderlich, von jeder eingehenden Milchmenge eine in einem festliegenden
Verhältnis proportionale Probemenge in ein besonderes Gefäß abzuzweigen und den
Inhalt des Gefäßes im Anschluß an die Milchannahme auf seinen Fettgehalt zu untersuchen.
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Es sind bereits Vorrichtungen zur Probeentnahme von Milch bekanntgeworden,
welche kontinuierlich oder portionsweise bestimmte Tropfmengen aus den Milchleitungen
oder Behältern abziehen. Diese Vorrichtungen sind zumeist mit einer durch Vakuum
betätigten Saugeinrichtung ausgerüstet oder stellen einfache, in der Druckleitung
von Milchpumpen montierte Abzweigungen mit Tropfhähnen dar. Fast immer arbeiten
sie intermittierend, indem aus dem Milchstrom in bestimmten Zeitabständen kleine
Probemengen entnommen werden. Bei anderen Vorrichtungen werden aus der Milch eines
jeden Lieferanten automatisch gleich große Probemengen entnommen, so daß wohl eine
Einzelfettgehaltsbestimmung möglich ist, die jedoch nur über umständliche Rechenverfahren
zur Ermittlung des gesamten Fetteinganges der Anlieferungsmilch führen kann.
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Die wesentlichste Voraussetzung für die Durchschnitts-Probeentnahme
beruht in der absoluten Verhältnisgleichheit der jeweils abgenommenen Probemenge
zur Bezugmenge und weiterhin in der stetigen Entnahme der Probemenge aus den jeweiligen
Bezugmengen der angelieferten Milch. Wird beispielsweise die Probemenge auf 1 cm3
je angeliefertes Kilogramm festgelegt, so müssen von einer Bezugmenge der Lieferantenmilch,
die beispielsweise 15 kg umfaßt, 15 cm3 und von einer Lieferantenmilchmenge, die
80 kg umfaßt, 80 cm3 für die Durchschnittsprobe entnommen werden. Nur durch adäquate
Probeentnahmemengen kann also mit Sicherheit der Durchschnitts-Fettgehalt einer
täglichen Milchannahme bestimmt werden.
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Die sich damit ergebende Aufgabe, eine automatische Einstellung und
Entnahme der Probemenge in einem vorbestimmten Verhältnis zum Füllungsgrad des Annahmebehälters
hat man auf verschiedene
Weise zu lösen versucht. So ist es bekanntgeworden, Vorrichtungen
zur anteilmäßigen Entnahme von Durchschnittsproben aus einem Wiegebehälter mit einem
kommunizierenden rohrförmigen Probebehälter auszurüsten, der ein Bodenventil aufweist
und der an einer Außenwand des Wiegebehälters angeordnet sowie über eine Verbindungsleitung
mit einem Absperrventil mit dem genannten Wiegebehälter verbunden ist. Zur Probeentnahme
ist dann jeweils das in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Behältern befindliche
Ventil über eine entsprechende Steuervorrichtung zu betätigen. Diese bekannten Vorrichtungen
haben den erheblichen Nachteil, daß sie baulich verhältnismäßig aufwendig sowie
schwer zu reinigen sind und daß sie außerdem eine Steuereinrichtung benötigen, um
das Absperrventil in dem Verbindungskanal in Abhängigkeit von der Betätigung des
Auslaufventils des Wiegebehälters zu öffnen und zu schließen. Um bei diesen bekannten
Vorrichtungen die Probemengen in verschiedenen Höhenlagen der im Behälter befindlichen
Milch entnehmen zu können, hat man den Probebehälter durch eine Vielzahl von über
seine Höhe verteilten, mit Absperrventilen versehenen Verbindungskanälen mit dem
Innenraum des Wiegebehälters verbunden und alle Absperrventile durch die Steuervorrichtung
gleichzeitig betätigt.
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Diese Ausbildung der Vorrichtung führt zu einem vermehrten baulichen
Aufwand und damit zu einer Vergrößerung der Störanfälligkeit.
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Es sind weiterhin Vorrichtungen zur Probeentnahme von Milch bekanntgeworden,
bei denen das Proberohr fest in der Wanne einer Milchwaage außerhalb eines mittigen
Auslaßventils eingebaut ist und zur Aufnahme eines Innenrohres dient. Hierbei sind
Meß- und Innenrohr mit übereinanderliegenden Einlauföffnungen ausgerüstet, die durch
gegenseitiges Verdrehen der Rohre verschlossen werden können,
wenn
die Probe aus dem Meßrohr entnommen werden soll.
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Auch diese bekannte Anordnung des Proberohres ist konstruktiv aufwendig,
da der Wannenboden neben der Ventilöffnung eine zweite Öffnung aufweisen muß, die
mit einer einwandfreien Abdichtung und besonderen Halterung für das Proberohr auszurüsten
ist.
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Abgesehen von den konstruktiven Nachteilen, die bei allen bekannten
Probeentnahmevorrichtungen in Kauf zu nehmen sind, ist es mit den bekannten Einrichtungen
nicht möglich, exakte Meßergebnisse zu erzielen. Es hat sich gezeigt, daß die außermittige
Anordnung der Proberohre zu Ungenauigkeiten führt, da die Durchmischung der in die
Wanne eingefüllten Milch ausschließlich durch den Einschüttvorgang zustande kommt.
Genaue Messungen haben hierbei gezeigt, daß die beste Durchmischung im mittleren
Teil der Wanne, also in Nähe des Auslaßventils vorliegt.
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Die größten Durchmischungsdifferenzen sind an den Seiten der Wanne
festgestellt worden, also in dem Bereich, in dem die bekannten Proberohre angeordnet
sind.
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Bei Proberohren mit übereinander angeordneten Zuströmöffnungen tritt
eine weitere Ungenauigkeit dadurch ein, daß die in Höhe des jeweiligen Milchspiegels
befindlichen Öffnungen der bewegten Milchoberfläche ausgesetzt sind. Je nachdem,
ob sich im Zeitpunkt des Verschließens des Proberohres ein Wellenberg oder Wellental
in dem Bereich des Proberohres befindet, wird das Rohr mehr oder weniger gefüllt.
Diese Meßungenauigkeiten nehmen bei den bekannten Entnahmevorrichtungen bei kleinen
Einwaagen erhebliche Werte an.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur Probeentnahme
von Milch zu schaffen, die sich gegenüber dem Bekannten durch besondere Einfachheit
in der Konstruktion auszeichnet, leichte Säuberung erlaubt und mit der es möglich
ist, auch bei kleinsten Annahmemengen eine diesen Mengen proportionale Probemenge
zu entnehmen.
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Zur Lösung vorstehender Aufgabe geht die Erfindung von einer eingangs
beschriebenen Vorrichtung aus und kennzeichnet sich dadurch, daß das Meßrohr auf
der Ventilplatte im Boden des Behälters angeordnet ist.
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Durch die neuartige Ausbildung der Vorrichtung werden Fehlerquellen
weitgehend vermieden. Das Meßrohr ist nunmehr nahe der Mitte oder im Zentrum des
Behälters, und zwar in der Mitte der Ventilplatte, also an der tiefsten Stelle des
Behälters angeordnet, so daß auch bei kleinen Einwaagen entsprechende proportionale
Probemengen zu entnehmen sind. Außerdem ist das Rohr in dem Bereich vorgesehen,
in dem die besten Durchmischungsverhältnisse auftreten. Es genügt bei dieser Anordnung
des Rohres, am unteren Ende Eintrittsöffnungen für die Milch vorzusehen, so daß
auf übereinander angeordnete Einlauföffnungen, die zu den vorgenannten Nachteilen
führen, verzichtet werden kann.
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Zweckmäßig ist es, daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
das Innenrohr mit dem feststehenden Meßrohr durch eine Mitnehmereinrichtung verbunden
ist, die den Hub des Innenrohres im Meßrohr begrenzt, so daß bei weiterem Anheben
des Innenrohres das Meßrohr und die fest mit ihm verbundene Bodenventilplatte ebenfalls
angehoben werden.
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Durch vorgenannte Ausbildung wird eine besonders einfache Betätigung
sowohl der Probeentnahmevorrichtung als auch des Bodenventils erreicht, da lediglich
eine einfache Hubbewegung durchzuführen ist, die zu der vorgenannten Betätigungsfolge
führt.
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Um bei geschlossenem Bodenventil einen Abfluß der in das Meßrohr
gelangenden Milch zu verhindern, anderseits aber während des Öffnens der Bodenventilplatte
auch die Probemenge entnehmen zu können, ist nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal
der Erfindung vorgesehen, daß das Fußende des Innenrohres eine Ablaufbohrung enthält,
die in der tiefsten Stellung des Innenrohres durch die dichte Anlage von dessen
Fußende im Boden des Sammelbehälters verschlossen ist, während sie sich beim Anheben
des Innen rohres öffnet und den Meßinhalt in eine Leitung fließen läßt, die ihn
einer Prüfeinrichtung zuführt.
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Sofern der Boden des Sammelbehälters geneigt, etwa konisch ausgebildet
ist, damit zum Ventil ein Gefälle vorliegt, ist auch der Boden des Innenrohres der
Entnahmevorrichtung zur Erzielung einer der Behälterfüllung proportionalen Menge
in der Weise konisch gestaltet, daß in jeder waagerechten Schnittebene das Verhältnis
der Querschnitte des Sammelbehälters und des Innenrohres gleich dem vorbestimmten
Verhältnis der gesamten Flüssigkeitsmenge zu der gewünschten Probemenge ist. Hierbei
empfiehlt es sich, bei konisch ausgeführtem Boden des Sammelbehälters den unteren,
im Bereich des Gefälles liegenden Teil des Innenrohres mit einem zylindrischen freien
Innenraum zu versehen, dessen Durchmesser in einem bestimmten Verhältnis gegenüber
dem Hauptrohrdurchmesser verkleinert ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
die zwei senkrechte Axialschnitte durch eine neuartig ausgebildete Probeentnahmevorrichtung
wiedergibt.
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F i g. 1 zeigt den Sammelbehälter mit geschlossener Bodenventilplatte
und mit dem Innenrohr in seiner tiefsten Stellung relativ zum Meßrohr; Fig. 2 zeigt
den Mittelteil der Vorrichtung bei angehobenem Innenrohr in dem Augenblick, da ein
weiteres Anheben des Innerohres auch das Meßrohr und damit die mit ihm fest verbundene
Bodenventilplatte anheben und den Sammelbehälter nach unten öffnen wird.
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In den Zeichnungen bezeichnet 1 den Sammelbehälter, in den die Milch
bei der Ablieferung in der Molkerei geschüttet wird. Die Bodenventilplatte2 des
Ablaufventils des Behälters 1 sitzt dabei dicht auf ihrem Ventilsitz 3, so daß keine
Milch aus dem Behälter abfließen kann. Die Bodenplatte 2 trägt unten einen rohrförmigen
Fortsatz, der in einer Bohrung 4 des Gestells senkrecht geführt ist.
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Auf der Bodenventilplatte 2 sitzt, vorzugsweise in ihrer Mitte und
fest mit ihr verbunden, ein senkrechtes Meßrohr 5, das an seinem unteren Ende durch
ein oder mehrere Löcher 6 mit dem Hauptraum des Sammelbehälters in Verbindung steht.
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In dem feststehenden Meßrohr5 ist ein gut passendes Innenrohr 7 gleitfähig
geführt. Sein Fußende 8 ist ein Vollkörper, dessen zylindrische Außenfläche die
ganze Fortsetzung der Außenfläche des Innenrohres ist. An diesen zylindrischen Teil
des Fußendes schließt sich ein gewölbter oder auch kegeliger Teil an, der in einer
zugehörigen Hohlform der Bodenventilplatte 2 dicht schließend anliegt, wenn das
Innenrohr
7 gegenüber dem Meßrohr 5 seine tiefste Stellung einnimmt (F i g. 1). Das massive
Fußende 8 des Innenrohres zeigt eine schräge Bohrung 9, die in seiner tiefsten Stellung
durch die dichte Anlage des Fußendes in der Hohlform der Bodenventilplatte verschlossen
wird. Entsprechend den Verbindungslöchern 6 im Meßrohr 5 hat auch das Innenrohr
7 Bodenlöcher, durch die bei tiefster Stellung des Innenrohres dessen Hohlraum mit
dem Füllraum des Sammelbehälters in Verbindung steht. Oben ist das Innenrohr 7 entweder
offen oder mit einem abschraubbaren Deckel versehen, der Luftlöcher besitzt.
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Wenn man die zu untersuchende Flüssigkeit, z. B.
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Milch, in den Behälter 1 einschüttet, so wird der Flüssigkeitsspiegel
im Innenrohr nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren dieselbe Höhe h einnehmen
wie im Sammelbehälter selbst.
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Meßrohr bzw. Innenrohr und Sammelbehälter sind in ihren Maßen so
aufeinander abgestimmt, daß ihre Querschnitte sich verhalten, wie die zu entnehmende
Probemenge sich zu der Gesamtmenge der eingeschütteten Flüssigkeit verhält, beispielsweise
also 1 : 1000, wenn je kg Anlieferungsgewicht 1 cm3 als Probe entnommen werden soll.
Ist beispielsweise für den Fall eines zylindrischen Sammelbehälters der innere Durchmesser
des Innenrohres d und der Innendurchmesser des Sammelbehälters D, so ist bei gleichem
Flüssigkeitsstand h das Verhältnis der Mengen durch das Verhältnis der Querschnitte
gegeben, so daß also d2 : D2= 1 1000.
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Fehler durch Nichtberücksichtigung der Wichte der Milch, der Wandstärken
von Meß- und Innenrohr und der Bodenrundung im Sammelbehälter sind vernachlässigbar
klein und heben einander auch teilweise auf.
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Unter der Voraussetzung des Probemengenverhältnisses 1 : 1000 erhält
man somit bei gegebenem Durchmesser D des Sammelbehälters 1 für das Innenrohr einen
erforderlichen Durchmesser da 0010, das heißt d 0,03 D.