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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Eindampfen
bzw. Verdampfen von Flüssigkeiten
gemäß Patentanspruch
1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Patentanspruch
10. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung,
um bei der Herstellung von Konzentraten durch Verdampfen eine verbesserte
Benetzung der Verdampfer zu erreichen.
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Eines
der wesentlichen Anwendungsgebiete von Verdampfern ist die thermische
Trennung von Lösungen
oder Emulsionen. Viele Produkte, wie zum Beispiel Milch oder Salzsole,
kommen in der Natur in Form von Lösungen vor. Aber auch verarbeitete
Produkte, wie Fruchtsäfte
und Zuckerrübensaft,
oder chemische Produkte, wie Caprolactam, fallen häufig als
Lösung
an. Solche Produkte müssen
konzentriert werden, um sie in eine gebrauchsfähige Form zu bringen. Zum Konzentrieren
bzw. Eindampfen dieser Produkte werden allgemein Verdampferanlagen
benutzt, um das Lösungsmittel
(zumeist Wasser) aus der Lösung
auszudampfen. Je nach Art des zu konzentrierenden Produkts werden
dafür verschiedene Verdampfertypen
verwendet.
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Der
obige Begriff "Flüssigkeiten" soll allgemein liquide
und fließfähige Produkte
umfassen. Beispiele für
solche Flüssigkeiten
bzw. für
Produkte, die eingedampft werden können, um sie dadurch zu konzentrieren,
sind Frucht- und
Gemüsesäfte, Milch
zur Herstellung von Kondensmilch und Produkte zur Herstellung von
Gelantine und Leim. Verdampfer werden auch zur Herstellung von Hefe,
Stärke,
Fleischextrakt oder zum Eindampfen von Fischpreßwasser, Eiern, Abwässern usw.
verwendet.
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Prinzipiell
besteht ein Verdampfungssystem aus einem Wärmetauscher, der die notwendige
Wärmeenergie
zum Aufheizen und zum Verdampfen des Produkts liefert, einem Separator
oder Abscheider zum Trennen von Dampf und Flüssigkeit, einem Kondensator
zum Entfernen des entstandenen Dampfes und einer Vakuumerzeuguagsanlage,
sofern bei einem reduzierten Druck gearbeitet wird.
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Bekannt
sind Röhren-,
Dünnschicht-
und Tauchrohrverdampfer, um nur einige Bauarten zu nennen. Diese
Verdampfer können
ein- oder mehrstufig ausgeführt
sein und im Gleichstrom, Gegenstrom oder Parallelstrom arbeiten.
Mehrstufige Verdampfer werden allgemein so geschaltet, daß in einer
ersten Stufe nur ein Teil des Lösungsmittels
ausgedampft wird. Mit dem aus dem Produkt ausgetriebenen Dampf,
der als Brüdendampf
oder Brüden
bezeichnet wird, wird eine zweite Verdampferstufe beheizt. Der Brüden der
zweiten Stufe beheizt dann eine dritte Stufe, usw. Der erforderliche
Heizdampf für
die erste Stufe wird dadurch mehrfach ausgenutzt. Dieses Prinzip
ist in 1 der beiliegenden Zeichnungen anhand eines Fallstromverdampfers dargestellt.
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In
modernen Produktionsanlagen werden zumeist kontinuierliche Verdampfungssysteme
eingesetzt, wobei es unabhängig
von der Bauart der Verdampfer zwingend erforderlich ist, daß die wärmetauschenden
Flächen
stets voll benetzt werden, um ein Anbrennen des Produkts bzw. ein
Trockenlaufen des Verdampfers zu vermeiden. Bei einem hohen Eindampfverhältnis können beträchtliche
Probleme auftreten, weil die im Verdampfer verbleibende Flüssigkeitsmenge
(= Konzentrat) nicht für
eine ausreichende Benetzung der wärmetauschenden Flächen (Heizflächen) ausreicht.
Es wurden bereits Verdampfer entwickelt, die gegen ein Trockenlaufen
wenig empfindlich sind. Ein Beispiel für eine geeignete Verdampferbauart
ist der Naturumlaufverdampfer (2). Bei diesem
Verdampfertyp kocht die Flüssigkeit
in einem Heizkörper
hoch und tritt dann in einen Abscheider ein. Der gebildete Brüdendampf
wird vom Konzentrat abgeschieden, und ein Teil des abgeschiedenen
Konzentrats läuft über eine
Zirkulationsleitung zum Heizkörperunterteil
zurück,
wodurch die umlaufende Flüssigkeitsmenge
erhöht
und eine ausreichende Benetzung der Heizflächen erreicht wird. Der Überlauf
der Zirkulationsleitung ist so angeordnet, daß der Zirkulationsleitung stets
genug Zirkulationsflüssigkeit
zur Verfügung
steht. In bestimmten Fällen,
wie beispielsweise bei viskosen Konzentraten, kann die Zirkulation
durch eine Pumpe unterstützt
werden. In diesem Fall spricht man von einem Zwangsumlaufverdampfer.
Nachteil dieser Umlaufverdampfer ist die sehr lange Verweildauer
des Produkts im Heizkörper,
was zu thermischen Schädigungen
des Produkts führen
kann.
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Neben
den Umlaufverdampfern werden auch andere Verdampfertypen eingesetzt,
wie zum Beispiel die sogenannten Fallstrom- oder Fallfilmverdampfer
(siehe 3). Bei einem solchen Fallstromverdampfer wird
das zu konzentrierende Produkt (bzw. die einzudampfende Flüssigkeit)
mit Verteileinrichtungen von oben auf die Heizrohre des Heizkörpers verteilt
und strömt
mit dem entstehenden oder zugesetztem Dampf nach unten in einen
Abscheider für
Konzentrat und Brüdendampf.
Um ein Trockenlaufen oder Anbrennen zu vermeiden, werden bei einem
Fallstromverdampfer nur wenige Heizrohre verwendet, die aber sehr
lang sein müssen,
um die erforderliche Heizfläche
zu erhalten. Der wesentliche Nachteil dieser Konstruktion besteht
daher in dem großen
Bedarf an umbautem Raum. Nachteilig sind auch die auftretenden Schwingungsprobleme
bei den langen Heizrohren sowie die hohe Austrittsgeschwindigkeit
der Brüdendämpfe, da
in den Rohren eine relativ große
Flüssigkeitsmenge
verdampft wird. Das kann zu einer Zerstäubung des zusammen mit den
Brüdendämpfen aus
den Heizrohren austretenden Konzentrats führen. Die Trennung der Brüdendämpfe und
der Konzentratstäube
im Abscheider wird dadurch erschwert. Ein weiterer Nachteil der
langen Heizrohre ist ein relativ dicker Kondensatfilm auf der Heizdampfseite,
durch den der Wärmeübergang gehemmt
wird.
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Um
eine bessere Benetzung der Rohrwand zu erreichen, ist es bekannt,
mehrere kurze, geeignet abgestufte Fallstromverdampfer hintereinander
zu betreiben, woraus sich aber ein noch größerer Platzbedarf und eine
längere
Verweilzeit des Saftes in dem Verdampfer ergibt, was jedoch bei
der Verdampfung von temperaturempfindlichen Produkten als sehr nachteilig
angesehen wird. In 1 ist das Prinzip einer vierstufigen
Fallstromverdampferanlage mit einer teilweisen Konzentratrezirkulaton
um die ganze Anlage dargestellt. Wie zu sehen, wird ein Teil der
erzeugten Konzentratmenge am Ausgang der letzten Stufe abgezweigt
und dem in die erste Stufe eingeleiteten Produkt wieder zugegeben.
Auf diese Weise wird die Flüssigkeitsmenge
in dem Verdampfer erhöht,
so daß die
Flüssigkeitsmenge
für eine
Benetzung der Heizflächen
ausreicht. Ein Nachteil bei diesem Verdampfertyp besteht darin,
daß die
erforderliche rezirkulierte Flüssigkeitsmenge
sehr genau bestimmt und eingehalten werden muß, was einen beträchtlichen
Regelungsaufwand erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß die
zirkulierende Flüssigkeitsmenge
jedoch je nach Zahl der Umläufe
des Produkts wiederholt einer thermischen Belastung unterworfen
wird, was zu thermischen Schädigungen des
Produkts führen
kann. Dabei ist die thermische Belastung des Produkts in den ersten
Verdampferstufen besonders hoch, da in den ersten Verdampferstufen
in der Regel höhere
Temperaturen verwendet werden als in den nachfolgenden Verdampferstufen. Schließlich gibt
es oft Schwierigkeiten, das in die erste Verdampferstufe eingeleitete
Produkt mit dem bereits hochkonzentrierten Produkt zu vermischen,
das aus der letzten Verdampferstufe zurückgeführt wird, da sich die Konzentrationen
der beiden Produkte stark voneinander unterscheiden. Außerdem strömt das hochkonzentrierte
Endprodukt aus der letzten Verdampferstufe sehr viel langsamer durch
die Heizrohre der ersten Verdampferstufe, wodurch es aufgrund der
höheren
Temperaturen in der ersten Verdampferstufe zu thermischen Schädigungen
speziell des langsam strömenden
Endprodukts kommen kann.
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Bei
mehrstufigen Verdampfern ist das Problem der für eine ausreichende Benetzung
der Heizflächen
zu geringen Konzentratmenge zumeist nur in den letzten Verdampferstufen
gegeben. Man hat daher versucht, eine Verbesserung dadurch zu erzielen,
daß eine
Rezirkulation des zu konzentrierenden Produkts nur in der letzten
Verdampferstufe erfolgt. In 4 ist das
Prinzip einer vierstufigen Fallstromverdampferanlage mit Rezirkulation
um die letzte Verdampferstufe gezeigt. Eine solche Rezirkulation
genügt
aber nur in solchen Fällen,
in denen das Konzentrationsverhältnis
relativ günstig
ist und das Konzentratvolumen in der letzten Verdampferstufe nicht mehr
für eine
ausreichende Benetzung ausreicht. Die Einstellung der Rezirkulationsmenge
erfolgt entweder durch eine Handregelung, eine Automatik oder mit
fest eingestellten Drosseln in dem Leitungssystem. In allen Fällen erfordert
die Einstellung der Rezirkulationsmenge vom Bediener der Anlage
sehr viel Routine und Präzision.
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Es
wurde deshalb versucht, die kritischen Heizkörperstufen bzw. Verdampferstufen
mit geringer Benetzung in mehrere Teilstufen zu unterteilen und
die Flüssigkeit
nacheinander durch die einzelnen Teilstufen zu führen. Jede dieser Teilstufe
hat entsprechend weniger Heizfläche
und ist daher leichter vollständig
zu benetzen. Diese Lösung
ist in 5 anhand eines Fallstromverdampfers dargestellt,
bei dem die letzte Verdampferstufe in drei Teilstufen unterteilt
ist. Bei dieser Konstruktion entsteht aber ein beträchtlicher
apparativer Mehraufwand und ein größerer Bedarf an umbautem Raum.
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Die
logische Weiterführung
dieses Gedankens führte
zu einer Zusammenfassung der einzelnen Teilstufen des obigen Fallstromverdampfers
zu einem Apparat, dessen Heizfläche
unterteilt ist und bei dem die einzelnen Teilstufen nacheinander
von dem Produkt durchströmt
werden. Außerdem
hat jede der Teilstufen eine eigene Produkteingabeeinrichtung, eine
eigene Abscheideeinrichtung für
die Trennung von Brüdendampf
und Zwischenkonzentrat sowie eine eigene Produktpumpe, mittels derer
das abgeschiedene Zwischenkonzentrat in die nächste Teilstufe gefördert wird.
Diese bekannte Lösung
wird derzeit am häufigsten
gewählt
und ist in der Fachwelt unter dem Namen "single-pass" bekannt. Diese Lösung ist am Beispiel eines
Fallstromverdampfers in 6 dargestellt. Der apparative
Aufbau und der Raumbedarf vermindert sich gegenüber der vorhergehenden Lösung zwar
etwas, jedoch entstehen bei der Gestaltung der Kammern der Abscheideeinrichtungen
tote Ecken, die von Reinigungslösungen kaum
erreicht werden. An diesen toten Ecken bilden sich Anbackungen,
die bei biologischen Produkten zu sehr gefährlichen Verkeimungen führen können. Bei
Single-pass-Verdampfern treten diese Anbakkungen besonders stark
in Erscheinung, weil konstruktionsbedingt an bestimmten Stellen
keine Heizrohre angeordnet werden können. Dies gilt auch für andere
Fallstromheizkörper,
wenn die Rohrböden nicht
vollständig
mit Rohren ausgefüllt
werden. Fallstromverdampfer haben deshalb in der Regel am Unterteil Öffnungen,
durch die die Anbackungen von unten mechanisch entfernt werden können.
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Wie
oben erläutert,
haben die oben beschriebenen Verdampfertypen die Nachteile, daß sie sehr viel
Platz benötigen,
häufig
keine ausreichende Benetzung der Heizflächen gewährleisten, schwer regelbar
sind oder aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus nur unzureichend
gereinigt werden können.
Somit stellt keiner der aufgezählten
Verdampfertypen und folglich auch keines der zugehörigen Verfahren eine
befriedigende Lösung
dar.
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Aus
der
DE 38 34 716 A1 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufkonzentrieren von Lösungen bekannt.
Dabei ist eine Verdampfer-Endstufe mit mehreren Fallfilmverdampfern
vorgesehen, die mit Frischdampf indirekt beheizt und nacheinander von
der Lösung
durchflossen werden.
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Die
WO 95/05226 offenbart ein Mehrstufenverdampfungssystem, bei dem
die unteren Kammern der einzelnen Verdampfungsstufen einen Vorabscheider
aufweisen. Jedoch ist kein Nachabscheider vorgesehen, um das im
Vorabscheider vorseparierte Gemisch weiter zu separieren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Eindampfen bzw. Verdampfen von Flüssigkeiten sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung
dieses Verfahrens zu schaffen, um die vorstehend genannten Nachteile
zu überwinden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10
gelöst.
In den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
angegeben,
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei solchen Verdampferstufen,
in denen die Flüssigkeitsmenge
für die
vollständige
Benetzung der Heizflächen
nicht ausreicht, die aus dem Heizkörper austretende Flüssigkeit
mit Hilfe von Pumpen teilweise rezirkuliert wird. Durch einen Überlauf
von der einen Verdampferstufe zur nachfolgenden Verdampferstufe kann
gewährleistet
werden, daß einerseits
das Zwischenkonzentrat in die nachfolgende Verdampferstufe überlaufen
kann und andererseits in dem Abscheider ständig Flüssigkeit für die erforderliche Rezirkulation
verbleibt.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht dann, daß der ganze Rohrspiegel der
Heizkörper vollständig für die Berohrung
ausgenutzt werden kann. Es gibt somit keine toten Ecken, an denen
sich Verkrustungen oder Ablagerungen festsetzen können.
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Daher
können
bei den Heizkörpern
auf die unteren Reinigungsöffnungen
verzichtet werden. Daher kann das Heizkörperunterteil als ein bogenförmiger Krümmer ausgeführt werden,
der als Vorabscheider für
das Brüden-Produkt-Gemisch sehr wirksam ist
und an dem sich aufgrund seiner Form keine Anbackungen entstehen
können.
Der eigentliche Abscheider dient nur noch als Nachabscheider und kann
folglich kleiner ausgeführt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer bekannten vierstufigen Fallstromverdampferanlage mit
teilweiser Konzentrat-Rezirkulation um die ganze Anlage;
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2 eine
schematische Darstellung eines bekannten Naturumlaufverdampfers;
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3 eine
schematische Darstellung von einen bekannten einstufigen Fallstromverdampfer
mit nur einem, sehr langen Heizkörper;
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4 eine
schematische Darstellung von einer bekannten vierstufigen Fallstromverdampferanlage
mit Rezirkulation um die letzte Verdampferstufe;
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5 eine
schematische Darstellung von einer bekannten dreistufigen Fallstromverdampferanlage
mit dreifach unterteilter Verdampferendstufe;
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6 eine
schematische Darstellung von einer be kannten dreistufigen Fallstromverdampferanlage
mit dreifachem "single-pass" in der dritten Verdampferstufe;
und
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7 eine
schematische Darstellung einer Verdampferanlage gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Auf
die in den 1 bis 6 gezeigten
Verdampferanlagen gemäß Stand
der Technik wurde bereits oben in der Beschreibungseinleitung Bezug
genommen, weshalb nachfolgend auf eine detaillierte Funktionsbeschreibung
verzichtet wird.
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In 1 ist
das Prinzip einer vierstufigen Pallstromverdampferanlage mit einer
teilweisen Konzentratrezirkulation um die ganze Anlage dargestellt. Das
zu konzentrierende Produkt wird in den Heizkörper 101 der ersten
Verdampferstufe eingeleitet. Ebenfalls wird dem Heizkörper 101 Heizdampf
zugeführt.
Das vorkonzentrierte Produkt wird dann an dem unteren Ende des ersten
Heizkörpers 101 herausgeführt und
teilweise in einen Abscheider 102 geleitet. In dem Abscheider 102 wird
der Brüdendampf
abgeschieden und dem Heizkörper 103 der
zweiten Verdampferstufe zugeführt.
Das Vorkonzentrat aus der ersten Abscheider 102 wird zusammen
mit der restlichen Menge des direkt aus dem ersten Heizkörper 101 herausgefürten vorkonzentrierten
Produkts mit Hilfe einer Pumpe 104 den Heizkörper 103 der
zweiten Verdampferstufe gepumpt. Dieser Zyklus wiederholt sich bei
den nachfolgenden Verdampferstufen. Wie in 1 weiter zu
sehen, wird ein Teil der erzeugten Konzentratmenge am Ausgang der
letzten Verdampferstufe abgezweigt und über eine Konzentratzirkulationsleitung 105 dem
in die erste Verdampferstufe eingeleiteten Produkt wieder zugegeben.
Auf diese Weise wird die Flüssigkeitsmenge
in dem Verdampfer erhöht,
so daß die
Flüssigkeitsmenge
für eine
Benetzung der Heizflächen
ausreicht. Aus 1 wird deutlich, daß mit dem
in der ersten Verdampferstufe aus dem Produkt ausgetriebenen Brüdendampf
eine zweite Verdampferstufe beheizt wird. Der Brüdendampf der zweiten Stufe
beheizt dann eine dritte Stufe, usw. Der erforderliche Heizdampf für die erste
Stufe wird dadurch mehrfach ausgenutzt. Der Brüdendampf aus dem letzten Abscheider 106 wird
schließlich
einem Kondensator 107 zugeführt.
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In 2 ist
ein Naturumlaufverdampfer gezeigt. Bei diesem Verdampfertyp kocht
das zu konzentrierende Produkt in dem Heizkörper hoch und tritt dann in
einen Abscheider ein. Der gebildete Brüdendampf wird vom Konzentrat
abgeschieden. Letzteres wird mittels einer Überlaufleitung 201 abgeleitet.
Ein Teil des im Abscheider abgeschiedenen Konzentrats läuft über eine
Zirkulationsleitung zum Heizkörperunterteil
zurück,
wodurch die umlaufende Flüssigkeitsmenge
erhöht
und so eine ausreichende Benetzung der Heizflächen erreicht wird.
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In 3 ist
ein einstufiger Fallstromverdampfer gezeigt. Das zu konzentrierende
Produkt wird mit Verteileinrichtungen 301 von oben auf
die Heizrohre 302 des Heizkörpers verteilt und strömt mit dem
entstehenden oder zugesetztem Heizdampf nach unten in einen Abscheider,
in dem das Konzentrat und der Brüdendampf
voneinander getrennt werden.
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In 4 ist
das Prinzip einer vierstufigen Fallstromverdampferanlage mit Rezirkulation
um die letzte Verdampferstufe gezeigt Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten
Verdampfer wird ein Teil des aus der letzten Verdampferstufe austretenden
Konzentrats über
eine Zirkulationsleitung 401 in den Produkteingang dieser
letzten Verdampferstufe zurückgeleitet,
um so das Problem einer unzureichenden Benetzung der Heizflächen in
der letzten Verdampferstufe zu überwinden.
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In 5 ist
ein Fallstromverdampfer dargestellt, bei dem die letzte Verdampferstufe
in drei Teilstufen 501, 502 und 503 unterteilt
ist. Alle drei Teilstufen werden mit dem Brüdendampf der vorletzten Verdampferstufe 504 gespeist,
und der Produktausgang einer jeweiligen Teilstufe wird mittels einer
Pumpe der jeweils nachfolgenden Teilstufe zugeführt, wobei der Produktausgang
der letzten Teilstufe 503 nicht mehr zirkuliert wird. Die
aus den drei Teilstufen 501 bis 503 austretenden
Brüdendämpfe werden
einem Kondensator 505 zugeführt.
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In 6 ist
schließlich
ein "single-pass"-Fallstromverdampfer
gezeigt, die drei Teilstufen des Fallstromverdampfers aus 5 zu
einem Heizkörper 601 kombiniert
sind, dessen Heizfläche
unterteilt ist und bei dem die einzelnen Teilstufen 602 bis 604 nacheinander
von dem zu konzentrierenden Produkt durchströmt werden. Jede der drei Teilstufen
hat eine eigene Produkteingabeeinrichtung 605a, 605b und 605c,
eine eigene Abscheideeinrichtung 606a, 606b und 606c für die Trennung
von Brüdendampf
und Zwischenkonzentrat sowie eine eigene Produktpumpe, mittels derer
das abgeschiedene Zwischenkonzentrat in die jeweils nächste Teilstufe
gefördert
wird. In 6 ist deutlich zu erkennen,
daß sich
in den Kammern der Abscheideeinrichtungen tote Ecken befinden, an
denen sich Anbackungen gebildet haben. In 6 muß daher
im Boden der Abscheideeinrichtung ein Mannloch vorgesehen sein,
um die Anbackungen von Zeit zu Zeit manuell entfernen zu können.
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In 7 ist
die erfindungsgemäße Verdampferanlage
schematisch dargestellt. Die gezeigte Verdampferanlage umfaßt vier
Verdampferstufen 701, 702, 703 und 704,
die bezüglich
ihres konstruktiven Aufbaus im wesentlichen jeweils einem Fallstromverdampfer ähnlich sind.
Jede Verdampferstufe hat einen eigenen Heizkörper 705, 706, 707 und 708,
der jeweils einen oberen Einlaß 709, 710, 711 und 712 aufweist,
durch den das zu konzentrierende bzw. das schon vorkonzentrierte
Zwischenprodukt in den jeweiligen Heizkörper eingeleitet wird. Der
Einlaß ist dabei
so ausgestaltet, daß das
eingeleitete Produkt möglichst
gleichmäßig auf
die Verdampferrohre der Heizkörper
verteilt wird. Der erste Heizkörper 705 wird
mit Heizdampf gespeist, der von einer externen Heizdampferzeugungseinrichtung
(nicht gezeigt) geliefert wird. Die übrigen drei Heizkörper 706, 707 und 708 werden
mit Brüdendampf
gespeist, was weiter unten detailliert beschrieben wird.
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Das
zu konzentrierende Produkt läuft
an den Innenflächen
der von außen
durch Heizdampf erwärmten
Verdampferrohre von oben nach unten und wird kontinuierlich in ein
Gemisch aus vorkonzentrierter Produktflüssigkeit und Brüdendampf
umgewandelt. Am unteren Ausgang der Verdampferrohre fließt dieses
Gemisch zunächst
in einen Vorabscheider 713, 714, 715 und 716,
der in Form eines Krümmers gebogen
ist, um das Brüden-Flüssigkeitsgemisch
in einen zugehörigen
Nachabscheider 717, 718, 719 und 720 von
grundsätzlich
bekannter Bauart zu führen.
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Die
besondere Ausgestaltung des Vorabscheiders 713, 714, 715 und 716 hat
den Vorteil, daß es
kaum "tote Ekken" gibt, in denen sich
Anbackungen bilden können,
wodurch die Gefahr einer Verkeimung des zu konzentrierenden Produktes
wesentlich vermindert ist. Außerdem
ist die Reinigung einer solchen Vorabscheiders im Vergleich zu den
bisher bekannten Bauformen sehr viel einfacher. Ein besonderer Vorteil
der Ausgestallung des Vorabscheiders 713, 714, 715 und 716 besteht
jedoch dann, daß durch
die scharfe Umlenkung des Brüden-Flüssigkeitsgemisches
in dem Krümmer
des Vorabscheiders eine Abscheidewirkung für den Brüdendampf und das Konzentrat
erreicht wird.
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Diese
Abscheidewirkung ist wegen des kleinen Umlenkradius größer als
die der üblicherweise nachgeordneten
Zentrifugalabscheider. Diese allgemein verwendeten Zentrifugalabscheider
haben bei der in 7 gezeigten An lage lediglich
die Funktion der bereits vorstehend erwähnten Nachabscheider 717 bis 720 und
können
daher im Vergleich mit bekannten Anlagen viel kleiner ausgeführt werden.
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Wie
in 7 weiter zu sehen ist, hat jeder Nachabscheider 717 bis 720 ausgangsseitig
eine Überlaufleitung 721, 722, 723 und 724.
Auf diese Weise wird das Zwischenkonzentrat aus dem Nachabscheider 717 ausgangsseitig
entnommen und durch die Überlaufleitung 721 eingangsseitig
dem nachfolgenden Nachabscheider 718 zugeführt. Aus dem
Nachabscheider 718 wird dann ausgangsseitig das Zwischenkonzentrat
entnommen und durch die Überlaufleitung 722 eingangsseitig
dem nachfolgenden Nachabscheider 719 zugeführt, aus
dem dann ausgangsseitig das Zwischenkonzentrat entnommen und durch
die Überlaufleitung 723 eingangsseitig dem
letzten Nachabscheider 720 zugeführt wird. Auch dieser letzte
Nachabscheider 720 ist ausgangsseitig mit einem Überlaufrohr 724 versehen,
durch welches das Endkonzentrat zu dessen weiteren Verarbeitung
entnommen wird.
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Außerdem ist
jeder Nachabscheider 717 bis 720 mit einer Rückführleitung 725, 726, 727 und 728 versehen.
Durch die Rückführleitung 725 wird
Produktflüssigkeit
ausgangsseitig aus dem Nachabscheider 717 entnommen und
mittels einer in der Rückführleitung 725 vorgesehenen
Pumpe zum Einlaß 709 des
Heizkörpers 705 geleitet,
um dort erneut eingedampft zu werden. Auf gleiche Weise ist. der Nachabscheider 718 ausgangsseitig
mit einer Rückführleitung 726 versehen,
um Produktflüssigkeit
aus dem Nachabscheider 718 zu entnehmen und mittels einer
in der Rückführleitung 726 vorgesehenen
Pumpe zum Einlaß 710 des
Heizkörpers 706 zu
leiten. Wie in 7 zu sehen, sind die Verdampferstufen 703 und 704 mit
einer derartigen Rückführleitung 727 bzw. 728 versehen,
um Produktflüssigkeit
ausgangsseitig aus dem jeweiligen Nachabscheider 719 bzw. 720 zu
entnehmen und dem zugehörigen
Einlaß 711 bzw. 712 zuzuführen, um
die Produktflüssigkeit
erneut zu erhitzen und zu verdampfen. Durch diese besondere Kopplung
der einzelnen Verdampferstufen 701 bis 704 entsteht
eine mehrstufige Zwangsumlauf-Fallstromverdampferanlage, die gegenüber bekannten
Anlagen den Vorteil hat daß eine
sorgfältige Einstellung
der durch die Rückführleitungen 725 bis 728 rezirkulierten
Produktflüssigkeit
zur Sicherung der Benetzung der Heizrohre durch den Anlagen-Bediener
oder eine automatische Steuerung nicht mehr erforderlich ist.
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Wie
vorstehend angeführt,
wird lediglich der erste Heizkörper 705 mit
Heizdampf von einer externen Heizdampferzeugungseinrichtung gespeist.
Die nachfolgenden Heizkörper 706, 707 und 708 werden mit
Brüdendampf
gespeist der aus dem Nachabscheider der jeweils vorhergehenden Verdampferstufe
entnommen wird. Der aus dem letzten Nachabscheider 720 entnommene
Brüdendampf
wird dann einem Kondensator 730 zugeführt, wo der Brüdendampf
kondensieren kann und abgeführt
wird.
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Es
können
die einzelnen Heizkörper
der jeweiligen Verdampferstufen unterschiedlich dimensioniert sein.
Statt der Weiterverwertung des Brüdendampfes zum Speisen der
jeweils nachfolgenden Heizkörper
ist es natürlich
auch möglich,
die einzelnen Heizkörper
jeweils nur extern erzeugtem Heizdampf zu versorgen.