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Kontrollvorrichtung an Siedepfannen, insbesondere zum Verkochen von
Zuckersäften auf Kristall Es ist bereits bekannt, bei einer Siedepfanne, insbesondere
zum Verkochen von Zuckersäften auf Kristall, eine Kontrollvorrichtung anzubringen,
und zwar vorzugsweise zwischen den Heizrohren des Kochers und in solcher Höhe, daß
die Vorrichtung auch beim niedrigsten Flüssigkeitsstand von Flüssigkeit bedeckt
ist. Durch die Kontrollvorrichtung wird Dampf oder eine Flüssigkeit geleitet und
durch Druck- oder Temperaturmessung des Gases bzw. der Flüssigkeit der Wärmeübergang
zwischen der siedenden Masse und dem Gas bzw. der Flüssigkeit festgestellt. Diese
Wärmeübertragung hängt nämlich von mehreren Faktoren, z. B. der Zirkulation der
siedenden Masse, ihrer Viskosität, der in der Masse vorhandenen Kristallmengen ab,
und aus der Größe der Wärmeübertragung kann der Sieder Schlüsse ziehen auf den Zustand
der zu verkochenden Flüssigkeit und Hinweise entnehmen, in welcher Weise er den
Siedevorgang leiten soll.
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Praktisch sind derartige Kontrollvorrichtungen mit Dampf betrieben
worden, wobei man den durch Kondensation des Dampfes veränderten Druck gemessen
und registriert hat. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Ausbildung
der Kontrollvorrichtung, daß sie in besonderem Maße für die Verwendung von Wasser
als Meßflüssigkeit geeignet ist.
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Gemäß der Erfindung wird dabei das von Wasser durchströmte Gefäß,
welches sich in dem Bodenraum der Siedepfanne befindet, durch zwei konzentrische
zylindrische Hauben gebildet, und der zwischen der dünnwandigen äußeren Haube und
der inneren Haube verbleibende schmale Ringraum wird am einen Ende mit der Wasserzuleitung,
am anderen Ende mit der Wasserableitung verbunden. Sowohl in der Zu- als auch in
der Ableitung für das Wasser befindet sich ein Thermometer, und dieses steuert die
Vorrichtung, mittels deren die Wärmeübertragung zwischen der siedenden :Masse und
dem das Gefäß durchströmenden Wasser angezeigt wird.
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Vorzugsweise steigt das Wasser in dem schmalen Ringraum des Gefäßes
aufwärts und wird vom Kopf des Gefäßes durch die innere zylindrische Haube, beispielsweise
mittels eines diese durchsetzenden Rohres, abgeführt.
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Die am unteren Ende in das Gefäß einmündende Wasserzu- und -ableitung
werden, gegeneinander wärmeisoliert, in einer gemeinsamen Hülse untergebracht.
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Zweckmäßig wird in der Zufuhrvorrichtung für das Wasser eine Vorrichtung
zum Erzielen eines konstanten Zufuhrdruckes des Wasserstromes, z. B. ein Schwimmerbehälter
oder- ein Reduzierventil, angeordnet.
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Die Abfuhrleitung für das Wasser wird zweckmäßig derart gebaut, daß
die Ausströmungsöffnung über dem niedrigsten Punkt der Leitung liegt und in einen
offenen Trichter mündet, so daß das Wasser auch mit einem konstanten Gegendruck
abströmt. Die Durchströmungsgeschwindigkeit des Wassers kann durch Anordnung eines
Nadelventils oder einer Düse in der Zufuhr- oder Abfuhrleitung geregelt werden.
Da das Wasser aus der Abfuhrleitung in einen offenen Trichter ausströmt, kann der
Sieder leicht sehen, ob das Wasser noch regelmäßig fließt.
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Das Gefäß soll aus einem gut leitenden Material bestehen und wird
daher in der Praxis aus Metall hergestellt. Die Anzeigen des Apparates beruhen auf
dem Temperaturunterschied zwischen dem Wasser, das in den Behälter eintritt, und
dem Wasser, das, nachdem es beim Durchströmen des Mantels durch die siedende Blasse
erhitzt worden ist, wieder aus dem Behälter austritt. Dieser Temperaturunterschied
ist praktisch von der Temperatur des zugeführten Wassers unabhängig, so daß es nicht
erforderlich ist, daß das zugeführte Wasser eine konstante Temperatur hat.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der eine Siedepfanne
mit darin angeordneter Kontrollvorrichtung sc'hematisc'h dargestellt ist, näher
erläutert.
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Die Siedepfanne 1 ist in üblicher Weise mit einem Schlangenrohr 2
versehen. In dem- Bodenraum der Siedepfanne mit seinem oberen Punkt gerade unter
dem niedrigsten Niveau der Flüssigkeit befindet sich das Kontrollgefäß 3, das mit
starken Bügeln an dem Korb, des Schlangenrohrbündels befestigt ist, derart,
daß
das Gefäß vertikal gestellt und an allen Seiten gleich weit von dem Schlangenrohr
entfernt ist. Das Kontrollgefäß darf nicht zu niedrig angeordnet werden, weil sich
in vielen Pfannen unten in dem konischen Raum ein toter Winkel befindet, in dem
keine Zirkulation stattfindet.
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Auf der unteren Seite des Kontrollgefäßes befindet sich ein leicht
biegbares Rotkupferrohr, das durch den Pfannenboden hinausgeführt wird. Dazu wird
in dem Boden von außen her eine Packungsbüchse eingeschraubt.
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Durch das Rotkupferrohr laufen zwei Leitungen, die mit dem Verteilungsstück
4 für das eingeführte Wasser und dem Verteilungsstück 5 für das ablaufende Wasser
verbunden sind.
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Die Zufuhr des Wassers erfolgt aus dem oben in der Pfanne angeordneten
Schwimmerbehälter 6 durch die Leitung 7, in dem sich ein Wasserfilter 8 befindet;
das ablaufende Wasser strömt durch die Leitung 9 zum Nadelventil 10, das in den
offenen Trichter 11 mündet, aus dem das Wasser durch das Rohr 12 abgeführt wird,
so daß der Sieder immer sehen kann, ob das Wasser noch strömt. Mit diesem Nadelventil
läßt sich die Geschwindigkeit des Wasserstromes durch den Apparat regeln.
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Das Kontrollgefäß 3 ist in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab im Querschnitt
dargestellt. Das Wasser wird durch das Rohr 13 zugeführt und gelangt in den ringförmigen
Raum 14 zwischen den Wänden 15 und 16. Dieser ringförmige Raum hat eine im Verhältnis
zum Querschnitt große Oberfläche, so daß die Bedingungen für eine rasche Wärmeübertragung
günstig sind. Das erhitzte Wasser strömt durch das zentralangeordnete Rohr 17 wieder
dem Verteilungsstück 5 zu.
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Bei den Verteilungsstücken sind Einsteckthermometer angeordnet. Der
Temperaturunterschied dieser Thermometer wird nach an sich bekannten 1Tethoden auf
einem Streifen in dem Registrierapparat 18 registriert.
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Wie die mit Hilfe eines solchen Registrierapparates erhaltene Kurve
aussieht, erhellt aus Fig. 3.
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Der Abschließer des Schwimmerbehälters 6 und der Nadelabschließer
10 werden zunächst voll geöffnet. Man läßt einige Zeit Wasser durchströmen, damit
alle Luft aus dem System entfernt wird.
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Die endgültige Einstellung des Nadelabschließers zum Erzielen des
gewünschten Wasserstromes kann am besten beim Körnen erfolgen, entweder beim Einziehen
von Impfkristallen oder in dem Augenblick, in dem sich die ersten Kristalle spontan
bilden. Der Schreibstift der Registriervorrichtung kommt dann in den Punkt a des
Graphikstreifens.
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Wenn sich genügend Kristall gebildet hat, ist der Stift bis zu einem
Punkt b gesunken. Man unterbricht dann die weitere Kristallbildung durch Einziehen
von Flüssigkeit geringerer Dichte, wobei der Stift in einen Punkt c gelangt. Diese
Handlung wird einige Male wiederholt, bis genügend starker Kristall und ein günstiges
Verhältnis zwischen Kristalloberfläche und Mutterlauge entstanden ist. Die Kurve
auf dem Registrierstreifen bewegt sich dabei zwischen den Punkten b und c.
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Man kann nun weiter eindicken, weil der Kristall genügend entwickelt
und in sich geschlossen ist, so daß Bildung von Sekundärkorn nicht mehr auftreten
wird. Das Eindicken erfolgt bis zu einem Punkt d. Man kann darauf eine größere Menge
Saft einziehen, wobei man in einen Punkt e gelangt. Auch diese Maßnahmen werden
wieder mehrere Male wiederholt, wobei die Eindickung bis zu den Punkten d allmählich
gesteigert werden kann, um eine bessere Erschöpfung der Mutterlauge zu erhalten.
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Bei dem Punkt f ist der Kristall derart entwickelt und ist die Pfanne
soweit gefüllt, daß die Flüssigkeit weiter kontinuierlich eingezogen werden kann.
In g wird das Einziehen beendet. In h. ist die Pfanne fertiggekocht, so daß sie
entleert werden kann.
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Hat man einmal für einen günstig verlaufenden Kochprozeß in dieser
Weise die Graphik festgelegt, so braucht der Sieder bei einer folgenden Beschickung
dieser Graphik nur zu folgen, um sicher zu sein, daß der Kochprozeß in zweckmäßiger
`''eise ausgeführt wird.
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Die Kontrollvorrichtung gemäß der Erfindung hat verschiedene Vorteile
gegenüber der anfangs beschriebenen bekannten Vorrichtung. So braucht man z. B.
keinen Dampf, sondern nur kaltes Wasser, und die Wirkung des Apparates kann also
nicht durch Schwankungen im Dampfdruck beeinflußt werden. Auch bat man nicht mit
Dampf abschließern, Reduzierventilen u. dgl. zu tun, so daß der Apparat betriebssicherer
ist und leichter funktioniert. Die mit demselben in der Praxis erhaltenen Resultate
sind dementsprechend überaus günstig.