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Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr des Schaumdämpfungsmittels in
Gär-, insbesondere Verhefungsbottichen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Zufuhr des Schaumdämpfungsmittels in Gär-, ins besondere Verhefungsbottichen
sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Die Einbringung von Schaumdämpfungsmitteln durch Einhängen sogenannter
Fettöpfe hat sich ebenso wie das fallweise Eintropfen solcher Mittel als völlig
unzweckmäßig erwiesen. Um die namentlich im Verlauf des moderllell Lufthefeverfahrens
entstehenden. oft spontan auftretenden erheblichen Schaummengen unverzüglich, also
gleichsam schon während ihles Entstehens, wieder zu beseitigen und damit einem Überlaufen
des Bottichs vorzubeugen, bedarf es einer ständigen Überwachung der Vorgänge im
Bottich, wobei selbst bei größter Aufmerksamkeit und Sorgfalt die Schaumdämpfungsmittelzugabe
bei den bisher bekannten Entschäumungsmethoden nicht in der Weise beherrschbar ist,
daß sie genau der jeweils entstehenden Schaummenge entsprechen würde.
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Zwecks sicheren Verhinderns eines Überlaufens des Bottichs muß daher
bei den bekannten Verfahren letzthin im immer nit einer Schaumdämpfungsmittelzugabe
gearbeitet werden. die wesentlich größer ist als jene die zur Vernichtung des Schaums
schon vollkommes ausreichen würde. Die diesbezügliche Vergeudung des Schaumdämpfungsmittels
ist aber nicht nur in wirtschaftlicher Beziahung nachteilig sondern bedingt auch
eine übermäßige Anreicherung desselben in der Älaische, was beknontlich den Stoffwechselübergang
wesentlich verschlechtert, die nachherige Separatioil und Filtration erschwert und
nicht zuletzt auch den Geschmack der Hefe beeinträchtigt, Es ist ilun auch bereits
bekannt, die Dosierung des zuzugebenden Schaumdämpfungsmittels in Abhängigkeit von
der jeweiligen Schaumhöhe vorzunchmen, Auch damit ist aber nicht viel gewonnen.
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Bei fortschreitender Gärung erhöht nämlich die höhere Konzentration
an gelösten Stoffen die Zähigkeit der Eösiing, wodurch die Schaumbeständigkeit begünstigt
wird, wobei überdies durch die bei fortschrei teil der Verhefung z unehniende Ilefekonzentration
eine Verfestigung des Schaumgerüstes stattfindet.
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Der zu Beginn der Verhefung auftretende Schaum ist dagegen locker
und weich, so daß zu seiner Zerstörung wesentlich weniger Schaumdämpfungsmittel
erforderlich ist als zur Zerstörung eines gleich großen Volumens zähen Schaums.
Da jedoch die Schaumhöhe nur vom Ausmaß des Schaumvolamens abhängt, nicht aber auch
zur jeweiligen Beschaffenheit des in dem betreffenden Volumen enthaltenenen Schaums
in gesetzmäßiger Beziehung steht, so ist auch mit diesem bekannten Verfahren eine
solche Dosierung des Schaumdämpfungsmittels, daß diese auch der augenblicklichen
Schaumkonsistenz Rechnung tragen wärde, keineswegs erreichbar.
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Es ist ferner auch bekannt, die Schaumdämpfungsmittelzugabe elektrisch
über vom Schaum abgeschiedene Flüssigkeitsmengen zu regeln. Bei dem betreffenden
Verfahren wird ein Teil des entstehenden Schaums in einem mit einen Elektrodenpaar
ausgestatteten Gefäß kondensiert. Steigt der kondensierte Schaum bis zu den Elektroden
an, dann wird über diese ein Stromkreis geschlossen, der das Einfließen von Wasser
in einen mit dem Schaumdämpfungsmittel gefüllten Behälter auslöst, wodurch aus letzterem
eine der zufließenden Wassermenge entsprechende Menge des Schaumdämpfungsmittels
verdrängt wird.
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Auch dieses bekannte Verfahrens ermöglicht aber keineswegs eine der
augenblicklich zuwachsenden Schaummenge proportionale, geschweige denn auch der
augenblicklichen Schaumkonsistenz Rechnung tragende Zugabe des Schaui7?dämpfungsmittels,
weil diese Zugabe nach Schließen des Stromkreises völlig
unabhängig
von der Menge des sodann jeweils im mit den Elektroden versehenen Gefäß befindlichen
kondensierten Schaums und demgemäß auch von den Größen der weiterhin anfallenden
Schauminengen ist. Die Folge davon ist, daß auch bei diesem bekannten Verfahren
letzthin mit einer Schaumdämpfungsmittelzugabe gearbeitet werden muß, die wesentlich
größer ist als jene, die zur Vernichtung des Schaums schon völlig ausreichen würde.
Die bekannte Regelung entspricht eben einer Auf-Zu-Regelung, denn es wird entweder
eine immer gleichbleibende Menge von Schaumdämpfungsmittel zugeführt, oder aber
es findet überhaupt keine Zufuhr statt. Überdies hat sich gezeigt, daß sich bei
diesem bekannten Verfahren ein Schaumaustritt ins Freie kaum vermeiden läßt, da
die Schaumdämpfungsmittelzugabe nicht früh genug einsetzt.
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Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, die Schaumdämpfungsmittelzugabe
über eine direkt in den Gärbottich von oben hineinragende Elektrode zu steuern.
Erreicht der anwachsende Schaum diese Elektrode, dann wird durch ihn ein Stromkreis
geschlossen und dadurch die Zugabe des Schaumdämpfungsmittels bewirkt. Auch in diesem
Falle handelt es sich somit um eine Auf-Zu-Regelung mit den bereits angeführten
Nachteilen.
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Erfindungsgemäß wird eine genaue, d. h. weder über das erforderliche
Maß hinausgehende noch dieses unterschreitende Zufuhr des Schaumdämpfungsmittels
dadurch erzielt, daß die Zufuhr durch Regelimpulse erfolgt, die aus den in dem zuwachsenden
Schaumvolumen augenblicklich enthaltenen Maischmengen abgeleitet werden. Dadurch
ist eine dem augenblicklichen Schaumgewichtszuwachs streng proportionale Zugabe
des Schaumdämpfungsmittels gewährleistet und auch ermöglicht, den Schaum nicht restlos
zu zerstören, sondern die Schaumentwicklung konstant, und zwar in einem vorwählbaren,
ein Überlaufen des Bottichs jedenfalls verhindernden Ausmaß zu halten.
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Wird dabei die aus dem Schaum ausgeschiedene Maische in an sich bekannter
Weise in den Bottich zurückgeführt, dann können die Regelimpulse aus der augenblicklichen
Niveaudifferenz der aus einem Zentrifugalabscheider kontinuierlich abgeschiedenen
und in den Bottich augenblicklich rückfließenden Maischmengen abgeleitet werden.
Die augenblickliche Niveaudifferenz kann dabei als Druckdifferenz gemessen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch so durchführbar, daß
die Regelimpulse von dem der augenblicklich in einem Zentrifugalabscheider abgeschiedenen
Maischemenge zugeordneten Druck des vor dem Zentrifugalabscheider befindlichen Abgas-Schaum-Gemisches
abgeleitet werden. Das betreffende Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
beruht dabei auf folgenden Erkenntnissen und Erfahrungen: Zur Abscheidung der im
Abgas-Schaum-Gemisch enthaltenen Maischemengen wird diesem Gemisch im Zentrifugalabscheider
eine Rotationsbewegung erteilt. Durch die bei der betreffenden Rotationsströmung
auftretenden Zentrifugal kräfte werden die schwereren Maischeteilchen an die Wand
des Zentrifugalabscheiders befördert, von wo sie durch das Maischerücklaufrohr in
den Verhefungsbottich zurückfließen, wogegen die flüssigkeitsfreien Abgase den Zentrifugalabscheider
durch ein zentrales Rohr desselben verlassen, das gleichzeitig einen Teil der Abgasleitung
bildet. In der Rotationsströmung
als solcher treten dabei Beschleunigungen auf, die
Zentrifugalkräfte ergeben, welche die besagte Trennung der flüssigen von den gasförmigen
Teilchen entsprechend den verschiedenen Dichten dieser Teilchen verursachen, da
die Zentrifugalkraft von der Masse abhängt. Die betreffenden Beschleunigungen müssen
hierbei jedenfalls durch einen Druck vor dem Zentrifugalabscheider verursacht werden.
Zahlreiche Versuche haben nun eindeutig ergeben, daß dieser Druck, der zur besagten
Beschleunigung des Abgas-Schaum-Gemisches zwecks Zustandekommens der die Abscheidung
bewirkenden Zentrifugalkräfte erforderlich ist, in bestimmter Beziehung zur im Gemisch
enthaltenen und durch Zentrifugieren abgeschiedenen Maischemenge steht, wobei zwischen
augenblicklich abgeschiedener Maischemenge und zugeordnetem augenblicklichem Druck
Proportionalität gegeben ist.
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Wie nämlich die durchgeführten Versuche auch gezeigt haben, ist die
Gesdhwindigkeitsverteilung innerhalb des Zentrifugalabscheiders weitgehend unabhängig
von der Größe des Schaum- und damit des Maischeanteiles des in den Abscheider gelangenden
Abgas-Schaum-Gemisches. Durch den Schaumanteil wird also die Rotationsströmung als
solche nicht merklich beeinflußt, so daß auch keine diesbezüglichen Beschleunigungsenergien
für übergelagerte Wirbelströmungen erforderlich werden. Die über die für das Beschleunigen
einer schaumfreien Abgasmenge erforderliche Energie hinausgehende, also zusätzlich
aufzubringende Energie hat demgemäß lediglich die Beschleunigung der im Maischeabscheider
augenblicklich befindlichen Maischemenge zu verursachen und bewirkt durch die dadurch
auftretenden Zentrifugalkräfte die Abscheidung der Maische. Die zusätzlich aufzuwendende
Energie ist somit proportional der Masse des Schaumgerüstes und damit der Maischemenge,
so daß auch der augenblickliche Druck des vor dem Zentrifugalabscheider befindlichenAbgas-Schaum-Gemisches
letzthin mit der augenblicklich abgeschiedenen Maischemenge in der bereits erwähnten
gesetzmäßigen Beziehung steht, also letzterer proportional ist, denn, konstant bleibende
Abgasmenge vorausgesetzt, die jeweilige Druckänderung ist eben lediglich von der
jeweiligen gleichzeitigen Änderung der Maischeabscheidung abhängig.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich beispielsweise
gegenüber dem eingangs angeführten bekannten Verfahren, bei welchem die Steuerung
der Schaumdämpfungsmittelzufuhr über eine in den Bottich hineinragende Elektrode
bewirkt wird, folgende, durch Vergleichsversuche festgestellte Vorteile: Bei Durchführung
des Verfahrens mit Steuerung über eine Elektrode wurden je 100 kg zugewachsener
Hefe30 ungefähr 0,35 bis 0,40 kg Schaumdämpfungsmittel benötigt, wogegen beim erfindungsgemäßen
Verfahren für je 100 kg zugewachsener Hefe30 nur ungefähr 0,20 bis 0,25 kg desselben
Schaumdämpfungsmittels erforderlich sind.
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Weiter zeigte sich, daß zur sicheren Verhinderung des Austritts von
Schaum durch die Abgasleitung ins Freie die auf den reinen Flüssigkeitsanteil der
Maische bezogene maximale Füllhöhe bei Steuerung über eine Elektrode wesentlich
niedriger sein muß als bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei Steuerung
über eine Elektrode durfte nämlich bei intensiver Belüftung der Maische infolge
des hohen Blasengehalts derselben die maximale, auf den reinen Flüssigkeitsanteil
bezogene Füllhöhe, vom unteren
Boden des 7 m hohen Gärbottichs weg
gemessen, nur 4,1 m betragen, wogegen bei Benutzung des erfindungsgemäßen N'crfahrcns
eine Füllhöhe von 5,0 m einstellbar ist, Unter sonst gleichen Voraussetzungen verhalten
sich aber die wihrend einem Gätzyklus zuwachsenden Hefemengen wie diese Füllhöben.
Es ergibt sich also, daß bei sonst gleichen Bedingungen die während eines Gärzyklus
zugewachsenen Hefemengen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens um etwa
22% größer sind als bei der bekannten Steuerung über eine Elektrode und daß die
Ersparnis an Schaumdämpfungsmittel, bezogen auf 100 kg zugewachsener Hefen, etwa
40% beträgt wenn an Stelle des bekannten Verfahrens das erfindungsgemäße angewendet
wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung
noch näher erläutert, die drei Ausführungsbeispiele der zur Verfahrensdurchführung
dienen den erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergibt.
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F i g. 1 zeigt in schematischer Weise eine Ausführungsform. bei der
zwecks Umsetzens der der augenblicklichen Niveaudifferenz entsprechenden Druckdifferenz
in Regelimpulse ein mit einer Membran versehener Differenzdruckregler vorgesehen
ist; F i g. 2 gibt einen als Kolbenschieber ausgebildete Differenzdrucklegler im
Axialschnitt wieder: F i g. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, welche
zur Durchführung des Verfahrens unter AusnutzuniJ des Zusammenthanges zwischen augenblicklichem
Druck des Abgas-Schaum-Gemisches und ausgenblickliche ausgeschiedener Maischemenge
geeignet ist.
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In F i g. 1 ist mit a der Gär- bzw. Verhefungsbottich bezeichnet,
in dem ein an sich bekamites, in der Zeichnung nicht dargestelltes Belüftungssystem
für die Maischebelüftung angeordnet ist. In die Abgasleitung a1, b1, ist ein beispielsweise
als Zentrifugalabscheider ausgebildeter Maischeabscheider b eingebaut, der mit dem
Bottich a über Ciii ein unmittelbar über dem Boden desselben mündendes Maischerücklaufrohr
b2 verbunden ist. In den Bottich a und in das Maischerücklaufrohr bo mündet in gleicher
Höhe je ein mit Druckluft speisbares Rohr c bzw. d, wobei die anderen Enden dieser
Druckluftrohre c, d an voneinander getrennte Kammern e1, e2 eines Differenzdruckreglers
e angeschlossen sind. Gemäß F i g. 1 sind die Kammern e1, eO des Differenzdruckreglers
e durch eine Membran e3 voneinander getrennt, die mit einem beispielsweise als Nadelventil
ausgebildeten, zur Dosierung des zuzuführenden Schaumdämpfungsmittels dienenden
Regulierorgan g in impulsabgebender Verbindung steht, und zwar über ein Steuergestänge
e4, j Das dem Maischerücklaufrohr b2 zugeordnete Druckluftrohr d mündet in ersterer
entgegen der Maischerücklaufrichtung ein. Jedes Druckluftrohr c bzw. d ist hierbei
mit der Druckluftquelle zwecks Messung der zugeführten Luftmengen über einen Kleindurchflußmesser
(Kleinrotamesser) e1 bzw. d1 verbunden. In dem vom Maischenbscheider b zum Bottich
cd fürhrenden Maischerücklaufrohr b2 ist eine Flüssigiicitsdrossel bs b2 vorgesehen.
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Der sich während der Gärung bzw. Verhefung im Bottich o entwickelnde
Schaum zieht durch die Abgasleitung a1 zum Maischeabscheider b ab, wo die augenblicklich
im Schauen entilaltene Maischemenge abgeschieden wird. Die hierdurch von der Maische
getrennten, somit flüssigkeitsfreien Abgase vrlassen den Maischeabscheider b über
den Teil b1 der Abgas-
leitung, wogegen die weitgehend entgasten Maischeanteile des
Schaums über die Rücklaufleitung b2 in den Bottich zu zurückfließen, Mittels aLr
in der Maischerücklaufleitang b2 befindlichen Flüssigkeitsdrossel b3 kann die einem
durchschnittlichen Maischerückfluß entsprechende Niveaudifferenz #h (Flüssigkeitshöhe
h + #h im im Rücklaufrohr gegen Flüssigkeitshöhe b im lOottich) lil zweckmäßiger
Weise eitigestellt werden, doch erübrigt sich die Anordnung einer Flüssigkeitsdrossel
dann, wenn schon bei der Wahl der lichten Weite des Maischerücklaufrohres b@ auf
die voraussichtliche durchschnittliche Menge des Maischerückflusses Bedacht genommen,
also die lichte Rohrweite so bemessen wird, daß die dem durchschnittlichen Maisclierüekfiuß
entsprechende Niveaudifferenz J h ein für die durchzuführenden Messungen der augenblicklich
rückfließenden Maischeniengen zweckdienliches Mittelmaß aufweist. Die zur Messung
der in den Bottich a augenblicklich rückfließenden Maischemenge herangezogene Niveaudifferenz
# #h ist dabei, wie schon erwähnt, durch die Höhendifferenz der Flüssigkeitsspiegel
im maischerücklaufrohr b2 und im Bottich a gegeben.
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Die der augenblicklichen Niveaudifferenz und damit auch der augenblicklich
rückfließenden Maischemenge entsprechende Druckdifferenz, die in die Regelung der
zuzuführenden Scliati mdämpfungsmittelmenge auslösende Impulse umzusetzen ist, wird
nun folgendermaßen in den Regelvorgang einbezogen: Es wird einerseite die Füllhöhe
h im Bottich a gemessen, und zwar über eine Druckmessung, da die im Bottich befindliehe
Maische tells mit Gasblasen durchsetzt, teils verschäumt ist. Diese Druckmessung
wird mittels des in den Bottich a Inündenden Druckluftrohres c durchgeführt, das
zu diesem Zweck über den ihm zugeordneten Kleindurchflußmesser c1 so mit Druckluft
gespeist wird, daß diese gerade in die im Bottich befindliche Flüssigkeit einperlt.
Der Druck der in Druckluftrohr c befindlichen Luft entspricht dann dem Gewicht der
über der Rohrmündung befindlichen Flüssigkeitssäule. Er ist, in kg/m2 gemessen,
gleich der Flüssigkeitshöhe Ii (in Metern) mal dem spezifischen Gewicht y (in kg/m2)
der Flüssigkeit. Dieser Druck ist unabhängig davon, in welchem Maße die im Bottich
befindiiche Flüssigkeit belüftet oder verschäumt ist, tind stets gleich der Höhe
h der unbelüfteten und unverschäumten Flüssigkeit mal ihrem spezifischen Gewicht.
Es wird anderseits nun audi die Gesamthöhe h + #h, also der Flüssigkeitsstand im
Rücklaufrohr b2, gemessen, und zwar ebenfalls über eine Druckmessung, die mittels
des Druckluftrohres d erfolgt, das zu diesem Zweck über den ihm zugeordneten Kleindurchflußmesser
d1 gleichfalls so mit Druckluft gespeist wird, daß diese über das entgegen der Maischerücklaufrichtung
einmündende Druckluftrohr d in das Maischerücklaufrohr b3 einperlt. Der Druck der
im Druckluftrohr d befindlichen Luft entspricht dann der Gesamtflüssigkeitshöhe
h + #h im im Maischerücklaufrohr b2, da er gleich ist der Höhe h + #h (in Metern)
mal dem spezifischen Gewicht γ (in kg/m2) der Flüssigkeit. Durch die der Maischerücklaufrichtung
entgegengesetzte Einmündung des Druckluftrohres d wird dabei in besonders genauer
Weise auch die Nivenudifferenz #h mit erfaßt, da die einperlende Druckluft auch
den Staudruck überwinden muß, wodurch die Messung der Gesamthöhe h + #h unabhängig
von der an der Meßstelle llerrschenden Geschwindigkeit ist.
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Die Differenz der im Druckluftrohr d und im Druckluftrohrc solcherart
eingestellten Drücke gibt ein Maß für die im engsten Querschnitt des Maischerücklaufrohres
b2 herrschende Geschwindigkeit der in den Bottich a rückfließenden Maischemenge
und stellt damit auch ein Maß für die Rücklaufmenge dar.
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Je nach der Größe dieser Druckdifferenz wölbt sich die Membran e3
des Differenzdruckreglers e mehr oder weniger aus. Das diesbezügliche Spiel der
Membran e3 wird mittels des Steuergestänges e4, f als Regelimpulsfolge auf das zur
Dosierung des zuzuführenden Schaumdämpfungsmittels dienende Regulierorgan g übertragen.
Die Impulse erfolgen somit in Abhängigkeit von der augenblicklich gemessenen rückfließenden
Maischemenge, die als solche das Maß für die augenblicklich notwendigeDosierung
des Schaumdämpfungsmittels ist.
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An Stelle des Differenzdruckreglers e kann auch der in F i g. 2 dargestellte
Kolbenschieber verwendet werden, der das zur Dosierung des Schaumdämpfungsmittels
dienende Regulierorgan in sich schließt. Die vorliegend über Bohrungen c2, d2 wieder
an die Druckluftrohre c, d (vgl. Fig. 1) angeschlossenen Kammern el, e2 sind hier
durch einen im Kammerngehäuse m verschiebbaren Steuerkolben i voneinander getrennt,
in dessen Kolbenstange 1, ein Querdurchlaß i2 vorgesehen ist, der einen sich in
Stangenlängsrichtung keilartig verjüngenden Querschnitt aufweist. Mittels dieses
Querdurchlasses i2 sind zwei Äste k1, k2 der Zuführungsleitung kl, kgl k4, k2 des
Schauindämpfungsmittels über einen je nach Stellung des Steuerkolbens i verschieden
großen Durchströmquerschnitt miteinander verbindbar. Die Teile k, k4 der Zuführungsleitung
sind dabei durch die Kolbenstange i, umgebende Ringnuten des Kammerngehäuses m gebildet.
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Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung der Einzelteile
steht der Querdurchlaß i2 lediglich mit dem Ast k2 der Zuführungsleitung über den
Leitungsasth-, in Verbindung, denn der sich keilartig verjüngende Querschnitt des
Querdurchlasses greift auf den dem Leitungsast k1 zugeordneten Leitungsteil k6 nicht
über. Wird jedoch der Steuerkolben i und damit die Kolbenstange i, abwärts bewegt,
dann stellt der Querdurchlaß i2 allmählich, und zwar über immer größer werdende
Durchströmquerschnitte, die Verbindung zwischen den Leitungsästen k1 und ko her,
wobei dann jeder Steuerkolbenstellung ein ganz bestimmter Durchströmquerschnitt
entspricht, der die Zugabe des Schaumdämpfungsmittels entsprechend dosiert. Die
mit dem Querdurchlaß i2 versehene Kolbenstange i, des Steuerkolbens i bildet dabei
mit diesem einen Stufenkolben i, i1, der durch eine Schließfeder p belastet ist,
die ihn im Sinne einer Verkleinerung des durch den Querdurchlaß i2 gebildeten Durchströmquerschnitts
zu verstellen trachtet. Zur Einstellung der Vorspannung der Feder ist eine Stellschraube
l1 vorgesehen. Die aus der Zeichnung ersichtliche eine Endstellung des Stufenkolbens
i, il, bei der die Verbindung der beiden Leitungsäste kl, k2 unterbrochen ist, ist
mittels eines verstellbaren Anschlags 12 einstellbar.
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Auf die Oberseite F1 des Stufenkolbens i, il wirkt der in gleicher
Weise wie bei der Ausführung nach F i g. 1 mittels des betreffenden Kleindurchflußmessers
im Druckrohr d eingestellte Druck (StlS h)y, auf die Kolbenunterseite F2 der Druck
h y, wobei y wieder das spezifische Gewicht der Flüssigkeit, also der Maische, bedeutet.
Die Kraft, die den Stufenkolben i, i1 in eine
Offnungsstellung drückt, also in eine
solche Stellung, in der der Querdurchlaß i2 die Leitungsäste k1, k2 miteinander
verbindet, ist gegeben durch
Dieser Kraft hält im Beharrungszustand die Kraft der Schließfederp das Gleichgewicht.
Im Beharrungszustand werden dabei die beiden Leitungssteile k3 und k4 durch den
Querdurchlaß i2 miteinander verbunden, so daß das in den Leitungsast kl eintretende
Schaumdämpfungsmittel über den Leitungsast k2 in den Bottich a fließen kann. In
gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 werden somit zur Regelung
Meßimpulse herangezogen, die von der augenblicklich durch den Maischeabscheider
abgeschiedenen Maische abhängen.
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Darüber hinaus bietet aber die Verwendung des Kolbenschiebers nach
F i g. 2 noch besondere Vorteile.
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Steigt nämlich, und zwar bei gleichbleibender Maischerückflußmenge,
während der Verhefung die Füllhöhe im Bottich a von lt auf H = lt Q h1 (F i g. 1),
dann ist im Maischerücklaufrohr b2 die Flüssigkeitshöhe H+ lll.
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Die den Stufenkolbenin dieÖffnungsstellung drängende Kraft ist nunmehr
also
Es ist somit die den Stufenkolben i, il entgegen der Kraft der Schließfeder p in
die Offnungsstellung bewegende Kraft bei einer Bottichfüllhöhe h + h1 um P2 - P1
= # P = γ F2h1 größer als bei einer Bottichfüllhöhe lt.
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Hieraus folgt aber, daß es durch geeignete Wahl des Verhältnisses
F1: F2 möglich ist, bei höherer Bottichfüllung, bei sonst gleichen Verhältnissen,
eine verstärkte Schaumdämpfungsmittelzugabe sicherzustellen.
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Dadurch wird einem Überschäumen des Bottichs auch bei im Verlauf der
Verhefung größer werdender Bottichfüllung mit Sicherheit vorgebeugt. Die bei der
Rücklaufmenge Null (ilh = 0) durch die Schraube I, eingestellte Vorspannung der
Schließfeder p muß dabei, um Gleichgewicht sicherzustellen, gleich sein P γ
F2 # h kg.
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Soll nun bei einer Füllhöhe h die Schaumdämpfungsmittelzugabe erst
nach einer gewissen Überlaufhöhe #h1 erfolgen, so kann dies in einfacher Weise dadurch
bewirkt werden, daß man der Schließfederp durch entsprechendes Verdrehen der Stellschraube
ll eine Vorspannung r'-y(F,Jh1 + F2/1) kg erteilt.
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Durch die Anordnung der Flüssigkeitsdrossel b3 ist auch die Möglichkeit
gegeben, bei gleicher Maischerücklaufmenge die Rücklaufgeschwindigkeit derselben
und damit die dieser zugeordnete Niveaudifferenz beliebig zu vergrößern. Dadurch
ist auch die zur Auslösung der Regelimpulse herangezogene Druckdifferenz im Sinne
der Erhöhung der Meßgenauigkeit beliebig vergrößerbar. Zusammen mit der einstellbaren
Vorspannung der Schließfeder p kann somit für jede Maischerücklaufmenge die gewünschte
Schaumdämpfungsmittelzugabe
genau eingestellt werden, wodurch in
allen Fällen sparsamste Verwendung des Schaumdämpfungsmittels gewährleistet und
damit auch den mannigfachen Nachteilen einer übermäßigen Zugabe vorgebeugt ist.
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In F i g. 3 die eine zur Verfahrensdurchführung unter Ausnutzung
des Zusammenhanges zwischen augenblicklichem Druck des Abgas-Schaum-Gemisches und
augenblicklich ausgeschiedener Maischemenge bestimmte Vorrichtung wiedergibt, ist
mit a wieder der Gär- bzw. Verhefungsbottich bezeichnet, in dem ein an sich bekanntes,
in der Zeichnung nicht dargestelltes Belüftungssystem für die Maischebelüftung angeordnet
ist. In die Abgasleitung a1, b1 ist der als Zentrifugalabscheider ausgebildete Maischeabscheider
b eingebaut. der mit dem Bottich a über ein Maische-Rücklaufrohr b2 verbunden ist.
Vom Kopf des Bottichs a zweigt ein Rohr r ab, das in eine Kammer e1, eines Druckreglers
e' mündet, wobei diese Kammer ei' durch eine Membran es'begrenzt ist. die mit dem
zur Dosierung des zuzuführenden Schaumdämpfungsmittels dienenden Regulierorgan g
in impulsabgebender Verbindung steht. Die Verbindung ist dabei durch ein Steuergestänge
el, f gegeben. Die zweite, von der Kammer e1' durch die Membran e3' getrennte Kammer
e' des Druckreglers steht über eine im Kammerngehäuse vorgesehene Öffnung e, mit
der freien Atmosphäre in Verbindung.
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Der sich während der Gärung bzw. Verlief flug im Bottich ct entwickelnde
Schaum zieht durch die Abgasleitung al zum Zentrifugalabscheider b ab, wo die augenblicklich
im Abgas-Schaum-Gentisch enthaltene, den eigentlichen Schaumkörper bildende Maischemenge
durch die Zentrifugalkräfte an die Wand des Abscheiders befördert und damit abgeschieden
wird.
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Die von dre Maische befreiten Abgase verlassen den Abscheider b über
den Teil b1 der Abgasleitung, wogegen die weitgehend entgasten Maischeanteile des
Schaums über das Rücklaufrohr b in den Bottich a zurückfließen. Die den augenblicklich
im Zetrifugalabscheider abgeschiedenen Maischemengen zugeordneten augenblicklichen
Drücke des vor dem Abscheider befindlichen Abgas-Schaum-Gemisches werden kontinuierlich
mittels des vom Bottich abzweigenden Rohres r abgegriffen, das übrigens auch von
dem unmittelbar vor dem Zentrifugalabscheider liegenden Abgasleitungsast a1 ausgehen
könnte.
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Der augenblickliche Druck im Rohr r ist solcherart ein Maß für die
zur Abscheidung der augenblicklich im Schaum enthaltenen Maischemenge erforderlichen
Zentrifugalkräfte, und da letztere der Maste und damit der Menge der Maische proportional
sind, so stellt der betreffende Druck auch ein Maß für die abgeschiedene Maischemenge
dar. Je nach der Größe dieses Druckes wölbt sich die Membran e3, des Druckreglers
e' mehr oder weniger aus. Das diesbezügliche Spiel der Membran e2' wird mittels
des Steuergestänges e4, # als Regelimpulsfolge auf das zur Dosierung des zuzuführenden
Schaumdämpfungsmittels dienende Regulierorgan g übertragen.
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Auch in diesem Falle erfolgt also die Regelung der zuzuführenden
Menge des Schaumdämpfungsmittels durch Impulse, die letzthin von der augenblicklich
ausgeschiedenen Maischemenge abhängig sind, doch wird durch den erfindungsgemäß
ausgenutzten Zu-Sammenhang zwischen augenblicklichem Druck des Abgas-Schaum-Gemisches
und augenblicklich abgeschiedener Maischemenge die Verfahrensdurch-
führung wesentlich
erleichtert, wobei auch mit einer einfacheren Vorrichtung das Auslangen gefunden
wird.