DE3641751A1 - Verfahren zum betreiben einer erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren endtemperaturen - Google Patents
Verfahren zum betreiben einer erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren endtemperaturenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Erhitzungsanlage
mit variabel einstellbaren Endtemperaturen der
wärmebehandelten Flüssigkeiten, vorzugsweise Milch, die in
einem Wärmetauscher, bestehend aus ein oder mehreren Wärmerückgewinnungssektionen,
einer Erhitzersektion mit einem
Heißwasserkreislauf, einer Heißhaltesektion und einer Kühlsektion
mit Eiswasserkreislauf, erhitzt und nach dem Erhitzen
auf die jeweils geforderte Endtemperatur gekühlt wird.
Bekannt sind Verfahren zum Erhitzen bzw. Pasteurisieren von
Flüssigkeiten, wie Milch, Most usw., deren dazugehörige Vorrichtung
zur Durchführung des Erhitzungsverfahrens aus einem
Wärmetauscher mit den Sektionen, wie Wärmerückgewinnungs-,
Erhitzer-, Heißhalte- und Kühlsektionen besteht. Bei diesem
Verfahren wird die Flüssigkeit nach Durchlaufen der Wärmerückgewinnungssektion
in der Erhitzersektion durch im Gegenstrom
fließendes Heißwasser oder Dampf auf die Erhitzungs- bzw.
Pasteurisierungstemperatur erhitzt und nach dem darauffolgenden
Durchströmen der Heißhaltesektion in der Kühlsektion
mittels Eiswasser auf die geforderte Endtemperatur von ca.
4°C gekühlt. Wird diese so behandelte Flüssigkeit für verschiedene
Einsatzzwecke mit unterschiedlichen Endtemperaturen
benötigt, so ist eine nachfolgende Einstellung mittels eines
gesonderten Wärmetauschers auf die jeweilige Verarbeitungstemperatur
für die Weiterverarbeitung erforderlich. Der Nachteil
dieses Verfahrens besteht also darin, daß mit dieser bekannten
Vorrichtung immer nur ein und dieselbe Endtemperatur
der Flüssigkeit nach der Wärmebehandlung erreicht werden kann.
Da jedoch in vielen Betrieben, z. B. in Käsereien, je nach
Einsatzzweck, wärmebehandelte Milch mit unterschiedlichen
Weiterverarbeitungstemperaturen benötigt wird, wurde nach
der DE 29 32 494 ein Verfahren zur Erhitzung und Kühlung
von Milch und flüssigen Milchprodukten und Rückgewinnung der
Wärme bekannt, bei dem die gewünschten variablen Weiterverarbeitungstemperaturen
dadurch erreicht werden, daß ein Teil
der erhitzten Milch unter Umgehung des Rückflusses im Wärmetauscher
der abgekühlten Milch wieder zugeführt wird. Nach
diesem Verfahren wird nach Verlassen der Heißhaltesektion
vom Rückfluß ein Teilstrom von dem normalen Milchstrom abgezweigt.
Dieser Teilstrom wird, während der normale Milchstrom
wie bisher über die Wärmerückgewinnungssektionen und
Kühlsektionen den Wärmetauscher durchströmt, über eine Umgehungsleitung
zu einem Mischventil geleitet. In diesem
Mischventil wird der nach Verlassen der Heißhaltesektion abgezweigte
Teilstrom dem die Kühlsektion verlassende Normalstrom
in einem der Endtemperatur entsprechendem Verhältnis
zugemischt.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es beim
Mischen von heißen und kalten Medien zur Schädigung der
Milcheiweißstruktur kommen kann, was einen wesentlichen
Qualitätsmangel der wärmebehandelten Milch darstellt. Aus
diesem Grunde wurde nach dem bekannten Verfahren vorgeschlagen,
den abgezweigten heißen Teilstrom vor dem Zumischen im
Mischventil mittels eines weiteren Wärmetauschers zu kühlen,
was jedoch zu einer Erhöhung der Anlagenkosten führt.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß für die Abzweigung des Teilstroms der die Heißhaltesektion
verlassenden Milch und die Zuführung zum Mischventil
eine Umgehungsleitung und Ventile benötigt werden,
die auch bei Nichtbenutzung, d. h. bei normalem Milchdurchfluß
auf die tiefste Kühltemperatur, steril gehalten werden
müssen, da sich sonst in diesem Bereich Bakterien entwickeln
können. Diese Gefahr ist um so größer, wenn man berücksichtigt,
daß vorwiegend die Anlage für Trinkmilch, d. h. im Normalbetrieb
arbeitet. Um die Sterilität der gesamten Anlage zu
gewährleisten, muß zu dem allgemein üblichen automatisierten
Reinigungskreislauf eine vom Bedienungspersonal abhängige
Reinigung der Umgehungsleitung erfolgen, da sich auf Grund
des geringen Bedarfs an wärmebehandelter Milch mit unterschiedlichen
Endtemperaturen ein getrennter automatisierter
Verfahrens- und Reinigungsablauf nicht rentiert.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben
einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren
Endtemperaturen zu entwickeln, welches Qualitätsmängel des
Verarbeitungsproduktes ausschließt, den Reinigungs- und
Wartungsaufwand senkt und die Gefahr der Reinfektion beseitigt
bei niedrigen Verfahrens- und Anlagenkosten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Erhitzungsanlage
so zu betreiben, daß beim Durchfluß des gesamten Flüssigkeitsstromes
die Erreichung von unterschiedlich variabel
einstellbaren Endtemperaturen garantiert wird, und gleichzeitig
durch eine normale vollautomatisierte Reinigung die
Gefahr der Reinfektion beseitigt ist.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Teilstrom
des Heißwassers des Heißwasserkreislaufs der Erhitzersektion
in die Kühlsektion des Wärmetauschers nach Abschalten des
Eiswasserzu- und -ablaufs geleitet wird, der die rückfließende
Flüssigkeit im Gegenstrom nachwärmt und nach Durchströmen
der Kühlsektion dem Heißwasserkreislauf wieder zugeführt wird.
Die Größe des Teilstroms wird dabei in Abhängigkeit von der
geforderten Endtemperatur der Flüssigkeit geregelt. Durch die
Verwendung eines Teilstromes zum Nachwärmen der Flüssigkeit
in der Kühlsektion durchströmt der gesamte Flüssigkeitsstrom
den Wärmetauscher und verläßt ihn mit der jeweils geforderten
eingestellten Endtemperatur, ohne daß es zu störender Beeinflussung
des Verarbeitungsproduktes und damit zu Qualitätsmängeln
kommen kann.
Es kann also durch das erfindungsgemäße Betreiben der Erhitzungsanlage
jede Endtemperatur des Verarbeitungsproduktes,
die für den nachfolgenden Herstellungsprozeß erforderlich ist,
eingestellt werden, indem entsprechend dieser geforderten Endtemperatur
die jeweilige Größe des vom Heißwasserkreislauf abgezweigten
Teilstromes eingestellt wird.
Die Erfindung wird anhand der dargestellten Zeichnung näher
erläutert.
Die Zeichnung stellt eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens zum Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel
einstellbaren Endtemperaturen im spez. Ausführungsbeispiel
von Milch dar. Es kann jedoch auch jede andere Flüssigkeit
nach diesem Verfahren wärmebehandelt werden.
Die Vorrichtung besteht aus einem Wärmetauscher 1 mit den
Wärmerückgewinnungssektionen 2, der Erhitzersektion 3 mit
dem Heißwasserkreislauf 6, der Heißhaltesektion 4 und der
Kühlsektion 5 mit dem Eiswasserkreislauf.
Der Heißwasserkreislauf 6 besteht aus der Heißwassermischbatterie
7 mit dem Dampf- oder Heißwasserzulauf 11 und der
Umwälzpumpe 8. Vom Eiswasserkreislauf der Kühlsektion 5 ist
in der Zeichnung lediglich der Eiswasserzulauf 12 und der
Eiswasserablauf 13 mit den dazugehörigen Ventilen dargestellt.
Die Rohmilch tritt in die Wärmerückgewinnungssektionen 2 ein
und erwärmt sich im Gegenstrom zum Rückfluß der Milch. Danach
tritt sie in die Erhitzersektion 3 ein und wird im Gegenstrom
mittels des Heißwassers auf die Erhitzungs- bzw. Pasteurisierungstemperatur
erhitzt und in der nachfolgenden Heißhaltesektion
4 für die Keimabtötung heiß gehalten. Nach Verlassen
der Heißhaltesektion 4 und dem Durchgang durch die Wärmerückgewinnungssektionen
2 durchströmt die Milch die Kühlsektion 5.
Im Normaldurchlauf wird die Milch in der Kühlsektion 5 mittels
Eiswasser auf eine Temperatur von ca. 4°C gekühlt. Werden für
die Weiterverarbeitung höhere Verarbeitungstemperaturen benötigt,
dann wird erfindungsgemäß im Heißwasserkreislauf 6 nach
der Heißwasserumwälzpumpe 8 mittels des Ventils 9 über eine
Heißwasserzulaufleitung 10 Heißwasser abgezweigt. Nach Schließen
des Eiswasserzulaufs 12 und des Eiswasserablaufs 13 wird dieser
Teilstrom des abgezweigten Heißwassers anstelle des Eiswassers
durch die Kühlsektion 5 zur Nachwärmung der Milch geleitet. Die
Größe des Teilstromes des abgezweigten Heißwassers wird mittels
Ventil 9 in Abhängigkeit von der geforderten Höhe der Endtemperatur
der Milch geregelt. Nach Verlassen der Kühlsektion 5 wird
der Teilstrom des Heißwassers der Heißwassermischbatterie 7 und
damit dem Heißwasserkreislauf 6 der Erhitzersektion 3 wieder
zugeführt. Der Vorteil dieses Verfahrens zum Betreiben einer
Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren Endtemperaturen der
Flüssigkeiten, vorzugsweise der Milch, besteht darin, daß bei
Benutzung der allgemein bekannten Erhitzungsanlagen die gleiche
Anlage für variabel einstellbare Endtemperaturen der Milch eingesetzt
werden kann, ohne daß eine nachträgliche Wärmebehandlung
erforderlich ist, bzw. eine Mischung der Milch unterschiedlicher
Temperaturen erfolgen muß und somit sowohl Verfahrens- und Anlagenkosten
niedrig gehalten werden, als auch Qualitätsmängel
der wärmebehandelten Milch durch Vermeidung einer Schädigung
der Milcheiweißstruktur ausgeschlossen werden. Desweiteren
wird durch die Realisierung der variabel einstellbaren Endtemperaturen
der wärmebehandelten Milch über die spezielle
Leitung des Heißwassers erreicht, daß alle milchdurchfließenden
Kanäle, d. h. der gesamte Wärmetauscher in bekannter Weise im
automatisierten Reinigungsverfahren gereinigt werden kann, ohne
daß ein Teil der milchdurchfließenden Kanäle manuell nachgereinigt
und überwacht werden müssen, so daß die Gefahr der Reinfektion
beseitigt ist.
- Aufstellung
der verwendeten Bezugszeichen der Erfindung "Verfahren zum
Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren
Endtemperaturen"
1 Wärmetauscher
2 Wärmerückgewinnungssektionen
3 Erhitzersektion
4 Heißhaltesektion
5 Kühlsektion
6 Heißwasserkreislauf
7 Heißwassermischbatterie
8 Umwälzpumpe
9 Ventil
10 Heißwasserzulaufleitung
11 Dampf- oder Heißwasserzulauf
12 Eiswasserzulauf
13 Eiswasserablauf
Claims (1)
- Verfahren zum Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren Endtemperaturen der wärmebehandelten Flüssigkeiten, vorzugsweise Milch, die in einem Wärmetauscher, bestehend aus ein oder mehreren Wärmerückgewinnungssektionen, einer Erhitzersektion mit einem Heißwasserkreislauf, einer Heißhaltesektion und einer Kühlsektion mit Eiswasserkreislauf, erhitzt und nach dem Erhitzen auf die jeweils geforderte Endtemperatur gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Heißwassers des Heißwasserkreislaufes (6) der Erhitzersektion (3) in die Kühlsektion (5) des Wärmetauschers (1) nach Abschalten des Eiswasserzulaufes (12) und Eiswasserablaufes (13) geleitet wird, der die rückfließende Flüssigkeit im Gegenstrom nachwärmt und nach Durchströmen der Kühlsektion (5) dem Heißwasserkreislauf (6) wieder zugeführt wird, wobei die Größe des Teilstromes in Abhängigkeit von der geforderten Endtemperatur der Flüssigkeit geregelt wird.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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NL8105524A (nl) * | 1981-12-08 | 1983-07-01 | Stork Amsterdam | Werkwijze en installatie voor het toepassen van een regelbare warmtewisseling in een regeneratieve warmtewisselaar. |
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- 1986-12-22 CS CS869640A patent/CS964086A1/cs unknown
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DE4025570A1 (de) * | 1990-04-06 | 1991-10-10 | Gerd Dipl Ing Rieken | Vorrichtung zum pasteurisieren von fluessigkeiten, insbesondere milch |
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MASCHINENFABRIK KYFFHAEUSERHUETTE ARTERN GMBH, O-4 |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KYFFHAEUSER MASCHINENFABRIK ARTERN GMBH, 06556 ART |
|
8141 | Disposal/no request for examination |