DE878462C

DE878462C - Einrichtung zur Entkeimung von Suessmost und anderen Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE878462C
Application number: DES5736D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr-Ing Janovsky; Raimer Dr Phil Pohlman
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-05-18
Filing date: 1941-05-18
Publication date: 1953-06-01

Description

Einrichtung zur Entkeimung von. Süßmost und. anderen Flüssigkeiten Es ist bekannt, daß mit Schall- oder Ultraschallschwingungen Flüssigkeiten verschiedenster Art entkeimt werden können. Die praktische Anwendung dieses Verfahrens, das beispielsweise zur Entkeimung von Süßmost oder Milch an sich geeignet ist, ist bisher jedoch vornehmlich daran gescheitert, daß die bekannten Schall- und Ultraschallerzeuger, beispielsweise magnetostriktive oder piezoelektrischeSchwingungserzeuger, zumBehandeln größerer Flüssigkeitsmengen ungeeignet sind. Auch ist die Schwingungsenergie im Verhältnis zur aufgewandten, meist elektrischen Energie ziemlich gering.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Entkeimung von Flüssigkeiten, die sich gegenüber den bekannten Einrichtungen nicht nur durch die Vermeidung der bekannten Nachteile, sondern darüber hinaus auch durch besondere Vorteile auszeichnet. Die Einrichtung nach .der Erfindung besteht darin, daß als Schallerzeuger eine Schneide vorgesehen ist, die, beispielsweise aus einer Düse, mit einem Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise der zu entkeimenden Flüssigkeit selbst, angeblasen bzw. angeströmt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schneide und :die Düse Teile einer offenen oder gedeckten Pfeife bilden. Die Pfeife kann die Form einer Flach- oder Rundpfeife oder auch eine beliebige andere Form haben.
Die Vorteile der Einrichtung nach der Erfindung `-erden an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
In Fig. i besteht die Einrichtung nach der Erfindung aus einer Düse r, einer Schneide : und einem Flüssigkeitszuführungsrohr 3. Eine Stirnansicht der Düse ist in Fig. 2 wiedergegeben, sie zeigt"daß die Düse eine spaltförmige Auslaßöffnung hat. Die Schneide 2 ist derart angeordnet, .daß ihre keilförmige Kante parallel zu Üerspaltförmigen Düsenöffnung liegt. Die zu entkeimende Flüssigkeit wird mittels .des Zuführungsrohres 3 durch die Düse i hindurch gegen die Schneide :2 mit solcher Heftigkeit getrieben, daß an der Schneide unter Ablösung von Strömungswirbeln Schall- bzw. Ultraschallschwingungen hervorgerufen werden. Die Teile i bis 3 befinden sich hierbei beispielsweise unmittelbar in einem Behälter; der ,die zu entkeimende Flüssigkeit enthält. Da die zu entkeimende Flüssigkeit selbst im Zusammenwirken mit der Schneide diese Schwingungen erzeugt, so wird sie :der Einwirkung der Schwingungen in besonders hohem Maße ausgesetzt. Diese Einwirkung wird um so größer, wenn durch geeignete Frequenzabstimmung in der Schwingungszone Kavitatiönsbildung erzeugt wird, denn die gesamte zu entkeimende Flüssigkeit gelangt dann: zwangsläufig auch in die Kavitationszone. Eine Frequenzänd@erung ist .durch Änderung des Abstandes zwischen Schneidenkante und dem Düsenmund in einfacher Weise möglich.
Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Einrichtung nach der Erfindung in Form einer Flachpfeife, -deren Teile i bis 3 dien Teilen z bis 3 in Fig. i entsprechen. Die Schneide 2 wird hier von der Lippe des Pfeifenringes 4 gebildet. In dem Pfeifenrohr befindet sich ein verstellbarer Kolben 5, der eine einfache Frequenzänderung der erzeugten Schwingung ermöglicht. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ähnlich wie die nach Fig. i.
Fig. 4 zeigt die Einrichtung nach der Erfindung als Rundpfeife. Die Teile i bis 5 entsprechen den gleichbezeichneten Teilen,der Fig. 3. Die Ringdüse der Pfeife wird von einem zylindrischen Düsenmantel und einem Düsenkern gebildet. Die Halterung 6 des Düsenkernes- ist mit Flüssigkeitsdurchlaßöffnungen versehen. Eine Frequenzänderung ist hier sowohl durch Änderung der Pfeifenlänge, also durch Verstellen des Kolbens 5:, als auch durch Ändern !des Abstandes zwischen Düse z und Pfeifenlippe 2 möglich.
Der Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung besteht sowohl in der Möglichkeit, große Flüssigkeitsmengen in kurzer Zeit zuverlässig zu entkeimen als auch in einer vergleichsweise großen Lebensdauer gegenüber bekannten Schwingungserzeugern. Außerdem ist gegenüber anderen mit Schall- oder Ultraschall arbeitenden Einrichtungen das Fehlen jeglicher elektrische Spannung führender Teile an der Einrichtung ein bedeutender Vorteil. Die Schwingwirkung der Einrichtung nach der Erfindung ist, wie praktische Versuche bestätigt haben, namentlich bei Kavitationsbildung, so groß, daß selbst stark schallabsorbierende Flüssigkeiten entkeimt werden. Ein besonderer Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung besteht ferner darin, .daß .die Flüssigkeit sogar außerordentlich schallabsorbierend sein darf, was sonst bei einer Ultraschallbehandlung im allgemeinen sehr störend wirkt, da erfindungsgemäß jedes Flüssigkeitsteilchen den Schallerreger beim Anblasen selbst durchläuft bzw. die Schwingungen des Schallerregers selbst überhaupt hervorruft.
Ist es gelegentlich nicht erwünscht, .die zu entkeimende Flüssigkeit selbst zur Erzeugung der Schwingungen zu verwenden, so kann -die Einrichtung nach der Erfindung auch indirekt auf die zu entkeimende Flüssigkeit zur Einwirkung gebracht werden, wofür Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel zeigt. Die Teile i und 4 stellen eine Ringpfeife; beispielsweise gemäß Fig.4, dar. Die Ringpfeife ist im Brennpunkt eines Parabolspiegels 7 angeordnet, ,dessen offene Seite mit einer Membran 3 abgeschlossen ist. Die Membran 8 bildet gleichzeitig den Boden eines Gefäßes g. Das Gefäß g dient zur Aufnahme der zu entkeimenden Flüssigkeit, während sich in dem Behälter 7 eine beliebige andere Flüssigkeit befindet. Diese Flüssigkeit wird mittels einer Pumpe rö über ein Ausgleichsgefäß ii durch die Düse r getrieben. Die in dem Flüssigkeitsbehälter 7 erzeugten Schwingungen werden infolge der Hohlspiegelwirkung der Behälterwandungen alle senkrecht nach oben abgestrahlt und gelangen somit über die Membran 8 in das Gefäß 9, so daß die in diesem Gefäß befindliche zu entkeimende Flüssigkeit der Einwirkung der Schwingungen indirekt ausgesetzt ist. Das Ausgleichsgefäß i i wird zweckmäßig als Windkessel ausgeführt. Da beider Anordnung nach Fig. 5 die Art der Flüssigkeit in dem Behälter 7 beliebig sein kann, so ist es vorteilhaft, eine möglichst kavitationsarme Flüssigkeit zu verwenden, um die Schwingungen möglichst urigedämpft in die zu entkeimende Flüssigkeit im Behälter 9 gelangen zu lassen.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht an die .dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann in mannigfacher Weise abgewandelt werden. So kann beispielsweise der Schwingungserzeuger eine beliebige andere Form erhalten, sofern nur dafür gesorgt wird, daß eine Schneide derart von einer Flüssigkeit angeströmt wird, daß an ihr Schall-.bzw. Ultraschallschwingungen entstehen. Der Schwingungserzeuger kann unmittelbar innerhalb der zu .entkeimenden Flüssigkeit angeordnet werden, doch kann er beispielsweise auch in die Wandung eines geeigneten Flüssigkeitsbehälters eingebaut werden. Ferner sei erwähnt, @daß der in Fig. 5 gezeigte Kreislauf der durch die Düse zu treibenden und zur Schwingungserzeugung dienenden Flüssigkeit auch dann mit Vorteil verwendet werden kann, wenn die zu entkeimende- Flüssigkeit selbst durch die Düse getrieben und zur Schwingungserzeugung nutzbar gemacht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Entkeimung von Süßmost und anderen Flüssigkeiten mittels auf die Flüssigkeit einwirkender Schall- oder Ultraschallschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallerzeuger eine Schneide vorgesehen ist, die, beispielsweise aus einer Düse, mit einem Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise der zu entkeimenden Flüssigkeit selbst, angeblasen bzw. angeströmt wird. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine spaltförmige Auslaßöffnung hat. 3. Einrichtung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide und die Düse Teile einer offenen oder !gedeckten, beispielsweise ringförmigen Pfeife bilden. q.. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Änderung des Abstandes der Schneiden- bzw. Pfeifenlippenkante vom Düsenmund und bzw. oder Mittel zur Änderung der Pfeifenlänge vorgesehen sind. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schwingungserzeuger samt einer zu seinem Betrieb dienenden besonderen Flüssigkeit in einem vorzugsweise geschlossenen Behälter befindet, dessen Flüssigkeit von der zu entkeimenden Flüssigkeit durch schwingungsübertragende Mittel, beispielsweise eine membranartige Wand des Flüssigkeitsbehälters, getrennt ist. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Flüssigkeitsbehälters hohlspiegelartig, z. B. in Form eines Parabolspiegels, ausgebildet ist und daß sich im Brennpunkt des mit seiner offenen Seite den schwingungsübertragenden Mitteln zugewandten Hohlspiegels ein oder mehrere aus Schneide und Düse bestehende Schwingungserzeuger angeordnet sind. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die durch die Düse hindurchzutreibende Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf wiederholt durch die Düse .der Schneide zuführen. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kreislauf zwischen der Düse und einer die Flüssigkeit fortbewegenden Pumpe ein Ausgleichsgefäß vorgesehen ist, das vorzugsweise als Windkessel ausgebildet ist. g. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d.aß zum Betrieb des Schwingungserzeugers eine kavitationsarme Flüssigkeit vorgesehen ist. io. Einrichtung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Düse hindurchzutreibende Flüssigkeit unter einem erhöhten äußeren Druck steht.