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Vorrichtung zum Stabilisieren und Behandeln von FlUssigkeiten, wie
Getränken, z,B. Bier, Wein, Fruchtsäfte und dgl. mit Hilfe von regenerierbaren,
wasserunlöslichen, pulverförmigen oder körnigen Behandlungsmitteln, wie Adsorptionsstoffen,
Ionenaustauschern, z. 3. Nylon, Perlon, Polyvinylpyrrolidon Es ist bereits bekannt,
Flüssigkeiten, besonders Getränke, die Gerb-und Eiweißstoffe enthalten, z. B. Bier,
mit Hilfe von Polyamidpulver oder Polyvinylpyrrolidon und anderen, z. B ionenaustauschenden
Stof fen, zu behandeln. Das Behandlungsmittel wird hierbei pulverförmig oder in
Granulatform der zu stabilisierenden Flüssigkeit3 etwa zusammen mit einem Anschwemmfilterhilfsmittel,
wie Kieselgur, zudosiert und beim normalen Filtrieren wieder aus der rlUssigkeit
herausgenommen. Durch Entfernung der Gerb- bezw. Eiweißstoffe wird hierbei in bekannter
Weise die Stabilität des Getränkes bei der Lagerung wesentlich erhöht, d. h. die
Neigung zu Trübungen ete. verringert oder beseitigt. Allerdings ist die Anwendung
dieses Stabilisierungsverfahrens verhältnismäßig teuer, weil die an sich mögliche
mehrmalige Regenerierung - etwa mit NaOH-Lauge - der verhältnismäßig teuren Behandlungsmittel
nicht ohne weiteres technisch durchführbar ist. Die Behandlungsmittel sind nämlich,
da sie zusammen mit dem Trub und den Filterhilfsmitteln, wie Kieselgur, beim Filtrieren
abgeschieden werden, von Rückständen praktisch nicht mehr trennbar.
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Eine Behandlung der Flüssigkeiten in Bottichen ist ebenfalls sehr
schwierig, weil die Entfernung und Regenerierung des Behandlungsmittels
nur
mit großem Aurwand möglich ist.
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Es ist auch bereits bekannt geworden, solche Dehandlungsstorre im
Inneren von Filtersohichten einzulagern und dort festzuhalten. Derart eingelagerte
Behandlungsmittel können mehrmals regeneriert werden. Die durch neue oder rrisch
regenrierte Filterschichten dieser Art hindurchgeschickte Flüssigkeit wird am stärksten
beeinflußt, während die nach längerer Zeit durchfließende FlUssigkeit nur noch mittelmäßiF
und die gegen Ende der Regenerierungsperiode durchflie-Sende Flüssigkeit nur noch
verhältnismäßig wenig beeinflußt und stabilisiert wird. Um also einen guten Mittelwert
der Stabilisierung zu erhalten, muß die stabilisierte Fltissigkeit zunächst in einem
Behälter chargenweise aurgefangen werden, damit die Stabilisierungsunterschiede
ausgeglichen werden können. Es ist mit solchen Filterschichten also kein völlig
kontinuierliches Arbeiten möglich, weil die Stabilisierungsschärfe während eines
Arbeitsganges abfällt.
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Ein gleichmäßiges Jtabilisierunggebnis kann dagegen durch die erwähnte,
laufende -Zudosage des Stabilisierungsmittels erzielt werden.
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Dabei muß jedoch praktisch auf die Regenerierung verzichtet werden.
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Das Regenerierungsmittel geht entweder zusammen mit dem Filtrationshilfsmittel,
zum Beispiel Kieselgur, verloren oder es wird durch eigene Filter herausgenommen.
Das Regenerieren und Aufbereiten zur Wiederverwendung ist jedoch sehr umständlich
und zeitraubend. Die Filter mUssen geöffnet, das angeschwemmte Mittel entfernt und
zur Dosierung neu aufbereitet werden. Diese Arbeitsgänge sind außerordentlioh zeitraubend
und umständlich und können praktisch nicht verwirklicht werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aurgabe zugrunde, diese Nachteile beim
laufenden Zudosieren von Behandlungsmitteln in den FlUssigkeitsstrom und beim anschließenden
Herausnehmen der Behandlungsmittel
durch ililterelemente zu vermeiden.
Ferner soll sowohl die Regenerierung, als auch die Neudosierung auf möglichst einfache
Weise Hilfe, Auseinandernehmen der Filterelemente erreicht werden. Es soll weiter
eine kontinuierliche, das heißt gleichmä#ige Stabilisierung des Getränkes zustande
kommen und ein besonderer Auffang-und Mischhellilter bei dennoch oftmaliger Regenerierungsmöglichkeit
entfallen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird Oemä3 der Erfindung vorgeschlagen,
daß ein an sich bekannter Anschwemmfilterkessel mit senkrecht im Abstand voneinander
angeordneten Filterelementen oberhalb des Vorratskessels eines an sich bekannten
Gerätes zum Zudosieren von Behandlungsmitteln in die zwn Filterkessel führende Flüssigkeitsleitung
angeordnet ist, daß der Boden des Filterkessels eine Bodenöffnuiig aufweist, die
durch eine von ljand betätigbare oder fernsteuerbare Klappe oder dgl. druckdicht
verschlie#bar ist und daß das Innere des Vorratskessels über eine Umwälzpumpe und
eine Rohrleitung mit dem Inneren des Filterkessels verbunden ist. lit Hilfe des
solchen Apparates lä#t sich zunächst wie üblich im oberen Filterkessel die übliche
Behandlung und eine Herausnahme des Behandlungsmittels erreichen. Das Behandlungsmittel
wird unrnittelbar aus dem unteren meil des Gerätes, nämlich aus dem Vorratsbehälter
über eine an sich bekannte Dosierpumpe unmittelbar der Flüssigkeitsleitung zudosiert,
die ihrerseits zu dem oberen Behälter, nimllch dem Filterkessel, geführt ist. Aus
diesem Filterkessel wird in einer besonderen Leitung das fertig behandelte Bier
weggeführt. Nach der Behandlung bezw. nachdem der Vorratskessel durch das laufende
Zudosieren von Behandlungsmittel leer ist, wird die Regenerierung durchgeführt.
Die Regenerierungslauge wird im Vorratskessel angesetzt bezw. bevorratet und durch
die an die Filterkerzen angeschwemmten Schichten von Behandlungsmittel geführt.
Hierbei wird das Regenerierungsmittel (zum Beispiel NaOH-Lauge) im Kreislalif geführt.
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Es sammelt sich also wieder im Vorratsbehäter und wird erneut nach
oben
und durch die Behandlungsmittelschichten hindurchgedrückt.
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Nach fertiger Regenerierung wird die verbrauchte Regenerterungsflüssigkeit
abgelassen und mit Wasser oder anderen Mitteln in gleicher Weise nachgespült. Der
Vorratsbehälter wird dann wieder entleert, die Bodenklappe geöffnet und die regenerierten
Behandlungsmittel von oben her durch einen Druckluft- oder Wasserstoß von den Filterkerzen
abgetrennt. tJber die Gleitflächen fällt das ganze regenerierte Behandlungsmaterial
dann durch Eigengewicht nach unten in den Vorratsbehälter. Die Bodenklappe wird
wieder geschlossen, der Vorratsbehälter mit Flüssigkeit bis zu einem gewissen Flüssigkeitsstand
ausgefüllt. Daraufhin können die Ventile wieder auf Arbeitsstellung geschaltet werden
und die Dosierung beginnt wieder wie zuvor, so daß der Flüssigkeit wieder laufend
Behandlungsmittel zudosiert wird. Falls erforderlich, ist auch eine Voranschwemmung
durch vorheriges Umpumpen möglich.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß im Inneren des
Filterkessels zur Bodenöffnung hin entsprechend geneigte Gleitflächen vorgesehen
sind, damit die abgetrennten Behandlungsmittel vornehmlich durch Eigengewicht nach
unten in den Vorratskessel gleiten können.
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Außerdem wird vorgeschlagen, daß die Gleitflächen triohterartig ausgebildet
sind.
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Es gehört auch zu der Erfindung, daß als Filterelemente an sich bekannte,
rückspü'lbare Filterkerzen vorgesehen sind.
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Weiter ist es Gegenstand der Erfindung, daß die FilteFkerzen als an
sich bekannte Spaltfiltersäulen ausgebildet sind und aureinandergeschichtete Scheibohen
aufweisen, zwischen denen die Flterspa1tn verbleiben.
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Durch die Erfindung wird auch vorgesohlagen, daß der Vorratskessel
in bekannter Weise ein Rührwerk sowie eine Tür zum Reinigen und Einbringen von Behandlungsmitteln
aufweist.
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Außerdem wird vorgeschlagen, daß sowohl die mit dem Vorratskessel
als auch die mit dem Pilterkessel verbundenen Rohrleitungen an sich bekannte Ventile
aufweisen, die mit Hand oder durch Fernsteuerung umschaltbar ausgebildet sind.
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Jeweils zwei oder drei an einer Verzweigung angeordnete Ventile köhnen
auch als Mehrwegventile ausgebildet sein.
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Durch die Erfindung ist eine gleichbleibende Behandlung und Stabilisierung
der Flt!ssigkeit möglich. Es kennen mehrere Apparate nach einander eingeschaltet
werden, wodurch sich ein völlig kontinuierlichter Behandlungsbetrieb erreichen läßt.
Während in dem einen Apparat die gleichmäßige Behandlung (Stabilisierung) erfolgt,
wird in dem anderen Apparat die Regenerierung durchgeführt. Danach kann umgeschaltet
und in dem ersten Apparat die Regenerierung und im zweiten Apparat die Stabilisierung
erfolgen.
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Bs wird jeweils der FlUssigkeit die gewünschte Menge an Behandlungsmittel
zudosiert, so daß jederzeit eine ganz genaue, gleichbleibende Behandlungsschärfe
erzielt werden kann. Eine Bevorratung und Misohung der behandelten Flüssigkeit entfällt.
Dennoch ist eine außerordentlioh leichte Regenerierbarkeit des Behandlungsmittels
ebenso gewährleistet wie die sofortige Wiederverwendung im Dosiergerät.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise und schematisch
dargeatellt.
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Der Kesdzel des Anschwemmfilters ist mit 20 und die einzelnen Filterkeren
mit 21 bezeichnet. Diese Filterkerzen 21 sind in bekannter Weise an einem Kesselboden
22 befestigt und hängen von diesem Kesselboden 22 senkrecht nach unten in den Kesselraum
201. Oberhalb des Kesselbodens 22 ist die Kesselhaube 23 vorgesehen. Durch den Austrittsstutzen
24 strömt die fertig behandelte Flüssigkeit. Der Bintrittsstutzen 25 ist füs zuzuftihrendes
Druokwasser oder Druokluft
vorgesehen. Dieses Druokwasser oder
diese Drucklurt wlrd durch die Leitung 26 zugeführt. Die aus der Kesselhaube 23
abfließende Flüssigkeit gelangt Uber den Austrittsstutzen 24 in die Leitung 27.
Das Unterteil des Apparates ist der Vorratskessel; er ist mit 28 bezeichnet und
steht auf Füßen 29. Zwischen dem Filterkessel 20 und dem Vorratskessel 28 ist ein
Kesselboden 30 vorgesehen, der den ganzen Apparat in zwei völlig voneinander getrennte
Kesselräume 20', 28' unterteilt. In dem Kesselboden 30 ist eine Bodenörrnung 31
vorgesehen, die durch eine Klappe 32 von außen her oder mit einer Fernsteuerung
druckdicht verschlossen werden kann. An dem Vorratskessel 28 ist außerdem eine TUr
33 vorgesehen, durch die Chemikalien und Behandlungsmittel ins Innere des Vorratskesseis
28 eingefüllt werden können. Außerdem weist der Vorratskessel 28 ein Uhrwerk 34
auf, das in bekannter Weise das im Kesselinneren 28' vorgesehene Behandlungsmittel
zusammen mit einer FlUssigkeit in Verteilung hält, so daß Uber die Leitung 36 dem
Dosiergerät 37 ständig eine einheitliche Aufschwemmung von FlUssigkeit und Behandlungsmittel
zugeführt werden kann. Uber das Dosiergerät 37 kommt dieses Behandlungsmittel in
der gewünschten Menge in die Flüssigkeitszuleitung 38. In dieser Leitung 38 kann
ein Meßgerät 39 vorgesehen sein, das mit dem Dosiergerät 37 gekoppelt ist und, unabhängig
von der duroh die Leitung 38 fließenden Fltlssigkeitsmenge, jeweils den entsprechenden
Prozentsatz an Behandlungsmittel aus dem Vorratskessel 28 zugibt. Die mit Behandlungsmittel
angereicherte Flttssigkeit gelangt durch die Leitung 38' zur Leitung 38 und über
den Stutzen 39 in den Filterkessel 20. Der Filterkessel 20 wird mit dieser FlUssigkeit
angerollt und die FlUssigkeit strömt dann durch die Filterkerzen 21 der Kesselhaube
23 zu. Hierbei bleibt auf der Außenseite der Filterkerzen 21 das Behandlungsmittel
in Schichten zurtlck und wächst allmählich in der Schichtdicke
an.
Die fertig behandelte Flüssigkeit gelangt über die Haube 23 in die Leitung 27, 27t
und von dort zur weiteren Verwendung zum bei spiel zur Fülimaschine oder auch in
einen Vorratsbehälter. Ist der Vorrat an Behandlungsmittel im Vorratskessel 28 samt
Flüssigkeit aufgebraucht, dann sind auch die Schichten des Behandlungsmittels an
den Filterkerzen 21 des Filterkesseis 20 so dick geworden, daß die Behandlung nicht
weiter fortgesetzt werden kann.
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Bei diesem beschriebenen Filtrationsverfahren sind die Ventile 5,
6, 7, 8, 9, 12, 13 geschlossen, während die Ventile 1, 2, 3 geöffnet sind. Am Ende
des Filtrationsvorganges ist also der Vorratskessel 28 leer und das Dosiergerät
wird abgestellt. Ebenso werden die Ventile 1 und 3 geschlossen. Durch öffnen des
Ventils 4 wird Wasser durch Leitung 40 in den Vorratskessel 28 eingelassen und durch
die Tür 33 wird NaOH in vorbestimmter Menge zugegeben. Es kann natUrlich durch die
Leitung 40, soweit sie dafür vorgesehen ist und außerhalb Vorräte vorhanden sind,
auch gleich fertige Regenerierungslösung in den Vorratskessel 28 eingegeben werden.
Nach Erreichen des gewtlnschten Flüssigkeitsstandes im Vorratskessel 28, wozu die
Kontrallvorrichtung 10 PUr den Flüssigkeitsstand verwendet werden kann, werden nun
die Ventile 5 und 6 geöffnet und die Umwälzpumpe 41 eingeschaltet. Zuvor wird das
Ventil 8 geöffnet und das Ventil 2 geschlossen. Der derzeitige Inhalt des Vorratskessels
28, nämlich die Regenerierungsflüssigkeit, wird nun über die Leitung 42, die Umwälzpumpe
41, Leitung 58" dem Filterkessel 20 zugeführt und diese Regenerierungsfltlssigkeit
durchströmt die auf den Filterkerzen 21 abgelagerte Behandlungsschicht, wobei die
Regenerierung zustande kommt. Die in die Filterhaube 25 gelangende Regenerierungsflüssigkeit
wird über Leitung 27 und Leitung 45 wieder dem Vorratskessel 28 zugeführt. Es kommt;
somit eine Umwälzung der Regenerierungsflüssigkeit zustande. Ist die Regenerierung
beendet, dann wird das Ventil 8 geschlossen und das Ventil 7 geöffnet. Die verbrauchte
ReOenerierungsflUssigReit
kann dann durch die Leitung 44 abgeführt werden. Zugleich kann durch die Leitung
40 nach Uffnung des Ventils 4 neues Wasser in den Vorratskessel 28 gelangen, mit
dem die gesamte Filtereinrichtung durchgespült wird. Eine kurze Umwälzung, also
kurzfristiges Schließen des Ventiles 7 und Uffnen des Ventiles 8 zur Erfassung auch
der Leitung 43 vervollständigt die Reinigung und SpUlung des Gerätes mit Wasser.
Anschließend kann eine Zusatzbehandlung mit sehr verdUnnter Mineralsäure zur Neutralisierung
bezw. zusätzlichen Aktivierung des behandlungsmittels in entsprechender Weise erfolgen..
Die im Kesselinneren 20' etwa verbleibende Restflüssgkeit kann zum Beispiel durch
langsames Öffnen der Klap pe 32 in den Vorratskessel 28' abgelassen werden. Aus
diesem wird die Flüssigkeit dann über Leitungen 42, 46, 44 weggeführt. Die in der
Kesselhaube 23 sich befindliche Flüssigkeit kann über die Leitung 27 abgelassen
werden. An der Kesselhaube 23 kann zusätzlich ein Entlüftungsventil vorgesehen sein.
Sobald die Regenerierung und die anschließende Nachspülung und Aktivierung beendet
und die Kessel 20 und 28' völlig entleert sind, wird die bei den vorhergehenden
Behandlungsstufen druckdicht geschlossene Klappe 32 gedRfnet und durch öffnen des
Ventils 9 über die Haube 23 ein Druokstoß auf die Filterkerzen 21 ausgeübt, was
mit Wasser oder Druokluft geschehen kann. Hierdurch werden die noch in Schichten
an den Filterkerzen haftenden Behandlungsmaterialien, die in der Zwischenzeit fertig
regeneriert und aktiviert wurden, von den Kerzen 21 abgelöst und fallen über die
trichterförmigen Gleitflächen 35 durch die Öffnung 31 des Kesselbodens 30 vollständig
wieder in den Kes-. selraum 28' zurück. Bis zu einem bestimmten Flüssigkeitsstand
wird alsdann wieder durch die Leitung 40 Wasser oder ein andere FLüssigkeit nach
Öffnen des Ventils 4 zugegeben und durch du Rührwerk 34 aufgeschwemmt und in Schwebe
gehalten. Die Ventile 4, 5, 64 7 und 8 werden geschlossen ; die Ventile 1, 2, 3
geöffnet. Ebenso
wird das zuvor zur restlosen Entleerung des Vorratskessels
28 geöffnete Ventil 12 wieder geschlossen. Das ohnehin nur kurzzeitig geöffnete
Ventil 9 ißt wieder geschlossen, ebenso die Klappe 32. Nach Einschalten des Dosiergerätes
37 wird wieder der über Leitung 38, 381, 38 ions Innere des Filterkessels 20 einströmenden
Flüssigkeit zuvor Behandlungsmittel zudosiert, die an der Außenseite der Filterkerzen
21 abgelagert werden. Der Vorgang wiederholt sich somit. Die durch die Leitung 27'
abfließende Flüssigkeit ist völlig einheitlich behandelt und stabilisiert und die
Stabilisierungssohärfe ist über den ganzen Behandlungsvorgang hinweg konstant. Ein
Auffangen der gefilterten Flüssigkeit und ein Mischen zwecks Erzielung eines konstanten
Mittelwertes der Stabilisierung erübrigt sich. Eine sofortige Weiterverwendung der
stabilisierten Flüssigkeit ist mögsich. Mit 11 ist das Entlüftungsventil für den
Vorratskessel 28 bezeichnet. Durch die Leitung 45 kann zum Beispiel nach Beendigung
des Behandlungsvorganges oder vor Beginn eines solchen nach Öffnen des Ventils 13
Dampf in die Apparatur eingeleitet werden. Durch Öffnen der versohiedenen Ventile
kann der sterilisierende Dampf in alle Leitungen und Teile des Behälters geleitet
werden, so daß eine völlige Sterilisierung der Anlage mit Dampf möglich ist. Hierbei
anfallendes Kondens- und anderes Restwasser kann über die Leitung 46 nach Öffnen
der Ventile 5, 6, 12 bei geschlossenen Ventilen 3 und 1 über die Leitung 44 abgeführt
werden. FUr einzelne Ieitungsstränge können noch zusätzliche, nicht gezeichnete
Entleerungsventile vorgesehen sein.
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Die Ventile 1 bis 9 sowie 12 und 13 können - soweit erwünscht -fernsteuerbar
sein. Bestimmte Ventile können hierbei zusammengesobaltet werden, so daß von einem
Kommandogerät aus die Vorgänge Riltrteren, Regenerieren, Spülen, Nachbehandeln,
Sterilisieren, Zurückberfördern des regenerierten Behandlungzmittels, Neuansetzen
des
Regenerierungsmittels durch Betätigung entsprechender Schalter eingeleitet werden
können. Auch die Betätigung solcher Schalter kann noch zusätzlich durch eine Programmsteuerung
automatisiert werden, so daß der Filtrations- und anschließende Regenerierungsprozeß
sowie die Zurückstellung auf Filtration vollautomatisch abläuft. Hierbei muß Jedoch
bereits rertige Regenerlerungsflüssigkeit eingeleitet werden, denn bei vollautomatischem
Betrieb verbietet sich die Zugabe von NaOH zu Beginn des Regenerierungsprozesses;
es sei denn, der automatische Prozeß verläuft bis zu diesem Zeitpunkt selbsttätig
und unterbricht dann bis zur Einfüllung der erforderlichen NaOH-Menge den automatischen
Fortgang.
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Mdrere solcher Apparate können zusammengeschaltet werden, so daß ein
ständiger Fluß behandelter und stabilisierter Flüssigkeit zustande kommt.
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Berücksichtigte Drucksohriften: Gbm. 1 676 845, n 1 942 116, D.B.P.
968 062,