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Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes von-Eindampfern bzw. Trocknern
- I Bei Eindampfern, Trocknern und ähnlichen Apparaten der chemischen Teckik, insbresndere
z. B. der Nahrungsmitteltechnik, ist es wichtig, die Behandlung der einzudickenden
oder zu trocknenden Stoffe zur richtigen Zeit zu beenden, damit durch eine zu weitgehende
Austreibung der Flüssigkeit, also z. B. von Wasser, Losungsmitbeln o. dgl., keine
nachteiligen Veränderungen der festen Bestandteile, d. h. des Erzeugnisses herbeigeführt
werden. Wenn die zu behandeInden Stoffe beispielsweise organi, chen Ursprungs sind,
haben die daraus herzustellenden Erzeugnisse einen bestimmten natürlichen Feuchtigkeitsgehalt,
und nur bis zu diesem herunter darf die Behandlurrg durchgeführt werden.
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Unterschreitet man ihn, so finden nachteilige Umwandlungen statt,
z. B. bei Eiweißstoffen ein sog. Verhornen, wodurch das Eiweiß unverdaulich wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf solche Anlagen, bei denen die Abdämpfe
aus der abzutreibenden Flüssigkeit verdichtet werden.
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Die Behandlung des Gut, es findet in einer geschlossenLen Einrichtung
statt, die eine Beobachtung von außen her an sich nicht zulät.
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Die Anbringung vn Schaugläsern an dem eigentlichen Behandlungsapparat,
der die Beschickung enthält, ist üblich, aber nach dem bloßen Aussehen des Gutes
kann man in wichtigen Fällen den Zeitpunkt zur Beendigung der Behandlung nicht bestimmen.
In Anlagen, in denen die Verdichtung der Abdhmpfe durch Oberflächenkondensation
untter Absaugung der Gase und D, ämp£e durch eine sog. trockene Luftpumpe erfolgt,
hat man in das Abzugsrohr des Oberflhchenkondensators sohon Xeinen einfachen Schauglaskörper
eingeschaltet, der lediglich aus einem Rohrstück mit zwei sich gegenüberstehenden
Gläsern besteht, zwischen denen hindurch das Kondensat herabfällt und zugleich die
nicht kondensierbaren Gase hindurchgesaugt werden. Das Kondensat ist dadurch sichtbar
gemacht worden, und die AbAne seiner Menge läßt einen ungefähren Schluß auf das
Herannahen des Endes des Behandlungsvorganges zu.
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Eine solche ungefähre Beobachtung genügt jedoch ebenfalls nicht zur
einwandfreien Bestimmung des Zeitpunktes der Bleendigung der Behandlung. Das zwischen
zwei Schaugläsern herabfallende Kondensat bildet keinen geschlossenen Strahl, und
zwar um so weniger, je geringer seine Menge ist. Die Reibung der Flüssigkeit an
wechselnden Stellen der Rohrwand verändert den Strahl in seiner Form dauernd.
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Dadurch wird die Beobachtung um so unsicherer, je näher der Zeitpunkt,
in welchem die Behandlung beendet werden muß, heranrückt. Ferner vollzieht der Übergang
von der Kondensatmenge vor diesem Zeitpunkt zu der Kondensatmenge nach dem Zeitpunkt
sich so allmählich, db die dann sehr kleine Flüssigkeitsmenge auch bei größter Sorgfalt
in der Beobachtung keinen sicheren Anhält bieten kann. Das bloBe Siehtbarmáchen
des
Kondensates leistet daher nicht mehr als die Beobachtung des
Gutes im Behandlungsapparat selbst.
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Hierzu kommt, daß das Hilfsmittel eines einfachen Durcblaufes mit
Schangläsem bei solchen Anlagen versagt, in denen die Abdämpfe mittels Einspritz-
oder Mischkondensation durch eine sog. Naßiuftpumpe beseitigt werden. Die Mischkondensation
ist aber für den Betrieb derartiger Anlagen die weitaus wichtigste, denn sie ist
in bezug auf die Anschaftuigs- und Betriebskosten günstig er, ferner betriebssicherer
und in der Bedienung einfacher, und sie bietet endlich den Vorteil, daß sie viele
riechende Stoffe durch genügend tiefe Kühlung des Flüssigkeitsgemisches und Absorption
dieser nichtverdichteten Gase, z. B.
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Ammoniak, dhne weiteres zu beseitigen vermag, während bei der Oberflächenkondensation
hierfür besondere und umfangreiche Hilfseinrichtungen erforderlich sind Die Erfindung
löst nun die Aufgabe. in überlegener und endgiiltiger Weise, indem sie eine Vorrichtung
vorschlägt, welche auch bei Anlagen mit Mischkondensation eine einwandfreie Bestimmung
des Zeitpunktes für die Beendigung der Behandlung ermöglicht, und zwart nicht durch-
eine unsichere bloße Abschätzung, sondern durch einen genau erkennbaren Vorgang,
der einer Messung des londensates entspricht. Das Entnehmen von Proben, das als
Überwachungsmittel bisher immer noch unentbehrlich war, und sonstige Maßnahment,
die bei empfindlichen Stoffen angewendet werden müssen, um eine-Schädigung derselben
durch eine zu lange B.elsandlung zu vermeiden, können jetzt bei allen Anlagen in
Fortfall kommen.
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Gemäß der Erfindung wird zum Überwachen des Betriebes von Eindampfern,
Trocknern usw. mit einer Misch- oder Einir spritzkondensation in die Abdampfleitung
des Behandlungsapparates eine beliebige einfache oberflächengekühlte Vorrichtung,
z. B. der Heizkörper eines Heißwasserbehälters, eingeschaltet, der einen Teil der
hindurchströmen den Dämpfe und Gase kondensiert, und ferner wird in die von dort
zum Mischkondensator weitergehende Leitung eine Meßvorrichtung mit Schaugläsern
für das Kondensat eingebaut. Diese Meßvorrichtung ist nun nicht ein bloßer Rohrteil
mit durchsichtiger Wand, sondern sie besteht aus einem erweiterten Gehäuse, welches
im Bereich der Schaugläser und im wesentlichen senkrecht unter seinem Eintrittsstutzen
einen, tiefen Stautrog für das Kondensat sowie neblen diesem einen Umgang für die
Dämpfe oder Gase besitzt, wobei der Stautrog mit einer kleinen Bodenöffnung versehen
und mit einer Skala ausgerüstet ist.
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Von den sich aus kondensierbaren Dämpfen und nichtkondensierbaren
Gasen zusammensetzenden Ab dämpfen wird gemäß der Erfindung durch die Oberflächenabkühlung
nur ein Teil der Dämpfe zu Flüssigkeit verdichtet.
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Dieses Kondensat strömt zusammen mit den Gasen und den nichtverdichteten
Dämpfen in die beschriebene Meßvorrichtung, deren tiefer Stautrog. das Kondensat
auffängt. Dieses fließt nicht mehr in einem regellosen Strahl vor dem Auge vorbei,
sondern wird in dem Stautrog gespeichert. Der Inhalt des Troges läuft durch die
kleine Bodenöffnung dauernd, aber nur langsam wieder ab. Beim Beginn des zu überwachenden
Arbeitsganges ist die Kondensatmenge groß, so daß wegen der Kleinheit der Bodenöffnung
der Stautrog überflutet wird. Dieser Zustand gibt an, daß das Ende des Arbeitsganges
noch fern ist.
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Mit dein Augenblick, in welchem die Kondensatmenge sich so verringert
hat, daß der Zulauf zum Trog gleich dem Ablauf aus seiner Bodenöffnung ist, hört
die Überflutung auf, und es bleginnt die für den Ausfall des Erzeugnisses entscheidende
Endzeit des Arbeitsvorganges, Durch geeignete Wahl der Tiefe des Stautroges und
der Größe seiner Bodenöffnung kann man diesen Zeitpunkt den verscbiedensten Betriebsb.edingungen
anpassen. Ist er übersehritten, so wird von da an das Kondensat gemessen, und zwar
mittels der am oder im Stautrog angebrachten Skala. Mit weiter abnehmender K-ondensatmenge
sinkt der Flüssigkeitsspiegel Langsam im Troge und kann an den Teilstrichen genau
abgelesen werden.
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Bei einer neuen Anlage oder brei Anbringung der neuen Vorrichtung
an einer bestehenden Anlage geht man wie folgt vor. In einigen Anfangsbetrieben
wird während der Endzeit der Flüssigkeitsspiegel in Stawtrog in bestimmtes Zeitabständen
genau beobachtet und aufgeschrieben, zugleich aber nimmt man wie bisher aus dem
Behandlungsapparat Proben und untersucht sie in der üblichen Weise auf ihre Beschaffenheit.
Der richtige Zeitpunkt für die Beendigung der Behandlung wird auf Grund der Probeentnahmen
bestimmt, und der in diesem Augenblick im Stautroge vorhandene Flüssigkeitsstand
wird besonders vermerkt. Hat man diese Höhe durch mehrere Anfangsbetriebe einwandfrei
ermittelt, so bedarf es künftig keiner Probeentnahme mehr, sondern man beendet die
Behandlung in dem Augenblick, in welchem der Flüssigkeitsspiegel an dem ermittelten
Skalenstrich eingetroffen ist In denAnfangsbetrieben kann man auf die übliche Beurteilung
der Proben nach praktischen Gesichtspunkten auch noch genaue Analysen folgen lassen
und dann auf Grund dieser wissenschaftlichen
Ergebnisse den Teilstrich
für die Beendigung des Arbeitsvorganges fast theoretisch genau festlegen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt. Es veranschaulichen: Fig. 1 eine vollständige Einrichtung
mit Einspritzkondensation, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Meßvorrichtung.
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In dem Apparat I befindet sich das Gut, dessen Eindickung, Trocknung
usw. überwacht werden soll. Die Abdämpfe werden durch eine Rohrleitung 2 einer Naßluftpumpe
3 zugeführt, in deren Einspritzkondensator 3" die Ab dämpfe mit dem Kühlmittel gemischt
werden. In die Leitung 2 ist gemäß der Erfindung irgendeine oberflächengekühlte
Vorrichtung eingeschaltet, z. B. der Heizkörper 4 eines Wasserbehälters oder Heißwasserbereiters
5, der für beliebige Betriebszwecke schon vorhanden sein kann und dessen Inhalt
durch das Schwimmergefäß 6 selbsttätig auf gleicher Höhe gehalten wird. Die Heiz-oder
Kühlfläche des Wärmeaustauschers 4 wird so bemessen, daß nur ein Anteil der Dämpfe
zu Flüssigkeit verdichtet wird, dagegen wird sein Querschnitt so gewählt, daß sämtliche
Abdämpfe ohne bemerkenswerten Geschwindigkeitsabfall hindurchfließen können. Das
Rohr 2' leiter das Kondensat und die Gase zusammen mit den noch nicht niedergeschlagenen
Dämpfen zur Luftpumpe 3 bzxv. dem Mischkondensator 3'.
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Gemäß Fig. I befindet sich im Fallstrange bequem zugänglich eine
Meßvorrichtung 7.
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Sie besteht nach Fig. 2 aus einem erweiterten Gehäuse, und zwar ist
die zwischen dem Eintrittsstutzen 8 und dem Austrittsstutzen g befindliche Erweiterung
7' beim gezeichneten Beispiel einseitig. Zwei lange, oben und unten halbkreisförmig
begrenzte Schaugläser 10 sind einander gegenüber (vor und hinter der Zeichenebene)
durch Flansche am Gehäuse 7 befestigt. In dem durch die Flansche nicht verdeckten
Teile des Gehäuses enthält dieses einen tiefen Trog 1 1, der auf seiner Vorder-und
Rückseite durch die Schaugläser begrenzt ist. Im tiefsten Punkte des Stautroges
11 ist eine Öffnung 12 von zweckmäßig solcher Größe angebracht, daß sie auch bei
der kleinsten Kondensatmenge noch etwas verzögernd wirkt. Der Trog besitzt ferner
eine Skala, die entweder an den Schaugläsern oder aber am Trogkörper angebracht
sein kann.
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Wenn das Kondensat, die Gase und die Dampfe durch den Stutzen 8 in
die Meßvorrichtung 7 eintreten, fällt das Kondensat in den Trog In hinein, während
die Dämpfe und Gase durch den Umgang am Troge vorbeiströmen. Dieser füllt sich bei
Betriebsbeginn fast sofort und wird überflutet, und zwar so lange, bis infolge des
fortgeschrittenen Arbeitsganges im Apparat I nur noch so viel Kondensat durch den
Stutzen 8 zuläuft, wie die Bodenöffnung 12 ab zuführen vermag.
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Zunächst bleibt nun der Trog eine Zeitlang voll gefüllt und dann beginnt
der Flüssigkeitsspiegel sich langsam an der Skala entlang zu senken. Ist er auf
einem vorher bestimmten Teilstrich angekommen, so hat man den Arbeitsgang im Apparat
I zu beenden.