DE2804108A1

DE2804108A1 - Anlage zum eindampfen eines fluessigen produkts

Info

Publication number: DE2804108A1
Application number: DE19782804108
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Engelhardt; Hans-Volker Dipl Ing Laumann
Original assignee: Wiegand Karlsruhe GmbH
Current assignee: GEA Wiegand GmbH
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1979-08-02

Description

Anlage zum Eindampfen eines flüssigen Produkts
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Eindampfen eines flüssigen Produkts mit einem von dem flüssigen Produkt durchströmten Heizkörper, der das Produkt ganz oder teilweise an einen Abscheider abgibt, in dem das im Heizkörper eingedampfte Produkt von Brüden getrennt wird und mit einem motorgetriebenen Brüdenverdichter, der die Brüden verdichtet und einem Heizkörper, der von dem erstgenannten Heizkörper verschieden sein kann, zu dessen Heizung zuführt.
Anlagen dieser Art sind bekannt. Zum Antrieb der Brüdenverdichter in diesen Anlagen werden beispielsweise Elektromotoren benutzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Primärenergie sparende Anlage dieser Art anzugeben (wie Kohle, öl oder dergleichen).
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Anlage dadurch gekennzeichnet, daß der Brüdenverdichter von einer Wärmekraftmaschine angetrieben ist und daß wenigstens ein Teil der Abwärme dieser Wärmekraftmaschine zur Erwärmung eines Mediums, das von dem einzudampfenden Produkt verschieden sein kann, in einem Wärmetauscher genutzt wird.
Eine Wärmekraftmaschine wird unmittelbar mit Primärenergie gespeist und die dabei erzeugte Abwärme wird nach der Erfindung energiesparend verwertet.
Als Wärmekraftmaschine kann insbesondere ein Dieselmotor, ein Ottomotor oder ein Gasturbinentriebwerk vorgesehen sein.
Besonders vorteilhaft ist es, das einzudampfende Produkt selbst vor seinem Eintritt in den Heizkörper in dem Wärmetauscher zu erhitzen. Damit das einzudampfende Produkt nach seinem Eintritt in den Heizkörper möglichst sogleich verdampft, ist die Anlage bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des einzudampfenden Produkts in dem Wärmetauscher bis zu einer Temperatur erfolgt, die mindestens gleich der Temperatur ist, die dem Druck der von dem Brüdenverdichter abgegebenen Brüden entspricht.
In der zu dem Heizkörper führenden Leitung ist der Wärmetauscher eingebaut, in dem das einzudampfende Produkt über eine seine Temperaturempfindlichkeit charakterisierende Temperatur erhitzt werden kann, ohne daß ein über das gewöhnliche Maß hinausgehendes Anbacken des einzudampfenden Produkts in dieser Leitung erfolgt.
Für ein einzudampfendes temperaturempfindliches Produkt, insbesondere Milch oder ein Milchderivat, ist daher die Anlage bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druck der von dem Brüdenverdichter abgegebenen Brüden entsprechende Temperatur niedriger liegt als die die Temperaturempfindlichkeit des Produkts charakterisierende Temperatur und daß die Temperatur, auf die das einzudampfende Produkt in dem Wärmetauscher erhitzt wird, höher liegt als die die Temperaturempfindlichkeit charakterisierende Temperatur.
Ist die Wärmekraftmaschine mit einem Kühlmittel zu kühlen und führt sie Abwärme in einem Abgas ab, so ist sie zwecks günstiger Energieausnutzung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß von der Wärmekraftmaschine abgegebenes Kühlmittel einen von Abgas der Wärmekraftmaschine beheizten Wärmetauscher durchströmt, von dort aus in den Wärmetauscher zur Erhitzung des einzudampfenden Produkts und schließlich als Kühlmittel zurück in die Wärmekraftmaschine gelangt.
Ist der Anlage ein Trockner für das eingedampfte Produkt zugeordnet, so ergibt sich eine besonders gute Energieausnutzung, wenn das strömende Medium die Trockenluft des Trockners ist, mit dem das eingedampfte Produkt getrocknet wird.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage.
Fig. 2 zeigt die Ausbildung einer Anlage nach Fig. 1 für den Fall, daß die Wärmekraftmaschine mit einem Kühlmittel zu kühlen ist und Abgas abgibt.
Die Anlage nach Fig. 1 weist einen Heizkörper 2 auf, in den durch eine Leitung 4 über eine Drossel 6 ein flüssiges einzudampfendes Produkt zugeführt wird, beispielsweise Milch mit einer Temperatur von 900C. Milch ist ein temperaturempfindliches Produkt; sie darf in der Regel nicht höher als 70.0C erhitzt werden, wenn ein Anbacken der Milch an der Innenwand des Leitungssystems vermieden werden soll.
Der Heizkörper 2 gibt das eingedampfte Produkt, also beispielsweise die Milch, an einen Abscheider 8 ab, in dem das eingedampfte Produkt von Brüden abgetrennt wird. Das konzentrierte eingedampfte Produkt wird über eine Leitung 10 durch eine Produktförderpumpe 12 abgeführt. Die Brüden gelangen aus dem Abscheider 8 in einen Brüdenverdichter 14, der die Brüden verdichtet und im Falle dieses Ausführungsbeispiels über eine Leitung 16 dem Heizkörper 2 zu dessen Heizung zuführt.
Die Brüden erhalten im Falle des Eindampfens von Milch in der Leitung 16 beispielsweise einen Druck von 360 mbar, dem nach der Dampfdruckkurve eine Temperatur von 730C entspricht. Wegen Überhitzung haben die Brüden aber beispielsweise eine Temperatur von 1050C.
Das Brüdenkondensat wird aus dem Heizkörper 2 über die Leitung 18 abgeführt und über eine Kondensatpumpe 20 und eine Leitung 22 einem Wärmetauscher 24 zur Erhitzung des einzudampfenden Produkts zugeführt. Das Brüdenkondensat hat in den Leitungen 18, 22 im Falle des Eindampfens von Milch beispielsweise eine Temperatur von 730C.
Der Brüdenverdichter 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel von einer als Dieselmotor ausgebildeten Wärmekraftmaschine 26 über ein Getriebe 28 angetrieben. Das von der Wärmekraftmaschine 26 abgegebene erhitzte Kühlwasser, das beispielsweise eine Temperatur von 800c hat, wird über eine Leitung 30 dem Wärmetauscher 24 zugeführt und das von der Wärmekraftmaschine 26 abgegebene Abgas, das beispielsweise eine Temperatur von 6000C hat, wird dem Wärmetauscher 24 über eine Leitung 32 zugeführt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird in dem Wärmetauscher das einzudampfende Produkt selbst vor seinem Eintritt in den Heizkörper 2 erhitzt. Handelt es sich dabei um Milch, so tritt die Milch beispielsweise mit einer Temperatur von 150C durch die Leitung 34 in den Wärmetauscher 24 ein.
Der Wärmetauscher nach dem Ausführungsbeispiel hat 3 Abschnitte: Der erste Abschnitt 36 wird durch das Brüdenkondensat aus der Leitung 22 erhitzt, der zweite Abschnitt 38 durch das von der Wärmekraftmaschine 26 durch die Leitung 30 abgegebene erhitzte Kühlwasser und der dritte Abschnitt 40 durch das von der Wärmekraftmaschine 26 durch die Leitung 32 abgegebene Abgas.
In dem erörterten Beispiel der Eindampfung von Milch beträgt die Temperatur der Milch in der Leitung 4 etwa 900C und die Temperatur des verdichteten Brüdens in der Leitung 16, die dem Druck von etwa 360 mbar entspricht, etwa 730C. Die Erhitzung der Milch in dem Wärmetauscher 24 erfolgt also bis zu einer Temperatur, die höher als diejenige Temperatur liegt, die dem Druck der von dem Brüdenverdichter abgegebenen Brüden entspricht.
Da die für die Temperaturempfindlichkeit der Milch kritische Temperatur bei etwa 700c liegt, ist auch bei dem erörterten Ausführungsbeispiel diejenige Temperatur von etwa 730C, die dem Druck von etwa 360 mbar der von dem Brüdenverdichter abgegebenen Brüden entspricht, niedriger als die eben genannte kritische Temperatur von etwa 700C. Auch ist diejenige Temperatur, auf die die Milch in dem Wärmetauscher 24 erhitzt wird, nämlich etwa 90°C, höher als die genannte kritische Temperatur.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann die Wärmekraftmaschine 50 ein Dieselmotor sein. Das von der Wärmekraftmaschine abgegebene Kühlmittel wird über eine Leitung 52 und eine Pumpe 54 durch eine Leitung 56 in einen Rippenrohr-Wärmetauscher 58 geleitet und dort vom Abgas der Wärmekraftmaschine erhitzt. Hierzu wird das Abgas über eine Leitung 60 dem Wärmetauscher 58 zugeführt. Aus dem Wärmetauscher 58 gelangt das Kühlmittel durch eine Leitung 62 in einen Gegenstrom-Wärmetauscher 64 zur Erhitzung des einzudampfenden Produkts und schließlich über eine Drossel 66 und eine Leitung 68 zurück in die Wärmekraftmaschine 50 als K;ihlmittel. Der Heizkörper 2 für das einzudampfende Produkt und die Leitung 4, die dem Heizkörper 2 das einzudampfende Produkt zuführt, können so ausgebildet sein wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Claims

Patentansprüche 1. Anlage zum Eindampfen eines flüssigen Produkts mit einem von dem flüssigen Produkt durchströmten Heizkörper, der das Produkt ganz oder teilweise an einen Abscheider abgibt, in dem das im Heizkörper eingedampfte Produkt von Brüden abgetrennt wird und mit einem motorgetriebenen Brüdenverdichter, der die Brüden verdichtet, und einem Heizkörper, der von dem erstgenannten Heizkörper verschieden sein kann, zu dessen Heizung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brüdenverdichter (14) von einer Wärmekraftmaschine (26) angetrieben ist und daß wenigstens ein Teil der Abwärme dieser Wärmekraftmaschine (26) zur Erwärmung eines Mediums, das von dem einzudampfenden Produkt verschieden sein kann, in einem Wärmetauscher (24) genutzt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärmetauscher (24) das einzudampfende Produkt vor seinem Eintritt in den Heizkörper (2) erhitzt wird.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des einzudampfenden Produkts in dem Wärmetauscher (24) bis zu einer Temperatur erfolgt, die mindestens gleich der Temperatur ist, die dem Druck der von dem Brüdenverdichter (14) abgegebenen Brüden entspricht.
4. Anlage nach Anspruch 3 für ein temperaturempfindliches Produkt, insbesondere Milch oder ein Milchderivat, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druck der von dem Brüdenverdichter (14) abgegebenen Brüden entsprechende Temperatur niedriger liegt als die die Temperaturempfindlichkeit des Produkts charakterisierende Temperatur und daß die Temperatur, auf die das einzudampfende Produkt in dem Wärmetauscher (24) erhitzt wird, höher liegt als die die Temperaturempfindlichkeit charakterisierende Temperatur.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme der Wärmekraftmaschine (26) zum Pasteurisieren oder Sterilisieren eines temperaturempfindlichen Produkts, z. B. von Milch oder Milchderivaten benutzt wird.
6. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Wärmekraftmaschine (50) abgegebenes Kühlmittel einen von Abgas der Wärmekraftmaschine (50) beheizten Wärmetauscher (58) durchströmt, von dort aus in den Wärmetauscher (64) zur Erhitzung des einzudampfenden Produkts und schließlich als Kühlmittel zurück in die Wärmekraftmaschine (50) gelangt.
7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Medium die Trockenluft eines Trockners ist, mit dem das eingedampfte Produkt getrocknet wird.