DE299504C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Für die Gärungs- und Nahrungsmittelindustrie ist die billige Beschaffung geeigneten Wassers eine Lebensfrage, und diese frühzeitige Erkenntnis hat zu vielen Verbesserungsvorschlagen für solche Wässer geführt, welche aber den Ansprüchen nicht genügten.

Neben Filtration und Klärung wurde vorgeschlagen, das Wasser mit und ohne Druck zu kochen, um die Härte zu verringern. Auch

ίο ließ man zu diesem Zwecke einen Strom von Dampf und Luft durch ein Reinigerbassin zirkulieren, pder nach anderen Vorschlägen sollte das bereits vorgewärmte Wasser durch warme Luft hindurch herunterregnen. Galt es, Eisenverbindungen auszuscheiden, so genügte es, das Wasser in ausreichender Berührung mit der gewöhnlichen Außenluft zu bringen. Neben der Härteverminderung versuchten andere Vorschläge auch eine Vorwärmung des Wassers zu erreichen. So ist. z. B. bekannt, die Dämpfe von den Sud- und Maischpfannen derart zur Vorwärmung von Gebrauchswasser zu benutzen, daß im Dunstkanal eine Streudüse angeordnet wird, welche Wasser im Dunststrom herunterbraust. Das erwärmte Wasser wurde durch Hauben und Rinnen aufgefangen und abgeleitet.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es für die Zersetzung der Bikarbonate und namentlich des Magnesiumbikarbonats einer Erwärmung des Wassers bis auf ioo° C bedarf und gleichzeitig nicht nur, wie bekannt, während der Erwärmung, sondern auch nach Beendigung derselben Luft so lange in das Wasser eingeblasen w.erden muß, daß die Rückkühlung das größte Lösungsvermögen des Wassers für Karbonate unterschreitet. Die Bedeutung dieses Verfahrens ergibt . sich aus folgendem Versuch:.

Ein Wasser mit einem Gehalt von 34,6 g Kalzium- und Magnesiumbikarbonat im Hektoliter wurde bis 90⁰C erwärmt ohne Durchlüftung und zeigte eine Härtevermindefung um 5,9 g. Bei gleichzeitiger intensiver Durchlüftung verkürzte sich die Erwärmungszeit um etwa 30 Prozent, und die Härteverminderung stieg auf 27,3 g. Bei einhalbstündigem Stehen, Abkühlen und Absetzen stieg die Härte wieder auf 15,1 g. Wurde die Durchlüftung noch nach der Erwärmung fortgesetzt bis zur Abkühlung auf 45 ° C, so blieb die Härteverminderung von 27,3 bestehen. Diese Erscheinung läßt sich nur damit erklären, daß einmal durch das fortgesetzte Einblasen von Luft noch CO² aus dem Wasser abgeführt und damit eine Rückbildung von Bikarbonaten verhindert wurde, andererseits das Wasser bei der Durchlüftung so weit rückgekühlt war, daß es den Punkt seines größten Lösungsvermögens (etwa 75⁰ C) unterschritten hatte.

Allerdings würde der Wärmeaufwand bei diesem Verfahren nicht unbedeutend sein, wenn nicht durch eine weitere Ausbildung des Verfahrens die Abwärme der eingeblasenen. Luft wieder nutzbar gemacht würde.

Um dies zu erreichen, soll die eingeblasene

und erwärmte Luft samt der ausgetriebenen Kohlensäure durch einen Behälter geführt werden, in welchem das zu behandelnde Wasser angewärmt wird, indem es über Becken, Rinnen

o. dgl. herunterrieselt und mit dem warmen Luftstrom in innige Berührung gebracht wird.

Der Luftstrom von etwa 40 bis 50° C mit der Kohlensäure entweicht in den Dunstkanal.

Diese Anwärmung soll dadurch vervollkommnet werden daß auch der Abdampf aus Maisch- und Sudpfanne durch den Anwärmebehälter geleitet wird. Durch das kalte Wasser ergibt sich eine genügende Temperaturdifferenz mit den Abdampfen und daher eine günstige Wärmeübergangsziffer. Gleichzeitig mit der Anwärmung geht schon eine geringe Enthärtung vor sich, und die Karbonate setzen sich an den Rieselflächen in mit dem Grade der Erwärmung zunehmender Stärke in Krusten ab. Da die Abdämpfe der Pfannen wertvolle Stoffe in verflüchtigtem Zustande mitführen, so werden diese im oberen Teile des Rieselapparates, wo das Wasser noch kalter ist, größtenteils niedergeschlagen und bleiben dem Wasser zur weiteren Verwendung erhalten:
Auch folgendes ist hierbei wichtig:
In den sich bildenden Krusten des Wassersteins im Rieselbehälter setzen sich ölige und tonige Ausscheidungen ab, so daß in gewissem Sinne die unteren Rieselflächen mit der stärkeren Inkrustation die unerwünschten Stoffe wieder ausfiltrieren, die das eintretende kalte Wasser aus den Dämpfen mit niedergeschlagen hatte.

Der warme Luftstrom aus dem unteren Behälter wirkt aber nicht nur anwärmend; Versuche ergaben nämlich, daß es auch für den Rieselbehälter erwünscht ist, Luft aus dem gleichen Grunde einzuführen wie beim Hauptbehälter, um eben die Kohlensäure der begonnenen Enthärtung abzuführen und eine Rückbildung von Bikarbonaten zu verhüten. Auch wird das Wasser schon geschmacklich verbessert, indem die Luft mit der Kohlensäure die schärfsten und flüchtigsten Stoffe der Würze mit abführt. Der Luftstrom verhindert weiter, daß der Pfannenabdampf im Kamin bzw. Rieselbehälter ruht und die Dünste aus der offenen Pfanne mangels ungenügenden Zuges in das Sudhaus entweichen. Durch diese Arbeitsweise wird es ermöglicht, ohne erheblichen Wärmeaufwand dauernd den Karbonatgehalt zu verringern, sowie auch im übrigen das Wasser zu verbessern.

Hat das Wasser nur einen geringen Gehalt an Bikarbonaten, so würde es. oft genügen, das Wasser in einem Vorwärmer direkt oder indirekt mit den Dämpfen der Sud- und Maischpfanne vorzuwärmen. Das Wasser brauchte nicht ausgekocht und durch einen Luftstrom entkarbonisiert und rückgekühlt zu werden; die in den Dämpfen enthaltene Luft, welche durch die Schieberöffnungen der Pfanne eintritt, würde eine Durchlüftung des Wassers herbeiführen, vorausgesetzt, daß das Wasser unmittelbar mit den Dämpfen in Berührung kommt. Bei praktischen Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Dunstströme durch Einbauten oder Querschnittsverringerung sowie infolge Abkühlung recht träge abziehen, wenn auch der Querschnitt des Dunstkanals ohne diese Widerstände einen genügenden Zug gewährleistete. Man hat deshalb bereits beim indirekten Vorwärmen durch den Dunststrom diesen ungenügenden Zug dadurch zu verbessern versucht, daß man hinter dem Vorwärmer einen Ventilator im Dunstkanal kufen ließ. Diese Maßnahme hat sich aber in der Praxis nicht sonderlich bewährt, weil an den Anbringungsstellen selten Transmissionsteile vorhanden sind; für einen elektrischen Antrieb ist es aber in der Tageszeit unökonomisch, einen Dynamo laufen zu lassen.

Nach vorliegender Erfindung soll bei beliebiger Vorwärmerform im Dunstkanal die Strömung des Dunststromes dadurch unterstützt werden, daß hilfsweise ein Strahl Frischdampf so in den Wrasenkanal bzw. in den Vorwärmer eingeführt wird, daß er eine saugende Wirkung auf den Dunststrom ausübt. Diese Neuerung hat den Vorteil, daß zunächst die Wärme des Frischdampfstrahles mit zur Vorwärmung des Wassers herangezogen wird. Andererseits wirkt der Dampfstrahl nicht nur saugend auf den Dunststrom und etwaige abgeschiedene Kohlensäure usw., sondern er wirbelt auch die Dunstmassen durcheinander, so daß der Wärmeübergang bei der Berührung mit dem vorzuwärmenden Wasser schneller und intensiver vor sich geht, wodurch auch wiederum wertvolle Stoffe in stärkerem Maße zum Niederschlag gelangen.

Als Folge dieser Verbesserung tritt in Erscheinung eine größere Haltbarkeit und Süffigkeit des Bieres, besserer Glanz, bessere Schaumhaltung und höhere Ausbeute der verarbeiteten Materialien.

Die Ausführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung in der Weise gedacht, daß ein zum Vorwärmen des Wassers dienendes Gefaß mit einem darunter befindlichen zweiten Gefäß, welches in der Folge Kochgefäß genannt wird, in Verbindung steht, und daß ersteres bei der Mitverwendung von Pfannenabdämpfen neben dem Wrasenkanal angeord- net ist und mit diesem durch doppelt wirkende Klappen o. dgl. in Verbindung gebracht werden kann. In diesem Anwärmbehälter sind Rieselbecken angeordnet, über welche das Wasser zunächst geführt wird und hier

die Wärme des Pfannenabdampfes oder der heißen Luft vom Kochgefäß oder beider zusammen aufnimmt. Der Anwärm behälter ist mit dem Kochgefäß durch ein Überlaufrohr verbunden, das so angeordnet ist, daß die oberen Wasserschichten, welche die öligen und sonst wertvollen edlen Stoffe führen, nicht in das Kochgefäß gelangen können, vielmehr durch einen seitlichen Stutzen oder eine Vorlage abgeleitet werden, um ₄nachher entweder dem Wasser wieder beigemischt oder an anderer Stelle verwertet zu werden.

Das Kochgefäß besitzt neben den üblichen Armaturen eine Dampfschlange. Außer dieser Heizschlange befindet sich in dem Behälter noch eine zweite Rohrleitung, welche durchlöchert ist und durch welche Frischluft eingeführt wird. Etwaiger Wasserdampf und die heiß gewordene Luft, welche die Kohlensäure aus dem Wasser wegführt, werden direkt zu dem oberen Anwärmbehälter geführt oder aber in den Dunstkamin, um von hier aus durch die Klappenverbindung in den Anwärmbehälter geleitet zu werden. Da die Wärmeaufnahme von der Wasserbewegung abhängig ist, so soll die unabhängige Luftzuführung so angeordnet sein, daß das Wasser in regelmäßigem Wechsel an den Heizflächen vorbeigeführt wird, teils um die durch Wärmeentziehung der Luft abgekühlten Wasserschichten wieder an die Heizschlangen zu bringen und stille Zonen zu vermeiden, andererseits um ausgeschiedene Karbonate und sonstige Schlammbildner von den Heizflächen wegzuspülen und eventuell einem Ablaß zuzuleiten. Diese Maßnahme soll durch Leitbleche unterstützt werden, welche an geeigneter Stelle des Behälters einzusetzen sind.

Der Anwärmbehälter kann auch als ein durch Röhren indirekt beheizter Vorwärmer ausgebildet werden, so daß die Abdämpfe sowohl des Kochgefäßes als auch der Sud- und Maischpfanne mit dem vorzuwärmenden Wasser nicht direkt in Berührung kommen. Diese Ausführung erscheint im ganzen nicht so vorteilhaft wie die mit direkter Beheizung, jedoch kann sich aus bestimmten Verhältnissen die Notwendigkeit ergeben, eine derartige Vorwärmung zu wählen.

Werden derartige Vorwärmer mit direkter oder indirekter Beheizung mit dem Dunstkanal in Verbindung gebracht, ohne daß ein besonderes Kochgefäß angeschlossen ist, so soll gemäß der Erfindung, gewissermaßen als Ersatz für die in das Kochgefäß eingeblasene Luft, ein Frischdampfstrahl in den Dunstkanal bzw. in den Vorwärmer geblasen werden, und zwar so, daß er die Strömung in demselben unterstützt und beschleunigt.

In der Zeichnung sind die benutzten Vorrichtungen in drei Ausführungsformen dargestellt.

Die Wrasen sowie die sonstigen wertvolle Stoffe enthaltenden Dämpfe werden gewöhnlich durch den Schacht α ins Freie abgeleitet. Zur ,Nutzbarmachung dieser Abwärme und edlen Stoffe sind zwei Behälter b und c (Fig. 1) angeordnet, und zwar steht der Behälter b mit dem Schacht α durch zwei öffnungen d und e in Verbindung, welche durch Klappen f und g abgeschlossen werden können. Diese Klappen sind infolge ihrer Anordnung doppeltwirkend, indem sie entweder die Verbindung zwischen α und b absperren, oder aber den Kanal α vollständig verschließen (vgl. die punktierte Stellung). Man hat es selbstverständlich auch in der Hand, durch entsprechende Feststellung des Zugseiles der Klappe g eine Mittelstellung zu geben, was aber in der Praxis wohl seltener vorkommen dürfte. Die Wrasen treten durch die öffnung β in den Behälter b und entweichen durch die öffnung d wieder in den Kanal a, soweit sie nicht durch das herunterrieselnde Wasser niedergeschlagen werden. Durch Rohr h wird das Wasser zügeleitet, welches behandelt werden soll; es fließt über Rieselbehälter bekannter Art, deren Seitenwände oder Böden durchlocht sind, und zwar möglichst in einer solchen Abwechslung, daß ein Zickzacklauf des Wassers entsteht. Diese Wasserbecken i, I₁, i₂, i₃ usw. ruhen auf Tragleisten, und zwar in der Weise, daß die ganze Anordnung durch den Verschluß k herausgenommen werden kann, wenn die in den Rieselbehältern abgeschiedenen Karbonate usw. entfernt werden sollen.

Am Boden des Behälters b ist ein Überlauf I vorgesehen, welcher mit dem Behälter c in Verbindung steht und in eine Brause m enden kann. Weiter ist das Überlaufrohr I durch eine Stauhaube η abgedeckt, welche so weit in das Wasser reicht, wie es wertvolle Stoffe führt.

In Höhe des Wasserstandes ist außerdem eine Entnahmestelle 0 angebracht, deren Inhalt so bemessen ist, daß die ölführenden Wasserschichten usw. in diese Vorlage abgeleitet werden können. Die Vorlage 0 ist mit einem Ableitungsrohr p versehen, aus dem die die wertvollen Stoffe enthaltenden Wasserschichten entnommen werden können; es kann aber das Rohr p auch zu dem Hauptwasserrohr q geführt werden unter Zwischenschaltung eines Ventils. In dem Behälter c ist außer der Heizschlange r ein Lufteinblasrohr s und eine bis in die unteren Wasserschichten tauchende Scheidewand t angebracht, die dazu dient, die Abklärung des Wassers zu erzwingen, bevor es durch das Hauptrohr q seiner Verwendungsstelle zufließt. Durch Rohr u

Claims (5)

steht der Behälter c mit dem Wrasenkanal in Verbindung. Die in den beiden Behältern a und b sich abscheidenden Karbonate werden durch die Schlammentnahmerohre ν und w abgeleitet. Der Apparat arbeitet folgendermaßen: Das aus dem Rohr h ausfließende Wasser wird in Zickzackform über die Becken i geleitet und wird beim Herabrieseln von den ίο Wrasen und der heißen Luft des Kanals a durchstrichen. Da die Wrasen selbst keine höhere Temperatur wie 100° haben können, so hat das Niederschlagwasser immer eine so niedrige Temperatur, daß die in den Dämpfen enthaltenen weniger flüchtigen öle mit niedergeschlagen werden und in den oberen Wasserschichten eine Emulsion bilden. Dieser Teil des Wassers wird durch die Vorlage 0 dauernd abgeleitet, während der Hauptteil des vorge- wärmten Wassers durch das Überlaufrohr I in den Behälter c abfließt, und zwar durch die Brause m oder eine sonstige Zerstäubungsvorrichtung. Durch die Heizschlange r wird das Wasser in dem Maße erwärmt, daß die Karbonate sich ausscheiden und als Schlamm in den unteren Sammeltrichter fallen. Wesentlich ist dabei, daß das Wasser kräftig zirkuliert, was durch die aufbrodelnde Luft, welche durch \ das Rohr s eingeführt wird, bewirkt wird. Diese Luftzufuhr soll auch dann noch fortgesetzt werden, wenn die Erhitzung aufgehört hat, damit das Wasser bis unter die Temperatur seines größten Lösungsvermögens (75 ° C) zurückgekühlt wird. Es kann dann mit dem in der Vorlage 0 gewonnenen Wasserquantum wieder vereinigt werden. In diesem Falle muß die Rückkühlung natürlich so weit gehen, daß die ätherischen Öle nicht wieder verflüchtigt werden. In Fig. 2 und 3 sind Dunstvorwärmer ohne Kochbehälter dargestellt. Die Einrichtung nach Fig. 3 stimmt im wesentlichen überein mit dem Anwärmbehälter nach Fig. 1, jedoch ist hier ein Anschluß χ für Frischdampf vorgesehen, der aus Düsen y durch den Dunstkamin hindurchströmt und die aufsteigenden Dämpfe in den Vorwärmer b mit sich reißt. Er wärmt das über die Becken i, I1, i2 usw. rieselnde Wasser vor. Mittels der Drehklappen ζ und Z1 lassen sich die Verbindungsstutzen zwischen Dunstkamin und Anwärmbehälter absperren, so daß man es auch in der Hand hat, durch Zwischenstellungen die Anwärmung zu regeln, wenn man Wasser von bestimmter Temperatur dem Behälter entnehmen will. Die Einrichtung nach Fig. .2 weist den Unterschied auf, daß die Abdämpfe durch ein Rohrsystem geleitet werden, welches von dem vorzuwärmenden Wasser umspült wird. Der Dampfstrahl der Düse y ist so angeordnet, daß der Strahlkegel ungefähr den Querschnitt des angeschlossenen Vorwärmers bestreicht und so die träge zuströmenden Sud- und Maischedämpfe mit erheblicher Geschwindigkeit durch die Rohre treibt. Der Hilfsdampfstrahl ermöglicht auch, bei wechselnder Kochstärke die Temperatur des angewärmten Wassers konstant zu halten, indem man bei verminderter Dampfentwicklung die Dampfleitung weiter öffnej: oder eine zweite Düse zuschaltet. . ■ Paten τ-An spküche:

1. Verfahren zur Enthärtung und Verbesserung von Wasser, insbesondere Brauwasser, durch Erhitzen des vorgewärmten Wassers unter gleichzeitiger Durchlüftung, dadurch gekennzeichnet, daß durch das erhitzte oder gekochte Wasser solange kalte Luft hindurchgeleitet wird, bis die Rückkühlung des Wassers den Grad des größten Lösungsvermögens des Wassers für Karbonate (etwa 75⁰C) unterschreitet.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Durchlüften des Wassers gewonnene heiße Gemisch von Luft und mitgerissener Kohlensäure zusammen mit den für diesen Zweck bereits verwendeten Abdämpfen der Maisch- und Sudpfanne zum Anwärmen des Wassers in einem besonderen Gefäß herangezogen wird, in welchem letzteres über eine gradierwerkartige Vorrichtung herabrieselt.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wegfall des Kochbehälters und der aus diesem entweichenden heißen Luft· als ioo Ersatz für letztere Frischdampf durch eine Düse in den Wrasenkanal bzw. in den unteren Teil des Vorwärmers eingeblasen wird.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Vorwärmer und einem Kochgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Vorwärmen dienende Gefäß (5) mit dem darunter befindlichen Kochgefäß (c) durch ein Überlaufrohr (I) und ferner die Gefäße (b und c) mit dem Wrasenkanal (a) durch ein Rohr (η) und durch zwei mit Klappen (f und g) versehene Öffnungen in Verbindung stehen, derart, daß bei entsprechender Stellung der Klappen (f und g) das aus dem Kochgefäß (c) entweichende Dampfluftgemisch gezwungen ist, gleichzeitig mit den Wrasen durch das im Gefäß (δ) in feiner Verteilung herabrieselnde Wasser zwecks

Vorwärmung des letzteren hindurchzustreichen, bevor das Gemisch durch den Kanal (a) ins Freie entweichen kann.

5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr [I) mit einer Stauhaube (n) überdeckt ist, welche in das im unteren Teil des Gefäßes (δ) sich ansammelnde, insbesondere Hopfenöle enthaltende Wasser so weit eintaucht, daß die auf dem Wasser schwimmenden öle nicht in das Rohr (I) gelangen, sondern durch eine an das Gefäß (b) sich anschließende Vorlage (0) entfernt werden können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.