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Verfahren und Anlage zur Regulierung des Fettgehaltes von Milch Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung des Fettgehaltes von Milch, wobei
die Vollmilch in eine fettfreie und eine fettreiche Komponente separiert und danach
der fettfreien Komponente ein Teil der fettreichen Komponente wieder zugeführt wird,
sowie eine Anlage zum Durchführen dieses Verfahrens.
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In der Fachzeitschrift DEUTSCHE MILCHWIRTSCHAFT Nr. 8 vom 19.2.75
sind verschiedene Verfahren zum Herstellen von Milch mit einem bestimmten Fettgehalt
beschrieben.
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Gemäß den meisten bekannten Verfahren wird das Rohprodukt, d.h. die
Vollmilch, in einem Separator in eine fettfreie und eine fettreiche Komponente,
z.B. Magermilch und Rahm, getrennt. Diese beiden Komponenten werden in separaten
Tanks aufbewahrt und nach der Bestimmung des Fettgehaltes der Vollmilch bzw. der
im Separator hergestellten fettreichen Komponente mischt man zur Vollmilch eine
vorausberechnete Menge entweder der fettreichen oder der fettfreien Komponente und
macht das Endprodukt, d.h. die sogenannte standardisierte Milch, fettärmer oder
fettreicher.
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Weiter ist es bekannt, die Vollmilch in einem Separator in eine fettfreie
und eine fettreich Komponente zu trennen, wobei der Fettgehalt der fettreichen Komponente
durch Einbau von Mengenbegrenzervorrichtungen auf einem beliegigen Wert grob geregelt
wird. Der fettreichen Komponente wird nach dem Separator entsprechend dem gewünschten
Fettgehalt des Endproduktes vorerst ein Teil der fettreichen Komponente wieder beigemischt.
Der Rest der fettreichen Komponente wird abgeführt und in einem separaten Tank gelagert.
Das Gemisch mit grob eingestelltem Fettgehalt wird ebenfalls in einem weiteren Tank
gelagert. Nach der Bestimmung des Fettgehaltes des Gemisches, des Rohproduktes sowie
des fettreichen Produktes wird der Fettgehalt des Endproduktes, d.h. der standardisierten
Milch, durch Zugabe von fettfreier bzw.
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fettreicher Komponente korrigiert.
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Diese beiden bekannten Verfahren besitzen den Nachteil, dass eine
umfangreche Tankanlage notwendig ist, dass für die Verarbeitung ein relativ grosser
Zeitaufwand notwendig ist und dass eine grosse Zeitverzögerung zwischen der Annahme
der Vollmilch und der Verarbeitung, d.h. der Herstellung der standardisierten Milch,unumgänglich
ist. Das Bestimmen des Fettgehaltes der Vollmilch, der fettfreien und fettreichen
Komponenten sowie der standaræsLerten Milch erfolgt durch Probenentnahmen, welche
Proben im Labor auf den Fettgehalt untersucht werden.
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Es wurden auch schon vollautomatische Regelungen des Fettgehaltes
der Milch vorgeschlagen. Gemäss einem ersten vollautomatischen Verfahren wird nach
der Zerlegung der Vollmilch in eine fettfreie und eine fettreiche Komponente die
Dichte der fettfreien Komponente, welche Dichte vom Fettgehalt abhängig ist, mittels
einer Dichtewaage gemessen. Je nach dem Resultat dieser Fettgehaltsbestimmung wird
ein Dosierorgan über einen Rechner angesteuert, welches Dosierorgan eine dem gewünschten
Fettgehalt des Endproduktes entsprechende Menge der fettreichen Komponente der fettfreien
Komponente zuführt. Bei diesem Verfahren wird der Fettgehalt des hergestellten Produktes
nicht direkt gemessen. Die Dichte ist temperaturabhängig, so dass Temperaturänderungen
grosse Aenderungen des gemessenen Fettgehaltes verursachen, obwohl sich der effektive
Fettgehalt dabei nicht wesentlich ändert.
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Gemass einem weiteren bekannten vollautomatischen Verfahren wird der
Fettgehalt der stanflardisierten Milch mittels eines sogenannten MilkoTesters bestimmt.
Dabei
wird die Vollmilch in einem Separator in Magermilch und Rahm getrennt. Ueber ein
Dosierorgan wird ein Teil des Rahmes der Magermilch wieder zugemischt. Nach der
Mischung wird jede halbe Minute automatisch eine Probe entnommen und der Fettgehalt
dieser Probe mit Hilfe des Milko-Testers automatisch bestimmt und je nach Resultat
dieser Messung das Dosierorgan verstellt. Der Milko-Tester arbeitet nach dem Prinzip
der Lichtdispersionsmessung und stellt ein sehr empfindliches Messorgan dar, welches
dem rauhen Betrieb in einer Molkerei ausgesetzt ist und des öftern beschädigt wird.
Es wird nicht kontinuierlich sondern intervallmässig gemessen, wobei in den Zwischenzeiten
Falschregelungen durchaus möglich sind. Ausserdem ist es notwendig, den Milko-Tester
des öftern nachzueichen, wenn man vermeiden will, dass der Fettgehalt der standardisierten
Milch nicht allzusehr von seinem Sollwert abweicht. Darüber hinaus ist die Reinigung
dieser Messeinrichtung nicht problemlos und nach erfolgter Reinigung ist eine Nachjustierung
erforderlich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Anlage zum Regulieren
des Fettgehaltes von Milch anzugeben, welche gestattet die Vollmilch direkt, d.h.
ohne Vorbehandlung derselben, in die standardiierte Milch und eine fettreiche Komponente
aufzuteilen, wobei der Fettgehalt der standardisierten Milch wesentlich genauer
eingehalten wird als dies mit den bisher bekannten Methoden der Fall ist. Die neu
geschaffene Anlage soll einfacher und robuster im Aufbau und dementsprechend billiger
in der Herstellung sein.
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Das erfindungsgemasse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Dichte der fettfreien Komponente und Dichte der Mischung aus der fett freien und
einen Teil der fettreichen Komponenten bestimmt werden, und dass das Mischungsverhältnis
der genannten Mischung in Abhängigkeit der Differenz zwischen den genannten Dichten
gesteuert wird.
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Die erfindungsgemässe Anlage zum Durchführen des Verfahrens, mit einem
einen ersten Ausgang für die fettfreie Komponente und einen zweiten Ausgang für
die fettreiche Komponente aufweisenden Separator und mit einer den zweiten Ausgang
mit dem ersten Ausgang verbindenden, steuerbaren Mischvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem ersten Ausgang des Separators und dem einen Eingang der Mischvorrichtung
ein erstes Dichtemessgerät
zum Bestimmen der Dichte der fettfreien
Komponente und am Ausgang der Mischvorrichtung ein zweites Dichtemessgerät zum Bestimmen
der Dichte der Milch mit dem regulierten Fettgehalt angeordnet sind, und dass eine
elektronische Steuervorrichtung zum Beeinflussen des Mischverhiltnisses in Abhängigkeit
der Differenz zwischen den mittels der Dichtemessgeräte bestimmten Dichten vorhanden
ist.
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Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemässen Anlage zum Regulieren des Fettgehaltes von Milch, wobei Leitungen
zum Führen der Milch bzw. deren Komponenten mit Doppelstrichen und Leitungen zum
Führen von elektrischen Signalen mit einfachen Strichen gezeichnet sind, Fig. 2
die halbschematische Darstellung eines Dichteschwingers mit dessen Hilfe ein elektrisches
Signal erzeugt wird, dessen Frequenz von der Dichte der durch den Dichteschwinger
durchströmenden Flüssigkeit abhängig ist, Fig. 3 das Blockschema einer Steuervorrichtung,
welche in Abhängigkeit der von den Dichteschwingern erzeugten Signale ein Stellsignal
für eine Dosierpumpe erzeugt, Fig. 4 die Frontansicht einer einfachen Dosierpumpe,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 das Blockschema einer
digital arbeitenden Steuervorrichtung und Fig. 7 das Blockschema der Regelvorrichtung,
die in Abhängigkeit des Stellsignales die Dosierpumpe nach den Fig. 4 und 5 steuert.
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Bei der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage zum Regulieren
des Fettgehaltes von Milch wird die angelieferte Vollmilch über eine Rohrleitung
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einem Separator 2 zugeführt. Die in dem Separator 2 gelangende
Vollmilch wird in eine fettfreie Komponente, d.h. Magermilch, und in eine fettreiche
Komponente, d.h. Rahm, aufgeteilt. Die Magermilch verlässt den Separator 2 über
eine Rohrleitung 3 und der Rahm wird über eine Rohrleitung 4 abgeführt.
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Die Magermilch gelangt über ein Dichtemessgerät 5 zu einem T-Stück
6 der Rohrleitung 3 und weiter in eine Mischvorrichtung 7. Das Dichtemessgerät 5
erzeugt in Abhängigkeit der Dichte der Magermilch ein elektrisches Signal, das über
eine Leitung 5 einem ersten Eingang einer Steuervorrichtung 9 zugeführt wird.
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Der Rahm gelangt über die Rohrleitung 4 zu einer Abzweigstelle 10,
von der aus ein Teil des Rahmes über eine Rohrleitung 11 einer Dosierpumpe 12 zugeführt
wird. Vom Ausgang der Dosierpumpe 12 gelangt der dosierte Rahm über eine Rohrleitung
13, ein Rückschlagventil 14 und das T-Stück 6 in die Magermilch. Nach dem T-Stück
6 gelangt die fettfreie und die fettreiche Komponente, d.h. die Magertrilch und
der dosierte Rahm, in die Mischvorrichtung 7, in welcher der Rahm mit der Magermilch
innig vermischt wird, so dass das homogene standardisierte Milchprodukt mit dem
gewünschten Fettgehalt entsteht. Von der Mischvorrichtung 7 gelangt die standardisierte
Milch über eine Rohrleitung 15 zu einem weiteren Dichtemessgerät 16, das in Abhängigkeit
der Dichte der stanlardlsierten Milch ein elektrisches Signal erzeugt, das über
eine Leitung 17 einem zweiten Eingang der Steuervorrichtung 9 zugeführt wird.
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Die Steuervorrichtung 9 erzeugt in Abhängigkeit der Differenz zwischen
den von den Dichtemessgeräten 5 und 16 erzeugten Signalen ein Steuersignal, das
über eine Leitung 18 zu einer Regelvorrichtung 19 gelangt, die ein Stellsignal für
die Dosierpumpe 12 erzeugt, welchesstellsignal der Dosierpumpe über eine Leitung
20 zugeführt wird.
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Der Rohrleitung 15 nach dem Dichtemessgerät 16 kann die stanirdisierte
Milch und der Rohrleitung 4 nach der Abzweigstelle 10 der Rahm mit einem hohen,
jedoch nicht festgelegten Fettgehalt der Anlage entnommen werden.
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Mit dem Ziel auch den Fettgehalt des Rahmes zu standardisieren, weist
die Anlage weiter eine Abzweigstelle 21 in der Rohrleitung 15 auf. Von dieser Abzweigstelle
21 gelangt ein Teil der standardisierten Milch über eine Rohrleitung 22 zu einer
weiteren Dosierpumpe 23 und über eine Rohrleitung 24, ein Rückschlagventil 25 und
ein T-Stück 26 in der Rohrleitung 4 in den Rahm. Die Rohrleitung 4 mündet nach dem
T-Stück 26 in eine weitcre Mischvorrichtung 27, in welcher der dem Rahm zugeführte
Teil der standardisier ten Milch innig miteinander verrauscht werden. Am Ausgang
der Mischvorrichtung 27 ist eine Rohrleitung 28 zum Entnehmen des staldardi-;irten
Rahmes angeschlossen. In dieser Rohrleitung ist ein drittes Dichtemessgextit 29
zum Erzeugen eines von der Dichte des standardisierten Rahmes abhängigen Signals
vorgesehen, welches Signal über eine Leitung 30 ebenfalls der Steuervorrichtung
9 zugeführt wird. In diesem Fall ist die Steuervorrichtung weiter so ausgebildet,
dass sie in Abhängigkeit der Differenz zwischen den von den Dichtemessgeräten 5
und 29 gelieferten Signalen ein weiteres Steuersignal für eine zusätzliche Regelvorrichtung
31 erzeugt, welches Steuersignal dieser Vorrichtung über eine Leitung 32 zugeführt
wird. Die Fcegelvorrichtung erzeugt ein Stellsignal, welches über eine Leitung 33
zur Dosierpumpe 23 gelangt.
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Der grosse Vorteil welcher die oben mit Bezug auf die Fig. 1 beschriebene
Anlage aufweist, ist der, dass die angelieferte Vollmilch direkt,und ohne Zeitverzögerung
über die Rohrleitung 1 der Anlage zugeführt und dass die standardisierte Milch der
Rohrleitung 15 und der standardisierte Rahm der Rohrleitung 28 entnommen werden
kann. Es sind keine Tanks zur getrennten Zwischenlagerung der fettfreien und der
fettreichen Komponente notwendig.
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Die Fettgehaltsbestimmung erfolgt über die Messung der Dichten der
Magermilch und der Entprodukte. Die Dichte ist nicht nur vom Fettgehalt allein sondern
auch von der fettfreien Trockenmasse, wie Proteine, Zucker, Mineralstoffe usw.,
und der Temperatur abhängig. Durch Messung der Dichte der fettfreien Komponente,
d.h. der Magermilch, sowie der Messung der Dichte der standardisierten Milch bzw.
des standardisierten Rahmes und durch die Differenzbildung dieser Messwerte werden
jene Faktoren mit Ausnahme des Fettgehaltes eliminiert, so dass die Differenz der
Messwerte praktisch nur vom Unterschied des Fettgehaltes der Magnermilch und des
Fettgehaltes der standarlisierten Milch bzw.
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des Rahmes abhängig ist. Da durch die Rohrleitung 15 das gleiche Produkt
strömt, wie durch die Rohrleitung 3, mit dem Unterschied, dass noch ein Teil der
fettfreien Komponente hinzugefügt worden ist, unterscheiden sich die mittels der
Dichtemessgeräte 5 und 16 ermittelten Dichten nur durch den unterschiedlichen Fettgehalt.
Der Einfluss der Trockenmasse und der Temperatur ist ausgeschaltet, weil die Trockenmasse
vom gleichen Rohprodukt stammt und die Temperatur in den beiden Dichtemessgeräten
praktisch dieselbe ist.
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Die Fig. 2 zeigt in stark vereinfachter Form und schematisch den Aufbau
beispielsweise des Dichtemessgerätes 5. Die Magermilch strömt in der Richtung des
Pfeiles 34 durch die Rohrleitung 3. Diese weist eine Drosselstelle 35 auf, so dass
ein Teil der Magermilch durch ein Eintrittsrohr 36 in das Dichtemessgerät eintritt
und nach dem Durchlaufen desselben über ein Austrittsrohr 37 nach der Drosselstelle
35 wieder in die Rohrleitung 3 einströmt. Das Eintrittsrohr 3G und das Austrittsrohr
37 durchqueren ein topfiörnjiges Gehäuse 38 und sind in diesem mittels einer Kunststoffmasse
33 einebettet:, so dass die beiden genannten Rohre starr gehalten sind.
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Die ;-=er die Kunststoffmasse 39 vorstehenden Enden der genannten
Rohre sird vDrcnst und über ein V-förmiges Rohrstück 40 miteinander verbunden. Das
Lintritts- und das Austrittsrohr sowie das Rohrstück 40 bestehen vorzugsweise aus
Glas. Am gebogenen Mittelteil des Rohrstückes 40 ist ein Dauermagnctstab 41 starr
befestigt. Das Rohrstück 40 und der Dauerr,lagnetstab 41 bilden zusammen einen Biegeschwinger,
wobei der Dauermagnetstab 41 längs einer senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig.
1 yerichteten Geraden hin- und herschwingen kann. Zu diesen Schwingungen wird der
Dauermagnetstab 41 mittels eines Elektromagneten 42 angeregt. Der Elektromagnet
42 weist eine Treiberwicklung 43 und eine Steuerwicklung 44 auf. Dem Kollektor eines
Transistors 45 wird eine positive Spannung über die TreibenJickLung zugeführt. Die
in der Steuerwicklung 44 induzierten Rückkopplungssignale gelangen zur Basis des
Transistors 45. Der Kollektor des Transistors 45 ist über die Primärwicklung eines
Transformators 46 an die Minusklemme einer nicht dargestellten Spannungsquelle angeschlossen.
Der das Rohrstück 40 und den Dauermagneten 41 umfassende Biegeschwinger, der Elektromagnet
42 und der Transistor 45 bilden einen Oszillator, welcher ein elektrisches Wechselspannungssignal
erzeugt, dessen Frequenz von der Eigenfrequenz des Biegeschwingers abhängig ist.
Dieses Signal wird an der Sekundärwicklung des
Transformators 46
abgenommen und beispielsweise über die Leitung 8 der Steuervorrichtung 9 zugeführt,
wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Eigenfrequenz des Biegeschwingers ist
von der Dichte der durch das Rohrstück 40 durchfliessenden Magermilch abhängig und
kann beispielsweise einen Wert von 200 bis 500 Hz aufweisen. Die Information über
die ermittelte Dichte ist also in der Frequenz des an der Sekundärwicklung des Transformators
46 abgenommenen Signals und nicht in der Spannung dieses Signals enthalten. Die
Leitungen 8, 17 und 23,über welche die Signale der Steuervorrichtung 9 zugeführt
werden, können beliebig lang sein, wobei der Informationsinhalt durch die in diesen
Leitungen auftretende Dämpfung nicht beeinflusst wird. Dies ermöglicht, dass die
Steuervorrichtung 9 vom übrigen Teil der Anlage entfernt aufgestellt werden kann,
ohne dass die Funktion der Messwertermittlung gestört wird.
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Die Fig. 3 zeigt das Blockschema einer ersten Ausführungsform der
Steuervorrichtung 9. Ueber einen ersten Eingang 47 wird das vom Dichtemessgerät-5
erzeugte Signal und über einen zweiten Eingang 48 das vom Dichtemessgerät 16 erzeugte
Signal zugeführt. Die den genannten Eingängen zugeführten Signale sind vorzugsweise
harmonische Wechselspannungen, deren Frequenz, wie oben erwähnt, von der Dichte
der durch die Dichtemessgeräte hindurchströmenden Flüssigkeiten abhängig sind, und
werden je einem Begrenzer 49 bzw. 50 zugeführt Am Ausgang der Begrenzer erscheint
je eine Folge von Rechteckimpulsen, die eine konstante Amplitude aufweisen und deren
Impulsfolgefrequenz der Frequenz der genannten Signale entspricht. Die Rechteck
impulse gelangen in eine Auswerteschaltung 51 und am Ausgang derselben erscheint
ein analoges Ausgangssignal, welches zur Differenz zwischen den Inpulsfolgefrequenzen
der der Auswertevorrichtung 51 zugeführten Rechteckimpulsfolgen proportional ist.
Jedem Eingang der Auswerteschaltung 51 kann beispielsweise je ein nicht dargestelltes
Differenzierglied zugeordnet sein, welches jedesmal beim Eintreffen der Vorder-
oder der Rückflanke jedes Rechteckimpulses einen Messimpuls mit konstanter Amplitude
und konstanter Dauer erzeugt.
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Mit diesen Messimpulsen wird ein nicht gezeichneter Kondensator aufgelagen.
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Da die Impulsfolgen der Messimpulse gleich den Impulsfolgen der Rechteckimpulse
entsprechen, ist die Anzahl der pro Zeiteinheit zum Kondensator gelangenden Messimpulse
proportional zur Frequenz des von dem betreffenden Dichtemessgerät erzeugten Signales.
Dementsprechend ist auch die Spannung,
auf welche der Kondensator
aufgeladen wird, proportional zur Frequenz des genannten Signales. Durch Subtraktion
der Ladespannung des Kondensators, welcher durch das Signal am Eingang 47 aufgeladen
wird, von der Ladespannung des Kondensators, welcher durch das Signal am Eingang
48 aufgeladen wird, erhält man das oben genannte analoge Ausgangssignal, welches
über eine Leitung 52 einem Endverstärker 53 zum Erzeugen des analogen Steuersignales
zugeführt wird. Das Steuersignal verlässt die Steuervorrichtung über einen Ausgangsanschluss
54 und gelangt über die Leitung 18 zur Regelvorrichtung 19 (Fig. 1). Der Endverstärker
53 weist einen weiteren entkoppelten Ausgang auf, der über eine Leitung 55 mit einem
Schreiber 56 verbunden ist. Im Schreiber 56 wird der Wert des Steuersignales zur
Kontrolle der Arbeitsweise der Anlage aufgezeichnet. Weiter enthält die Auswerteschaltung
51 nicht dargestellte Stromkreise, welche der oben genannten Differenzspannung zwischen
den Ladespannungen der genannten Kondensatoren eine einstellbare Zusatzspannung
addieren, um das genannte analoge Ausgangssignal zu erhalten. Die Grösse dieser
Zusatzspannung bestimmt den Fettgehalt der standardisierten Milch und kann entsprechend
eingestellt werden.
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Ein Blockschema der Regelvorrichtung 19 ist in der Fig. 7 dargestellt.
Einem Eingang 57 wird über die Leitung 18 das analoge Steuersignal zugeführt, das
in einen Umsetzer 58 gelangt und in diesem in Impulse mit konstanter Impulsfolge
und einer zum Steuersignal proportionalen Amplitude umgesetzt wird. Diese Impulse
werden über eine Leitung 59 in einen Leistungsverstärker 60 zugeführt, an dessen
Ausgang 61 ein impulsmässiges Stellsignal erscheint, welches über die Leitung 20
zur Dosierpumpe 12 gelangt. Die konstante Impulsfrequenz wird durch einen Taktgenerator
62 erzeugt. Mit einem Stellglied 63 kann die durch den Taktgenerator 62 erzeugte
Impulsfrequenz eingestellt werden.
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Die Regelvorrichtung 19 kann auch so ausgebildet sein, dass die Anzahl
der Impulse des Stellsignals proportional zum analogen Steuersignal ändern, wodurch
aber die Amplitude dieser Impulse nicht verändert wird. Mittels des Stellgliedes
63 kann dann die Amplitude der Impulse des Stellsignales beeinflusst werden.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine einfache Ausführungsform einer Pumpe,
die sich als Dosierpumpe 12 bzw. 23 eignet. Diese Pumpe besitzt ein topfförmiges
Gehäuse 64 mit einem hohlen Fuss 65. Die Oeffnung des Gehäuses 64 ist durch
eine
Schweibe 66 abgedeckt. Auf de+.Aussenseite weist die Scheibe 66 einen stich in axialer
Richtung erstreckenden Rand auf, welche Scheibe mit einem ebenfalls einen sich in
axialer Richtung erstreckenden Raiid versehenen Deckel 68 eine Kammer einschliesst.
Diese Kammer ist durch eine elastische Membrane 69, deren Randbereich zwischen dem
Rand der Scheibe 67 und dem Rand des Deckels 68 eingeklemmt ist, in einen Hubraum
70 und einen Zwischenraum 71 unterteilt.
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Im mittleren Bereich der Membrane 69 ist ein Teller 72 einer Schubstange
73 eingebettet. Die Schubstange 73 erstreckt sich durch eine Bohrung 74 im Zentrum
der Scheibe 66 und durch eine Aussparung 67 der Scheibe GG und ragt in eine Sackbohrung
65 im Boden 76 des Gehäuses 64 hinein. Auf dem den Innenraum des Gehäuses 64 durchsetzenden
Teil der Schubstange 73 ist ein zylindrischer Körper 77 aus einem ferromagnetischem
Material befestigt.
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Koaxial um den Körper 77 ist eine Spule 78 angeordnet und über einen
Distanzring 79 mit dem Boden 76 des Gehäuses 64 starr verbunden. Die Anschlussdrahte
80 der Spule 78 sind durch einen Kanal 85 in der Wand des Gehäuses 64 hindurchgeführt
und ragen in den hohlen Fuss 65 hinein. Zwischen dem Teller 72 und dem Körper 77
ist ein geschlitzter Stützring 80 in einer Nut der Hubstange 73 gehalten. An die
Scheibe 66 und an den Stützring 80 liegen die Enden einer Feder 81 auf, welche die
Hubstange 73 an den Boden der Sackbohrung 75 andrückt, wobei dieser Boden als Anschlag
dient.
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Wird die Spule 78 erregt, so wird der ferromagnetische Körper 77 bezogen
auf die Fig. 5 nach links bewegt und dabei wird die Hubstange 73 entgegen der Rückführkraft
der Feder 81 ebenfalls nach links verschoben. Durch den Teller 72 wird die Membrane
69 nach links durchgebogen, wodurch das Volumen des Hubraumes 70 verkleinert wird.
Ein Teil der sich im Hubraum 70 befindlichen Rahmes bzw. der Milch verlässt den
Hubraum 70 über ein Rückschlagventil 82, welches auf der oberen Seite des Randbereiches
des Deckels 78 angeordnet ist. Die geförderte Menge ist vom zurückgelegten Weg der
Hubstange 73 abhängig. Wird der Strom durch die Spule 78 unterbrochen, so wird die
Hubstange 73 durch die Feder 81 wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt, wobei
die Membrane ebenfalls in ihre Ausgangsstellung zurückgelangt. Dabei wird das Volumen
der Hubkammer 70 wieder vergrössert,so dass weiterer Rahm bzw. Milch durch ein zweites
Rückschlagventil 83 in den Hubraum eintreten kann. Die wahrend einer Zeiteinheit
geförderte Menge Rahm bzw. Milch ist
einerseits von der Stärke
des Stromes, mit welchem die Spule 78 erregt wird, und andererseits durch die Anzahl
während dieser Zeiteinheit der Spule 78 zugeführten Impulse abhängig.
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Vorzugsweise ist die in der Fig. 7 dargestellte Regelvorrichtung auf
einer gedruckten Leiterplatte 84 aufgebaut, welche Leiterplatte in Innern des Fusses
65 der Dosierpumpe gemäss den Fig. 4 und 5 angeordnet ist. Die Anschlussdrähte für
die Spule 78 stellen die in der Fig. 1 gezeichneten Leitung 20 dar, über welche
das impulsförmige Stellsignal der Dosicrpumpe zugeführt wird. Ueber Leiter 86, welche
der Leitung 18 entsprechen, gelangt das Steuersignal zur Regelvorrichtung.
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Die Fig. 6 zeigt das Blockschema einer digital arbeitenden Steuervorrichtu:1g.
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Die von den Dichtemessgräten 5 und 16 erzeugten Signale werden den
Eingangen 87 bzw. 88 zugeführt und gelangen zu je einem abtaster 89 bzw. 90. Bei
den Abt rastern werden Taktimpulse TI zugeführt, z.B. jede halhe Sekunde ei e Taktimpuls
TI von 50 ms Dauer. In jedem der Abtaster ist ein nicht zarge stellter Zähler vorhanden,
welcher die zwischen zwei aufeinander folgendren Talstir.pulsen TI die positiven
Halbwellen der von den betreffenden Dichte' messgeräten erzeugten Signale zählt.
Der beim Auftreten jedes Taktimpulses erreichte Zählerstand wird kodiert und der
kodierte Zählerstand wird über je eine Mehrfachleitung 91 bzw. 92 in paralleler
Form ausgegeben. Die vor DichteLsessgerät 16 abgeleitete, kodierte Information gelangt
über die M=I-fachleitung 92 direkt in einen Zähler 93. Die vom Dichtemessgerät 5
abc;eleitete Information gelangt über die Mehrfachleitung 91 in ein Schieberegister
94 und wird in diesem gespeichert und verzögert über einen MehrFachleitung 95 an
einen Zähler 96 weitergegeben. Die Dauer der Verzögerung, mit welcher die Information
an den Zähler 96 weitergegeben wird, entspricht der Zeit, welche ein Teilchen der
Magermilch benötigt, um vom Messgerät 5 durch das T-Stück 6 und die Mischvorrichtung
7 zum Dichtemessgerät 16 zu gelangen. Damit wird erreicht, dass bei der Bestimmung
des Fettgehaltes die Dichten der standardisierten Milch berücksichtigt werden. Die
Informat on, die gleichzeitig in die Zäher 93 und 96 gelangt, entspricht den Dichten
von einem Teil der Magermilch und der Mischung dieses Teiles der Magerr1ch mit Rahm.
Unmittelbar nach jeder Uebernahrne der Information in den Zählern 93 und 96 wird
der Zählerstand derselben mittels eines Komparators 97 verglichen. Am Ausgang des
Komparators erscheint die Differenz der Zählerstffinde
der Zähler
93 und 96 in digital kodierter Form. Dieses kodierte Differnzsignal gelangt über
eine Mehrfachleitung 98 zu einem Digital-Analogwandler 89,an dessen Ausgang 100
das analoge Steuersignal erscheint, welches über die Leitung 18 der Regelvorrichtung
19 zugeführt wird.
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Zum Eliminieren des Einflusses der Temperatur bei der Ermittlung der
Dichten ist es vorteilhaft, wenn die beiden Dichtemessgeräte 5 und 16 gegebenenfalls
auch das Dichtemessgerät 29 in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind.
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Durch Eingabe eines Korrekturwertes, welcher der Differenz des Fettgehaltes
der Magermilch und der standardisierten Milch entspricht, mittels eines Stellgliedes
101 in den Zähler 96 wird das analoge Steuersignal am Ausgang 100 so verändert,
dass über die Dosierpumpe 12 soviel Rahm in die Magermilch zurückgegeben wird, dass
der Fettgehalt der standardisierten Milch dem gewünschten Wert entspricht.
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Die oben beschriebene Anlage arbeitet nur dann richtig, wenn der Fettgehalt
der Vollmilch grösser ist als der Fettgehalt der standardisierten Milch.
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Sollte dies nicht zutreffen, so ist zusätzlicher Rahm in die Rohrleitung
4 aus einem nicht dargesteilten Vorratsbehälter für Rahm einzuführen.
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Die Regulierung des Fettgehaltes des standardisierten Rahmes erfolgt
im Prinzip gleich wie die Regulierung des Fettgehaltes der standardisierten Milch.
Die Steuervorrichtung 9 weist einen zusätzlichen Begrenzer auf zum Umsetzen des
vom Dichtemessgerät 29 erzeugten harmonischen Signales in Rechteckimpulse. In einer
weiteren Auswertevorrichtung wird die Differenz zwischen den Informationen über
die Dichte der Magermilch und die Dichte des standardisierten Rahmes gebildet und
als analoges Ausgangs signal einem weiteren Endverstärker zugeführt, welcher das
Steuersignal für die Regelvorrichtung 31 erzeugt, welche die Dosierpumpe 23 steuert.
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Die mit Bezug auf die Fig. 1 oben beschriebene Anlage weist den Vorteil
auf, dass gleichzeitig die Fettgehalte der standardisierten Milch und des standardisierten
Rahms konstant geregelt werden können. Die Verarbeitung der Vollmilch kann sehr
rasch erfolgen, wobei die Genauigkeit der regulierten Fettgehalte vergleichsweise
mit jenen der bekannten Anlagen grösser ist.
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Dadurch ist die Wirtschaftlichkeit der oben beschriebenen Anlage weitgehend
verbessert worden. Die oben beschriebene Anlage lässt sich problemlos reinigen
und
da keine absolute Dichtemessungen sondern nur Vergleichsmessungen durchgeführt werden,
ist die Einstellung der Dichtemessgeräte wesentlich einfacher.