DE307845C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- ΛΙ307845 -■ KLASSE 53 Ä. GRUPPE

FLAKES AKTIESELSKAB in KOPENHAGEN.

Emulsionsapparat, insbesondere zur Herstellung von Rahmemulsionen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Oktober 1914 ab.

Bei den bekannten Einrichtungen (Injekteure, Homogenisierungsapparate) zur Herstellung von Rahmemulsionen (Flüssigkeiten, in denen Fett oder Öl sich in Kugelform emülgiert befinden) wird das Fett unter bedeutendem Druck und starker Zerkleinerung in sehr kleine Kugeln in der Flüssigkeit zerteilt. Hierbei ist ein Überschuß von Flüssigkeit erforderlich, so daß der Fettgehalt in der Emulsion schwer über 33 Prozent gebracht werden kann.

Bei Einrichtungen, um Emulsionen ohne

Flüssigkeitsüberschuß, z.B. für die Margarinefabrikation herzustellen, wird das Fett usw.

durch enge Spalten, zwischen verhältnismäßig schnell bewegten Flächen geführt, wobei entweder beide Begrenzungsflächen der Spalten oder nur eine bewegt werden.

Es sind auch Emulsionsapparate bekannt, bei denen die Flüssigkeit ununterbrochen von der Eingangs- zur Ausgangsöffnung in einem zusammenhängenden, engen Kanal auf beiden Seiten eines abbalancierten drehbaren, in einem Gehäuse befindlichen Organs (Scheibe) strömt. Bei dem bekannten Apparate (Amerikanische Patentschrift 1013595) ist die Scheibe auf der Welle mittels einer Schraube festgemacht. Infolgedessen muß beim Betriebe von vornherein eine Einstellung der Scheibe erfolgen, während eine Veränderung der Einstellung nur mit Unterbrechung des Betriebes stattfinden kann. Bei festen Scheiben ist es nicht möglich, einen derartigen geringen (Bruchteile von Millimetern) Abstand zwischen den Emulgierungsflächen der Scheibe und des Gehäuses herzustellen, wie dies für die Emulsionierung mit Fettüber-Schüssen notwendig ist. Die feste Anordnung gestattet nicht eine so weitgetriebene Genauigkeit. Ebensowenig war es bekannt, einen geringen Mangel an Parallelismus zwischen der Scheibe und dem Gehäuse o'der eine geringe Abweichung des Winkels zwischen der Welle und den Flächen des Gehäuses von 90 ° unschädlich zu machen. Der völlige Parallelismus ist aber notwendig, um die geringe Größe der Fettkügelchen, z. B. .1 bis 10 Mikromillimeter zu erzielen.

Die vorliegende Einrichtung zur Emulsionierung erreicht die angegebenen Ziele dadurch, daß das drehbare Organ auf seiner Triebwelle selbsttätig einstellbar und in allen Richtungen frei beweglich ist.

Der Emulsionsapparat besteht aus einer Scheibe, welche auf einer Welle angebracht ist und welche sich innerhalb eines scheibenförmigen Gehäuses dreht, zu dessen Mitte der eine der Emulsionsstoffe geführt wird, von wo er nach dem Umkreis der Vorrichtung strömt. Der andere Stoff (gewöhnlich Fett oder Öl) kommt mit Zwischenräumen von einem Rohr, welches sich quer über das Gehäuse erstreckt und mit dessen Inneren durch eine Menge von kleinen Kanälen in verschie-

denen Abständen von der Achse in Verbindung ] steht. Die Scheibe kann mit einer großen Anzahl von Schlitzen oder Kanälen, vorzugsweise konzentrischer Segmentform, versehen sein, durch welche Schlitze die Verbindung • zwischen den beiden Seiten der Scheibe hergestellt wird. Die tangentiale Anordnung dieser Schlitze verhindert ein radiales Ausströmen der Flüssigkeit. Die Schlitze der bekannten

ίο Einrichtung (Amerikanische Patentschrift io 13595*) sind radial angeordnet, die Flüssigkeit strömt infolgedessen radial aus. Die beiden Seiten der Scheibe sind im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung nicht durch die Schlitze verbunden, die Verbindung erfolgt vielmehr durch Kanäle außerhalb der Kanten der Scheibe. "Die Löcher oder Schlitze gestatten, daß die Flüssigkeit von einer Seite der Scheibe zur andern entweichen kann und der Druck auf beiden Seiten gleich ist. Die Scheibe kann indessen auch ohne Schlitze sein, in welchem Falle die Stoffe unter demselben Drucke auf beiden Seiten der Scheibe zugeführt werden müssen, indem der eine Stoff auch hier abwechselnd an verschiedenen Zufuhrstellen eingeführt wird. Die Scheibe ist. lose auf der Welle angebracht, so daß dieselbe sich frei in achsialer Richtung bewegen kann. Infolge der Flüssigkeitsschicht, welche ununter brochen zwischen den dicht aneinander grenzenden Flächen der Scheibe und des Gehäuses fließt, stellt ,die Scheibe sich selbsttätig ein, ohne mit dem Gehäuse in Berührung zu kommen, so daß die genaue Einstellung der verschiedenen Teile, welche bei einer fest angebrachten Platte erforderlich sein würde, hier nicht erforderlich ist. Die Oberflächen der Scheiben können eben oder schwach konvex oder von einer anderen angemessenen Form sein. Um leicht und genau die Räume zwischen der Scheibe und dem Gehäuse abpassen zu können, kann letzteres aus zwei Scheiben oder Platten mit zusammenstoßenden Flanschen längs des Umkreises bestehen, zwischen welchen Flanschen eine weiche Zwischenscheibe angeordnet ist. Mittels Bolzen längs des Umkreises kann der Druck auf diese Zwischenscheibe verändert werden, so daß der Raum zwischen den Emulgierfiächen verändert werden kann. Der Abstand zwischen den Oberflächen beträgt gewöhnlich 10 bis 100 Mikromillimeter, so daß die Einstellung des genannten Raumes mit großer Genauigkeit vor sich gehen muß, und dieser Raum kann wieder verändert werden, ohne daß das Gehäuse geöffnet wird und ohne daß man die Vorrichtung während deren Tätigkeit stört.
In der Zeichnung zeigt
Fig. ι einen senkrechten achsialen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit einer Scheibe,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt rechtwinklig zu dem vorigen durch die abwechselnde Zufuhranordnung mit dahinterliegender Emulgiervorrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Scheibenvorrichtung, welche besonders zum Homogenisieren einer Emulsion bestimmt ist,

Fig. 4 und 5 von vorn und in senkrechtem Schnitt gesehen, ein Schaufelrad, welches für eine andere Äusführungsform der Homogenisierungsvorrichtung bestimmt ist.

In Fig. ι und 2 ist die Emulgierscheibe mit B bezeichnet. Das Gehäuse oder die Hülse der Vorrichtung ist in zwei Hälften C und D geteilt, welche gegenseitig durch Bolzen F verbunden sind. Die Gehäusehälfte D hat einen ringförmigen Vorsprung E, welcher in eine entsprechende Vertiefung in der Gehäusehälfte C eingreift. Die Scheibe B ist auf der Welle A angebracht. Das Rohr für die abwechselnde Zufuhr von Fett ist mit M bezeichnet; dasselbe wird von einer Verstärkung auf dem Gehäuse getragen. Die Scheibe B ist mit einer großen Anzahl von konzentrischen, also tangential gerichteten Schlitzen G versehen, von welchen sechs radial angeordnete Gruppen dargestellt sind. Diese Schlitze gehen ganz durch die Platte hindurch, so daß die sehr engen Räume zwischen dem Gehäuse und der Scheibe B auf beiden Seiten der letzteren derart frei verbunden sind, daß auf keiner Seite ein Überdruck stattfinden kann; die Scheibe ist also abbalanciert. Die Scheibe ist lose am Ende der Welle A angebracht, so daß dieselbe, obgleich durch die Welle bewegt, sich frei in achsialer Richtung einstellen kann, während dieselbe durch die Flüssigkeitsschicht zwischen den Oberflächen daran verhindert ist, in direkte Berührung mit dem Gehäuse zu kommen. Die Dicke der Schicht, welche zwischen den Oberflächen des Gehäuses und der Scheibe emulgiert werden soll, kann leicht und genau während der Tätigkeit der Vorrichtung dadurch abgepaßt werden, daß die Bolzen F angezogen oder gelöst werden. Selbstverständlich muß die Packung oder die Zwischenscheibe zwischen den beiden Teilen des Gehäuses genügend elastisch sein, um die erforderliche genaue. Einstellung zu gestatten.

Das Rohr M, durch welches das Fett abwechselnd zugeführt wird, wird von der Welle A durch eine Schnecke und ein Schneckenrad mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, daß die Löcher in dem Rohre den Kanälen N in dem Gehäuse gegenüberliegen, während die Schlitze G an den Enden dieser Kanäle vorbeigehen, welche zusammen mit den Löchern im Rohre M einen derartigen gegenseitigen Abstand haben, daß dieselben den Schlitzen (Fig. 2) entsprechen. Auf entsprechende Weise wird das Fett vom Rohre M in den Hohl-

raum H durch Kanäle K geführt, in welchem Hohlraum die erste Vermischung der Emulsion stattfindet. Die wässerige Flüssigkeit wird in den Hohlraum H in der Mitte des Gehäuses durch die hohle Welle A geführt, so daß. dieser Stoff sich in dem Umkreis des Gehäuses bewegt, während gradweise Fett an/den verschiedenen Stellen zugeführt wird. Die derart hergestellte Emulsion geht am Umkreise

ίο des Gehäuses durch die Ausgangsöffnung L hinaus. Ein kleiner Teil des Fettes kann in den Hohlraum H durch Hilfskanäle / in dem Gehäuse geführt werden.

Das Prinzip der abwechselnden Zufuhr von Fett ist bekannt. Die Löcher in dem Rohre M und in den Kanälen N sind derart angebracht, daß die abwechselnde Zufuhr zu verschiedenen Zeiten für die verschiedenen Abstände von der Achse der Emulgierscheibe stattfindet.

Die Scheibe B ist als eine ebene Scheibe mit Schlitzen dargestellt. Die Schlitze können fortgelassen werden, wenn beide Seiten der Scheibe dieselbe Zufuhr erhalten, weshalb auf beiden Seiten des Gehäuses ein Rohr für abwechselnde Zufuhr von Fett angebracht sein muß, und die wässerige Flüssigkeit muß auch in einen Hohlraum H auf beiden Seiten der Scheibe eingeführt werden. Die Oberfläche dieser Scheibe und die auswendigen Flächen des Gehäuses können auch konvex sein oder eine andere zweckmäßige Form haben.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist eine Vorrichtung mit ausbalancierter Scheibe zur Homogenisierung einer bereits teilweise behandelten, aber nicht fertigen Emulsion. Eine Scheibe O ist in dem Gehäuse P auf der Welle R angebracht. In dem Gehäuse P ist eine Eingangsöffnung η für die nicht homogenisierte Emulsion angebracht. Die Homogenisierung erfolgt in den engeren ringförmigen Kanälen zwischen der Scheibe O und dem Gehäuse P auf der einen Seite der Scheibe und in entsprechenden Kanälen auf der anderen Seite der Scheibe zwischen dieser und dem Ringe ft, welcher gestattet, daß die homogenisierenden Kanäle eingestellt werden können. Die Scheibe O ist zwischen diesem Ringe und dem Gehäuse auf dieselbe Weise wie bei der vorigen Vorrichtung beschrieben, angebracht, indem sich hier Feder und Nut r befinden', welche die Scheibe und die Welle R verbinden, aber eine achsiale Verschiebung gestatten. Die Löcher s in der Scheibe O gestatten der Emulsion, auf beide Seiten der Scheibe E zu gelangen, so daß der Druck auf die beiden Seiten dieser Scheibe aufgehoben wird. Die Scheibe wird schnell umgedreht, und die Emulr sion wird zwischen der Scheibe und dem Gehäuse P und dem Ringe p hinausgezwungen, wodurch die Teilchen der Emplsion auf dem Wege zur Ausgangsöffnung 0. fein zerteilt weiden und die Homogenisierung vollendet wird.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform ist ein Schaufelrad, welches in der in Fig. 3 dargestellten Homogenisierungsvorrichtung anstatt der Scheibe O benutzt werden soll. Dieses Rad, welches mit S bezeichnet ist, besteht aus einer Nabe t, welche Nuten r für entsprechende Federn auf der Welle hat, so daß das Rad frei auf der Welle verschoben werden kann, mit welcher dasselbe sich dreht. Die Nabe t ist durch vier krumme Arme, die Schaufeln u, mit einem Radkranz ν verbunden. Der Radkranz ν erstreckt sich etwas zwischen die Schaufeln μ hinunter, so daß sich nur um die Nabe herum ein freier Durchgang zwischen den Schaufeln befindet.

Auch dieses Rad ist ausbalanciert und es bietet den oben beschriebenen gegenüber den Vorteil, daß die Emulsion, welche homogenisiert werden soll, mit größerem Druck und größerer Geschwindigkeit in die Homogenisierungsflächen hinausgepreßt wird.

Claims (6)

85 Patent-Ansprüche:

1. Emulsionsapparat, insbesondere zur Herstellung von Rahmemulsionen, bei dem die zu emulgierende Flüssigkeit zum ununterbrochenen Strömen von der Eingangszur Ausgangsöffnung in einem zusammenhängenden, engen Kanal zu beiden Seiten eines innerhalb eines Gehäuses angeordneten, abbalancierten, drehbaren Organes gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Organ auf seiner Triebwelle selbsttätig einstellbar und in allen Richtungen frei beweglich ist.

2. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare abbalancierte Organ Schlitze oder Löcher besitzt, welche freien Durchfluß der Flüssigkeit von der einen Seite des Organs nach der anderen gestatten, die aber derartig geformt sind, daß ein radiales Ausströmen verhindert wird.

3. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare, abbalancierte Scheibe nur am Ende ringförmige Emulgierungskanäle bildet.

4. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der dem Apparat zuzuführenden Stoffe in der Mitte des Gehäuses und , der andere Stoff auf einer Anzahl von Punkten in verschiedenem Abstande von , der Mitte zugeführt wird.

5. Ausführungsform des Apparates 'nach, Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, iao daß der andere Stoff durch ein drehbares, durchlöchertes Rohr zugeführt ist, dessen

Löcher abwechselnd in Verbindung mit Kanälen stehen, welche in das Innere des "Gehäuses führen.

6. Weitere Ausbildung des Apparates nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß rotierendeZufuhrröhren und die Kanäle des Gehäuses derart verbunden sind, daß die abwechselnde Zufuhr derart hinsichtlich der Zeit abgepaßt ist, daß dieselbe mit verschiedenen Zwischenräumen für verschiedene Abstände von der Achse der Emulgierscheibe stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.