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Vorriehtung zum Pasteurisieren von Flüssigkeiten Es sdndi Vorrichtungen
zum Pasteurisieren von Flüssigkeiten, insbesondere Mileh, bekannt, die im wesentlichen
aus einer Anzahl von übereinander angeordneten, als ringförmige Hohlkörper ausgebildeten
Heizelementen bestehen, an deren Oberflächen die Flüssigkeit mittels zwischen den
Heizelementen angeordneter umlaufender Scheiben mit kreisender Bewegung geführt
wird.
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Bei. den bekannten Ausführungen haben die Heizelemente Aden Nachteil,
daß sie nur mit Dampf beschickt werden können, da bei einer Beheizung mit heißem
Wasser dieses nicht gleichmäßig über die ringförmigen Wärmeaustauschflächen der
Heizelemente hinweggeführt wird, und insbesondere ein Gegenstrom des zum Beheizen
dienenden heißen Wassers mit der zu beheizenden, an den Außenflächen der Helzkörper
kreisenden Flüssigkeit nicht erzielt werden kann. Bekanntlich ist aber die He:ißwasserbehe!izung
der Dampfbeheizung bei Pasteurisiervorrichtungen in den meisten Fällen vorzuziehen,
da bei !heißem Wasser die Pasteuris:iertemperaturen genauer eingehalten werden können.
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Gegenstand eines älteren Rechts ist ferner ein Erhitzer mit um eine
waagerechte Achse zwischen nebeneinander angeordneten Heizelementen umlaufenden
Scheiben.
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Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber eine Pasteurisiervorrichtung,
bei dem die ringförmigen übereinander angeordneten Hohl'körper durch Trennwände
in Kammern unterteilt sind, welche es ermöglichen, das Heizmittel auf dem ganzen
Umfang abwechselnd von außen nach innen und von innen nach außen im Gegenstrom zur
Pasteurisierflüssigkeit strömen zu lassen. Die Kammern innerhalb der Heizelemente
sind dabei. durch am inneren Umfang angeordnete Öffnungen der Trennwände verbunden,
wodurch ein vollkommener Gegenstrom zu der Pasteurisierflüssn:gkeit erzielt wird.
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Ein. weiteres Merkmal der Erfindung.besteht darin, daß an den Scheiben,
welc'h'e die kreisende Bewegung der Pasteurisierflüssi:gkeif
hervorrufen,
nur auf der Seite, auf der die Pasteurisierflüssigketit von innen nach außen strömt,
im wesentlichen radial verlaufende Leisten oder Schaufeln angeordnet; sind. Es ist
zwar an sich bekannt, die'se Scheiben mit Leisten zu versehen, die e"i,;;. Förderwirkung
hervorbringen sollen. Jedoch-.' hat man bisher .die LeiIsten auf beifden Seiten
der Scheiben angeordnet. Will man nun einen Gegenstrom der Heizflüssigkeit und,
der Pasteurisnerflüssigkeit erzielen, wobei letztere über die Scheiben abwechselnd
von außen nach innen und, von innen nach außen strömt, so kann die Förderwirkung
nur durch Leisten erreicht werden, die auf der von innen nach außen beströmten Seite
der Scheiben angeordnet sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt in einem axialen Schnitt einen Kreiselerhitzer nach der
Erfindung. Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab zwei übereinander angeordnete Heizelemente
mit den dazwischenkreisenden Scheiben.
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Feig. 3 zeigt eine der kreisenden Scheiben von unten gesehen in abgebrochener
Darstellung.
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Fig. 4 zeigt in einem Ausschnitt ein Heizelement in der Ansicht.
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Fig.5 zeigt eine mit dem Erhitzer nach Fig. i zu vereinigende Heißhalteabteilung.
Der Sockel A des Erhitzers wird von einem Gestell i gebildet, in dem eine Welle
2 senkrecht gelagert ist. Die Welle 2 erhält ihren Antrieb über eine Riemenscheibe
3, eine Antriebswelle ¢ und ein Kegelrädergetriebe 5, 6. Auf dem Sockel _A ist die
eigentliche Erhitzerabteilung B angeordnet, die oben durch einen Deckel C abgeschlossen
wird.
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Die Erhitzerabteilung B setzt sich zusammen aus einer Anzahl .von
Heizelementen 8, 9, i o, die übereinander angeordnet sind und aus ringförmigen Kammern
bestechen, die an einer: inneren Ringzone eine geringere Stärke haben, so daß von
Heizfl4ehen begrenzte Zwischenräume gebildet werden. Wie in Fig. 4_ dargestellt,
sind die Heizelemente aus je zwei geprägten Blechen, und zwar einem oberen Blech
i i und einem unteren Blech 12 zusammengesetzt, die an dem äußeren und inneren Umfang
miteinander verschweißt, verlötet oder anderweitig verbunden sind. Die Heizelemente
sind durch ringförmige. Scheiben 13 in- je eine obere und untere Kammeer unterteilt.
Diese Kammern stehen durch an dem inneren Umfang angeordnete Öffnungen 14, in Verbindung.
Die Heizelemente weisen ferner in ihren oberen und unteren Wandungen am äußeren
Umfang Öffnungen 15, 16 auf, durch die eine Verbindung der unmittelbar benachbarten
Heizelemente hergestellt wird. Zur Abdichtung der Öffnungen 15 und 16 nach außen
sind diese mit ringförmigen Dichtungen 17 aus Gummi, oder sonstigen nachgiebigen
Stoffen versehen. Die Heizelemente 7 bis io werden mittels des Deckels C und nicht
dargestellter Spannschrauben auf den Sockel A gepreßt. Das oberste Heizelement io
ist mit einem Eintrittsstutzen 18 und das unterste Heizelement 7 mit einem Austrittsstutzen
19 für das Heizmedium (Heißwasser oder Dampf) versehen. Die Heizelemente können
zum Zwecke der Reinigung teilbar oder zerlegbar sein. Auf die Welle :2 sind :die
Scheiben 20, 21, 22, 23, 24 aufgesetzt, die an Narben 25 usw. befestigt sind und
durch Festspannen mittels einer Mutter 26 in starrer Verbindung mit der Welle :2
gehalten werden. Die Seheibei 2o bis 24 greifen in die Zwischenräume zwischen den
Heizelementen 7 bis io ein. Für den Eintritt der zu pasteurisierenden Flüssigkeit
ist an dem Gestell i ein Stutzen 27 und für ihren Austritt an dem Deckel C ein Stutzen
28 vorgesehen.
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Bei dem Betrieb des Erhitzers tritt das Heizmedium bei 18 ein, nimmt
den Weg durch das Heizelement io, wird in diesem durch die Öffnungen 14 der Trennwand
13 umgelenkt und tritt durch die Öffnungen 15, 16 in das zweite Heizelement 9 ein,
um den gleichen Weg durch die folgenden Elemente 8, 7 zu nehmen und bei i9 auszutreten.
Die zu erhitzende ;Milch tritt bei 27 ein und läuft im Gegenstrom zum Heizmedium
in den schmalen Ringspalten, die von den Außenwandungen der Heizelemente und den
umlaufenden Scheiben 2o bis 24 gebildet werden, umgelenkt durch diese an den beheizten
Flächen vorbei bis zum Austritt 28. Durch die Drehung der Scheiben 2o bis 24 wird
dabei eine starke relative Bewegung zwischen der zu erhitzenden Flüssigkeit und
den Heizflachen .erreicht, ;so daß die Wärmedurchgangszahl sehr hohe Werte annimmt,
also auf einer verhältnismäßig geringen Fläche große Wärmeübertragungen möglich
sind: Dabei ist die Gefahr des Ansatzes von Milchstein infolge der starken Durchwirbelung
der Flüssigkeit sehr gering. Durch die der Flüssigkeit aufgezwungene Drehbewegung
wird die Luft nach innen gedrängt und an der Achse abgeschieden, wo sie beispielsweise
durch eine Bohrung in der Welle o. dgl. nach außen abgeführt werden kann. Bekanntlich
verlaufen Flüssigkeitsbewegungen, die sich aus einer Umlaufbewegung und einer radial
fortschreitenden Bewegung zusammensetzen, außerordentlich geregelt; jedes einzelne
Flüssigkeitsteilchen legt dabei einen .spiraligen
Weg zurück. Es
tritt also nicht der Fall ein, daß sich die außenliegenden Schichten mit innenliegenden
Schichten stark mischen, sondern die Flüssigkeit strömt in geordneten Bahnen von
dem großen Durchmesser auf den kleinen Durchmesser oder umgekehrt. Demgemäß wird
bei dem beschriebenen Erhitzer erreicht, daß die kleinste und größte Durchflußzeit
verhältnismäßig wenig voneinander verschieden sind, also der Erhitzer sehr günstig
arbeitet, obwohl an den Heizflächen selbst eine erwünschte starke Durchwirbelung
stattfindet. Ein weiterer Vorteil, insbesondere Trommelerhitzern gegenüber, besteht
darin, daß das Heizmedium zwangsläufig geführt wird, so daß es in vollkommenem Gegenstrom
zur Milch strömt, wobei die Wärmeübertragung einen optimalen Wert erreicht. Der
Erhitzer ist in seiner Wärmeübertragungsleistung gegen Schwankungen der Milchmenge
unempfindlich, da die Geschwindigkeit an den Heizflächen lediglich von der Umdrehungszahl
der Scheiben abhängt, die beliebig gewählt werden kann, und demgemäß bei verringerter
Milchmenge die Wärmeübertragungszahl unverändert bleibt. Die glatten Flächen der
Heizelemente und der umlaufenden Scheiben, die in einfacher Weise ausgebaut werden
können, ermöglichen eine leichte Reinigung. Die Leistung des Erhitzers läßt sich
durch zusätzlichen Einbau von Heizelementen und Scheiben in ähnlicher Weise wie
bei Plattenerhitzern beliebig vergrößern. Die Milch kann in bekannter Weise mittels
einer Pumpe durch den Erhitzer gedrückt werden. Bei einer bevorzugten Ausführung
sind indessen eine oder mehrere Scheiben 2o bis 24 auf der Unterseite mit radialen
oder schaufelförmigen Leisten 29 versehen, wie in Fig.2 und 3 dargestellt. Hierdurch
wird erreicht, daß der Erhitzer selbst die Milch fördert wie die Kreiselerhitzer
bekannter Bauart. In diesem Falle wird vorzugsweise der Austrittsstutzen 28 für
die Milch am äußeren Umfang des Deckels angeordnet, um die kinetische Energie der
kreisenden Milchschicht mit auszunutzen. Die mittlere Öffnung im Deckel kann bei
dieser Ausführung beibehalten werden. Sie bildet dann einen Abflußweg für die aus
der Milch ausgeschiedene Luft und Gase. Um eine besonders starke Wirbelung an den
Heizflächen zu erhalten, kann man gegebenenfalls die Scheiben 2o bis 24 beiderseitig
mit Leisten oder Schaufeln 29 versehen.
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Gemäß Fig. 5 ist zwischen der Erhitzungsabteilung B und dem Deckel
C eine Heißhalteabteilung D eingebaut. Diese besteht aus einer Anzahl am Umfang
fest angeordneter Scheiben 3o, in deren Zwischenräume umlaufende, auf der Welle
2 sitzende Scheiben 3 i eingreifen. Die in der Erhitzungsabteilung B auf die erforderliche
Temperatur gebrachte Milch durchströmt den Heißhalter, indem sie abwechselnd die
Scheiben 31 außen und die Scheiben 30 innen umfließt, um bei 28 aus dem Deckel
herauszutreten. Infolge der Drehbewegung der Platten wird dabei die Milch nochmals
gut gemischt, so daß die Gewähr gegeben ist, daß die Milch stets völlig gleichmäßige
Temperatur hat. Die Dauer der Heißhaltung kann der Wirkungsweise und Leistung des
Erhitzers durch Anwendung einer entsprechenden Zahl von Platten angepaßt werden.