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Die
Erfindung betrifft eine Melkvorrichtung wie im Oberbegriff von Anspruch
1 beschrieben. Eine Melkvorrichtung dieses Typs ist aus
US 4,932,222 , Adam bekannt.
Der Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, dass die Kühlflüssigkeit
um die Milchleitung gepumpt werden muss, mit dem Resultat, dass
unnötige
Energie an die Kühlflüssigkeit
abgegeben wird, und als Konsequenz zusätzliche Kühlung erforderlich ist.
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Um
diesen Nachteil zu vermeiden ist die Vorrichtung wie im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 beschrieben konstruiert. Als Resultat wird die
Milch mit Kühlflüssigkeit
umgeben ohne dass zusätzliche Energie
zugeführt
werden muss, während
die Milch bei der inneren Reinigung von Luft umgeben ist, sodass
die Spülflüssigkeit
nicht gekühlt
wird.
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Gemäß einer
Verbesserung, ist die Vorrichtung wie in Anspruch 2 beschrieben
konstruiert. Als Resultat kann die gesamte Milch, welche von einer Kuh
abgemolken worden ist zum Zwecke der Kühlung eine bestimmte Zeit im
Milchkühler
verbleiben. Als Konsequenz ist es einfach, die Milch auf Lagerungstemperatur
zu kühlen.
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Gemäß einer
Verbesserung, ist die Vorrichtung wie in Anspruch 3 beschrieben
konstruiert. Dies verhindert, dass Material auf der inneren Seite
der Wand des Milchkühlers
abgelagert wird, sodass diese Wand einfacher zu reinigen ist.
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Gemäß einer
Verbesserung, ist die Vorrichtung wie in Anspruch 4 beschrieben
konstruiert. Dies vereinfacht die Entleerung des Milchkühlers.
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Gemäß einer
Verbesserung, ist die Vorrichtung wie in Anspruch 5 beschrieben
konstruiert. Dies vereinfacht die Konstruktion des Milchkühlers.
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Gemäß einer
Verbesserung, ist die Vorrichtung wie in Anspruch 6 beschrieben
konstruiert. Dies vereinfacht zusätzlich die innere Reinigung
der Milchleitung bei Sicherstellung einer gleichmäßigen Kühlung der
Milch.
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Die
Erfindung umfasst ebenfalls ein Verfahren wie in Anspruch 7 beschrieben.
Das Resultat ist, dass die Milch vor der Einlagerung im Milchtank
für eine
Zeit zur Kühlung
im Milchkühler
verbleibt.
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Gemäß einer
Verbesserung, wird das Verfahren durchgeführt wie in Anspruch 8 beschrieben. Dies
sorgt für
die ausreichende Kühlung
der Milch.
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Die
Erfindung ist unten mit Bezug auf eine Anzahl von Ausführungsbeispielen
sowie mit Hilfe einer Zeichnung erläutert, worin:
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1 einen
schematischen Querschnitt durch den Milchkühler, und
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2 einen
Schaltplan der Leitungen zwischen den verschiedenen Komponenten
einer Melkvorrichtung zeigt.
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1 zeigt
eine Kühleinheit 5 zur
Kühlung von
Milch. Die Kühleinheit 5 umfasst
eine zylindrische Hülle 3 mit
einer Basis 16 und einer oberen Wand 11, welche,
falls zweckmäßig, abnehmbar
sein kann. Die Isolierung 4 ist um die äußere Hülle 3, die Basis 16 und
die obere Wand herum angebracht. In der äußeren Hülle 3 befindet sich
ein Verdampfer 2 zur Kühlung
der Kühlflüssigkeit,
welche sich. in der Kühleinheit 5 befindet.
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Ein
Leitungsbündel 19 befindet
sich innerhalb der Kühleinheit 5.
Das Leitungsbündel 19 ist
um eine tragende Röhre 10 herum
angebracht und umfasst eine ununterbrochene Röhre mit konstantem Querschnitt.
Die Röhre
ist mit einer Zuleitung 12 verbunden und ist in einer Spirale 21 aufgewickelt,
die von der tragenden Röhre
aus zum äußeren Durchmesser
verläuft.
Die Spirale 21 läuft
in einer Neigung auf einer absteigenden Ebene nach unten und besteht,
zum Beispiel, aus 6 Windungen. Am äußeren Durchmesser läuft die
Spirale 21 über
eine Verbindung 20 hin zur nächsten Spirale 21,
welche in Richtung auf die tragende Röhre 10 hin und dabei
auf einer Neigung nach unten verläuft und auf der inneren Seite
wiederum über
eine Verbindung 20 mit der nächsten Spirale 21 verbunden
ist. Diese Struktur wird einige Male wiederholt, und die Leitung
läuft ohne
Unterbrechung mit einer Neigung nach unten, und endet an einer Auslassleitung 15,
an der die Leitung die Kühleinheit 5 verlässt. Die
Spiralen 21 sind in bekannter Weise mit der tragenden Röhre 10 verbunden.
Die tragende Röhre
steht auf einer Grundfläche 16.
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Um
das Leitungsbündel
herum befindet sich ein Leitungsblech 1 mit am Boden befindlichen Öffnungen 17.
Während
des Betriebs wird die Kühleinheit
mit einer Kühlflüssigkeit,
wie zum Beispiel „Pekasol" gefüllt. Die
Kühlflüssigkeit
muss in der Lage sein, Wärme
vom Leitungsbündel 19 zum
Verdampfer 2 zu transferieren. Wird Wasser verwendet kann
sich ein Eisüberzug
derart um den Verdampfer 2 herum bilden, sodass dieses
Eis einen Kältepuffer
erzeugt, der aber auch den Wärmetransfer
zum Verdampfer 2 behindert. Bei Verwendung einer nichtgefrierenden Flüssigkeit,
wie „Pekasol", welche ebenfalls
keinen Eisüberzug
auf dem Verdampfer 2 hervorruft, ist der Verdampfer 2 in
der Lage, eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes von Milch
zu erreichen, wenn die Kühlflüssigkeit
eine Temperatur von 0°–2°C hat. Bei dieser
Temperatur gefriert die Milch nicht, die Oberfläche des Verdampfers 2 jedoch
kann begrenzt bleiben. Der Füllstand
der Kühlflüssigkeit
liegt oberhalb des Leitungsbleches 1 und reicht ungefähr bis zur Spitze
der äußeren Hülle 3.
Ein oder mehrere Rührwerke 9,
welche über
einen Rührmotor 8 angetrieben werden,
sind oberhalb des Leitungsbündels 19 angebracht.
Ein Kälteträger reicht
bis in die äußere Hülle 3,
besonders in den Verdampfer 2, mit dem Resultat, dass die äußere Hülle sehr
kalt wird und die Flüssigkeit
in der Kühleinheit 5 gekühlt wird.
Dadurch und wegen der Rührwerke 9,
bildet sich in der Kühleinheit 5 eine
Strömung,
welche durch das Leitungsbündel 19 nach
oben aufsteigt und entlang des Verdampfers 2 nach unten
läuft.
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Die
zu kühlende
Flüssigkeit,
wie zum Beispiel Milch, erreicht die Zuleitung 12 zu der
Kühleinheit 5 mit
einer Temperatur von etwa 38°C,
wird auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit
heruntergekühlt und
verlässt
mit dieser Temperatur die Kühleinheit 5 an
der Auslassleitung 15.
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Der
Verdampfer 2 ist, in bekannter Weise, mit einem thermostatisch
kontrolliertem Ventil versehen, welches durch die Verdunstung der
Kühlflüssigkeit
sicherstellt, dass die Kühleinheit 5 bei
einer Temperatur von 0°C
verbleibt. Damit beträgt
die Temperatur der Milch beim Verlassen der Kühleinheit 5 über die
Auslassleitung 15 ebenfalls etwa 0°C.
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Die
Abmessungen des Leitungsbündels 19 sind
derart, dass das Milchvolumen, welches sich im Leitungsbündel befindet,
mit der maximalen Menge an Milch, die von einer Kuh während eines
Melkvorgangs gewonnen werden kann, vergleichbar ist. Das heißt, dass
das interne Volumen des Leitungsbündels 19 beispielsweise
15 Litern entspricht, was bedeutet, dass, wenn die Milchleitung
einen inneren Durchmesser von 12 mm hat, die Rohrlänge des
Leitungsbündels 19 150
m beträgt.
Wenn der äußere Durchmesser
der Spirale 21 des Leitungsbündels 19 etwa 500
mm beträgt
und die tragende Röhre 10 einen
Durchmesser von 100 mm hat, ist es möglich etwa 6 Windungen pro
Spirale 21 einzubringen, sodass etwa fünfundzwanzig Spiralen 21 benötigt werden
und das gesamte Leitungsbündel 19 eine
Höhe von
etwa 1 m hat. In einer anderen Ausführungsform, in der das Leitungsbündel 19 mit
einer Röhre
mit einem inneren Durchmesser von 18 mm ausgeführt ist, beträgt die erforderliche
Länge der
Röhre 65
m und die Höhe
des Leitungsbündels 19 ist
etwa 650 mm. Die Leitungen durch welche die Milch fließt besteht vorzugsweise
aus dünnwandigem
rostfreien Stahl.
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Bei
A fließt
die Milch in die Kühleinheit 5 und läuft durch
das Leitungsbündel 19 über die
Zuleitung 12. Die Milch verlässt die Kühleinheit 5 über die
Auslassleitung 15 bei B. Zur Entleerung des Leitungsbündels 19,
steht am oberen Ende der Kühleinheit 5 ein
Ventil 14 mit einem Lufteinlass 13 zur Verfügung. Wenn
das Ventil 14 geöffnet
wird, fließt
Luft in die Milchleitung und das Leitungsbündel 19 kann sich entleeren.
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Während der
Reinigung des Leitungsbündels,
wird heiße
Reinigungslösung
durch die Milchleitung gespült.
Um zu vermeiden, dass die gesamte Kühlflüssigkeit, welche sich in der
Kühleinheit 5 befindet
sich erhitzt, so dass die Reinigungslösung unnötig abgekühlt wird, ist vorgesehen, dass
die Kühlflüssigkeit
aus der Kühleinheit 5 über einen
Auslass 18 und ein Ventil 27 in eine Zuführung 23 eines
isolierten Behälters 22 ablaufen
kann. Es befindet sich eine Entlüftungsöffnung 28 in
dem isolierten Behälter 22. Wenn
die Kühleinheit 5 wieder
in Betrieb genommen wird, nachdem die Milchleitung gereinigt wurde,
wird die Kühlflüssigkeit,
nachdem das Ventil 27 geschlossen wurde, über ein
Rückschlagventil 26 und
den Auslass 18 unter Verwendung der Pumpe 25 aus dem
Behälter 22 zurück in die
Kühleinheit 5 gepumpt. Nachdem
die Kühlflüssigkeit
aus der Kühleinheit 5 ablaufen
konnte, wird heiße
Reinigungslösung
durch die Milchleitung gespült,
wobei während
dieses Prozesses die Milchleitung sich auf die Temperatur dieser
Lösung,
zum Beispiel 50°C
aufheizen kann, während
kein Energieverlust durch unnötige
Erhitzung und Abkühlung
der Kühlflüssigkeit
entsteht. Nach der Reinigung wird die Kühlflüssigkeit in die Kühleinheit 5 zurückgeführt und
die Milchleitung wird auf etwa 0°C heruntergekühlt.
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Die
Tatsache, dass das Leitungsbündel 19 als
ununterbrochene Leitung mit konstantem Querschnitt konstruiert ist,
ermöglicht
die Reinigung über das
Durchpumpen eines elastischen Objektes, wie beispielsweise eines
ausgeschäumten
Plastikballs, zusammen mit der Reinigungslösung, die durch die Leitung
zirkuliert. Dieser Ball übt
eine sanfte Reib- oder Schabwirkung auf der inneren Seite der Leitung aus,
so dass Ablagerungen oder unerwünschtes Bakterienwachstum
beseitigt wird. In diesem Fall ist die Installation mit Mitteln
(nicht gezeigt) zur Einbringung des Balls in die Leitung beziehungsweise
aus der Leitung versehen.
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2 zeigt
eine Diagrammübersicht
des Beispiels einer Ausführungsform
einer Melkvorrichtung bei der die Kühleinheit 5 verwendet
wird. Die Melkvorrichtung umfasst vier Melkboxen, jede mit einem
Satz von 30 Melkbechern, welche in bekannter Weise an einen Milchbehälter 31 angeschlossen sind.
Während
des Melkvorganges wird durch Öffnung
des Ventils 32 in dem Milchbehälter 31 ein Vakuum
erzeugt, indem der Milchbehälter
mit einer Evakuierungsanlage 33 die an eine Vakuumpumpe 34 angeschlossen
ist, verbunden wird. Nachdem der Melkprozess abgeschlossen ist,
verlässt
die abgemolkene Kuh den Melkstall und die Milch wird aus dem Milchbehälter 31 in
einen Tank 41 gepumpt und dort solange gespeichert, bis
die Milch durch einen Milchtankwagen abtransportiert wird. Vor der
Speicherung der Milch in dem Milchtank 41 wird diese Milch
im Milchbehälter 31,
die sich bei einer Temperatur von etwa 38–39°C befindet, in der Kühleinheit 5 auf
etwa 0 bis 2°C
heruntergekühlt.
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Nachdem
die Melkbecher 30 abgenommen worden sind, wird das Ventil 32 geschlossen
und das Ventil 36 geöffnet
sowie die Pumpe 38 gestartet, sodass die Milch über das
Rückschlagventil 35,
das Ventil 36 und die Sammelleitung 37 zu einer
Pumpe 38 fließt.
Die Pumpe 38 pumpt die Milch über das Rückschlagventil 39 in
die Kühleinheit 5.
Da das Volumen des Leitungsbündels 19 in
der Kühleinheit
größer ist
als die Milchmenge die im Milchbehälter gesammelt wurde, verbleibt
die gesamte Milch nachdem diese durch das Ventil 38 gepumpt
wurde in der Kühleinheit 5.
Nachdem sich die Milch eine zeitlang, zum Beispiel mindestens 60
Sekunden, vorzugsweise aber 90 Sekunden, in der Kühleinheit
befunden hat, ist diese genügend
heruntergekühlt.
Nach Ablauf dieser variablen Zeitspanne kann die Milch aus einem
anderen Melkstall in die Kühleinheit 5 gepumpt werden.
In einer Situation, bei der die für die Kühlung der Milch benötigte Zeit
etwa 90 Sekunden beträgt, ist
es bei der Verwendung von vier Melkställen im Mittel möglich die
Milch alle 6 Minuten aus einem Milchbehälter 31 in die Kühleinheit 5 zu
pumpen. Die Melkvorrichtung wird auf eine solche Weise gesteuert, dass
die Milch jedes Mal für
etwa 90 Sekunden in der Kühleinheit 5 verbleibt
und das der gesamte Inhalt des Milchbehälters 31 nachfolgend
in die Kühleinheit 5 gepumpt
wird.
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Die
Kühleinheit 5 ist
in bekannter Weise versehen mit einer Kühleinrichtung 40,
die, zum Beispiel, aus einem Kompressor und einem Kühler besteht.
Der Kühler
kann, falls zweckmäßig, luft-
oder wassergekühlt
sein. Milchmengenanzeiger wie auch Filter und ähnliches, können in bekannter Weise in die
Leitung zwischen den Milchbehältern 31 und
der Kühleinheit 5 eingebaut
werden.
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Für die regelmäßige Reinigung
des Systems sind die Melkbecher
30 mit Sprühdüsen
29 verbunden,
welche über
eine Spülleitung
47 und
eine Spülpumpe
46 mit
Spülwasser
versorgt werden. Ein Spülgefäß
44 wird
aus einem Heißwasserreservoir
mit heißem
Wasser versorgt. Falls erforderlich werden dem Wasser Reinigungsmittel
beigefügt.
Die Temperatur des Spülwassers
beträgt,
zum Beispiel, etwa 50°C.
Das Spülwasser
wird über
die Sprühdüsen
29 in
die Melkbecher
30 gesprüht
und fließt
dann über die
Sammelleitung
37 und die Kühleinheit
5 in einen Spülverteiler
42.
Der Spülverteiler
ist derart konstruiert, dass während
des Melkvorgangs die Milch aus der Leitung
15 in den Milchtank
41 fließt. Während der
Reinigung gibt es eine abgedichtete Verbindung zwischen der Leitung
15 und
der Spülleitung
43.
Ein Beispiel einer Verbindung dieses Typs ist in Patentanmeldung
NL 1012552 unter dem Namen
des gleichen Anmelders beschrieben. Um ein übermäßiges Abkühlen des Spülwassers in der Kühleinheit
5 zu vermeiden,
wird die Kühlflüssigkeit
in der oben beschriebenen Weise aus der Kühleinheit
5 abgelassen.
Ebenfalls wird zuerst das Leitungsbündel
19 in der oben
beschriebenen Weise geleert, so dass keine Milch darin zurückbleibt.
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Die
Zeichnung zeigt, dass ein Satz von Melkbechern mit den Sprühdüsen 29 gereinigt
wird, es ist jedoch klar, dass es entsprechende Möglichkeiten gibt,
wie auch die anderen Melkbecher 30 mit Hilfe von Sprühdüsen gereinigt
werden können.
Es ist, falls nötig,
in diesem Fall möglich
alle Melksysteme gleichzeitig zu reinigen, es kann aber auch jedes System
einzeln gereinigt werden, während
der Melkvorgang in den anderen Melksystemen weiterlaufen kann.