DE1519909C3 - Kristallisiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kristallisiervorrichtung mit einem Rohrzylinder, an dessen einem Ende ein Einlaß und an dessen anderem Ende ein Auslaß vorgesehen ist, dessen Außenseite mit einem Kühlmittel beaufschlagbar ist und in dem Rührschaufeln drehbar gelagert sind, die durch einen Drehantrieb um die Zylinderrohrinnenfläche in Drehung versetzbar sind.

Aus der DT-PS 2 68 409 ist bereits eine Kristallisiervorrichtung der vorgenannten Art bekannt, bei der die Rührschaufeln an ein abwechselnd nach rechts und links gedrehtes Rührwerk so angelenkt sind, daß sie bei der Bewegung nach der einen Seite über die an der Innenfläche des Zylinderrohres wachsenden Kristalle hinweggleiten, während sie bei Bewegung in umgekehrter Richtung die an der Innenfläche des Zylinderrohres gewachsenen Kristalle abkratzen. Beim Abkratzen der Kristalle von der Innenfläche des Rohrzylinders gehen die Kristalle teilweise zu Bruch, so daß sehr viele kleine Kristalle anfallen, deren Abtrennung Schwierigkeiten bereitet

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kristallisiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, in der Kristalle möglichst gleichmäßig auf eine möglichst einheitliche Größe anwachsen können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kristallisiervorrichtung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen den Rührschaufeln Planetenschaufeln drehbar gelagert sind, der Drehantrieb zur Erzeugung von umlaufenden Drehbewegungen der Rührschaufeln sowie der Planetenschaufeln vorgesehen ist und zwischen den Außenkanten der Rührschaufeln und der Innenfläche des Zylinderrohres ein Spielraum von bis zu 1,6 mm vorhanden ist.

Bei der Kristallisiervorrichtung nach der Erfindung wird von der Innenfläche des .Zylinderrohres die unterkühlte Flüssigkeitsschicht durch die umlaufenden Rührschaufeln entfernt und durch die zwischen den Rührschaufeln umlaufenden Planetenschaufeln nach innen bewegt, bevor an der Innenfläche Kristallwachstum auftritt Dadurch wird das Kristallwachstum in das Innere des Zylinderrohres verlagert, wo Kristalle gleichmäßiger Form und Größe auskristallisieren, die in einfacher Weise abgetrennt werden können.

Die Kristallisiervorrichtung nach der Erfindung kann vorteilhaft zur Gefrierkonzentration von verhältnismäßig konzentrierten Nahrungsmittellösungen, beispielsweise Orangensaft, Apfelsaft, Kaffee-Extraktlösungen u.dgl. eingesetzt werden, da die sich auskristallisierenden Eiskristalle eine für die nachfolgende Abtrennung vorteilhafte einheitliche Größe und Form aufweisen.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigen

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,

Fig.3 eine Vorderansicht des die Lager für die Wellen enthaltenden Rahmens,

F i g. 4 einen Schnitt durch das auslaßseitige Ende der Ausführungsform nach F i g. 1,

F i g. 5 einen Schnitt durch das einlaßseitige Ende der Ausführungsform nach F i g. 1,
F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in F i g. 4,

F i g. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in F i g. 4 und

F i g. 8 eine Ansicht eines Teils der die Rührschaufeln tragenden Welle mit einem abstehenden Arm zur Lagerung einer Planetenwelle.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen im wesentlichen rechteckigen Sockel 10, auf dem das Gehäuse U der Kristallisiervorrichtung durch vier Beine 12 abgestützt ist Fünf Zylinderrohre 13 verlaufen durch das Gehäuse 6s 11 und stehen über seine Stirnwandungen 14 und 15 hervor. Rührwerkswellen 16 stehen aus den Einlaßenden der Zylinderrohre 13 hervor.

Wie in F i g. 3 dargestellt, weist ein Halterungsrahmen

17 für die Rührwerkswellen zwei senkrechte Teile 18 und 19 auf, die von einer Grundplatte 20 nach oben verlaufen. Zwischen den senkrechten Teilen 18 und 19 ist ein oberes und ein unteres Lagerhalterungsteil 21 bzw. 22 angeordnet. Drei Lagerblöcke 23, welche Kugellager enthalten, sind auf dem oberen Lagerhalterungsteil 21 angeordnet, und zwei Lagerblöcke 23 sind auf dem unteren Lagerhalterungsteil 22 angebracht. Je zwei Querstreben 24 bzw. 25 versteifen und verstärken den Lagerhalterungsrahmen 17 für die Rührwerkswellen.

Wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, ist ein Antriebsmotor 26 auf dem Sockel 10 angebracht, der ein Untersetzungsgetriebe 27 antreibt, von dem eine ein Kettenzahnrad 29 tragende Welle 28 ausgeht. An jeder der Rührwerkswellen 16 ist ein Kettenzahnrad 30 angebracht Eine Kette 31 verläuft um das Kettenrad 29 und ist so um die Zahnräder 30 geführt, daß das Zahnrad 29 alle Zahnräder 30 antreiben kann. Jedes andere geeignete Antriebsmittel kann anstelle der Zahnräder 29 und 30 und der Kette 31 verwendet werden.

Wie in den Fig. 1 und 4 ersichtlich, verläuft jedes Zylinderrohr 13 durch die Stirnwandung 15 des Gehäuses 11. Das Ende der Zylinderrohre 13 kann mit einem Gewinde versehen sein, auf das eine mit einem entsprechenden Gewinde ausgebildete Abdeckplatte 33 aufgeschraubt wird. Die Rührwerkswelle 16 verläuft durch die Abdeckplatte 33. Ein Auslaßgehäuse 34 ist über den Enden der Zylinderrohre 13 angeordnet, wobei seine Vorderwand 36 an der Stirnwandung 15 des Gehäuses 11 anliegt. Lagerkappen 37 sind an der hinteren Wand des Auslaßgehäuses angeschraubt. Die Lagerkappen 37 enthalten Lager 38, die die Enden 39 der Wellen 16 aufnehmen. Eine Dichtung 40 verhindert den Ausfluß von Flüssigkeit an der Abdeckplatte 33 vorbei.

In F i g. 5 ist gezeigt, daß jedes Zylinderrohr 13 mit seinem Einlaßende durch die Stirnwandung 14 des Gehäuses 11 hindurch verläuft. Eine Abdeckplatte 42 verläuft über das Ende jedes Zylinderrohres 13, und eine Rührwerkswelle 16 verläuft durch jede Abdeckplatte 42. Ein Ringflansch 73 verläuft um die Mitte der Abdeckplatte 42 und um die Welle 16. Schrauben 74 sind an dem Flansch 73 angeschweißt, so daß Muttern 75 angezogen werden können, um ein Druckglied 76 gegen Ringdichtungen 77 zu drücken, die die Welle 16 umschließen. Ein Zahnkranz 78 verläuft um die Welle 16 und ist an der Abdeckplatte 42 angeschweißt oder in anderer Weise befestigt.

Aus F i g. 4 bis 8 ist ersichtlich, daß an der Welle 16 Lappen 43 in Reihen entlang ihrer Länge und in gleichen Abständen voneinander angeschweißt sind. Rührschaufeln 44 sind an den Lappen 43 angeschraubt oder in anderer Weise befestigt. Eine Anzahl von Armkreuzen 45, die je drei Arme 46 aufweisen, sind an der Welle 16 angeschweißt oder in anderer Weise befestigt. An jedem Arm 46 ist ein Lager 47 mittels einer Lagerkappe 48 befestigt, die aufgeschraubt werden kann. Planetenwellen 49 sind in den Lagern 47 drehbar gelagert und weisen je ein Paar Planetenschaufeln 50 auf, die an ihnen befestigt sind und von ihnen abstehen. An dem Einlaßende jeder Planetenwelle 49 ist ein Zahnrad 51 angebracht, das in Eingriff mit einem starren Zahnrad 78 steht. Bei Drehung der Welle 16 erfolgt also eine Drehung der Planetenschaufeln 50 zwischen den Rührschaufeln 44.

Wie in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt, wird eine zähflüssige Flüssigkeit, aus der Kristalle auskristallisiert werden sollen, durch Einlaßrohre 53 eingeführt. Ein Kühlmittel wird über Stutzen 55, 56 und 57 durch das Gehäuse 11 geleitet, um die Zylinderrohre 13 zu kühlen. Eine verhältnismäßig große, nach oben weisende Entleerungsöffnung 58 ist in jedem Zylinderrohr 13 innerhalb des Auslaßgehäuses 34 ausgebildet. Das aus jedem Zylinderrohr 13 austretende Gemisch aus Flüssigkeit und Eiskristallen fällt innerhalb des Auslaßgehäuses nach unten, wo es gesammelt wird und die Eiskristalle aus ihm entfernt werden.

Zum Zwecke der Reinigung oder für die Verstellung oder den Austausch der Rührschaufeln 44 und der Planetenschaufeln 50 können die Rührwerkswellen 16 mit den zugehörigen Planetenwellen 49 leicht herausgenommen werden. Da der gesamte Antrieb für die Planetenwellen 49 innerhalb der Zylinderrohre 13 liegt, ist das Problem des flüssigkeitsdichten Verschlusses der Antriebsenden der Zylinderrohre 13 vereinfacht. Da die Zahnräder 78 und 51 innerhalb der Zylinderrohre 13 außerhalb des Gehäuses 11 der Kristallisiervorrichtung am Einlaßende angeordnet sind, bilden sich keine Eiskristalle um die Zahnräder herum, die sie verklemmen könnten. Da die durch die Zylinderrohre 13 gehende Flüssigkeit die Zylinderrohre 13 vollkommen ausfüllt, kann sie ohne weiteres durch die große öffnung mit sehr geringer hydraulischer Reibung entweichen.

Um die Bildung von Eiskristallen an der Innenfläche der Zylinderrohre zu verhindern, erstrecken sich die Rührschaufeln so weit bis zur Innenfläche des Zylinderrohres, daß ein Spielraum von bis zu 1,6 mm vorhanden ist. Selbst bei sehr zähflüssigen Lösungen wirbeln die Rührschaufeln 44 dann die tiefgekühlte Schicht von den Wänden der Zylinderrohre 13, so daß sich keine Kristalle daran bilden können. Ohne die Planetenschaufeln 50 findet jedoch ein unzureichendes Vermischen der tiefgekühlten Flüssigkeit und der Lösung statt. Selbst bei den zähflüssigsten Lösungen fördern die Planetenschaufeln 50 ein ausreichendes Vermischen der tiefgekühlten Flüssigkeit, um das Wachsen von Kristallen an bestehenden Kernen zu bewirken und die zusätzliche Bildung von Kernen zu verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kristallisiervorrichtung mit einem Rohrzylinder, an dessen einem Ende ein Einlaß und an dessen anderem Ende ein Auslaß vorgesehen ist, dessen Außenseite mit einem Kühlmittel beaufschlagbar ist und in dem Rührschaufeln drehbar gelagert sind, die durch einen Drehantrieb um die Zylinderrohrinnenfläche in Drehung versetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rührschaufeln (44) Planetenschaufeln (50) drehbar gelagert sind, der Drehantrieb (51, 78) zur Erzeugung von umlaufenden Drehbewegungen der Rührschaufeln sowie der Planetenschaufeln vorgesehen ist und zwischen den Außenkanten der Rührschaufeln und der Innenfläche des Zylinderrohres (13) ein Spielraum von bis zu 1,6 mm vorhanden ist.

2. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Zylinderrohr (13) unter Bildung eines Kühlmittelzwischenraumes durch ein Gehäuse (11) erstreckt und über dessen Stirnwandungen (14,15) hinausragt.

3. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch das Gehäuse (11) mehrere Zylinderrohre (13) erstrecken und die in den Zylinderrohren vorgesehenen Rührschaufeln (44) sowie Planetenschaufeln (50) gemeinsam antreibbar sind.

4. Kristallisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der sich axial durch das Zylinderrohr (13) erstreckenden und die Rührschaufeln (44) tragenden Welle (16) Arme (46) abstehen, in denen die Planetenschaufeln (50) tragende Wellen (49) drehbar gelagert sind.

5. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (16) ein Zahnrad (78) befestigt ist, mit dem auf den Wellen (49) befestigte Planetenzahnräder (51) in Eingriff stehen, und die Welle (16) und dadurch auch die Wellen (49) durch einen Antriebsmotor (26) in Drehung versetzbar sind.

6. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (78) und die Planetenzahnräder (51) innerhalb des Einlaßendes des Zylinderrohres (13) angeordnet sind.

7. Kristallisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zylinderrohr (13) an der Welle (16) drei im gleichen Abstand voneinander angeordnete Rührschaufeln (44) vorgesehen sind und zwischen zwei benachbarten Rührschaufeln jeweils eine Planetenschaufelwel-Ie (49) drehbar gelagert ist

8. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Planetenschaufelwelle (49) zwei Planetenschaufeln (50) trägt.