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Vorrichtung zum Herstellen von Emulsionen Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Herstellen von Emulsionen, insbesondere solcher aus Milch und Fett
oder 01. Meistens werden den zu diesem Zweck üblichen Homogenisierungsapparaten
die Bestandteile getrennt zugeführt und dem Einfluß schnell umlaufender, nach Art
von Zentrifugen arbeitender Vorrichtungen unterworfen. Es ist aber auf diesem Wege
nicht möglich, vollkommen homogene Emulsionen herzustellen, da auf diese Weise der
zu zerstäubende Stoff nicht in Teilchen von annähernd gleicher Größe aufgespalten
werden kann und zum großen Teil in Form so großer Tropfen abgeschleudert wird, daß
eine Verbindung mit der andern Komponente nicht oder nur unvollkommen eintritt.
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Es ist auch bekannt, zum Herstellen von Emulsionen die zu emulgierenden
Flüssigkeiten gemeinsam durch eine zerreibend wirkende Vorrichtung zu pressen, die
unter dem Druck der Flüssigkeit in Umlauf gesetzt wird, um auf diesem Wege eine
innige Mischung der Bestandteile herbeizuführen.
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Es ist auch weiterhin vorgeschlagen worden, lediglich eine der Komponenten
unter Druck unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche der andern Komponente unter Anwendung
von Düsen einzuführen. Für die Wirksamkeit eines solchen Verfahrens ist jedoch die
Beschaffenheit der Zerstäubungsvorrichtung von ausschlaggebender Bedeutung. Ein
Einspritzen des 01- oder Fettstrahls durch eine oder mehrere feine Düsen, welche
zur hinreichend feinen Aufspaltung nur eine t)iffnung von einigen Hundertsteln Millimetern
haben dürfen, ermöglicht keine hinreichend gleichmäßige Zerstäubung des Strahls,
da in diesem Fall der Rand des Strahles aus feinen nebelartigen Tröpfchen besteht,
welche nach der Strahlachse hin an Größe zunehmen, so daß eine solche Vorrichtung
ähnliche Nachteile besitzt, wie sie auch das Zentrifugalverfahren hat, zumal sich
infolge des unvermeidlichen, in verhältnismäßig kurzer Zeit eintretenden Verschleißes
der Düsenöffnung, diese sich sehr bäld erweitern und dadurch die Unterschiede in
der Teilchengröße noch stärker werden. Ein weiterer sehr wesentlicher Nachteil bei
Verwendung derartiger Düsen ist der, daß sie sich sehr leicht zusetzen und somit
zu dauernden Betriebsstörungen Anlaß geben, so daß ein ununterbrochenes Arbeiten
mit einer solchen Vorrichtung praktisch nicht möglich ist.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß beim Einführen der
zu emulgierenden Flüssigkeit unter Druck in die in einem Behälter befindliche Emulsionsflüssigkeit
ein in der Strömungsrichtung der zu emulgierenden Flüssigkeit sich erweiterndes,
kegelförmiges, einstellbares Ventil verwendet wird. Derartige Ventile sind an sich
auch zum Zerstäuben von Flüssigkeiten bekannt. Sie haben aber bisher beim Zuführen
der zu emulgierenden Flüssigkeit in einen Emulgierungsraum unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
der Emulsionsflüssigkeit keine praktische Anwendung
gefunden. Dabei
ist es im Hinblick auf die erforderlichen hohen Drucke, die bis zu 300 Atm. und
mehr betragen können, wesentlich, daß die zerstäubend wirkenden Teile des Ventils
genau gradlinig verlaufende, streng kegelförmige Flächen besitzen, damit der Druckabfall
der aus dem Ringspalt austretenden zerstäubten Flüssigkeit sowie auch die Streuung
in senkrechter Richtung zur Kegelfläche des Ventils auf ein Mindestmaß verringert
und eine nahezu flächenförmige Verteilung der zu zerstäubenden Flüssigkeit bewirkt
werden kann.
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Zweckmäßig werden dabei in die Zu- und Abflußöffnungen für die Emulsionsflüssigkeit
Drosselvorrichtungen eingebaut, um in dem Emulsionsgefäß einen gewissen Gegendruck
erzeugen zu können, wobei die Eintrittsöffnung für die Emulsionsflüssigkeit so angeordnet
sein kann, daß die Flüssigkeit im Gegenstrom über die feinverteilten, flächenförmig
ausgebreiteten Teilchen fließt. Eine Erhöhung der Wirksamkeit der Vorrichtung kann
weiterhin dadurch herbeigeführt werden, daß an der Spindel des Ventils oder -auch
an den Innenwandungen des Emulgierbehälters schraubenförmige Riffelungen 0. dgl.
angebracht sind, so daß die flächenförmig aus gebreiteten Teilchen sowie auch gegebenenfalls
die einströmende Flüssigkeit eine Drehbewegung um die Ventilachse ausfuhrt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele im Schnitt dargestellt.
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Die Zuführung der zu emulgierenden Flüssigkeit erfolgt von der an
die Hochdruckkammer anschließenden Leitung I aus zu der Zerstäubungsvorrichtung
2, deren oeffnung durch Einstellung des Ventilkegels 3 regelbar ist. Durch Drehen
des Handrades 5, welches durch eine im oberen Teil mit Gewinde versehene Ventilspindel
4 mit dem Ventilkegel 3 verbunden ist, kann die Feineinstellung zwischen Kegel und
Ventilsitz geregelt werden.
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Die Kammer 7 ist stets mit Emulsionsflüssigkeit gefüllt, die durch
die Einströmöffnung 8 in die Kammer 7 einfließt. Dabei kann die Einflußöffnung 8
in eine Düse 9 münden, welche die einströmende Emulsionsflüssigkeit unmittelbar
auf die in entgegengesetzter Richtung divergierende und nötigenfalls in eine kreisende
Bewegung versetzte zu emulgierendeFlüssigkeit leitet und dadurch eine innige Vermischung
beider Komponenten bewirkt. Durch die Offnung IO tritt die emulgierte Lösung aus
der Kammer 7 heraus.
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In die an die Oeffnung 10 anschließende Leitung wird zweckmäßig ein
Drosselorgan eingebaut, damit erst nach genügend hoher Emulgierung die Ableitung
des Gemisches erfolgt.
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Zur Durchführung des Gegenstromprinzips in der' Kammer 7 können die
inneren Gehäusewände oder die Spindel 4 mit Einrichtungen versehen sein, z. B. mit
schraubenförmig gestalteten Einsätzen. oder Riffelungen o. dgl., durch welche die
Emulsion in Drehbewegung versetzt wird.
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Durch Schaugläser II und 12 (Abb. 2), im Gehäuse 7 läßt sich der
Emulgierungsvorgang bis zu seiner Vollendung überwachen, sodaß eine Feinregulierung
der Zulauf- und Ablaufstellen sowie nötigenfalls auch der Zerstäubungsvorrichtung
vorgenommen werden kann.
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Zweckmäßig wird das Gehäuse 7 zerlegbar ausgeführt. Es kann außerdem
mit bekannten Heizvorrichtungen versehen sein, um die Emulsion auf der günstigsten
Temperatur zu halten.
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PRTENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zum Herstellen von Emulsionen, bei
welcher ¢ die zu emulgierende Flüssigkeit unter Druck mittels einer Zerstäubungsvorrichtung
in die in einem Behälter befindliche Emulsionsflüssigkeit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsvorrichtung aus einem
in der Strömungsrichtung der zu emulgierenden Flüssigkeit sich erweiternden, an
sich bekannten kegelförmigen, einstellbaren Ventil (3) besteht.