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TECHNISCHES GEBIET
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Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur schonenden Entgasung eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts, insbesondere Milch, teilentrahmte Milch, Magermilch, Joghurt, Desserts oder Fruchtsäfte, mit einem Entgasungsbehälter, der einen Eintritt für das zu entgasende Nahrungsmittelprodukt aufweist, mit einem Austritt für ein entgastes Nahrungsmittelprodukt, mit einem Verteilerschirm, der im Entgasungsbehälter angeordnet ist und an dessen Oberfläche das zu entgasende Nahrungsmittelprodukt als Filmströmung ausgebildet wird, mit einem Zulaufrohr, das einerseits endseitig mit dem Eintritt in Verbindung steht und andererseits endseitig am oberen Ende des Verteilerschirmes in diesem ausmündet, mit einem Umfangsringspalt, der zwischen dem oberen Ende des Verteilerschirmes und einem oberhalb des Verteilerschirmes angeordneten Umlenkteller gebildet wird und mit dem Umfangsringspalt, der mit dem Zulaufrohr in einer Strömungsverbindung steht und über den die Filmströmung ausgebracht wird.
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STAND DER TECHNIK
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Bei den zu entgasenden Nahrungsmittelprodukten der in Rede stehenden Art sind Gasbeimengungen, insbesondere Luftbeimengungen mit ihrem Anteil an Luftsauerstoff, in vielfacher Hinsicht schädlich. Aus diesem Grunde sind in Prozessanlagen, die die vorgenannten gasbeladenen fließfähigen Nahrungsmittelprodukte behandeln und verarbeiten, Entgasungsvorrichtungen angeordnet. Bei diesen Prozessanlagen kann es sich beispielsweise um Pasteurisierungs-, UHT-Anlagen oder um Eindampfer handeln. Zur Beschleunigung des Entgasungsvorganges findet dieser in der Regel bei Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck statt, wobei dieser Unterdruck durch Anschluss einer Unterdruckquelle an den Kopfraum des Entgasungsbehälters, beispielsweise eine Flüssigkeitsringpumpe, erzeugt wird.
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Nachstehend werden zwei Sachverhalte kurz dargestellt, die mit Blick auf diese Prozessanlagen die Notwendigkeit, insbesondere Milch zu entgasen, näher erläutern.
- 1. Die Beladungsfähigkeit beispielsweise der Milch mit Luft bzw. Luftsauerstoff ist bekanntlich unter anderem auch von deren Fettgehalt abhängig, wobei in UHT-Anlagen, in denen die Milch zur Verlängerung ihrer Haltbarkeit wärmebehandelt wird, beispielsweise Magermilch oder standardisierte Milch mit einem Fettgehalt zwischen 1,5 und 3,5% eingesetzt wird. Es hat sich für die Standzeit der UHT-Anlagen mit indirekter Erhitzung als vorteilhaft erwiesen, wenn der Luftgehalt unterhalb von 8 mg Luft/dm3 (8 ppm) Milch liegt. Oberhalb eines diesbezüglichen Grenzwertes besteht die erhöhte Gefahr des Anbrennens, insbesondere in den Wärmeaustauschern der Erhitzerzone und des Heißhalters, wodurch die Standzeit dieser Wärmeaustauscher signifikant verkürzt wird.
- 2. In Wärmeaustauschern molkereitechnischer Prozessanlagen können sich, unabhängig von der Ausführung als Platten- oder Rohr-Wärmeaustauscher, der Rohmilch oder deren Fraktionen (Magermilch, Rahm) entstammende thermophile Mikroorganismen bzw. Bakterien, die keiner Hocherhitzung unterzogen und damit nicht inaktiviert wurden, oder die Stoffwechselprodukte dieser Bakterien ansetzen und einen sogenannten Biofilm bilden. Dieser Biofilm entsteht vorzugsweise in einem Wärmeaustauscher, in dem die Milch im Temperaturbereich von ca. 50°C bis 70°C thermisch behandelt wird, wobei der Temperaturbereich für das optimale Wachstum der thermophilen Keime im Bereich von ca. 63°C bis 68° liegt. Neben diesem Temperaturoptimum müssen für das Wachstum ausreichend Nährstoffe und Sauerstoff gegeben sein. Da der vorstehend erwähnte Biofilm die Standzeit der in Frage kommenden Wärmeaustauscher signifikant verkürzt, gilt es, das Wachstum der thermophilen Keime zu verhindern bzw. mindestens zu hemmen. Dies gelingt in erster Linie dadurch, dass der Gehalt der Luft bzw. des Luftsauerstoffs reduziert wird.
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In den beiden vorgenannten Anwendungen werden Entgasungsvorrichtungen eingesetzt, um insbesondere den Luftgehalt zu reduzieren. Eine diesbezügliche Entgasungsvorrichtung, gegenüber der der Gegenstand der vorliegenden Neuerung abgegrenzt ist, ist aus der
EP 1 866 046 B1 bekannt. Hier wird die zu entgasende teilentrahmte Milch einem Entgasungsbehälter von unten, zentral zugeführt und oberhalb einer freien Oberfläche der in dem Entgasungsbehälter befindlichen Milchvorlage über einen nach außen abfallenden Verteilerschirm in Form eines Flüssigkeitsfilms eingeleitet. Der Verteilerschirm kann dabei sehr flach und damit nur gering in axialer Richtung abfallend ausgeführt sein. Es sind aber auch Ausführungsformen bekannt, bei denen der Verteilerschirm als Kegel oder kegelförmig ausgebildet ist, dessen Spitzenwinkel bis auf 45 Grad reduziert sein kann. Die Zufuhr der zu entgasenden Milch zum Verteilerschirm erfolgt über einen Umfangsringspalt, der zwischen dem oberen Ende des Verteilerschirmes und einer oberhalb des Verteilerschirmes angeordneten Prallplatte gebildet wird. Die Breite des Umfangsringspaltes ist fest vorgegeben und nicht einstellbar. Die Abführung der entgasten Milch erfolgt über den untersten, zentralen Bereich des Entgasungsbehälters.
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In der
DE 297 22 673 U1 ist eine Entgasungsvorrichtung beschrieben, die in ihrem Kopfraum einen rotierenden, kegelförmigen, radial nach außen abfallenden Teller aufweist, in dessen Zentrum die Flüssigkeit von oben zugeführt wird. Mit Hilfe des rotierenden Tellers wird die Flüssigkeit in dünner Schicht auf dessen Oberfläche aufgebracht. Dem radial nach außen und axial nach unten abströmenden Flüssigkeitsfilm überlagert sich eine rotative Geschwindigkeitskomponente, er gelangt an die Mantelfläche des Entgasungsbehälters und von dort in die im Entgasungsbehälter befindliche Flüssigkeitsvorlage. Die Flüssigkeit wird über eine Rohrleitung zugeführt, wobei zwischen dem Ende der Rohrleitung und dem Teller ein Spalt vorgesehen ist, dessen Breite einstellbar ist.
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Anmelderseits wurde ein Stand der Technik geschaffen (siehe
1 der Zeichnung), der von der Entgasungsvorrichtung gemäß
EP 1 866 046 B1 ausgeht und bei dem der Prallteller unter dem Einfluss der über das Zulaufrohr von unten zugeführten Milch eine begrenzte axiale Verschiebung, beispielsweise gegen die Kraft einer Rückstellfeder, erfährt, sodass sich die notwendige Breite des Umfangsringspaltes selbsttätig einstellen kann. Zu diesem Zweck verfügt der Entgasungsbehälter über Halte-, Führungs- und Verstellmittel oberhalb des Verteilerschirmes, d. h. im Kopfraum des Entgasungsbehälters.
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Aus der
EP 2 123 339 B1 ist ein Einlaufventil zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Entgasungsvorrichtung bekannt, das im Kopfraum des Entgasungsbehälters angeordnet ist. Das Einlaufventil weist ein Ventilgehäuse, ein Flüssigkeitselement und eine dem Einlaufventil zugeordnete Steuereinrichtung auf. Das Flüssigkeitselement ist mit einem Ventilteller versehen und das Ventilgehäuse besitzt einen Ventilsitz, wobei zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz eine Öffnung ausgebildet ist, durch welche die Flüssigkeit in die Entgasungsvorrichtung einbringbar ist. Die durch das Einlaufventil strömende Flüssigkeit ist an einer Oberfläche des Flüssigkeitselements unter Ausbildung eines Flüssigkeitsfilms umlenkbar. Die Größe der Öffnung ist mit Hilfe der Steuereinrichtung zwischen vollständig geöffnet und einer vollständig geschlossenen Stellung beliebig veränderbar.
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Im vorstehend referierten Stand der Technik mit einem im Entgasungsbehälter angeordneten Verteilerschirm in Verbindung mit einem axial verschieblichen oder einstellbaren Prallteller ist von Nachteil, dass alle oberhalb des Verteilerschirmes angeordneten Bauteile zur Zufuhr der zu entgasenden Flüssigkeit und/oder zur Bildung und Einstellung des Umfangsringspaltes im Zuge der in Zeitabständen notwendigen automatischen Reinigungsprozedur (sog. CIP-Reinigung) reinigungskritische Bereiche darstellen. Das gilt auch für das Einlaufventil gemäß
EP 2 123 339 B1 , bei dem der Flüssigkeitsfilm durch das axial verschiebliche Flüssigkeitselement als sich nach unten und zur Behälterwand hin erstreckender Freistrahl ausgebildet ist, weil das gesamte, von oben in den Entgasungsbehälter eingreifende Einlaufventil reinigungskritische Bereiche ausbildet.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art einerseits reinigungskritische Bereiche oberhalb des Verteilerschirmes gänzlich zu vermeiden und andererseits die neuerungsgemäße Vorrichtung zur Selbstreinigung zu befähigen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Vorrichtung zum schonenden Entasen eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts besteht in an sich bekannter Weise aus einem Entgasungsbehälter, der einen Eintritt für das zu entgasende Nahrungsmittelprodukt und einen Austritt für ein entgastes Nahrungsmittelprodukt aufweist. Im Entgasungsbehälter ist ein Verteilerschirm angeordnet, vorzugsweise konzentrisch zur Behälterlängsachse, an dessen Oberfläche das zu entgasende Nahrungsmittelprodukt als Filmströmung ausgebildet wird. Es ist ein Zulaufrohr vorgesehen, das einerseits endseitig mit dem Eintritt in Verbindung steht und andererseits endseitig am oberen Ende des Verteilerschirmes in diesem ausmündet. Zwischen dem oberen Ende des Verteilerschirmes und einem oberhalb des Verteilerschirmes angeordneten Umlenkteller wird ein Umfangsringspalt gebildet, der mit dem Zulaufrohr in einer Strömungsverbindung steht und über den die Filmströmung ausgebracht wird.
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Der neuerungsgemäße Grundgedanke zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, dass der Umlenkteller ein Halte- und Verstellmittel umfasst, mit dem der Umlenkteller an einem dem Umlenkteller benachbarten Endabschnitt des Zulaufrohres und innerhalb desselben gehalten ist. Damit liegen erstmals alle Mittel, die der Halterung, Führung und Verstellung des Umlenkteller dienen, im Zulaufrohr und damit bei der CIP-Reinigung (CIP: cleaning in place) im unmittelbaren Strom des zugeführten Reinigungsmittels, das alle mit Nahrungsmittelprodukt beaufschlagten Bereiche vom Eintritt bis zur gesamten Oberfläche des Verteilerschirmes, auf die der Flüssigkeitsfilm aufgebracht wird, beaufschlagt.
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Das Halte- und Verstellmittel wird zur Sicherstellung einer größtmöglichen Reinigungsfreundlichkeit bevorzugt derart ausgebildet, dass es eine Stange umfasst, vorzugsweise eine zylindrische, die sich, bezogen auf das Zulaufrohr, in diesem konzentrisch und axial erstreckt. Die Stange ist über eine stangenförmige erste Befestigungstraverse und über eine stangenförmige zweite Befestigungstraverse, die vorzugsweise ebenfalls eine zylindrische Form besitzen und die jeweils quer zur Stange orientiert und voneinander axial beabstandet sind, unverrückbar am Zulaufrohr gehalten. Zur Sicherstellung einer hinreichenden Stabilität der Anordnung sind die erste und die zweite Befestigungstraverse, bezogen auf eine Ebene senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung der Stange, um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordnet. Die Stabilität wird weiterhin dadurch erhöht, wie dies ein Vorschlag vorsieht, dass sich die erste und die zweite Befestigungstraverse jeweils über den gesamten Innendurchmesser des Zulaufrohres erstrecken und jeweils endseitig am Zulaufrohr befestigt sind.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass der Umlenkteller in axialer Richtung verstellbar an der Stange befestigt ist. Die Stange ist ortsfest im Endabschnitt des Zulaufrohres gehalten und kann dabei auf einfachste Weise an den Umlenkteller so weit herangeführt werden, dass sie in den Umlenkteller eingreift. Die Einstellbarkeit des Umfangsringspaltes wird in sehr einfacher Weise dadurch erreicht, dass an der Stange endseitig und auf der Seite des Umlenktellers ein Stangengewinde, d. h. ein Bolzengewinde, angeformt ist, das in ein entsprechendes Muttergewinde in dem Umlenkteller eingreift.
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Hochwertiger Edelstahl, der in Prozessanlagen der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie bevorzugt Verwendung findet, kann ohne Qualitätseinbußen für das Produkt und die Prozessführung substituiert werden, wenn der Umlenkteller, wie dies vorgeschlagen wird, aus einem für das Nahrungsmittelprodukt geeigneten und einem gegenüber diesem beständigen Kunststoff hergestellt ist. Eine besondere Eignung besitzt hierbei der Kunststoff Polytetrafluorethylen (PTFE).
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Die zu fordernde Dauerfestigkeit der Verbindung zwischen Stange und Umlenkteller, insbesondere bei Ausführung des Umlenktellers in Kunststoff, wird sichergestellt, wenn das Muttergewinde im Umlenkteller als zweites Muttergewinde in einer metallischen Befestigungs- und Verstellhülse, vorzugsweise ausgeführt in lauge- und säurebeständigem Edelstahl, verortet ist, die form- und oder kraftschlüssig im Umlenkteller verankert ist. Diesbezüglich wird weiter vorgeschlagen, dass die Befestigungs- und Verstellhülse radial außenseits ein selbstschneidendes Außengewinde aufweist, das in eine Grundlochbohrung-Erweiterung im Umlenkteller form- und/oder kraftschlüssig eingreift.
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Um die in axialer Richtung verstellbare Verbindung zwischen Stangengewinde und Umlenkteller einerseits dauerhaft gegen unplanmäßige Verstellung zu sichern und andererseits eine stabile und unter insbesondere Strömungskräften wenig verformungsanfällige Anordnung des Umlenktellers an der Stange sicherzustellen, sieht ein anderer Vorschlag eine Spannhülse mit einem in einem zentrisch angeordneten Innendurchgang angeordneten ersten Muttergewinde vor, durch das das Stangengewinde so weit hindurchgeschraubt ist, dass es andererseits in der notwendigen und vorbeschriebenen Weise in den Umlenkteller eingreifen kann. Die Spannhülse liegt dabei im Betrieb oder im betriebsfertigen Zustand der Vorrichtung mit einer dem Umlenkteller zugewandten, endseitigen Stirnfläche an einer korrespondierenden Stirnfläche am Umlenkteller unter Vorspannung an. Die Spannhülse fungiert somit auch als Kontermutter zur dauerhaften Sicherstellung der Schraubverbindung. Um ein Eindringen von Nahrungsmittelprodukt oder Reinigungsmittel in die Verbindung zwischen Stange und Umlenkteller zu verhindern, ist die Spannhülse gegenüber dem Umlenkteller abgedichtet. Diese Abdichtung erfolgt über eine zweite Dichtung, die sich vorzugsweise in einer in der Stirnfläche der Spannhülse angeordneten zweiten Nut befindet.
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Um die Stabilität der verstellbaren Verbindung zwischen Stange und Umlenkteller weiter zu erhöhen, sieht eine andere Ausgestaltung vor, dass sich der Innendurchgang der Spannhülse auf seiner dem Umlenkteller abgewandten Seite und im Anschluss an das erste Muttergewinde in eine Führungsbohrung erweitert. In diese Führungsbohrung greift ein Endabschnitt der Stange ein, er wird dort geführt und gegenüber der Führungsbohrung mittels einer ersten Dichtung abgedichtet. Die erste Dichtung findet in einer ersten Nut Aufnahme, die im endseitigen Bereich der Führungsbohrung, der dem ersten Muttergewinde abgewandt ist, angeordnet ist. Dabei ist die Stabilität der Anordnung, insbesondere deren Biegesteifigkeit, in besonderer Weise von der axialen Erstreckungslänge der Spannhülse abhängig, der leicht so groß wie notwendig festzulegen ist.
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Um zu vermeiden, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Zulaufrohr im Bereich des Halte- und Verstellmittels, und hier insbesondere im Anordnungsbereich der der querschnittsverengenden Spannhülse, erhöht wird, wodurch die Ausbildung einer möglichst gleichmäßigen Filmströmung über den Umfang des Verteilerschirmes ungünstig beeinträchtigt würde, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform in diesem Bereich eine Erweiterung des Durchtrittsquerschnitts des Zulaufrohres vor, die die unvermeidbare Querschnittsverengung durch das Halte- und Verstellmittel kompensiert. Dies wird dadurch erreicht, dass das Zulaufrohr, in Strömungsrichtung gesehen, von einem ersten Abschnitt über einen Übergangsabschnitt auf einen zweiten Abschnitt eine Vergrößerung im Durchmesser erfährt, wobei der durchmessergrößte zweite Abschnitt in axialer Richtung mindestens den axialen Erstreckungsbereich des Halte- und Verstellmittels umfasst. Dabei ist zielführend, wenn der zweite Abschnitt in seinem Durchtrittsquerschnitt so ausgelegt ist, dass mindestens die Querschnittsverengung durch das Halte- und Verstellmittel kompensiert ist. Eine Überkompensation durch eine weitergehende Querschnittserweiterung wirkt sich durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit positiv auf die Ausbildung der gewünschten Filmströmung aus.
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Wird, wie dies eine andere Ausgestaltung vorsieht, an dem angeströmten Ende der Stange ein Anströmteil angeordnet, das sich, beginnend an einer angeströmten Spitze und in Strömungsrichtung gesehen, im Durchmesser bis auf einen größten Außendurchmesser zunehmend erweitert und anschließend auf die Außenabmessungen der Stange verjüngt, dann wird die Ausbildung einer gewünschten Filmströmung weiter positiv beeinflusst. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Anströmteil im Übergangsabschnitt angeordnet ist.
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Um die Umlenkung der Strömung vom Austritt aus dem Zulaufrohr bis zum Umfangsringspalt und darüber hinaus besonders strömungsgünstig mit Blick auf die gewünschte Filmströmung zu gestalten, ist es von Vorteil, wenn das Zulaufrohr an seinem Austritt aus dem Verteilerschirm in einem am Zulaufrohr angeformten, umlaufenden ringförmigen Kragen, der vorzugsweise massiv ausgeführt ist, endet. Innerhalb des Kragens ist eine Austrittsöffnung des Zulaufrohres und mit dem Kragen ist ein stetiger Übergang von der Austrittsöffnung zum Verteilerschirm ausgebildet. Dieser stetige Übergang wird vorteilhaft in Form einer ringförmig umlaufenden konvexen Abrundung ausgeführt.
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Eine weitere Verbesserung der Strömungsverhältnisse im Umlenkbereich der Strömung ergibt sich dadurch, wie dies ebenfalls vorgeschlagen wird, wenn der Umlenkteller in das ihm zugewandte Ende des Zulaufrohres zentrisch und kegel- oder konusförmig zum Zentrum hin ausgeformt eingreift.
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Die Ausbildung der Filmströmung wird in besonderer Weise durch die Formgebung des Umfangsringspaltes, und zwar in dessen gesamter Länge von seinem sich stetig verjüngenden Eintrittsbereich bis zum Austritt am Verteilerschirm, beeinflusst. Es hat sich besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Umlenkteller radial innenseits das Zulaufrohr und radial außenseits den Bereich bis zum radial innenseitigen Beginn des Verteilerschirmes überdeckt. Dabei ist die dem Zulaufrohr zugewandte Kontur des Umlenktellers an die Kontur der Abrundung und den sich anschließenden Bereich des Verteilerschirmes, vom Hochpunkt der Abrundung an und radial nach außen sich erstreckend, deckungsgleich angepasst.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen des Entgasungsbehälters sehen weiterhin in an sich bekannter Weise vor,
- • dass der Verteilerschirm konzentrisch im Entgasungsbehälter angeordnet ist;
- • dass der Austritt am unteren Ende des Entgasungsbehälters angeordnet ist;
- • dass der Eintritt konzentrisch im Austritt angeordnet ist;
- • dass der Eintritt seitlich am Entgasungsbehälter und dort entweder am unteren Boden oder am Behältermantel angeordnet ist;
- • dass an den Kopfraum des Entgasungsbehälters eine Unterdruckquelle, beispielsweise eine Flüssigkeitsringpumpe, angeschlossen ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine eingehendere Darstellung der Neuerung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. Während die Erfindung in den verschiedensten Ausführungsformen realisiert ist, wird in der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum schonenden Entgasen eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts dargestellt. Es zeigen
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1 im Meridianschnitt eine Vorrichtung bekannter Art zum schonenden Entgasen eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts, ausgebildet mit einem unteren, zentralen Eintritt, der durch einen an dieser Stelle angeordneten Austritt hindurchgeführt ist, oder alternativ mit einem seitlich am Entgasungsbehälter angeordneten Eintritt;
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2 im Meridianschnitt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum schonenden Entgasen eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts gemäß der Neuerung, ausgebildet mit einem unteren, zentralen oder alternativ mit einem seitlichen Eintritt, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, zusammen mit dem neuerungsgemäßen Halte- und Verstellmittel für einen Umlenkteller;
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3 eine Draufsicht auf einen Verteilerschirm und einen Umlenkteller gemäß 2;
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4 einen Meridianschnitt durch einen Verteilerschirm, einen Umlenkteller in Verbindung mit einem Halte- und Verstellmittel und ein Zulaufrohr gemäß 2 entsprechend einem in 3 mit „B-B” gekennzeichneten Schnittverlauf;
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5 in vergrößerter Darstellung einen in 4 mit „A” gekennzeichneten ersten Ausschnitt im Bereich des neuerungsgemäßen Halte- und Verstellmittels;
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6 in perspektivischer Darstellung die Bauteile gemäß 4;
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7 in perspektivischer Darstellung einen Meridianschnitt durch die Bauteile gemäß 6 unter Weglassung der Zulaufleitung unterhalb eines Übergangsabschnittes derselben entsprechend einem in 6 mit „D-D” gekennzeichneten Schnittverlauf und
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8 in nochmals vergrößerter Darstellung einen in 5 mit „C” gekennzeichneten zweiten Ausschnitt aus dem ersten Ausschnitt gemäß 5.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung bekannter Art 1* zum schonenden Entgasen eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts P nach dem Stand der Technik, wie sie in 1 zur Beschreibung des generellen Aufbaus der in Rede stehenden Vorrichtung dargestellt ist. Die Vorrichtung bekannter Art 1* besteht aus einem Entgasungsbehälter 2 in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen Behältermantels 2c mit einem unteren Boden 2b und einem oberen Boden 2a. Der untere Boden 2b weist einen zentralen Ablaufstutzen 2d mit einem Austritt A für ein entgastes Nahrungsmittelprodukt P' auf, wobei der Ablaufstutzen 2d von einem von unten in den Entgasungsbehälter 2 eingreifenden Zulaufrohr 4 mit einem Eintritt E für das zu entgasende Nahrungsmittelprodukt P konzentrisch durchdrungen ist. Alternativ zum unteren, zentralen Eintritt E kann der Eintritt E auch seitlich am Entgasungsbehälter 2 und dort entweder am unteren Boden 2b oder am Behältermantel 2c angeordnet sein.
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Ein Verteilerschirm 3 ist am oberen Ende des in den Entgasungsbehälter 2 hineingeführten Zulaufrohres 4 mit letzterem dergestalt fest verbunden, dass das Zulaufrohr 4 innenseits über eine zum Verteilerschirm 3 vorzugsweise hinreichend gerundete Austrittsöffnung 4a zentrisch im Verteilerschirm 3 ausmündet. Das Zulaufrohr 4 stellt eine Verbindung mit einem Umfangsringspalt 6 her, der zwischen dem oberen Ende des Verteilerschirms 3 und einem zu letzterem oberhalb beabstandeten und vorzugsweise konzentrisch angeordneten Umlenkteller 5 gebildet ist. Der Umlenkteller 5 übergreift dabei das obere Ende des Verteilerschirmes 3 ein Stück weit, und er ist oberhalb des Verteilerschirmes 3 mittels eines Halte- und Verstellmittels bekannter Art 7* axial geführt und befestigt und in seinem Abstand zum oberen Ende des Verteilerschirms 3 in Grenzen, vorzugsweise gegen die Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder, verschieblich angeordnet.
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Das über den Eintritt E zugeführte zu entgasende Nahrungsmittelprodukt P verlässt das Zulaufrohr 4 über die Austrittsöffnung 4a, wird dort von dem Umlenkteller 5 umgelenkt und über den Umfangsringspalt 6 sternförmig und, radial gesehen, von innen nach außen auf den Verteilerschirm 3 aufgebracht und an dessen Oberfläche als Filmströmung F bzw. Flüssigkeitsfilm ausgebildet. Aus der dem Verteilerschirm 3 abgewandten Oberfläche der Filmströmung F, die über den Verteilerschirm 3 herabläuft, können sich Gasbeimengungen infolge des Auftriebs leicht abscheiden. Mit einer nicht dargestellten Niveausteuereinrichtung wird eine freie Oberfläche N bzw. ein Niveau N des bereits weitestgehend entgasten bzw. noch zu entgasenden Nahrungsmittelprodukts P', P, das eine Flüssigkeitsvorlage im Entgasungsbehälter 2 bildet, eingestellt. Die teilentgaste bzw. weitestgehend entgaste Filmströmung F tritt am unteren Ende des Verteilerschirms 3 in die freie Oberfläche N ein. Die über den Verteilerschirm 3 in Form der Filmströmung F auf die freie Oberfläche N aufgeschichteten und in diese eintretenden Nahrungsmittelprodukt-Fraktionen verweilen mit einer mittleren Verweilzeit in dem Entgasungsbehälter 2 und können dort mit Hilfe des Gasblasenauftriebs über die freie Oberfläche N weiter entgasen.
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Der Verteilerschirm 3 und der mit diesem korrespondierende Umlenkteller 5 sind zweckmäßig kreisförmig und jeweils schirmförmig, d. h. radial nach außen abfallend, ausgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Verteilerschirm 3, wie dargestellt, eine kegelige bzw. kegelförmige Ausbildung, wobei die Kegelspitze bis auf ca. 80 bis 90 Grad reduziert sein kann. Das untere Ende des Verteilerschirms 3 reicht im Regelfall bis an die freie Oberfläche N heran oder taucht geringfügig in diese ein.
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Die weiteren in der 1 dargestellten und nicht bezeichneten Bauteile, wie beispielsweise ein Kopfloch, diverse Anschlüsse und Stutzen sowie Schaugläser, sind, ebenso wie die untere und zentrale oder alternativ die seitliche Anordnung des Eintritts E, für die hier in Rede stehende Neuerung nicht von Bedeutung.
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Die Neuerung ist in einer Vorrichtung 1 zum schonenden Entgasen eines fließfähigen Nahrungsmittelprodukts P in den 2 bis 8 konkret ausgeführt. Sie unterscheidet sich durch die Halterung, Führung und Einstellbarkeit des Umlenktellers 5 von der Vorrichtung bekannter Art 1* gemäß 1. Falls das Zulaufrohr 4 von der Seite in den unteren Boden 2b eingeführt ist, bleibt der Ablaufstutzen 2d mit seinem Austritt A frei und ungeschmälert. Die im Rahmen der vorliegenden Neuerung zu beschreibenden Bauteile sind in den 3 bis 8 dargestellt und werden nachfolgend nach Aufbau und Funktion beschrieben.
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Der Umlenkteller 5 umfasst neuerungsgemäß ein Halte- und Verstellmittel 7 (2 und insbesondere 4 bis 8), mit dem der Umlenkteller 5 an einem dem Umlenkteller 5 benachbarten Endabschnitt des Zulaufrohres 4, das sich dort in einen zweiten Abschnitt 4.3 erweitert, und innerhalb desselben gehalten ist. Das Halte- und Verstellmittel 7 besteht aus einer vorzugsweise zylindrischen Stange 7.1, die sich, bezogen auf das Zulaufrohr 4, 4.3, in diesem konzentrisch und axial erstreckt. Die Stange 7.1 ist über eine stangenförmige erste Befestigungstraverse 7.2 und über eine stangenförmige zweite Befestigungstraverse 7.3, die jeweils quer zur Stange 7.1 orientiert und voneinander axial beabstandet sind und diese vorzugsweise mittig durchdringen, unverrückbar am Zulaufrohr 4, 4.3 gehalten. Die Verbindung der Stange 7.1 mit den Befestigungstraversen 7.2, 7.3 und der Befestigungstraversen 7.2, 7.3 mit der Wandung des Zulaufrohres 4, 4.3 ist vorzugsweise stoffschlüssig ausgeführt. Die erste und die zweite Befestigungstraverse 7.2, 7.3 sind, bezogen auf eine Ebene senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung der Stange 7.1, vorzugsweise um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordnet (7). Dabei erstrecken sich die erste und die zweite Befestigungstraverse 7.2, 7.3 vorzugsweise jeweils über den gesamten Innendurchmesser des Zulaufrohres 4, 4.3, und sie sind jeweils endseitig am Zulaufrohr 4, 4.3 befestigt.
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Der Umlenkteller 5 ist in axialer Richtung verstellbar an der Stange 7.1 befestigt (8). Die Befestigung ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass an der Stange 7.1 endseitig und auf der Seite des Umlenktellers 5 ein Stangengewinde 7.1b angeformt ist, das in ein entsprechendes Muttergewinde in dem Umlenkteller 5 eingreift. Der Umlenkteller 5 ist vorzugsweise aus einem für das Nahrungsmittelprodukt P geeigneten und einem gegenüber diesem beständigen Kunststoff, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), hergestellt. Das Muttergewinde im Umlenkteller 5 ist vorzugsweise als zweites Muttergewinde 9.2 in einer metallischen Befestigungs- und Verstellhülse 9 verortet, die form- und oder kraftschlüssig im Umlenkteller 5 verankert ist. Die Befestigungs- und Verstellhülse 9 weist vorzugsweise radial außenseits ein selbstschneidendes Außengewinde 9.1 auf, das sich im Zuge seiner Montage im Umlenkteller 5 in eine dort vorgesehene Grundlochbohrung-Erweiterung 5b einschneidet und dadurch dort form- und/oder kraftschlüssig verankert ist.
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Unterhalb des Umlenktellers 5 ist eine Spannhülse 8 mit einem in einem zentrisch angeordneten Innendurchgang angeordneten ersten Muttergewinde 8.2 vorgesehen, durch das das Stangengewinde 7.1b hindurchgeschraubt ist. Das Stangengewinde 7.1b setzt sich darüber hinaus axial fort, ist mit der Befestigungs- und Verstellhülse 9 verschraubt und greift noch ein Stück weit in eine im Umlenkteller 5 vorgesehene Grundlochbohrung 5a hinein, die eine im Durchmesser kleinere Fortsetzung der Grundlochbohrung-Erweiterung 5b bildet. Die Spannhülse 8 liegt im Betrieb oder im betriebsfertigen Zustand der Vorrichtung 1 mit einer dem Umlenkteller 5 zugewandten, endseitigen Stirnfläche, in der eine zweite Nut 8.4 für eine zweite Dichtung 11 vorgesehen ist, an einer korrespondierenden Stirnfläche am Umlenkteller 5 abgedichtet und unter Vorspannung an. Der Innendurchgang der Spannhülse 8 erweitert sich auf seiner dem Umlenkteller 5 abgewandten Seite und im Anschluss an das erste Muttergewinde 8.2 in eine Führungsbohrung 8.1. In die Führungsbohrung 8.1 greift ein Endabschnitt der Stange 7.1 ein, ist dort geführt und gegenüber der Führungsbohrung 8.1 mittels einer ersten Dichtung 10 abgedichtet. Die erste Dichtung 10 findet in einer ersten Nut 8.3 Aufnahme, die im endseitigen Bereich der Führungsbohrung 8.1, der dem ersten Muttergewinde 8.2 abgewandt ist, angeordnet ist. Die Spannhülse 9 besitzt auch die Funktion einer Kontermutter, die durch Vorspannung der Schraubverbindungen zwischen dem Stangengewinde 7.1b einerseits und dem ersten und dem zweiten Muttergewinde 8.2, 9.2 andererseits eine einmal eingestellte Breite des Umfangsringspaltes 6 durch entsprechende Positionierung des Umlenktellers 5 unverrückbar festlegt.
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Das Zulaufrohr 4 erfährt, in Strömungsrichtung gesehen, von einem ersten Abschnitt 4.1 über einen Übergangsabschnitt 4.2 auf einen zweiten Abschnitt 4.3 eine Vergrößerung im Durchmesser (2, 4, 5 und 7). Dabei umfasst der durchmessergrößte zweite Abschnitt 4.3 in axialer Richtung mindestens den axialen Erstreckungsbereich des Halte- und Verstellmittels 7, und der zweite Abschnitt 4.3 ist in seinem Durchtrittsquerschnitt so ausgelegt, dass mindestens die Querschnittsverengung durch das Halte- und Verstellmittel 7 kompensiert ist.
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An dem angeströmten Ende der Stange 7.1 ist ein Anströmteil 7.1a angeordnet, das sich, beginnend an einer angeströmten Spitze und in Strömungsrichtung gesehen, im Durchmesser bis auf einen größten Außendurchmesser zunehmend erweitert und anschließend auf die Außenabmessungen der Stange 7.1 verjüngt. Das Anströmteil 7.1a ist vorzugsweise im Übergangsabschnitt 4.2 der Zulaufleitung 4 angeordnet (siehe insbesondere 5 und 7).
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Das Zulaufrohr 4, 4.3 endet an seinem Austritt aus dem Verteilerschirm 3 in einem am Zulaufrohr 4, 4.3 angeformten, umlaufenden ringförmigen Kragen 4.4, vorzugsweise einem massiv ausgeführten (5, 7 und 8). Innerhalb des Kragens 4.4 ist eine Austrittsöffnung 4a des Zulaufrohres 4, 4.3 und mit dem Kragen 4.4 ist ein stetiger Übergang von der Austrittsöffnung 4a zum Verteilerschirm 3 ausgebildet. Der Kragen 4.4 besitzt zwischen der Austrittsöffnung 4a und dem Verteilerschirm 3 eine ringförmig umlaufende konvexe Abrundung 4.5.
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Zum Zwecke einer möglichst stoßfreien Umlenkung der Strömung von der Austrittsöffnung 4a in den Eintritt des Umfangsringspaltes 6 ist vorgesehen, dass der Umlenkteller 5 in das ihm zugewandte Ende des Zulaufrohres 4, 4.3 zentrisch und kegel- oder konusförmig zum Zentrum hin ausgeformt eingreift (8). Der Umlenkteller 5 überdeckt radial innenseits das Zulaufrohr 4, 4.3 und radial außenseits den Bereich bis zum radial innenseitigen Beginn des Verteilerschirmes 3. Dabei ist die dem Zulaufrohr 4, 4.3 zugewandte Kontur des Umlenktellers 5 an die Kontur der Abrundung 4.5 und den sich anschließenden Bereich des Verteilerschirmes 3, vom Hochpunkt der Abrundung 4.5 an und radial nach außen sich erstreckend, deckungsgleich angepasst. Die dem Ende des Zulaufrohres 4, 4.3 zugewandte kegel- oder konusförmige Kontur des Umlenktellers 5 geht stetig und konkav gerundet in die an die konvexe Abrundung 4.5 deckungsgleich angepasste komplementäre Kontur des Umlenktellers 5 über.
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Der Verteilerschirm 3 ist vorzugsweise konzentrisch im und der Austritt A ist vorzugsweise am unteren Ende des Entgasungsbehälters 2 angeordnet (2). Für die Anordnung des Eintritts bestehen zwei alternative Anordnungsmöglichkeiten, nämlich dass der Eintritt E konzentrisch im Austritt A oder dass er seitlich am Entgasungsbehälter 2 und dort entweder am unteren Boden 2b oder am Behältermantel 2c angeordnet ist (2). An den Kopfraum des Entgasungsbehälters 2 eine Unterdruckquelle, beispielsweise ein Flüssigkeitsringpumpe, angeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 1 (Stand der Technik)
- 1*
- Vorrichtung bekannter Art (Stand der Technik)
- 2
- Entgasungsbehälter
- 2a
- oberer Boden
- 2b
- unterer Boden
- 2c
- Behältermantel
- 2d
- Ablaufstutzen
- 3
- Verteilerschirm
- 4
- Zulaufrohr
- 4a
- Austrittsöffnung
- 5
- Umlenkteller
- 6
- Umfangsringspalt
- 7*
- Halte- und Verstellmittel bekannter Art
- A
- Austritt
- E
- Eintritt
- F
- Filmströmung
- N
- freie Oberfläche (freies Niveau)
- P
- zu entgasendes Nahrungsmittelprodukt
- P'
- entgastes Nahrungsmittelprodukt
Fig. 2 bis Fig. 8 - 1
- Vorrichtung
- 4
- Zulaufrohr
- 4.1
- erster Abschnitt
- 4.2
- Übergangsabschnitt
- 4.3
- zweiter Abschnitt
- 4.4
- Kragen
- 4.5
- Abrundung
- 5a
- Grundlochbohrung
- 5b
- Grundlochbohrung-Erweiterung
- 7
- Halte- und Verstellmittel
- 7.1
- Stange
- 7.1a
- Anströmteil
- 7.1b
- Stangengewinde
- 7.2
- erste Befestigungstraverse
- 7.3
- zweite Befestigungstraverse
- 8
- Spannhülse
- 8.1
- Führungsbohrung
- 8.2
- erstes Muttergewinde
- 8.3
- erste Nut
- 8.4
- zweite Nut
- 9
- Befestigungs- und Verstellhülse
- 9.1
- selbstschneidendes Außengewinde
- 9.2
- zweites Muttergewinde
- 10
- erste Dichtung
- 11
- zweite Dichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1866046 B1 [0004, 0006]
- DE 29722673 U1 [0005]
- EP 2123339 B1 [0007, 0008]