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Verfahren und Vorrichtung zur Lüftung von gärender Würze oder Maische
bei der Herstellung von Lufthefe, einschließlich Futterhefe Bei der Lüftung von
gärender Würze oder :Maische zwecks Herstellung von Lufthefe, einschließlich Futterhefe,
ist es von Bedeutung, daß die Luft in der Form von möglichst kleinen Luftblasen
in die Würze oder Maische eingeführt wird, damit die bestmögliche Mischung der Würze
oder Maische durch die mechanische Wirkung der Lüftung erreicht wird und damit die
eingeblasene Luft in möglichst wirksamer Weise von der gärenden Flüssigkeit absorbiert
werden kann.
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Bei Verwendung der bisher in der Lufthefeindustrie meist benutzten
Belüftungssysteme wird vorzugsweise demjenigen Teil der gärenden Flüssigkeit, der
den feinen Luftausströmungsöffnungen dem Boden des Bottichs am nächsten ist, die
Luft in fein verteilten Zustand zugeführt, während die Luft außerhalb des Gebietes
sich mehr oder weniger schnell zu größeren Luftblasen vereinigt, die schnell bis
an die Oberfläche hinaufsteigen und hierauf die Flüssigkeit verlassen.
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Diesem Mangel wird in bekannter Weise dadurch entgegengewirkt, daß
die Luft in verschiedenen Höhen des Gärbottichs in die Würze oder Maische eingeleitet
wird. Zu diesem Zwecke werden entweder mehrere Belüftungssysteme in verschiedenen
Höhen des Gärbottichs fest angebracht, oder das Belüftungssystem wird so eingerichtet,
daß es im Gärbottich aufwärts und abwärts bewegt bzw. auf verschiedene Höhen eingestellt
werden kann.
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Durch diese Maßnahmen kann zwar die Luft über den ganzen Raum der
gärenden Flüssigkeit verteilt werden, wodurch deren Mischung gefördert und die Absorption
der Luft erleichtert wird, doch bringen die bekannten Ausführungsformen keine Ersparnis
hinsichtlich des für die Belüftung erforderlichen Kraftaufwandes; denn die in verschiedenen
Höhen des Gärbottichs eingeleiteten Luftmengen werden von demselben Kompressor bzw.
Gebläse entnommen und haben somit den gleichen Druck; dieser muß seinem Betrage
nach den Gegendruck der größten in Frage kommenden Flüssigkeitshöhe des Gärbottichs
übersteigen.
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Das vorliegende Verfahren ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet,
daß die gleichzeitig in verschiedenen Höhen des Gärbottichs in die Würze oder Maische
eingeleitete Luft von einem oder mehreren Kompressoren geliefert wird, die die Luft
auf solche verschiedenen Drucke komprimieren, die den erwähnten verschiedenen Flüssigkeitshöhen
entsprechen. Hierdurch wird außer den geschilderten günstigen Wirkungen einer sich
über den ganzen Raum der gärenden Flüssigkeit erstreckenden Belüftung eine beträchtliche
Kraftersparnis
erreicht, da nur ein Teil der Luft auf den sonst notwendigen, der größten Flüssigkeitshöhe
entsprechenden Druck komprimiert zu werden braucht, während die Kompression des
übrigen Teiles der Luft nur einen weit geringeren Kraftaufwand erfordert.
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Die Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens besitzen als
kennzeichnende Bestandteile einerseits ein. oder mehrere Belüftungssysteme, die
mit einer großen Anzahl über den ganzen Raum der gärenden Flüssigkeit verteilter
Ausströmöffnungen versehen sind und andererseits die der Luftförderung dienenden
Anlagen.
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Für beide Vorrichtungsteile bestehen verschiendene Ausführungsmöglichkeiten;
einige derselben sind auf den beifolgenden Zeichnungen beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Gärbottich a, der mit einem Kühlmantel b und' den
Belüftungssystemen c, d und e versehen ist; f sind die Ausströmungsöffnungen
für die Luft; g ist die Oberfläche der gärenden Würze oder Maische; 1a ist ein Deckel
mit einer verschließbaren Öffnung h.
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Fig. z und 3 stellen schematisch verschiedene Ausführungsformen der
Belüftungssysteme von oben gesehen dar. Hiernach können die Rohre der Belüftungssysteme
konzentrisch (Fig. z) angeordnet sein, oder sie können die Form einer Spirale haben
(Fig. 3).
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Die Ausströmungsöffnungen können zum Teil in verschiedener Höhe, zum
Teil in derselben Höhe liegen (Fig. i). Zur Wand des Gärbottichs können die Ausströmungsöffnungen.zum@Teil
in der gleichen Entfernung, zum Teil in verschiedener Entfernung angeordnet sein
(Fig.2 und Fig. 3).
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Das Belüftungssystem oder die Belüftungssysteme können entweder in
unveränderlicher Stellung im Bottich angebracht sein, oder sie können durch die
gärende Würze oder Maische bewegt werden. Das Belüftungssystem kann also auch die
Form eines Rührwerkes haben.
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Jedes der verschiedenen Belüftüngssystetne kann mit einem Windkessel
verbunden werden. Der Luftdruck in den verschiedenen Windkesseln wird verschieden
gehalten, und zwar in jedem Windkessel gleich oder ein wenig größer als der Gegendruck
der Flüssigkeitshöhe über den Ausströmöffnungen des betreffenden Belfiftungssystems
im Gärbottich.
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Das Belüftungssystem bann auch auf- und abwärts beweglich sein; so
kann es z. B. abwechselnd mit verschiedenen Windkesseln mit untereinander verschiedenen
Luftdrucken verbunden werden, und zwar - derart, daß es selbsttätig jeweils mit
demjenigen Windkessel verbunden wird, dessen Druck am nächsten dem Gegendruck derjenigen
Flüssigkeitshöhe entspricht, die sich zu dem betreffenden Zeitpunkt über den Ausströmungsöffnungen
befindet.
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Die den Windkesseln bzw. den Belüftungssystemen zugeführte Luft kann
von mehreren Kompressoren entnommen werden, die die Luft- auf solche verschiedene
Drucke komprimieren, die den verschiedenen Flüssigkeitshöhen entsprechen.
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Die zugeführte Luft kann aber auch von einem einzelnen Kompressor
entnommen werden, wenn dieser die Entnahme von Luft mit verschiedenen Drucken ermöglicht.
Der Kompressor kann beliebiger Konstruktion sein, z. B. Kolbenkompressor, Kompoundkompressor
oder rotierender Kompressor.
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Fig.4 stellt schematisch einen Schnitt durch den Zylinder eines Luftkompressors
dar, der für die Entnahme von Luft mit verschiedenen Drucken ausgeführt ist. Der
Zylindermantel s hat vom Kolben r überfahrene Öffnungen t, u, v, x, y, z,
die mit selbsttätigen federbelasteten Druckventilen versehen sind, welche paarweise
miteinander und mit den Windkesseln 13, 14 und 15, z. B. wie dargestellt, verbunden
sind.. ii und i2 sind selbsttätige Einsaugventile. Saugt der Kompressor Luft von
atmosphärischem Druck an und bewegt sich der Kolben in Pfeilrichtung, so kann man
annehmen, daß sich die Ventile v und x öffnen, um. Luft von i, i ata
dem Windkessel 14 zuzuführen. Wenn der Kolben die Öffnung. -# überfahren hat, drückt
er die Luft bis 1,2 ata zusammen, und das Ventil bei der Öffnung y öffnet sich und
läßt Luft zu dem Windkessel 13 strömen. Wenn der Kolben auch die Öffnung y überfahren
hat, wird der Rest der- Luft durch die Offnung z unter einem Druck von
1,3 ata nach dem Windkessel 15 gedrückt. Wenn der KÖlben umkehrt, wiederholt
sich dasselbe Spiel, indem die Ventile an den Öffnungen x, v, zc und t der Reihe
nach geöffnet werden.
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Ein derartiger Kompressor wäre für eine Anlage geeignet, deren Gärbottich
Flüssigkeit in einer Standhöhe von 3 m enthält und der mit drei Belüftungssystemen
versehen- ist, von welchen das eine mit dem Windkessel 14 verbundene, sich- etwa
i m unter der Oberfläche der gärenden Flüssigkeit befindet, während das mit dein
Windkessel 13 verbundene etwa 2 m tief in der Flüssigkeit liegt und das am Boden
des Bottichs gelegene dritte Belüftungssystem mit dem Windkessel 15 verbunden ist.
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Es können auch zwei oder mehrere doppelt wirkende' Kompressoren mit
Ventilsteuerung in Zwillings- oder -Tandemanordnung verwendet werden; die Kompressorzylinder
können so verbunden sein, daß die Druckluftabführung
getrennt an
den Kurbel- und Deckelseiten der einzelnen Zylinder erfolgt, und zwar so, daß die
Kolbenkräfte für Vor- und Rückwärtsgang zur Erzielung eines gleichmäßigen Drehmomentes
annähernd gleiche sind.
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Fig. 5 stellt zwei in Tandemanordnung arbeitende Kompressorzylinder
16 und 17 dar, die durch eine gemeinschaftliche Leitung i8 Luft einsaugen. Der Kompressor
dient zur Herstellung von Druckluft von verschiedenen Drucken, die auf den verschiedenen
Zylinderseiten derart verteilt sind, daß die Arbeitsleistung für den Hinundhergang
der Kolben möglichst gleich wird.