DE879081C

DE879081C - Ruehrwerk mit Luftzufuehrung

Info

Publication number: DE879081C
Application number: DEZ1731A
Authority: DE
Inventors: Michael Philosophow
Original assignee: Zellsloff Fabrik Waldhof AG
Current assignee: Zellsloff Fabrik Waldhof AG
Priority date: 1951-02-23
Filing date: 1951-02-23
Publication date: 1953-06-11

Description

Rührwerk mit Luftzuführung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Verteilung von Luft in Flüssigkeiten od. dgl., insbesondere zur Belüftung von Würzen in der Hefeindustrie oder für sonstige Anwendungen.
Zur Belüftung von Gärfiüssigkeiten ist es bekann, Luft durch Verteilungsvorrichtungen, deren I, uftaustrittsflächen aus keramischen Massen, gepreßtem Ton, Steinzeug. gesintertem Glas u. dgl. gebildet sind, in die Gärflüssigkeit zu pressen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird weniger Luft benötigt als bei anderen bekannten Vorrichtungen, bei denen am Boden der Gärgefäße ruhende rohrförmige Luftverteilungssysteme, über denen gegebenenfalls noch ein Rührer horizontal bewegt wird. angeordnet sind. Bei den bekannten keramischein Massen u. dgl. ist jedoch infolge ihrer geringen Durchlässigkeit ein ziemlich hoher Betriebsdruck und damit verbunden ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich, der die erzielte Luftersparnis zum großen Teil wieder aufhebt. Außerdem ist bei derartigen Massen die zur Vermeidung von Infektionen unerläßliche dauernde Reinhaltung sehr schwierig (Patentschrift 682 136).
Bei Einführung der Luft in Form feinster Luftbläschen mußten Vorkehrungen getroffen werden, um die zugeführte Luft gleichmäßig in den gesamten Gärbottich zu verteilen. Bei einem dieser bekannten Verfahren wird das Gärgut mittels einer Turbine od. dgl. im oberen Teil des Gärbottichs angesaugt, unter Zuführung von Luft durch ein weites Rohr od. dgl. im- Bottich abwärts gedrückt und am unteren Ende des Rohres durch eine zweite Turhine od; dgl; angesaugt und außerhalb des Rohres wieder aufwärts geführt (Patentschrift 743 984). Die Schaumbildung läßt sich bei diesen Belüftungen nicht vermeiden, so daß die- Anwendung besonderer schaumdämpfender Mittel notwendig wird, um die Schaumbildung in erträglichen Grenzen zu halten.
Nach einem weiteren Verfahren zur Belüftung schäumender iGärfiüssiigkeiten wird die durch einen im Gärgefäß mit Bodenabstand zentral angeordneten Zylindermantel in eine äußere und eine innere Zone aufgeteilte iGärflüssigkeit in der äußeren Ringzone belüftet und der aufsteigende Schaum über den Zylindermantel zum überlaufen gebracht, wobei in der inneren Zone eine Entlüftung stattfindet. Es wird durch diese entsprechend geführte Be- und Entlüftung ohne Anwendung schaumdämpfender Mittel eine Luft-Flüssigkeits-Emulsion gebildet, die während des ganzen kontintiierlichen Vergärungsprozesses das gleiche Litergewicht behält (Patentschriften 759121 und 744678).
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, eine ohne Druckluft arbeitende ìBelüftungsvorrichtung für Gärungsgefäße zu schaffen, und zwar soll diese Lüftungseinnichtung vornehmlich zur Züchtung von Backhefe, insbesondere IS teilhefe für Laboratoriumszwecke, gedacht sein. Aber auch eine industrielle Verwertung ist denkbar.
Der neue Luftverteiler gemäß der Erfindung besteht aus einem in Drehung versetzten Luftförderrohr mit über dem Gärgefäß liegenden Lufte ins augöffnungen, welche durch geeignete Luftschirme oder Luftfiügel begrenzt sind, während in einem gewissen Abstand vom Boden in einem konisch erweiterten Teil die in das Luftrohr eingesaugte Luft in das Gärgefäß entweicht. Die Luft kann zentral nach unten, am besten in Einzelströme aufgeteilt, auf den Boden des Gärgefäßes geleitet werden, von wo aus bei gleichzeitiger Drehung des Rohres durch Aufprall eine seitliche Ableitung und gleichmäßige Verteilung in der Gärflüssigkeit erfolgt. Eine Scheibe am Rohrende ohne konische Erweiterung genügt zur Umwälzung der Gärflüssigkeit, wobei gleichzeitig eine sehr weitgehende Durchsetzung derselben mit der eingesaugten Luft erfolgt. Ein an sich bekannter von oben und unten offener das Rührwerk umgebender Rohreinsatz begünstigt diese Vorgänge. Neben der zwangsläufig eingeführten Luft wird zusätzlich noch -durch den-toín Rührwerk am oberen Flüssigkeitsspiegel erzeugten Sog Luft eingesaugt.
Gegebenenfalls sind auch Luftauslässe mit entsprechenden Aügel- oder schirmartigen Begrenzungen am unteren konischen Rohransatz möglich, wodurch die Luftansaugung wesentlich erhöht wird. Es muß in jedem Fall dafür gesorgt werden, daß die Gesamtweite der Luftauslässe größer ist als der Lufteinlaßquerschnitt.
Ein derartiges Rührwerk mit Luftzuführung arbeitet -äußerst billig und gestattet bei ausreichender Verteilung der Luft innerhalb der Gärbütte, je nach der Drehgeschwindigkeit des Rührwerks, eine Änderung der eingeführten Luftmengen in weiten Grenzen. Für Laboratoriumszwecke kann für Sonderfälle bei Abdeckung der Luftführungen das Rührwerk nur zur Umwälzung des Gärbehälterinhaltes verwendet werden.
Für Backhefezüchtung gestattet die neuartige Luftzuführung eine größere Zuckerkonzentration in der zu verhefenden Flüssigkeit ohne Beeinträchtigung der Hefe. Es lassen sich daher pro Einheit des Bütteninhaltes mehr Zuckerlösungen, z. B. in Form von Sulfitablaugen, Melasse usw., verarbeiten, so daß man, umgerechnet auf eine Einheit, mehr Hefe erhält.
Bei Verhefung von Melasse kann man ohne Beeinträchtigung der Ausbeute und Triebkraft der liefe mit einer höheren Konzentration des Zuckers in der Melasse arbeiten und gewinnt gleichzeitig noch beträchtliche Mengen Alkohol., Diese Art der Melasseverhefung ist für die Stellhefezüchtung bei der Backhefegewinnung aus Sulfitablauge deShalb von besonderem Interesse, da ein Gewinn an Alkohol den Stellhefepreis ermäßigt.
Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Abb. I einen schematischen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt der Lufteinsaugöffnungen, Abb. 3 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines Luftverteilers, Abb. 4 einen Querschnitt I-I der Abb. 3, Abb. 5 eine weitere Ausführungsform.
Der Luftverteiler besteht aus einem mit einem Motor I oder einer sonstigen Antriebsquelle in Richtung des Pfeiles 2 in Umdrehung versetzten Rohr 3, das in ein Gärungsgefäß 4 eingesetzt ist.
Die Luft wird durch Schlitze 5 eingesaugt. Diese sind nach Abb. I außen durch flügelartige Ansätze 6 begrenzt, welche oben zur Schaffung von zusätzlichen Luftennlässen offen sein können (Pfeile 7) und außerdem in der Drehrichtung des Rohres 3 derart leicht nach innen gewölbt sind, daß die Luft wirksam eingesaugt wird. Erforderlichenfalls lassen sich die Einlaß querschnitte 5 gemäß der Abb. I durch Verstellung der Flügel 6 in Höhenrichtung ändern.
Nach Abb. 3 und 4 können auch von außen nach innen verengte und die Lufteinlaßschlitze 5 allseitig in Form eines halben Kegels, einer halben Pyramilde oder einer>Kugelsektoroberfläche überdachende Luftführungen 6a vorgesehen werden, welche als Luftschirme wirken, in deren Öffnungen bei Drehung in Pfeilrichtung 2 größere Luftmengen aufgefangen und eingepreßt werden. Ein feststehender, mit einem Luftansaugrohr 12 vers ebener Ringansatz 13 begünstigt diese Luftansaugung und gestattet das Ansaugen sterilisierter Luft. Die Luftschlitze 5 können auch ihrerseits in ihrer Größe, vornehmlich ihre Länge, verstellbar sein. Am unteren Ende des Luftrohres ist ein konisch nach unten erweitertes Abschluß stück 8 mit nach unten offenem Boden, am besten auswechselbar, eingesetzt. Dieser zentrale Luftauslaßkonus kann unten offen oder teilweise geschlossen sein oder durch eine Siebplatte abgedeckt werden. Gegebenenfalls können an diesem vergrößerten unteren Luftauslaß propellerartige Flügel zur Bildung radial verlaufender Luftschlitze oder sonstige geeignete Luftführungen eingesetzt sein. Wird eine untere Lagerung des Luftverteilerrohres, z. B. für große Gärbütten, benötigt, kann man in der Mitte der radialen Luftauslaßführungen oder eines einfachen sternförmigen Stegeinsatzes den unteren Lagerzapfen ansetzen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Auslaßkonusses sind in Nähe des Bodens und im Anschluß an den Beginn der Erweiterung zusätzliche Luftauslässe 9, und zwar vornehmlich oben und unten, vorzusehen. Diese Luftauslässe werden durch entgegengesetzt zur Drehrichtung umgebogenen Luftflügel 10 (Abb. I) oder durch dachförmige, sich nach außen erweiterndeLuftführungen 10a (Abb. 3) begrenzt, welche ebenso wie die Einlaßschirme 6a geformt sind und Auslaßschirme 10a bilden.
Eine geringere Luftumwälzung erreicht man bei Ersetzung desAuslaßkonusses 8 durch eineScheibe. in welcher sich ein zentral nach unten gerichteter Luftauslaß - befindet. Wird eine Lufteinführung durch das Rohr 3 nicht gewünscht, kann der untere Konusansatz 8 durch eine Rohrverschlußhülse mit Luftumwälzungsscheibe beliebiger Formgebung ersetzt werden. Bei dieser Ausführung kommen die oberen Lufteinlässe 5 nicht zur Wirkung, da infolge des Fehlens eines unteren Luftauslasses eine Luftströmung im Rohr 3 nicht erfolgt.
Das Rührwerk kann sich innerhalb eines gegebenenfalls mit Längsschlitzen versehenen Rohreinsatzes II, welcher die Umwälzung des Gärbütteninhaltes und Schaumvernichtung begünstigt, befinden. Durch Pfeile sind die Luftrichtungen kenntlich gemacht.
Die Wirkungsweise dieses Rührwerkes gestaltet sich wie folgt.
Ohne zusätzliche Luftpumpe wird die Luft vom Außenraum der Gärbütte durch das Rührwerk der Gärflüssigkeit gut verteilt zugeführt, ohne daß der Schaum, C 02- oder Gärungsgase aus der Gärbütte von der Frischluft mitgerissen werden, d. h. die Lufteinlässe müssen hoch genug liegen. Durch den unteren konischen Rührwerkteil wird in Verbindung mit der feinen Luftverteilung eine Luft-Flüssigkeits-Emulsion gebildet, welche außerhalb des Rohreinsatzes 1 1 nach oben dringt und innerhalb dieses Einsatzes II nach unten gewälzt wird.
Die Einführung der Luft wird durch das zwischen den Luftauslaßschirmen oder -flügeln und der umgewälzten Flüssigkeit entstehende Vakuum und durch Zusammendrängen der Luft innerhalb der Einlaßschirme der Einlaßflügel bewirkt, so daß die Luft in Abhängigkeit von der Drehzahl des Luftrohres unter einem gewissen Druck in die Hohlwelle einströmt.
Der Auslaßkonus schleudert die Luft in feiner Verteilung bis zur Büttenwand und sorgt für eine Aufwirbelung der Hefe und sonstigen Bodensätze.
Eine an Stelle des Konusses 8 angesetzte Scheibe mit zentraler Offnung saugt die Luft nicht an, sondern diese wird von den oberen Einlaßschirmen aus eingepreßt. Die Luftmenge, welche hierbei in der Gärfiüssigkeit ist, ist etwa doppelt so groß als bei einem Rührwerk mit geschlossenem Luftrohr, und diesem gegenüber ist die vom Konus geförderte Luftmenge etwa viermal größer.
Unter den zahlreichen Ausführungsformen er weist sich auch ein Rührwerk als vorteilhaft, bei dem sich an den unteren großen Durchmesser des Konusses 8 ein weiterer Konus 14 mit Luftauslaßschirmen IOa anschließt, welche selbstverständlich auch nach Abb. I als Flügel IO ausgebildet sein können. Die Spitze 15 des unteren Konusses 14 kann als untere Lagerung herangezogen werden (Abb. 5).
Der neuartige Luftverteiler ist nicht allein zur Einführung von Luft und Feinstverteilung derselben für die Backhefeerzeugung oder Hefezüchtung bei gleichzeitiger Alkoholgewinnung verwendbar, sondern auch ganz allgemein als einfacher Mischrührer für Flüssigkeiten, Emulsionen od. dgl. jeder Art und Konsistenz oder sonstige beliebige Verwendungsgebiete, bei denen Luft, Gase oder unter Umständen auch Flüssigkeiten in andere Medien einzuführen und fein zu verteilen sind.
Beispielsweise eignet sich der Luftverteiler für Zuckerfabriken als Saturator zum Einführen von CO, oder als Sulfitator zum Einbringen von SO,.
Daneben läßt sich der Luftverteiler auch in der Fett-und Seifenindustrie z. B. zum Einführen von flüssigen Fetten und deren Verteilung einsetzen, ebenso zum Vergällen von Alkohol oder zum Einführen von Zusatzstoffen in Treibstoffe.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Rührwerk mit Luft- oder Gaszuführung od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise in Drehung versetzbares Rohr oberhalb der Gärflüssigkeit Lufteinlaßöffnungen mit die Lufteinsaugung begünstigenden Flügel- oder schirmartigen Ansätzen aufweist und sich am unteren Ende des Luftrohres nahe am Boden des Gärbehälters so groß bemessene Luftauslässe befinden, daß deren Querschnitt größer ist als der Gesamtquerschnitt der Lufteinsaugöffnungen.
2. Rührwerk nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an einem unteren, konisch erweiterten, gegebenenfalls unten zusätzlich geführten Rohransatz außer zentral nach unten mündenden Luftauslaßöffnungen zusätzliche Luftauslässe mit entgegengesetzt zur Drehrichtung gebogenen Flügeln oder Luftauslaßschirmen vorgesehen sind.
3. Rührwerk nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den konisch erweiterten, mit Luftauslaßöffnungen versehenen Rohransatz ein weiterer, sich nach unten konisch verjüngender Rohransatz anschließt, der ebenfalls mit Luftauslaßöffnungen ausgestattet ist und gegebenenfalls zur unteren Lagerung dienen kann.
4. Rührwerk nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der konisch erweiterte und gegebenenfalls nach unten nochmals verengte Rohransatz auswechselbar angeordnet und entweder durch eine Scheibet od. dgl. mit unterem zentralenLuftauslaß oder eine unten geschlossene Scheibe ersetzbar ist.
5. Rührwerk nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe sich innerhalb eines feststehenden Aufsatzringmantels befinden, an dem sich ein Luftzuleitungsrohr an schließt.