DE558198C - Vorrichtung zum Erhitzen von Fluessigkeiten, insbesondere von Obstsaeften - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
5. SEPTEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 53 k GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. September 1928 ab

Es ist bekannt, Flüssigkeiten, insbesondere gärungslos zu sterilisierende Obstsäfte, auf bestimmte, nicht besonders hohe Temperaturen mit ziemlich kleiner Toleranz dadurch zu erhitzen, daß man sie durch eine in Wasser von ungefähr 100 ° C liegende Leitung mit großen plattenförmigen Wärmeübergangsflächen in dünner Schicht langsam hindurchleitet. Es ist außerdem bekannt, die zu erwärmende Flüssigkeit durch in Dampf oder Dampfluftgemisch liegende Rohrschlangen zu leiten, und es ist ferner bekannt, die Erhitzung der Flüssigkeit zu regeln durch thermostatisch angetriebene Einrichtungen, welche entweder die pro Zeiteinheit die Vorrichtung durchströmende Flüssigkeitsmenge oder die Energiezufuhr oder beides derart regeln, daß eine gewünschte Flüssigkeitserhitzungstemperatur eingehalten wird. Es ist ferner bekannt, die Flüssigkeit in dünner Schicht zu behandeln, und es ist weiterhin bekannt, zur Erhitzung Dampf von etwa 150° C zu verwenden und in die zu behandelnde Flüssigkeit (Milch) kurzzeitig indifferente Gase von Temperaturen bis zu 350 ° C und abas wechselnd damit kalte Gase einzuleiten, um nacheinander an kleinen Teilen der Flüssigkeit rasche Temperaturschwankungen zu erzielen, ohne daß diese im wesentlichen auf die ganze Flüssigkeitsmenge übergreifen sollen. Es ist endlich bei Vorrichtungen zum Sterilisieren von Milch durch elektrischen Strom in geschlossenen Gefäßen und bei offenen Erhitzungspfannen bekannt, die Flüssigkeit durch abwechselnd in entgegengesetzter Richtung verlaufende, die Energie zuführende Platten zickzackförmig zu führen. Diese Vorrichtungen sind, soweit es sich um Erhitzungsapparate handelt, nur bekannt in großen stationären und insbesondere, soweit es sich um Vorrichtungen mit selbsttätiger Regulierung handelt, recht komplizierten Ausführungen, welche schwer und umfangreich und damit unhandlich, transportunfähig und teuer sind. Auch sind dabei empfindliche Teile der Temperaturregelungseinrichtung regelmäßig außerhalb des eigentlichen Erhitzungsapparats angeordnet und damit leicht verletzlich, was ebenfalls, selbst bei kleinerer Ausführung, einen häufigeren Transport untunlich machen würde. Auch die Reinigung dieser Apparate ist schwierig und zeitraubend.

Gegenstand der Erfindung ist eine äußerst handliche, auch bei der Ausführung für große Stundenleistungen noch kleine, billige, leicht transportable, leicht zu bedienende und zu reinigende Vorrichtung zur Erhitzung von Flüssigkeiten, insbesondere von Obstsäften u. dgl., auf verhältnismäßig niedrige, aber ziemlich scharf einzuhaltende Temperaturen, bei welcher zudem beinahe nicht mehr Wärme verbraucht wird, als in die zu erhitzende Flüssigkeit übergeht, und die auch sehr leicht zu reinigen ist. Das wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß die Vorrichtung aufgebaut ist aus einem Heizelemente, an welchen die Flüssigkeit in dünner Schicht vorbeifließt, enthaltenden Durchlaufgefäß und einem damit kompakt zusammengebauten Temperaturregler, wobei die Heizelemente auf eine erheblich höhere Temperatur als die aus der Vorrichtung austretende Flüssigkeit gebracht werden und wobei, damit das Arbeiten des Temperatur-

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reglers nicht durch direkte Beeinflussung seitens der Heizelemente statt nur durch die Temperatur der abfließenden erhitzten Flüssigkeit beeinflußt wird, der wärmeempfindliehe Teil des Temperaturreglers (Thermostat) gegenüber den Heizelementen durch eine oder mehrere Zwischenwände abgeschirmt ist. Es ergibt sich so eine kleine, leicht tragbare und beim Transport nicht leicht zu beschädigende ίο Vorrichtung, welche z. B. bei der Verwertung der Obst- und Beerenernte in weit auseinanderliegenden Gehöften u. dgl. von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist. Auch Wärmeverluste sind infolge der kleinen Bauart und der damit erzielten kleinen äußeren Oberfläche der Vorrichtung sehr gering.

Die Temperaturregulierung, d. h. die selbsttätige Einhaltung der gewünschten Flüssigkeits-Erhitzungstemperatur innerhalb zulässiger Toleranzen, kann erzielt werden, indem durch den Thermostaten entweder die Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit reguliert wird oder indem die Heizung reguliert wird; auch können beide Arten der Regulierung miteinander kombiniert werden. Die Abschirmung des Thermostaten gegen die Heizelemente wird bei Anordnung unmittelbar in einem Heizplatten enthaltenden Gefäß vorteilhaft am abnehmbaren Deckel des Durchlaufgefäßes befestigt, so daß sie beim Abnehmen -des Deckels aus der Vorrichtung herausgenommen wird. Es ergibt sich so eine besonders leichte Reinigungsmöglichkeit der Einrichtung.

Bei Aufrechterhaltung der Flüssigkeits-Erhitzungstemperatur mittels eines durch den Thermostaten gesteuerten Regelventils wird zwecks Einstellung verschiedener gewünschter Temperaturen der Thermostat samt Ventilkegel im Gehäuse des Durchlaufgefäßes vorteilhaft höhenverschieblich gelagert, während der Ventilsitz im Gehäuse festliegt.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen von Vorrichtungen nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung mit in einem kastenförmigen Durchlaufgefäß angeordneten Heizplatten und einem durch einen Thermostaten betätigten Ventil zur Aufrechterhaltung der gewünschten Flüssigkeits-Erhitzungstemperatur, zum größeren Teil im Längsschnitt, halbschematisch, Abb. 2 in kleinerem Maßstabe einen teilweisen Schnitt nach Linie A-B der Abb. 1,

Abb. 3 teilweise im Schnitt eine Vorrichtung mit Rohrschlange zum Durchführen der zu erhitzenden Flüssigkeit mit einem durch einen Thermostaten betätigten Kontaktwerk zur Regelung der Energiezufuhr,

Abb. 4 in axonometrischer Darstellung eine Einzelheit der Ausführungsform nach Abb. 3 und

Abb. 5 eine weitere Ausführungsform mit Rohrschlange zum Durchführen der zu erhitzenden Flüssigkeit im Schnitt.

Die zu erhitzende Flüssigkeit wird der Einrichtung durch den Schlauch 1 zugeführt. Bei der in Abb. 1 und 2 gezeichneten Vorrichtung tritt sie durch den Stutzen 2 in das Innere der Vorrichtung ein und wird hier an den im dargestellten Falle elektrisch beheizten Heizplatten 3 und 4 vorbeigeführt. Der Weg der Flüssigkeit ist zum Teil durch Pfeile angedeutet. Ein langer gewundener Weg der Flüssigkeit wird bei dieser Ausführungsform vorteilhaft dadurch erreicht, daß die Heizplatten in an sich für Elektroden bekannter Weise abwechselnd an gegenüberliegenden Wänden des Gefäßes, z. B. am Deckel 5 und am Boden 6, angeordnet sind. Bei Anordnung der Heizplatten an Deckel und Gefäß entstehen beim Abnehmen des Deckels zwischen den Deckel- und zwischen den Gehäuse-Heizplatten, auch wenn bei zusammengebauter Vorrichtung zwischen den einzelnen Heizplatten nur kleine Zwischenräume bestehen, große Zwischenräume, so daß die Vorrichtung leicht zu reinigen ist. Um eine kleine, leicht transportfähige Vorrichtung zu erhalten, werden die Heizelemente auf eine erheblich höhere Temperatur (Temperaturen in der Größenordnung von etwa 150 bis 300 ° C) gebracht, als die aus der Vorrichtung austretende Flüssigkeit sie erhalten soll, und die Flüssigkeit wird mit derart großer Geschwindigkeit durch die Vorrichtung geführt, daß eine übermäßige Erwärmung nicht auftritt. Die Heizelemente 3, 4 stehen vorteilhaft eng aneinander, z. B. in Abständen von einigen Millimetern bis etwa 10 Millimeter oder etwas darüber.

Der Strom' zur Erwärmung der Heizkörper wird dem Apparat durch das Kabel 7 und die Schaltdose 8, die eine völlige Abstellung ermöglicht, zugeführt. Der Verlauf des Stromes hinter der Schaltdose ist durch die Leitungen 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15, die zweckmäßig in leicht abnehmbaren Kanälen 16 und 17 verlegt werden, schematisch dargestellt.

Bei ihrem weiteren Lauf durch die Einrichtung umspült die erhitzte Flüssigkeit einen Thermostaten, z. B. ein mit einer tiefsiedenden Flüssigkeit gefülltes Wellrohr 18, erreicht dann die Öffnung 19, die durch ein von dem Thermostaten betätigtes Ventil 20 mehr oder weniger geschlossen werden kann, und tritt von da durch den Auslauf 21 in. das Auffanggefäß über. Erfindungsgemäß ist der Thermostat 18 gegen die Heizelemente 3,4 durch eine Zwischenwand 25 abgeschirmt, so daß er mit der übrigen Vorrichtung eng zusammengebaut sein kann und seine Arbeitsweise doch nicht durch direkte Beeinflussung seitens der Heizelemente gefälscht wird. Auch die Schirmwand 25 ist vor-

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teilhaft am Gefäßdeckel 5 befestigt zwecks Erzielung einer guten Zugänglichkeit des Thermostaten 18 beim Reinigen der Vorrichtung. Der Thermostat ist derartig bemessen, daß er mittels des Regulierventils 20 bei der zulässig niedrigsten Temperatur, z. B. bei Obstsäften im allgemeinen bei etwa 70 ° C, die Durchlauföffnung 19 vollständig abschließt, bei der zulässig höchsten Temperatur, z. B. 80 ° C, dagegen den vollen Querschnitt freigibt. Mittels der abgedichteten Schraube 22 ist erfindungsgemäß der Abschluß auf verschiedene Temperaturen einstellbar. Die Heizkraft der Heizelemente wird dabei etwas niedriger bemessen, als es zur Erhitzung der größten zu erwartenden Flüssigkeitsmenge auf den zulässig höchsten Grad nötig ist. Die Flüssigkeit strömt der Einrichtung zweckmäßig mittels natürlichen Gefälles von einem höher gelegenen Sammel-, gefäß aus zu.

Die elektrischen Leitungen von Deckel und Gefäß können mittels eines Steckers 23 bequem verbunden werden. An Stelle eines einfachen Steckers könnte auch ein Regulierwiderstand eingeschaltet werden. Ferner kann entweder in der Schaltdose 8 oder an Stelle des Steckers 23 eine bekannte Umschaltevorrichtung angebracht werden, um die Heizelemente entweder in Gruppen parallel oder hintereinander zu schalten und so die Vorrichtung entweder verschiedenen vorhandenen Spannungen oder verschiedenen sekundlichen Flüssigkeitsmengen in grober Regulierung anzupassen. Das für jede Schaltung passende Gefälle, von dem die sekundliche Flüssigkeitsmenge mit abhängt, ist von jedem Fachmann leicht zu errechnen und kann dem Gebraucher in Form einer kleinen Tabelle an die Hand gegeben werden.

Um die Einrichtung bequem auf das Sammelgefäß, in der Regel ein Faß, aufsetzen zu können, wird sie mit Füßen 24 versehen, die zwecks leichteren Transports auch an das Gehäuse anklappbar ausgeführt werden können. Bei 21 ist ein Abflußschlauch dargestellt.

Zur Kontrolle des richtigen Arbeitens der Einrichtung kann ein Thermometer 26 vorgesehen werden.

Um ein vollständiges Auslaufen der Einrichtung nach Gebrauch zu ermöglichen, werden die Heizelemente 4 am Grunde des Gefäßes vorteilhaft etwas abgeschrägt, wie in Abb. 2 bei 27 gezeigt, doch ist die lichte Weite der so entstehenden Öffnungen wesentlich kleiner zu wählen als der freie Querschnitt des Ventils 19, 20, um so die Flüssigkeit auf jeden Fall zu zwingen, in ihrer Hauptmasse den durch Pfeile angedeuteten Weg durch die Einrichtung zu nehmen. Die Abschrägungen bei 27 können wegfallen, wenn die Einrichtung mit kaskadenförmig angeordneten Heizplatten, also der Darstellung in Abb. 1 gegenüber um 90 ° gedrehter Anordnung ausgeführt wird, so daß die Heizplatten waagerecht liegen.

Das Innere der Einrichtung und die Oberfläche der Heizkörper können je nach Erfordernis vernickelt, verzinnt oder sonst mit einem Schutzüberzug versehen werden, sofern sie nicht überhaupt aus einem von der betreffenden Flüssigkeit nicht angreifbaren Material hergestellt werden.

Die Vorrichtung kann natürlich auch für andere als elektrische Beheizung, z. B. Gasheizung, eingerichtet werden. In diesem Fall wird sie in ein Flüssigkeitsbad, z. B. ein Bad aus hochsiedendem Öl, gesetzt, das mit Gas 0. dgl. auf entsprechende Temperatur gebracht wird, und die Heizplatten 3 und 4 werden massiv ausgeführt und mit den zugehörigen Gehäuseteilen metallisch verbunden, so daß Gehäusewände und Heizplatten als ein zusammenhängendes Heizelement wirken. Die Thermostateneinrichtung muß in diesem Fall auch gegen das Gehäuse gegen direkte Wärmeübertragung isoliert angeordnet werden.

Bei der Vorrichtung nach den Abb. 3 und 4 dient als Mittel zur Aufrechterhaltung der gewünschten Erhitzungstemperatur der zu erhitzenden Flüssigkeit die automatische Ein- und Ausschaltung des zur Heizung der Heizspirale 29, von welcher aus die von der Flüssigkeit durchströmte Rohrschlange 28 erhitzt wird, dienenden elektrischen Stroms mittels des z. B. mit leichtsiedender Flüssigkeit gefüllten Thermostaten 34, welcher mittels der Schubstange 38 über den eine Feder 47 und ein Isolierstück 46 enthaltenden Kontaktnebel 39 eine Kontaktkugel 40 antreibt, welche, wenn sie zwischen den mit elektrischen Zuleitungen verbundenen Zungen 43, 44 liegt, die Energiezufuhr zur Heizspirale 29 vermittelt, während, wenn sie zwischen den zu 43, 44 spiegelbildlichen, z. B. auf dem isolierenden Träger 45 angeordneten Zungen 41, 42 liegt, die Stromzufuhr unterbrochen ist, und wobei die Feder 47, welche bei den Bewegungen des Thermostaten 34 zunächst in sich Energie aufspeichert, bis die Kugel 40 aus den sie jeweils haltenden, bei 48 und 49 zum Halten und Einfallenlassen der Kugel 40 passend geformten Zungenpaaren 43, 44 oder 41, 42 schnellt, für ruckweises Ein- und Ausschalten des elektrischen Stromes sorgt. Die Abschirmung des Thermostaten gegen die Hitze des Heizelements erfolgt dabei durch den Boden 33 des Durchlaufgefäßes, den Deckel 61, des Thermostatengehäuses und die Isolierschicht 56. Zur Verhütung von Fälschungen der Arbeitsweise des Thermostaten 34 können noch Wärmeisolierungen 55 am Zuflußrohr 36 und 57 am Thermostatengehäuse 35 angebracht sein. Bei 51 kann wieder ein Kontrollthermometer angeschlossen werden. Das mittels Säulen 50 auf das Thermostatengehäuse aufgesetzte Durch-

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laufgefäß kann aus auch die Heizspirale tragenden Wärmeisolierkörpern 30, 31 und einem mit dem Boden 33 durch Bolzen verbundenen Deckel 32 bestehen. 60 ist eine Schelle zur Befestigung des Schalters 8, 37 ein Ablaufschlauch.

Bei der Vorrichtung nach Abb. 5 dient als Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Erhitzungstemperatur wieder ein durch einen z. B. mit niedrigsiedender Flüssigkeit gefüllten Thermostaten 34 betätigtes Ventil 20, welches mit einer als Ventilsitz dienenden Öffnung ig im Boden des Thermostatengehäuses zusammenarbeitet. Die Abschirmung gegen die Apparatheizung, welche in diesem Fall z. B. aus einem die enge Rohrschlange 28 umgebenden Flüssigkeitsbad 52 (nichtverharzendes hochsiedendes öl, Paraffin 0. dgl.) besteht, welches ζ. Β durch einen Tauchsieder 53 geheizt wird, erfolgt auch hier durch den Boden 33 des das Bad 52 enthaltenden Gefäßes, den Deckel 61 des Thermostatengehäuses und eine auf diesem angeordnete Wärmeisolierschicht 56; auch hier kann der Thermostat 34 durch weitere Isolierschichten 57, 58 gegen Fälschungen seiner Arbeitsweise geschützt sein. 26 ist wieder ein Kontrollthermometer. Das Bad 52, an dessen Stelle übrigens auch Sand o. dgl. treten könnte, kann, wenn das Gefäß innen hochglanzpoliert ist, auch fortfallen. 54 ist ein Hahn, um zu Beginn der Erhitzung kalte Flüssigkeit ablaufen lassen zu können, deren Einfluß auf den Thermostaten das Ventil 19, 20 geschlossen halten würde, bevor die Erhitzung beginnt, so daß keine erhitzte Flüssigkeit in das Thermostatengefäß eintreten würde.

Die Ausführungsformen nach den Abb. 1 und 5 könnten natürlich auch mit einer der Abb. 3 entsprechenden Temperaturregelungseinrichtung versehen werden; und umgekehrt. Auch könnte eine Einrichtung beide Temperaturregulierungen aufweisen. Die Einrichtung kann ferner auch, insbesondere wenn es sich um die Ausführungsform nach Abb. 5 handelt, mit einer anderen eine hohe Temperatur der Heizflächen ergebenden Beheizung, z. B. mit Gasbeheizung in der bei Badeofen bekannten Ausführung, versehen werden. Geregelt kann dann sowohl der Flüssigkeitsdurchnuß wie der Gaszufluß wie auch beide werden.

Bei der Bauart nach Abb. 3 wird die Wärmeaufnahmefähigkeit der Heizelemente mindestens so hoch bemessen, daß bei ununterbrochenem Durchlauf der zu erhitzenden Flüssigkeit diese bestimmt auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, während bei geringeren Durchläufen die Regulierung durch den Thermostaten in Wirksamkeit tritt. Bei der Bauart nach Abb. 5 dagegen wird, ebenso wie bei jener nach Abb. i, die Heizkraft zweckmäßig etwas kleiner bemessen, als sie bei voller Ventilöffnung nötig wäre. Auch die Rohrschlange 28 bei den Bauarten nach Abb. 3 und 5 wird so hoch erhitzt, daß ihre Heizoberflächentemperatur erheblich über der in der zu erhitzenden Flüssigkeit zu erzielenden Temperatur liegt. Als derartige erheblich höhere Temperatur der Heizflächen kommt auch hier z. B. eine Temperatur von annähernd 150° C bis zu annähernd 300 ° C und darüber in Frage. Die Rohrschlange 28 besteht vorteilhaft aus verzinntem Kupfer oder Aluminium, das ebenfalls verzinnt sein kann.

Vorrichtungen nach der Erfindung lassen sich wegen der Anwendbarkeit hoher Heizoberflächentemperaturen außerordentlich klein, einfach und wenig verletzlich, daher auch leicht transportabel bauen, und sie nützen die zugeführte Wärme beinahe restlos für die Erhitzung der zu sterilisierenden Flüssigkeit aus. Sie sind außerdem sehr billig, mit geringstem Aufwand in Stand zu halten und leicht zu reinigen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeiten, insbesondere von Obstsäften, bestehend aus einem Gefäß, in dem Heiz elemente, an denen die Flüssigkeit in dünner Schicht vorbeifließt, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das im Ablauf angebrachte Ventil (20) oder das Organ zum Regem der Wärmezufuhr (40, 47) unter dem Einfluß eines an sich bekannten Thermostaten steht, der gegenüber den Heizelementen durch eine oder mehrere Zwischenwände (25) abgeschirmt ist, wobei die Heizelemente auf eine erheblich höhere Temperatur als die aus der Vorrichtung austretende Flüssigkeit gebracht werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit an Deckel und Boden eines Durchlaufgefäßes wechselweise angeordneten Heizplatten, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Schirmwand (25) zwischen der letzten Heizplatte (4) und dem, wärmeempfindlichen Teil (18) der Temperaturregelungseinrichtung am abnehmbaren Deckel (5) des Durchlaufgefäßes angeordnet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit durch einen Thermostaten gesteuertem Regelventil, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Temperatureinstellung der Thermostat (18) samt Kegel (20) im Gehäuse (6) des Durchlaufgefäßes höhenverschieblich gelagert ist, während der Ventilsitz (19) in diesem Gehäuse festliegt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRÜCKT IN DER REICHSDRUCKEREI