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Vorrichtung zum Pasteurisieren von Milch - Die Erfindung bezieht ,sich.
auf sogenannte Plattenpasteurisierapparate, -d. h: Milcherhitzer, - bci denen die
Wärmeaustauschelemente von einer Anzahl Platten gebildet werden, -zwischen denen
-in abwechselnden Schichten die zu entkeimende Milch und das zum Erhitzen dienende
Heizmittel, Heißwasser oder Dampf, auf den Plattenoberflächen -ausgebil-.dete Kanäle
.durchströmen. -Es ist- bereits bekannt, derartige Milcherhitzer mit einem zweiten.
ähnlichen Plattenpaket zu vereinigen, das von der erhitzten Milch und -im Gegenstrom
dazu von der noch zu erhitzenden Rohmilch durchströmt wird. Die Anordnung dieses
zweiten Plattenpaketes hat den Zweck, mittels der Rohmilch die erhitzte Milch zurückzukühlen
bzw. mittels der -dieser innewohnenden Wärme die Rohmilch vorzuwärmen.-Es ist auch
bereits vorgeschlagen, Wärmeaustauscher für -derartige Zwecke_ aus senkrecht
angeordnetenTlatten zusammnzusetzen und dabei eine Gruppe von Platten als Pasteurisiervorrichtung
und eine andere Gruppe als Vorwärmer bzw. Vorkühler zu benutzen. Nach diesen Vorschlägen
sind jedoch die einzelnen -Plattengruppen oder Plattenpakete nicht gesondert -zugänglich,
-was für den Betrieb und insbesondere die regelmäßig vorzunehmende Reinigung - sehr
nachteilig ist. Andererseits sind derartige Erhitzer .mit in einer Reihe aufeinanderfolgenden
Plattenpäketen vielfachen- Betriebsstörungen insofern pnterworfenx as;zich in=den;Strömungskanälen
infolge der im Erhitzer und Vorwärmer ausgetriebenen Luft und Gase Luftsäcke - bilden.
Während nun waagerechte .Platten naturgemäß übereinander angeordnet werden und es-
daher auch naheliegend ist, das Vorwärmerpaet über dem Erhitzerpaket, an--zuordnen,
kann bei senkrechten Platten das Vorwärmerpaket nicht ohne weiteres äuf-das Erhitzerpaket
aufgesetzt werden.-- Dorngegenüber - ist Gegenstand - der Erfiri-.Jung eine. mit
einem Vörwärmer versehene Vorrichtung, insbesondere zum Pasteurisieren von Milch,
die sich dadurch auszeichnet, däß die aus senkrechten Platten bestehenden Vorwärmerelementen
über denErhitzerelementen, die gleichfalls von senkrechten Platten- gebildet werden,
angeordnet und die Kanäle und Leitungen in und zwischen beiden Vorrich-_tüngen so
ausgebildet sind, daß. die sich -erhitzende bzw. die erhitzte, zum Vorwärmen benutzte
Milch beide Vorrichtungen nacheinander-in ständig aufsteigendem Strome durchläuft.
Bei. einer solchen Ausbildung der Vorrichfung ist das Entstehen von Luftsäcken auf
dem ganzen Wege der Milch von dem Eintritt in- das Erhitzerpaket-bis zum- Austritt
aus dem- Vorwärmerpäket ausgeschlossen, da-.die aus- der Milch ausgetriebenen Luft-
und Gasmengen @vön dieser. in den Strden- ömungskanälen mitgerissen werden und an
- nach oben führenden .IJmlenkstellexi.aufsteigen -können. Hierdurch werden- .Betriebsstörungen
- vor- -inieden, und-die. Schaumbildung wird wesentlich- vermindert: -^ " _ .. .
Die
Erfindung erstreckt sich auch auf ein zum Tragen des Erhitzerpaketes und des Vor--wärmerpaketes
dienendes Gestell, das es ermöglicht, die aus senkrechten Platten bestehenden Plattenpakete
übereinander anzuordnen. Dieses Gestell ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet,
so daß es aus zwei aufeinanderzusetzendmi geschlossenen Rahmen besteht. Diese Ausbildung
des Gestelles hat den Vorteil, daß es auch für geringere Leistungen und ohne Vorschaltung
eines. Vorwärmers benutzt werden kann, indem man den oberen Rahmen fortläßt. Die
Zu- und Abflußleitungen für die Plattenpakete sind dabei zweckmäßig in das Gestell
hinein verlegt, so daß die Anschlüsse für die Plattenpakete in den am Gestell unmittelbar
anliegenden Platten vorgesehen sein können. Hierbei ist es möglich, die Plattenpakete
zu öffnen und zu reinigen, ohne daß die Anschlußrohrleitungen gelöst zu werden brauchen.
Insbesondere für das Erhitzerpaket, das häufig gereinigt werden muß, bedeutet dies
einen weiteren erheblichen technischen Fortschritt.
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Zwischen dem unteren Erhitzerpaket und dem oberen Vorwärmerpaket wird
erfindungsgemäß ein an sich bekanntes Verweilergefäß angeordnet, das ganz oder teilweise
in das Gestell verlegt werden kann. Dieses Verweilergefäß stellt eine Sicherheitseinrichtung
insofern dar, als dadurch die Milch eine bestimme kurze Zeit auf der zur Abtötung
gewisser Bakterien erforderlichen Temperatur gehalten wird. Gleichzeitig wird dadurch
erreicht, daß die Milch in bezug auf die durch gesetzliche Bestimmungen vorgeschriebene
Kontrolle reaktionsfähig wird. Dabei ergibt sich eine Anordnung, in der der obere
Anschluß der Erhitzerplatte und der untere Anschluß derVorwärmerplatte auf verschiedenen
Seiten des Gestelles liegen, was gleichzeitig den Vorteil hat, daß für Erhitzer
und Vorwärmer im wesentlichen das gleiche Plattenmodell benuzt werden kann.
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Bei.einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
ist das Gestell derartig ausgebildet, daß es auf seiner einen Seite das Erhitzerpaket
und das Vorwärmerpaket und auf seiner anderen Seite je ein aus einzelnenPlatten
sich zusammensetzendes Heißwasserpaket undKühlerpaket Übereinander angeordnet trägt.
Dabei dient das Heißwasserpaket dazu, im Wärmeaustausch gegen Dampf das Heißwasser
für das Milcherhitzerpaket zu erzeugen, während in dem Kühlerpaket die erhitzte
Milch, nachdem sie bereits im Vorwärmerpaket einen Teil ihres Wärmeinhaltes an die
Rohmilch abgegeben. hat, in der üblichen Weise zurückgekühlt wird. Insbesondere
diese einfache und -gedrängte Erhitzerbauart, bei der das Gestell insgesamt vierWärmeaustauscherpakete
trägt, von denen je zwei übereinander angeordnet sind, hat sich als außerordentlich
-zweckmäßig erwiesen, um die für eine Erhitzeranlage erforderlichen Wämeaustauschvorrichtungen,
auch wenn diese für große Leistungen bestimmt sind, auf einem sehr kleinen Raum
unterzubringen.
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Bei der Anordnung von Wärmeaustauschpaketen auf beiden Seiten eines
Gestelles werden nach der Erfindung vorzugsweise die einander entsprechenden Anschlüsse
zweier gegenüberliegender Pakete so angeordnet, daß ihre Verbindung unmittelbar
durch das Gestell hindurch erfolgt und besondere Rohrleitungen vermieden werden.
Dadurch wird der ganze Erhitzer erheblich vereinfacht und verbilligt und erhält
einen geschlosseneren Aufbau, bei dem zahlreiche vorstehende Teile und lange Rohrleitungen
in Fortfall kommen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. r und = zeigen in der Ansicht von vorn und von der Seite das Gestell
mit den vier daran angeordneten Plattenpaketen; Abb. 3 und 4 veranschaulichen an
zwei in der Ansicht dargestellten übereinander angeordneten und miteinander, in
Wirkungsverbindung stehenden Platten, von denen die untere zu dem Erhitzerpaket
und die obere zu dem Vorwärmerpaket gehört, den Weg - der sich in ständig aufsteigendem
Strome bewegenden, zu erhitzenden bzw. erhitzten Milch und der auf der Plattenrückseite
im Gegenstrom geführten Rohmilch bzw. des Heizwassers; Abb. 5 zeigt im Schnitt eine
Anzahl aneinandergelegter, doppelseitig ausgebildeter Platten mit den üblicher-,veise
zwischengelegten Blechen; Abb. 6 zeigt eine Einzelheit.
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Das die verschiedenen Wärmeaustauschv orrichtungen tragende Gestell
(Ahb. z und 2) besteht aus denn Sockel r, dem unteren Rahmenteil 2 und dem oberen
Rahmenteil 3. Die drei Teile können mit entsprechend angeordneten Flanschen o. dgl.
durch Verschraubung miteinander verbunden werden. Der untere Rahmenteil e trägt
den eigentlichen Milcherhitzer 4 und den Heißwassererzeuger 5, während an dem oberen
Rahmenteil 3 der Vorwärmer 6 und der Kühler 7 angebracht sind.
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Die kalte Milch (Rohmilch) tritt bei 8 in den Vorwärmer ein (Abb.
z), durchströmt diesen sich allmählich erwärmend in der Richtung von oben nach unten,
wobei wegen der noch geringen Temperatur Störungen nicht zu befürchten sind, und
tritt bei 9 wieder aus, um durch eine nicht dargestellteVerbindungsleitang bei ra
in den unten angeordneten Einlaßstutzen des Erhitzers 4 einzutreten. Diesen
durchströmt
die Milch in aufsteigendem Strome, wobei sie durch im Gegenstrom geführtes Heißwasser
erhitzt wird, tritt bei i i durch den Krümmer 1.2 in die das Verweilergefäß bildende
Verbindungsleitung 13 ein, die mittels des Krümmers 14 an den unteren Einlaßstutzen
15 des Vorwärmers angeschlossen ist, worauf sie auch den Vorwärmer in der Richtung
von unten nach oben durchströmt und durch die im Gegenstrom geführte Rohmilch rückgekühlt
wird. Von dem oberen Austrittsstutzen 16 des Vorwärmers kann die Milch entweder
einem beliebigen Kühler zugeführt werden, in dem das endgültige Kühlen erfolgt,
oder sie tritt unmittelbar und auf kürzestem Wege, z. @B. durch eine Äusnehmung
des Gestelles hindurch, in den auf der Rückseite des Vorwärmers angeordneten Kühler
7 ein.
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Wie Abb. 6 veranschaulicht, ist zweckmäßig oben am Austrittsstutzen
16 des Vorwärmerpaketes ein Entlüftungs- bzw. Entgasungsventil angebracht, das beispielsweise
aus einem Hähnchen 32 besteht, an das eine Entgasungsleitung 33 angeschlossen werden
kann.
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In ähnlicher Weise wie die Rohmilch im Vorwärmer im Gegenstrom zu
der aufsteigenden Milch wird in dem Erhitzer das Heizmittel, Dampf oder heißes Wasser,
im Gegenstrom geführt, indem man es bei 18 eintreten und bei i9 wieder austreten
läßt, von wo es fortgeleitet oder dem Wasserkasten i zugeführt werden kann. Benutzt
man Heißwasser zum Erhitzen, so wird dieses zweckmäßig in dem an dem gemeinsamen
Gestell anzubringenden Heißwassererzeuger 5 hergestellt, der in ähnlicher Weise
wie die übrigen Wärmeaustauschvorrichtungen aus einer Anzahl aneinandergelegter
und miteinander verspannter Platten 2o besteht. Zum besseren Verständnis sind in
der Zeichnung am Gestell besondere Anschlußstutzen 18 und i9 für Heißwassereinlaß
und -auslaß dargestellt, obwohl diese fortfallen können. Da die Heißwasserauslaßbohrung
des Paketes 5 und die Heißwassereinlaßbohrung des Paketes 4 sich auf entgegengesetzten
Seiten des Gestelles decken, das Heißwasser also unmittelbar vom Heißwasserpaket
in das 'Erhitzerpaket durch das Gestell hindurch eintreten kann, so ist eine besondereVerbindungsleitung
überhaupt nicht erforderlich. Ebenso kann der Austrittsstutzen i 9 fortgelassen
werden, wenn man das aus dem Erhitzerpaket austretende Wasser durch das Gestell
hindurch ohne weiteres in den als Sockel des Gestelles ausgebildeten Wasserkasten
i fallen läßt, aus welchem es durch den Anschluß 31 eine nicht dargestellte Umwälzpumpe
zwecks wiederholter Verwendung im Dampf-Wasser-Paket 5 absaugt. Der Wasserkasten
i wird zweckmäßig reit einem Überlauf 30 versehen.
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Die Ausbildung der Platten, die es ermöglicht, die Milch sowohl durch
den Erhitzer als durch den Vörwärmer in ständig aufsteigendem Strome zu 'führen
und auf diese Weise die Bildung von Luftsäcken zu vermeiden, ist aus den Abb. 3
und 4 zu ersehen. Die dargestellten Platten 2o-sind in an- sich bekannterWeise beiderseitig
mit Abgrenzungsleisten 17 versehen, von denen die Strömungskanäle gebildet werden.
Zur besseren Abdichtung können in an sich bekannter Weise in die Abgrenzungsleisten
Gummidichtungen 2od eingebettet werden. Zwischen je zwei Platten 20 ist ein dünnes
Blech 22, eingelegt, durch welches- in erster Linie der Wärmeaustausch erfolgt.
Der Weg, den die Milch zwischen Platte und Blech durchläuft, ist durch Einlaß io
und Auslaß ii der Erhitzerplatte sowie Einlaß i5 und Auslaß 16 derVorwärmerplatte
bedingt und an- Hand der eingezeichneten Pfeile zu verfolgen. Auch Einlaß 8 und
Auslaß 9 für die Rohmilch bzw. vorgewärmte Milch sowie Einlaß 18 und Auslaß i9 für
das ,Heißwasser sind-in den Abb. 3 und 4 dargestellt. Die auf der Rückseite der
Platten verlaufenden Kanäle für diese beiden Austauschmedien decken sich genau mit
den von- der ;Milch durchströmten, abgesehen von den an den Anschlüssen vorgesehenen
schrägverlaufenden Verbindungen.
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Der Heißwassererzeuger 5 und der Kühler 7 sind vorzugsweise ebenfalls
aus Platten entsprechend den Abb. 3 und 4 zusammengebaut, und zwar durchströmt beispielsweise
die bereits im Vorwärmer rückgekühlte, pasteurisierte Milch den Kühler in der Richtung
von oben nach unten im Gegenstrom zu dem von unten nach oben strömenden Kühlwasser.
Dabei kann die aus dem Vorwärmer bei 16 austretende Milch ohne weiteres durch einen
kurzen nicht dargestellten Krümmer oder durch das Gestell hindurch in den Kühler
eintreten. Im Heißwassererzeuger 5 erhitzt sich das von der Umwälzpumpe geförderte,
vorher im Erhitzerpaket 4 verwendete und daher noch verhältnismäßig warme Wasser
an dem in den benachbarten Plattenzwischenräumen geführten Dampf. Das fertige Heiß-Wasser
tritt dann ebenfalls durch einen Krümmer oder durch eine kurze Rohrleitung in den
Heißwasserstutzen 18 des Erhitzers ein.
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Alle vier Wärmeaustauschvorrichtungen 4, 5, 6 und 7 können im wesentlichen
in der gleichen Weise ausgeführt werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß es
zweckmäßig ist, die doppelseitigen Platten 2o des Erhitzerpaketes 4 auf einer Seite
mit breiteren Plattenzwischenräumen 23 für das Heißwasser; auf der anderen mit schmaleren
Räumen 24 für
die Milch auszubilden, da man für einen günstigen
Erhitzerwirkungsgradetwa die doppelte Menge Heißwasser an einer bestimmten Menge
Milch vorbeiführen muß.
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Die Platte 2o sowie die dazwischen zu legenden Bleche 22 sind mit
Bohrungen 27a
versehen, mit denen sie auf an dem Gestell anzubringenden Führungsstiften
geführt werden.
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Es. versteht sich von selbst, daß die beschriebene Vorrichtung nicht
nur als Pasten risieräppärat zum Entkeimen von Milch, sondern auch zum Erhitzen
anderer Flüssigkeiten Verwendung finden kann, bei denen ebenfalls die Anordnung
des Vorwärmers über dem Erhitzer den Vorteil hat, däß die etwa ausgetriebenen Luft-
oder Gasmengen keine Luftsäcke bilden können und demgemäß nicht zu Betriebsstörungen
führen.