DE575880C - Plattenwaermeaustauscher mit elektrischer Heizung, insbesondere fuer Milch - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN Al 4.ΜΑΪ1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

·; ■ KLASSE 53 e GRUPPE

' . H130962 TVbJ53e

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: χ3. April

Pateiitiert im Deutschen Reiche vom 8. März 1932 ab

Apparate zum Pasteurisieren von Milch und anderen Flüssigkeiten mit elektrischer Heizvorrichtung sind bekannt. Ihre Arbeitsweise ' beruht entweder darauf, daß die zu erwärmende Flüssigkeit durch elektrische Heizpatronen unmittelbar erwärmt wird oder daß "die Wärme der elektrischen Heizvorrichtung mittelbar durch erwärmtes Wasser oder Dampf an die

• zu pasteurisierende Flüssigkeit übertragen wird. Die Erwärmung'des Wassers oder die Erzeugung von Wasserdampf geschieht in besonderen Vorrichtungen, welche mit dem Pasteurisierapparat durch Rohrleitungen verbunden sind.

• Wird Wasser als Wärmeträger benutzt, so wird der Wasserumlauf durch eine Pumpe aufrechterhalten.

Beide Arbeitsverfahren haben "gewisse Nachteile. Bei der unmittelbaren Heizung mit elektrischen Elementen ist es schwierig, die bestimmte Temperatur der Heizflächen in engen Grenzen zu regulieren. Bei Flüssigkeiten, wie Milch, Sahne, Fruchtsäfte, Bier-. würze, besteht dann die Gefahr, daß infolge zu hoher Heizflächentemperaturen Veränderungen in der Zusammensetzung der zu behandelnden Flüssigkeiten entstehen, welche ihre Beschaffenheit nachteilig beeinflussen. Vielfach treten Ausscheidungen auf, welche sich an den Heiz- -■ · flächen ablagern und die Wärmeübertragung , verschlechtern.

Bei mittelbarer Heizung durch Dampf oder Umlauf von heißem Wasser werden die Anschaffungskosten hoch, da ein besonderer Heißwasserbereiter oder Dampferzeuger mit Zubehör, wie Anschlußrohrleitungen, Umlaufpumpe und Äbsperrorgane> benötigt wird.. -..

- Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten mittelbaren Heizung besteht darin, daß der Warmwasserbereiter oder Dampferzeuger einen unerwünscht großen Wärmeinhalt besitzt. Daraus ergibt sich ein unnötig hoher Stromverbrauch, um zunächst den Wasservorrat zu erwärmen oder die Dampferzeugung an sich einzuleiten. Dies macht sich besonders nachteilig bemerkbar, wenn die tägliche ' Betriebszeit nur wenige Stunden dauert, so daß während der langen Betriebspause der Wasserbereiter oder Dampferzeuger sich abkühlt. Der dadurch entstehende Wärmeverlust wird um so empfindlicher, da der elektrische Strom als Wärmequelle. unverhältnismäßig teuer ist.

Nach der Erfindung sollen die geschilderten Nachteile der bisher bekannten elektrischen Heizung vermieden werden. Die neue Vorrichtung ist durch die Abb. 1 bis 5 näher er-■läutert und nachstehend beschrieben.

Abb. 1 zeigt eine schematisehe Darstellung der Wirkungsweise'der Vorrichtung, ' '

Abb. 2 bis 5 eine beispielsweise Ausführung der Vorrichtung. " ~ .* 6c

Gemäß Abb. 1 soll die Erhitzung in einem Apparat durchgeführt werden, welcher aus einer Vorwärmeabteilung a mit regenerativem Wärmeaustausch und einer Abteilung, δ zur Hocherhitzung mittels elektrischer Heizimg besteht. Als Beispiel soll das Pasteurisieren von Milch erörtert werden. ·

Die Milch durchfließt die beiden Abteilungen α und b in der Reihenfolge, wie dies durch die strichpunktierte Linie: in Abb. 1- angedeutet ist. ■ Sie tritt mit etwa 10⁹ C in die: Vorwärm.- . abteilung, α ein und wird durch, .die entgegen-

strömende heiße Milch von beispielsweise 80 ° C im regenerativen Wärmeaustausch auf beispielsweise 65⁰C erwärmt. Die Hocherhitzung in der elektrischen Heizabteilung b möge die 5 Milch von 65 auf 80° C bringen. Beim Rückfluß durch die Wärmeaustauschabteilung α kühlt sich die heiße Milch auf 25⁰C ab.

Die regenerative Wärmeaustauschabteilung a ist in bekannter Weise als Plattenapparat aus-ο gebildet.

Sie besteht gemäß Abb. 2 aus gerippten Platten c und glatten Platten d, welche gegeneinandergepreßt werden und so geschaltet sind, daß die zu behandelnde Flüssigkeit die von den gerippten und glatten Platten gebildeten Kanäle e durchströmt. Die Hocherhitzungsabteilung b mit elektrischer Heizung besteht aus einer oder mehreren gerippten Platten/. Auch hier erfolgt die seitliche Begrenzung durch glatte Platten d.

Die Bauart der Platten f mit der elektrischen Heizvorrichtung ist durch die Abb. 3 bis 5 im einzelnen wiedergegeben. Es stellt dar:

Abb. 3 eine äußere Ansicht der aufrechtstehenden Platte,

Abb. 4 einen Längsschnitt durch die Platte, Abb. 5 einen Querschnitt durch die Platte. Die Seitenwände der Platte f, in deren äußeren Kanälen e die zu erwärmende Milch in der Pfeilrichtung gemäß Abb. 3 strömt, ■ sind im Innern durch Querstege g verbunden. In den hierdurch entstehenden Hohlkammern A sind die Heizelemente i bekannter Bauart untergebracht. Der obere Abschluß der Hohlkammern h wird durch eine gemeinsame Verschlußplatte k gebildet, durch welche in bekannter Weise die Zuführungskabel für die Heizelemente i hindurchgehen. Die Hohlkammern A sollen mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, gefüllt sein. Durch die Zuführung des elektrischen Stromes wird der verhältnismäßig geringe Wasserinhalt auf die vorgeschriebene Temperatur gebracht und dadurch die Heizwirkung auf die an den Seitenwänden entlang strömende Milch übertragen. Damit eine Überhitzung der Heizflüssigkeit innerhalb der Platten f nicht stattfinden kann, soll die Verschlußplatte k eine oder mehrere öffnungen m erhalten, so daß bei "Erreichung einer Temperatur von 100° C kein Überdruck entsteht, sondern die sich bildenden Wasserdämpfe entweichen können. Wird Wert darauf gelegt, daß die Temperatur der wärmeübertragenden Flüssigkeit unter oder über 100° C liegt, so muß eine Flüssigkeit mit entsprechend geringerem bzw. höherem Siedepunkt eingefüllt werden. Als solche Flüssigkeiten kommen beispielsweise Alkohol oder öl in Frage. Die elektrischen Heizelemente i können in dichter Reihenfolge nebeneinander angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, zwischen je einem Heizelement eine freie Hohlkammer A₁ einzuschalten. Wird dann die betreffende Trennwand g_lt welche zwei benachbarte Kammern A und A₁ voneinander trennt, so angeordnet, daß beide Kammern oben und unten eine Verbindung erhalten, so erreicht man auf diese Weise einen selbsttätigen Umlauf der Heizflüssigkeit zwischen den benachbarten beiden Kammern. Hierdurch wird die Wärmeübertragung beschleunigt.

Es ist auch möglich, die Breite der Kammern A und A₁ verschieden auszubilden. Man kann ferner die Heizelemente verschieden eng aneinanderlegen und ihre Widerstände größer oder kleiner machen. Werden zwei zusammengehörige Hohlkammern h und A₁ völlig getrennt für sich gehalten, so wird jedes Kammerpaar mit einer besonderen Sicherheitsöffnung in versehen. Man kann dann die einzelnen Kammern mit Heizflüssigkeiten von verschiedenem Siedepunkt füllen, wenn man innerhalb einer Platte noch verschiedene Temperaturstufen schaffen will. In Abb. 4 sind dagegen alle Kammern oben durch öffnungen η miteinander verbunden, wobei angenommen ist, daß eine einheitliche Heizflüssigkeit durch die gemeinsame Öffnung m eingefüllt wird. Um die Heizwirkung zu verändern, können nach Wunsch einzelne Heizelemente in bekannter Weise parallel oder hintereinander geschaltet werden. Die beschriebene Einrichtung hat den Vorteil, daß eine Überheizung der Heizflächen infolge der übertragenden Heizflüssigkeiten nicht entstehen kann und daß trotzdem keine besonderen Hilfsmittel, wie Rohrleitungen, Pumpen usw., erforderlich sind, um die durch die Elektrizität erzeugte Wärme an die Heizflächen zu übertragen. Die neue Einrichtung ist in ihrem Aufbau denkbar einfach. Sie nimmt einen sehr geringen Platz in Anspruch und erfordert keinerlei weitere Bedienung als die Überwachung der Stromzufuhr für die Heizelemente. Ein besonderer Heißwasserbereiter oder Dampfkessel kommt in Fortfall. Der Wärmeinhalt der Heizvorrichtung ist unbedeutend und der Stromverbrauch, welcher erforderlich ist, um den Apparat auf Betriebstemperatur zu bringen, gering. Dies bedeutet eine erhebliche Ersparnis an elektrischer Energie.

Die Erhitzungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann auch ohne weiteres in zylindrische oder röhrenförmige Apparate eingebaut werden. In diesem Falle werden die Heizkammern mit den elektrischen Elementen als Zylinder oder Röhren ausgebildet, deren äußere - Wandung von der zu erwärmenden Flüssigkeit umflossen wird. Die äußere Heizfläche der Kammer kann dabei entweder von der zu behandelnden Flüssigkeit (Milch o. dgl.) berieselt werden oder aber von einem Zylinder umgeben

sein, so daß ein ringförmiger Hohlraum entsteht, welcher zur Fortleitung der Milch o. dgl. dient.

Claims (3)

1. PatentANSPUυche:

   i. Plattenwärmeaustauscher mit elektrischer Heizung, insbesondere für Milch, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (i) in Platten mit kammerartigen Hohlräumen (A) untergebracht sind, welche wärmeübertragende Flüssigkeiten enthalten, deren Siedepunkte für die einzelnen Kammern verschieden hoch liegen können, und daß diese Platten in der äußeren Form und Anordnung den sonstigen Wärmeaustauschplatten von Apparaten bekannter Bauart entsprechen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern zur Aufnahme der Heizelemente (i) durch eine Scheidewand (^₁) unterteilt sind, um einen guten Wärmeumlauf der Heizflüssigkeit in den nebeneinanderliegenden Kammerabschnitten (h, A₁) zu erzielen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung der Heizkammern zum Verhindern eines Überdruckes mit einer öffnung (m) versehen ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen