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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Pasteurisieren von Flüssigkeiten, umfassend einen RohFlüssigkeits-Behälter, einen Behälter zur Aufnahme der pasteurisierten Flüssigkeit, eine FlüssigkeitsHeizung sowie eine Einrichtung zur Förderung der Roh-Flüssigkeit vom Roh-Flüssigkeits-Behälter durch die Heizung in den Behälter der pasteurisierten Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeits-Heizung eine Regelung zur Konstanthaltung der Flüssigkeits-Temperatur am Heizungs-Ausgang aufweist und wobei eine Einrichtung zur automatischen Änderung des Flüssigkeits-Mengendurchsatzes durch die Heizung in Abhängigkeit des Mengendurchsatzes der aus dem Behälter der pasteurisierten Flüssigkeit entnommenen Flüssigkeit vorgesehen ist.
Grossanlagen, wie sie z. B. in Molkereien zur Pasteurisierung von Milch verwendet werden, weisen eine konstante Verarbeitungsgeschwindigkeit auf, d. h. es wird pro Zeiteinheit eine konstant hohe Menge Flüssigkeit pasteurisiert. Dies setzt jedoch voraus, dass die anfallende pasteurisierte Flüssigkeit auch konstant schnell weiterverarbeitet, wie in den meisten Fällen also konstant schnell in die Verkaufsverpakkung abgefüllt wird.
Bei Anlagen, die für die Behandlung von kleinen Flüssigkeits-Mengen, so wie sie insbesondere bei der Ab-Hof-Vermarktung von Getränken, wie z. B. Süssmost, Traubensaft, Wein oder Milch anfallen, ist die erwähnte konstante Verarbeitungs-Geschwindigkeit nicht in einfacher Weise einhaltbar, zumal hier das Abfüllen händisch durchgeführt wird und Behältnisse mit unterschiedlichstem Fassungsvermögen zum Einsatz kommen.
Aus der DE-A-21 45 461 ist eine Anlage zur Sterilisierung von flüssigen Nahrungsmitteln bekanntgeworden, bei der die zu behandelnde Flüssigkeit mittels einer Pumpe durch eine Heizstufe zu einer Abfüllanlage gefördert wird. Temperatur und Einwirkungszeit verhalten sich bei der Sterilisierung umgekehrt proportional zueinander, d. h. je höher die Temperatur ist, desto kürzer muss die zu sterilisierende Flüssigkeit dieser Temperatur ausgesetzt sein und umgekehrt. Folglich werden Temperatur wie auch Durchflussmenge gemessen und beide Werte geregelt. Bei einem Temperaturabfall wird die Durchflussmenge durch Verstellung der Pumpenleistung ebenfalls erniedrigt.
Der Nachteil einer solchen Anlage liegt darin, dass es durch die relativ langen Regelzeiten zu einer nachteiligen Unterkühlung bzw. Überhitzung der zu sterilisierenden Flüssigkeit kommen kann.
Weiters ist in der CH-A-429 408 eine Anlage zur Wärmebehandlung von Flüssigkeiten geoffenbart, die einen Rohflüssigkeitsbehälter, eine Einrichtung zur Zuführung von Dampf zur Flüssigkeit und eine Entspannungskammer umfasst. Mittels der Pumpe wird die zu behandelnde Flüssigkeit durch die genannten Anlagenkomponenten gefördert. Weiters ist eine an besagte Entspannungskammer angeschlossene Pumpe, eine mit dieser verbundene zweite Pumpe sowie daran anschliessende, mehrere Abfüllstationen vorgesehen.
Zwischen erster und zweiter Pumpe ist eine Einrichtung zur Durchsatzmessung eingebaut, mit welcher die momentan von den Abfüllstationen verarbeitete Menge ermittelt werden kann. Steigt diese Menge, bewirkt die Messeinrichtung eine Steigerung der Förderleistung der Pumpe, fällt umgekehrt die verarbeitete Flüssigkeitsmenge, wird die Förderleistung der Pumpe vermindert. Somit wird der Bedarf der Abfüllanlage ermittelt und eine nach der Heizung angeordnete Pumpe in ihrer Förderleistung verändert. Eine Förderleistungsänderung dieser Art ist aber nur sehr ungenau und bringt relativ grosse Unsicherheiten bei der Steuerung der Verarbeitungsmenge. Die in die Heizung eintretende Rohflüssigkeitsmenge ist gemäss der CH-A-429 408 nur händisch einstellbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anlage der eingangs erwähnten Art anzugeben, welche eine präzis einzustellende, zeitlich variable Verarbeitungsgeschwindigkeit der pasteurisierten Flüssigkeit zulässt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Einrichtung zur Änderung des Flüssigkeit- Mengendurchsatzes durch zumindest ein, in der Roh-Flüssigkeits-Zuflussleitung angeordnetes, in Abhängigkeit von einem im Behälter der pasteurisierten Flüssigkeit angeordneten Füllstandssensor betätigbares Ventil gebildet ist.
Dadurch wird der Bedarf der Abfüllanlage ermittelt und die der Heizung zugeführte Menge an Rohflüssigkeit verändert, was durch eine vor der Heizung angeordnete Einrichtung sehr genau durchführbar ist. Die erfindungsgemäss ausgestaltete Einrichtung ist einfach aufgebaut, daher mit wenig Aufwand ansteuerbar und funktionszuverlässig. Damit erfolgt eine selbsttätige Anpassung der Pasteurisier-Geschwindigkeit an die Abfüllgeschwindigkeit, sodass sich der Benutzer der Anlage lediglich auf das Abfüllen konzentrieren und keinerlei aufwendige Justierungen vornehmen muss.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass der Füllstandssensor durch einen auf der Flüssigkeitsoberfläche aufschwimmenden Körper gebildet ist.
Ein solcher Schwimmer ist wenig störanfällig und weist eine für die erfindungsgemässe Anwendung ausreichende Genauigkeit auf.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Änderung des Flüssigkeits-Mengendurchsatzes durch eine Parallelschaltung von n Absperrventilen gebildet ist.
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Solche Ventile werden zur Lösung zahlreicher technischer Probleme verwendet, sind daher preisgünstig erhältlich und tragen zur Niedrighaltung der Anlagen-Gestehungskosten bei.
In diesem Zusammenhang kann weiters vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Änderung des Flüssigkeits-Mengendurchsatzes durch eine Parallelschaltung von zwei Absperrventilen gebildet ist.
Bereits mit dieser geringen Anzahl von Ventilen kann eine für die meisten Anforderungen ausreichende Änderung des Mengendurchsatzes erreicht werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform schematisch darstellt, näher erklärt.
Der wesentlichste Bestandteil der erfindungsgemässen Pasteurisier-Anlage ist die Flüssigkeits-Heizung 3, deren Hauptbauteil ein Wärmetauscher 31 ist. In der Erhitzungsvorrichtung 32 wird dabei ein flüssiges Wärmeträgermedium erhitzt, welches mittels einer Pumpe 33 durch den Wärmetauscher 31 gefördert wird und somit seine Wärmeenergie auf die zu pasteurisierende Flüssigkeit überträgt. Um sicher zu stellen, dass die Flüssigkeit stets die zur Pasteurisierung notwendige Temperatur erreicht, ist eine Regelung vorgesehen, welche die Temperatur der Flüssigkeit am Wärmetauscher-Ausgang 34 über einen Sensor 35 erfasst und entsprechend dieser Temperatur die Beheizung des Wärmeträgermediums verändert. Die Beheizung des Wärmeträgermediums kann in verschiedener Weise z.
B. mittels elektrischer Tauchsieder, Heizspiralen od. dgl. erfolgen, bevorzugt wird hiezu ein Gasbrenner eingesetzt, weil die von diesem erzeugte Wärmeenergie sehr einfach durch Veränderung des ihm zugeführten Gas-Massenstromes gesteuert werden kann.
Die zu pasteurisierende Flüssigkeit befindet sich in einem Roh-Flüssigkeits-Behälter 1. von welchem sie mittels einer Fördereinrichtung 4, die in dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung als eine von einem Elektromotor 40 angetriebene Pumpe ausgeführt ist, durch den Warmetauscher 31 hindurch in einen weiteren Behälter 2 gefördert wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung vorzusehen, weiche den Flüssigkeits-Mengendurch- satz durch die Heizung 3 in Abhängigkeit des Mengendurchsatzes der aus dem Behälter 2 entnommenen pasteurisierten Flüssigkeit automatisch verändert. Damit kann die Menge an pasteurisierte Flüssigkeit, die momentan tatsächlich verarbeitet werden kann jener der von der Anlage erzeugten angepasst werden. Die Anlage ist damit zu jedem Zeitpunkt optimal ausgelastet, produziert aber dennoch nie eine zu grosse, den Behälter 2 zum Überlaufen bringende Menge an pasteurisierter Flüssigkeit.
Erwähnte Einrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein, so z. B. als elektronischer Drehzahlsteller für den Pumpen-Motor 40, als in seinem Übersetzungsverhältnis veränderbares Getriebe zwischen Motor 40 und Pumpe 4 od. dgl., bevorzugt wird sie jedoch als zumindest ein, in der Roh-Flüssigkeits-Zuflussleitung 5 angeordnetes Ventil 6 gebildet. Dabei kann die Pumpe 4 mit konstanter Drehzahl angetrieben werden, der von ihr tatsächlich geförderte Flüssigkeits-Strom wird durch Öffnen und Schliessen des bzw. der Ventile 6 verändert.
Eine Änderung des Flüssigkeits-Durchsatzes durch den Wärmetauscher 31 würde natürlich auch eine Veränderung der Temperatur nach sich ziehen. Fliesst nämlich die Flüssigkeit schneller durch den Wärmetauscher 31, so kann sie nicht mehr ausreichend-lange erhitzt werden ; umgekehrt würde sie bei Verminderung der Fliessgeschwindigkeit zu lange und somit zu hoch erhitzt werden. Diesen Nebeneffekt der Durchflussmengen-Änderung behebt jedoch die oben schon erläuterte Temperatur-Regelung (TemperaturSensoren 35, 61), sodass sichergestellt ist, dass unabhängig von der momentanen Verarbeitungsgeschwindigkeit stets vollständig pasteurisierte, jedoch nicht überhitzte Flüssigkeit produziert wird.
Die Veränderung der Durchfluss-Menge erfolgt in der Weise, dass zumindest ein Stellglied 62 vorgesehen ist, welches mittels eines im Behälter 2 angeordneten Füllstandssensors den Durchsatz der aus dem Behälter 2 entnommenen Flüssigkeits-Menge erfasst (Flüssigkeitsstand zu niedrig = > grosser Entnahme- Menge ; Flüssigkeitsstand zu hoch = > geringe Entnahme-Menge) und dementsprechend das bzw. die Ventile 6 öffnet bzw. schliesst.
Ist lediglich ein Ventil 6 vorgesehen, so muss dieses kontinuierlich geöffnet und geschlossen werden können. Nachdem aber ein derartiges Ventil 6 aufwendig anzusteuern ist, werden bevorzugterweise n Absperrventile 63 parallelgeschaltet. Diese Absperrventile 63 weisen lediglich zwei Schaltstellungen, nämlich vollkommen geöffnet und vollkommen geschlossen auf. Durch eine derartige Anordnung kann also die Funktion eines einzigen Ventiles, das n Schaltstettungen aufweist, nachgebildet werden.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist eine Parallelschaltung von zwei Absperrventilen 63 vorgesehen, welchen zusätzlich noch ein händisch betätigbares Ventil 64 nebengeschaltet ist.
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über die Ventile 63 erfolgt die automatische Festlegung der zusätzlich zu dieser Mindestmenge verarbeiteten Flüssigkeit.