DE1933175B - Vakuumkammer zum Schnellgefrieren von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumkammer zum Schnellgefrieren und teilweisen Entwässern von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten, in der das laufend zugeführte Gut beim Eintritt durch das in der Kammer herrschende Hochvakuum explosionsartig zu porösen Eiskörpern gefriert, die durch Zerkleinern auf einen bestimmten Korngrößenbereich vermindert werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung findet besondere Anwendung als Vorbehandlung für die Entwässerung von flüssigen Nahrungsmitteln.

Es wurden bereits zahlreiche Versuche gemacht, trockene flüssige Produkte, wie z.B. Fruchtsäfte, Gemüsesäfte, Milch, Kaffee, Tee u. dgl. gefrierzutrocknen, aber die resultierenden Pulver lassen sich entweder nicht rasch in ihre ursprüngliche Form zurückverwandeln, oder sie ergeben bei der Rückver-Wandlung nicht mehr das natürliche Aussehen des Nahrungsmittels, den Geschmack und das Aroma, welches der Verbraucher gewöhnt ist.
, Aus der USA.-Patentschrift 2,411,152 ist schon eine Vorrichtung zum Gefriertrocknen von Flüssigkeiten und halbfesten Stoffen bekannt. In dieser Vorrichtung findet ein kontinuierliches Abstreifen des Gutes an den Gutaufgabeöffnungen statt. Die Zufuhr der Flüssigkeit erfolgt bei dieser bekannten Vorrichtung durch Löcher, wobei ein Abkratzen der gebildeten Teilchen mit einer Klinge erfolgt.

Der Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die in dieser Vorrichtung erhaltenen Teilchen nur eine oberflächliche Porosität aufweisen und nicht durch und durch porös sind.

Die Eigenschaft einer durchgehenden Porosität ist aber wichtig, um das erhaltene Endprodukt leicht zurückbildbar zu machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schnellgefrieren zur Verfügung 6S zu stellen, welche dazu imstande ist, Eisklumpen zu bilden, die durch und durch porös sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Vakuumkammer zum Schnellgefrieren der eingangs erwähnten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zufuhr der Flüssigkeit durch einen im Bereich eines über dem Boden der Kammer angeordneten rotierbaren Stiftzerkleinerers liegenden, parallel zu dessen Achse gerichteten kontinuierlich offenen Bodenschlitz erfolgt, dem eine hohlwandartige Beschickkammer vorgeschaltet ist und daß dem Stiftzerkleinerer auf derselben Welle ein zu' einem Vorratstank führenden Schneckenförderer für das Gut angeschlossen ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Vakuumkammer ist durch einen im Querschnitt vergrößerten Kammerteil im Guteintrittsbereich gekennzeichnet.

Die Vakuumkammer kann in beliebiger Anzahl aufgestellt werden, so daß sie als separate Einheit in einem kontinuierlichen System arbeitet.

Das durch die erfindungsgemäß ausgebildete Vakuumkammer erzeugte Produkt ist so porös, daß es die Verweilzeit des behandelten Gutes im Vakuumtrockner um mehr als 50 % verringert.

Darin gefrorene flüssige Nahrungsmittel können zu Pulverform getrocknet und später wieder mit kaltem Wasser in die ursprüngliche Form zurückverwandelt werden, wobei dieses zurückverwandelte Produkt das gleiche Aussehen, den gleichen Geschmack und das gleiche Aroma wie das ursprüngliche flüssige Nahrungsprodukt besitzt. Gefrorene Milchprodukte, die gemäß der Erfindung hergestellt worden sind, erleiden keine Trennung oder Schädigung des Fettgehalts und können zu Pulverform getrocknet und unbeschränkt aufbewahrt werden.

In der beschriebenen Vakuumkammer können auch Blut ohne Abtrennung des Plasmas und pharmazeutische oder biologische Produkte behandelt werden. Bei diesen wird das rasche Gefrieren so wirksam durchgeführt, daß die ursprünglichen Eigenschaften mit Ausnahme der Form nicht verändert werden.

Eine Ausfuhrungsform der Vakuumkammer wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische vertikale Ansicht einer Anlage zum Herstellen und Aufbewahren des gefrorenen porösen Gutes,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt an der Linie H-II von Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt des Guteintritts im vergrößerten Maßstab und

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Eintrittsschlitzes.

In Fig. 1 ist nur eine Einheit gezeigt. Es können jedoch mehrere Einheiten vorhanden sein, wie dies durch gestrichelte Linien angedeutet ist, die durch eine gemeinsame Sammelleitung für die Dämpfe verbunden sein können.

Ein Lagertank für frische Flüssigkeit ist mit 10 bezeichnet. Eine Meßvorrichtung (nicht gezeigt) kann dazu verwendet werden, die frische Flüssigkeit durch die Leitung il einer Kammer 12 zuzumessen. Jedoch ist der Fluß der Flüssigkeit im allgemeinen aufgrund des sehr hohen Vakuums in der Kammer 12 ausreichend. Für den Zuführstrom ist ein schlitzförmiger Eintritt 44 vorgesehen, der durch Eis nicht verstopfen kann. Die Leitung 11 tritt nach einem rechten Winkel 42 in die Beschickkammer 43 ein. Diese hat Rechteckquerschnitt und weist einen schmalen Bodenschlitz 44 auf. Er ist mit der Kammer 12 über einen entsprechenden Schlitz in dieser, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, verbunden.

Die Kammer 12 kann zylindrisch sein und einen erweiterten kastenartigen Querschnitt 14 aufweisen, welcher die Ausdehnung des gefrorenen Produkts an dieser Stelle berücksichtigt.

Axial zur Kammer 12 verläuft darin eine Welle s 15, die in vakuumdichten Lager« 16 und 17 gelagert ist. In der Kammer 12 sind an der Welle 15 am Guteintrittsende Stifte 18 vorgesehen. Die Welle 15 wird fortlaufend mit einer festeingestellten Geschwindigkeit durch das Zahnrad 20 angetrieben, welches mit einer ι ο geeigneten Antriebseinrichtung verbunden ist.

Ebenfalls am Guteintrittsende der Kammer 12 und zusammenarbeitend mit den sich mit der Welle 15 drehenden Stiften 18 sind radial von der Kammerwand in Abständen abstehende Stifte 21 vorgesehen, π zwischen denen die Stifte 18 knapp hindurchgehen können. Innerhalb der kastenartigen Erweiterung 14 schirmt ein angewinkeltes Leitblech 41 den Dampfaustritt 32 ab.

An die Kammer 12 schließt sich de Kammer 22 längs an und an diese die T-förmige Kammer 23. Innerhalb der Kammer 22 und 23 ist auf der Welle 15 ein Schneckenförderer 24 für das Gut angeordnet. Der vertikale Ansatz der Kammer 23 nimmt das Gut auf. Er steht direkt mit dem Vorratstank 25 in Verbindung, an dessen Abgabeende ein Luftabsperrventil 26, eine Abgabeleitung 27 und ein Luftabsperrventil 28 vorgesehen sind.

Den Vorratstank 25 und die Abgabeleitung 27 verbindet eine Leitung mit einem Ventil 30, welches durch eine Magnetspule 31 betätigt wird. Diese wirkt so, daß das Vakuum im Vorratstank 25 und in der Leitung 27 ausgeglichen wird, um ein plötzliches Strömen der Luft in der einen oder in der anderen Richtung zu vermeiden.

Eine jede Kammer 12, 22 und 23 ist mit Dampfaustritten 32, 33 bzw. 34 versehen, durch welche der Wasserdampf in die Sammelleitung 35 strömt. Diese ist mit einer Hochvakuumquelle (nicht gezeigt) und mit einem Kondensator verbunden. Durch ein Trennventil 36 in der Sammelleitung, kann die Einheit jeweils abgeschlossen werden.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Die Flüssigkeit wird, ob sie kolloidal ist oder aus Feststoffen in Suspension besteht, vom Lagertank 10 nach oben durch die Leitung 11 in die Beschickkam-43 durch den Boderachlta M und in die Kam * SÄ durch •MJ.Jl· «JJM«

SMomerdesbuteintritt₈ durch den Bodenschutz 44 Tefriert das Gut augenblickhch. Bs explodlert förmlich zu Eisklumpen mit poröser Natur, und zwir in einem Ausmaß, daß mindestens 15% des Dampfes im Moment des Guteintritts m d.e Kammer 12 aus dem Gut beseitigt werden.
WähS des Transportes des Gutes durch d.e wan™™ u Wasserdampf aus die-

^ gewünschte Restfeuchtigkeit er-

uer uampi aus der Kammer 12 wird durch den DampfousS 32 in die Sammelleitung 35 und von dort zum Kondensator geführt.

Der momentane Aufbau von E.sklumpen erfo gt in der kastenartigen Erweiterung 14. Der Wasserdampf welcher die Eisklumpen rasch verlaßt, erzeugt darii überall Dampflcanäte, so daß der gesam e Klumpen schwammartig porös wird. Die Stifte 18 zerbrechen mit den stehenden Stiften 21 fortlaufend dLse Klumpen zu Granalien, die pulverförmig bis erbsenförmig anfallen und ebenfalls porös sind. Das Prallblech 45 der Oberseite der kastenartigen Erweiterung 14 schirmt den Dampfaustritt 32 gegen das Entweichen von gefrorenem Gut ab.

Sr Bodenschlitz 44 ist selbstreinigend. Durch d.e wärmere eintretende Flüssigkeit friert er nicht zu.

Der Dampf in dem Gut 22 verlaßt die Kammer durch die Dampfaustritte 32, 33, 34 und strömt zur Sammelleitung 35 und von dort aus zum Kondensa-

)SEA Kammer 23 fallen die gefrorenen verkleinerten porösen Teilchen in einen Vorratstank 25 und sammeln sich am Boden desselben an.

Sie gelangen von dort über das Luftsperrventil 26, die Leitung 27 und das Luftsperrventil 28 zur Ausgabe um anschließend getrocknet zu werden.

An der Außenseite des Tanks 25 kann ein Vibrator 40 in der Nachbarschaft des Luftsperrventils 26 angebracht werden, um das Gut aufzulockern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

i 933 Patentansprüche:

1. Vakuumkammer zum Schnellgefrieren und teilweisen Entwässern von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten, in der das laufend zugeführte Gut beim Eintritt durch das in der Kammer herrschende Hochvakuum explosionsartig zu porösen Eiskörpern gefriert, die durch Zerkleinern auf einen bestimmten Korngrößenbereich vermindert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Flüssigkeit durch einen im Bereich eines über dem Boden der Kammer angeordneten rotierbaren Stifzerkleinerers (15, 18) liegenden, parallel zu dessen Achse gerichteten kontinuierlich of- is fenen Bodenschlitz (44) erfolgt, dem eine hohlwandartige Beschickkammer (43) vorgeschaltet ist und daß dem Stiftzerkleinerer (15, 18) auf derselben Welle (15) ein zu einem Vorratstank (25) führender Schneckenförderer (24) für das Gut angeschlossen ist.

2. Vakuumkammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Querschnitt vergrößerten Kammerteil (14) im Guteintrittsbereich.

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