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Eindampfapparat finit Zentrifugalabscheider Die Erfindung betrifft
eine Eindampfanlage, mit der leicht schäumende Flüssigkeiten, wie Milch, Molke usw.,
eingedickt werden sollen. Bei solchen Eindamp£anlagen ist es üblich, die Erwärmung
des Eindampfgutes durch einen Wärmeaustauscher vorzunehmen, bei welchem das Eindampfgut
durch ein senkrecht stehendes, in zwei Kopfwänden eingewalztes Rohrbündel hindurchgeht
und die Rohre von Heizdampf umspült werden. Bei diesem Wärmeaustauscher erfolgt
innerhalb der Heizrohre durch die entstehende Dampfentwicklung eine lebhafte Aufwärtsströmung
des Eindampfgutes. Hat das Eindampfgut, z. B. Milch, Molke usw., eine starke Neigung
zur Schaumbildung, so erfolgt leicht ein überschäumen des Gutes, wodurch Verluste
entstehen. Um diese Verluste zu vermeiden, ist man gezwungen, die Wärmezufuhr zum
Eindamp.fgefäß so zu regeln, daß zwar ein Kochen des Gutes, jedoch kein Überkochen
stattfindet, was bei schäumender Flüssigkeit sehr schwer zu machen ist.
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Bei Vakuumeindampfanlagen ist es erforderlich, die Höhe des Vakuums
mit der Heizdampfzufuhr so in Einklang zu bringen; daß kein Überschäumen eintritt,
weil sonst, trotz großer Schaumräume im Kocher, Eindampfgut mit in die Vakuumerzeugungsapparatur
gerissen wird. Die Differenzspanne zwischen Heizdampftemperatur und Kochtemperatur
und somit die Leistung der eingebauten Heizfläche ist durch diese Schaumbildung,
welche das leichte überkochen zur Folge hat, begrenzt. In neuerer Zeit sind Vakuumeindampfapparate
entwickelt worden, welche diese Nachteile dadurch zu beseitigen suchen, daß man
außer dem Wärmeaustauscher andere Gefäße als besondere Brüdenabscheider mit entsprechend
großem Inhalt und doppeltem Anschluß an die Austauscher anordnet. Dieses zweite
Gefäß zu vermeiden und ein überschäumen trotzdem zu verhindern sowie eine größere
Wärmiedurchgangsleistung der Heizfläche durch Vergrößerung der Temperaturdifferenz
zwischen Eindampfgut und Heizdampf zu erzielen, dient die vorliegende Erfindung.
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Das Wesen derselben besteht nun darin, daß die beim Kochen ,auftretende
Schaumbildung
in der Entwicklung unterbunden wird. Dieses wird
erreicht durch die Kombination zweier an sich bekannter Konstruktionselemente, und
zwar eines Röhrenheizkörpers und .eines Schaufelrades oberhalb 'der H.e@4-. röhren.
Mit dieser Anordnung erreicht dar, daß die in den Heizröhren beim Kochen -e'r-.
zeugte Auftriebsströmung dazu benutzt wird, entweder das Schaufelrad in drehende
Bewegung zu versetzen und dadurch Fliehkräfte in der Eindampfflüssigkeit zu erzeugen
:oder daß beim Stillstand des Schaufelrades an den oberen Behälterwänden eine Potentialströmung
des erhitzten Eindampfgutes erzeugt wird. Die Wirkung der erzeugten Fliehkräfte
bzw. der Potentialströmung besteht darin, daß eine Loslösung der Brüder vom Eindampfgut
ohne Bildung vom Schaumblasen erfolgt, 'da diese während der Entwicklung schon'
zerrieben werden. Die Abscheidung der Brüder von der Flüssigkeit, ohne Schaumblasen
zu erzeugen, erfordert jedoch für die Größe und Bauanordnung von Schaufelrad und
Kochraum folgende Voraussetzungen: i. Der Raum zwischen Schaufelrad und Prallwand,
dieses ist die äußere Kochraumwand, muß den vorliegenden Verhältnissen angepaßt
sein, so daß vor dem Auftreffen der Flüssigkeit auf diese Wand keine vorzeitige
Schaumabscheidung möglich ist.
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2. Die Brüder müssen nach innen und die Flüssigkeit nach außen abgedrückt
werden. Die Fallrohre zum Abscheiden der Flüssigkeiten müssen oberhalb des Schaufelrades
angebracht sein, so daß eine Abscheidefläche an der Kochraumwand durch das hochgeschleuderte
Gemisch entsteht, an der sich die Brüder ausscheiden. Die Flüssigkeit wird hierbei
durch die auftretenden Fliehkräfte nach außen in die Fallrohre gedrückt, wogegen
die Brüder nach innen abgesaugt werden. Hierbei lassen die Fliehkräfte bzw. die
Potentialströmungen keine Bildung von Schaumblasen zu.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Fig. i zeigt einen Vakuumeindampfapparat im Axialschnitt, Fig. 2 im Radialschnitt.
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Der Apparat besteht aus dem Mantel mit den beiden Böden 2, in dem
das Heizrohr bündel 3 eingewalzt ist. Am unteren Ende befindet sich der Füllraum
q. mit dem Einsaugestutzen 5. Der Füllraum isst unten mit einen. abnehmbaren Deckel
6 verschlossen. Durch die Verbindung der beiden Böden mit dem Mantel wird der Heizdampfraum
7 gebildet mit dem Dampfeintrittsstutzen 8 und dem Kondensatablaufstutzen g. Oberhalb
des obersten Bodens ist der Kochraiun io vorgesehen, welcher durch den Deckel i
i verschlossen wird. In den Seitenwänden des Kochraumes sind die Fallrohre 12 oberhalb
des Schaufelrades angebracht, welche das Eindickgut nach Ausscheidung der Brüder
wieder dem Füllraum q. zuführen. In der Mitte des Deckels i i ist der Brüdenabzugstutzen
13 vorgesehen, an dem eVakuumerzeugungsapparatur angeschlossen :wird. Fig.3 zeigt
den oberen Teil des Eindickapparates in größerem Maßstabe. Im Mittelpunkt des oberen
Bodens 2 ist ein Bolzen i¢ befestigt, an dem das Schaufelrad 15 fest oder um den
Bolzen drehbar angebracht wird. Die rechte Seite des Schaufelrades zeigt in dieser
Figur :eine Ausführung des Schaufelrades, welches feststeht, und die linke eine
solche, bei dem das Rad sich um den Bolzen 1q. drehen kann. Fig. q. zeigt in dem
unteren Kreisausschnitt einen Radialschnitt durch den Eindampfapparat in Höhe der
unteren Schaufel bei feststehendem Schaufelrad, aus dem die Schaufelform und die
entstehenden Flüssigkeitsströmungen zu ersehen sind. Der obere Kreisausschnitt zeigt
denselben Schnitt oberhalb des Schaufelrades, aus dem die Stellung der Brüdenprallbleche,
welche auf dem Schaufelrad befestigt sind,-zu ersehen ist. Fig.5 zeigt dieselben
Schnitte wie Fig. 4. für ein sich drehendes Schaufelrad.
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Die Vorzüge der Erfindung gegenüber dem bisher Bekannten bestehen
darin, daß durch die Zerreibung der :entstehenden Schaumblasen die hohen Schaumräume
der Kocher oder die besonderen Brüdenabscheidegefäße bei den Apparaten in Fortfall
kommen können und die Heizflächenleistung durch Vergrößerung der Temperaturdifferenz
zwischen Kochgut und Heizdampf vergrößert werden kann..
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Diese Vorzüge sind in den nachfolgend beschriebenen Vorteilen begründet,
welche sich aus dem konstruktiven Aufbau der Erfindung ergeben.
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i. Bei Leistungssteigerung der Apparatur mit einer Vergrößerung der
Neigung zur Schaumbildung wird gleichzeitig die Schaumzerstörungskraft vergrößert.
In einem solchen Falle hat die erhöhte Verdampfungsleistung als Folge einer höheren
Temperaturdiffierenz eine Vergrößerung der Auftriebsströmung und in Verbindung hiermit
eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in den Schaufelkanälen des Schaufelrades
zur Folge. Diese erhöhen wiederum die Potentialströmung bzw. die Zentrifugalkraft,
durch welche das Brüdenflüssigkeitsgemisch an die Kochraumwand geschleudert bzw.
zerrieben wird.
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z. Beim feststehenden Schaufelrad wird durch die Entstehung der Potentialströmung
im Brüdenflüssigkeitsgemisch beize. Heraufschleudern der Flüssigkeit eine Abscheide
fläche zum Abscheiden der Brüder von der Flüssigkeit erzeugt. Diese am Umfange des
Kochers
entstehende Abscheidefläche kann größer sein als die Kreisfläche des Kochers, wodurch
bei sehr kleinem Kochraum -eine größere Abscheidefläche als wie, bei den bisher
bekannten Kochern vorhanden ist. Soll eine weitere Leistungssteigerung des Kochers
erzielt werden, so kann das Schaufelrad mit zwei oder noch mehr Schaufelkränzen
versehen werden, und diese sind am zweckmäßigsten etagenförmig übereinander, von
Kranz zu Kranz im Durchmesser kleiner werdend, anzuordnen. Jeder Schaufelkranz erhält
für sich wieder eine Abscheidefläche zum Zerreiben der entstehenden Schaumblasen.
Auf diese Weise sind bei verhältnismäßig kleinem Kreisquerschnitt des Kochers sehr
große Abscheideflächen unterzubringen.