DE69419599T2

DE69419599T2 - Verfahren und vorrichtung zur hochdruckbehandlung von flüssigen substanzen

Info

Publication number: DE69419599T2
Application number: DE69419599T
Authority: DE
Inventors: Carl Bergman; Jan Westerlund
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Flow Holdings GmbH SAGL LLC
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: SE9300995D0; ES2138075T3; SE501111C2; ATE182248T1; BR9406200A; DE69419599D1; EP0689391A1; WO1994021145A1; EP0689391B1; AU6390194A; SE9300995L; US5658610A

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen, beispielsweise Lebensmitteln, wobei die Substanz einen periodischen Prozess durchläuft, wo eine begrenzte Menge der Substanz in jeder Periode in einem Drucksteigerer unter einen vorbestimmten Druck gesetzt und darauf während einer vorbestimmten Zeitperiode unter diesem Druck gehalten wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung sind besonders geeignet bei der Hochdruckbehandlung größerer Mengen flüssiger Substanzen verwendet zu werden und wo gewisse Anforderungen gestellt werden, wie groß ein zu behandelndes Substanzvolumen pro Zeiteinheit sein kann.

HINTERGRUND

In den letzten Jahren wurde begonnen Hochdruckbehandlung als Verfahren zu verwenden um unter anderem Mikroorganismen und gewisse Enzyme in Lebensmitteln, insbesondere in Lebensmitteln mit einer gewissen guten Qualität, wie Fruchtsäfte und ähnlichem, zu neutralisieren (siehe beispielsweise JPA 4-96753). Der Vorteil einer Hochdruckbehandlung verglichen mit dem öfter verwendeten Wärmebehandlungsverfahren besteht darin, daß die Mikroorganismen und die zerfallenen Enzyme im gerade gepressten Saft getötet oder neutralisiert werden ohne Vitamine und Geschmack zu beeinträchtigen. Während einer Wärmebehandlung dagegen werden Geschmack und Vitaminanteile verändert, weshalb dann Zusätze, falls möglich, den Nahrungsanteil und den Geschmack des frischgepressten Saftes wieder herstellen müssen.
Ein entscheidender Umstand, um ein gutes Resultat während der Hochdruckbehandlung zu erzielen, besteht darin, daß die Substanz bei ausreichend hohem Druck während eines ausreichend langen Zeitraumes gehalten wird. Der Druck und der Zeitraum werden abhängig von den Eigenschaften der zu behandelnden Substanz gewählt, und als allgemeine Regel gilt, daß bei höherem Druck und längerem Zeitraum das Resultat besser wird. Mit gewissen Einschränkungen gilt die Regel, daß bei längerem Zeitraum der Druck gesenkt werden kann und umgekehrt. Bei der Behandlung von Fruchtsäften wird der Druck gewöhnlicherweise bei 1.000 bis 15.000 bar gehalten und der Zeitraum kann zwischen wenigen Sekunden und einigen 10 bis 30 Minuten betragen.
Bei der Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen wird ein sogenannter Drucksteigerer verwendet. Ein Drucksteigerer enthält eine Vorrichtung mit einer Hochdruckkammer, in welcher die zu behandelnde Substanz unter Druck gesetzt wird. Die Unterdrucksetzung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß einer der Giebelwände der Hochdruckkammer als Kolben mit einer gewissen Fläche ausgelegt wird, der in die Hochdruckkammer einzusetzen ist. Dieser Kolben ist ausserhalb der Hochdruckkammer an einem in einer Niederdruckkammer liegenden Niederdruckkolben mit grösserer Fläche befestigt. Indem ein gewisser Druck, beispielsweise hydraulischer Druck, auf den Niederdruckkolben ausgeübt wird, wird somit ein höherer Druck in der Hochdruckkammer erzielt.
Werden flüssige Substanzen mit Hochdruck unter Verwendung bekannter Technik behandelt, wird eine so grosse Substanzmenge zugeführt, wie sie im Drucksteigerer Platz finden kann. Die Substanz wird darauf mit dem beabsichtigten Druck beaufschlagt und im Drucksteigerer während des beabsichtigten Zeitraumes bei diesem Druck gehalten. Am Ende der Druckhalteperiode wird der Druck im Drucksteigerer gesenkt, wodurch die Substanz druckentlastet wird. Nach beendeter Druckentlastung wird die Substanz aus dem Drucksteigerer entfernt und die Hochdruckbehandlung beendet.
Bei industrieller Herstellung von beispielsweise Saft, jedoch auch anderer flüssiger Produkte, wird oft ein Verfahren verwendet, in welchem sämtliche Verfahrensschritte vom Rohstoff bis zum endgültigen und verpackten Erzeugnis in stetiger Folge geschehen. Bei der Verwendung einer Hochdruckbehandlung wird diese somit als ein Glied in die Verfahrenskette eingeschlossen. Gemäß bereits bekannter Verfahren wie oben werden ein oder mehrere Drucksteigerer in einer Verfahrenskette verwendet. Bei der Verwendung von zwei oder drei Drucksteigerern können diese die gleiche Hydraulvorrichtung zur Drucksteigerung durch eine Parallelschaltung bei einer gewissen zeitlichen Versetzung zueinander benutzen.

Technische Probleme

Da industrielle Herstellung von beispielsweise Saft mit Hilfe eines Verfahren durchgeführt wird, bildet der Behandlungsschritt des Verfahrens, der die kleinste Leistung bezüglich des behandelten Volumens pro Zeiteinheit aufweist, die Begrenzung der Produktionsmöglichkeiten der gesamten Verfahrenskette. Dieser Umstand bedingt Probleme bei der Hochdruckbehandlung bei Verwendung der oben beschriebenen bekannten Technik.
Ein bedeutendes Problem ist, daß der Umfang des Drucksteigerers im Einklang mit der beabsichtigten Herstellungsfähigkeit der gesamten Verfahrenskette ausgelegt werden muß. Neben der Hochdruckbehandlung ist der Verpackungsvorgang oft der Bereich der Verfahrenskette, der die gesamte Verfahrensfähigkeit begrenzt. Gewöhnliche Verpackungsmaschinen für Fruchtsäfte haben heutzutage eine Leistungsfähigkeit von ungefähr 6.000 bis 12.000 Liter pro Stunde. Bei Hochdruckbehandlung mit einer Leistungsfähigkeit von 6.000 Liter pro Stunde und einer beabsichtigten Verweilzeit von 5 Minuten bei passendem Druck muß der Drucksteigerer ungefähr 500 Liter Fruchtsäfte fassen. Da der Drucksteigerer äusserst hohe Drücke erzeugen muß, werden außerdem die Herstellungskosten für den im Beispiel erwähnten Drucksteigerer sehr groß. Hieraus ergibt sich, daß ein Drucksteigerer mit sehr großen Maschinenkosten pro Stunde benötigt wird. Der Drucksteigerer ist außerdem während der meisten Hochdruckbehandlung untätig, nämlich während der ganzen Verweilzeit. Dies bedeutet natürlich bedeutende wirtschaftliche Nachteile während einer Hochdruckbehandlung bekannter Art.
Indem verschiedene, untereinander und mit der gleichen Hydrauleinheit verbundene Drucksteigerer parallel verwenden werden können, kann die Leistungsfähigkeit der Hydrauleinheit etwas verbessert werden. Der Bedarf an verhältnismäßig großen Drucksteigerer ist jedoch nach wie vor vorhanden, wie auch das Problem, daß der Drucksteigerer während der Verweilzeit untätig bleibt.
Der Bedarf an großen Drucksteigerern schafft außerdem Probleme im Energieverbrauch. Um bestmögliche Leistungsfähigkeit während der Hochdruckbehandlung zu erzielen, sollten die Ablaufzeiten so klein wie möglich sein. Die Verweilzeit kann ohne eine Druckerhöhung nicht verringert werden, was seinerseits weiter erhöhte Betriebskosten für den Drucksteigerer bedeutet. Die Ablaufzeiten können dagegen verkürzt werden, indem die Unterdrucksetzungsperiode verkürzt wird. Hat der Drucksteigerer jedoch großes Volumen, bedeutet dies, daß die für die Drucksteigerung erforderliche Energie erheblich zunimmt. Dies führt seinerseits zu hohen Betriebskosten und einem Bedarf an leistungsfähigen und teueren Hydrauleinheiten.
Um die Ablaufzeiten kurz zu halten ist es wichtig, daß der Drucksteigerer so schnell wie möglich gefüllt und geleert wird. Hat der Drucksteigerer großen Inhalt, bedeutet dies pulsierende Ströme mit großer Geschwindigkeit, wodurch Ermüdungen in Hochdruckteilen, wie Rohren, Krümmern und Ventilen entstehen.
Ein weiteres Problem bei bekannten Hochdruckbehandlungen liegt in dem Umstand, daß die großen, der Substanz während der Unterdrucksetzung zugeleiteten Leistungen nicht auf einfache Weise während der Druckentlastung der Substanz regeneriert werden können. Die bedingt natürlich höhere Betriebskosten als im Falle einer einfachen, möglichen Leisungsrückgewinnung.
Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen zu erstellen, wobei der Inhalt des Drucksteigerers nicht abhänigig von der beabsichtigten Behandlungsleistung ausgelegt werden muß, und wo auf einfache Weise ermöglicht wird die der Substanz während der Unterdrucksetzung zugeleitete Leistung zu regenerieren.

Die Lösung

Obenerwähnte Aufgabe wird erfindungsgemäß auf eine im einleitenden Teil der Beschreibung angegebenen Weise gelöst und ist dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Substanzmenge nach Unterdrucksetzung im Drucksteigerer im wesentlichen unter Beibehaltung des gewählten Druckes vom Drucksteigerer zu einem und durch einen Zulauf in eine Druckkammer geleitet wird, die eine beabsichtigte größere Substanzmenge mit im wesentlichen demselben beabsichtigen Druck enthält, und daß die Substanz bei diesem beabsichtigten Druck während eines beabsichtigten Zeitraumes gehalten wird, indem sie einen beabsichtigen Abstand zwischen dem Zulauf und einem in der Druckkammer angeordneten Ablauf zurücklegt.
Während der erfindungsgemäßen Hochdruckbehandlung kann der Drucksteigerer so ausgelegt werden, daß er eine gewisse Strömungsmenge unabhängig von der benötigten Verweilzeit erzeugt. Die Verweilzeit ist bei einer gewissen Leistungsströmung ausschließlich vom Druckkammerinhalt abhängig. Da der Drucksteigerer somit bedeutend kleiner ausgelegt werden kann als früher, und da die Druckkammern per Volumengröße bedeutend billiger in der Herstellung sind als die Drucksteigerer, werden die obenerwähnten wirtschaftlichen und technischen mit dem großen Inhalt des Drucksteigerers verknüpften Probleme beseitigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der beabsichtigte Druck in der Druckkammer im wesentlichen konstant gehalten, indem eine Substanz -menge von der Druckkammer durch den Auslauf rinnt, die im wesentlichen gleich der der Druckkammer durch den Zulauf während desselben Ablaufes zugeleiteten Menge ist.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird die Substanz, nachdem sie die Druckkammer durchlaufen hat, einem Druckentlaster zugeleitet, in dem die zugeführte Substanzmenge gesteuert druckentlastet wird.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, den die Substanz im Druckentlaster hat, auf den Drucksteigerer überführt wird und dadruch zur Druckerhöhung der begrenzten Substanzmenege, die sich im Drucksteigerer während der Druckentlastung im Druckentlaster befindet.
Die zuletzt erwähnte Ausführung der Erfindung ermöglicht die im Zusammenhang mit der Druckentlastung der Substanz freigesetzte Energie wiederzugewinnen und während der im übrigen energieverbrauchenden Unterdrucksetzung zu verwenden. Dies bedeutet, verglichen mit bereits bekannten Hochdruckbehandlungen, eine erhebliche Senkung des Energieverbrauches.
Gemäß zwei weiteren Ausführungen der Erfindung kann die freigesetzte Energie vom Druckentlaster entweder mit hydraulischen oder mechanischen Mitteln überführt werden.
Das Verfahren gemäß einer Ausführung der Erfindung ermöglicht die Substanz nach Überführung von der Druckkammer dazu zu bringen, mindestens eine Drossel - vorrichtung anstelle den Druckentlaster zu durchlaufen. Gemäß einer weiteren Ausführung wird die Substanz dazu gebracht, einen Wärmetauscher zu durchlaufen, wodurch die Temperatur der Substanz für Temperaturänderungen kompensiert wird, die während beim Durchlaufen der Drosselvorrichtungen entstehen.
Die beiden zuletzt genannten Ausführungen ermöglichen die Substanz, falls erwünscht, als Teil der Hochdruckbehandlung zu homogenisieren und lassen die Temperatur der Substanz von dieser Homogenisierung unbeeinflußt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung umfaßt einen im Ablauf stets wirkenden Drucksteigerer, der vorgesehen ist während des jeweiligen Ablaufes eine begrenzte auf den beabsichtigeten Druck zu behandelnde Substanzmenge unter Druck zu setzen und wird dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckkammer mit einem Zulauf und einem Ablauf über den Zulauf und einen ersten Hochdruckanschluß zum Transportieren der druckbeaufschlagten Substanz an den Drucksteigerer angeschlossen ist, daß die Druckkammer vorgesehen ist die Substanz unter dem beabsichtigten Druck während des beabsichtigten Zeitraumes bei einem kleinstmöglichen, vom Volumenstrom und Strömungsquerschnitt bestimmten Transportabstand zwischen Zulauf und Ablauf zu halten, und daß ein Ventil angeordnet ist, die Verbindung zwischen dem Drucksteigerer und der Druckkammer zu öffnen und zu schliessen.
Gemäß zwei verschiedenen Ausführungen kann die Druckkammer entweder als Rohr, wobei die Rohrlänge den kleinstmöglichen Abstand zwischen Zulauf und Ablauf bildet, oder als Zylinder ausgelegt werden.
Die Druckkammer gemäß einer Ausführung ist außerdem mit Führungsvorrichtungen versehen, die die druckbeaufschlagte Substanz zwingen sollen, den kleinstmöglichen Abstand zwischen Zulauf und Ablauf zu halten. Gemäß einer Ausführung besteht diese Führungsvorrichtung aus einer Leitung aus biegsamem Werkstoff, wobei ein Ende der Leitung an den Zulauf der Druckkammer und das andere Ende der Leitung an den Auslauf der Druckkammer angeschlossen ist. Gemäß dieser Ausführung hat die Leitung außerdem eine gewisse Länge, die dem kleinstmöglichen Abstand entspricht, den die Substanz zwischen Zulauf und Ablauf zu durchströmen hat. Die Druckkammer ist mit einem druckaufnehmenden Medium gefüllt, in das die Leitung eingebettet ist. Gemäß einer anderen Ausführung hat die Führungsvorrichtung die Gestalt einer Schraube, die konzentrisch zur Druckkammer angeordnet ist und ungefähr denselben Außendurchmesser wie der Innendurchmesser der Druckkammer hat. Gemäß einer weiteren Ausführung ist diese Schraube außerdem an einer Welle befestigt, die konzentrisch zur Druckkammer und der Schraube verläuft, wobei die Welle drehbar an den beiden Giebelwänden der Druckkammer angeordnet ist und mindestens einer dieser Giebelwände durchdringt. Mit Hilfe der obenerwähnten Führungsvorrichtung wird die Drucksubstanz gezwungen einen gewissen beabsichtigten Abstand in der Druckkammer zurückzulegen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Substanz in der Druckkammer während der beabsichtigten Verweilzeit verbleibt. Die verschiedenen Ausführungen der Führungsvorrichtung ermöglichen sämtliche eine sichere Verwendung sowie eine einfache Reinigung und Waschen der Druckkammer mit der Führungsvorrichtung. In der Ausführung mit biegsamer Leitung erfolgt das Waschen durch Spülen einer Waschflüssigkeit und darauf einer Reinigungsflüssigkeit durch die Leitung durch den Zulauf und den Ablauf der Druckkammer. Wird eine drehbare Schraube als Führungsvorrichtung verwendet erfolgt das Waschen, indem zuerst die Druckkammer mit Waschmittel bis auf ein gewissen Pegel gefüllt wird. Danach muß die Schraube sich drehen, indem die aus der Druckkammer herausragende Welle, beispielsweise mit Hilfe eines Motors, rotiert. Dies zwingt das zu reinigende Waschmittel in der Druckkammer herum und reinigt sowohl die Führungsvorrichtung wie auch die Innenseite der Druckkammer. Nach dem Waschen wird die Druckkammer auf dieselbe Weise mit einer Spülflüssigkeit durchspült.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung wird dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer über den Auslauf und einen zweiten Hochdruckanschluß für den Transport der Drucksubstanz an einen Druckentlaster angeschlossen wird und daß ein zweites Ventil vorgesehen ist, die Verbindung zwischen der Druckkammer und dem Druckentlaster zu öffnenn und zu schliessen.
In dieser Ausführung kann die Substanz auf kontrollierte Weise druckentlastet werden und eine unerwünschte Homogenisierung der Substanz wird somit vermieden.
Gemäß einer Ausführung bestehen die beiden Hochdruckleitungen aus geraden Hochdruckrohren. Dies ergibt einen erheblichen Vorteil, da Querbohrungen und andere geometrische Formen, die in Zusammenhang mit Hochdruck unvorteilhaft sind, vermieden werden.
Gemäß einer Ausführung ist der Druckentlaster mit Vorrichtungen zur Druckbenutzung versehen, welcher Druck von der Substanz im Druckentlaster unterstützt wird, wobei diese Vorrichtung mit den druckerzeugenden Vorrichtungen im Drucksteigerer in Verbindung stehen.
Die letztgenannte Ausführung ermöglicht, die wiedergewonnene Energie, die bei der Druckentlastung der Substanz freigesetzt wird, zurückzugewinnen und für die sonst sehr energiefordernde Unterdrucksetzung zu benutzen. Dies bedeutet, verglichen mit bereits bekannten Hochdruckbehandlungen, eine wesentliche Senkung des Energieverbrauches.
Noch eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksteigerer eine erste Hochdruckkammer umfaßt, die die unter Druck zu setzende Substanz enthalten soll, einen ersten, in der ersten Hochdruckkammer verschiebbaren Hochdruckkolben mit einer ersten Hochdruckfläche, eine erste Niederdruckkammer zur Aufnahme eines Druckmittels, einen ersten in der ersten Niederdruckkammer verschiebbaren, am ersten Hochdruckkolben befestigten Niederdruckkolben mit einer ersten Niederdruckfläche, die größer ist als die erste Hochdruckfläche, und daß der Druckentlaster eine zweite Hochdruckkammer zur Aufnahme der Drucksubstanz umfaßt, einen zweiten in der zweiten Hochdruckkammer verschiebbaren Hochdruckkolben mit einer zweiten Hochdruckfläche, eine zweite Niederdruckkammer zur Aufnahme eines Druckmittels und einen in dieser zweiten Niederdruckkammer verschiebbaren, am zweiten Hochdruckkolben befestigten Niederdruckkolben mit einer zweiten Niederdruckfläche, die größer ist als die zweite Hochdruckfläche.
Noch eine weitere Ausführung wird dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Benutzen des von der Substanz im Druckentlaster unterstützten Druckes den zweiten Hochdruckkolben, die zweite Niederdruckkammer und den zweiten Niederdruckkolben umfaßt, und daß die druckerzeugende Vorrichtung den ersten Hochdruckkolben, die erste Niederdruckkammer und den ersten Niederdruckkolben umfaßt.
Indem die zuletztgenannten Ausführungen miteinander kombiniert werden, werden mehrere verschiedene Möglichkeiten geschaffen, die die im Zusammenhang mit der Druckentlastung freigesetzte Energie zurückzugewinnen. Eine dieser Möglichkeiten ist durch ein Ausführung der Erfindung vertreten, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Niederdruckkammer und die zweite Niederdruckkammer eine gemeinsame Niederdruckkammer bilden, und daß der erste Niederdruckkolben und der zweite Niederdruckkolben einen gemeinsamen Niederdruckkolben bilden, wobei der erste und der zweite Hochdruckkolben auf verschiedenen Seiten dieses gemeinsamen Niederdruckkolben angeordnet sind.
In der obenerwähnten Ausführung wird der von der Substanz im Druckentlaster unterstützte Druck mechanisch vom Druckentlaster auf den Drucksteigerer übertragen. Dehnt sich die Substanz im Druckentlaster aus wird der zweite Hochdruckkolben verschoben, wodurch auch der gemeinsame Niederdruckkolben und der erste Hochdruckkolben verschoben werden. Die Verschiebung des ersten Hochdruckkolbens trägt dadurch zur Unterdrucksetzung der Substanz in der Hochdruckkammer des Drucksteigerers bei. Sind die erste und die zweite Hochdruckflächen gleich groß, erfolgen die Druckentlastung und die Unterdrucksetzung so lange, bis der Druckunterschied zwischen dem Substanzdruck im Druckentlaster und Substanzdruck im Drucksteigerer praktisch verschwunden ist. Damit die Substanz im Drucksteigerer den beabsichtigten Druck erreicht, muß weiterer Druck dem ersten Hochdruckkolben zugeleitet werden. Dies kann dadurch geschehen, daß das Druckmittel in der gemeinsamen Niederdruckkammer hydraulisch unter Druck gesetzt auf der Seite des gemeinsamen Niederdruckkolbens wird, die dem ersten Hochdruckkolben gegenüberliegt. Eine weitere Ausführung der Erfindung wird jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hochdruckfläche kleiner ist als die zweite Hochdruckfläche. Auf diese Weise erzielt die Druckentlastung der Substanz im Druckentlaster einen höheren Druck der Substanz im Drucksteigerer. Lediglich ein geringer weiterer Druck braucht dem Niederdruckkolben zugeleitet werden um Reibungsverluste zu überwinden. Diese Ausführung bietet somit eine einfache Lösung des Problemes der Energierückgewinnung während der Hochdruckbehandlung.
Eine weitere Möglichkeit den von der Substanz im Druckentlaster unterstützten Druck zu übertragen, bietet eine Ausführung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Niederdruckkammer hydraulisch mit der zweiten Niederdruckkammer verbunden ist. Der Drucksteigerer und der Druckentlaster werden somit voneinander getrennt, aber stehen über ihre entsprechenden Niederdruckkammern hydraulisch miteinander in Verbindung. Auf dieselbe Weise wie bei der Ausführung mit mechanischer Übertragung des Druckes kann der beabsichtigte Druck im Druckentlaster dazu gezwungen werden zur Unterdrucksetzung der Substanz im Drucksteigerer beizutragen. Dies wird durch eine Ausführung erreicht, indem die ertse Hochdruckfläche kleiner ist als die zweite Hochdruckfläche, und in einer anderen Ausführung, indem die erste Niederdruckfläche größer ist als die zweite Niederdruckfläche. Die beiden zuletzt genannten Ausführungen haben den Vorteil, daß sie die Verwendung einer kleinen und billigen Hydraulpumpe ermöglichen um die letzte Druckerhöhung auf den beabsichtigten Druck zu erzeugen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die mit Beispielen beschriebenen Ausführungen der Erfindung werden hier unten im Anschluß an die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei Fig. 1 eine schematische Ansicht des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Die Vorrichtung für die Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen wie in Fig. 1 dargestellt umfaßt einen Drucksteigerer 1 mit einer Hochdruckkammer 2 zur Aufnahme der unter Druck zu setzenden Substanz und eine Niederdruckkammer 3 zur Aufnahme von Hydraulflüssigkeit. Die Hochdruckkammer 2 ist mit einem ersten Zulauf 4 und einem ersten Ablauf 5 für die Zu- bzw. Ableitung der zu behandelnden Substanz versehen. In der Hochdruckkammer 2 ist außerdem ein erster Hochdruckkolben 6 mit einer ersten Hochdruckfläche verschiebbar angeordnet. Der erste Hochdruckkolben 6 ist an einem Niederdruckkolben 7 befestigt, der eine ertse Niederdruckfläche aufweist und verschiebbar in der Niederdruckkammer 3 angeordnet ist. Die erste Niederdruckfläche ist größer als die erste Hochdruckfläche, was bedeutet, daß bei Unterdrucksetzung der Hydraulflüssigkeit in der Niederdruckkammer 3 auf einen gewissen Druck einen höherer Druck der Substanz in der Hochdruckkammer 2 erfolgt. Dies alles liegt im Rahmen bereits bekannter Technik.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt außerdem einen ersten Hochdruckanschluß 8, der den Ablauf 5 des Drucksteigerers 1 mit einem zweiten Zulauf 9a einer zylinderförmigen Druckkammer 10 verbindet. An diesem ersten Hochdruckanschluß 8 ist ein erstes Ventil 11 angeordnet, das das Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen dem Drucksteigerer 1 und der Druckkammer 10 bewerkstelligt. Dieses Ventil braucht nicht am Hochdruckanschluß 8 angeordnet sein, sondern kann beispielsweise auch in der Druckkammer 10 neben dem zweiten Zulauf 9a liegen, oder in der Hochdruckkammer 2 des Drucksteigerers 1 neben dem ersten Ablauf 5. Die Druckkammer 10 ist außerdem mit einem zweiten Ablauf 9b versehen, der über einen zweiten Hochdruckanschluß 12 mit einem dritten Zulauf 13 eines Druckentlasters 14 in Verbindung steht. Dieser zweite Hochdruckanschluß 12 ist mit einem zweiten Ventil 15 versehen, das das Schliessen der Verbindung zwischen der Druckkammer 10 und dem Druckentlaster 14 ermöglicht. Auf gleiche Weise wie das erste Ventil 11 braucht das zweite Ventil 15 nicht genau am Hochdruckanschluß 12 angeordnet sein. Der Druckentlaster umfaßt eine zweite Hochdruckkammer 16, in welcher ein zweiter Hochdruckkolben 17 verschiebbar angeordnet ist. Dieser zweite Hochdruckkolben 17 mit einer zweiten Hochdruckfläche ist am Niederdruckkolben 7 des Drucksteigerers 1 befestigt. Der Druckentlaster 14 und der Drucksteigerer 1 haben also eine gemeinsame Niederdruckkammer 3 und einen gemeinsamen Niederdruckkolben 7. Der Druckentlaster 14 ist außerdem mit einem dritten Ablauf 18 aus der zweiten Hochdruckkammer 16 versehen.
Die Flächen der beiden Hochdruckkolben 6, 17 sind so ausgebildet, daß die erste Hochdruckfläche kleiner ist als die zweite Hochdruckfläche.
In der Druckkammer 10 ist eine Schraube 19a konzentrisch zur Druckkammer 10 angeordnet. Diese Schraube 19a ist an einer Welle 20 befestigt, die konzentrisch zur Druckkammer 10 liegt und drehbar in den beiden Giebelwänden der Druckkammer angeordnet ist. Die Welle 20 ist außerdem so angeordnet, daß mindestens einer ihrer Enden die Giebelwand der Druckkammer 10 durchdringt.
Die Vorrichtung ist mit der übrigen Herstellungskette über eine Zuleitung 21 verbunden, die ein Zulaufventil aufweist, und eine Ablaufleitung 23, die ein Ablaufventil 24 hat.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 1 für die Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen wird hier unten beschrieben.
Bei Beginn jedes Behandlungsablaufes befindet sich der erste Hochdruckkolben 6 ganz in eingefahrener Lage und der zweite Hochdruckkolben 17 ganz in zurückgefahrener Lage. Diese Lagen sind mit gestrichelten Linien in Fig. 1 gezeigt und haben die Bezeichnung A. Die erste Hochdruckkammer 2 ist leer und die zweite Hochdruckkammer 16 ist mit der gerade druckentlasteten Flüssigkeit gefüllt. Die Ventile 11 und 15 sind außerdem geschlossen wie auch die Zu- und Ablaufventile 22 bzw. 24.
Ein Ablauf beginnt mit dem Öffnen des Zulaufventieles 22 und des Ablaufventieles 24. Der Niederdruckkolben 7 wird darauf gezwungen im Bild nach links zu wandern. Die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 werden dadurch in ihre entsprechenden Lagen B verschoben. Die zweite Hochdruckkammer 16 wird dadurch über die Ablaufleitung 23 entleert. Eine für die Druckbehandlung vorgesehene Substanzmenge wird über die Zulaufleitung 21 der ersten Hochdruckkammer 2 zugeleitet. Diese Zuführung kann beispielsweise mit Hilfe einer gewöhnlichen, hier nicht veranschaulichten Niederdruckpumpe erfolgen. Der Umfang der zugefühten Substanzmenge wird vom Hubraum des Drucksteigerers 1 bestimmt und kann in diesem Beispiel ungefähr 20 bis 30 Liter betragen.
Ist der Drucksteigerer 1 gefüllt und der Druckentlaster 14 entleert werden die Zulauf- bzw. Ablaufventile 22 und 24 geschlossen. Das Ventil 15 wird darauf geöffnet, wodurch der in der Druckkammer 10 herrschende Druck den zweiten Hochdruckkolben 17 beaufschlagt. In dem veranschaulichten Beispiel kann der Druck in der Druckkammer 10 ungefähr 4.000 bar sein. Da der zweite Hochdruckkolben 17 am ersten Hochdruckkolben 6 befestigt ist, entsteht ein Druckausgleich zwischen der der ersten und der zweiten Hochdruckkammer 2 bzw. 16. Die Substanz in der ersten Hochdruckkammer 2 erhält dadurch denselben Druck, der in der Druckkammer 10 herrscht, welcher Druck dem beabsichten Druck entspricht. Um die Reibung beim Druckausgleich zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer 2 bzw. 16 zu überwinden, ist die Hochdruckfläche des zweiten Hochdruckkolbens 17 größer als die Hochdruckfläche des ersten Hochdruckkolbens 6.
Hat der Druck in der ersten Hochdruckkammer 2 den beabsichtigten Druck erreicht, öffnet sich das Ventil 11. Der Niederdruckkolben 7 wird darauf hydraulisch gezwungen sich nach links zu verschieben. Die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 werden dadurch in ihre entsprechenden Lagen C in der Figur gebracht. Diese Lagen C liegen so, daß die Abstände AC im veranschaulichten Beispiel ungefähr 10 bis 15 % der Abstände AB betragen, wodurch die Abstände AB den Kolbenhub der entsprechenden Hochdruckkolben 6 und 17 bilden. Der Abstand AC kann sich für die Behandlung verschiedener Substanzen ändern und der Abstand wird abhängig von der Druckbeaufschlagung der behandelten Substanz gewählt. Werden die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 aus der Position B in die Position C verschoben, wird eine gewisse Substanzmenge in der ersten Hochdruckkammer 2 über den ersten Ablauf 5, den ersten Hochdruckanschluß 8 und den zweiten Zulauf 9a in die Druckkammer 10 geleitet. Gleichzeitig wird eine im wesentlichen gleichgroße Substanzmenge aus der Druckkammer 10 über den zweiten Ablauf 9b, den zweiten Hochdruckanschluß 12 und den dritten Zulauf 13 in die Hochdruckkammer 16 verschoben. Hierdurch wird der beabsichtigte Druck in der ersten Hochdruckkammer 2, dem ersten Hochdruckanschluß 8, der Druckkammer 10, dem zweiten Hochdruckanschluß 12 und in der zweiten Hochdruckkammer 16 aufrecht erhalten.
Haben die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 ihre entsprechenden Lagen C erreicht, schließt das Ventil 15. Der Niederdruckkolben 7 wird darauf hydraulisch gezwungen den verbleibenden Abstand nach rechts in der Figur zurückzulegen. Dadurch werden die beiden Hochdruckkolben in ihre entsprechende Anfangslage zurückgefahren. Während dieser Verschiebung von der Lage C in die Lage A wird die verbleibende Substanzmenge aus der ersten Hochdruckkammer 2 durch den ersten Ablauf 5 und über den ersten Hochdruckanschluß 8 und den zweiten Zulauf 9a in die Druckkammer 10 geleitet. Gleichzeitig wird die in der zweiten Hochdruckkammer 16 liegende Substanzmenge druckentlastet. Der Umfang der Druckentlastung kann dadurch hydraulisch gesteuert werden, indem die Bewegung des Niederdruckkolbens 7 hydraulisch kontrolliert wird.
Haben die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 ihre entsprechenden Ausgangslagen A erreicht, ist die erste Hochdruckkammer 2 leer und die zweite Hochdruckkammer 16 mit gerade druckentlasteter Flüssigkeit gefüllt. Der Hochdruckablauf ist somit beendet und eine neue Substanzmenge kann dem Drucksteigerer 1 zugeleitet werden, während die druckentlastete Menge aus dem Druckentlaster 14 entfernt wird.
Wie aus der Beschreibung oben hervorgeht, wirkt der Drucksteigerer 1 als Hochdruckpumpe, die während jedem Ablauf eine gewisse, zu behandelnde Substanzmenge in die Druckkammer 10 hineinpumpt. Die Druckkammer 10 ist vorgesehen sicherzustellen, daß jede Substanzmenge bei dem beabsichtigten Druck während des beabsichtigten Zeitraumes gehalten wird. Hieraus folgt, daß der Inhalt der Druckkammer 10 gemäß dem gewünschten Behandlungsvermögen, gemessen in behandeltem Flüssigkeitsvolumen pro Zeiteinheit, und gemäß der beabsichtigten Verweilzeit ausgelegt wird. Angenommen, daß beispielsweise das beabsichtigte Behandlungsvermögen 6.000 Liter pro Stunde und die beabsichtigte Verweilzeit 5 Minuten sei. Die Strömung durch die Druckkammer 10 wird dann 100 Liter pro Minute sein und für die in der Druckkammer 10 zu verbleibende Substanz wird deren Volumen 500 Liter während 5 Minuten sein.
Um sicherzustellen, daß keine Teilmengen der Substanz in der Druckkammer 10 zwischen dem zweiten Zulauf 9a und dem zweiten Ablauf 9b der Druckkammer 10 schneller als die beabsichtigte Verweilzeit hindurchströmen, ist die Druckkammer mit einer inneren Führungsvorrichtung 19 versehen. In der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführung hat diese Führungsvorrichtung 19 die Gestalt einer Schraube 19a. Diese Schraube verläuft zur Druckkammer 10 konzentrisch und hat im wesentlichen einen gleichgroßen Außendurchmesser wie der Innendurchmesser der Druckkammer. Die der Druckkammer 10 durch den Zulauf 9a zugeleitete Substanz muß daher eine Strecke zurücklegen, die von der Gestalt der Schraube 19a bestimmt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß keine Teilmenge der Substanz wesentlich schneller die Druckkammer durchströmt als für das Erzielen der beabsichtigten Verweilzeit erforderlich ist.
Die Schraube 19a ist außerdem an einer Welle 20 befestigt, die konzentrisch zur Druckkammer 10 verläuft. Diese Welle 20 ist in den beiden Giebelwänden der Druckkammer 10 drehbar gelagert und streckt sich durch eine Giebelwand. Diese Gestaltung ermöglicht ein einfaches Auswaschen der Druckkammer 10. Soll die Druckkammer 10 ausgewaschen werden, wird zunächst deren Inhalt entleert. Darauf wird Waschflüssigkeit, beispielsweise durch den zweiten Zulauf 9a, zugeleitet. Ist die Druckkammer 10 mit Waschflüssigkeit auf einen gewissem Pegel gefüllt fängt die Schraube 19a an sich zu drehen. Die Drehung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß ein Motor an dem Ende der Welle angeschlossen wird, der außerhalb der Druckkammer 10 liegt. Während die Schraube 19a sich dreht, wird die Waschflüssigkeit in der Druckkammer 10 umhergespült, wodurch das Innere der Druckkammer und dessen Schraube 19a mit der Welle ausgewaschen werden. Nach dem Waschen kann auf dieselbe Weise ein Spülen erfolgen, wobei die Waschflüssigkeit mit Spülflüssigkeit ersetzt wird.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Inhalt des teueren Drucksteigerers 1 unabhängig von der Verweilzeit ausgelegt werden. Dar Inhalt des Drucksteigerers wird anstelle dessen abhängig von dem Behandlungsvermögen und der Pumpenfrequenz des Drucksteigerers ausgelegt. Angenommen, daß beispielsweise das beabsichtigte Behandlungsvermögen wie oben 6.000 Liter pro Stunde ist und daß der Drucksteigerer mit 20 Pumpenschlägen pro Minute arbeiten soll. Der erforderliche Inhalt des Drucksteigerers ist daher 5 Liter. Ein solcher Drucksteigerer ist wesentlich billiger herzustellen als ein Drucksteigerer mit einem Inhalt von 500 Litern, der ohne Verwendung einer gesonderten Druckkammer erforderlich wäre.
Die in Fig. 2 veranschaulichte erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung umfaßt einen Drucksteigerer 1, eine Druckkammer 10 und einen Druckentlaster 14. Der Drucksteigerer 1 und der Druckentlaster sind voneinander getrennt, wobei der Drucksteigerer 1 eine erste eigene Niederdruckkammer 3 aufweist und der erste Niederdruckkolben 7 verschiebbar angeordnet ist. Der Druckentlaster hat auf entsprechende Weise eine eigene Niederdruckkammer 25, in der ein zweiter Niederdruckkolben 26 verschiebbar angeordnet ist. Der erste Niederdruckkolben 7 hat eine bestimmte Niederdruckfläche, die größer ist als die zweite Niederdruckfläche des zweiten Niederdruckkolbens 26. Die beiden Niederdruckkolben 7, 26 sind an ihren entsprechenden Hochdruckkolben 6, 17 befestigt. Die beiden Niederdruckkammern 3, 25 sind außerdem mit Druckmittel gefüllt und untereinander mit einer Hydraulleitung 27 verbunden.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführung dadurch, daß der von der Substanz im Druckentlaster 14 bewirkte Druck auf den Drucksteigerer 1 über die Hydraulleitung 17 übertragen wird. Bei beginnender Druckentlastung liegen die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 in ihren entsprechenden Lagen B. Die erste Hochdruckkammer 2 ist mit der unter Druck zu setzenden Flüssigkeit gefüllt. Die Ventile 11 und 15 sind geschlossen, wie auch die Zulauf- bzw. Ablaufventile 22 und 24. Wird das Ventil 15 geöffnet, wirkt der Druck der Substanz im Hochdruckanschluß 12 und in der Hochdruckkammer 10 auf den zweiten Hochdruckkolben 17. Da dieser zweite Hochdruckkolben 17 am zweiten Niederdruckkolben 26 befestigt ist, wird auch das Druckmittel in der zweiten Niederdruckkammer 25 unter Druck gesetzt. Der Druck in der zweiten Niederdruckkammer 25 wird über die Hydraulleitung 27, die erste Niederdruckkammer 3, den ersten Niederdruckkolben 7 und den ersten Hochdruckkolben 6 auf die Substanz in der ersten Hochdruckkammer 2 übertragen. Dadurch entsteht ein Druckausgleich zwischen der ersten und der zweiten Hochdruckkammer 2 bzw. 16. Die Substanz in der ersten Hochdruckkammer 2 wird dadurch unter denselben Druck gesetzt, der in der Druckkammer 10 herrscht, welcher Druck dem beabsichtigten Druck entspricht.
Darauf wird das Ventil 11 geöffnet und die beiden Hochdruckkolben werden gezwungen, sich in ihre entsprechenden Lagen C zu verschieben. Dies geschieht mit Hilfe einer Hydraulpumpe 28, die weiteres Druckmittel in die erste Niederdruckkammer 3 hineinpumpt. Da die erste Niederdruckfläche größer ist als die zweite Niederdruckfläche, muß lediglich eine kleine und billige Hydraulpumpe 28 verwendet werden.
Um diesen Vorteil der möglichen Verwendung einer kleinen Hydraulpumpe zu schaffen ist es auch möglich, daß die beiden Niederdruckflächen gleichgroß sind, daß jedoch die erste Hochdruckfläche kleiner ist als die zweite Hochdruckfläche.
Sind die beiden Hochdruckkolben 6 und 17 in ihre entsprechenden Lagen C verschoben, wird das Ventil 15 geschlossen. Die beiden Hochdruckkolben werden darauf hydraulisch dazu gezwungen sich in ihre entsprechenden Lagen A zu verschieben, wodurch die Restmenge der Substanz im Drucksteigerer 1 der Druckkammer 10 zugeleitet wird, während die Substanz im Druckentlaster gleichzeitig druckentlastet wird.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen die inneren Führungsvorrichtungen der Druckkammer 10 aus einem biegsamen Schlauch 19b. Dieser Schlauch ist in ein druckabsorbierendes Medium 29 in der Druckkammer 10 eingebettet. Der Schlauch 19b, der beispielsweise aus Teflon bestehen kann, hat eine gewisse Länge, die dem beabsichtigten Abstand entspricht, den die Substanz in der Druckkammer 10 zu überbrücken hat, um die der beabsichtigten Verweilzeit in der Druckkammer 10 zu verweilen. Diese Ausführung der inneren Führungsvorrichtung 19 ergibt eine zuverlässige, leicht durchzuführende Lösung. Während des Waschens werden die beiden Hochdruckanschlüße 8 und 12 beispielsweise von der Druckkammer 10 getrennt, worauf die Wasch- und Spülflüssigkeit durch den Schlauch 19b gespült werden kann, wenn er noch in der Druckkammer 10 liegt.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen die beiden Hochdruckanschlüße 8 und 12 außerdem aus geraden Hochdruckrohren. Der Umstand, daß die Hochdruckanschlüße 8 und 12 gerade sind bietet einen wesentlichen Vorteil, da Querbohrungen und Krümmer oder Rohrwinkel dadurch vermieden werden, was sonst ein Risiko für Leckage und Brüche beim Aussetzen für hohen Druck entsteht.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung der Erfindung umfaßt einen Drucksteigerer 1, eine Druckkammer 10 und Elemente zum Homogenisieren der einer Druckbehandlung ausgesetzten Substanz. Der Drucksteigerer 1 wirkt wie in den oben gezeigten Ausführungen. Die Druckkammer 10 ist als ein längliches Rohr ausgebildet, dessen Länge den von der Substanz zurückzulegenden Abstand bildet, um während der beabsichtigten Verweilzeit in der Druckkammer 10 zu verbleiben. Der zweite Hochdruckanschluß 12 ist an eine erste Drosselvorrichtung 30 angeschlossen, die neben einem ersten Wärmetauscher 31 angeordnet ist. Eine zweite Drosselvorrichtung 32 mit einem Wärmetauscher 33 ist außerdem an den ersten Wärmetauscher 31 angeschlossen.
Obige Ausführung wird dann verwendet, wenn die einer Hochdruckbehandlung ausgesetzte Substanz auch zu homogenisieren ist. Die die Druckkammer 10 verlassende Substanz wird mit beibehaltenem Druck der ersten Drosselvorrichtung 30 zugeleitet. Wenn die Substanz diese Drosselvorrichtung durchläuft, wird der Druck plötzlich gesenkt und die Substanz dadurch homogenisiert. Die Temperatur der Substanz erhöht sich außerdem bei schnellen Druckänderungen. Nach dem Durchlaufen der Drosselvorrichtung 30 wird die Substanz dem ersten Wärmetauscher 31 zugeleitet, der im wesentlichen die ursprüngliche Temperatur der Substanz wiederherstellt. Nach dem Durchlaufen der ersten Drosselvorrichtung 30 und des Wärmetauschers 31 wird die Substanz einer zweiten Drosselvorrichtung 32 und einem Wärmetauscher 33 zugeleitet, wodurch der Druck mit folgender Temperaturkompensierung noch weiter sinkt. In dem gezeigten Beispiel erfolgt das Homogenisieren in zwei Schritten, es ist jedoch auch möglich das Homogenisieren in einem oder in mehr als zwei Schritten durchzuführen.

Claims

1. Verfahren für die Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen, beispielsweise Lebensmitteln, in welchem die Substanz einen periodischen Prozess durchläuft, wo eine begrenzte Menge der Substanz in jeder Periode in einem Drucksteigerer (1) unter Druck gesetzt und darauf während einer vorbestimmten Zeitperiode unter diesem Druck gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Substanzmenge nach Drucksetzung im Drucksteigerer (1) im wesentlichen unter Beibehaltung des vorbestimmten Druckes zu einer und durch eine Zuleitung (9a) in eine Druckkammer (10) geleitet wird, die eine vorbestimmte größere Menge der Substanz mit im wesentlichen demselben vorbestimmten Druck enthält, und daß die Substanz während einer vorbestimmten Zeitperiode bei dem vorbestimmten Druck gehalten wird, indem sie gezwungen wird eine vorbestimmte Strecke zwischen der Zuleitung (9a) und einem in der Druckkammer (10) angeordneten Ablauf (9b) zurückzulegen.

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Druck in der Druckkammer im wesentlichen konstant gehalten wird, indem eine Menge der Substanz aus der Druckkammer (10) durch den Ablauf (Ob) geleitet wird, die im wesentlichen gleich der Menge der Substanz ist, die der Druckkammer (10) durch die Zuleitung (9a) während derselben Priode zugeleitet wird.

3. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Druckkammer (10) kommende Substanzmenge einem Druckminderer zugeleitet wird und daß die zugeführte Substanzmenge im Druckminderer (14) auf geregelte Weise druckentlastet wird.

4. Verfahren gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Substanz im Druckminderer aufrechterhaltene Druck auf den Drucksteigerer (1) übertragen wird und dort die Drucksteigerung der begrenzten Substanzmenge unterstützen muß, die während der Druckminderung im Druckminderer (14) im Drucksteigerer (1) vorhanden ist.

5. Verfahren gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Substanz im Druckminderer (14) unterstützte Druck mit Hilfe hydraulischer Vorrichtungen übertragen wird.

6. Verfahren gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Substanz im Druckminderer (14) unterstützte Druck mit Hilfe mechanischer Vorrichtungen übertragen wird.

7. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Druckkammer (10) kommende Substanz mindestens eine Drosselvorrichtung (30, 32) durchlaufen muß, wodurch die Substanz schnell druckentlastet und gleichzeitg homogenisiert wird.

8. Verfahren gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz nach vorzugsweise jeder Drosselvorrichtung (30, 32) einen Wärmetauscher (31, 33) durchlaufen muß, um die beim Durchlaufen der Drosselvorrichtungen (30, 32) entstehenden Temperaturveränderung auszugleichen.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 bei der Hochdruckbehandlung flüssiger Substanzen, beispielsweise Lebensmitteln, in welchem die zu behandelnde Substanz einen vorbestimmten Druck erhält und während einer vorbestimmten Zeitperiode bei diesem Druck gehalten wird, die einen in einem periodischen Prozess wirkenden Drucksteigerer (1) enthält um eine begrenzte Menge der zu behandelnden Substanz auf einen vorbestimmten Druck bringt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckkammer (10) mit einer Zuleitung (9a) und einem Ablauf (9b) an den Drucksteigerer (1) über die Zuleitung (9a) und einen ersten Hochdruckanschluß (S) zum Transport der druckbeaufschlagten Substanz verbunden ist, daß die Druckkammer (10) vorgesehen ist die Substanz während einer vorbestimmten Zeitperiode über eine kürzeste Transportstrecke zwischen der Zuleitung (9a) und dem Ablauf (9b) bei einem vorbestimmten Druck zu halten, welche Strecke von der Volumenströmung und dem Strömungsquerschnitt bestimmt wird, und daß ein Ventil (11) vorgesehen ist die Verbindung zwischen dem Drucksteigerer (1) und der Druckkammer (10) zu schliessen und zu öffnen.

10. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) als Rohr ausgebildet ist, dessen Länge diese kürzeste Transportstrecke zwischen der Zuleitung (9a) und dem Ablauf (9b) bildet.

11. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) einen Zylinder bildet.

12. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) mit inneren Führungsteilen (9a, 9b) versehen ist um die druckbeaufschlagte Substanz die kürzeste Transportstrecke zwischen der Zuleitung (9a) und dem Ablauf (9b) durchlaufen zu lassen.

13. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil aus einer Leitung (19b) aus biegsamem Werkstoff besteht, daß ein Ende dieses Führungsteiles (19b) mit der Zuleitung (9a) zur Druckkammer (10) und das andere Ende mit dem Ablauf (9b) aus der Druckkammer (10) verbunden ist, daß die Leitung (19b) eine der kürzesten Transportstrecke zwischen der Zuleitung (9a) und dem Ablauf (9b) entsprechende Länge aufweist, und daß die Druckkammer (10) mit einem druckspeichernden Medium (29) gefüllt ist, in welchem Medium die Leitung (19b) eingebettet ist.

14. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil als mit der Druckkammer (10) konzentrisch laufende Schraube (19a) ausgebildet ist, die im wesentlichen denselben Außendurchmesser hat wie der Innendurchmesser der Druckkammer (10).

15. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (19a) an einer mit der Druckkammer (10) und der Schraube (19a) konzentrisch verlaufenden Welle (20) befestigt ist, daß die Weelle (20) drehbar an den Giebelwänden der Druckkammer (10) gelagert ist und daß sich die Welle (20) außerhalb der Druckkammer (10) durch mindestens eine der Giebelwände der Druckkammer streckt.

16. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Patentansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) über den Ablauf (9b) und einen zweiten Hochdruckanschluß (12) zum Tranportieren der druckbeaufschlagten Substanz an einen Druckminderer (14) angeschlossen ist, und daß ein zweites Ventil vorgesehen ist, die Verbindung zwischen der Druckkammer (10) und dem Druckminderer (14) zu schliessen und zu öffnen.

17. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Patentansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hochdruckanschluß (8) und der zweite Hochdruckanschluß (12) aus geraden Hochdruckrohren bestehen.

18. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckminderer (14) mit Teilen zum Behandeln des von der Substanz im Druckminderer (14) unterstützten Druckes versehen ist, und daß diese Teile mit druckbeaufschlagenden Teilen im Drucksteigerer (1) in Verbindung stehen.

19. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Patentansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksteigerer (1) eine die mit Druck zu beaufschlagende Substanz enthaltende Hochdruckkammer (2), einen in dieser ersten Hochdruckkammer (2) verschiebbaren Hochdruckkolben (6) mit einer ersten Hochdruckfläche, eine erste ein Druckmedium enthaltende Niederdruckkammer (3), einen ersten in dieser ersten Niederdruckkammer (3) verschiebbaren und an diesem ersten Hochdruckkolben (6) befestigten Niederdruckkolben (7) mit einer ersten Niederdruckfläche, die größer ist als die erste Hochdruckfläche umfaßt, und daß der Druckminderer (14) eine zweite die druckbeaufschlagte Substanz enthaltende Hochdruckkammer (16), einen zweiten in dieser zweiten Hochdruckkammer verschiebbaren Hochdruckkolben (17) mit einer zeiten Hochdruckfläche, eine zweite ein Druckmedium enthaltende Niederdruckkammer (25) und einen in dieser zweiten Niederdruckkammer (25) verschiebbaren und an diesem zweiten Hochdruckkolben (17) befestigten Niederdruckkolben (2< ) mit einer zweiten Niederdruckfläche umfaßt, die größer ist als diese zweite Hochdruckfläche.

20. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die den von der Substanz im Druckminderer (14) unterstützten Druck steuernden Teile den zweiten Hochdruckkolben (17), die zweite Niederdruckkammer (25) und den zweiten Niederdruckkolben (26) umfaßt, und daß der druckerzeugende Teil den ersten Hochdruckkolben (6), die erste Niederdruckkammer (3) und den ersten Niederdruckkolben (7) umfaßt.

21. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 2U, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Niederdruckkammer (3) und die zweite Niederdruckkammer (25) eine gemeinsame Niederdruckkammer bilden und daß der erste Niederdruckkolben (7) und der zweite Niederdruckkolben (26) einen gemeinsamen Niederdruckkolben bilden, wodurch der erste und der zweite Hochdruckkolben (6 bzw. 17) auf jeweils der einen Seite des Niederdruckkolbens angeordnet ist.

22. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hochdruckfläche kleiner ist als die zweite Hochdruckfläche.

23. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Niederdruckkammer (3) hydraulisch an die zweite Niederdruckkammer (25) angeschlossen ist.

24. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Niederdruckfläche größer ist als die zweite Niederdruckfläche.

25. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hochdruckfläche kleiner ist als die zweite Hochdruckfläche.