DE3803263C2 - Verfahren zur Zerstörung von Schaum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerstörung von Schaum.

Bei der verfahrenstechnischen Behandlung von Prozeßmitteln kommt es oftmals in den Prozeßeinrichtungen die kontinuierlich oder diskontinuierlich beschickt werden, zu unerwünschter Schaumbildung. Zunächst wird in vielen Fällen versucht die ursächlich für die Schaumbildung verantwortlichen Faktoren derart zu beeinflussen, daß Schaumbildung gänzlich verhindert oder wenigstens minimiert wird. Falls alle Möglichkeiten in dieser Richtung ausgeschöpft sind, Schaum aber dennoch in einem nicht tolerierbaren Maße anfällt, bleibt schließlich nur noch die Möglichkeit der Schaumzerstörung durch verschiedene, mehr oder weniger wirkungsvolle Maßnahmen.

Es ist hinlänglich bekannt, Schaum durch Zufuhr von mechani­ scher Energie zu zerstören. So ist z. B. bekannt, Schaum durch engmaschige Siebe zu drücken, ihn mittels Rührer zu zerschla­ gen, oder ihn durch einen Gasstrom zu zerstören. Auch durch Beschallung mittels Ultraschall lassen sich diesbezügliche Wirkungen erzielen.

Eine Vorrichtung zum Zerstören von Schaum durch Zufuhr mecha­ nischer Energie ist beispielsweise aus der DE 37 35 080 C1 bekannt. Dabei handelt es sich um Schaum, der sich an der Oberfläche einer Abwasser-Belebtschlamm-Suspension in einem Reaktionsgefäß bildet, in dem Lochscheiben heb- und senkbar angeordnet sind und das mit einem Zufluß für die unbehandelte Suspension versehen ist, wobei das Reaktionsgefäß durch eine mindestens eine Durchtrittsöffnung aufweisende Platte geschlossen ist. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht eine Verbindung der Durchtrittsöffnung mit einer Düse vor, die innerhalb einer Kammer angeordnet ist und zwei unter einem Winkel aufeinander zulaufende Wände aufweist, die mit ihren gegenüberliegenden Außenkanten einen Austrittsschlitz begren­ zen, wobei eine der Wände der Düse gegenüber der anderen Wand beweglich ist und die Kammer einen Abfluß für die behandelte Suspension aufweist. Die Schaumzerstörung wird dadurch erreicht, daß die Abwasser-Belebtschlamm-Suspension über eine Abrißkante durch den Austrittsschlitz von verstellbarer Höhe gezwängt wird. Dabei werden die Gasbläschen des Schaumes auf­ gerissen, und die Suspension wird in eine Gasphase und eine Flüssigkeitsphase zerlegt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch Erwärmung von Einrichtungen, die in den Schaum hineinragen, diesen zu zerstören.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Einbringung von thermischer Energie in den Schaum dadurch zu erreichen, daß Dampf oder ein heißes Gas entweder direkt in die Schaumschicht oder oberhalb der Schaumschicht eingeblasen wird. Durch diese Maßnahme wird die mechanische Festigkeit des Schaumes herabgesetzt, so daß die Schaumblasen entweder während der Wärmeübertragung platzen oder daß sie mechanisch leicht und effektiv zerstört werden können (DE 37 27 132 A1).

Die mechanischen Verfahren sind bei sehr konsistenten Schäumen einerseits nicht besonders wirksam, andererseits werfen oftmals die notwendigen mechanischen Vorkehrungen, insbesondere bei Prozeßeinrichtungen in der Nahrungsmittel- und Getränke­ industrie, reinigungstechnische Probleme auf. Bei Verfahren, die mittels Erwärmung von in den Schaum hineinragenden Vorkeh­ rungen arbeiten, ergeben sich ebenfalls die vorstehend erwähn­ ten reinigungstechnischen Probleme. Der Schaum zerfällt um so schneller, je höher die Wärmestromdichte ist, die in ihn einge­ bracht wird. Mit zunehmender Wärmestromdichte bei der Erwärmung des Schaumes wächst aber die Gefahr des Anbrennens oder der stofflichen Veränderung, insbesondere bei Prozeßmitteln im Bereich der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie.

Bei der Überführung von Milchmengen aus einem Anlieferungsbe­ hälter in einen Sammelbehälter, verbunden mit einer Gasabschei­ dung aus der zu überführenden Milchmenge und einer Mengenab­ grenzung in einem sogenannten Luftabscheider, kommt es in letzterem zu der vorstehend geschilderten unerwünschten Schaum­ bildung. Dieser Milchschaum ist bei sehr kalter Milch besonders konsistent. Verfahren zur mechanischen Zerstörung dieses Schaums haben keine nennenswerte Wirkung. Das Einbringen größe­ rer Wärmemengen führt entweder zu Anbrennungen oder aber zu einer nicht tolerierbaren Pasteurisierung der behandelten Milch. Es sind bislang keine Möglichkeiten bekannt geworden, die Erwärmung gerade auf das zur Schaumzerstörung notwendige Maß zu begrenzen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Zerstörung von Schaum zu schaffen, insbesondere bei Verfahren zur Gasabscheidung aus Milch und Abgrenzung von Milchmengen, bei dem sich eine wirkungsvolle Erwärmung auf einem örtlich eng begrenzten Bereich vollzieht, ohne daß in den Schaum hineinra­ gende Vorkehrungen erforderlich sind, und ohne daß das Umfeld des Schaumes nennenswert erfaßt wird.

Die Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbe­ sondere darin, daß eine Energieumsetzung im Mikrowellenfeld, das heißt eine Einbringung von Wärme, nur dann sattfindet, wenn sich Schaum als elektrisch nichtleitender Stoff im Mikrowellenfeld befindet. Die wirkungsvolle Erwärmung bleibt örtlich begrenzt und dauert nur solange an, wie Schaum vorhan­ den ist. Die Randbereiche, die Flüssigkeitsgrenzfläche und das Umfeld werden nicht nennenswert erwärmt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sieht vor, daß man allein den Schaum dem räumlich konzentrierten Mikrowellenfeld aussetzt, und daß man darüber hinaus den Schaum in einem Hohlraumresonator entstehen läßt oder daß man den Schaum in einen solchen durch seine raum­ greifende Ausbildung überführt. Hierdurch wird die an sich als nachteilig empfundene Eigenschaft des Schaumes, von sich darbietenden Hohlräumen Besitz zu ergreifen, ausgenutzt, um den Schaum an jene Stelle zu verbringen, wo das räumlich konzen­ trierte Mikrowellenfeld erzeugt wird.

Dabei wird das schäumende Prozeßmittel (Flüssigkeit und/oder Schaum) entweder unmittelbar einem Strahlungsfeld eines Mikrowellengenerators ausgesetzt oder es wird einer mit Hilfe geeigneter Reflektoren gebündelten Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Im ersten Fall befindet sich der Mikrowellenge­ nerator unmittelbar am Hohlraumresonator, im zweiten Fall kann er in einer Entfernung vom Hohlraumresonator - und damit außerhalb der Prozeßeinrichtung - angeordnet werden.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, wobei das schäumende Prozeßmittel unmittelbar einem Strahlungs­ feld eines Mikrowellengenerators ausgesetzt ist;

Fig. 2 eine abgewandelte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, wobei das schäumende Prozeßmittel einer mit Hilfe geeigneter Reflektoren gebündelten Mikrowellenstrahlung ausgesetzt ist.

Eine Prozeßeinrichtung 1 (Fig. 1), beispielsweise ein soge­ nannter Luftabscheider zur Gasabscheidung aus Milch und Abgren­ zung von Milchmengen, wird mit einem Prozeßmittelstrom 2 konti­ nuierlich oder diskontinuierlich beschickt. In einem mit 1a bezeichneten Bereich wird das Prozeßmittel einer verfah­ renstechnischen Behandlung unterzogen, wobei sich Schaum bildet. Ein mit 3 bezeichneter Prozeßmittelstrom verläßt den vorgenannten Bereich. Ein Hohlraumresonator 4 ist entweder derart am Bereich 1a angrenzend angeordnet, daß der Schaum 8 durch seine raumgreifende Ausbildung in diesen hineinwächst und dort unmittelbar einem Strahlungsfeld 7 eines Mikrowellengene­ rators ausgesetzt wird, oder der Hohlraumresonator ist derart ausgebildet (alternative Anordnung ist in Fig. 1 mit 4a bezeichnet) daß er in den Bereich 1a der Prozeßeinrichtung hineingreift, so daß die Schaumbildung sich unmittelbar in seinem unteren Teil vollzieht, und die Flüssigkeitsgrenzfläche des Prozeßmittels in die Mikrowellenbehandlung einbezogen wird. Durch die wirkungsvolle dielektrische Erwärmung des elektrisch nicht leitenden Schaumes 8 im räumlich konzentrierten Mikrowel­ lenfeld 7 zerfällt dieser in Flüssigkeit 9 die in den Bereich 1a der Proeßeinrichtung zurückfließt. Da eine Energieumset­ zung im räumlich konzentrierten Mikrowellen nur statt­ findet, wenn in diesem Schaum vorliegt, bleibt die Energieein­ bringung in das System im wesentlichen nur auf den Bedarfsfall bei Schaumanfall beschränkt. Die Flüssigkeitsgrenzfläche wird nicht nennenswert erwärmt. Die Energieumsetzung ist beendet, wenn der Schaum zerstört ist, und in Form von Flüssigkeit den Hohlraumresonator verlassen hat.

In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, bei der der Mikro­ wellengenerator 5 außerhalb der Prozeßeinrichtung 1 angeordnet ist. Die Mikrowellenstrahlung 7 tritt in die Prozeßeinrich­ tung 1 ein und wird dort von einem geeigneten Reflektor 6 gebündelt und in den nicht näher bezeichneten Hohlraumresonator eingestrahlt. Die übrige Anordnung entspricht hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise jener gemäß Fig. 1. Eine Beschreibung erübrigt sich daher.

Claims (3)

1. Verfahren zur Zerstörung von Schaum, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schaum einschließlich dessen Grenzfläche zur Flüssigkeit einem räumlich konzentrierten Mikrowellenfeld aussetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man allein den Schaum dem räumlich konzentrierten Mikrowel­ lenfeld aussetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schaum in einem Hohlraumresonator entstehen läßt oder daß man den Schaum in einen solchen durch seine raumgreifende Ausbildung überführt.