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Vorrichtung zum Haltbarmachen von Flüssigkeiten Zusatz zum Patent
695 897 Im Hauptpatent 695 897 ist eine Vorrichtung zum Haltbarmachen von
Flüssigkeiten, wie Milch, Sahne, Fruchtsaft o. dgl., beschrleben, bei welcher der
erwähnten Flüssigkeit Gase mittels Vakuums in. einem Unterdruckgefäß entzogen und
durch eine Pumpe abgeleitet werden. Diese Vorrichtung besitzt ein wie ein -Heberrohr
wirkendes Fallrohr und eine gegebenenfalls gasdicht unter beliebigem Unter oder
Überdruck zu setzende, in das Fallrohr eingebaute Schleuse mit einem den Zu- und
Ablauf der Flüssigkeit z. B. vom Unterdruckgefäß .mit Hilfe eines Ventils regelnden
Schwimmer.
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Demgegenüber zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung .dadurch
aus, daß die Regulierung der Anlage durch üb,erlaufrohre erfolgt, die in einem Fall
so angeordnet sind, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Schleuse innerhalb bestimmter
Grenzen schwankt; eine Betriebsstörung wird dadurch verhindert. Außerdem wird jede
mechanische Regelvorrichtung, bestehend aus ein@em;Schwimmer mit dem zugehörigen
Ventil und der gelenkartigen Hebenverhindung, vermieden. Eine andere Ausführung
der Vorrichtung nach der Erfindung sieht in dem Steigrohr einen Überlauf mit Rückschlagventil
vor. Letzteres soll sich dann öffnen, wenn die AnschlußsteJle des überlaufnohres
infolge Steigung der Pumpenleistung gegenüber der Ablaufmenge aus dem Überdruckgefäß
in die überdruckzone der Steigeleitung kommt. Auch hierbei fällt eine mechanische
Regelvorrichtung fort, wodurch sich eine wesentliche Vereinfachung der gesamten
Anordnung ergibt.
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Erfindungsgemäß soll weiter der Inhalt der Schleuse unterhalb des
unteren LUb;erl.aufrohres wenigstens .ebenso groß oder etwas größer sein als die
Flüssigkeitsmenge, welche bei höchstem Stand des Schwimmers im Vakuumgefäß enthalten
ist, damit in der Schleuse 8 ein sicherer Flüssigkeitsverschluß besteht für den
Fall, däß das Vakuumgefäß leergelaufen ist. Die Vorrichtung kann weiter mit einem
Einlaßventil für Luft, Kohlensäure ,oder einem ähnlichen Gas versehen werden, durch
welches ein Auswaschen der zu entgasenden Flüssigkeit erfolgt.
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Es ist zwar bekannt, die Behandlung von Milch unter Beifügung von
Gasen einmal bei Überdruck und dann bei Unterdruck durchzuführen. Im Gegensatz dazu
soll das indifferente Gas vor dem Einlaufen in das Vakuumgefäß in die zu behandelnde
Flüssigkeit eingeführt werden, um die Flüssigkeit
hier durchzuwaschen
und etwaige Geruchstoffe zu entfernen, während bei der bekannten Vorrichtung die
Sterilisierung von Milch o. dgl. durch die wechselnde Druck- und Vakuumbehandlung
beabsichtigt ist.
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Die Anordnung nach der Erfindung ist in den Abb. i und 2 der Zeichnung
dargestellt. Die zu behandelnde Flüssigkeit soll aus einem offenen Behälter i entnommen
und durch die Steigeleitung 2 dem höher gelegenen Vakuumgefäß 3 zugeführt werden.
Als Fördermittel ist hinter dem Behälter i eine Pumpe 4 ange-@ordnet, welche die
Strömungswiderstände des beispielsweise zwischengeschalteten Anwärmapparates 5 überwindet.
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Durch eine Luftpumpe 6 wird ständig ein Unterdruck im Vakuumgefäß
3 erzeugt.
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Die in das Gefäß 3 einströmende Flüssigkeit fließt dann durch die
Falleitung 7 ungehindert in die Flüssigkeitsschleuse 8 und aus dieser durch die
Leitung 9 weiter. Die Höhe des im Gefäß 3 entstehenden Vakuums entspricht im Beharrungszustand
der Gefällhöhe x abzüglich der Reibungswiderstände in der Durchflußleitung 7 und
teilweise auch in der Durchflußleitun-- 2. Hierbei ist angenommen, daß der Flüssigkeitsspiegel
in der Schleuse 8 beim Beharrungszustand des Betriebes ungefähr in der Höhe der
Auslauföffnung zur Leitung g liegt. Dieser Beharrungszustand setzt voraus, daß die
Ablaufleitung 9 stets die gesamte Flüssigkeitsmenge abfühflen kann., welche durch
die Pumpe 4 gefördert wird. Sollte nun durch irgendwelche Umstände ,entweder die
Leistung der Pumpe 4 zu hoch oder der freie Ablauf durch die Leitung q gedrosselt
werden, so besteht die Gefahr, daß der Flüssigkeitsspiegel in der offenen Schleuse
8 ansteigt und schließlich zum Überlaufen kommt. Damit dies verhindert wird, soll
oberhalb der Ablaufleitung 9 ein überlaufrohr io angeordnet werden, welches den
überschuß der von der Pumpe 4 geförderten Flüssigkeit entweder in die Saugeleitung
der Pumpe oder in den Vorratsbehälter i zurückleitet. Die überlaufleitung i o muß
selbstverständlich so groß bemessen sein, daß sie den höchstmöglichen Flüssigk eitsüberschuß
aufnehmen und abführen kann. Steigt auf diese Weise der Flüssigkeitsspiegel in der
Schleuse 8 von der Auslauföffnung der Leitung g _ bis zur Auslauföffnung der Überlaufleitung
io, so wird das Vakuum im Gefäß 3 um diesen Höhenunterschied x-x,. verringert. Außerdem
kann eine Verschiebyng des Vakuums dadurch eintreten, daß sich die Reibungswiderstände
in den Rohrleitungen entsprechend der verschiedenen Geschwindigkeit verändern (vgl.
Abb. i).
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Wird die Vakuumbehandlung dadurch unterbrochen, daß beispielsweise
der Behälter i völlig entleert ist, so kann es vorkommen, daß durch die Pumpe 4
und die Leittrog 2 Luft in das Vakuumgefäß 3 eingesaugt wird. In diesem Falle muß
die Flüssigkeit aus dem Vakuumgefäß in die Flüssigkeitsschleuse absinken. Das Gefäß
3 steht nicht mehr unter Vakuum und ist lediglich mit Luft angefüllt. Wird nun kurze
Zeit darauf wieder Flüssigkeit in den Behälter i eingefüllt, so daß keine Luft mehr
unter der Saugewirkung der Pumpe 6 durch die Leitung 2 in das Gefäß 3 eindringen
kann, so wird sich nunmehr wieder im Behälter 3 unter der Wirkung der Pumpe 6 ein
Vakuum bilden. Es besteht jetzt aber die Gefahr, daß umgekehrt aus der Schleuse
8 durch die Rohrleitung 7 Luft in das Gefäß 3 eintritt, wenn nicht auch hier für
einen sicheren Flüssigkeitsverschluß gesorgt ist. Zu diesem Zwecke soll der Inhalt
der Schleuse 8 unterhalb des Auslaufes zur Leitung 9 so groß sein, daß beim Ansaugen
der Luftpumpe 6 das Vakuumgefäß so weit aus, der Schleuse 8 mit Flüssigkeit aufgefüllt
wird, bis die höchste Füllgrenze erreicht ist. Diese wird durch den Schwimmer i
i bestimmt, sobald er durch den Hebel 12 die Mündung des Luftsaugerohres 13 verschließt.
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Durch die geschilderte Anordnung wird ein ungehinderter Durchlauf
der zu behandelnden Flüssigkeit durch das Vakuumgefäß 3 gesichert, selbst wenn vorübergehend
der Ablauf durch die Leitung 9 gedrosselt wird oder aufhört und wenn der Behälter
i vorübergehend entleert und wieder gefüllt wird, wie dies im praktischen Betriebe
Leicht vorkommen kann. Eine etwas abweichende Regelvorrichtung ist in Abb.2 dargestellt.
Hier ist die überlaufleitung io an die Steigeleitung 2 angeschlossen und mit einem
Rückschlagventil 14 ausgestattet, welches so angeordnet ist, daß die überschüssige
Flüssigkeit durch die Leitung i o in den Behälter i oder in die Saugeleitu.ng der
Pumpe 4, aber nicht umgekehrt strömen kann. Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Befindet sich die Anlage während des Betriebes im Beharrungszustand, so wird sich
infolge der Saugewirkung des Höhenuntersebiedes x zwischen dem Flüssigkeitsspiegel
in der Schleuse 8 und des Vakuumgefäßes 3 in der Druckleitung 2 an einer bestimmten
Höhe, beispielsweise der Liniea-b, ein. Punkt befinden, w o weder in Überdruck durch
die Wirkung der Pumpe 4, noch ein Unterdruck durch die Saugewirkung der Luftpumpe
6 herrscht.
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Wird nun durch Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Vakuumgefäß 8
oder der Höhenunterschied x auf das Maß x1 verkleinert, so wird dadurch ,auch der
Abstand y des Punktes a-b von der Auslaufmündung der Steige-
Leitung
2 in das Vakuumgefäß 3 sich 'um ein gewisses Maß verringern, so daß beispielsweise
der Abstand y zu yi wird. Mit anderen Worten, der Punkt, an welchem in der` Steig@eleitung
2 weder ,ein Überdruck noch ein Unterdruck herrscht, wandert nach Toben.
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Nun soll die überlaufleitung i o um .ein gewisses Maß roberhalb der
Linie a-b angeordnet werden, so. daß bei einem Steigen des Flüssigkeitsspiegels
in der Schleuste 8 schließlich die überlaufleitung io in die Zone der Steigreleitung
2 gelangt, wo unter der Wirkung der Pumpe q. eine Druckwirkung herrscht. Sobald
dieser Fall eintritt, .öffnet sich das iRückschlagventil 14, und die weitere überschüssige
Flüssigkeitsmenge, welche durch die Leitung 9 nicht mehr abfließen kann, wird durch
die überlauf-Leitung io ablaufen. Sinkt dann wieder der Flüssigkeitsspiegel in der
Schleuse 8 und gelangt dadurch, die Einlauföffnung über üb.erlaufleitung i o in
den Bereich der Saugezone der Steigeleitung 2, so wird .sich das Rückschlagventil
schließen. und die überIaufleitung i o außer Tätigkeit treten.
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Durch die in Abb..i und 2 dargestellten. Anordnungen wird .die Schwimmerregulierung
nach dem Hauptpatent entbehrlich; bei der Anordnung nach Abb. i kann sogar das Rückschlagventil
14 fehlen.
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Die bewegten Teile sind auf das geringste Maßeingeschränkt und dadurch
die Betriebssicherheit noch mehr erhöht.
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Soll am Ende des Betriebes der letzte Flüssigkeitsrest aus der Schleuse
8 entfernt werden, so kann dies in cin.£achster Weise durch Öffnung des Absperrventils
15 in der Leitung 16 erfolgen, welche die Fallleitung 7 und dre Ablaufleitung 9
miteinander verbändet. Während des Dauerbetriebes ist das Ventil 15 ;geschlossen.
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Zugleich mit der Entgasung der zu behandelnden Flüssigkeit kann auch
ein Auswaschen mit steriler Luft, Kohlensäure o. dgs. erfolgen. Zu diesem Zweck
soll beispielsweise in der Saugezone der Steigeleitung 2 ein Ein-Laßventi117 angeordnet
werden, durch welches beispielsweise Luft eingesaugt wird. Diese vermischt sich
mit der Flüssigkeit und wird im Vakuumgefäß 3 sofort wieder abgesaugt. Wird das
Einlaßventil 17 in der Druckzone der Steigeleitung 2 angebracht, so muß die Luft
roder das Gas. zum Auswaschen der Flüssigkeit unter Druck eingeführt werden. Hierdurch
wird eine gewisse Aufwirbe ,hing der Flüssigkeit erreicht und dadurch die Entfernung
unerwünschter Geruchsstoffe begünstigt. Die Leistung des Ejektors 6 muß dann entsprechend
größer gewählt werden, um alle Gase zu entfefnen und trotzdem, das Vakuum im, Gefäß
3 aufrechtzuerhalten. Statt Luft kann auch ein anderes geeignetes Gas, beispielsweise
Kohlensäure, zum Auswaschen Verwendung finden.