DE937328C

DE937328C - Dampfbetriebener Plattenwaermeaustauschapparat fuer Fluessigkeiten, insbesondere Milch

Info

Publication number: DE937328C
Application number: DEA16778A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Nuernberg
Original assignee: AHLBORN E AG
Current assignee: AHLBORN E AG
Priority date: 1952-10-31
Filing date: 1952-10-31
Publication date: 1956-01-05

Description

Dampfbetriebener Plattenwärmeaustauschapparat für Flüssigkeiten, insbesondere Milch Bei dampfbeheizten Plattenapparaten ergeben sich häufig Schwierigkeiten in der bakteriologischen Wirkung dadurch, daß der Temperaturanstieg der zu pasteurisierenden Flüssigkeit auf die Pasteurisiertemperatur zu langsam erfolgt. Da die Abtötung der Bakterien eine Funktion der Temperatur und ihrer Einwirkungszeit ist, müssen sowohl Temperatur als auch Einwirkungszeit aufeinander abgestimmt sein. Je nach dem Erhitzungsverfahren (Dauererhitzung, Kurzzeiterhitzung oder Momenterhitzung) sind die Temperaturen auf 62 bis 65° C bei 30 Minuten bzw. 71 bis 7q.° C bei 40 Sekunden Einwirkungszeit bzw. 85° C bei nur momentaner Einwirkung festgelegt. Bei Momenterhitzung auf 85° C spielt aber die Zeit, die die Flüssigkeit im bakteriologisch wirksamen Temperaturbereich, der bei etwa 8o° C liegt, bis zum Erreichen der gesetzlich festgelegten Temperatur von 85° C verbringt, eine ausschlaggebende Rolle. Je länger diese Zeit ist, um so besser ist in bakteriologischer Hinsicht die Wirkung auf die zu pasteurisierende Flüssigkeit.
Bei dampfbeheizten Plattenapparaten findet die Zuführung des Dampfes in der Erhitzungsabteilung durch einen Kanal statt, der durch die oberen Plattendurchgänge gebildet wird. Durch einen Zweigkanal ist jeder Kondensationsraum des Dampfes mit dem gemeinsamen Dampfzuführungskanal des Plattenapparates verbunden. Das Einströmen des Dampfes in die Kondensationsräume der Platten erfolgt nun nicht in einer Weise, die die beste bakteriologische Wirkung ergeben würde. Es zeigt sich vielmehr, daß die Kondensation des Dampfes in den letzten Platten am Ende des Plattenpaketes verhältnismäßig sehr stark ist. Dementsprechend ist auch der Temperaturanstieg der Milch od. dgl. am Ende ihres Durchganges durch das Plattenpaket steil, während die Temperaturkurve besonders im mittleren Teil ziemlich flach verläuft. Diese Verhältnisse werden durch das Diagramm nach Fig. i der Zeichnung erläutert.
Die aus der Horizontalen bei 8o° C und dem darüberliegenden Teil der Temperaturkurve gebildete Fläche ist ein Maß für die Keimabtötungswirkung. Aus der Kondensationskurve kann die Ungleichmäßigkeit der Dampfverteilung abgelesen werden. Bei der Gleichheit der einzelnen Wärmeaustauschflächen und der steigenden Milchtemperatur müßte die Kondensatkurve gleichmäßig "von oben nach unten bis zu einem Minimum verlaufen, wenn die Dampfzufuhr zu den einzelnen Platten gleichmäßig wäre, nicht aber wie die in Fig. i mit ausgezogenen Linien gezeichnete Kondensatkurve mit einem wieder aufsteigenden Verlauf. Daß dem nicht so ist, liegt an der Strömungsenergie des-eintretenden Dampfes, dessen größter Teil durch das Gestell hindurchschießt und in die gegenüberliegenden Kondensationsräume einfließt; die mittleren Räume erhalten dann ziemlich wenig Dampf.
Um die Temperaturkurve der zu pasteurisierenden Flüssigkeit zu Beginn steiler zu gestalten und dadurch möglichst schnell in das bakteriologisch wirksame Temperaturgebiet zu kommen, werden erfindungsgemäß bei Plattenwärmeaustauschapparaten mit einem im Gestell senkrecht zu den Platten verlaufenden Dampfzuführungskanal, von welchem Verbindungskanäle zu den einzelnen Wärmeaustauschplatten abzweigen, Drosselvorrichtungen in der Dampfzufuhr vorgesehen, durch die sich zu den einzelnen Platten oder Plattengruppen verschieden starke Teil-Dampfströme ergeben, die möglichst der Soll-Temperaturkurve der zu erhitzenden Flüssigkeit entsprechen.
Durch die Erfindung wird ein Temperaturverlauf der zu erhitzenden Flüssigkeit erreicht, wie er sich aus der strichpunktierten Linie T' nach Fig. i der Zeichnung ergibt. Dies bedeutet eine wirksamere Pasteurisierung und bringt den erheblichen weiteren Vorteil, daß man mit einer geringeren Anzahl von Wärmeaustauschplatten im Plattenpaket auskommt.
Die erwähnte Drosselung kann mit einfachen Mitteln dadurch geschaffen werden, daß der einen Gleichstrom des Dampfes zur Flüssigkeit ergebende Dampfzuführungskanal im Gestell in seinem mittleren und gegebenenfalls seinem rückwärtigen Teil mit einer Drosselblende versehen wird, so daß in seinem vorderen Teil stärkere Teil-Dampfströme in die Platten gelangen.
Ein anderer Weg zur Lösung der Erfindungsaufgabe besteht darin, daß die in der Richtung des Flüssigkeitsstromes letzten Platten des Plattenpakets an eine besondere, gedrosselte Dampfzufuhrleitung angeschlossen sind. Diese Platten bilden bei der Behandlung, z. B. von Milch, die Pasteurisierkammer, während die anderen Platten die Vorkammer oder Temperierkammer sind.
Bei Gegenstromführung des Dampfes und der zu erhitzenden Flüssigkeit werden nach einer Ausführungsform der Erfindung Drosselvorrichtungen gegenüber den dem Dampfeintritt am nächsten liegenden Platten durch eine im Dampfzuführungskanal angeordnete zungenförmige Leitfläche gebildet.
Die Drosselvorrichtungen können auch durch Verengungen des Dampfei ntrittskanals der betreffenden Platten gebildet werden.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in Fig. 2 bis 9 schematisch dargestellt.
Nach Fig.2 treten Dampf und zu erhitzende Flüssigkeit, z. B. Milch, im Gleichstrom in den Plattenapparat ein. Der Dampfzuführungskanal a enthält die Blende b, durch die der nach rechts schießende Dampfstrom gedrosselt wird, so daß die am rechten Ende des Plattenapparates zur Verfügung stehende Dampfmenge verringert ist. Hierdurch wird der wiederaufsteigende Ast der Kondensatkurve in Fig. i herabgedrückt. Andererseits steht in den ersten Platten nahe dem Dampfeintritt eine entsprechend größere Dampfmenge zur Verfügung, so daß die hier befindliche Milch schnell erhitzt wird. Dies bedeutet ein Heben der Milch-Temperaturkurve links im Diagramm nach Fig. i.
Die grundsätzlich gleiche Wirkung ergibt sich nach Fig.3. Hier sind zwei Dampfzufuhrleitungen c und d zum Plattenpaket vorgesehen. Eine verhältnismäßig weite Dampfleitung c versorgt die dem Milcheintritt am nächsten befindlichen Platten, während die letzten Platten über die enge Dampfzufuhrleitung d Dampf erhalten, so daß die hier zur Verfügung stehende Dampfmenge verringert ist. Die an die Leitung c angeschlossenen Platten bilden zusammen eine Temperierkammer und die an die Leitung d angeschlossenen Platten eine Pasteurisierkammer.
Nach Fig. q. und 5 dient als Drosselvorrichtung eine zungenförmige Leitfläche e im Dampfzuführungskanal a. Der Dampf wird hier im Gegenstrom zu der zu erhitzenden Milch in das Plattenpaket eingeführt.
Nach Fig.6 bis 9 weisen die Dampfeintrittskanäle f derjenigen Platten, denen der Dampf gedrosselt zuströmen soll, Verengungen auf, die durch schmale bzw. breitere Rippen g gebildet werden.

Claims

PATENTANSPRüCIiE: i. Dampfbetriebener Plattenwärmeaustauschapparat für Flüssigkeiten, insbesondere Milch, mit einem im Gestell senkrecht zu den Platten verlaufenden Dampfzuführungskanal, von welchem Verbindungskanäle zu den einzelnen Wärmeaustauschplatten abzweigen, gekennzeichnet durch Drosselvorrichtungen in der Dampfzufuhr, durch die sich zu den einzelnen Platten oder Plattengruppen verschieden starke Teil-Dampfströme ergeben, die möglichst der Soll-Temperaturkurve der zu erhitzenden Flüssigkeit entsprechen.
2. Plattenwärmeaustauschapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Gleichstrom des Dampfes zur Flüssigkeit ergebende Dampfzuführungskanal in seinem mittleren und gegebenenfalls in seinem rückwärtigen Teil derart mit Drosselblenden (b) versehen ist, daß in seinem vorderen Teil stärkere Teil-Dampfströme in die Platten gelangen.
3. Plattenwärmeaustauschapparat nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Richtung des Flüssigkeitsstromes letzten Platten des Plattenpaketes an eine besondere, gedrosselte Dampfzufuhrleitung (d) angeschlossen sind.
4. Plattenwärmeaustauschapparat nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gegenstromführung des Dampfes und der zu erhitzenden Flüssigkeit Drosselvorrichtungen gegenüber den dem Dampfeintritt am nächsten liegenden Platten durch eine im Dampfzuführungskanal angeordnete zungenförmige Leitfläche (e) gebildet werden.
5. Plattenwärmeaustauschapparat nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtungen durch Verengungen (g) des Dampfeintrittskanals der betreffenden Platten gebildet werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 873 9a9.