DE2725582C2 - Steam injector - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dampfinjektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a steam injector according to the preamble of the patent claim.
Bei einem bekannten Dampfinjektor dieser Art (AU-PS 1 60 092) weist ein als Injektionskammer dienender Flüssigkeitsdurchgang flache, parallele Wände auf, durch welche hindurch Öffnungen für den Dampf verlaufen. Die Wände der Injektionskammer bestehen dabei aus verhältnismäßig großen und schweren, parallel zur Durchströmungsrichtung verlaufenden, mit den Dampfeinlaßöffnungen versehenen Platten, deren Herstellung und Wartung aufwendig istIn a known steam injector of this type (AU-PS 1 60 092) has a serving as an injection chamber Liquid passage on flat, parallel walls, through which openings for the steam get lost. The walls of the injection chamber consist of relatively large and heavy, parallel to the direction of flow, provided with the steam inlet openings plates, their production and maintenance is expensive
Es ist Aufgabe Φγ Erfindung, einen gattungsgemäßen Dampfinjektor in einfacher Weise se zu verbessern, daß eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen Dampf und flüssigem Produkt erreicht wird.It is an object of the invention to provide a generic Steam injector in a simple way to improve se that improved heat transfer between steam and liquid product is achieved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöstThe object is achieved according to the invention by the characterizing features of the patent claim
Die Ausbildung der Injektionskammer aus einem Stapel aufeinander gesetzter Scheiben macht die Herstellung und Wartung der Kammer einfach, da die Scheiben nötigenfalls auch einzeln ausgetauscht werden können. Die sehnenartige Anordnung der Kanäle ermöglicht einen mehr oder weniger tangentialen Eintritt des Dampfes in die von der Flüssigkeit durchströmten Injektionskammer, so daß sich insgesamt eine die Vermischung von Produkt und Dampf günstig beeinflussende, schraubenförmige Turbulenz ergibt, die unter Beibehaltung der allgemeinen Strömungsrichtung der Flüssigkeit zu einer guten Vermischung führt.The formation of the injection chamber from a stack of discs placed on top of one another makes the production and maintenance of the chamber is easy, as the panes can also be replaced individually if necessary. The chord-like arrangement of the channels enables the steam to enter more or less tangentially into the injection chamber through which the liquid flows, so that there is a total mixing of product and steam favorably influencing, helical turbulence results that while maintaining the general direction of flow of the liquid results in good mixing.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigtThe following description of a preferred embodiment of the invention serves in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. It shows
F i g. 1 eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung zur Sterilisierung von Milch mit einem Dampfinjektor; F i g. 1 is a schematic partial view of a device for sterilizing milk with a steam injector;
Fig.2 eine senkrechte Schnittansicht durch den in F i g. 1 dargestellten Dampfinjektor;2 shows a vertical sectional view through the in F i g. 1 illustrated steam injector;
Fig.3 eine waagrechte Schnittansicht durch den Dampfinjektor und3 shows a horizontal sectional view through the Steam injector and
F i g, 4 eine weitere waagrechte Schnittansicht durch den Dampfinjektor.F i g, 4 a further horizontal sectional view through the steam injector.
In F i g. 1 ist ein Teil einer Anlage zur Aufbereitung von Milch mit langer Haltbarkeit dargestellt. Die zu sterilisierende Milch wird über eine Leitung 1 in einen Dampfinjektor 2 eingepumpt. Die Zufuhrleitung 1 ist mit dem Boden des Dampfinjektors 2 verbunden. An seiner Oberseite steht der Dampfinjektor 2 über eine Auslaßleitung 3 für die sterilisierte Milch mit einem Vakuumkühler 4 in Verbindung. Dieser ist über eine Leitung 5 mit einem Kondensor 6 verbunden. Eine Auslaßleitung 7 führt von der Unterseite des Vakuumkühlers zu einer Pumpe 8, die die sterilisierte und gekühlte Milch einer Homogenisieranlage bekannter Bauart zuführt Über eine Leitung 9, die mit dem Mittelteil des Injektors 2 verbunden ist, wird dem Injektor 2 unter Druck Dampf zugeführt. Der Aufbau des Injektors ist inIn Fig. 1 shows part of a system for processing milk with a long shelf life. The to Sterilizing milk is pumped into a steam injector 2 via a line 1. The supply line 1 is connected to the bottom of the steam injector 2. At its top, the steam injector 2 is on a Outlet line 3 for the sterilized milk with a vacuum cooler 4 in connection. This is via a line 5 connected to a condenser 6. An outlet line 7 leads from the underside of the vacuum cooler to a pump 8 which feeds the sterilized and cooled milk to a homogenizing system of a known type Via a line 9, which is connected to the middle part of the injector 2, the injector 2 is below Pressure steam supplied. The structure of the injector is in
ίο den F i g. 2 bis 4 ausführlicher dargestellt. Er umfaüt eine Injektionskammer, die durch eine zylindrische Wand 10 aus rostfreiem Stahl gebildet wird. Eine öffnung 11 in halber Höhe der Wand 10 ist als Einlaßöffnung für den unter Druck stehenden Dampf ausgebildet und mit der -ebenfalls aus rostfreiem Stahl bestehenden Leitung 9 verbunden, die mit der Wand 10 einstückig ausgebildet istίο the F i g. 2 to 4 shown in more detail. It includes one Injection chamber formed by a cylindrical wall 10 made of stainless steel. An opening 11 in half the height of the wall 10 is designed as an inlet opening for the pressurized steam and with the -Also made of stainless steel pipe 9 connected, which is formed in one piece with the wall 10 is
Der Boden 12 der Injektionskammer ist mit der Wand 10 verschweißt und weist eine zentrale Einlaßöffnung 13
auf, die durch einen zentralen Ringflansch 14 hindurchführt, an dem die aus rostfreiem Stahl bestehende
milchzufuhrleitung 1 mittels einer dichten Verbindung 15 angeflanscht ist
Die Oberseite der Injektionskammer ist mittels eines Deckels 16 verschlossen, der mittels Bolzen 17 an einem
an der Oberseite der Wand 10 angeschweißten Ringflansch 18 befestigt ist Der Deckel 16 imd der Ringflansch
18 bestehen ebenfalls aus rostfreiem Stahl. In einem nach oben stehenden, hülsenförmigen, einen Teil
einer Verbindung mit der aus rostfreiem Stahl bestehenden Auslaßleitung 3 bildenden Flanschteil 20 befindet
sich eine zentrale öffnung 19. Die Leitung 19 und das Teil 20 werden durch eine Verbindung 21 dicht miteinander
verbunden. Im Innern der Injektionskammer befindet sich ein Stapel von Scheiben 22, wobei zwischen
dem Umfang des Scheibenstapels und der Wand 10 ein ringförmiger Zwischenraum 23 freibleibt Dieser Zwischenraum
23 steht über die Einlaßöffnung 11 mit dem unter Druck stehenden Dampf in Verbindung. Jede derThe bottom 12 of the injection chamber is welded to the wall 10 and has a central inlet opening 13 which passes through a central annular flange 14 to which the milk supply line 1 made of stainless steel is flanged by means of a tight connection 15
The top of the injection chamber is closed by means of a cover 16 which is fastened by means of bolts 17 to an annular flange 18 welded to the top of the wall 10. The cover 16 and the annular flange 18 are also made of stainless steel. In an upstanding, sleeve-shaped flange part 20 which forms part of a connection with the outlet line 3 made of stainless steel, there is a central opening 19. The line 19 and the part 20 are tightly connected to one another by a connection 21. Inside the injection chamber there is a stack of disks 22, an annular space 23 remaining between the periphery of the stack of disks and the wall 10. This space 23 communicates via the inlet opening 11 with the pressurized steam. Each of the
Scheiben 22 weist eine zentrale- öffnung 24 auf, wobei die öffnungen 24 aller Scheiben zusammen einen zentralen Durchgang durch den gesamten Stapel bilden. Der Durchmesser dieses Durchgangs ist etwa gleich groß wie der Durchmesser der Einlaßöffnung 13 im Boden 12 der Injektorkammer und der Auslaßöffnung 19 im Deckel 16 der Injektorkammer. Die Scheiben bestehen aus einem hitzebeständigen Plastikmaterial, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen. Sie können auch aus Polychlortrifluoräthylen bestehen. Die Scheiben 22 des Stapels werden durch Bolzen 25 zusammengehalten, die zwischen einer oberen und einer unteren Platte 27 bzw. 26 durch fluchtende Löcher in den Scheiben 22 hinJurchgesteckt sind. Die Platten 26 und 27 bestehen ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen und weisen Öffnungen auf, die mit dem zentralen Durchgang durch den Scheibenstapel fluchten. Eine ringförmige Dichtungspackung 28 wird zwischen der unteren Platte 26 und dem Boden 12 der Injektionskammer im Klemmsitz gehalten und dichtet so den Einlaß für die zu behandelnde Milch ab. Eine ähnliche ringförmige Dichtungspackung 29 befindet sich zwischen der oberen Platte 27 und dem Deckel 16 und bildet eine Dichtung für die Auslaßöffnung der sterilisierten Milch. Die Dichtungspackungen 28 und 29 können ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen bestehen.Disks 22 have a central opening 24, wherein the openings 24 of all disks together form a central passage through the entire stack. The diameter of this passage is approximately the same as the diameter of the inlet opening 13 in the ground 12 of the injector chamber and the outlet opening 19 in the cover 16 of the injector chamber. The discs are made from a heat-resistant plastic material, preferably from polytetrafluoroethylene. You can also consist of polychlorotrifluoroethylene. The discs 22 of the stack are held together by bolts 25 placed between an upper and a lower plate 27 or 26 are inserted through aligned holes in the disks 22. The plates 26 and 27 are made also made of polytetrafluoroethylene and have openings that connect to the central passage through the The stacks of discs are aligned. An annular packing 28 is placed between the lower plate 26 and the bottom 12 of the injection chamber held in a press fit and thus seals the inlet for the to be treated Milk off. A similar annular packing 29 is located between the top plate 27 and the Lid 16 and forms a seal for the outlet opening of the sterilized milk. The packing 28 and 29 can also consist of polytetrafluoroethylene.
Auf einer Seite jeder Scheibe 22, im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der oberen Seite, ist eine Vielzahl von parallelen, sehnenartig vom Umfang der Schei-On one side of each disk 22, in the illustrated embodiment on the upper side, there is a plurality from parallel, tendon-like from the circumference of the
be 22 bis zur zentralen Öffnung 24 verlaufenden Kanälen 30 eingeformt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede Scheibe 22 acht Kanäle 30 auf, die in zwei Gruppen zu je vier Kanälen unterteilt sind. Die beiden Gruppen sind dabei so angeordnet, daß sie mit diametral gegenüberliegenden Bereichen der zentralen öffnung 24 in Verbindung stehen. Dadurch wird die Turbulenz der durch den Durchgang nach oben fließenden Flüssigkeit erhöhtbe 22 up to the central opening 24 extending channels 30 are formed. In the illustrated embodiment each disc 22 has eight channels 30 which are divided into two groups of four channels each. The two Groups are arranged so that they have diametrically opposed areas of the central opening 24 related. This causes the turbulence to flow up through the passage Fluid increased
Die Scheiben 22 werden durch die zwischen den Platten 26 und 27 gehaltenen Bolzen 25 zusammengedrückt Im Betrieb wird die zu sterilisierende Milch nach oben durch den zentralen Durchgang gepumpt Durch die öffnung 11 wird unter Druck stehender Dampf in den den Scheibenstapel auf allen Seiten umgebenden Zwischenraum 23 geleitet, der durch die Kanäle 30 in die zu behandelnde Milch injiziert wird und in dieser eine Turbulenz erzeugt Der Dampf kondensiert in der Milch und wärmt diese dabei auf eine Temperatur auf, bei der diese sterilisiert wird. Durch die gleichzeitig hervorgerufene erhöhte Turbulenz wird die Sterilisierung gefördert The discs 22 are through the between the plates 26 and 27 held bolt 25 pressed together During operation, the milk to be sterilized is upwards pumped through the central passage. Through the opening 11, pressurized steam is pumped into the guided the stack of discs on all sides surrounding space 23, which through the channels 30 in the to treated milk is injected and creates turbulence in it. The steam condenses in the milk and warms it up to a temperature at which it is sterilized. By the simultaneously evoked increased turbulence promotes sterilization
Die sterilisierte Milch gelangt über die Aus!r,Qleiiung 3 in den Vakuumkühler 4, der das Wasser wieder entfernt, das bei der Sterilisierung der Milch durch die Kondensation des Dampfes in die Milch eingeführt worden ist. In der Auslaßleitung 3 und in dem zentralen Durchgang durch die Scheiben 22 wird der Druck mittels einer Drosselscheibe 31 aufrechterhalten, die ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen besteht und an einer Verbindungssteile 32 der Auslaßleitung 3 in der Nähe des Vakuumkühlers 4 gehalten ist Die Drosselscheibe 31 weist eine zentrale öffnung 33 auf, durch welche die Milch in den Kühler eintrittThe sterilized milk comes through the Aus! r , conduction 3 into the vacuum cooler 4, which removes the water that was introduced into the milk during the sterilization of the milk by the condensation of the steam. In the outlet line 3 and in the central passage through the disks 22, the pressure is maintained by means of a throttle disk 31, which is also made of polytetrafluoroethylene and is held on a connecting part 32 of the outlet line 3 near the vacuum cooler 4. The throttle disk 31 has a central opening 33 through which the milk enters the cooler
Da die Scheiben 22 aus einem »nicht-klebenden« Material bestehen, bilden sich auf diesen praktisch keine Ablagerungen der behandelten Produkte. Bisher war dies ein erhebliches Problem, wenn man Dampfinjektoren mit hochpolierten Scheiben aus rostfreiem Stahl verwendet hat Es hat sich nämlich herausgestellt, daß Produktablagorungen, insbesondere Milch, auf solchen Scheiben aus rostfreiem Stahl bereits nach einigen Betriebsstunden auftreten. Diese Ablagerungen verbrennen bei der Wärmebehandlung, so daß die Milch verunreinigt wird und einen verbrannten Geschmack annimmt Die Kanäle aufweisenden Scheiben des Dampfinjektors führen also nicht nur zu eiri2r Steigerung der Sterilisierungswirksamkeit, sondern sie vermeiden auch das Problem der Milchverunreinigung durch verbrannte Teilchen, da Scheiben verwendet werden, die aus »nicht-klebrigen« Material bestehen.Since the discs 22 are made of a "non-adhesive" material exist, practically no deposits of the treated products will form on them. So far it was This is a significant problem when considering steam injectors with highly polished stainless steel disks It has been found that product deposits, in particular milk, on such Stainless steel discs appear after a few hours of operation. These deposits burn up during the heat treatment, so that the milk becomes contaminated and takes on a burnt taste The disks of the steam injector that have channels thus not only lead to an increase in the Sterilization effectiveness but also avoid the problem of milk contamination from scalded ones Particles, as discs made of "non-sticky" material are used.
Es hat sich herausgestellt, daß der Dampfinjektor in einer Anlage· zur Sterilisierung von Milch zum Zwecke der Erreichung einer langen Haltbarkeit 70 bis 80 Stunden ununterbrochen betrieben werden kann und daß die Qualität des behandelten Produktes während dieser langen Betriebszeit gleichmäßig gut bleibt, ohne daß sich eine Spur einer Verunreinigung durch verbrannte Partikel zeigt.It has been found that the steam injector in an installation for the sterilization of milk for the purpose of the achievement of a long shelf life 70 to 80 hours can be operated continuously and that the The quality of the treated product remains consistently good during this long period of operation, without any shows a trace of burned particulate contamination.
Der Dampfinjektor kann selbstverständlich auch zur Sterilisierung anderer Flüssigkeiten verwendet werden, beispielsweise von Tomaten- oder Fruchtsäften. Auch die Wärmebehandlung anderer körniger oder pulverförmiger Produkte ist möglich, beispielsweise von Gemüseschnitzeln oder gemahlenen Lebensmitteln.The steam injector can of course also be used to sterilize other liquids, for example from tomato or fruit juices. Also the heat treatment of other granular or powdery ones Products is possible, for example from vegetable schnitzel or ground food.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (1)
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