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Verfahren und Vorrichtung zum Konzentrieren von Flüssigkeiten, insbesondere
von Zuckersäften. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung,
die es ermöglichen, Flüssigkeiten, insbesondere Zuckersäfte, in zerstäubtem Zustande
durch Einwirkung eines kräftigen Heißluftstromes einzudicken. Es ist bereits bekannt,
die zerstäubte Flüssigkeit, die durch Abschirmung von einer im Innern der Verdampfungskammer
angeordneten Wärmequelle ferngehalten wird, durch Einwirkung strahlender Wärme in
pulverförmige Trockensubstanz umzuwandeln. Ferner ist es bekannt, innerhalb einer
Verdampfungskammer einen Strahl von zerstäubter Flüssigkeit mit einem Strom von
trockener Luft zusammenzuführen, beide zusammen über eine Ablenkwand zu leiten und
in einer hinter dieser Wand befindlichen zweiten Abteilung der Kammer die durch
Verdampfung entstandene Trockensubstanz von der mit der Feuchtigkeit beladenen Luft
zu scheiden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die - zweckmäßig vorgewärmte
- Flüssigkeit von einem konzentrisch zu ihr aufsteigenden Heißluftstrahl bis an
die Haube der Verdampfungskammer mitgerissen und im wesentlichen erst dort durch
Anprall zerstäubt, worauf die Staubteilchen mit der in der Verdampfungskammer befindlichen
Heißluft, teils an die Wandungen heranfliegend, teils auf den Boden zurückfallend,
einen Bruchteil ihres Feuchtigkeitsgehaltes an die Heißluft abgeben, während die
an der Wand sich bildenden Tröpfchen der eingedickten Flüssigkeit, mit der heruntergefallenen
Flüssigkeit zusammenkommend, auf dem Boden -der Kammer sich sammeln. Der mit nebelförmiger
Feuchtigkeit beladene Heißluftstrom wird aus der Kammer abgeleitet. Bei diesem Verfahren
werden plötzliche Entspannung und merkliche Abkühlung der Flüssigkeit bei der Zerstäubung
vermieden. Die aus den Flüssigkeitsstaubteilchen an die heiße Luft zunächst in Dampfform
übergehende Feuchtigkeit nimmt alsbald, da der Sättigungspunkt auch im Anfang nur
wenig überschritten wird, im wesentlichen Nebelform an, so daß beim Abziehen der
mit nebelförmiger Feuchtigkeit beladenen Heißluft nur wenig latente Dampfwärme mit
abgeht. Dadurch werden Wärmeverluste vermieden, die Abgabe der Feuchtigkeit aus
der Flüssigkeit wird vergrößert und beschleunigt.
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Das Verfahren und die zu seiner Ausführung dienende Vorrichtung seien
an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
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Die zu verdickende Flüssigkeit, z. B. Zukkersaft, wird zunächst in
bekannter Weise in einem Heizapparat a erhitzt, welcher etwas höher als die Ausströmöffnung
des angeschlossenen Rohres b, durch welches die Flüssigkeit den Heizapparat verläßt,
liegt. Das Ende des Rohres b mündet in der Achse eines breiten Rohres cl, durch
welches der Wind eines Ventilators c geblasen wird, der die erforderliche heiße
Luft durch einen Luftwärmer d ansaugt. Der durch das Rohr cl entweichende Wind hat
eine Geschwindigkeit, die dem Querschnitt des Rohres b angepaßt ist. Der im wesentlichen
zylindrische Form
beibehaltende Luftstrom reißt die Flüssigkeit
mit sich und schleudert sie in Richtung der dargestellten Pfeile A gegen die Haube
oder Decke der Verdampfungskammer oder eine sich drehende Prallfläche e, welche
oberhalb des Rohres cl vorgesehen ist. Auf der Achse der Prallfläche e kann eine
Schraube mit Schraubenflügeln f befestigt werden, die durch den aus dem Rohre cl
kommenden Luftstrom in rasche Drehung versetzt wird und infolgedessen auch die Prallfläche
mitdreht. Der Strahl der Flüssigkeit wird durch den Anprall außerordentlich fein
zerstäubt und fällt teils dem aufsteigenden Luftstrom entgegen, teils wird er gegen
die Wandung der umgebenden Kammer g geschleudert, die oberhalb des Rohres cl angeordnet
ist. Die gegen die Wandung geschleuderte Flüssigkeit rieselt seitlich herab und
sammelt sich am Boden eines Auffangbehälters h, dessen Wandungen hl parallel zur
Seitenwand der inneren Kammer stehen, so daß ein Zwischenraum verbleibt, durch welchen
die mit Dampf beladene Luft in Richtung der Pfeile B entweichen kann, ohne daß Flüssigkeitsteilchen
mitgerissen werden. Für eine Anfangstemperatur von 85° C ist der Abfall der Temperatur,
der bei dein beschriebenen Apparat stattfindet, ungefähr 5o° C.
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Wird also sowohl die heiße Luft als auch die vorgewärmte Flüssigkeit
mit je einer Temperatur von 85°-C eingeführt, so haben sowohl die eingedickte Flüssigkeit
als auch die mit Feuchtigkeit beladene abziehende Luft eine Temperatur von 35°.
Infolge dieser Temperaturerniedrigung geht die ursprünglich in Dampfform an die
Heißluft übergegangene Feuchtigkeit nahezu in ihrer vollen Menge in Nebelform über,
wobei sie die latente Dampfwärme an die Luft abgibt. Mit der abziehenden heißen
Luft, die den Nebel mitführt, geht also kein merklicher Betrag an latenter Dampfwärme
verloren.
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Die am Boden des Behälters 1a gesammelte Flüssigkeit kann durch ein
Rohr i abgelassen werden. In diesem Rohr liegt ein Dreiwegehalrn j, welcher das
Ablassen der Flüssigkeit am Ende des Verfahrens ;furch ein besonderes Rohr k oder
die Zurückführung durch eine Rohrleitung l und eine in diese geschaltete Pumpe nz
in den Heizapparat a ermöglicht, tun die Flüssigkeit von neuem zu erhitzen
und dem Verdampfer zuzuführen.
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Auf diese Weise kann die Flüssigkeit so lange einen Kreislauf durchmachen,
wie es zur gewünschten Eindickung nötig ist. Will man ein ununterbrochenes Verfahren
durchführen, so können auch mehrere derartige Vorrichtungen hintereinander aufgestellt
werden, die dann der einzudickende Saft der Reihe nach durchläuft.
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Statt der Luft kann in solchen Fällen, in denen sich dies nach der
Natur der Flüssigkeit als erforderlich erweist, ein anderes Gas zur Anwendung kommen.
Auch die Form der Kammer g und des Auffangbehälters h kann eine andere sein.
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Die Vorrichtung kann auch angewendet werden, um die in einer Flüssigkeit
gelösten Gase, beispielsweise schweflige Säure, von dieser zu trennen. Ebenso kann
man die Vorrichtung dazu benutzen, um ein Gas in einer Flüssigkeit zu lösen. Hierbei
wird das Gas durch den Ventilator eingeblasen.