DE643132C

DE643132C - Behandlung von Milch und aehnlichen Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE643132C
Application number: DEP67120D
Authority: DE
Original assignee: Pfaudler Co Inc
Current assignee: Pfaudler Inc
Priority date: 1933-02-26
Filing date: 1933-02-26
Publication date: 1937-03-30

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
30. MÄRZ 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 53 e GRUPPE

The Pfaudler Co. in Rochester, New York, V. St. A. Behandlung von Milch und ähnlichen Flüssigkeiten

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Februar 1933 ab

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen zur Behandlung von Milch und ähnlichen Flüssigkeiten in fein verteiltem, vorwiegend zerstäubtem Zustand im Vakuum.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Behandlung von Milch, Sahne und anderen Flüssigkeiten oder flüssigen Nahrungsmitteln aus, bei denen die Flüssigkeit erhitzt oder abgekühlt und gleichzeitig die schädlichen, beispielsweise durch wilde Zwiebel, Knoblauch, Lauch u. dgl. erzeugten flüchtigen Gerüche und Geschmack entfernt werden.

Bei den bekannten Verfahren wird die Flüssigkeit beim Erhitzen im Vakuum mit Hilfe der Zentrifugalkraft auf die heißen Wände des Erhitzers in der Weise geschleudert, daß sehr dünne Schichten an diesen Wänden gebildet werden. Hierbei handelt es sich um eine möglichst schnelle Erhitzung der Milch, wobei eine Desodorierung bzw. Entlüftung nicht beabsichtigt ist und auch nicht erfolgen kann, weil dazu längere Zeit erforderlich ist.

Nach der Erfindung wird die bekannte Behandlung mehrfach durchgeführt und dabei insgesamt bis auf Sterilisations- bzw. Pasteurisierungstemperatur erhitzt und dann bei gleicher Behandlung ebenso in Stufen abgekühlt. Auf diese Weise erfolgt eine sehr intensive Desodorierung der Flüssigkeit.

Die zur Durchführung des neuen Verfahrens dienende Vorrichtung ist zweckmäßig mit einem gegebenenfalls im Gegenstrom arbeitenden Röhrenerhitzer in Verbindung mit einem Vakuumbehälter versehen, in dem eine Zerstäubungsvorrichtung, insbesondere ein Rohr mit schmalen Schlitzen vorgesehen ist.

Auf den Zeichnungen sind mehrere zur Durchführung des neuen Verfahrens dienende Vorrichtungen als Beispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein Teilschnitt durch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Ansicht und teilweise ein Schnitt der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung von links aus gesehen.

Fig. 3 ist eine Ansicht einer abgeänderten Form der Vorrichtung zur Behandlung der Flüssigkeit, und

Fig. 4 und 5 zeigen in Schnitten in größerem Maßstab verschiedene Stellungen eines Ventils zur Regelung des Flusses der Flüssigkeit nach der Wärmeaustauschvorrichtung.

In den Figuren ist mit 9 eine Wärmeübertragungseinheit zur Erhitzung und Kühlung der Flüssigkeiten bezeichnet, die eine geschlossene Bauart aufweist. Darin ist ein kontinuierlicher Strom der zu erhitzenden oder zu kühlenden Flüssigkeit, die einem Unterdruck unterworfen wird, während sie kontinuierlich durch die Einheit fließt, um die Luft

und andere gasförmige Gehalte zu entfernen. Diese Vorrichtung kann verschiedene Formen haben; sie besteht indessen vorzugsweise aus einer rohrförmigen Konstruktion mit einem Behälter io und einem oder mehreren rohrförmigen Teilen, wie beispielsweise den inneren und äußeren Flüssigkeitsumlaufrohren ii. und 12. Die Rohre 1ι sind mit dem Behälter ι ο verbunden, und die Rohre 12 nehmen das Heiz- oder Kühlmittel auf, das in noch zu beschreibender Weise umläuft. Die Rohrabschnitte 12 sind miteinander durch geeignete Köpfe 13 verbunden. Der untere oder Einlaßabschnitt hat einen Aufnehmerkopf 14 und der obere oder Austrittsabschnitt einen Flüssigkeitsauslaßkopf 15. Diese Köpfe sind nach oben mit Flüssigkeitsumlaufmitteln für das Heiz- oder Kühlmittel verbunden, was später beschrieben wird. Der Vorteil dieser vereinheitlichten Anordnung ist der, daß die durch den Umlauf und die Erhitzung der beha'ndelten Flüssigkeit frei gemachten Gase innerhalb der Einheit schnell aus dem Behälter 10 infolge des darin erzeugten Teil-Vakuums weggeführt werden, bevor die Flüssigkeit Zeit hat, abzukühlen, oder die Gase wieder absorbiert werden können.

Zur Aufnahme der zu behandelnden Flüssigkeit sind ein oder mehrere Behälter 16 vorgesehen. Ein Ausflußrohr 17 des Behälters führt von demselben ab und ist mit einer geeigneten Pumpe 18 verbunden. Von dieser führt ein Rohr 19 zu einer Verbindung 20, die innerhalb des Kopfes 14 liegt und die Enden der Rohre 11 in dem unteren Wärmeaustauschabschnitt 12 aufnimmt. Der obere Kopf 15 des Erhitzers ist mit einer Verbindung 21 versehen, die die Auslaßenden der Rohre 11 in der obersten Abteilung 12 des Erhitzers aufnimmt. Von der Verbindung 21 geht ein kurzes Rohr 22 zu einer geeigneten Verbindung 23, von der das Ausflußrohr 24 ausgeht, das in den Behälter hineinragt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Pumpe 18 saugt die Flüssigkeit aus dem Behälter 16 und bringt sie durch den Erhitzer in Umlauf. Sie wird von einem auf einer Grundplatte 26 angeordneten Elektromotor 25 angetrieben (Fig. 1 und 2). Die Flüssigkeit kann aus dem Behälter in einem Zustand verhältnismäßig feiner Unterteilung abfließen. Dies erreicht man, indem man eine Anzahl verhältnismäßig kleiner düsenförmiger Öffnungen in dem Rohr oder eine Anzahl verhältnismäßig schmaler Schlitze, wie in Fig. 1 dargestellt, vorsieht. Bei dieser Anordnung wird die Flüssigkeit innerhalb des Behälters in Form eines Sprühregens in einem Zustand verhältnismäßig feiner Unterteilung ausgespritzt, damit die schädlichen Gase leichter daraus entfernt werden können.

Die Flüssigkeit wird aus dem Behälter 10 durch ein Ablaßrohr 28 mittels einer Pumpe 29 abgesaugt, von der es durch die Rohre 30, 31 und 32 abgeleitet wird. Letzteres verläuft bis zu einem Punkt in der Nähe des Aufnahmebehälters 16, wo es gebogen ist und einen waagerechten Abschnitt 33 bildet, aus dem die Flüssigkeit ausfließt und dazu dient, die Flüssigkeitsmenge innerhalb des Behälters, vorzugsweise an einer dem Auslaß des Behälters naheliegenden Stelle, in Bewegung zu setzen. Die Pumpe 29 setzt die Flüssigkeit zwischen dem Behälter ι ο und dem Aufnahmebehälter 16 in Umlauf und wird vorzugsweise durch einen geeigneten, auf einer Grundplatte 35 montierten Elektromotor 34 angetrieben, wie in Fig. 1 dargestellt. Durch die Pumpen 18 und 29 wird daher ein kontinuierlicher Umlauf der Flüssigkeit erzeugt. Die Flüssigkeit fließt aus dem Aufnahmebehälter durch die Wärmeaustauscheinheit zwecks Erhitzung oder Abkühlung direkt zu dem Behälter 10, in dem sie einem Teilvakuum in einem verhältnismäßig fein verteilten Zustand unterworfen wird und von dem sie abgezogen und in den Aufnahmebehälter zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher und wiederholter Umlauf der Flüssigkeit während des ganzen Behandlungsverfahrens erzielt, entweder im Fall einer Erhitzung oder einer Abkühlung.

Die Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines Teilvakuums innerhalb des Behälters 10 zur Herstellung eines auf die darin befindliche Flüssigkeit wirkenden Unterdruckes besteht aus einem mit dem Behälter verbundenen Rohr 36, das zu einer geeigneten, einen Saugdruck erzeugenden Vorrichtung führt, wie sie in Fig. 2 mit 37 schematisch dargestellt ist. ^l°°

In dem Verfahren, bei dem man die Flüssigkeit kontinuierlich umlaufen läßt und die Gase entfernt, indem man sie einem Unterdruck unterwirft, hat es sich als erwünscht gezeigt, ein Mittel zu verwenden, das be- »05 schleunigend auf die Freimachung der unerwünschten Gase aus der Milch wirkt und eine erwünschte Temperatur während des Umlaufs und der Vakuumperiode aufrechterhält. Dies kann geschehen, indem man einen Strom no von Dampf oder einem anderen Gase in Berührung mit der umlaufenden Flüssigkeit hält. Zu diesem Zweck ist innerhalb des Behälters eine geeignete Einrichtung, wie ein mit einer Anzahl Löchern 39 versehenes Rohr 38, angebracht, um zahlreiche Dampfstrahlen in den Behälter austreten zu lassen, während man die darin befindliche Flüssigkeit einem Unterdruck unterwirft, um hierdurch schnell und vollständig die Gase frei zu machen und iao zu entfernen, damit sie wirksamer weggeführt werden können. Das Rohr 38 ist mit einem

Speiserohr 40 verbunden, und dieses ist mit einer geeigneten, nicht dargestellten Dampfoder Heißgasquelle verbunden.

Bei der vorliegenden Anordnung ist ein Rohr 41 mit einer geeigneten Flüssigkeitswie Wasserspeisung verbunden. An seinem unteren Ende hat es einen Ejektor 42, der mit dem Einlaßkopf 14 der Wärmeaustauscheinheit durch ein kurzes Rohr 43 mit einem Ventil 44 verbunden ist, um die in die Wärmeaustauscheinheit fließende Flüssigkeit zu regeln, und diese wird durch den Auslaßkopf 15 des Erhitzers zu einem mit dem Speiserohr 41 verbundenen kurzen Rohr 45 zurückgeführt. Ein Rohr 46 ist mit dem Ventil 44 verbunden und über die Wärmeaustauscheinheit hinaus geführt, um eine Höhe von Wasser aufrechtzuerhalten, in die das Dampf kondensat übertritt, wenn der Ejektor bei nach demselben geöffneten Ventil arbeitet, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Ein Ventil 47 ist in dem Wasserspeiserohr 41 vorgesehen, um letzteres zu schließen, nachdem eine Wassermenge in den Erhitzer hat eintreten können, die durch den Einlaß von Dampf unter der Regelung des Ejektors erhitzt und durch denselben hindurch in Umlauf gesetzt werden soll.

Der Ejektor wird in der üblichen Weise durch Zuführung von Dampf betrieben, der durch ein mit einer geeigneten Dampfspeisung verbundenes Speiserohr 48 zugeführt wird. Das Rohr hat ein Ventil 49 zur Regelung des • Dampfzuflusses. Ein Umlaufrohr 50 ist mit dem Dampfspeiserohr verbunden und mit einem Ventil S1 ausgerüstet, um den Umlauf unter gewissen Arbeitsbedingungen zu schließen. Die Regelung der Dampfzufuhr wird vorzugsweise durch eine selbsttätige Einrichtung geregelt, um ein Ventil S3 in dem Speiserohr 48 zu betätigen. Sie besteht aus einer Druckflüssigkeitsvorrichtung bekannter Art. Sie ist mit einer nicht dargestellten, in ein Gehäuse 54 eingeschlossenen Membran versehen, die das" Ventil betätigt. Ein zwischen- +5 geschalteter Regler 57 kann eingestellt werden, um den gewünschten Druck herzustellen. Der Regler ist durch ein Abzweigrohr 58 angeschlossen, das mit einem auf Hitze ansprechenden Element 59 (Fig. 1) ausgerüstet ist. Dasselbe ist vorzugsweise in den Auslaßanschluß 21 der Wärmeaustauscheinheit eingesetzt und dem Strom der erhitzten Milch oder anderen in den vakuumgeregelten Behälter austretenden Flüssigkeiten ausgesetzt. Wenn die Temperatur der umlaufenden Flüssigkeit steigt oder fällt, ändert sich der Druck in den das Element 59 mit dem Membranengehäuse 54 verbindenden Rohren in ähnlicher Weise, so daß das Ventil 53 selbsttätig verstellt wird, um eine konstante Temperatur in dem Erhitzer aufrechtzuerhalten. Wenn man die Dampfzufuhr ohne Regelung der selbsttätigen Einrichtung regeln will, so kann dies geschehen, indem man das Ventil 51 öffnet und den Dampf durch das Rohr 50 umlaufen läßt.

Wenn man ein Kühlmittel durch die Wärmeaustauscheinheit umlaufen lassen will, wird das Dampfventil 49 geschlossen und das Ventil 47 in dem Wasserspeiserohr geöffnet und zu dieser Zeit das Ventil 44 nach dem Ejektor geschlossen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Das kalte Wasser oder eine andere geeignete Kühlflüssigkeit kann alsdann in die Wärmeaustauscheinheit durch das Rohr 45 eintreten und kontinuierlich durch dieselbe solange, als es gewünscht wird, umlaufen. Die Kühlflüssigkeit tritt während dieser Zeit durch das Überlaufrohr 46 aus, während das Ventil in der in Fig. 4 dargestellten Stellung ist.

In der in Fig. 3 dargestellten abgeänderten Form ist der kleine, unter Vakuum stehende Behälter 10 der Wärmeaustauscheinheit fortgelassen, und die Flüssigkeitsumlaufwärmeaustauscheinheit ist unmittelbar mit einem oder mehreren größeren Aufnahmebehältern verbunden. Bei dieser Anordnung ist eine zusätzliche Wärmeaustauscheinheit in Verbindung mit der Hauptwärmeaustauscheinheit vorgesehen. Die zusätzliche Einheit eignet sich besonders als Kühler, der in einen geeigneten, nicht dargestellten Fülläpparat entleeren kann. Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem oder mehreren Aufnahmebehältern 60, durch die hindurch die zu behandelnde Milch oder andere Flüssigkeit kontinuierlich durch eine Pumpe 61 in Umlauf gesetzt wird, die die Flüssigkeit von dem Boden des Behälters durch einen T-Anschluß 62 und Rohre 63 und 64 abzieht und sie durch Anschlüsse 65 an eine Wärmeaustauscheinheit 66 liefert, wie sie ähnlich in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Aus dieser Einheit wird die Flüssigkeit zu dem Behälter 60 durch Rohre 67, 68 und 69 und das Brauserohr 70 zurückgeführt, das innerhalb des Behälters eine Anzahl kleiner Öffnungen 71 hat, durch die die Flüssigkeit in Form eines Regens und infolgedessen in verhältnismäßig fein verteiltem Zustand vorzugsweise an einer in der Nähe des oberen Teils des Behälters liegenden Stelle austritt.

Die innerhalb des Behälters 60 austretende Flüssigkeit wird einem Unterdruck unterworfen, indem man in demselben ein Teil vakuum durch ein mit einer geeigneten, einen Saugdruck oder-Vakuum erzeugenden Vorrichtung verbundenes Saugrohr 72 herstellt, um hierdurch die aus der Flüssigkeit frei gemachten schädlichen Gase zu entfernen. Zu diesem Zweck ist ferner eine Einrichtung vorgesehen, um den Abfluß der durch die Flüssigkeit

unter dem Unterdruck abgegebenen Gase zu beschleunigen. Dies geschieht in der oben an Hand der in Fig. ι und 2 dargestellten. Vorrichtungen beschriebenen Weise, indem man in den oberen Teil des Behälters ein mit einer Anzahl von Löchern 74 versehenes Dampf speiserohr 73 einführt, um zahlreiche Dampfstrahlen in die umlaufende Flüssigkeit austreten zu lassen, um die Gase frei zu machen und sie schnell und vollständig zu entfernen, damit sie wirksamer unter dem in dem Behälter aufrechterhaltenem Teilvakuum abgeführt werden können.

Es ist ferner erwünscht, in dem Aufnähme'S behälter 60 eine Einrichtung vorzusehen, um die Bewegung der Flüssigkeit zu vergrößern und um den Umlauf derselben zu erhöhen, um wirksamer die Gase frei zu machen. Zu diesem Zweck ist ein Propeller 7 5 oder eine andere geeignete Rührvorrichtung in dem Behälter, vorzugsweise nahe dem Boden desselben, angebracht. Der Propeller wird durch eine Welle 76 und eine darauf angebrachte, durch einen nicht dargestellten Riemen an-²S getriebene Scheibe 77 angetrieben.

Die Zuführung eines Heiz- oder Kühlmittels zu der Wärmeaustauscheinheit 66 zum Umlauf durch dieselbe ist die gleiche, wie sie in den Fig. ι und 2 dargestellt ist. Die entsprechenden Teile haben daher die gleichen Bezugszeichen erhalten. Es liegt auf der Hand, daß die Konstruktion und das Arbeitsverfahren in jedem Fall dasselbe ist.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Wärmeaustauscheinheit ist eine ähnliche Einheit 78 verbunden. Diese hat Einlaß- und Auslaßrohr 79 und 80 für den Ein- und Auslaß des Wärmeaustauschmittels, das ein Heiz- oder ein Kühlmittel sein kann. Es liegt auf der Hand, daß die Konstruktion dieser Einheit die gleiche ist wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wärmeaustauscheinheit. Vorzugsweise wird die Einheit 78 als Kühler verwendet für die in dem Behälter 60 zu be-⁴^ handelnde Milch: in dieser besonderen Verwendung wird Salzwasser oder irgendein anderes geeignetes Kühlmittel durch die Einheit durch eine nicht dargestellte und mit den Einlaß- und Auslaßrohren 79 und 80 verbundene Vorrichtung in Umlauf gesetzt.

Die Milch oder andere Produkte werden nach ihrer geeigneten Behandlung in dem Behälter 60 durch das Ventil 82 abgezogen. Dasselbe ist so eingestellt, daß es das Rohr 63 schließt und das Rohr 81 öffnet, damit das in dem Behälter 60 behandelte Produkt durch Gewicht oder auf andere Weise durch die Wärmeaustauscheinheit 78 hindurch und von dort durch das Rohr 83 in die nicht dargestellte Füllmaschine abfließen kann. Das Produkt wird bei seinem Durchgang durch die Wärmeaustauscheinheit 78 bis auf ungefähr 4,5' C gekühlt. Wenn man die Flüssigkeit direkt in oder aus dem Behälter 60 durch Rohre 62, 63 und 8 5 fördern will, kann dies durch Einstellung der Ventile 82 und 84 geschehen, um diese Rohre in Verbindung zu setzen, während man gleichzeitig die Rohre 81 und 84 schließt.

Claims

70 Patentansprüche:

1. Behandlung von Milch und ähnlichen Flüssigkeiten in fein verteiltem, vorwiegend zerstäubtem Zustand im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß diese Behandlung mehrfach durchgeführt und insgesamt bis auf Sterilisations- bzw. Pasteurisierungstemperatur erhitzt und dann bei gleicher Behandlung ebenso in Stufen abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Behandlung im zerstäubten Zustand nicht kondensierende, gegebenenfalls heiße Gase durch die Milch geleitet werden.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen gegebenenfalls im Gegenstrom arbeitenden Röhrenerhitzer in Verbindung mit einem Vakuumbehälter, in dem eine Zerstäubungsvorrichtung, insbesondere ein Rohr mit schmalen Schlitzen, vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen