DE19932276A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Emulgieren einer Flüssigkeit in einer Trägerflüssigkeit, nach dem Verfahren gebildete Emulsion sowie Produkt, in dem die Emulsion verarbeitet ist - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Emulgieren zumindest einer Flüssigkeit in zumindest einer Trägerflüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit zugeführt und miteinander gemischt werden und die gebildete Emulsion abgeführt wird, wird vorgeschlagen, daß die zumindest eine zu emulgierende Flüssigkeit und die zumindest eine Trägerflüssigkeit in eine als Schleife ausgebildete Umlaufleitung (12) zugeführt und in dieser zirkuliert und gemischt werden, um die Emulsion zu bilden, und daß die durch das kontinuierliche Zuführen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit gebildete Übermenge an gebildeter Emulsion aus der Umlaufleitung abgeführt wird. Eine Vorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens weist eine Zuführung (14) für die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit, eine Abführung (36) für die gebildete Emulsion und Mittel (24) zum Bewegen und Mischen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit auf. Die Vorrichtung (10) weist eine als Schleife ausgebildete Umlaufleitung (12) auf, wobei die Umlaufleitung (12) mit der Zuführung (14) und der Abführung (36) versehen ist, wobei die Mittel (24) zum Bewegen und Mischen für die in der Umlaufleitung (12) zirkulierende Flüssigkeit und Trägerflüssigkeit in der Umlaufleitung (12) angeordnet sind (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Emulgieren zumindest einer Flüssigkeit in zumindest einer Trägerflüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit kontinuierlich zuge­ führt und miteinander gemischt werden und die gebildete Emulsi­ on abgeführt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Emulgieren zumindest einer Flüssigkeit in zumindest einer Trägerflüssig­ keit, mit zumindest einer Zuführung für die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit, einer Abführung für die gebildete Emulsion und mit Mitteln zum Bewegen und Mischen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind allgemein aus der Praxis bekannt.

Bei bekannten Verfahren werden die zu emulgierende Flüssigkeit bzw. die zu emulgierenden Flüssigkeiten und die Trägerflüssig­ keit bzw. Trägerflüssigkeiten in ein Durchlaufsystem zugeführt. Gegebenenfalls wird noch ein Emulgator oder werden Emulgatoren zugeführt, um die emulgierte Flüssigkeit in Form feiner Tröpf­ chen in der Trägerflüssigkeit verteilt zu halten, ohne daß sich Flüssigkeit und Trägerflüssigkeit wieder voneinander trennen.

Ein Anwendungsfall ist die Bildung von Emulsionen zur Herstel­ lung von Lebensmitteln. Um beispielsweise Mayonnaise oder Sa­ latdressing herzustellen, wird Öl in Wasser emulgiert, wobei noch Emulgatoren beigemengt werden, um die Emulsion stabil zu halten. Ferner werden beim Bilden der Emulsion noch weitere flüssige oder feste Stoffe beigefügt, wie Aromen oder Ge­ schmacksstoffe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer zu emulgierenden Flüssigkeit auch beispielsweise ein wei­ ches bzw. knetbares Fett verstanden, das geeignet ist, in ein Leitungssystem zugeführt und darin bewegt zu werden.

Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung fin­ det eine Mischung der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit statt, indem diese beim Hindurchleiten durch das Durchlauf­ system mittels eines statischen Mischerelements mit nachge­ schaltetem Rotor miteinander verrührt bzw. vermengt werden. Da­ zu weist das Durchlaufsystem der bekannten Vorrichtung in Durchlaufrichtung verteilt mehrere statische Mischerelemente mit nachgeschaltetem Rotor auf, wodurch das Durchlaufsystem den Nachteil besitzt, langbauend zu sein. Ebenso müssen die stati­ schen Mischerelemente eine erhebliche Länge aufweisen, um das Flüssigkeitsgemenge, das an den statischen Mischern vorbei be­ wegt wird, genügend zu vermischen, um schließlich feine Tropfen der in der Trägerflüssigkeit zu emulgierenden Flüssigkeit zu erhalten. Das bekannte Verfahren erfordert demnach eine Vor­ richtung, deren Leitungssystem eine beachtliche Länge aufweist, und die eine beachtliche Zahl an beweglichen Teilen erfordert, da in dem Leitungssystem mehrere Rotoren vorgesehen sind, so daß die Vorrichtung insgesamt komplex ist. Ein weiterer Nach­ teil besteht darin, daß sich eine derartige Vorrichtung infolge der erheblichen Länge und der langbauenden Mischerelemente und Rotoren außerdem nur aufwendig reinigen läßt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorgenannten Nachteile beseitigt wer­ den, daß mit dem Verfahren und der Vorrichtung eine Emulsion bei geringem konstruktivem Aufwand der Vorrichtung und mit ge­ ringem Kostenaufwand hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens dadurch gelöst, daß die zumindest eine zu emulgierende Flüssigkeit und die zumindest eine Trägerflüssig­ keit in eine als Schleife ausgebildete Umlaufleitung zugeführt und in dieser zirkuliert und gemischt werden, um die Emulsion zu bilden, und daß die durch das kontinuierliche Zuführen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit gebildete Übermenge an gebildeter Emulsion aus der Umlaufleitung abgeführt wird.

Hinsichtlich der eingangs genannten Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine als Schleife ausgebildete Umlaufleitung auf­ weist, wobei die Umlaufleitung mit der Zuführung und der Abfüh­ rung versehen ist, und daß die Mittel zum Bewegen und Mischen für die in der Umlaufleitung zirkulierende Flüssigkeit und Trä­ gerflüssigkeit in der Umlaufleitung angeordnet sind.

Anstatt die zu emulgierende Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten und die Trägerflüssigkeit bzw. Trägerflüssigkeiten in ein Durch­ laufsystem zuzuführen und darin das Flüssigkeitsgemenge zum Bilden der Emulsion zu mischen, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit in eine als Schleife aus­ gebildete Umlaufleitung zuzuführen, durch die das Flüssigkeits­ gemenge einmal oder mehrere Male zirkulierend hindurchbewegt wird, bis die gewünschte Emulsion gebildet ist, die dann durch die Abführung aus der Umlaufleitung abgeführt wird. Die abge­ führte Menge hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die zu mischende Flüssigkeit und Trägerflüssigkeit zugeführt werden. Schlecht ineinander lösbare bzw. mischbare Flüssigkeiten bzw. Trägerflüssigkeiten werden mit einer geringeren Geschwindigkeit zugeführt und mehrmals durch die Umlaufleitung hindurch zir­ kulierend bewegt, während sich besser ineinander lösende Flüssigkeiten bzw. Trägerflüssigkeiten mit höherer Geschwindig­ keit zugeführt werden können und unter Umständen nur einmal durch die Umlaufleitung hindurch zirkulierend bewegt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung haben nun den besonderen Vorteil, daß aufgrund der Zirkulation des Flüssigkeitsgemenges in der Umlaufleitung diese mit einer geringen Länge ausgebildet werden kann, und daß nur eine Mischereinheit zum Mischen bzw. Verrühren der Flüssigkei­ ten erforderlich ist, da das Flüssigkeitsgemenge mehrmals an der Mischereinheit vorbeigeführt werden kann. Der konstruktive Aufwand und der Kostenaufwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit vorteilhaft reduziert.

Somit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vollkom­ men gelöst.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird zu Be­ ginn des Verfahrens eine stabile Anfangsemulsion aus der Flüs­ sigkeit und der Trägerflüssigkeit in der Umlaufleitung gebil­ det.

Auch bezüglich der Bildung einer stabilen Anfangsemulsion er­ weist sich das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungs­ gemäße Vorrichtung als besonders vorteilhaft. Bei vielen Emul­ sionen ist es nämlich notwendig, daß bereits eine stabile An­ fangsemulsion vorhanden ist, bevor die zu emulgierende Flüssig­ keit weiter zugeführt werden kann. Falls keine stabile Anfangs­ emulsion vorhanden ist, kann nämlich eine Trennung der Flüssig­ keit und der Trägerflüssigkeit in zwei oder mehrere Flüssig­ keitsphasen auftreten, oder es kann sich unerwünschterweise eine Emulsion der Trägerflüssigkeit in der zu emulgierenden Flüssigkeit bilden. Um die stabile Anfangsemulsion zu erhalten, erfordert das bekannte Verfahren ein noch längeres Durchlauf­ system, wobei die zu emulgierende Flüssigkeit an längs verteilt verschiedenen Positionen des Durchlaufsystems zugeführt wird, und dann schließlich das gesamte Flüssigkeitsgemenge nochmals miteinander gemischt werden muß. Bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren dient dagegen die bereits in der Umlaufleitung zirkulie­ rende Emulsion als Anfangsemulsion, der die zu emulgierende Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit nach und nach zugeführt werden kann.

Dabei ist es bevorzugt, wenn zu Beginn des Verfahrens das Men­ genverhältnis aus der zugeführten zu emulgierenden Flüssigkeit und der zugeführten Trägerflüssigkeit derart klein ausgewählt wird, daß sich die stabile Anfangsemulsion bildet, und daß das Mengenverhältnis anschließend bis zu dem gewünschten Mengen­ endverhältnis erhöht wird.

Hierbei ist von Vorteil, daß die stabile Anfangsemulsion nun zu Beginn des Verfahrens in der gleichen Vorrichtung gebildet wird wie letztendlich die fertige Emulsion, so daß die Anfangsemul­ sion nicht in einer separaten Vorrichtung erzeugt und dann als solche in die erfindungsgemäße Vorrichtung verbracht werden muß.

Es kann jedoch in einer alternativen Ausgestaltung auch bevor­ zugt sein, zu Beginn des Verfahrens eine stabile Anfangsemulsi­ on aus der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit in die Umlauf­ leitung zuzuführen, wenn dies bei besonders instabilen und da­ her schwierig zu bildenden Emulsionen erforderlich sein sollte.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung weisen die Mittel zum Bewegen und Mischen eine an der Umlaufleitung angeordnete Mischereinheit auf, in das die zumin­ dest eine Zuführung einmündet, wobei sich durch die Mischerein­ heit ein Leitungsabschnitt der Umlaufleitung an der Zuführung vorbei erstreckt und in Umlaufrichtung gesehen hinter der Zu­ führung mündet.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Mischereinheit ermöglicht auf konstruktiv vorteilhaft einfache Weise die kontinuierliche Zu­ führung der zu emulgierenden Flüssigkeit und der Trägerflüssig­ keit in die Umlaufleitung, in der bereits eine Menge an teil­ weise gebildeter Emulsion zirkuliert. Die bereits teilweise ge­ bildete zirkulierende Emulsion wird dabei durch den sich durch die Mischereinheit erstreckenden Leitungsabschnitt der Umlauf­ leitung geleitet. An der Mündung dieses Leitungsabschnitts, die sich in Umlaufrichtung gesehen hinter der Zuführung befindet, findet dann eine erste Vermischung der neu zugeführten Flüssig­ keit bzw. Trägerflüssigkeit und der bereits teilweise gebilde­ ten Emulsion statt. Die aus der Mündung des Rohrabschnittes ausströmende bereits teilweise gebildete Emulsion bewirkt auf­ grund des dynamischen Druckes einen statischen Unterdruck, der bereits dafür sorgen kann, daß die nach und nach zugeführte Flüssigkeit bzw. Trägerflüssigkeit in Umlaufrichtung gerichtet in die Umlaufleitung zugeführt wird. Dieser Effekt kann durch eine zusätzliche Unterdruckerzeugung in der Mischereinheit, beispielsweise mittels einer Pumpe, verstärkt werden. Die Mi­ schereinheit gewährleistet außerdem, daß die zugeführte Flüs­ sigkeit bzw. Trägerflüssigkeit nicht direkt über den kürzesten Weg zu der Abführung strömt, sondern der Zirkulation in der Um­ laufleitung zugeführt wird.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Mischereinheit an ihrem in Um­ laufrichtung gesehen vorderen Ende geschlossen ist.

Hierdurch wird auf konstruktiv einfache Weise gewährleistet, daß die zugeführte Flüssigkeit bzw. Trägerflüssigkeit nach der Zuführung nicht direkt zu der Abführung gelangt, sondern zumin­ dest einmal die Umlaufleitung durchläuft.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Mischer­ einheit ein Rohr auf, das den Leitungsabschnitt trichterförmig umgibt, wobei sich das Rohr in Umlaufrichtung gesehen zum hin­ teren Ende hin verjüngt.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der sich verjüngende Abschnitt des Rohres der Mischereinheit als Düse wirkt, durch die die zugeführte Flüssigkeit bzw. Trägerflüssigkeit beschleu­ nigt und an der Mündung des Leitungsabschnitts verwirbelt in die Umlaufleitung in Umlaufrichtung zugeführt und an der Mün­ dung des Leitungsabschnittes unmittelbar mit der bereits teil­ weise gebildeten und in der Umlaufleitung zirkulierenden Emul­ sion vermischt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Mittel zum Bewegen und Mischen eine Pumpe, die an die Umlaufleitung angeschlossen ist.

Eine Pumpe hat den Vorteil, daß sie in doppelter Funktion so­ wohl die Zirkulation des Flüssigkeitsgemenges in der Umlauf­ leitung als auch eine gute Mischung der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit bewirkt.

Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Pumpe in Umlaufrich­ tung gesehen unmittelbar hinter der Zuführung angeordnet ist. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß unmittelbar nach der Zufüh­ rung der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit bereits eine di­ rekte anfängliche Mischung nach der Zufuhr bewirkt wird. Die Pumpe schließt sich in Umlaufrichtung gesehen vorteilhaft un­ mittelbar an die Mischereinheit an.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Abführung in Umlaufrichtung gesehen unmittelbar vor der Zuführung ange­ ordnet.

Hierbei ist von Vorteil, daß die Flüssigkeit bzw. die Träger­ flüssigkeit nach der Zuführung in die Umlaufleitung diese zu­ mindest einmal durchläuft, bevor die fertige Emulsion abgeführt wird. Somit kann die gesamte als Schleife ausgebildete Umlauf­ leitung bzw. Ringleitung zum Mischen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit ausgenutzt werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in ihrer je­ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombina­ tionen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird hiernach mit Bezug auf diese näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Vorrichtung in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung in noch weiter vergrö­ ßertem Maßstab.

In Fig. 1 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 verse­ hene Vorrichtung zum Emulgieren zumindest einer Flüssigkeit in zumindest einer Trägerflüssigkeit dargestellt. Mit der Vorrich­ tung 10 kann beispielsweise eine Öl-in-Wasser-Emulsion gebildet werden, und bei Verwendung der Vorrichtung 10 in der Lebens­ mittelindustrie kann eine handelsfertige Mayonnaise oder ein Salatdressing mit der Vorrichtung 10 hergestellt werden.

Die Vorrichtung 10 weist eine als Schleife ausgebildete Umlauf­ leitung 12 auf.

An der Umlaufleitung 12 ist zumindest eine Zuführung 14 ange­ ordnet, durch die die zumindest eine zu emulgierende Flüssig­ keit und die zumindest eine Trägerflüssigkeit in die Umlauf­ leitung 12 zugeführt wird.

Gemäß Fig. 2, die einen Ausschnitt aus der Vorrichtung 10 im Bereich der Umlaufleitung 12 zeigt, weist die Zuführung 14 drei separate Zuführanschlüsse 16, 18 und 20 auf. Durch den Zuführ­ anschluß 16 kann beispielsweise eine zu emulgierende Flüssig­ keit, wie beispielsweise Öl, durch den Zuführanschluß 18 eine Trägerflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, und durch den Zu­ führanschluß 20 ein geeigneter Emulgator in die Umlaufleitung 12 zugeführt werden. Ein solcher Emulgator dient dazu, die Grenzflächenspannungen zwischen der zu emulgierenden Flüssig­ keit und der Trägerflüssigkeit herabzusetzen und die feine Ver­ teilung der zu emulgierenden Flüssigkeit in der Trägerflüssig­ keit zu begünstigen und zu stabilisieren. Der Emulgator vermei­ det somit, daß sich im Falle einer Öl-in-Wasser-Emulsion eine getrennte Ölphase in der Wasserphase bildet.

Die Anzahl der Zuführanschlüsse 16, 18 und 20 ist nicht kri­ tisch, es können also auch mehr oder weniger Zuführanschlüsse vorgesehen sein. Die Zuführung 14 kann auch nur einen einzigen Zuführanschluß aufweisen, durch den sowohl die zu emulgierende Flüssigkeit als auch die Trägerflüssigkeit und gegebenenfalls ein Emulgator zugeführt werden können. Gesonderte Zuführan­ schlüsse 16, 18 und 20 haben jedoch den Vorteil, daß das Men­ genverhältnis der zuzuführenden Flüssigkeit und Trägerflüssig­ keit genauer geregelt werden kann. Es ist ferner auch möglich, weitere Flüssigkeiten außer den zuvor angegebenen zuzuführen, wie z. B. Geschmacksstoffe und Aromen, um ein Produkt wie Mayon­ naise oder Salatdressing herzustellen. Derartige Flüssigkeiten können auch eine Suspension von festen Stoffen in einer Flüs­ sigkeit umfassen.

In der Umlaufleitung 12 sind ferner Mittel 24 zum Bewegen und Mischen des aus der in die Umlaufleitung 12 zugeführten Flüs­ sigkeit und der Trägerflüssigkeit bestehenden Flüssigkeits­ gemenges vorgesehen. Die Mittel 24 zum Bewegen und Mischen die­ nen demnach dazu, die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit in der Umlaufleitung 12 in einer mit Pfeilen 28 angedeuteten Um­ laufrichtung zirkulieren zu lassen, und die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit miteinander zu mischen.

Die Mittel 24 zum Bewegen und Mischen weisen eine Mischer­ einheit 22 auf, in die die Zuführung 14, genauer gesagt die Zu­ führanschlüsse 16, 18 und 20 einmünden. Die Mischereinheit 22 wird hiernach noch näher beschrieben.

Die Mittel 24 zum Bewegen und Mischen weisen ferner eine Pumpe 26 auf, die hiernach ebenfalls noch näher beschrieben wird.

An der Umlaufleitung 12 ist schließlich noch eine Abführung 36 angeordnet, aus der die fertig gebildete Emulsion abgeführt wird. Die Abführung 36 ist in der Umlaufrichtung 28 gesehen vor der Zuführung 14 angeordnet. Die Zuführung 14 wiederum ist in der Umlaufrichtung 28 gesehen unmittelbar vor der Pumpe 26 an­ geordnet.

Wie in Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, weist die Mischer­ einheit 22 ein etwa trichterförmig ausgebildetes Rohr 34 auf, wobei das Rohr 34 in der Umlaufrichtung 28 gesehen hinter den Zuführanschlüssen 16, 18 und 20 einen sich verjüngenden Ab­ schnitt 38 aufweist.

Durch die Mischereinheit 22 erstreckt sich ein in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien dargestellter Leitungsabschnitt 40, der, wie in Fig. 3 deutlich dargestellt ist, sich an den Zuführ­ anschlüssen 16, 18 und 20 vorbei erstreckt und in Umlaufrich­ tung 28 gesehen hinter diesen eine Mündung 42 aufweist, die in dem sich verjüngenden Abschnitt 38 des Rohrs 34 der Mischer­ einheit 22 angeordnet ist.

Durch den Leitungsabschnitt 40 der Umlaufleitung 12 zirkuliert bereits teilweise aus der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit gebildete Emulsion, wobei im Bereich der Mündung 42 durch die Zuführung 14 weiter zugeführte Flüssigkeit und Trägerflüssig­ keit somit unmittelbar nach deren Zuführung mit der teilweise gebildeten Emulsion vermischt wird.

Der sich verjüngende Abschnitt 38 des Rohrs 34 ist mit einem Ansaugstutzen 44 der Pumpe 26 verbunden.

Ein in der Umlaufrichtung gesehen vorderes Ende 46 der Mischer­ einheit 22 ist um den Leitungsabschnitt 40 herum geschlossen ausgebildet.

Die Pumpe 26 weist gemäß Fig. 3 ein Mischelement 48 in Form einer Schnecke auf, die eine intensive Vermischung der Flüssig­ keit und der Trägerflüssigkeit zur Bildung der Emulsion be­ wirkt. Die Pumpe 26 weist weiterhin einen Rotor 50 mit Schau­ feln 52 auf, die dazu dienen, das Flüssigkeitsgemenge aus der zu emulgierenden Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit in der Umlaufrichtung 28 zirkulieren zu lassen. Der Rotor 50 bzw. die Schaufel 52 bewirken eine weitere intensive Verwirbelung und Vermischung der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit.

Die Pumpe 26 erzeugt weiterhin im Inneren der Mischereinheit 22 einen Unterdruck, der bewirkt, daß die durch die Zuführ­ anschlüsse 16, 18 und 20 zugeführten Flüssigkeiten zur Mündung 42 des Leitungsabschnitts 40 hin gesaugt werden, wie mit ein­ zelnen Pfeilen angedeutet ist, wodurch, wie bereits erwähnt, im Bereich der Mündung 42 eine erste Durchmischung der Flüssig­ keit, der Trägerflüssigkeit und gegebenenfalls des Emulgators erfolgt.

Die Pumpe 26 bewirkt aufgrund ihrer Anordnung unmittelbar hin­ ter der Zuführung 14 eine anfängliche Mischung der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit, wonach eine weitere Mischung zur ge­ wünschten Emulsion in der Umlaufleitung 12 stattfindet, und zwar aufgrund der durch die Pumpe 26 verursachten Turbulenz in dem Flüssigkeitsgemenge und durch die durch die Pumpe 26 be­ wirkte hohe Umlaufgeschwindigkeit des Flüssigkeitsgemenges in der Umlaufleitung 12.

Die zu wählende Umlaufgeschwindigkeit wird im allgemeinen von den gewählten Abmessungen der Vorrichtung 10 und der zu bilden­ den Emulsion abhängen.

Wenn die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit zugeführt wer­ den, wird das Volumen der in der Umlaufleitung 12 gebildeten Emulsion das Fassungsvermögen der Umlaufleitung 12 überschrei­ ten. Diese Übermenge an Emulsion wird durch die Abführung 36 in der durch einen Pfeil 54 angedeuteten Richtung aus der Umlauf­ leitung 12 abgeführt. Wird keine weitere Flüssigkeit bzw. Trä­ gerflüssigkeit in die Umlaufleitung 12 zugeführt, wird die zu bildende Emulsion innerhalb der Umlaufleitung 12 in Zirkulation gehalten und nicht durch die Abführung 36 abgeführt. Wird die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit kontinuierlich zugeführt, wird die entsprechende Übermenge an Emulsion durch die Abfüh­ rung 36 abgeführt. Die Zufuhrmenge an zugeführter Flüssigkeit und Trägerflüssigkeit bestimmt also die Abfuhrmenge an Emulsi­ on.

Da die Abführung 36 in Umlaufrichtung gesehen unmittelbar vor der Zuführung 14, genauer gesagt vor den Zuführanschlüssen 16, 18 und 20, angeordnet ist, steht den zugeführten Flüssigkeiten die gesamte schleifenförmige Umlaufleitung 12 zur Verfügung, um sich zum Bilden der Emulsion miteinander zu mischen. Die Mi­ schereinheit 22 gewährleistet dabei, daß die zugeführte Flüs­ sigkeit bzw. Trägerflüssigkeit nicht direkt über dem kürzesten Weg zu der Abführung 36 strömt, sondern in der Umlaufrichtung 28 durch die Umlaufleitung 12 zirkuliert.

Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine nicht dargestellte Steuerungseinheit auf, beispielsweise mit einer Spannungs­ versorgung für die Pumpe 26 und einer geeigneten Regelungselek­ tronik, um das Verfahren zum Emulgieren einer Flüssigkeit in einer Trägerflüssigkeit mittels der dargestellten Vorrichtung 10 zu steuern.

In Fig. 1 sind noch Meßeinrichtungen 56, 58 und 60 zur Über­ wachung des Drucks und/oder der Strömungsgeschwindigkeit an verschiedenen Stellen der Vorrichtung 10 vorgesehen. Die Meß­ einrichtungen 56, 58 und 60 können dabei mit der Steuerungs­ einheit gekoppelt sein.

Die Vorrichtung 10 ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist, ferner auf Rädern montiert, so daß die Vorrichtung 10 an verschiedene Arbeitsplätze verfahren werden kann.

Bei dem mit der Vorrichtung 10 durchgeführten Verfahren zum Emulgieren einer Flüssigkeit in einer Trägerflüssigkeit wird üblicherweise damit begonnen, die Trägerflüssigkeit, eine ge­ ringere Menge der zu emulgierenden Flüssigkeit bzw. Flüssigkei­ ten und gegebenenfalls eine entsprechende Menge eines Emulga­ tors und/oder einer weiteren Flüssigkeit in die Umlaufleitung 12 zuzuführen, um eine stabile Anfangsemulsion in der Umlauf­ leitung 12 zu bilden.

Im allgemeinen bildet sich keine stabile Emulsion, wenn bereits zu Beginn das gewünschte Mengenendverhältnis aus der zu emul­ gierenden Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit in die Umlauf­ leitung 12 zugeführt wird. Falls Öl und Wasser zugeführt wer­ den, um eine Öl-in-Wasser-Emulsion zu bilden, kann sich, wenn die Emulsion nicht stabil ist, eine Wasser-in-Öl-Emulsion bil­ den, was jedoch unerwünscht ist. Nachdem die stabile Anfangs­ emulsion gebildet ist, wird das Mengenverhältnis aus zugeführ­ ter Flüssigkeit und zugeführter Trägerflüssigkeit und die Menge des gegebenenfalls zugeführten Emulgators und weiterer Flüssig­ keiten erhöht, bis schließlich das gewünschte Mengenendverhält­ nis aus Trägerflüssigkeit und zu emulgierender Flüssigkeit er­ reicht ist bzw. das Produkt, das die Emulsion enthält, fertig hergestellt ist.

Wie bereits erwähnt, kann je nach zu bildender Emulsion das Flüssigkeitsgemenge aus der zu emulgierenden Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit nur einmal in der Umlaufleitung 12 nach dem Zuführen zirkuliert werden, oder es kann vorgesehen sein, das Flüssigkeitsgemenge mehrmals durch die Umlaufleitung 12 zirkulieren zu lassen, bis die gewünschte Emulsion gebildet ist. Der jeweils nicht abgeführte Teil der in der Umlaufleitung 12 teilweise gebildeten Emulsion bildet dann die Anfangsemulsi­ on für die nach und nach kontinuierlich zugeführte zu emulgie­ rende Flüssigkeit und Trägerflüssigkeit und die daraus zu bil­ dende Emulsion.

Es ist jedoch auch möglich, eine stabile Anfangsemulsion außer­ halb der Vorrichtung 10 zu bilden und diese zu Beginn des Ver­ fahrens in die Vorrichtung 10, d. h. in die Umlaufleitung 12, einzubringen, wonach das Verfahren dann in der zuvor beschrie­ benen Weise weiter durchgeführt werden kann.

Claims (13)

1. Verfahren zum Emulgieren zumindest einer Flüssigkeit in zumindest einer Trägerflüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit kontinuierlich zugeführt und miteinander gemischt werden und die gebildete Emulsion ab­ geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine zu emulgierende Flüssigkeit und die zumindest eine Trägerflüssigkeit in eine als Schleife ausgebildete Um­ laufleitung (12) zugeführt und in dieser zirkuliert und gemischt werden, um die Emulsion zu bilden, und daß die durch das kontinuierliche Zuführen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit gebildete Übermenge an gebildeter Emul­ sion aus der Umlaufleitung (12) abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Verfahrens eine stabile Anfangsemulsion aus der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit in der Umlaufleitung gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Verfahrens das Mengenverhältnis aus der zuge­ führten zu emulgierenden Flüssigkeit und der zugeführten Trägerflüssigkeit derart klein ausgewählt wird, daß sich die stabile Anfangsemulsion bildet, und daß das Mengen­ verhältnis anschließend bis zu dem gewünschten Mengen­ endverhältnis erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Verfahrens eine stabile Anfangsemulsion aus der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit in die Umlaufleitung (12) zugeführt wird.

5. Vorrichtung zum Emulgieren zumindest einer Flüssigkeit in zumindest einer Trägerflüssigkeit, mit zumindest einer Zu­ führung(14) für die Flüssigkeit und die Trägerflüssigkeit, einer Abführung (36) für die gebildete Emulsion und mit Mitteln (24) zum Bewegen und Mischen der Flüssigkeit und der Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) eine als Schleife ausgebildete Umlauf­ leitung (12) aufweist, wobei die Umlaufleitung (12) mit der Zuführung (14) und der Abführung (36) versehen ist, und daß die Mittel (24) zum Bewegen und Mischen für die in der Umlaufleitung (12) zirkulierende Flüssigkeit und Trä­ gerflüssigkeit in der Umlaufleitung (12) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (24) zum Bewegen und Mischen eine an der Um­ laufleitung (12) angeordnete Mischereinheit (22) aufwei­ sen, in das die zumindest eine Zuführung (14) einmündet, wobei sich durch die Mischereinheit (22) ein Leitungs­ abschnitt (40) der Umlaufleitung (12) an der Zuführung (14) vorbei erstreckt und in Umlaufrichtung gesehen hinter der Zuführung (14) mündet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischereinheit (22) an ihrem in Umlaufrichtung gesehen vorderen Ende (46) geschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mischereinheit (22) ein Rohr (34) aufweist, das den Leitungsabschnitt (40) trichterförmig umgibt, wo­ bei sich das Rohr (34) in Umlaufrichtung gesehen zum hin­ teren Ende hin verjüngt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel (24) zum Bewegen und Mischen eine Pumpe (26) aufweisen, die an die Umlaufleitung (12) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (26) in Umlaufrichtung gesehen unmittelbar hinter der Zuführung (14) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abführung (36) in Umlaufrichtung ge­ sehen unmittelbar vor der Zuführung (14) angeordnet ist.

12. Emulsion, die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 gebildet wurde.

13. Produkt, in dem die Emulsion nach Anspruch 12 verarbeitet ist.