DE867075C - Verfahren und Vorrichtung zur Konzentration einer Dispersion, insbesondere zum Schleudern von Milch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zentrifugen und besonders auf eine Zentrifuge zum Trennen mehr oder weniger viskoser Flüssigkeiten, und zwar der leichteren Schicht von den schweren flüssigen Stoffen, welch letztere als schwere Schicht abgeschieden werden.

Die Erfindung ist insbesondere unter Berücksichtigung der Trennung der Sahne von der Milch bei solchen Temperaturen beschrieben, die niedriger sind als die normalerweise hierfür benutzten. Bei

diesen niedrigen Temperaturen ist die Sahne, wenn sie durch Absetzen in der Zentrifugentrommel von der schwereren Magermilchschicht getrennt ist, relativ dick oder viskos und daher weniger flüssig, woraus sich ergibt, daß beim Gebrauch der üblichen bekannten Maschinen bei fortschreitender Zentrifugierung dickere Teile der Sahne sich allmählich im Zentrum der Trommel anhäufen wollen und den Trennungswirkungsgrad verkleinern sowie gegebenenfalls Verstopfungen verursachen.

Selbstverständlich kann die Erfindung auch ganz

allgemein für die zentrifugale Trennung von Flüssigkeiten Verwendung finden, besonders, wenn ähnliche Aufgaben, wie vorstehend erwähnt, auftreten.

In der Praxis arbeiten bekanntlich die Zentrifugen beim Trennen von Sahne und Magermilch bei Milchtemperaturen von etwa rund 55⁰ C. Bei dieser Temperatur ist die ausgeschiedene Sahne ganz flüssig, so daß, wenn überhaupt, nur sehr geringe Schwierigkeit besteht, die Sahne aus der Zentrifugentrommel zu entfernen. Berücksichtigt man, daß die gesamte Milch während der vorübergehenden Aufbewahrung und des Transports bis zu dem Augenblick der Sahnetrennung gewöhnlich ■ gekühlt und auf niedrigeren Temperaturen von weniger als z. B. rund 22° C gehalten wird, um sie soweit wie möglich in ihrer ursprünglichen Frische zu erhalten, dann ist dazu vor der Zentrifugierung eine Erwärmung erforderlich, die nicht nur Zeit beansprucht, wodurch die Zentrifugierung verzögert wird, sondern auch den Einbau und die Wartung ausgedehnter Milcherhitzereinrichtungen und die Beschaffung der zum Betrieb erforderlichen Feuerung nötig macht.

Es besteht daher schon seit vielen Jahren die dringende Forderung nach einer Zentrifugentrommel, durch die die !Schwierigkeiten der Sahneanhäufung und des Verstopfens beim Behandeln der Milch bei tiefen Temperaturen vermieden oder beseitigt sind und die fortlaufend wenigstens über einen viel längeren Zeitraum als bisher Sahne abgibt.

Bei der Verwendung einer Zentrifugentrommel nach der Erfindung sind die obenerwähnten, beim Arbeiten bei derart niedrigen Temperaturen auftretenden Schwierigkeiten weitgehend behoben mit dem Ergebnis, daß die außerordentliche Ansammlung von nicht abgelassener Sahne im Zentrum der Trommel und das Verstopfen entweder völlig beseitigt oder auf ein derartiges Ausmaß vermindert sind, daß ein wirksames Arbeiten über einen längeren 'Zeitraum als mit den jetzt in Gebrauch befindlichen Zentrifugentrommeln möglich ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Hierbei zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch eine Zentrifugentrommel nach der Linie 1-1 der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Trommel nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 "einen Längsschnitt durch eine Zentrifugentrommel nach der Linie 3-3 der Fig. 4, · Fig. 4 einen Querschnitt durch die Trommel nach der Linie 4-4 der Fig. 3,■ ·

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Absperrvorrichtung des Auslasses und

Fig. 6 einen Schnitt durch die Absperrung, die am Einlaß der Zentrifugentrommel sitzt.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind in der Zentrifugentrommel 11 Teller 10im Abstand übereinanderliegend angeordnet und bilden ein mehr oder minder bekanntes Tellerpaket 12. Der vertikale Abstand der Teller wird durch irgendwelche bekannte Mittel gewährleistet, wie z. B. durch Abstandhalter 13, die auf der Oberseite jedes Tellers liegen. Wie die Zeichnung zeigt, wird das Tellerpaket 12 mittels Rippen 14 im Abstand von den Seitenwänden der Trommel 11 gehalten. Ferner sind Rippen 14° vorgesehen, die einen Keilschlitz i4^& aufweisen, in dem ein Keil 15 sitzt. Ein an der Außenkante 16 jedes Tellers 10 des Tellerpakets 12 sitzender Keilschlitz i6^a faßt über den vorstehenden Teil des Keils 15, wodurch das Tellerpaket in seiner Lage gehalten wird. Wie die Zeichnung ferner erkennen läßt, ist zwischen den innen einander gegenüberliegenden Kanten 17 der einzelnen Teller 10 des Tellerpakets 12 ein Zwischenraum vorhanden, so daß ein freier vertikaler Kanal 18 gebildet wird, der in axialer Richtung durch die Trommel verläuft. Die Längsachse des Kanals 18 fällt mit der Drehachse 20 der Trommel zusammen.

In gleicher Weise fallen die Achsen des Einlaßkanals 29, der in der Welle 27 sitzt, der Auslaßöffnung 24 und des Äuslaßkanals 25 mit der Trommeldrehachse 20 zusammen.

Jeder Teller 10 ist mit Löchern 22 versehen, die so angeordnet sind, daß sie übereinandärliegen und dadurch vertikale Kanäle 21 bilden, die sich über 9" die ganze Höhe des Tellerpakets 12, ausgehend vom Kanal 23, erstrecken und bis zum Trennkegel 34 reichen. Dabei ist jedem Kanal 23 ein derartiger Kanal 21 zugeordnet. Der Trennkegel 34 besitzt eine Anzahl Längsrippen 34°, die im Abstand auf seinem Umfang verteilt sind und gegen den Trommelkopf 35, der den Kegel 34 hält, liegen und ihrerseits das Tellerpaket 12 in seiner Lage halten. Der Trommelkopf 35 ist durch eine Flanschkappe 35° mit dem Trommelgehäuse 11 verschraubt.

Beim Arbeiten wird die zu trennende Flüssigkeit, wie kalte Milch, mit einer Temperatur von z.B. 22° C laufend über den Kanal 29 und die Einlaßöffnungen 30, die in der Kappe 30" sitzen, in die laufende Trommel gebracht. Die Flüssigkeit gelangt in die Kammer 31 und über die Kanäle 23 und die vertikalen Kanäle 21 in die zwischen den Tellern 10 befindlichen Zwischenräume 32. Hier wirkt auf die Flüssigkeit, wie beispielsweise auf die obengenannte kalte Milch, die Zentrifugalkraft ein und trennt im vorliegenden Falle die Milch in Sahne und*Magermilch.

Der ausgeschiedene schwerere Teil, wie die Magermilch, gelangt nach außen, mit Bezug auf die Drehachse 20 der Zentrifuge gesehen, und durch die zwischen den Tellern 10 befindlichen Räume 32 nach unten in die Zone 33. Von hier gelangt er nach oben zwischen den Trennkegel 34 und den Trommelkopf 35 sowie über die Kanäle 36, 37 und 38 aus der Zentrifuge heraus und wird in geeigneter Weise aufgefangen.

Der ausgeschiedene leichtere Teil, wie z. B. bei der Milch die Sahne, wandert durch die zwischen den Tellern 10 befindlichen Räume 32 in Richtung gegen die Drehachse 20 in den mittleren Kanal 18,

wo dieser Teil infolge des ihm vorher erteilten Drehmoments der Drehung voreilt. In der Tat kann man theoretisch ausrechnen, daß der leichtere Teil noch Rotationsenergie in dem Kanal 18 aufnimmt. Wie es nun auch sei, durch die erzeugte Wirbelung wird in dem leichteren Teil, wie der viskoseren Sahne bei der Milch, die Zusammenballung wesentlich eingeschränkt oder verhindert und dieser leichtere Teil über die mittlere Auslaßöffnung 24 und den Kanal 25 ausgebracht, und zwar, falls es sich um Sahne handelt, in Form eines aus dem viskoseren Sahneteil bestehenden Kernes, der von einer Hülle aus weniger viskoser iSahne umgeben ist.

Die Trommel nach der Erfindung arbeitet nach dem Volltrommelzentrifugenprinzip. Die üblichen Absperrungen sind dabei vorzugsweise sowohl am Einlaß- als auch am Auslaßende der Trommel vorgesehen. Derartige Absperrvorrichtungen sind bei über ihre ganze Höhe arbeitenden Trommeln an sich bekannt und entsprechend ausgebildet.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführung, in der die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile mit gleichlautenden Bezugszeichen versehen sind, werden die Teller 10 des Tellerpakets 12 durch Ouerstücke 39 im Abstand voneinander gehalten, die, wie ersichtlich, in vertikaler Richtung übereinanderliegen und mit dem Teil 42 verbunden bzw. ein Teil desselben sind. Die in Fig. 1 und 2 vorgesehenen Rippen 14, 14^s, die dort in der Zone 33 liegen, fehlen hier. Die Querstücke 39 sind an ihrem oberen Ende durch einen Ring 40 verbunden, der ein Ganzes mit den Teilen 39 bildet. Die Teller 10 werden in vertikaler Richtung im Abstand voneinander zusammengehalten, und zwar beispielsweise durch Abstandhalter 13, die auf den Oberseiten der Teller befestigt sind, wie es bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 schon beschrieben worden ist. Wie die Zeichnung zeigt, ist jeder Teller 10 in seiner Lage zu den Ouerteilen 39 durch über an den inneren Kanten 17 vorgesehene, mit den Teilen 39 zusammenfallende Schlitze 39° gehalten. Die innere Kante 17 jedes Tellers 10 weist einen Schlitz 41 auf, der über eine an einem Ring 40 sitzende Rippe 40° beim Zusammensetzen des Tellerpakets 12 faßt, wodurch die gewünschte Lage des Tellers 10 . im Paket 12 festgelegt wird.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ist dieselbe wie die nach Fig. 1 und 2.

Der Hauptunterschied liegt im Aufbau, der sich auf die Vereinigung der Teller 12 und das Festlegen ihrer Lage übereinander zwecks Bildung eines Tellerpakets bezieht. Selbstverständlich können, falls erwünscht, für diesen Zweck noch andere Mittel hinzugefügt oder an die Stelle der beschriebenen gesetzt werden unter der Voraussetzung, daß der Kanal 18 frei bleibt. So können die Rippen 14 und/oder 14^s der Ausführung nach Fig. 1 und 2 hinzugefügt werden oder an die Stelle der beschriebenen Anordnung treten, falls es aus irgendwelchen Gründen für erforderlich erachtet wird. Ebenso kann jede andere Ausführung, die einen ähnlichen Zweck verfolgt, verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Kanal 18 im Sinne der Erfindung frei bleibt.

Es sei besonders hervorgehoben, daß die Anordnung eines in axialer Richtung der Trommel verlaufenden, freien Kanals zum Sammeln und Austragen des ausgeschiedenen leichteren Teils für Zentrifugentrommeln und ihre Arbeitsweise neu ist. Die bisher auf diesem Gebiet benutzten axialen Kanäle, die zum Einführen der ungetrennten Flüssigkeit in die Trommel dienen, haben mit der Erfindung nichts gemein. Ebenso haben Konstruktionen und Verfahren, nach denen der leichtere Teil an einer Stelle zum Austritt gelangt, die von der Drehachse der Trommel erheblich entfernt ist, ebenfalls nichts mit der Erfindung zu tun, da bei diesen bekannten Vorschlägen die Wirbeltätigkeit, welche gemäß der Erfindung in dem abgeschiedenen leichteren Teil erzeugt wird, nicht auftritt oder nicht für das Vermindern oder Verhindern des Zusammenballens und zum Austragen des leichteren Teils über eine axial angeordnete Auslaßöffnung verfügbar sind.

Der Kanal 18 kann im Rahmen der Erfindung jeden Durchmesser besitzen. Er soll nur nicht einen kleineren Durchmesser als der Auslaßkanal 25 oder irgendein anderer, dafür vorgesehener Auslaß besitzen. Ferner sind Durchmesser nicht erwünscht, die so groß sind, daß sie den Trennwirkungsgrad des Tellerpakets 12 oder einer anderen Vorrichtung, die z. B. aus den bei gewissen schnell laufenden Zentrifugen verwendeten, in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten, vertikal sich erstreckenden Schaufeln besteht, wesentlich vermindern.

Bei dem Entwurf einer über ihre ganze Höhe arbeitenden Zentrifugentrommel ist der Durchmesser des weiter entfernt gelegenen Auslasses für den leichteren Teil, wie der Kanal 25, zum größten Teil durch die Trennfähigkeit der Trommel bestimmt oder, mit anderen Worten, durch das Verhältnis, in dem der leichtere Teil abgeführt werden soll. Daher wird gewöhnlich eine Trommel mit kleinerer Trennfähigkeit mit einem kleineren Auslaß für diesen Teil versehen sein, wie z. B. dem Kanal 25, während eine Trommel mit größerer Trennfähigkeit einen größeren Auslaß hat. Es muß ferner die Viskosität oder Dichte des leichteren Teils berücksichtigt werden. Jedenfalls muß bei jeder gut durchkonstruierten Trommel dieser Auslaß eine Größe besitzen, die ein ungehindertes Austreten des entsprechend seiner Konsistenz abgeschiedenen leichteren Teils gewährleistet. Die Wahl dieser Größe ist für den Fachmann auf Grund seiner allgemeinen Kenntnis durchaus möglich.

Bei einem Auslaßdurchmesser, der offensichtlich groß genug ist, um Zusammenballüngen zu verhindern, muß der Kanal 18 oder ein hierfür vorgesehener,' entsprechender Teil mindestens den gleichen Durchmesser besitzen. Vorzugsweise wird er sogar zwei- bis fünfmal so groß, wie der besagte Außendurchmesser gewählt.

Der Kanal r8 kann auch einen größeren Durchmesser besitzen, der dem Trennwirkungsgrad des

Tellerpakets 12 oder einer anderen dafür vorgesehenen Vorrichtung angepaßt ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß, wenn bei demselben Trommeldurchmesser der Kanal 18 größer gemacht wird, der von der Trennvorrichtung gebildete Ringquerschnitt, z. B. der des Tellerpakets 12, kleiner wird, wodurch gegebenenfalls eine schnelle Abnahme des Trennwirkungsgrads der Trennvorrichtung zu verzeichnen ist. Demgemäß ist es nicht empfehlenswert, dem Kanal 18 einen Durchmesser zu geben, der mehr als zehnmal größer ist als der Durchmesser der Auslaßöffnung für den leichteren Teil.

Unbeschadet des für den leichteren Teil gets wählten Auslaß durchmesser s bringt die Erfindung eine erhebliche Verbesserung durch die Verminderung oder Vermeidung des Zusammenbackens in der Trommel.

Bei Trommeln, die über ihre ganze Höhe arbeiten, wird gewöhnlich der Druck am Einlaß und Auslaß der Trommel gemessen. Die Messung des Einlaß drucks geschieht zwecks Regelung des Rückdrucks, wodurch die entsprechenden Raumteile der getrennten Teile bestimmt werden. Wenn dieser Rückdruck zunimmt, dann nimmt der Auslaß des unter Kontrolle stehenden getrennten Teils am Auslaß ab, und umgekehrt.

Der Kontrolle wird derjenige Teil unterworfen, welcher bei Fortfall der Regelung im höheren als gewünschten Maße aus der Trommel austritt und kann entweder der schwerere oder der leichtere Teil sein, je nach Beschaffenheit der zu trennenden Flüssigkeit und der Bauart sowie der Eigenschaften der gerade im Gebrauch befindlichen Trommel.
Die Druckkontrolle am Einlaß kann in jeder Weise vorgenommen werden, so z.B. durch eine Verteilerpumpe, eine konstante Gefällhöhe od. dgl. Die Kontrolle des Rückdrucks an jedem Auslaß kann ebenfalls in beliebiger Weise erfolgen. Die einfachste Art dürfte die Anwendung eines verstellbaren Ventils in der Auslaßleitung des betreffenden Teils sein. Beim tatsächlichen Gebrauch werden Mittel zum Regeln des Rückdrucks häufig je nach Bedarf an jedem Auslaß vorgesehen, die je nach Bedarf benutzt werden, um den Arbeitsbereich der Vorrichtung voll ausnutzen zu können.

Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß in den Fällen, wo bei den bekannten, voll arbeitenden Zentrifugen, z. B. bei der Verarbeitung von So Milch, die Sahne'zu schnell austritt, so daß in dem die Sahne ausscheidenden Teil ein Rückdruck erzeugt werden muß, die Zentrifugentrommer nach der Erfindung manchmal die entgegengesetzte Charakteristik zeigt und den Aufbau eines Rückdrucks in dem Teil benötigt, der den schwereren Anteil, wie z. B. die Magermilch, führt, damit der leichtere Anteil in axialer Richtung der Trommel austreten kann.

Die Trommel nach der Erfindung kann jede gewünschte Größe und Form haben und mit jeder gewünschten Drehzahl laufen, die dem verlangten Trennwirkungsgrad entspricht. Diese Bedingungen sind an sich in der Praxis bekannt. Nachdem die gewünschte Trennung in der Trommel erfolgt ist oder im wesentlichen stattgefunden hat, kommt die in dem leichteren Anteil erzeugte Wirbelung zur Wirkung und unterstützt, arbeitet zusammen und vereinigt sich mit der Trennstufe, wodurch der mehr oder minder viskose ausgeschiedene leichtere Anteil im angemessenen Verhältnis entfernt wird, so daß eine schnelle fortlaufende wirksame Trennung des leichteren Anteils von dem schwereren vor sich geht.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel angegeben, das nur zur Klarstellung dient, auf das aber die Erfindung keineswegs beschränkt ist.

Bei spiel

Eine Trommel, die gemäß den dargestellten ausgebildet ist und einen Innendurchmesser von 35 cm hat, läuft mit 6000 Umdr./Min. Die Trommel enthält 100 Teller der gezeigten Ausführung sowie einen Innenkanal, der dem dargestellten Kanal 18 ähnelt und einen Durchmesser (die öffnung in der Mitte der Teller) von 5,3 cm besitzt. Der Auslaßkanal für den leichteren Anteil entspricht dem Kanal 25 und hat einen Durchmesser von 1,1 cm. Durch diese Trommel werden stündlich 3000 kg Vollmilch mit einem Fettgehalt von 3,7% bei einer Temperatur von 22° C geschickt. Dann wird Magermilch mit einem gemäß der Prüfung nach B a b c 0 c k ermittelten Fettgehalt von 0,01 °/o und Sahne mit einem Fettgehalt von 39% erhalten. Die Trommel arbeitet 4 Stunden lang, d. h. bis der Milchvorrat erschöpft ist, ohne daß eine Abnahme des Trennwirkungsgrads oder eine Zusammenballung stattfindet. Im Gegensatz hierzu tritt bei einer Trommel gleicher Größe und Ausführung, deren übliche Mittelsäule mit Ansätzen für den Träger und mit Tellern versehen ist, die in gleicher Richtung im Zentrum verlaufen, bei ähnlichen Arbeitsbedingungen schon nach 10 Minuten ein Abnehmen des Trennwirkungsgrads ein derart, daß ein weiteres Arbeiten zwecklos ist. Nach der obigen *°5 Prüfung wurde die Trommel nach der Erfindung geöffnet. Es konnte im Zentrum der Trommel keine Anhäufung von Material, wodurch evtl. ein Verstopfen eintritt, festgestellt werden.

Wie vorstehend dargelegt, werden zwecks Erreichung der besten Ergebnisse an den Einlaß- und Auslaßverbindungen vorteilhaft Verschlüsse angebracht. In Fig. 5 und 6 sind derartige Verschlüsse gezeigt.

Fig. 5 zeigt einen Verschluß, der besonders vor-,teilhaft zum getrennten Abführen der schwereren und leichteren Anteile aus der Trommel geeignet ist.

Der schwerere Anteil, z.B. Magermilch, wird über den zwischen der Innenwand des Rohres 52 und der Außenwand des Rohres 53 befindlichen Zwischenraum in einen ruhenden Raum 55 geleitet und von hier über eine mit ihm verbundene, nicht dargestellte Leitung abgeführt.

-Der Auslaß 53 für den leichteren Anteil ist über den oberen Rand des Teils 52 verlängert und

mündet in einer stillstehenden Kammer 56, aus der dieser leichtere Anteil die Zentrifuge über eine nicht dargestellte Leitung verläßt.

Wie die Zeichnung zeigt, hat die an dem Auslaßende der Zentrifuge sitzende Absperrvorrichtung eine biegsame Dichtung 57, wodurch das Austreten von Flüssigkeit aus der Kammer 55 entlang der Außenseite des Teils 52 unterbunden ist. Diese biegsame Dichtung weist einen Flansch 58 auf, der sich an einen rohrförmigen Teil 59 anschließt und eine längliche Öffnung 60 besitzt, die etwas größer als der an dem Gehäusedeckel 62 sitzende Stift 61 ist und ein gewisses seitliches Spiel der Dichtung gestattet. Auf der Oberseite des Flansches 58 ist

^J5 ein Ansatz 63 vorgesehen, der sich gegen die Unterseite eines Dichtungsdeckeis 64 legt. Der Dichtungsdeckel und die Dichtung werden durch einen in der Kammer 55 vorgesehenen Flanschrand in ihrer Lage gehalten. Die Unterseite des Dichtungsdeckels 64 stützt sich infolge der Schwerkraft oder unter relativ leichtem Druck auf dem Ansatz 63 ab, so daß die Dichtung 57 sich seitlich gegenüber dem Stift 61 und anderen ruhenden Flächen bewegen kann, selbst wenn Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Zentrifuge geführt wird. Infolge dieser Anordnung kann sich die Dichtung selbsttätig ohne Biegung den seitlichen Bewegungen des Rohres 52 anpassen. Zwischen dem Gehäusedeckel 62 und einer unteren Stützfläche der Wand der Kammer 55 ist eine Dichtung 66 vorgesehen. Die Teile werden durch eine Mutter 67 dichtend gegeneinandergepaßt.

Die Decke der Kammer 55 wird durch einen Flansch oder eine Wand 68 gebildet, auf dem ein eine Dichtung tragender oder festhaltender Teil 69 nebst Dichtungen zum Verhindern des Durchsickerns von Flüssigkeit zwischen der Kammer 55, die den schweren Anteil, und der Kammer 56, die den leichten Anteil enthält, liegt. Der Teil 69 kann als Metallplatte ausgebildet sein. Die Dichtungen 70 liegen in diesem Fall auf beiden Seiten der Platte. Im vorstehend bezeichneten Fall besteht jede dem Teil 69 zugeordnete Dichtung aus einem rohrförmigen Teil 71 und einem flanschförmigen Teil

72. Von dem Teil 69 ragen Stifte oder Ansätze 73 nach oben und unten. Die Flansche 72 sind mit Löchern versehen, so daß die Ansätze 73 und andere feststehende Teile in ähnlicher Weise, wie vorstehend beschrieben, ein gewisses seitliches Spiel gegenüber den Dichtungen 70 haben.

Die Flansche "J2 der Dichtungen sind, wie die vorstehend beschriebenen Dichtungen, vorteilhaft mit Vorsprüngen oder Ansätzen 74 versehen. Der Umfangsteil des Teils 69 ist dicker als der mittlere Teil und durch Dichtungen 75 gegenüber seinen benachbarten Flächen abgedichtet.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung können die schwereren und leichteren Anteile aus der Trommel abgeführt werden, ohne daß wesentliehe Leckverluste nach außen oder von der Führung des einen Teils zu der des anderen auftreten. Wie weiter vorstehend dargelegt, können in der von der Kammer 55 oder von der Kammer 56 ausgehenden Leitung oder in beiden Ventile vorgesehen sein, um den gewünschten Rückdruck in der einzelnen Ableitung oder den Ableitungen hervorzurufen und zu regeln. Beim Arbeiten der beschriebenen Trommel wird dieser Rückdruck, wenn Vollmilch bei verminderten Temperaturen behandelt wird, auf den schwereren Anteil ausgeübt.

Fig. 6 zeigt eine Absperrvorrichtung, die besonders vorteilhaft am Trommeleinlaß verwendet wird. Man erkennt den unteren Teil der Spindel 2¹J und ihren zugehörigen inneren Kanal 29. Die Spindel 27 wird über ein Zahnrad 81 angetrieben, das seinerseits mit einem Antrieb in Verbindung steht. Die der Trommel zuzuführende Flüssigkeit gelangt über die feststehende Leitung 82 und die Kammer 83 in den Kanal 29.

Zwischen der Kammer 83 und der Spindel 27 ist eine biegsame und elastische Dichtung 84 vorgesehen, welche einen mittleren rohrförmigen Teil 85 besitzt, in den die Spindel 27 teleskopartig hineinfaßt. Wie die Zeichnung zeigt, umgibt der rohrförmige Teil 85 der biegsamen Dichtung 84 die Spindel 27, gegen die er durch den Druck der zugeführten Flüssigkeit dichtend gepreßt wird. Der rohrförmige Teil 85 ist mit einem Flansch 86 versehen, der sich dichtend gegen die Fläche 87 legt, die den obersten Teil der Zuführungsleitung darstellt und die Kammer 83 nach oben begrenzt. Von der Fläche 87 ragt ein Vorsprung oder Stift 88 nach unten und durchdringt einen Schlitz oder ein erweitertes Loch 89, das in dem Flansch 86 der biegsamen Dichtung 84 vorgesehen ist. Wenn die radiale Abmessung dieses Schlitzes oder Loches erheblich größer als der Vorsprung oder Stift 88 ist, dann ergibt sich eine Verbindung, die eine Drehbewegung der Dichtung gegenüber der Spindel 27 verhindert, aber eine Seitenbewegung entsprechend den Seitenbewegungen der Spindel 27 zuläßt. Dadurch werden beim Gebrauch der Vorrichtung auftretende Biegungen der Dichtung auf ein Minimum herabgesetzt.

In der Leitung 82 wird vorteilhaft unterhalb des unteren Endes der Spindel 27 ein Zuführungsstück 90 angeordnet. Wie die Zeichnung zeigt, ist an der Unterseite des Flansches 86 ein Ansatz oder Vorsprung 91 vorgesehen, der die Lage des Flansches gegenüber der Fläche 87 sichert, gegen die er sich dichtend legt, wenn der Flüssigkeitsdruck beim Durchgang der Flüssigkeit, die von der Leitung 82 in den in der Spindel 27 befindlichen Kanal 29 einströmt, auf ihn wirkt. Infolge dieser Anordnung wird die Oberseite des Flansches 86 sanft gegen die Fläche 87 gepreßt, selbst wenn kein Flüssigkeitsdruck ausgeübt wird.

Bei der Verwendung der in Fig. 6 dargestellten Ausführung kann die Flüssigkeit der Trommel zugeführt werden, ohne daß wesentliche Leck-Verluste nach außen auftreten.

Bei der Ausübung des Verfahrens und Handhabung der Vorrichtung wird die der Trommel zugeführte zu trennende Mischung z. B. durch die Kanäle 23 und/oder andere Mittel in eine beschleunigte Drehbewegung versetzt und anschließend

unmittelbar (über die Kanäle 21) einer Vorrichtung zugeleitet, die einerseits beschleunigend, andererseits bremsend wirkt, und in Form eines Ausführungsbeispiels durch das Tellerpaket 12 wiedergegeben ist. Nachdem die Trennung der Anteile in dieser Vorrichtung erfolgt ist, strömt der schwerere Anteil beschleunigt nach außen, wo er eine tangential gerichtete Geschwindigkeit erhält, während der leichtere Anteil mit verminderter tangentialer Geschwindigkeit nach innen fließt. Diese Geschwindigkeitsverminderung ist derart, daß eine annähernd konstante Winkelgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, wenn der leichtere Anteil sich der Drehachse nähert. Bei den bisher bekannten Zentrifugen ist es immer für wesentlich erachtet worden, den leichteren Anteil mit abnehmenderBeschleunigung zu entfernen, wobei diese Beschleunigungsabnahme entweder von vornherein durch die die Beschleunigung vergrößernde oder vermindernde Vorrichtung, durch die Anordnung von Schaufeln um eine mittlere Säule oder um den Auslaß oder sonstwie erfolgt, oder aber als wichtig angesehen, den leichteren Anteil, fast unmittelbar, nachdem er von solchen bremsenden Einflüssen befreit worden ist und ohne ^a5 daß wesentliche weitere Bewegungen gegen die Drehachse durch unerwartete Geschwindigkeitsabnahme auftreten, abzuführen.

Gemäß der Erfindung wird andererseits die Geschwindigkeitsabnahme bei der Bewegung des leichteren Anteils in [Richtung gegen die Drehachse absichtlich kurz gestoppt und so das Prinzip der Aufrechterhaltung des Drehmoments benutzt, um eine Wirbeltätigkeit bei zunehmender Winkelgeschwindigkeit gegenüber derjenigen der Trommel zu erzeugen und dadurch Zusammenballungen des leichteren Anteils aufzuhalten oder zu verhindern oder ihre unerwünschten Wirkungen zu beseitigen, so daß dieser leichtere Anteil bei Verminderung oder Verhinderung des Klebens und infolgedessen Verstopfens entlang der Drehachse der Trommel ausgetragen werden kann.

Wenn z. B. dieser leichtere Anteil die Sahne ist, dann ist jede derartige Zusammenballung der Beginn der Butterbildung, der gegenüber sie geringere Dichte hat. Sie neigt dazu, einen Kern in der weniger viskosen Sahne zu bilden und wird dann mit dieser entlang der Drehachse ausgetragen.

In Anbetracht der Ausschaltung der Geschwindigkeitsabnahme um die Drehachse herum ist ein Druck erforderlich, um den leichteren Anteil in Richtung gegen diese Achse zu drücken. Dieser Druck wird durch entsprechende Drosselung des Auslasses des schweren Anteils bewirkt, und zwar beispielsweise, wie vorstehend erwähnt, durch ein Ventil. Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Erfindung einen ganz neuen Grundgedanken bei der Trennung von flüssigen Teilen enthält und daß demzufolge, wenn auch vorzugsweise ein freier Mittelkanal wie der Kanal· 18 in den Ausführungsbeispielen gewählt worden ist, jede andere Kanalform verwendet werden kann, selbst wenn sie nicht völlig frei ist, vorausgesetzt, daß der Erfindungsgedanke beim Arbeiten verwirklicht wird.

Wenn auch aus Gründen der Einfachheit vorstehend angenommen worden ist, daß die getrennten Anteile aus Sahne und Magermilch bestehen, so ist es natürlich allgemein bekannt, daß Vollmilch eine Dispersion, bestehend aus Butterfetteilchen in einer kontinuierlichen Flüssigkeitsphase ist. Die Sahne ist eine konzentriertere Dispersion dieser Art, während Magermilch, die immer noch einige Butterfetteilchen, wenn auch nur in geringer Menge, enthält, eine Dispersion von geringerer Konzentration darstellt.

Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich besonders zum Trennen von Dispersionen in mehr oder weniger konzentrierte Arten oder Anteile und ist besonders in Verbindung mit der Trennung von Vollmilch in Sahne und Magermilch (wofür es besonders geeignet ist) dargestellt.

Weitere Dispersionen sind Gummilatex, Fett in Rohleim usw.

!Selbstverständlich sind die vorstehenden Ausführungen und Darstellungen nur beispielsweise gedacht und sollen durchaus nicht die Erfindung hierauf beschränken, da Abänderungen denkbar sind, ohne daß sie aus dem Rahmen der Erfindung heraustreten. Wenn auch die Erfindung mit Bezug auf eine um eine Vertikalachse drehbare Trommel beschrieben worden ist, so kann selbstverständlich die Trommel auch um jede andere Achse, wie z. B. eine Horizontalachse, drehbar angeordnet sein. Ferner kann die Erfindung, die auf die Verminderung oder Verhinderung des Zusammenballens oder Verstopfens um die Trommelachse herum gerichtet ist, auch in Verbindung mit Vorrichtungen verwendet werden, durch die ein Vermindern oder Verhindern des Zusammenballens oder Verstopfens in anderen Teilen der Trommel, wie z. B. zwischen den Tellern erfolgt. Als Beispiel hierzu diene, daß das Zusammenballen zwischen den Tellern manches Mal bei Vollmilch durch die Anwesenheit einer sehr geringen Menge in körnerähnlicher Form eintreten kann, welche von Anfang an in der Milch enthalten sein kann oder sich während des Verfahrens bildet. Da dieser Stoff eine geringere Dichte hat, will er sich gelegentlich in die unteren Räume 32, die durch die unteren Teller 1.0 zwischen den Kanälen 21 und dem Kanal 18 gebildet werden, festsetzen. Das kann dadurch verhütet. oder verhindert werden, daß in den unteren Tellern 10, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet, Schlitze 95 vorgesehen werden, indem einfach das Material der betreffenden Teller, das zwischen den Löchern 22 und der Innenkante 17 liegt, weggeschnitten wird. Da diese Schwierigkeit gewöhnlich nur im unteren Teil der Trommel auftritt, ist es im allgemeinen ausreichend, diese Schlitze 95 in den unteren 5 bis 15%, z.B. 10%, der Teller vorzusehen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung zur Verminderung oder Verhinderung der genannten Schwierigkeit. Hiernach wird der gestrichelt angedeutete Kanal 98 vorgesehen, der vorzugsweise, aber nicht unbedingt, in axialer Richtung verläuft und durch den Teil 42 hindurchgeht. Jeder körnerähnliche Stoff von geringerer Dichtigkeit, der

infolge der auf die zugeführte Flüssigkeit ausgeübten Zentrifugalkraft in der Kammer 31 abgeschieden ist, bewegt sich in Richtung gegen die Achse und strömt meistens gemeinsam mit einem nur geringen Anteil Flüssigkeit durch den Kanal 98 in den Kanal 18. Wie vorstehend beschrieben, wirbelt der leichtere Anteil im Kanal 18 schneller als die Drehbewegung der Trommel erfolgt. Diese Wirbelung verzögert oder verhindert wesentlich das

»ο Zusammenballen des leichteren Anteils. Um den Anteil der durch den Kanal hindurchströmenden Flüssigkeit möglichst klein zu halten, ist der Kanal nur klein und besteht z. B. aus einem Loch von 0,31 bis 0,46 cm 0. Dieser Kanal kann für sich allein

»5 oder in Verbindung mit den in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Schlitzen 95 verwendet werden. Die Verwendung eines oder beider oder anderer Mittel, die dieselbe Wirkung erreichen, ist natürlich freigestellt.

Andere Vorrichtungen, die eine Beschleunigung und eine Geschwindigkeitsverminderung hervorrufen, sind in der Technik an sich bekannt. So sei z. B. auf die wohlbekannte Schaufelvorrichtung zum Beschleunigen und Bremsen verwiesen. Wenn derartige Schaufeln bei dem Gegenstand der Erfindung benutzt werden, dann werden der mittlere Träger und die mittleren Teile der Schaufeln fortgelassen. Die Schaufeln werden dann durch an ihren äußeren Kanten angreifende Träger oder in anderer Weise gestützt, was für den Fachmann keine Schwierigkeit ist. Eine weitere Ausführung einer Schaufelvorrichtung, bei der eine Beschleunigung und Bremsung erfolgt, ist bei einer Zentrifuge mit übereinandergeschichteten Tellern bekannt. Die Erfindung unterscheidet sich gegenüber dieser Ausführung u. a. dadurch, daß sie nach dem Volltrommelprinzip arbeitet und daß der leichtere Anteil entlang der Drehachse abgenommen wird, wodurch die beschriebenen Ergebnisse eintreten.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Konzentration einer Dispersion, wobei die disperse Phase eine andere Dichte als die kontinuierliche Phase hat, insbesondere zum Schleudern von Milch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion durch Zentrifugieren in einen konzentrierteren und einen weniger konzentrierten Teil zerlegt und vorerst die Winkelgeschwindigkeit des konzentrierteren Teils während seiner Bewegung in radialer Richtung im wesentlichen gleichmäßig gehalten und die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit aufgehoben wird, wenn dieser Teil den Bereich der Zentrifugierung verläßt, worauf er eine Wirbelung erhält, unter deren Wirkung er aus der Zentrifugierungszone entfernt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weniger konzentrierte Teil der Dispersion von der Drehachse nach außen bewegt und der konzentriertere Teil nach innen gegen die Drehachse geleitet wird, wobei zuerst ihre Tangentialgeschwindigkeit abnimmt, aber diese Abnahme aufhört, wenn er die Drehachse erreicht, entlang der der konzentriertere Teil aus der Zentrifugierungszone entfernt wird.

   3. Kontinuierliches Verfahren zur Konzentration einer Dispersion, deren disperse Phase eine geringere Dichte besitzt als die kontinuierliche Phase, dadurch gekennzeichnet, daß der weniger konzentrierte Teil der Dispersion beim Zentrifugieren von der Drehachse nach außen und der konzentriertere Teil mit anfänglich abnehmender Tangentialgeschwindigkeit nach innen gegen die Drehachse bewegt und vor dem Erreichen derselben die Geschwindigkeitsverminderung beendet wird, worauf er als wirbelnder Strom laufend aus der Zentrifugierungszone entlang der' Drehachse und der weniger konzentrierte Teil als fortlaufender Strom aus der Zentrifugierungszone entfernt wird.

   4. Zentrifugentrommel zur Ausübung des Verf ahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel eine Vorrichtung zum Beschleunigen und zur Vermeidung der Beschleunigung vorgesehen ist, die einen freien Kanal (18) hat, der mit der Trommeldrehachse zusammenfällt und mit einer Auslaßleitung, welche entlang der Trommeldrehachse verläuft, verbunden ist.

   5. Zentrifugentrommel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Beschleunigen und zum Vermeiden einer Beschleunigung durch ein Tellerpaket (12) gebildet wird, das aus einer Gruppe stumpfkegeliger Teller (10) besteht, welche im Abstand voneinander liegen und je eine mittlere öffnung haben, die einen freien Auslaßkanal (21) bilden, der im wesentlichen in gleicher Achsrichtung wie die Trommelachse verläuft, in der ferner eine Auslaßleitung liegt, die an das eine Ende des Auslaßkanals angeschlossen ist.

   6. Zentrifugentrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller (10) durch längliche Zwischenstücke zueinander gehalten sind, die an der Innenseite der Trommel befestigt und in den Rändern der Teller verkeilt *¹⁰ sind.

   7. Zentrifugentromtmel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Zwischenstücke als an den Außenkanten der Teller befestigte Rippen ausgebildet sind.

   8. Zentrifugentrommel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Zwischenstücke mit den Innenkanten der Teiler verbundene Riegel sind.

   9. Zentrifugentrommel nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren 5 bis 15% der Teller Schlitze enthalten, welche von einem zwischen ihrem inneren und äußeren Rand liegenden Zuführungskanal in den Auslaßkanal führen.

   10. Zentrifugentrommel nach Anspruch 4 bis 9,

   6Θ7

   gekennzeichnet durch eine axial angeordnete Zuführungsleitung, die mit der Vorrichtung zum Beschleunigen und zum Bremsen und über einen Kanal geringen Querschnitts direkt mit dem Auslaßkanal verbunden ist.

   ii. Zentrifugentrommel nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der einen kleinen Querschnitt besitzende Kanal (98) in Achsrichtung des Auslaßkanals liegt.

   12. Zentrifugentrommel nach Anspruch 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsund die Auslaßleitung gegen Leckverluste abgedichtet sind, so daß sie als Volltrommel arbeitet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 5707 2. S3