CH295642A - Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen Nahrungsmitteln und Getränken. - Google Patents

Description

  Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen     Nahrungsmitteln    und Getränken.    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung  zum Entkeimen von flüssigen Nahrungs  mitteln oder Getränken, bestehend aus einer       Erhitzungseinrichtung,    welche mindestens  einen von der Flüssigkeit unter erhöhtem  Druck durchströmten Kanal besitzt, dessen  Wandung mindestens eine     Einführöffnung     für einen gas- oder dampfförmigen Wärme  träger aufweist, wobei an den Kanal eine  Entspannungseinrichtung zur schnellen Ab  kühlung der Flüssigkeit unter     Drucksenkung     anschliesst.

   Die Vorrichtung nach der Er  findung ist dadurch gekennzeichnet, dass der  Kanal durch ein einsatzloses Rohr gebildet  wird, in dessen Wandung keine Öffnungen  ausser den für die Einführung des Wärme  trägers bestimmten vorhanden sind.  



  Zweckmässig ist der Kanal der Er  hitzungseinrichtung so ausgebildet, dass er  keine einspringenden     )Vandungsteile    und  keine Ausbuchtungen aufweist. Der Kanal  weist zweckmässig über seine ganze Länge  eine solche Form auf, dass die Mittelpunkte  der     Krümmungsradien    der Begrenzungs  kurven der     Querschnittsflächen    ausnahmslos  in das Kanalinnere fallen.  



  Die Vorrichtung nach der Erfindung  besitzt vorteilhaft eine Mehrzahl v an     @Väim    e  träger-Einführöffnungen, welche in einer  Schraubenlinie über mindestens ein Teilstück  der Wandung des Kanals der     Erhitzungsein-          richtung    verteilt sind. Zweckmässig weisen  die-     \V        ärmeträger-Einführöffnungen        rnit    wach  sender Entfernung von der Einmündungs-    stelle der zu behandelnden Flüssigkeit in den  Kanal der     Erhitzungseinriehtung    einen ab  nehmenden Querschnitt auf. Die Kanal  w     andung    besitzt am besten die Form eines  Rotationskörpers.

   Die     Zufuhrkanäle    für den  Wärmeträger können derart gerichtet sein,  dass die Eintrittsrichtung des Wärmeträgers  in die Flüssigkeit jeweils einen spitzen  Winkel mit der durch die Längsachse des  Kanals und die entsprechende     Einführöff-          nung    für den Wärmeträger     bestimmten     Ebene bildet. Mindestens ein Teil der den  Strömungsweg des zugeführten Wärme  trägers begrenzenden Organe der Er  hitzungseinrichtung kann mit einem wärme  isolierenden Material ausgekleidet sein.  



  In der Zeichnung sind einige Ausfüh  rungsformen der erfindungsgemässen Vor  richtung veranschaulicht.  



       Fig.1    zeigt einen Längsschnitt durch eine       Erhitzungseinrichtung,          Fig.2    einen in     Fig.1    durch die Linie  A -A angedeuteten Querschnitt und       Fig.    3 einen Querschnitt durch eine  weitere Ausführungsform der Erfindung.  Die     Erhitzungseinrichtung    nach     Fig.    1,  welche insbesondere für die Entkeimung von  Milch und     milchhaltigen    Flüssigkeiten ge  eignet ist, besitzt einen geraden Kanal 1,.  welcher über seine ganze Länge einen kon  stanten kreisförmigen     Durchflussquerschnitt     für die zu behandelnde Flüssigkeit aufweist.

    An der Eintrittsöffnung 2 der     Erhitzungs-          vorrichtung    ist eine nicht gezeichnete An-           schlussleitung    befestigt, welche zur Speisung  der     Erhitzungseinrichtung    mit der zu be  handelnden Flüssigkeit dient. Zur Aufrecht  erhaltung einer kontinuierlichen     Strömung     im Kanal 1 ist im Strömungsweg der Flüssig  keit vor der     Erhitzungseinrichtung    ein nicht  dargestelltes Förderorgan angeordnet. Es  empfiehlt sich, die Flüssigkeit     vorgängig    der  Erhitzung in der     Erhitzungseinrichtung    auf  eine erhöhte Temperatur vorzuwärmen, bei  spielsweise auf annähernd 100  C.

   Der Kanal  1 ist durch einen     rohrförmigen    Körper 3  gebildet, welcher in seiner Aussenwand eine  sich über ein Teilstück erstreckende     Aus-          sparung    4 aufweist. Der rohrförmige Körper  3 ist in ein Mantelrohr 5 eingeschoben. Die  beiden Teile 3     und    5 sind aus     korrosiorkks-          festem    Stahl hergestellt.  



  In der Innenfläche des Kanals 1. ist eine  Reihe von Öffnungen 6 angeordnet, welche  mit dem durch die Aussparung 4 gebildeten  Hohlraum 7 zwischen dem rohrartigen Kör  per 3 und dem Mantelrohr 5 durch Zufuhr  kanäle 8 für den     Wärmeträger    verbunden  sind. Am Mantelrohr 5 ist. ein Stutzen 19  angebracht, durch welchen     Wasserdampf     unter erhöhtem Druck in den Hohlraum 7  geleitet und durch die Kanäle 8 und die  Öffnungen 6 weiter in die durch den Kanal 1  strömende Flüssigkeit eingeführt werden  kann. Das Verhältnis der pro Zeiteinheit  durch den Kanal strömenden Flüssigkeits  menge     zu    der gleichzeitig eingeführten  Dampfmenge kann durch nicht dargestellte       Durchflussregelorgane    beliebig eingestellt  werden.

   Damit lässt sich die für die     Ent-          keimung    der verschiedenen zu behandelnden  Flüssigkeiten erforderliche Temperatur leicht       einstellen.    Diese kann     beispielsweise    für die  Behandlung von Milch und milchhaltigen  Flüssigkeiten 170-220  C betragen, wobei  die Anwendung von Temperaturen über  200  C besondere Vorteile bietet. Die ein  zelnen     Dampfeinführöffnungen    6 sind in  einer Schraubenlinie auf der Innenwand des  Kanals 1 verteilt, was eine gleichmässige Er  hitzung sämtlicher Flüssigkeitsteilchen ge  währleistet. Die Zufuhrkanäle 8 für den    Dampf sind in     Strömungsrichtung    der Flüs  sigkeit geneigt.

   Dadurch wird erreicht, dass  der Wärmeträger eine in die Strömungs  richtung fallende Strömungskomponente be  sitzt, was wesentlich zur Erzielung einer       gl.eichmässigenDurchflussgesch indigkeit    der  Flüssigkeit durch den Kanal 1 beiträgt.  



  Das Mantelrohr 5     ist    an seinen beiden  Enden ausgeweitet. In den dabei entstande  nen Ringräumen sind zwei Stopfbüchsen 9  bzw. 9' angeordnet, welche ein Austreten des  Dampfes aus dem Ringraum 7 verhindern.  



  Der rohrförmige Körper 3 trägt an  seinem in der Zeichnung oben befindlichen  Ende einen fest mit ihm verbundenen  Flansch 10, dessen Bund 11 in die ringför  mige Ausweitung des Mantelrohres 5 an der       Stopfbüchsenpartie    9' hineinragt. Der     Flansch     10 ist durch Zugschrauben 12 mit. einem  auf der erwähnten ringförmigen Ausweitung  des Mantelrohres 5 angeordneten Flansch  13 verbunden. Die von den Schrauben 12  ausgeübte Zugkraft zieht das auf den ring  förmigen Körper 3 spielfrei aufgeschobene  Mantelrohr nach oben; dabei wird das Dich  tungsmaterial der Stopfbüchse 9' gegen den  festen Bund 11 des     Flansches    10 gepresst  und verhindert das Entweichen von Dampf  aus dem Hohlraum 7.

   Am gegenüberliegen  den Ende ist das Mantelrohr mit einem  Flansch 14 versehen, welcher mittels Zug  schrauben 15 mit einem lose auf den     rohr-          förmigen    Körper 3 aufgeschobenen Flansch  16 verbunden ist.     Dieser    besitzt einen Bund  17, welcher in analoger W eise in die ring  förmige Ausweitung des Mantelrohres 5 an  der     Stopfbüchsenpartie    9 hineinragt und  deren     Dichtungsmaterial        zusammenpresst.     



  Die einzelnen     Dampfeinführöffnungen    3  sind derart ausgebildet, dass sie mit wachsen  der Entfernung von der Eintrittsöffnung 2  des Kanals 1 einen abnehmenden Durch  flussquerschnitt und einen zunehmenden Ab  stand voneinander aufweisen. Damit kann  erreicht werden, dass trotz verminderter Tem  peraturdifferenz zwischen Dampf und Flüs  sigkeit mit wachsender     Entfernung    von der  Eintrittsöffnung des Kanals 1 die durch die      letzten Öffnungen eingeführten verminder  ten Dampfmengen vollständig kondensieren,  was wesentlich zur     Erzielung    einer konti  nuierlichen Strömung der Flüssigkeit und  damit zu einer gleichmässigen Erwärmung  sämtlicher Flüssigkeitsteilchen beiträgt.  



  Der in     Fig.    2 dargestellte Querschnitt  durch die     Erhitzungsvorriehtung    ist in       Fig.1    durch die strichpunktierte Linie     A-A     angedeutet. Die Bezugszeichen haben dieselbe  Bedeutung wie in     Fig.    1. Die     Zuführkanäle    8  sind derart gerichtet,     da.ss    die Eintrittsrich  tung des Dampfes in den Kanal 1 jeweils  einen spitzen Winkel mit der durch die  Längsachse des Kanals und die entspre  chende Eintrittsöffnung bestimmten Ebene  bildet.

   Diese Anordnung gestattet, die kine  tische Energie des eingeführten Dampfes zur  Erteilung eines     Drallimpulses    an die ein  zelnen Flüssigkeitsteilchen auszunützen, was  die Turbulenz der     Flüssigkeitsströmung    er  höht und damit ebenfalls zu einer gleich  mässigen Erhitzung aller Flüssigkeitsteilchen  beiträgt.  



  Die schnelle Drucksenkung erfolgt in  einer an die Austrittsöffnung des Kanals 1  angeschlossenen, nicht dargestellten Ent  spannungseinrichtung, in welcher die er  hitzte Flüssigkeit auf Atmosphärendruck  oder einen wenig darüber liegenden Druck  entspannt wird. Durch Verwendung geeigne  ter Vakuumeinrichtungen kann die Flüssig  keit auch auf einen unterhalb des Atmosphä  rendruckes liegenden Druck entspannt wer  den. Dabei erfolgt eine schnelle Temperatur  senkung auf den entsprechenden Siedepunkt,  wobei gleichzeitig wieder Dampf entweicht.

    Die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung  wird zweckmässig so eingestellt, dass die  Dauer der Wärmebehandlung durch Er  hitzung bis zur     Drucksenkung    in der Ent  spannungseinrichtung weniger als 1 Sekunde  beträgt, was bei der erfindungsgemässen Vor  richtung in der Regel auch zur Vernichtung  der hitzeresistentesten Keime genügt.  



  Die     geschilderte    Formgebung des Kanals  der     Erhitzungseinrichtung    gewährleistet eine  gleichmässige Erhitzung sämtlicher Flüssig-         keitsteilchen    ohne nachteilige Veränderung  der     Eigenschaften    der Flüssigkeit.

   Die Ab  wesenheit von     Einsatzkörpern    und von Ein  sprüngen     und    Ausbuchtungen verhindert das  Entstehen von Strömungsbereichen, in wel  chen die Geschwindigkeit     imd    die Turbulenz  der Flüssigkeit derart vermindert sind, dass  einzelne Flüssigkeitsteilchen auf den Ober       fläehen    der Einsatzkörper zum     Anbrennen     neigen, und fördert eine gleichmässige     Ge.          sehwindigkeitsverteilung    über den ganzen       Durchfhissquerschnitt.     



  In gewissen Fällen empfiehlt es sich,  durch Verwendung von Material verminder  ten     Wärmeleitvermögens    den Wärmetransport  von der Innenwand der     Wärmeträger-Zuführ-          kanäle    an benachbarte metallische Teile,  welche mit der Flüssigkeit in Berührung  kommen,     zii    vermindern.     Fig.    3 zeigt im Quer  schnitt eine derartige Ausführung, bei der die       Zuführkanäle    8 und die den Hohlraum 7 be  grenzende Oberfläche des     ringförmigen     Körpers 3 mit einem wärmeisolierenden  Material 18 -     beispielsweise    keramisches  Material - ausgekleidet sind.

   Der Quer  schnitt des Kanals der     Erhitzungsvorrichtung     kann rund, drei- oder mehreckig oder auch  leicht gewellt geformt sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen Nahrungsmitteln oder Getränken, bestehend aus einer Erhitzungseinrichtung, welche min destens einen von der Flüssigkeit unter er höhtem Druck durchströmten Kanal besitzt, dessen Wandung mindestens eine Einführ- öffnung für einen gas- oder dampfförmigen Wärmeträger aufweist, wobei an den Kanal eine Entspannungseinrichtung zur schnellen Abkühlung der Flüssigkeit. unter Druck senkung anschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal durch ein einsatzloses Rohr gebildet wird, in dessen Wandung keine Öffnungen ausser den für die Einführung des Wärmeträgers bestimmten vorhanden sind.

   UNTERANSPRLTCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kanal der Er- hitzungseinrichtung keinen einspringenden Wandungsteil aufweist. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Wandung des Kanals keine Ausbuchtungen aufweist.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss der Kanal über seine ganze Länge eine solche Form aufweist, dass die Mittelpunkte der Krümmungsradien der Begrenzungskurven der Querschnitts flächen in das Kanalinnere fallen. .

   Vorrichtung nach Patentanspruch mit einer Mehrzahl von Wärmeträger-Einführ- öffnungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträger-Einführöffnungen in einer Schraubenlinie über mindestens ein Teilstück der Wandung des Kanals der Erhitzungs- einrichtung verteilt sind. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch mit einer Mehrzahl von Wärmeträ.ger-Einführ- öffnungen, dadurch gekennzeichnet, .dass die Wärm2trägerLEinführöffnungen mit wach sender Entfernung von der Einmündungs- stelle der zu behandelnden Flüssigkeit in den Kanal der Erhitzungseinrichtung einen ab nehmenden Querschnitt aufweisen. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch mit einer Mehrzahl von Z@Tärmeträger-Einführ- öffnungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträger-Einführöffnungen mit wach- Sender Entfernung von der Einmündungs- stelle der zu behandelnden Flüssigkeit in den Kanal der Erhitzungseinrichtung einen zu nehmenden Abstand voneinander aufweisen. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Zufuhrkanäle für den Wärmeträger derart gerichtet sind, dass der in den Strömungsweg der Flüssigkeit eingeführte Wärmeträger eine in die Strö mungsrichtung der Flüssigkeit fallende Strö mungskomponente besitzt. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Kanals die Form eines Rotationskörpers besitzt, und dass die Zufuhrkanäle und die Einführöffnungen für den Wärmeträger der art gerichtet sind, da.ss die Eintrittsrichtung des Wärmeträgers in :die Flüssigkeit jeweils einen spitzen Winkel mit der durch die Längsachse des Kanals und die entsprechende Einführöffnung für den Wärmeträger be stimmten Ebene bildet. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der den Strömungsweg des Wärmeträgers begrenzenden Organe der Erhitzungseinrich- tung mit wärmeisolierendem Material ausge kleidet sind.