DE2807136B2 - - Google Patents

Description

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und dann in den Injektor gelangt, in welchem das sind.

Wasser Dampf in einer Menge eingeführt wird, die Eine derartige konstruktive Lösung des Erwärzum Erwärmen des Wassers auf die erforderliche mungsmittels bedeutet eine wesentliche Vereinfa-Temperatur ausreicht. Das erwärmte Wzsser wird zur chung der Konstruktion der Pasteurisier- und Kühlwiederholten Verwertung in den Roiler geleitet. 5 anlage, da hierbei die Notwendigkeit entfällt, die

Um das ausreichende Erwärmen des Wassers und komplizierte und kostspielige technologische Ausriifolglich auch das Pasteurisieren der Milch sicherzu- stung zu verwenden, die zur Vorbereitung des Wärstellen, erfordert die bekannte Pasteurisier- und meträgers und somit auch zur Steuerung der Pasteuri-Kühlanlage etwa 30 kg/h Dampf mit einem Druck von sierprozesse des Produktes und zum Auswaschen der mindestens 0,5 bar, für dessen Erzeugung eine für die io Anlage erforderlich ist.

Montage und Bedienung komplizierte, teure Hilfs- Dabei verläuft der Pasteurisierprozeß des Produkts

ausrüstung, und zwar ein Dampfkessel mit einem au- mit einer höheren Wärmeübertragungszahl bei einer

tomatischen Regelsystem, Pumpen, ein Speisesystem, merklichen Verringerung des Anbrennens der Milch,

eine Dampfregelungsapparatur und dergleichen er- wodurch die ursprüngliche Geschmacksqualität und

forderlich sind. 15 die .physikalisch-chemischen Eigenschaften der Milch

Ein wesentlicher Mangel der bekannten Pasteuri- erhalten bleiben.

sier- und Kühlanlage ist flne komplizierte Konstruk- Es ist zweckmäßig, daß die elektrische Verbindung

tion sowie die komplizierte und recht hohe Geste- der Stange mit den elektrischen Heizelementen der

hungskosten aufweisende Hilfsausrüstung, was durch Platten mit Hilfe elektrischer Stromführungselemente

die Verwendung von Wasser als flüssiger Wärmeträ- 20 verwirklicht wird, wovon jedes mit der Stange und

ger in der Pasteurisierzelle bedingt wird. dem entsprechenden elektrischen Heizelement in

Einen weiteren Mangel dieser Anlage bildet das er- Kontakt steht.

heblich große Schwanken des Wärmegef alles, d. h. des Eine derartige konstruktive Lösung bietet die Mög-

Gefälles der Temperaturen zwischen dem flüssigen lichkeit, eine ziemlich einfache und durchaus zuver-

Wärmeträger und der zu behandelnden Milch auf der 25 lässige Zuleitung der elektrischen Energie an die

gesamten Länge der Wärmeaustauschstrecke der Pa- Heizelemente der Platten zu verwirklichen,

steurisierzelle. Dieses schwankende Tempe -aturge- Zweckmäßig ist es auch, daß die elektrische Isolie-

fälle während der Milcherwärmung begünstigt in ho- rung der Stange von den Wärmeaustauschflächen der

hem Maße die Bildung einer während des Ärbeitens Platten mit Hilfe die Stange umgebender Dichtringe

der Anlage dauernd sich vergrößernden Anbrsn- 30 erfolgt, wobei jeder Ring aus einem elastischen elek-

nungsschicht der Much auf den Wärmeaustauschflä- trisch isolierenden Material ausgeführt und zwischen

chen der Platten der Pasteurisierzelle, welche die In- den Platten angeordnet ist sowie mit seinen flachen

tensität der Wärmeübertragung zwischen den War- Stirnseiten an den Wärmeaustauschflächen der Plat-

meaustauschmedien stark verringert, die Produk- ten anliegt.

tionsleistung der Anlage herabsetzt und die Ge- 35 Diese Konstruktionsausführung gewährleistet eine

schmackseigenschaften der Milch verschlechtert, zuverlässige elektrische Isolation der Stange von den

wodurch sie zur Erzeugung mancher Arten von stromführenden Wärmeaustauschflächen der Platten

Milchprodukten unbrauchbar wird. bei verschiedener Intensität der Zusammenpressung

Darüber hinaus gilt als Mangel der bekannten An- des Plattenpakets der Pasteurisierzelle des Wärmelage die ungenügend hohe Wärmeübertragungszahl 40 austauschers.

von Wärmeträger zur Milch in der Pasteurisierzelle, Dabei ist ausgeschlossen, daß das flüssige Produkt

die sich im Laufe des Ärbeitens der Anlage infolge bei gestörter Abdichtung der Kanäle auf die strom-

des dauernden Anbrennens der Milch und des Ausf al- führenden Elemente gelangt.

lens einer Ansatzschicht aus dem Wärmeträger auf Zweckmäßigerweise sind die Stangen mit der

die Wärmeaustauschflächen entsprechend verringert. 45 Stromquelle über einen Spannungsregler verbunden,

Ein bedeutender Mangel der bekannten Anlage ist der die Höhe der Speisespannung der elektrischen auch deren überaus erschwerte Verwendung in Far- Heizelemente je nach der Erwärmungstemperatur des men mit geringem Melkertrag infolge der obener- flüssigen Produkts am Austritt aus der Pasteurisierwähnten komplizierten und sperrigen Konstruktion. zelle ändert, wodurch die Erwärmungstemperatur im

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseiti- 50 wesentlichen gleich der vorgebenen Pasteurisiertem-

gung der genannten Mangel. peratur gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bei einer solchen konstruktiven Lösung läßt sich solche Pasteurisier- und Kühlanlage der eingangs ge- während des Ärbeitens der erfindungsgemäßen Paiiannten Art zum Behandeln eines flüssigen Produkts steurisier- und Kühlanlage eine im wesentlichen konzu schaffen, in welcher das Heizmittel so ausgeführt 55 stante, von der Bearbeitungstechnologie des Produkist, daß es die Möglichkeit bietet, das flüssige Produkt tes verlangte Höhe des Temperaturgefälles zwischen mit Hilfe eines gleichmäßigeren und leicht steuerba- den Heizelementen der Platten und der zu bearbeiren Wärmestroms ohne Verwendung eines flüssigen tenden Milch auf der gesamten Länge der Wärmeaus-Wärmeträgers zu erwärmen. tauschstrecke der Pasteurisierzelle erhalten, wodurch

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 60 auch eine im wesentlichen konstante Wärmeleistung

löst, daß das Mittel zum Erwärmen des flüssigen Pro- der Pasteurisierzelle aufrechterhalten wird,

dukts elektrische Heizelemente darstellt, die in den Die erfindungsgemäße Pasteurisier- und Kühlan-

Platten der Pasteurisierzelle und elektrisch isoliert von lage ist konstruktiv einfach ausgeführt und stellt eine

den Wärmeaustauschflächen dieser Platten angeord- zweckmäßige Wärmebehandlung der Milch bei Er-

net sind, und daß die Stangen stromleitend ausgeführt μ haltung ihrer ursprünglichen Eigenschaften und der

sind und mit den Heizelementen sowie mit der Strom- Geschmacksqualität sicher.

quelle elektrisch verbunden und ebenfalls von den Die vorliegende Pasteurisier-und Kühlanlage kann

Wärmeaustauschflächender Platten elektrisch isoliert unabhängig von den AuseanEseieenschaften des Pro-

dukts, wie ζ. B. des Fett- und Säuregehalts, einen optimalen Wert des Temperaturgefälles vom Erwärmungsmittel zum Bearbeitungsprodukt aufrechterhalten.

Die nach der vorliegenden Erfindung ausgeführte Anlage läßt sich leicht montieren, sie ist einfach im Betrieb und nimmt einen geringen Platz ein.

Darüber hinaus kann man die Anlage je nach den Abmessungen der benutzten Wärmeaustauschplatten und der installierten elektrischen Leistung ihrer Heizelemente mit verschiedener Produktivität bzw. Leistung ausführen, nämlich von einigen Tonnen bis einigen hunderten Kilogramm pro Stunde unter Erhaltung der hohen Effektivität der Milchbearbeitung bei geringem Arbeitsaufwand.

Die Konstruktion der Pasteurisierzelle mit elektrischen Heizelementen gemeinsam mit der Rekuperationszelle des Wärmeaustauschers ermöglicht einen minimalen Verbrauch der elektrischen Energie.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema der erfindcingsgemäßen Pasteurisier- und Kühlanlage zum Behandeln eines flüssigen Produkts,

Fig. 2 ein axonometrisches Schema des Wärmeaustauschers, vergrößert; das Gehäuse ist nicht gezeigt; schematisch sind zwei Dichteinlagen dargestellt,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Pasteurisierzelle des Wärmeaustauschers im Längsschnitt, vergrößert; das Gehäuse des Wärmeaustauschers ist weggelassen,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Wärmeaustauschplatte der Pasteurisierzelle,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 die Stelle A in Fig. 3, vergrößert,

Fig. 7 ein elastisches Stromführungselement der Pasteurisierzelle des Wärmeaustauschers, im Längsschnitt, vergrößert,

Fig. 8 die Abwicklung des elastischen Stromführungselementes, verkleinert,

Fig. 9,10, 11 schematische Darstellungen der gegenseitigen Lage des elastischen Elektrokontaktelements und der Stange zu Beginn, in der Mitte und zum Schluß der Montage der Pasteurisierzelle, verkleinert.

Die vorliegende Pasteurisier- und Kühlanlage zur Wärmebehandlung von Milch enthält nach Fig. 1 hintereinander verbundene Einheiten, nämlich ein Sammelgefäß 1, eine Pumpe 2, einen Plattenwärmeaustauscher 3, ein elektrohydraulisches Ventil 4 und eine Einrichtung 5 zum Halten des Bearbeitungsprodukts auf Pasteurisiertemperatur. Für die Steuerung der Anlage im Betrieb ist der Steuerblock 6 vorgesehen.

Der Wärmeaustauscher 3 besteht aus einer Pasteurisierzelle 7, einer Rekuperationszelle 8 und einer Kühlzelle 9.

Die hydraulischen Verbindungen der Pasteurisier- und Kühlanlage werden durch Rohrleitungen verwirklicht, die entsprechend der Durchflußfolge der Milch mit den Bezugszeichen 10 bis 18 bezeichnet sind.

Die Rohrleitung 10 verbindet die nicht dargestellte Milchquelle mit dem Sammelgefäß 1. Die Rohrleitung U verbindet das Sammelgefäß 1 mit der Pumpe 2. Die Rohrleitung 12 verbindet die Pumpe 2 mit dem Einlaß 8a für die Ausgangsmilch der Rekuperationszelle 8. Die Rohrleitung 13 verbindet den Auslaß la der Pasteurisierzelle 7 mit dem elektrohydraulischen Ventil 4. Die Rohrleitung 14 verbindet das elektrohydraulische Ventil 4 mit der Einrichtung 5 zum Halten der Milch auf Pasteurisiertemperatur. Die Rohrleitung 15 verbindet die Einrichtung 5 mit dem Einlaß 8b für die pasteurisierte Milch in die Rekuperationszelle 8. Die Rohrleitung 16 verbindet den Auslaß 9a für die behandelte Milch aus der Kühlzelle 9 mit dem Verbraucher. Die Rohrleitung 17 verbindet das elektrohydraulische Ventil 4 mit dem Sammelgefäß l.Das Bezugszeichen 18 bezeichnet die Rohrleitung für den Durchfluß des Kälteträgers durch die Kühlzelle 9, der in seinem geschlossenen Kreislauf (nicht dargestellt) zirkuliert.

Zur Temperaturkontrolle der Pasteurisierprozesse der zu bearbeitenden Much und zum Auswaschen der Pasteurisier- und Kühlanlage ist in der Rohrleitung 13 ein Temperaturgeber 19 angeordnet, der durch den elektrischen Stromkreis 20 mit dem Steuerblock 6 verbunden ist.

Nach einem Signal vom Temperaturgeber 19 steuert dieser Block 6 die Arbeitsweise eines Spannungsreglers 21, der mit einer Stromquelle 22 durch die Stromleiter 23 sowie mit Klemmen 24 von Stangen 25 der Pasteurisierzelle 7 des Wärmeaustauschers 3 der Anlage verbunden ist.

Das Sammelgefäß 1 bildet einen Behälter bekannter Konstruktion, ausgerüstet mit einem nicht dargestellten Schwimmerregler, um ein stabiles Niveau der Milch im Gefäß 1 zu sichern.

Als Pumpe 2 kann man eine Pumpe beliebiger bekannter Konstruktion verwenden, die die erforderliche Leistung des Wärmeaustauschers 3 sicherstellt und keine Änderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der zu behandelnden Milch hervorruft. Die Einrichtung 5 zum Halten des Produkts auf Temperatur kann von beliebiger bekannter Bauart und als Behälter, Sammelrohr und dergleichen gestaltet sein, welche geeignet ist, die bis auf die Pasteurisiertemperatur erwärmte Milch im Lauf der vorgegebenen Zeitdauer auf dieser Temperatur zu halten. Die Rekuperationszelle 8 und die Kühlzelle 9 sind aus parallel angeordneten Wärmeaustauschplatten 26 (Fig. 2) gebildet, die mit ihren Enden auf die Stangen 27 aufgesetzt sind, welche auf einer Stütze 28 befestigt sind.

Die Rekuperationszelle 8 ist von einer Seite durch die Stütze 28 und von der anderen Seite durch eine Zwischenplatte 29 begrenzt. Die Kühlzelle 9 ist ihrerseits durch die gleiche Zwischenplatte 29 und eine Druckplatte 30 begrenzt, welche einen Teil einer Spannvorrichtung 31 darstellt Diese Spannvorrichtung 31 dient zum Zusammenpressen der Pakete der Wärmeaustauschplatten 26 der Rekuperationszelle 8 und der Kühlzelle 9 bei deren Montage, um diese Platten in vorgegebenen Abstand zueinander einzustellen. Das Zusammenpressen dieser Pakete erfolgt durch fortschreitende Verstellung der Druckplatte 30 längs der Stangen 27 unter der Druckkraft von Spannmuttern 32, die auf Gewindeenden 33 der Stangen 27 aufgeschraubt sind. Am Umfang einer Wärmeaustauschfläche jeder Platte 26 ist eine ringförmige Dichteinlage 34 befestigt, die aus einem elastischen Material ist. In Fig. 2 ist schematisch eine Dichtein-

lage 34 für die Rekuperationszelle und die Kühlzelle sowie eine Dichteinlage 34 in der Pasteurisierzelle dargestellt In den Platten 26 sind Durchgangsöff nungen 35 für den Durchfluß des flüssigen Mediums aus-

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geführt, welche durch die Dichteinlage 34 umfaßt Das System der Dichteinlagen 34 der Wärmeauswerden, die so gestaltet ist, daß sie eine Öffnung 35 tauschplatten 38 der Pasteurisierzelle ist so ausgevon der benachbarten Öffnung 35 an jedem Ende der führt, daß nach der Montage und dem Zusammen-Platte 26 trennt. Durch die Einlagen 34 und die Plat- pressen des Pakets die Platten 38 gemeinsam mit den ten 26 werden in den zusammengebauten Plattenpa- 5 Dichteinlagen 34 geschlossene Hohlräume bilden, die keten der Rekuperationszelle 8 und der Kühlzelle 9 durch die Öffnungen 35 miteinander verbunden werhermetische Hohlräume gebildet, die durch die öff- den, so daß sie nur ein System 47 hermetischer Kanäle nungen 35 miteinander verbunden werden, so daß bilden. Die Öffnungen 35 sind je eine an jedem Ende zwei Systeme 36 und 37 hermetisch abgeschlossener der Platten 38 ausgeführt. Das System 47 dient dem Kanäle entstehen. An jedem Ende der Platte 26 sind io Durchfluß der zu erwärmenden Milch und ist mit dem zwei Öffnungen 35, je eine für jedes der Kanalsysteme Kanalsystem 37 der Rekuperationszelle 8 mit Hilfe

36 und 37, ausgeführt. An einem Ende der Platte 26, eines Durchgangskanals 49 verbunden, der in der die benachbart zur Zwischenplatte 29 steht, ist nur Stütze 28 zum Eintritt der Milch ausgebildet ist; eine Öffnung 35 ausgeführt, da das Kanalsystem 36 außerdem ist es durch die Rohrleitung 13 wie in F ig. 1 durch diese Platte 26 abgeschlossen wird. is gezeigt mit dem elektrohydraulischen Ventil 4 über

Das Kanalsystem 36 ist für das heiße Medium be- einen Durchgangskanal 50 in der Druckplatte 42 verstimmt, welches in der Rekuperationszelle 8 und der bunden, der für den Austritt der erwärmten Milch aus Kühlzelle 9 die pasteurisierte Milch darstellt, während der Pasteurisierzelle 7 bestimmt ist.
das Kanalsystem 37 für das kalte Medium bestimmt Die Gegenwart eines einzigen Systems 47 von Kaist, welches in der Rekuperationszelle 8 die Aus- 20 nälen 48 für die Milch ermöglicht eine Anordnung gangsmilch und in der Kühlzelle 9 den flüssigen Kai- der Platten 38 in der Pasteurisierzelle 7 mit beliebigen teträger darstellt. Die Kanäle beider Systeme 36 und erforderlichen Querschnitten der Kanäle 48 und folg-

37 wechseln einander ab. lieh mit optimalen Strömungsgeschwindigkeiten der Die Pasteurisierzelle 7 des Plattenwärmetau- behandelten Milch bei vorgegebenen Verbrauchswer-

schers 3 ist aus parallel angeordneten Wärmeaus- 25 ten.

tauschplatten 38 (Fig. 2) gebildet, in welchen elektri- Die Wärmeaustauschplatte 38 (Fig. 3,4,5) der Pasche Heizelemente 39 (Fig. 3) untergebracht sind und steurisierzelle 7 hat ein aus elektrisch isolierendem welche mit ihren Enden auf die aus einem stromlei- Material ausgebildetes Gehäuse 51, an dessen beiden tenden Material hergestellten Horizontalstangen 25 Seiten Metallauflagen 52 befestigt sind, die nach Form (Fig. 2) aufgesetzt sind. 3ü und Abmessungen der Wärmeaustauschfläche ent-

Die elektrischen Heizelemente 39 bilden das Mittel sprechen. Die Auflagen 52 stellen Metallplatten dar,

zur Erwärmung des flüssigen Produkts. die an beiden Seitenflächen der Platte 38 befestigt

Erfindungsgemäß sind die einen Enden 40 der sind. Diese konstruktive Lösung der Platte 38 entStangen 25 in der unbeweglichen Stütze 28 mit Hilfe spricht den Forderungen der elektrischen Sicherheit, von Elektroisolationshülsen 41 (Fig. 3) befestigt, 35 wobei die Gegenwart der Auflagen 52 die Venvenwährend auf die anderen Enden 40a eine Druckplatte dung des Gehäuses 51 aus elektrisch isolierendem 42 aufgesetzt ist, die durch Ringe 43 von den Stangen Material sogar für das Behandlungsprodukt toxischer 25 elektrisch isoliert ist. Mit Hilfe der Druckplatte Stoffe zuläßt.

42 und von stromleitenden Spannmuttern 44 sind die Im mittleren Teil des Querschnitts der Platte 38 Platten 38 mit den zwischen ihnen angeordneten 40 ist ein elektrisches Heizelement 39 angeordnet, an Dichteinlagen 34 im zusammengebauten Zustand in welches die elektrische Energie von Elektrokontaktein Paket zusammengepreßt. Die Platten 38 haben ringen 53, die im oberen und unteren Teil des elekeinen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit den trisch isolierten Gehäuses 51 angeordnet sind, mit Stangen 25, der mit Hilfe von elastischen stromleiten- Hilfe von Schienen 54 zugeführt wird,
den Elementen 45, weiterhin Elektrokontakte ge- 45 In der beschriebenen Ausführungsvariante der Ernannt, erreicht wird. findung ist das elektrische Heizelement 39 auf der Ba-

Der Elektrokontakt 45 enthält einen Dichtring 46, sis eines stromleitenden Glasgewebes ausgeführt, des-

der die elektrische Verbindung gegen die Einwirkung sen Oberfläche einen veränderlichen elektrischen

des Außenmediums schützt. Widerstand aufweist, der durch die jeweils an die

Die elektrische Energie wird durch die Stromleiter 50 Wärmeverteilung auf der Oberfläche der Platten 38

23 an die Klemmen 24 zugeführt, die einen sicheren gestellten Anforderungen bedingt ist.

elektrischen Kontakt mit den stromführenden Stan- Am Umfang einer der Metallauflagen 52 ist eine

gen 25 haben. ringförmige Dichteinlage 34 befestigt, die eine Zone

Eine derartige konstruktive Ausführung der Pa- der Wärmeaustauschfläche begrenzt, welche während

steurisierzelle ermöglicht eine kompakte Bauart, ei- 55 des Arbeitens der Anlage mit der zu erwärmenden

nen geringen Verbrauch von Stoffen, die bei der Her- Milch in Kontakt steht. Im oberen und unteren Teil

Stellung des Wärmeaustauschers pro Einheit seiner der genannten Zone der Wärmeaustauschfläche sind

Wärmeleistung erforderlich sind, sowie eine Betriebs- Durchgangsöffnungen 55 zum Übertritt der Milch

Sicherheit, eine leichte Demontage und Herstellungs- während der Bearbeitung ausgebildet, wobei diese

gerechtheit. 60 Öffnungen durch Isolierhülsen 56 gebildet sind.

Wenn eine entsprechende Leistungsänderung der Von den Stangen 25 (Fig. 6) der Pasteurisierzelle 7 Anlage erforderlich ist, ermöglicht die erfindungsge- wird die elektrische Energie an die Elektrokontaktmäße Stromzuführung darüber hinaus durch die Stan- ringe 53 der Wärmeaustauschplatten 38 mittels elastigen 25 eine leichte Umgestaltung der Pasteurisier- scher Elektrokontakte 45 zugeführt, wovon jeder zelle 7, indem die benutzten Wärmeaustauschplatten 65 Ring 53 einen Dichtring 46 und ein Metallelement durch Platten von größerer bzw. kleinerer installierter 57 hat, auf welchem dieser Ring 46 starr befestigt ist. Leistung der elekttischen Heizelemente ersetzt wer- Von den Enden des zylindrischen Teils 58 verlaufen den. die Schlitze 59 (Fig. 7), die an einer Seite Kontakt-

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κ streifen 60 bilden, welche einen sich zur Längsachse der vorherigen Montagestufe, dargestellt in Fig. 10,

ii verjüngenden Kegelteil 61 und an der anderen Seite entsprechen. Mit vollen Linien ist in Fig. 11 die end-

«I Kontaktstreifen 62 darstellen, welche einen Flansch- gültige Lage und Form des Elektrokontakts 45 ange-

H teil bilden, der mit dem gleichen Bezugszeichen 62 geben.

bezeichnet ist. 5 Die Kontaktstreifen 60 des Flanschteils 62, die in

: Die Kontaktstreifen 62 haben im Querschnitt die Form einer Sinuslinie ausgebogen sind, deren Ampli-

!; Form einer Sinuslinie einer vollen Welle 63, wobei tude den Abstand D übersteigt, versuchen sich senk-

\" ein Scheitelpunkt 64 deren Halbwelle die Oberfläche recht zur Stange 25 geradezurichten. Dies verhindert

ι des Elektrokontaktringes 53 der Wärmeaustauschflä- jedoch der Dichtring 46, und darum verformen sich

^; ehe B der Platte 38 berührt, wie dies aus Fig. 6 zu io die in einer Sinuslinie gebogenen Kontaktstreifen 60

ersehen ist, während der Scheitelpunkt 65 der zweiten in einem geschlossenen Raum, gebildet durch den zy-

Halbwelle den Elektrokontaktring 53 der Wärmeaus- lindrischen Teil 58, einen Abschnitt des Kegelteils 61,

ρ tauschfläche C der Nachbarplatte 38 berührt. die Flächen B und C der Platten 38 und den Dichtring

[I Die Enden 66 der Kontaktstreifen 62 sind mit dem 46, wie das aus Fig. 11 zu ersehen ist. Dank dieser

jf Dichiring 46 starr verbunden, der mit seinen flachen is Verformung wird der Kontaktdruck der Scheite!-

i| Stirnseiten 67 (Fig. 6) in den Oberflächen B und C punkte 64 und 65 der Halbwellen der sinuslinienför-

der benachbarten Wärmeaustauschplatten 38 dicht mig gebogenen Kontaktstreifen 60 auf die Flächen B

J anliegt. und C der Nachbarplatten 38 wesentlich erhöht.

ϊ| Die Kontaktstreifen 60 jedes Teils 61 haben gebo- Infolgedessen dichtet der Dichtring 46 die Elektro-

gene Enden 68, die mit den Stangen 25 der Pasteuri- 20 kontakteinheit der Pasteurisierzelle 7 sicher ab, indem

sierzelle 7 elektrisch verbunden sind. er an die Flächen B und C der elektrisch isolierten

Die Abwicklung des Elektrokontakts 45 (Fig. 8) Gehäuse 51 der Platten 38 hermetisch abschließend

wird bei dessen Herstellung aus einem elastischen anliegt.

Metallblatt ausgeschnitten und enthält Schlitze 59, die Das Arbeiten der nach der vorliegenden Erfindung

die rechteckigen Kontaktstreifen 62 für den Flansch- 25 ausgeführten Pasteurisier- und Kühlanlage geht fol-

teil 62 und die trapezförmigen Kontaktstreifen 60 für genderweise vor sich.

den Kegelteil 61 bilden. Von der Melkeinrichtung (in der Zeichnung nicht Während der Montage der Pasteurisierzelle 7 des dargestellt) wird die Milch durch die Rohrleitung 10 Wärmeaustauschers 3 wird der elastische Elektro- nach einem Kommando des Operators dem Sammelkontakt 45 (Fig. 9) mit seinem Kegelteil 61 zuerst 30 gefäß 1 zugeführt, aus dem sie durch die Rohrleitunin den entsprechenden Elektrokontaktring 53 bis zum gen 11 und 12 mit Hilfe der Pumpe 2 in das Kanalsy-Anschlag an die Oberfläche B der Platte 38 einge- stern 47 für die rohe Milch der Rekuperationszelle 8 setzt. Dann wird der Elektrokontakt 45 mit seinem geleitet wird, nach deren Passieren sie in die Kanäle Flanschteil 62 auf die Stange 25 aufgesetzt. 48 der Pasteurisierzelle 7 durch den Durchgangskanal Unter der Wirkung des Eigengewichts der Platte 35 49 der Stütze 28 des Wärmeaustauschers 3 gelangt. 38 wird die Längsachse des Elektrokontakts 45 dank Nach einem Signal vom Steuerblock 6 bewirkt der der Elastizität der Kontaktstreifen 60 gegen die Achse Spannungsregler 21 die Speisung der Heizelemente der Stange 25 um den Wert E (Fig. 9) verstellt. 39 der Wärmeaustauschplatten 38 der Pasteurisier-

Während der Montage kann sich die Platte 38 gegen zelle 7.

die Achse der Stange 25 etwas verstellen, was durch 40 Nach dem Passieren des Systems 47 der hermetidie Differenz zwischen dem Außendurchmesser der sehen Kanäle 48 wird die Milch bis auf die Pasteuri-Stange 25 und dem Innendurchmesser des zylindri- siertemperatur erwärmt und fließt dann durch den sehen Teils 58 des Elektrokontakts 45 bedingt wird, Durchgangskanal 50 der Druckplatte 42 aus der Pawodurch die Montage der Pasteurisierzelle 7 wesent- steurisierzelle 7 heraus. Durch die Rohrleitung 13 erlich erleichtert wird. 45 reicht die auf die Pasteurisiertemperatur erwärmte Beim Heranführen der aufzusetzenden Platte 38 an Milch das elektrohydraulische Ventil 4, welches sie das Paket der zuvor aufgesetzten Platten 38 wird der durch die Rohrleitung 14 in die Einrichtung 5 zum Flanschteil 62 des entsprechenden Elektrokontakts 45 Halten der Milch auf Temperatur befördert. Je nach nach dem Kegelteil 61 des Elektrokontakts 45 der dem sanitären Zustand der Ausgangsmilch wird die vorigen Platte 38 zentriert und nimmt die vorgegebene 50 von gesunden Kühen erhaltene Milch 20 Sekunden optimale Lage zur Stange 25 ein. Dabei stehen die und von kranken Kühen 300 Sekunden in dieser EinStirnflächen der Dichtringe 46 von den Oberflä- richtung 5 gehalten.

chen B und C der Platten 38 um den Wert G Nach dem Verlassen der Einrichtung 5 kehrt die

(Fig. 10) ab. pasteurisierte Milch durch die Rohrleitung 15 in die

Beim Zusammenpressen des Pakets der Wärme- 55 Rekuperationszelle 8 zurück. Hier strömt sie durch

austauschplatten 38 wird der Abstand zwischen den das Kanalsystem 36, wo sie einen Teil ihrer Wärme

Wärmeaustauschflächen B und C der Nachbarplatten durch die Platten 26 an die kalte rohe Milch abgibt,

38 bis auf den Wert D (Fig. 11) verringert, der von die aus dem Sammelgefäß 1 zur Wärmebehandlung

der Dicke der Dichteinlagen 34 abhängt. in den Wärmeaustauscher 3 gelangt.

Dabei verformen sich die Dichteinlagen 34 und 60 Nach dem Passieren des Kanalsystems 36 der Redichten die Wärmeaustauschflächen B und C der kuperationszelle 8 gelangt die teilweise abgekühlte Platten 38 an den Auflagen 52 ab und schließen somit pasteurisierte Milch durch den Kanal der Zwischenden Kanal 48 für die zu erwärmende Milch hermetisch platte 29 des Wärmeaustauschers 3 in das Kanalsyab. Hierbei erfolgt eine elastische Verformung der stem 36 der Kühlzelle 9. Hier wird die Milch durch Kontaktstreifen 60, wodurch sich der Kontaktdruck 65 einen flüssigen Kälteträger abgekühlt, der in einem der Enden 68 dieser Streifen 60 auf die Stange 25 eigenen geschlossenen Kreis (nicht dargestellt) zirkubedeutend vergrößert. In Fig. 11 sind die Lage und liert, dessen Teil das Kanalsystem 37 bildet. Die pa-Form des Elektrokontakts 45 punktiert gezeigt, die steurisierte kalte Milch wird nun durch die Rohrlei-

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tung 16 an den Verbraucher zum Abfüllen bzw. durch die Rohrleitung 17 in das Sammelgefäß 1 zu-

Einlagern zugeführt. rück. Gleichzeitig gelangt durch die Rohrleitung 10

Zum Überwachen der Milchtemperatur während eine Portion einer flüssigen konzentrierten Wasch-

deren Pasteurisierung ist ein in die Rohrleitung 13 mittellösung von einem Zuteiler (nicht dargestellt) in

eingebauter Temperaturgeber 19 vorgesehen, der 5 das Gefäß, die sich mit dem im Sammelgefäß 1 be-

durch den Steuerblock 6 die Höhe der Speisespan- findlichen Wasser vermischt.

nung der Heizelemente 39 der Platten 38 der Pasteu- Nach einem Signal vom Steuerblock 6 wird der

risierzelle entsprechend ändert, um damit die vor- Spannungsregler 21 eingeschaltet, der den Heizele-

fegebene Pasteurisiertemperatur konstant zu erhal- menten 39 der Platten 38 der Pasteurisierzelle 7Spei-

ten. ίο sespannung zuführt.

In der Anfangsperiode der Arbeit des Wärmeaus- Nun beginnt die Erwärmung der Waschmittellötauschers 3, wenn die Pasteurisierzelle 7 noch unge- sung, die in einem Strömungskreis zirkuliert, der die nügend erwärmt ist, ist ein Austritt der Milch mit einer hintereinander verbundenen Baueinheiten Sammel-Temperatur unter dem Pasteurisierniveau möglich. In gefäß 1, Pumpe 2, Kanalsystem 37 der Rekuperadiesem FaH sendet der Temperaturgeber 19 ein Signal is tionszelle 8, Pasteurisierzelle 7. elektrohydraulisches an den Steuerblock 6, der das elektrohydraulische Ventil 4 enthält und der durch die Rücklaufrohrlei-Ventil 4 auf die Rückkehr der ungenügend erwärmten tung 17 abgeschlossen wird.

Milch durch die Rohrleitung 17 in das Sammelgefäß 1 Infolge dieser Zirkulation werden sämtliche ver-

zum abermaligen Erwärmen umschaltet. schmutzten Elemente der Anlage intensiv ausgewa-

Beim Pasteurisieren der Milch von gesunden Tieren 20 sehen.

wird die Temperatur gleich 76° C ±0,1 während 20 Die Schicht der angebrannten Milch, welche sich

Sekunden aufrechterhalten. auf den Metallauflagen 49 der Wärmeaustauschplat-

Bei der Behandlung von Milch auf Farmen, wo es ten 38 der Pasteurisierzelle 7 abgesetzt hatte, wird von

hinsichtlich der Infektionskrankheiten der Rinder Hand entfernt, falls sie nach der Kontrollabstellung

(Brucellose, Tuberkulose und dergleichen) ungünstig 25 der Pasteurisier- und Kühlanlage und der Demontage

bestellt ist, wird die Pasteurisiertemperatur gleich der Pasteurisierzelle 7 noch festgestellt worden ist.

94° C ± 1 während 300 Sekunden aufrechterhalten. Die Pasteurisierzelle 7 wird nun zusammenebaut,

Die Sicherstellung einer entsprechenden Tempera- und die Anlage wird von neuem zum Auswaschen ein-

turführung des Pasteurisiervorgangs erfolgt durch geschaltet.

Komplettierung der Pasteurisierzelle 7 mit der erfor- 30 Das Ventil 4 wird wieder umgeschaltet und richtet

derlichen Anzahl von Platten 38 der entsprechenden dabei die Waschmittellösung in die Rohrleitung 14,

installierten elektrischen Leitungen, die die vorgege- dann in die Einrichtung 5, die Rohrleitung 15 und

bene Erwärmung der Milch bei nominaler Leistungs- dann in die Kanalsysteme 36 der Rekuperationszelle 8

fähigkeit des Wärmeaustauschers 3 sicherstellt. und die Kühlzelle" 9, welche zuvor keinem Zirkula-

Durch zweckmäßige Änderung des Pegels der 35 tionsauswaschen mit der Waschmittellösung unterzo-

Speisespannung der elektrischen Heizelemente 39 der gen wurden.

Platten 38 der Pasteurisierzelle 7 und konstruktive Auf diese Weise wird die gesamte Anlage ausgewa-

Verteflung des Gesamtwerts des elektrischen Wider- sehen, wobei die verschmutzte Waschmittellösung

stands und folglich auch der Leistung einer Platte 38 durch die Rohrleitung 16 durch das kalte Wasser, das

nach ihrer Wärmeaustauschfläche umgekehrt propor- 40 mit zunehmendem Verbrauch der Waschmittellösung

tiona! dem Verteilungsbild der Geschwindigkeiten des in das Sammelgefäß 1 gelangt, verdrängt und dann in

Milchstroms, der diese Wärmeaustauschflächen um- die Drainage abgelassen wird. Sodann wird das kalte

spült, wird die Aufrechterhaltung eines konstanten Wasser in der Pasteurisierzelle 7 erwärmt und spült

Temperaturgefälles von den elektrischen Heizele- die gesamte Anlage aus.

menten 39 zur Behandlungsmilch erreicht. Der vorge- 45 Nach beendeter Ausspülung der Anlage mit war-

gebene und dauernd aufrechterhaltene Wert des mem Wasser wird die elektrische Speisung der Heiz-

Temperaturgefälles ermöglicht eine wesentliche Her- elemente 39 der Platten 38 der Pasteurisierzelle 7 mit

absetzung des Anbrennens der Milch und eine Erhal- Hilfe des Steuerblocks 6 und des Spannungsreglers 21

tung der ursprünglichen Geschmackseigenschaften abgeschaltet,

des Produktes. 50 Dann wird die gesamte Anlage mit kaltem Wasser

Nach Beendigung des Pasteurisierzyklus der Milch- ausgespült und abgeschaltet.

bearbeitung wird die Speisung der elektrischen Heiz- Die hergestellten Versuchsmuster der erfindungs-

elemente 39 der Platten 38 der Pasteurisierzelle 7 ab- gemäßen Pasteurisier- und Kühlanlage haben in den

geschaltet, und die Anlage wird auf den Auswachszy- Prüfungen erfolgreich gearbeitet und wiesen eine

Uus umgestellt. 55 hohe Effektivität und Betriebszuverlässigkeit, eine

Für diesen Zweck wird durch die Rohrleitung 10 einfache Bedienung und eine leichte Montage der

dem Sammelgefäß 1 kaltes Wasser zugeführt, welches Ausrüstung der Anlage auf.

hintereinanderfolgende Abschnitte passiert. Die Zur Umstellung der Pasteurisierzelle auf elektri-Pumpe2, das danalsystem 37 der Rekupeeations- sehe Heizung haben sich Anlagen von folgender Leizelle 8, die Pasteurisierzelle 7, das elektrohydrauli- 60 stung am zweckmäßigsten erwiesen: 250, 500,1000, sehe Ventil 4, die Müchhalteeinrichtung S, das Kanal- 3000, 5000 und 10 000 kg/h. Für diese Anlagen besystem 36 der Rekuperationszelle 8 und der Kühl- trägt die Leistung der Pasteurisierzelle des Wärmezelle 9. Das Wasser wird schließlich durch die austauschers bei Einsatz einer Rekuperationszelle mit Rohrleitung 16 in die Drainage abgelassen, wobei die einer Rekuperationszahl 0,85-0,9 etwa 3,5; 7,0; 14,0; technologische Ausrüstung ausgespült wird. 65 42,0; 70,0 bzw. 140,0 kW.

Weiterhin richtet das elektrohydraulische Ventil 4 Die angeführten Leisrungswerte der erfindungsge-

nach einem Signal der Programmeinrichtung (nicht mäßen Pasteurisier- und Kühlanlagen genügen den

dargestellt) das Wasser aus der Pasteurisierzelle 7 Forderungen sowohl kleiner Farmen als auch großer

Industriekomplexe ohne wesentliche Änderungen der elektrischen Unterstationsnetzwerke.

Die Gestehungskosten von mit elektrischen Heizelementen ausgerüsteten Pasteurisier- und Kühlanlagen sind um etwa 30% geringer als die Kosten von Anlagen, in welchen ein flüssiger Wärmeträger verwendet wird, da hierbei die Notwendigkeit entfällt, einen Dampferzeuger sowie Steuer- und Zufuhrausrüstungen des flüssigen Wärmeträgers zu verwenden. Außerdem kann das Bedienungspersonal der vorliegenden Anlage entsprechend verringert werden.

Die Verwendung von Platten in der Pasteurisierzelle des Wärmeaustauschers, die mit elektrischen

ίο

Heizelementen ausgerüstet sind, ermöglicht:

- den Wärmeaustausch in der Pasteurisierzelle wesentlich zu erhöhen;

- das Anbrennen der Milch in der Pasteurisierzelle bedeutend zu verringern, wobei die ursprünglichen Geschmackseigenschaften der zu behandelnden Milch erhalten bleiben;

- die Dauer der ununterbrochenen Arbeit der Pasteurisier- und Kühlanlage ohne Demontage zu verlängern;

- heißes Wasser für verschiedene Zwecke im Anschluß an die Behandlung der vorhandenen Milchmenge ohne Verwendung zusätzlicher Vorrichtungen zu erhalten.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Rekuperationszelle, welche durch eine Kühlzelle mit Patentansprüche: dem Verbraucher verbunden ist. Am zweckmäßigsten läßt sich die Erfindung zur

1. Pasteurisier-und Kühlanlage zum Behandeln Wärmebehandlung von Milch verwenden,
flüssiger Produkte, enthaltend als hintereinander s Die nach der Erfindung ausgeführte Pasteurisierverbundene Einheiten ein Sammelgefäß, eine Pa- und Kühlanlage läßt sich erfolgreich in der Weinfabristeurisierzelle mit parallel angeordneten Wärme- kation und auf manchen anderen Gebieten der Nahaustauschplatten, die an ihren Enden durch Stan- rungsmittelindustrie zum Erwärmen und dem nachgen verbunden sind, und welche Kanäle zum folgenden Abkühlen flüssiger Produkte verwenden. Durchgang des flüssigen Produkts bilden, ferner io Eine Pasteurisier- und Kühlanlage zur Wärmebeein Mittel zum Erwärmen des flussigen Produkts, handlung eines flüssigen Produkts, und zwar von eine Einrichtung zum Halten des flüssigen Pro- Milch, ist bekannt. Diese Anlage enthält hintereinandukts auf einer vorgegebenen Temperatur und der verbundene Einheiten, ein Sammelgefäß, eine eine Rekuperationszelle, welche durch eine Kühl- Pumpe, einen Wärmeaustauscher und eine Einrichzelle mit dem Verbraucher verbunden ist, da- 15 tung zum Halten des flüssigen Behandlungsprodukts durch gekennzeichnet daßdas Mittel zum Er- auf einer vorgegebenen Temperatur.

wärmen des flüssigen Produkts elektrische Heiz- Der Plattenwärmeaustauscher besteht aus einer

elemente (39) darstellt, die in den Platten (38) der Pasteurisierzelle, einer Rekuperationszelle und einer

Pasteurisierzelle (7) und elektrisch isoliert von den Kühlzelle. Jede Zelle ist aus parallel zueinander an-

Wärmeaustauschflächen (A und B) dieser Platten 20 geordneten Platten gebildet, die an ihren Enden durch

(38) angeordnet sind, und daß die Stangen (25) Stangen verbunden sind. Zwischen den Platten sind

stromleitend ausgeführt sind und mit den Heizele- an deren Umfang Dichtungen angeordnet, mit deren

menten (39) sowie mit der Stromquelle (22) elek- Hilfe zwischen diesen Platten hermetisch abgeschlos-

trisch verbunden und ebenfalls von den Wärme- sene Hohlräume gebildet werden,

austauschflächen (B, C) der Platten (38) elek- 25 Durch die einen Hohlräume zirkuliert die zu erwär-

trisch isoliert sind. mende Milch, während durch die anderen der Wär-

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- meträger fließt, der durch die Platten seine Wärme zeichnet, daß die elektrische Verbindung der an die zu bearbeitende Milch abgibt.

Stange (25) mit den Heizelementen (39) der Plat- Die zum Zirkulieren der Milch bestimmten Höhlten (38) durch elastische stromleitende Elemente 30 räume sind miteinander verbunden und bilden Ka-(45) verwirklicht istgavovon jedes mit der Stange näle, ebenso wie die Hohlräume, in welchen der Wär-(25) und den jeweiligen Heizelementen (39) in meträger zirkuliert.
Kontakt steht. In der bekannten Anlage wird die Milch mit Hilfe

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- einer Pumpe aus dem Sammelgefäß in die Rekuperazeichnet, daß die elektrische Isolierung der Stange 35 tionszelle geführt, wo sie durch den Wärmeträger er-(25) von den Wärmeaustauschflächen (B, C) der wärmt wird, den der gegenläufige Milchstrom bildet. Platten (38) durch die Stange (25) umfassende In der Anlage wirkt ein Mittel zum Erwärmen der Dichtringe (46) erfolgt, wobei jeder Ring aus ei- Milch in der Pasteurisierzelle, das den Wärmeträger nem elastischen elektrisch isolierenden Material darstellt, wozu Wasser verwendet wird. Dieser Wärausgeführt und zwischen zwei Nachbarplatten (38) 40 meträger erwärmt die aus der Rekuperationszelle angeordnet ist sowie mit seinen flachen Stirnseiten kommende Milch bis auf die Pasteurisiertemperatur, (67) an den Wärmeaustauschflächen (B, C) der welche :m wesentlichen 76° C beträgt.

Platten (38) anliegt. Sodann gelangt die erwärmte Milch in eine Einrich-

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tung, wo sie eine Zeitlang bei Pasteurisiertemperatur zeichnet, daß die Stangen (25) mit der Stromquelle 45 gehalten wird, welche zum vollständigen Abtötender (22) über einen Spannungsregeier (21) verbunden krankheitserregenden Mikroben erforderlich ist, und sind, der die Speisespannung der elektrischen welche für Milch von gesunden Tieren 20 Sekunden Heizelemente (39) je nach der Ewärmungstem- und von kranken Tieren 300 Sekunden beträgt,
peratur des flüssigen Produkts am Austritt aus der Von der Einrichtung zum Halten der Milch bei der Pasteurisierzelle (7) ändert, wodurch die Erwär- 50 Pasteurisiertemperatur gelangt die Milch in die Rekumungstemperatur im wesentlichen gleich der vor- perationszelle, wo sie als Wärmeträger einen Teil ihrer gegebenen Pasteurisiertemperatur gehalten wird. Wärme an die Milch abgibt, die in dieser Zelle aus

dem Sammelgefäß gelangt.

Aus der Rekuperationszelle gelangt die Milch in

55 die Kühlzelle des Wärmeaustauschers, wo sie durch

einen beliebigen flüssigen Kälteträger abgekühlt wird, wonach die behandelte Milch aus der Anlage zum

Die Erfindung betrifft die Nahrungsmittelindustrie Verbraucher abgeleitet wird.

und bezieht sich genauer auf eine Pasteurisier- und Kennzeichnend für diese Pasteurisier- und Kühlan-

Kühlanlage zum Bearbeiten flüssiger Produkte, ent- βο lage ist die Verwendung von Wasser als Wärmeträger haltend als hintereinander verbundene Einheiten ein in der Pasteurisierzelle. Während des Pasteurisierpro-Sammelgefäß, eine Pasteurisierzelle mit parallel an- zesses der Milch zirkuliert das Wasser ununterbrochen geordneten Wärmeaustauschplatten, die an ihren En- in einem geschlossenen Hilfsstromkreis, der aus den den durch Stangen verbunden sind, und welche Ka- hintereinander verbundenen Einheiten Pasteurisiernäle zum Durchgang des flüssigen Produkts bilden, M zelle des Wärmeaustauschers, Injektor, Boiler und ferner ein Mittel zum Erwärmen des flüssigen Pro- Pumpe besteht. Das heiße Wasser wird aus dem Boiler dukts, eine Einrichtung zum Halten des flüssigen Pro- mit Hilfe der Pumpe in die Pasteurisierzelle gefördert, dukts auf einer vorgegebenen Temperatur und eine wo es seine Wärme an die zu erwärmende Milch abgibt