DE19507542C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Masse einer eine Durchflußleitung durchströmenden Milchmenge im Zuge der Milchannahme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Masse einer eine Durchflußleitung durchströmenden Milchmenge im Zuge der Milchannahme und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Ein Verfahren der vorgenannten Art ist beispielsweise aus der DE 24 37 306 C2 bekannt, soweit es sich allein auf die Erfassung der zu überführenden Milchmenge bezieht. Die zu überführende Milchmenge wird über ihr Volumen erfaßt, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß sie ein­ wandfrei entgast ist, bevor sie den Volumenmesser durch­ strömt. Hierzu ist es erforderlich, das vorgesehene Meß- und Annahmesystem mit einem sogenannten Luftabscheider auszustatten. Dieser Luftabscheider dient zusätzlich auch zur Mengenabgrenzung zwischen den Milchmengen verschie­ dener Lieferanten. Hierzu wird von den Eichbehörden gefordert, daß der Meßfehler bzw. Abschaltfehler nur 1% oder weniger der kleinsten Annahmemenge bei einem Niveau­ unterschied von 10 mm beträgt.

Ein Verfahren, bei dem eine für eine Gesamtmenge repräsentative Probenmenge ermittelt wird, ist in der DE-PS 12 24 522 beschrieben. Es handelt sich hierbei um ein Verfahren zur Gewinnung von Milchproben aus einer Durchflußleitung, bei dem jeweils während der Oberführung eines zu prüfenden Milchvolumens ein dem über führten Gesamtvolumen repräsentatives Volumen in vom Staudruck abhängiger Menge fortlaufend aus der Durchflußleitung in ein Probeentnahmegefäß abgezweigt wird, wobei der stati­ sche Druck im abgezweigten Volumen dem statischen Druck an der Entnahmestelle unverzüglich angeglichen wird.

Ein weiteres Verfahren, das ausschließlich die Probenge­ winnung und nicht die Mengen- oder Volumenbestimmung der geprobten und insgesamt überführten Milchmenge zum Gegen­ stand hat, ist aus der Druckschrift DE 38 37 598 A1 bekannt. Mit dem bekannten Verfahren wird hinsichtlich der Milchinhaltsstoffe die Gewinnung einer für die gesamte zu über führende Milchmenge repräsentiven Proben­ menge bzw. eines für das gesamte zu überführende Milch­ volumen repräsentativen Probenvolumens sichergestellt. Daß dies nur mit strenger Mengen- oder Volumenrepräsenta­ tivität zu erreichen ist, liegt auf der Hand. Allerdings werden die diesbezüglich der Probe innewohnenden Eigen­ schaften nicht zur Mengenbestimmung der insgesamt über­ führten und geprobten Milchmenge genutzt. Vielmehr zeigen die Fig. 9, 9a und 9b der DE 38 37 598 A1, daß hinter dem Luftabscheider, in Strömungsrichtung gesehen, stets eine Volumenmeßeinrichtung vorgesehen ist. Der diesbezüg­ lich insgesamt bekannt gewordene Stand der Technik zeigt sehr deutlich, daß das bei der Milchannahme und -überfüh­ rung unter anderem zu lösende Problem, nämlich die Men­ gen- oder Volumenbestimmung der insgesamt zu überführen­ den Milchmenge, zusätzlich und unabhängig von der Proben­ entnahme gelöst wird.

Sowohl die eingangs erwähnte volumenmäßige Ermittlung der zu überführenden Flüssigkeitsmenge als auch die Gewinnung der der Gesamtmenge proportionalen Probenmenge sind auch heute noch in jedem Falle notwendiger Bestandteil einer Milchannahme, beispielsweise im Rahmen eines Meß- und An­ nahmesystems in sogenannten Milchsammelwagen. Der zu rea­ lisierende Gesamtaufwand ergibt sich, wie vorstehend dar­ gestellt, aus der Volumenmessung der zu überführenden Milchmenge in Verbindung mit einem Luftabscheider und aus der Vorrichtung zur Gewinnung einer der überführten Flüs­ sigkeitsmenge repräsentativen Probemenge. Bei der Milch­ erfassung und -vergütung wird die Masse der überführten Flüssigkeitsmenge vergütet, obgleich bei dem vorgenannten bekannten Verfahren lediglich eine Volumenbestimmung stattfindet. Diese über das gemessene Volumen realisierte Massenbestimmung ist insofern problematisch, als weder die tatsächliche Dichte der überführten Milch bekannt, noch die Milch, insbesondere unter extremen thermischen Bedingungen (tiefe Temperaturen), im Zuge ihrer Überfüh­ rung restlos zu entgasen ist. Man hilft sich bei der Um­ rechnung zwischen Volumen und Masse mit einem sogenannten Umrechnungsfaktor, der gleichbedeutend ist mit der Dichte einer hinreichend entgasten Milch bei einer für die Milchannahme repräsentativen Temperatur. Die Nachteile einer derartigen Vorgehensweise liegen auf der Hand.

Zwecks Qualitätskontrolle und qualitätsabhängiger Vergü­ tung der seitens der einzelnen Lieferanten bereitgestell­ ten Milchmenge ist eine repräsentative Probenahme vom er­ sten bis zum letzten Liter der zu überführenden Milch­ menge unabdingbar. Der Aufwand für die hierzu notwendige Probenentnahmevorrichtung ist in jedem Falle zu erbrin­ gen.

Angesichts der Notwendigkeit, einerseits die zu überfüh­ rende Milchmenge einwandfrei zu bestimmen und anderer­ seits im Zuge dieser Überführung eine der Gesamtmenge re­ präsentative Probemenge zu erstellen, ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, das bekannte Verfahren und die Vorrichtung zur Bestimmung einer eine Durchflußleitung durchströmenden Flüssigkeitsmenge zu vereinfachen, ohne daß eine Einbuße an Genauigkeit hinsichtlich der Mengen­ bestimmung einerseits und Repräsentativität der Probeent­ nahme andererseits hingenommen werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des vorgeschla­ genen Verfahrens ist Gegenstand eines Unteranspruchs. Im Nebenanspruch 3 wird Schutz begehrt für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Soweit es die Abzweigung der Teilmenge in das Probeent­ nahmegefäß zur Gewinnung einer repräsentativen Probe be­ trifft, bewegt sich das vorgeschlagenen Verfahren im Rah­ men des hierzu bekannt gewordenen Standes der Technik. Neu und von Vorteil ist die Tatsache, daß über die Mas­ senbestimmung der aus dem Teilstrom resultierenden Teil­ menge die überführte Flüssigkeitsmenge ermittelt wird. Hierzu ist es erforderlich, daß der abgezweigte Teilstrom stets ein repräsentatives Bild des in der Durchflußlei­ tung strömenden Gesamtstromes ist. Es ist nicht erforder­ lich, den Gesamtstrom beispielsweise zu entgasen. Der bei Annahmesystemen nach dem Stand der Technik notwendige Luftabscheider ist somit nicht erforderlich. Die gravime­ trische Massenbestimmung der in das Probeentnahmegefäß abgezweigten und dort gesammelten Teilmenge erfolgt zweckmäßigerweise durch Wägung mittels einer sogenannten Wiegezelle. Der das Verhältnis zwischen Teil- und Gesamt­ strom bestimmende Proportionalitätsfaktor ist eine anord­ nungsspezifische Gerätekonstante, die allenfalls unter extremen Bedingungen in begrenztem Umfang von variablen physikalischen Einflußgrößen, wie beispielsweise von der Temperatur der strömenden Flüssigkeitsmenge, abhängig sein kann. Zur Erfassung dieser Einflußgrößen sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens vor, daß diese sensorisch bestimmt werden und der Propor­ tionalitätsfaktor in Abhängigkeit von diesen Einfluß­ größen jeweils zur Ermittlung der überführten Flüssig­ keitsmenge herangezogen wird.

Neben dem Wegfall des bisher notwendigen Luftabscheiders wird auch die Meßeinrichtung zur Bestimmung des überführ­ ten Volumens überflüssig. Die Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des vorgeschlagenen Verfahrens erfordert lediglich zur gravimetrischen Massenbestimmung der in das Probeent­ nahmegefäß abgezweigten und dort gesammelten Teilmenge eine Kräfte messende Einrichtung, eine sogenannte Wiege­ zelle, und die Kenntnis des das Verhältnis zwischen Teil- und Gesamtstrom bestimmenden anordnungsspezifischen Pro­ portionalitätsfaktors, der allenfalls unter extremen Be­ dingungen in Grenzen von weiteren physikalischen Einfluß­ größen, beispielsweise von der Temperatur, abhängig ist. Die temperaturbedingte Veränderlichkeit des Proportiona­ litätsfaktors resultiert beispielsweise aus veränderten Strömungsbedingungen für relativ kalte Milch im Verhält­ nis zu jenen für relativ warme Milch (Einfluß der Zähig­ keit).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend kurz erläutert.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Vor­ richtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß der Erfindung. In einer Durchflußleitung 1 strömt in Pfeilrichtung ein Gesamtstrom Q. An einer Entnahme­ stelle I der Durchflußleitung 1 befindet sich ein Probe­ nehmer 5, der einen Teilstrom q in vom Staudruck abhän­ giger Menge fortlaufend aus der Durchflußleitung 1 ab­ zweigt und auf dem Weg über eine Zulaufleitung 6 einem Probeentnahmegefäß 2 zuführt. Dort wird der Teilstrom q gesammelt und die aus ihm über die Zeitdauer der Über­ führung der gesamten Flüssigkeitsmenge resultierende Teilmenge wird mittels einer Kräfte messenden Einrichtung 3, einer sogenannten Wiegezelle, verwogen. Aus der ermit­ telten Masse der Teilmenge und dem bekannten Proportiona­ litätsfaktor zwischen Teil- und Gesamtstrom wird an­ schließend die Masse der insgesamt überführten Flüssig­ keitsmenge ermittelt. Damit die Teilstromentnahme streng repräsentativ erfolgen kann, muß an der Entnahmestelle I allein der Staudruck wirken. Dies setzt voraus, daß der statische Druck an der Entnahmestelle I auch im Kopfraum des Probeentnahmegefäßes 2 wirksam ist. Der hierzu not­ wendige Druckausgleich wird über eine Druckausgleichslei­ tung 8 hergestellt. Eine diesbezügliche Lösung ist bei­ spielsweise aus der DE 22 45 487 B2 oder auch aus der vorgenannten DE 38 37 598 A1 bekannt.

Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Probenehmer 5 kann beispielsweise als einfaches Pitotrohr ausgebildet sein. Es kann aber auch zweckmäßig oder erforderlich sein, mehrere über den Querschnitt der Durchflußleitung 1 angeordnete Entnahmestellen vorzusehen, die in der Zu­ laufleitung 6 zusammengeführt werden und die eine reprä­ sentative Teilstromentnahme über den gesamten Querschnitt sicherstellen (vergl. hierzu auch die DE-PS 12 24 522). Bevor die eigentliche Probenmenge in ans ich bekannter Weise über eine Probenabfülleitung 7 in eine Probenfla­ sche 4 abgefüllt wird, wird die im Probeentnahmegefäß 2 gesammelte Teilmenge über eine Rühreinrichtung 10 durch­ mischt. Eine nicht in die Probenflasche 4 gelangende Restmenge der Teilmenge im Probenentnahmegefäß 2 wird über eine Entleerungsleitung 9 dem Zielort der überführ­ ten Flüssigkeitsmenge, beispielsweise einem Sammeltank, zugeführt. Zur Steuerung des Verfahrensablaufs zur Gewin­ nung der Probemenge sind in den Leitungen 6 bis 9 jeweils Absperreinrichtungen 6a, 7a, 8a bzw. 9a vorgesehen. Die Leitungen 6 bis 9 sind entweder weitgehend kraftwirkungs­ frei mit dem Probeentnahmegefäß 2 verbunden, oder aber die aus ihrer Anbindung an dieses resultierenden Kraft­ wirkungen werden über die Wiegezelle 3 erfaßt und mit hinreichender Genauigkeit kompensiert.

Der Erfolg des vorgeschlagenen Verfahrens ist entschei­ dend von der notwendigen Proportionalität zwischen Teil- und Gesamtstrom abhängig. Dies ist keine neue Forderung, sondern auch bislang notwendige Voraussetzung für eine in jedem Falle geforderte repräsentative Probeentnahme. Die notwendige Proportionalität wird nunmehr gleichzeitig ge­ nutzt, um die überführte Flüssigkeitsmenge zu bestimmen. Ein insbesondere unter extremen Annahmebedingungen pro­ blematischer Luftabscheider kann ebenso entfallen, wie eine dem zu messenden Gesamtstrom angepaßte, entsprechend kostenintensive Volumenmeßeinrichtung. Aus diesem Grunde wird dem vorgeschlagenen Verfahren und der Vorrichtung zu seiner Durchführung immer dann der Vorzug gegeben werden, wenn die Investitionskosten eine ausschlaggebende Rolle bei der Auswahlentscheidung für ein Meß- und Annahme­ system spielen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung der Masse einer eine Durch­ flußleitung durchströmenden Milchmenge im Zuge der Milchannahme, bei dem aus einem Gesamtstrom der zu überführenden Milchmenge ein mengenproportionaler Teilstrom zur Gewinnung einer für die zu überführende Milchmenge repräsentativen Probemenge abgezweigt und dieser Teilstrom gesammelt wird, nach Beendigung der Überführung der Milchmenge die Masse der aus dem Teil­ strom resultierenden Teilmenge gravimetrisch bestimmt und über einen bekannten, das Verhältnis zwischen Teil- und Gesamtstrom bestimmenden anordnungsspezifi­ schen Proportionalitätsfaktor die Masse der insgesamt überführten Milchmenge ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor in Abhängigkeit von physi­ kalischen Einflußgrößen (beispielsweise von der Tempe­ ratur), die sensorisch zu bestimmen sind, jeweils zur Ermittlung der über führten Milchmenge herangezogen wird.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2, mit einem in einer Durchflußleitung angeordneten Probenehmer, der einen Teilstrom aus dem Gesamtstrom in ein Probeentnahmegefäß abzweigt, da­ durch gekennzeichnet, daß das Probeentnahmegefäß (2) zum Zwecke einer gravimetrischen Massenbestimmung sei­ nes Inhaltes mit einer Kräfte messenden Einrichtung (3) (Wiegezelle) verbunden ist.