DE3519854C1 - Vorrichtung zum Mischen und/oder Homogenisieren eines fliessfaehigen Gutes,insbesondere einer Creme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und/oder Homogenisieren eines fließfähigen Gutes, insbesondere einer Creme, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspru­ ches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-OS 28 05 942 be­ kannt. Hierbei ist im Behälterboden mittig ein Teller orts­ fest angeordnet, der eine Zutrittsöffnung für die darunter befindliche Rotor/Stator-Anordnung aufweist. Zwischen dem Tellerrand und dem Behälterboden ist ein Ringspalt mit einem geringen Querschnitt vorgesehen. Dieser wirkt als Drossel­ öffnung. Außerhalb des Stators befindet sich eine Austritts­ öffnung, die über ein Absperrventil, einem Mehrwegehahn mit einer Umgehungsleitung zum Behälterinneren verbunden ist. Nachteilig ist, daß die Umpumpleistung infolge des als Dros­ sel wirkenden Ringspaltes verhältnismäßig gering ist. Die Homogenisierzeit wird dadurch unnötig vergrößert. Außerdem erlaubt diese bekannte Vorrichtung keine bestmögliche Reini­ gung. In den einen verhältnismäßig geringen Querschnitt auf­ weisenden, vom Ringspalt gebildeten Drosselöffnungen können Rückstände verbleiben, desgleichen auch im hahnförmigen Ven­ til im Rücklauf.

Die EP-Anmeldung 00 36 067 beschreibt eine Vorrichtung zum Mi­ schen und/oder Homogenisieren, bei der zwischen dem mittigen Bodenteil und dem anschließenden Behälterboden Ringspalte vorhanden sind, die mittels eines heb- und senkbaren Steuer­ ringes absperrbar sind. Zugleich öffnet dieser heb- und senkbare Steuerring einen Ausflußkanal. Auch hier weist der hebbare Steuerring große Friktionsflächen mit dem umgeben­ den Behälterteil auf, so daß eine bestmögliche Reinigung nicht gewährleistet ist. Außerdem bringt dieser Steuerring bei einer Dampfreinigungsphase infolge Wärmeausdehnung die Gefahr des Klemmens. Die hier auftretenden am Steuerring ausgebildeten doppelten Dichtungsflächen sind zudem in der Herstellung schwierig und verteuern dadurch die Vorrichtung unnötig.

Schließlich ist eine solche Vorrichtung auch durch die DE- PS 19 13 940 bekannt. Hierbei ist im Behälterboden mittig heb- und senkbar eine Misch- und Homogenisiervorrichtung mit einem Rotor und einem Stator sowie einem Abdeckteller mit konischer Zulauföffnung für das Gut vorgesehen. Unterhalb des Behälterbodens ist eine Auslaufkammer mit Auslauföffnung vorhanden. Der Rotor ist über eine Welle von einem unterhalb des Behälterbodens angeordneten Antriebsmotor angetrieben. Bei angehobener Misch- und Homogenisiervorrichtung und ange­ triebenem Rotor kann im Behälter zum Mischen bzw. Homogeni­ sieren eine Umwälzung des Gutes erfolgen. Das Gut strömt da­ bei über die Zulauföffnung des Abdecktellers dem Rotor zu, und wird von diesem über den Stator radial nach allen Rich­ tungen nach außen getrieben. Bei abgesenkter Misch- und Ho­ mogenisiervorrichtung befindet sich der Rand des Abdecktel­ lers im wesentlichen bündig mit dem Behälterboden. Das im Behälter befindliche Gut strömt vom Boden infolge der Schwerkraft über die Zulauföffnung dem Rotor zu, der das Gut radial über den Stator nach außen in die Auslaufkammer und von da zum Auslaufstutzen treibt. Während des Abströmens des Gutes wird es durch die Misch- und Homogenisiervorrichtung durchmischt bzw. homogenisiert. Nachteilig ist, daß die Misch- und Homogenisiervorrichtung zusammen mit einem Füh­ rungsgehäuse und dem daran angeflanschten Antriebsmotor für den Rotor heb- und senkbar angeordnet sein muß, was eine aufwendige Konstruktion erfordert. Zudem wird der zwischen dem Führungskörper und dem heb- und senkbaren Führungsge­ häuse vorhandene Ringspalt von dem zu behandelnden Gut be­ netzt. Die Reinigung dieses Ringspaltes ist schwierig. Zu­ rückbleibende Verunreinigungen erlauben keine sterile Homo­ genisierung bzw. Durchmischung verschiedener Güter.

Aus der DE-PS 32 02 915 ist es ferner bekannt, unterhalb des Behälterbodens raumfest einen Homogenisator anzuordnen. Die mittige Zulauföffnung zu diesem Homogenisator ist als Ventil mit einem heb- und senkbaren Ventilteller ausgebildet, der in Schließstellung bündig mit dem Behälterboden ist. Nach­ teilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, daß kein Um­ wälzbetrieb des Gutes innerhalb des Behälters möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs be­ schriebene Vorrichtung so zu verbessern, daß ihr Aufbau ver­ einfacht, eine Umwälzhomogenisierung bzw. -Durchmischung wie auch eine Durchflußhomogenisierung bzw. Durchmischung mög­ lich bleibt, und zudem eine sterile Behandlung des Gutes er­ reichbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sowohl das Homogeni­ sieren bzw. Mischen durch Umwälzen des Gutes im Behälter als auch das Mischen bzw. Homogenisieren beim Auslassen des Gutes aus dem Behälter in kürzester Zeit möglich ist. Dabei ist der Aufbau der Homogenisierungs- bzw. Mischungsvorrich­ tung vereinfacht. Es ist eine leichte und sichere Reinigung des Behälters sowie aller von dem Gut benetzter Flächen mög­ lich. Dadurch wird eine sterile Mischung bzw. Homogenisie­ rung auch von wechselnden Gütern in den Behältern möglich.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt der Misch- und Homogenisiervorrich­ tung im Durchflußbetrieb;

Fig. 2 einen Schnitt wie in Fig. 1 im Umwälzbetrieb;

Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 1 einer geänderten Ausführung.

Am Boden 1 eines Behälters 2 ist eine Misch- und Homogeni­ siervorrichtung 3 angebaut. Sie ist von üblicher Bauart. Sie besteht aus einem Rotor 4, der auf einer Welle 5 sitzt, welche in einem Lager 6 im Boden 1 des Behälters 2 gela­ gert ist. Die Welle 5 wird von einem Motor 7 angetrieben, der am Boden 8 eines Gehäuses 9 angeflanscht ist. Der Rotor 4 besitzt mehrere Arme 10, die über einen Kranz 11 verbun­ den sind, der nicht dargestellte Durchtrittsschlitze für das fließfähige Gut besitzt. Die Schlitze sind dabei im Kranz so ausgeformt, daß eine Austriebswirkung auf das fließfähige Gut ausgeübt wird.

Ferner besitzt die Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 einen Stator 12, der fest am Boden 1 des Behälters 2 be­ festigt ist. Er ist kranzförmig und umgibt den Rotorkranz 11. Er besitzt ebenfalls nicht dargestellte Schlitze für den Durchtritt des fließfähigen Gutes. Dem Rotor 4 kann von oben her über eine freie Öffnung 13 das fließfähige Gut zuflie­ ßen.

Dem Stator 12 der Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 ist ein haubenförmiger Teller 14 zugeordnet. Er besitzt eine mittige Öffnung 15 für den Stator 12. Der Tellerrand ist nach abwärts gezogen und liegt in der abgesenkten Stellung des Tellers 14 an der Wandung des Bodens 1 dichtend an.

Der Teller 14 ist mittels einer nicht dargestellten Hubvor­ richtung über mehrere Hubstangen 16, die um den Umfang des Tellers 14 verteilt sind und von denen nur eine dargestellt ist, heb- und senkbar. Die Hubstangen 16 sind dichtend durch den Boden 1 des Behälters 2 geführt.

Dem Stator 12 zugeordnet, außerhalb desselben, ist eine Ven­ tilöffnung 17 im Boden 1 des Behälters 2 angebracht. Diese Ventilöffnung 17 wird bei abgesenktem Teller 14 vom Teller­ rand übergriffen und abgedeckt. Die Ventilöffnung 17 ist durch einen Ventilteller 18, der mittels eines Ventilstößels 19 heb- und senkbar ist, verschließbar.

Unterhalb der Ventilöffnung 17 befindet sich eine Gehäuse­ kammer 20, an die ein schräg nach abwärts verlaufendes Ab­ flußrohr 21 angeschlossen ist, welches aus dem Gehäuse 9 nach außen austritt.

Die Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 arbeitet wie folgt: Bei der in Fig. 1 dargestellten, abgesenkten Stellung des Tellers 14 dichtet der Tellerrand gegen den Boden 1 des Behälters 2 ab. Das fließfähige Gut kann dem Rotor 4 über die Öffnung 13 in der angegebenen strichlierten Pfeilrich­ tung zufließen. Durch die Wirkung des rotierenden Rotors 4 wird das durch Schwerkraft zufließende, fließfähige Gut ra­ dial durch die Rotorschlitze und durch die Schlitze des fest­ stehenden Stators 12 hindurch nach außen getrieben. Es ge­ langt dabei zu der Ventilöffnung 17. Da der Ventilteller 18 in abgesenkter Stellung sich befindet, tritt das fließfähige Gut über das Abflußrohr 21 nach außen, z.B. zu einem nicht dargestellten Sammelbehälter aus.

Bei dieser Arbeitsweise findet während des Durchfließens des fließfähigen Gutes durch die Misch- und Homogenisier­ vorrichtung 3 eine sogenannte Durchflußdurchmischung und -Homogenisierung statt.

Bei der in Fig. 2 angehobenen Stellung des Tellers 14 tritt das fließfähige Gut über die Öffnungen 15 und 13 dem Rotor 4 der Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 zu. Da die Ven­ tilöffnung 17 durch den Ventilteller 18 verschlossen ist, wird das fließfähige Gut durch den rotierenden Rotor 4 durch die Schlitze des feststehenden Stators 12 radial nach außen und in der angedeuteten Pfeilrichtung vom Behälterboden 1 nach aufwärts getrieben. Es findet somit eine Umwälzdurch­ mischung bzw.-Homogenisierung statt.

Eine nicht dargestellte Steuervorrichtung sorgt dafür, daß der Antriebsmotor 7 nur dann eingeschaltet werden kann, wenn bei Durchflußdurchmischung bzw. -Homogenisierung der Teller 14 sich in abgesenkter Stellung befindet und der Ventilteller 18 die Offenstellung einnimmt.

Bei Umwälzdurchmischung bzw. Homogenisierung kann der An­ triebsmotor 7 nur eingeschaltet werden, wenn der Teller 14 angehoben ist und der Ventilteller 18 sich in Schließstel­ lung befindet.

Bei der geänderten Ausführung nach Fig. 3 ist der Behälter­ boden 1 in der Mitte gegenüber den Seitenrändern abgesenkt. Damit befindet sich auch der Rotorkranz 11 und der Stator 12, der fest am abgesenkten Bodenteil befestigt ist, gegen­ über dem Bodenrand 22 in abgesenkter Stellung.

Der Teller 14′ besitzt eine im wesentlichen ebene Form. In abgesenkter Stellung ist der konisch verlaufende Teller­ rand in abdichtender Lage gegenüber dem konischen Rand­ teil des Bodens 1.

Der Stator 12 besitzt an der Oberseite einen festen Ring 23, der die Oberseite des Kranzes 11 des Rotors 4 über­ greift. Gegen seine äußeren, konisch nach abwärts verlaufen­ den Flächen legt sich der innere Rand des Tellers 14 in abgesenkter Stellung dichtend an. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß der Boden 1 des Behälters 2 bei abgesenk­ tem Teller 14′ weitgehend eben ist. Dadurch wird die Reini­ gung des Behälters erleichtert und zudem vermieden, daß sich angrenzend an den haubenförmigen Teller 14 ein Gut­ rückstand bilden kann.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Mischen und/oder Homogenisieren eines fließfähigen Gutes, insbesondere einer Creme, mit einem Behälter für das Gut, mit einem Rotor und einem den Rotor außen umgebenden Stator, die im Bereich des Behälterbo­ dens ortsfest angeordnet sind, wobei das Gut vom Rotor angesaugt wird und nach außen durch den Stator getrieben wird, mit einer Austrittsöffnung für das Gut im Bereich des Behälterbodens radial außerhalb des Stators, mit ei­ ner Schließvorrichtung für die Austrittsöffnung, mit ei­ nem den Rotor, den Stator und die Austrittsöffnung über­ deckenden Teller, der eine Zulauföffnung für das Mischgut zur Rotor/Stator-Anordnung aufweist, und mit einem Ringspalt zwischen dem Tellerrand und dem Behälterboden, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (18) einen Ventilsitz und die Schließvorrichtung einen Ventil­ teller (18) aufweisen, daß eine Vorrichtung (16) zum He­ ben und Senken des die Austrittsöffnung überdeckenden Tellers (14) vorgesehen ist, daß der Ringspalt zwischen dem Tellerrand und dem Behälterboden (1) in der gehobenen Stellung des Tellers vorhanden ist und daß in abgesenkter Stellung des Tellers der Tellerrand gegen den Boden des Behälters (2) abgedichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) mit Stator (12) über dem Behälterboden (1) vorstehend angeordnet sind und der die Austrittsöffnung (17) überdeckende Teller (14) haubenförmig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (1) im Bereich des Rotors (4), des Sta­ tors (12) und der Austrittsöffnung (17) abgesenkt ausge­ bildet ist und der höhenbewegliche, ebene Ringteller (14′) mit der Ebene des Bodens (1) in abgesenkter Stel­ lung im wesentlichen bündig ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung für den Rotor­ antrieb (7), Ventilteller (18) und Teller (14, 14′) vor­ handen ist, derart, daß nur bei geöffnetem Ventil (17, 18) und abgesenktem Teller (14, 14′) oder bei geschlos­ senem Ventil (17, 18) und angehobenem Teller (14, 14′) der Rotorantrieb einschaltbar ist.