WO1981001640A1 - Method and installation for producing butter from milk - Google Patents
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- WO1981001640A1 WO1981001640A1 PCT/CH1980/000147 CH8000147W WO8101640A1 WO 1981001640 A1 WO1981001640 A1 WO 1981001640A1 CH 8000147 W CH8000147 W CH 8000147W WO 8101640 A1 WO8101640 A1 WO 8101640A1
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- B01F2025/9191—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component
Definitions
- the invention relates to a method and a device for the direct production of butter from raw milk or pasteurized milk without prior separation of the cream and its churning.
- Butter is obtained from the butter fat that is found in natural milk and especially in the form of tiny droplets in the cream.
- the butter is "buttered" from the cream, which contains about ten times more butterfat than natural milk, by quickly stirring or whipping the cream at a certain temperature.
- the droplets of butterfat form discrete particles, the so-called butterfat balls. Butter is then obtained by further churning these butterfat balls.
- the cream Before the butter is extracted, the cream must be stored in storage containers for several hours at temperatures of around 4 to 10. During this storage, the cream is subject to a softening or ripening process, as a result of which the cream can be buttered out more easily. In known continuous processes, the cream is buttered out by means of rapidly rotating beaters. This creates a mixture of butter fat balls and a milk liquid, the butter or skim milk. Through the action of the rackets, butter is obtained from the cream in about 3 minutes, as a result of which this procedure can be carried out in an uninterrupted rhythm. With the conventional means, however, only a certain amount can be produced in a certain period of time.
- the raw milk must first be skimmed, after which the cream must be stored for a certain time and at a certain temperature.
- butter makers which are rotated about their axis, or rapidly rotating clubs, both of which are also technically complex and moreover susceptible to damage.
- the consumption of electrical drive energy is also quite large.
- the purpose of the invention is to create a method and a device with which butter can be obtained directly from normal milk with a natural fat content in a technically relatively simple manner and also economically more advantageous than before.
- Such a method is characterized according to the invention in that milk with a natural fat content is set into a flowing and swirling movement by mechanical action which exerts a shear effect, and separated butterfat flakes are separated on a filter sieve through which the milk stream flows.
- the flowing and swirling movement of the milk while simultaneously exerting a shear effect can be produced in a technically relatively simple manner by means of at least one rotary pump effecting this shear effect or by the action of compressed gas or by the simultaneous action of both agents.
- the milk flow can expediently last up to 15 minutes. are circulated through a ring line, a centrifugal pump being installed in the ring line at at least one point or a pressurized gas being introduced and at another point a device which produces a vortex and then a filter screen is flowed through.
- Suitable centrifugal pumps can, for example, be those which, depending on the size of the
- centrifugal pumps are known in various designs and are available on the market. They generally have a horizontal shaft which can be rotated by means of a drive motor with a power of 0.5 to 0.75 HP and which carries the so-called gyro with a central hub and a plurality of radial vanes.
- the diameter of the gyroscope can be between 100 and 130 mm.
- Its wings are profiled in a suitable manner, for example in the shape of a wedge or triangle, and between their outer tips and the inner circumferential wall of the pump housing or the pump chamber, within which the gyro rotates, there is the above-mentioned gap of 0.1 to 0.5 mm.
- the time of 15 minutes spent as the maximum treatment duration in these experiments can be regarded as the upper limit, since it is dependent on the temperature.
- the treatment time can be less than 15 minutes.
- the milk With normal or slightly reduced atmospheric pressure, the milk can, as described above, be set into a flowing, possibly circular movement, which can be achieved, for example, by connecting a vacuum pump to the line through which the milk flow flows.
- a vacuum pump to the line through which the milk flow flows.
- compressed gas for pumping around a milk flow in the circuit can avoid the use of excessively powerful pumps for effecting and maintaining a continuous milk flow circulation and a correspondingly complex device with regard to lines, seals and drive energy.
- compressed air can be used as the compressed gas, which is introduced into the milk flow from normal steel bottles via a pressure reducing valve and, if appropriate, a flow and pressure meter with a timer.
- gases or gas mixtures which are inert to milk and their constituents and are physiologically harmless, for example carbon dioxide, oxygen, nitrogen, helium, argon or mixtures thereof.
- a one-way valve is expediently installed in the ring line in the flow direction upstream of the introduction of pressurized gas and permits a flow in only one direction.
- At least one so-called ball funnel can be used as a vortex-producing device, which has a hollow, closed head with an inlet arranged tangentially to the central axis and transversely to the direction of flow and an outlet arranged axially in the direction of flow through which the milk flow passes becomes.
- the spherical head is oriented against the flow, while the funnel outlet is in the flow direction.
- the inlet opening of the ball funnels arranged transversely to the direction of flow and tangential to the central axis, gives the milk flow thereby flowing into the ball head a centripetal swirling movement in the clockwise or counterclockwise direction with respect to the flow direction.
- the milk flow is passed through the filter screen, where excreted butterfat flakes are separated from the milk flow and retained.
- the milk flow can be guided in front of a spherical funnel, for example, through a perforated, truncated cone with an axis lying in the direction of flow, which is closed against the direction of flow and open in the direction of flow and whose perforations are formed as nozzles with a non-radial inflow direction are.
- a perforated, truncated cone with an axis lying in the direction of flow which is closed against the direction of flow and open in the direction of flow and whose perforations are formed as nozzles with a non-radial inflow direction are.
- Such an inflow direction which deviates from the radius of the jacket axis, can give the milk flow an additional right and / or left twist, which facilitates and reinforces the additional vortex effect.
- pressurized gas can be introduced at one point of the ring line and at another point in the direction of flow at least one device producing these vortices can be arranged before the milk / gas stream flows through the filter screen.
- the main technical advantage of the method according to the invention is that normal milk, namely both raw milk and pasteurized milk with a natural fat content, can be used in a treatment stage to obtain perfectly nutritionally butter with a fat content of over 80% without having to cut off the cream beforehand.
- This elimination of at least one of the previously essential process steps has an extraordinarily advantageous effect not only in terms of time, but also from a technical-economic point of view, not least because of a significant saving in energy which was previously required to drive mechanical separation devices was.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a vertical column through which a milk / gas stream flows
- FIG. 2 shows a section according to II-II in FIG. 1
- FIGS. 3 to 5 partial sections of a lateral surface
- Figure 6 is a perspective view of the lower part of the column with the lower ball funnel in the disassembled state
- FIG. 7 shows a longitudinal section through a vertical column with a connected ring line.
- the column 1 consists of several tubular sections 2, which are provided with external threads at their ends. Two sections 2 are screwed together sealingly by means of a ring 12 with internal threads.
- the column 1 can also consist of a single tubular section. These tubular sections 2 can be made of different materials and have different diameters, which depends on the properties and / or the temperature of the medium to be treated and also on its quantity.
- the milk / gas stream entering column 1 flows through the column under pressure from top to bottom, this milk / gas stream passing through vortex-generating devices, as will be explained below.
- each tubular section of the column 1 there is namely a hollow spherical funnel 3, which can be made of glass or metal. If it is made of glass, the glass can be coated with metal.
- the ball 3a of the ball funnel 3 is smooth with it Surface 5 in the column 1 is directed upwards, while the funnel outlet 3b points downwards.
- the ball has an inlet opening 4 for the milk / gas flow, which leads into the interior of the ball 3a.
- This inlet opening 4 is oriented in an approximately tangential direction transverse to the longitudinal axis of the ball funnel 3. This gives the milk / gas flow flowing into the ball 3a a swirling flow movement.
- the inlet opening 4 can have both a right and a left swirl, so that the milk / gas flow 'in the ball 3a is given a swirling movement in the clockwise or counterclockwise direction.
- FIG. 1 also shows, an upper ball funnel 3 ', the ball 3'a of which has a smaller diameter than that of the ball 3a of the lower ball funnel 3, is sealed by a jacket 6 with a head 7.
- This jacket 6 is provided on its outside with a plurality of recesses 8 pointing in the direction of the ball funnel 3 ', which cause a right or left swirl or a combination of these two swirl movements (FIGS. 3 to 5).
- the column 1 composed of a plurality of tubular sections 2 can contain both the simple ball funnels 3 and the ball funnels 3 1 enclosed by shells 6 with heads 7. These spherical funnels 3 and 3 'are arranged one behind the other in the direction of flow, the distance between the adjacent ones
- Ball funnels 3 or the ball funnels 3 'enclosed by jackets 6 with heads 7 is approximately 1 cm.
- the distance between each ball funnel 3 and each casing 6 from the inner wall of the corresponding tubular section 2 is approximately 1 cm.
- the size of the stitches 8 depends on the practical conditions and can be changed as required.
- the larger ball funnels 3 allow a longer dwell time of the milk / gas flow within the interior of the ball.
- the milk / gas flow thus remains in the interior of the ball of the ball funnel 3 'provided with a jacket 6 for a shorter time than in the larger ball funnel 3.
- Each ball funnel 3 or jacket 6 is inserted into a holder 11 which is installed in a sealing manner in the tubular section 2. As a result, the milk / gas stream cannot flow past the holder 11 while flowing through the column 1.
- Each holder 11 has an opening 13 in which the outlet 3b or 3'b of the ball funnels 3 or 3 'is located.
- a retaining bolt 10 prevents the ball funnel from tilting.
- the milk / gas flow is fed into the column 1 from above through an inlet connection 14, the longitudinal axis of which forms an angle of 50 ° to 60 with the longitudinal axis of the column 1.
- the milk / gas flow is given a tangential flow direction as soon as it enters the column in order to make the impact on the surface of the ball or jacket head more effective.
- a cup 15 with a U-shaped cross section is provided with an opening 16 in the web of the U-shape for the outlet 3b of the ball funnel 3 arranged above it.
- the function of this cup is to form a compensation space for the milk / gas flow coming from above and under pressure and also a kind of collecting basin at the lower end of the column 1.
- the lower end of the column 1 is closed by an outlet funnel 17, the upper part of which is designed to receive a filter disk 18 with arcuate cutouts 19.
- the milk / gas stream introduced tangentially into the column 1 under pressure initially impacts the head 7 of the casing 6 or, if no casing is provided, the ball 3a of a ball funnel 3, as a result of which a type of atomization occurs.
- the milk / gas flow then inevitably flows through the inlet opening 4 of a spherical funnel 3 into the interior of the sphere, where it is given a flow velocity, possibly with the additional action of a feed pump, the centripetal force of which directs it towards the center of the sphere forcing a whirling motion.
- a vertical column 1 made up of several tubular sections 2, which are provided with external threads at their ends. Rings 12 with internal threads are screwed over these external threads. Two adjacent column sections 2 are screwed together by a ring 12 in a sealing manner.
- the column 1 can also consist of only a single tubular section.
- This column 1 can also assume a position other than absolutely vertical.
- the tubular column sections 2 can be made of different materials and have different diameters, which depends on the type and the amounts of the medium to be treated.
- the column 1 is closed at its ends with cover plates 20 and 21.
- An inlet connection 23 for the milk is installed in one cover plate 20 and can be closed gas-tight by a screw plug 22. About 4/5 of its volume of raw milk is introduced into the column through the inlet connection 23.
- each tubular column section 2 there is either a jacket 6 with a hollow head 7 or a hollow funnel 3. These are made of glass or a stainless steel and have a smooth surface.
- the jacket 6 with the head 7 and the Kugeltrich ter 3 are arranged one above the other in the vertical column 1, the ball funnel 3 being arranged in the flow direction through the column 1 behind the jacket 6. Both are inserted in holder 11, which sit close to the inner wall of column 1.
- the jacket 6 is provided on its outside with a plurality of punctures, not shown, which give the milk / gas flow a right-hand and / or left-hand twist, as indicated in the embodiment described above.
- a Gaszuschreiblei device 28 from a bottle 31 with compressed Ga is connected.
- the gas consists of compressed air, but it can also be a mixture of carbon dioxide and oxygen, which are expediently mixed in a ratio of 2: 1.
- This compressed gas enters the ring line 27 via a pressure reducing valve 29. From this ring line 27, the compressed gas is fed further into the interior of the column 1 lying under the inlet connection 23.
- Raw milk was previously filled into this space of the column, which was then pressed in the direction of the jacket 6 with the head 7 and the ball funnel 3 or further ball funnel into the lower outlet of the ring line 27 through a one-way valve 30 and thus circulated in the ring line brought.
- a control unit 33 for monitoring the quantity of gas supplied from the bottle 31 is connected to the gas supply line 28. This control unit is also used to set the time during which the gas mixture is fed into the ring line.
- the raw milk with the pressurized gas circulates in the ring line for about 3 to 5 minutes.
- a feed pump (not shown) can additionally be connected to the ring line 27.
- a manometer 32 Arranged on the column 1 is a manometer 32 which is used to measure the gas pressure initially prevailing in the interior of the column 1 near the inlet connection.
- a narrow-mesh sieve 18 is installed in the column 1 between the lower ball funnel 3 and the outlet connection 24, which can consist of a wire mesh with a suitable plastic insert.
- Pillar 1 becomes about 4/5 of its volume through the
- Inlet connection 23 is closed gas-tight with the closure screw 22. Via the ring line 27, a mixture of carbon dioxide and oxygen is introduced into the interior of the column under the inlet connection 23.
- the mixture is fed until. the pressure gauge 32 indicates the required pressure. Due to the resulting pressure, the raw milk is circulated in one direction, namely in the direction of the jacket 6 with its head 7 and the ball funnel 3 through the one-way valve 30. With larger quantities of raw milk, as mentioned, an additional feed pump can be connected. Sufficient gas mixture is then pressed into the ring line over a period of 3 to 5 minutes so that the circulation of the raw milk is maintained during this time.
- butterfat excretion takes place. These butterfat flakes are separated from the rest of the milk by the filter screen 18 and collect
- the gas pressure is released and the skimmed milk is discharged through the drain port 24.
- the cleaned filter screen 18 is used again, after which the column 1 and the ring line 27 are flushed with water before new raw milk is filled into the column 1.
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Butter aus MilchMethod and device for making butter from milk
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich- tung zur direkten Herstellung von Butter aus Rohmilch oder pasteurisierter Milch ohne vorherige Abtrennung des Rahmes und dessen Verbutterung.The invention relates to a method and a device for the direct production of butter from raw milk or pasteurized milk without prior separation of the cream and its churning.
Butter wird aus dem Butterfett erhalten, welches in natürlicher Milch und insbesondere im Rahm in Form winziger Tröpfchen enthalten ist. Hierzu wird die Butter aus dem Rahm, der etwa zehn Mal mehr Butterfett enthält als natürliche Milch, "ausgebuttert", indem der Rahm bei einer bestimmten Temperatur schnell gerührt oder geschlagen wird. Es bilden sich dabei aus den Tröpfchen des Butterfettes diskrete Teilchen, die sog. Butterfettkügelchen. Durch weiteres Verbuttern dieser Butterfettkügelchen wird dann Butter erhalten.Butter is obtained from the butter fat that is found in natural milk and especially in the form of tiny droplets in the cream. For this purpose, the butter is "buttered" from the cream, which contains about ten times more butterfat than natural milk, by quickly stirring or whipping the cream at a certain temperature. The droplets of butterfat form discrete particles, the so-called butterfat balls. Butter is then obtained by further churning these butterfat balls.
Vor dem Ausbuttern muss der Rahm aber in Lagerbehältern während mehrerer Stunden bei Temperaturen von etwa 4 bis 10 gelagert werden. Während dieser Lagerung unter¬ liegt der Rahm einem Milderungs- oder Reifungsprozess, infolge dessen der Rahm leichter ausgebuttert werden kann. Bei bekannten kontinuierlichen Verfahren wird der Rahm mittels rasch rotierender Schläger ausgebuttert. Dabei entsteht ein Gemisch von Butterfettkügelchen und einer Milchflüssigkeit, der Butter- oder Magermilch. Durch die Einwirkung der Schläger wird aus dem Rahm in etwa 3 Minuten Butter gewonnen, wodurch diese Verfahrens¬ weise in einem ununterbrochenen Rhythmus ausgeführt werden kann. Mit den herkömmlichen Mitteln kann dagegen nur jeweils eine gewisse Menge in einer bestimmten Zeitspanne hergestellt werden.Before the butter is extracted, the cream must be stored in storage containers for several hours at temperatures of around 4 to 10. During this storage, the cream is subject to a softening or ripening process, as a result of which the cream can be buttered out more easily. In known continuous processes, the cream is buttered out by means of rapidly rotating beaters. This creates a mixture of butter fat balls and a milk liquid, the butter or skim milk. Through the action of the rackets, butter is obtained from the cream in about 3 minutes, as a result of which this procedure can be carried out in an uninterrupted rhythm. With the conventional means, however, only a certain amount can be produced in a certain period of time.
Es ist auch bekannt, das Ausbuttern von Rahm in grossen Trommeln aus rostfreiem Stahl vorzunehmen. Jede Trommel wird dabei nur höchstens bis zur Hälfte ihres Volumens gefüllt und für etwa 30 bis 45 Minuten in Umdrehung versetzt. Dabei trennen sich. Butterfettkügelchen und Butter- oder Magermilch, die abgelassen wird. In Trom¬ meln dieser Art können bis zu 3.860 kg Butter in einer Charge hergestellt werden.It is also known to churn cream in large stainless steel drums. Each drum is only filled up to half of its volume and rotated for about 30 to 45 minutes. Do separate . Butter fat balls and butter or skimmed milk that is drained. Up to 3,860 kg of butter can be produced in one batch in drums of this type.
Bei Anwendung dieser bekannten Methoden und Mittel ist jedoch folgendes zu berücksichtigen:When using these known methods and means, the following must be considered:
Die Ausgangsmilch muss zuerst entrahmt werden, wonach der Rahm für eine bestimmte Zeit und bei einer gewissen Temperatur gelagert werden muss. Schon dazu braucht man verschiedene Geräte und Lagerbehälter, die kostspielig in ihrer Anschaffung sind, weil sie meistens aus rost¬ freiem Stahl bestehen. Zum anschliessenden Verbuttern des Rahmes braucht man dann entweder sog. Butterferti¬ ger, die um ihre Achse gedreht werden, oder rasch rotierende Schläger, welche beide ebenfalls technisch aufwendig und darüber hinaus auch schadensanfällig sind. Ausserdem ist dabei der Verbrauch an elektrischer Antriebsenergie auch ziemlich gross. Weiterhin müssenThe raw milk must first be skimmed, after which the cream must be stored for a certain time and at a certain temperature. This requires various devices and storage containers that are expensive to purchase because they mostly consist of stainless steel. For subsequent churning of the frame, one needs either so-called butter makers, which are rotated about their axis, or rapidly rotating clubs, both of which are also technically complex and moreover susceptible to damage. In addition, the consumption of electrical drive energy is also quite large. Furthermore must
O PIO PI
* IPO die abgeschiedenen Butterfettkügelchen nachträglich noch unter Knetung abgekühlt werden. * IPO the separated butter fat balls are subsequently cooled with kneading.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, womit in technisch verhältnis- mässig einfacher Weise und auch wirtschaftlich vorteil¬ hafter als bisher Butter unmittelbar aus normaler Milch mit natürlichem Fettgehalt gewonnen werden kann.The purpose of the invention is to create a method and a device with which butter can be obtained directly from normal milk with a natural fat content in a technically relatively simple manner and also economically more advantageous than before.
Ein solches Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass Milch mit natürlichem Fettgehalt durch mechanische, einen Schereffekt ausübende Einwir¬ kung in eine strömende und wirbelnde Bewegung versetzt wird und ausgeschiedene Butterfettflocken an einem von dem Milchstrom durchströmten Filtersieb getrennt wer¬ den.Such a method is characterized according to the invention in that milk with a natural fat content is set into a flowing and swirling movement by mechanical action which exerts a shear effect, and separated butterfat flakes are separated on a filter sieve through which the milk stream flows.
Die strömende und wirbelnde Bewegung der Milch unter gleichzeitiger Ausübung eines Schereffektes kann man in technisch verhältnismässig einfacher Weise mittels wenigstens einer diesen Schereffekt bewirkenden Krei¬ selpumpe oder durch Einwirkung von Druckgas oder auch durch gleichzeitige Einwirkung beider Mittel erzeugen. Dabei kann der Milchstrom zweckmässigerweise bis zu 15 min. im Kreislauf durch eine Ringleitung geführt werden, wobei an wenigstens einer Stelle eine Kreisel¬ pumpe in die Ringleitung eingebaut ist oder eine Druck¬ gaseinleitung erfolgt und an anderer Stelle eine eine Wirbelung erzeugende Einrichtung und anschliessend ein Filtersieb durchströmt wird.The flowing and swirling movement of the milk while simultaneously exerting a shear effect can be produced in a technically relatively simple manner by means of at least one rotary pump effecting this shear effect or by the action of compressed gas or by the simultaneous action of both agents. The milk flow can expediently last up to 15 minutes. are circulated through a ring line, a centrifugal pump being installed in the ring line at at least one point or a pressurized gas being introduced and at another point a device which produces a vortex and then a filter screen is flowed through.
Als geeignete Kreiselpumpen können beispielsweise solche Anwendung finden, welche je nach Grosse desSuitable centrifugal pumps can, for example, be those which, depending on the size of the
Pumpentyps zwischen den Flügelspitzen des Kreisels und der Pumpengehäuseinnenwand einen Zwischenraum (clearen- ce) von 0,1 bis 0,5 mm aufweisen und mit einer Drehzahl von über 2.200 Umdrehungen, vorzugsweise bei 2.800 Um¬ drehungen pro Minute arbeiten. Derartige, meist selbst¬ ansaugende Kreiselpumpen sind in verschiedenen Ausfüh- rungen bekannt und auf dem Markt erhältlich. Sie be¬ sitzen im allgemeinen eine liegende Welle, welche mittels eines Antriebsmotors von 0,5 bis 0,75 PS Leistung in Umdrehung versetzbar ist und den sog. Kreisel mit einer zentralen Nabe und einer Mehrzahl radialer Flügel trägt. Der Durchmesser des Kreisels kann zwischen 100 und 130 mm betragen. Seine Flügel sind in geeigneter Weise, beispielsweise keil- oder dreieckförmig profiliert und zwischen ihren äusseren Spitzen und der inneren Umfangswand des Pumpengehäuses bzw. des Pumpraumes, innerhalb welchem sich der Kreisel dreht, besteht der erwähnte Zwischenraum von 0,1 bis 0,5 mm. Durch Drehung des Kreisels wird der Milchstrom durch einen äusseren Rohrstutzen am Pumpengehäuse in den beispielsweise durch einen Deckel abgeschlossenen Pumpraum angesaugt, durch den Pumpraum befördert und an anderer Stelle durch einen anderen äusseren Rohrstutzen am Pumpengehäuse wieder herausgedrückt.Pump type between the wing tips of the gyro and the inner wall of the pump housing (clearen- ce) of 0.1 to 0.5 mm and work at a speed of over 2,200 revolutions, preferably at 2,800 revolutions per minute. Such, mostly self-priming, centrifugal pumps are known in various designs and are available on the market. They generally have a horizontal shaft which can be rotated by means of a drive motor with a power of 0.5 to 0.75 HP and which carries the so-called gyro with a central hub and a plurality of radial vanes. The diameter of the gyroscope can be between 100 and 130 mm. Its wings are profiled in a suitable manner, for example in the shape of a wedge or triangle, and between their outer tips and the inner circumferential wall of the pump housing or the pump chamber, within which the gyro rotates, there is the above-mentioned gap of 0.1 to 0.5 mm. By rotating the gyroscope, the milk flow is sucked through an outer pipe socket on the pump housing into the pump chamber, which is closed off, for example, by a cover, is conveyed through the pump chamber and is pushed out again at another point through another outer pipe socket on the pump housing.
Werden mit einer solchen Pumpe beispielsweise 10 Liter Rohmilch mit einem Fettgehalt von 3,2% unter den ange¬ gebenen Bedingungen im Kreislauf umgepumpt, können nach 12 Minuten Umlauf etwa 60% und nach 15 Minuten Umlauf 75% des in der Milch enthaltenen Fettes in Form von Butter erhalten werden. Diese Abhängigkeit der Butter- fettgewinnung von der Behandlungszeit ergibt sich aus den nachstehend aufgeführten Vergleiσhswerten von wissenschaftlich durchgeführten Versuchen mit jeweils 10 Liter Rohmilch mit einem Anfangsfettgehalt von 3,2 Gew%: Behandlungs- abgetrennte Fettgehalt abgetrennter zeit Buttermenge der Restmilch FettanteilIf, for example, 10 liters of raw milk with a fat content of 3.2% are circulated with such a pump under the specified conditions, about 60% of the fat contained in the milk can be in the form after 12 minutes of circulation and 75% after 15 minutes of circulation be obtained from butter. This dependence of the butterfat production on the treatment time results from the comparison values listed below of scientifically carried out experiments with 10 liters of raw milk each with an initial fat content of 3.2% by weight: Treatment-separated fat content separated time amount of butter the remaining milk fat percentage
15 min 202 g 0,8% 75%15 min 202 g 0.8% 75%
12 min 173 g 1,3% . 59%12 min 173 g 1.3%. 59%
6 min keine 2,45% 23%6 min none 2.45% 23%
3 min keine 2,8% 13%3 min none 2.8% 13%
Die Ansätze mit einer Behandlungszeit von nur drei und sechs Minuten ergeben zwar eine deutliche Abnahme des Fettgehaltes, jedoch konnte nach diesen kurzen Be¬ handlungszeiten noch keine solche Koagulation beobach¬ tet werden, dass eine Abtrennung von Butterfettflocken erfolgte.The batches with a treatment time of only three and six minutes result in a significant decrease in the fat content, but after these short treatment times it was not possible to observe such coagulation that butter fat flakes were separated off.
Die bei diesen Versuchen als maximale Behandlungsdauer aufgewandte Zeit von 15 Minuten kann als obere Grenze angesehen werden, denn sie ist von der Temperatur ab¬ hängig.The time of 15 minutes spent as the maximum treatment duration in these experiments can be regarded as the upper limit, since it is dependent on the temperature.
Wird der Milchstrom nämlich beispielsweise konstant auf einer Temperatur von 8 bis 13 C gehalten, kann die Behandlungsdauer entsprechend weniger als 15 Minuten betragen.If, for example, the milk flow is kept constant at a temperature of 8 to 13 C, the treatment time can be less than 15 minutes.
Die Milch kann bei normalem oder auch leicht verminder¬ tem Atmosphärendruσk wie vorstehend beschrieben in eine strömende, gegebenenfalls im Kreislauf geführte Bewe¬ gung versetzt werden, was beispielsweise durch An- schluss einer Vakuumpumpe an die von dem Milchstrom durchströmte Leitung erreichbar ist. Mit dieser abge¬ wandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Ver- fahrens kann man bei einem Unterdruck von beispiels¬ weise 0,6 bar nach 3 Minuten Behandlungszeit eine Butterfettausscheidung feststellen, indem Butterfett¬ kügelchen auf einer Schaumdecke schwimmen, und nach 9 Minuten aus 10 Liter Rohmilch etwa 90 g Butter in Granulatform abtrennen.With normal or slightly reduced atmospheric pressure, the milk can, as described above, be set into a flowing, possibly circular movement, which can be achieved, for example, by connecting a vacuum pump to the line through which the milk flow flows. With this modified embodiment of the inventive When driving under a vacuum of, for example, 0.6 bar, a butterfat excretion can be determined after 3 minutes of treatment by floating butterfat beads on a foam blanket, and after 9 minutes, about 90 g of butter in granular form are separated from 10 liters of raw milk.
Durch die alleinige oder zusätzliche Verwendung von Druckgas zum Umpumpen eines Milchstromes im Kreislauf kann die Verwendung übermässig starker Pumpen zur Be- wirkung und Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Milchstrom-Umlaufes und eine dementsprechende aufwendi¬ ge Vorrichtung hinsichtlich Leitungen, Dichtungen und Antriebsenergie vermieden werden. Dabei kann als Druck- gas in einfachstem Fall Pressluft verwendet werden, welche aus normalen Stahlflaschen über ein Druckredu¬ zierventil und gegebenenfalls einen Strömungs- und Druckmesser mit Zeitschalteinrichtung in den Milchstrom eingeleitet wird. Es ist aber auch möglich, andere, gegenüber Milch 'und deren Bestandteile inerte sowie physiologisch unbedenkliche Gase oder Gasmischungen zu verwenden, beispielsweise Kohlendioxyd, Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Argon oder Gemische hiervon. Dabei wird zweckmässigerweise in Strömungsrichtung vor der Druckgaseinleitung noch ein Einwegventil in die Ring¬ leitung eingebaut, welches eine Strömung in nur einer Richtung zulässt.The sole or additional use of compressed gas for pumping around a milk flow in the circuit can avoid the use of excessively powerful pumps for effecting and maintaining a continuous milk flow circulation and a correspondingly complex device with regard to lines, seals and drive energy. In the simplest case, compressed air can be used as the compressed gas, which is introduced into the milk flow from normal steel bottles via a pressure reducing valve and, if appropriate, a flow and pressure meter with a timer. However, it is also possible to use other gases or gas mixtures which are inert to milk and their constituents and are physiologically harmless, for example carbon dioxide, oxygen, nitrogen, helium, argon or mixtures thereof. In this case, a one-way valve is expediently installed in the ring line in the flow direction upstream of the introduction of pressurized gas and permits a flow in only one direction.
Als eine Wirbelung erzeugende Einrichtung kann bei- spielsweise wenigstens ein sog. Kugeltrichter verwendet werden, welcher einen hohlen, geschlossenen Kopf mit einem tangential zur Mittelachse und quer zur Strö¬ mungsrichtung angeordneten Einlauf und einen axial in Strömungsrichtung angeordneten Auslauf aufweist, durch den der Milchstrom geführt wird. Solche Kugeltrichter -~r-For example, at least one so-called ball funnel can be used as a vortex-producing device, which has a hollow, closed head with an inlet arranged tangentially to the central axis and transversely to the direction of flow and an outlet arranged axially in the direction of flow through which the milk flow passes becomes. Such funnels - ~ r-
können aus Glas oder einem rostfreien Stahl bestehen und mit einer glatten Oberfläche versehen sein, um dem Milchstrom möglichst wenig Reibungswiderstand zu bie¬ ten. Der Kugelkopf ist nämlich gegen die Strömung ausgerichtet, während der Trichterauslauf in Strömungs¬ richtung liegt. In jedem Fall erteilt die quer zur Strömungsrichtung und tangential zur Mittelachse ange¬ ordnete Einlauföffnung der Kugeltriσhter dem hierdurch in den Kugelkopf einströmenden Milchstrom eine zentri- petale Wirbelbewegung im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzei¬ gersinn bezüglich der Strδmungsrichtung.may consist of glass or a stainless steel and be provided with a smooth surface in order to provide the milk flow with as little frictional resistance as possible. The spherical head is oriented against the flow, while the funnel outlet is in the flow direction. In any case, the inlet opening of the ball funnels, arranged transversely to the direction of flow and tangential to the central axis, gives the milk flow thereby flowing into the ball head a centripetal swirling movement in the clockwise or counterclockwise direction with respect to the flow direction.
Nach Durchströmen dieser Wirbelungseinrichtung wird der Milchstrom durch das Filtersieb geführt, wo ausgeschie- dene Butterfettflocken aus dem Milchstrom abgetrennt und zurückgehalten werden.After flowing through this swirling device, the milk flow is passed through the filter screen, where excreted butterfat flakes are separated from the milk flow and retained.
Soll die Wirbelwirkung noch verstärkt werden, kann der Milchstrom vor einem Kugeltrichter beispielsweise noch durch einen perforierten, stumpfkegeligen Mantel mit in Strömungsrichtung liegender Achse geführt werden, welcher entgegen der Strömungsrichtung geschlossen und in Strömungsrichtung offen ist und dessen Perforations- löσher als Düsen mit nichtradialer Einströmrichtung ausgebildet sind. Durch eine solche, von dem Radius der Mantelachse abweichenden Einströmrichtung kann dem Milchstrom ein zusätzlicher Rechts- und bzw. oder Linksdrall gegeben werden, was die zusätzliche Wirbel¬ wirkung erleichtert und verstärkt.If the vortex effect is to be intensified, the milk flow can be guided in front of a spherical funnel, for example, through a perforated, truncated cone with an axis lying in the direction of flow, which is closed against the direction of flow and open in the direction of flow and whose perforations are formed as nozzles with a non-radial inflow direction are. Such an inflow direction, which deviates from the radius of the jacket axis, can give the milk flow an additional right and / or left twist, which facilitates and reinforces the additional vortex effect.
Werden diese Wirbelungen erzeugenden Einrichtungen bei einem im Kreislauf umgepumpten Milchstrom und in Kombi¬ nation mit einer Druckgaseinwirkung verwendet, kann an einer Stelle der Ringleitung die Druckgaseinleitung erfolgen und an anderer Stelle in Strömungsrichtung wenigstens eine diese Wirbel 'erzeugende Einrichtung angeordnet sein, bevor der Milch/Gasstrom das Filter¬ sieb durchströmt.If these turbulence-generating devices are used with a milk flow pumped around in the circuit and in combination with the action of pressurized gas, pressurized gas can be introduced at one point of the ring line and at another point in the direction of flow at least one device producing these vortices can be arranged before the milk / gas stream flows through the filter screen.
Der wesentliche technische Vorteil des erfindungsge- mässen Verfahrens besteht darin, dass aus normaler Milch, und zwar sowohl Rohmilch als auch pasteuri¬ sierter Milch, mit einem natürlichen Fettgehalt in einer Behandlungsstufe ernährungsphysiologisch einwand- freie Butter mit einem Fettgehalt von über 80% erhalten werden kann, ohne vorher den Rahm abtrennen zu müssen. Dieser Fortfall wenigstens einer der bisher wesentli¬ chen Verfahrensstufen wirkt sich nicht nur in zeitli¬ cher, sondern auch in technisch-ökonomischer Hinsicht ausserordentlich vorteilhaft aus, nicht zuletzt auch durch eine bedeutende Einsparung von Energie, die bisher zum Antrieb von mechanischen Separationsvor¬ richtungen erforderlich war.The main technical advantage of the method according to the invention is that normal milk, namely both raw milk and pasteurized milk with a natural fat content, can be used in a treatment stage to obtain perfectly nutritionally butter with a fat content of over 80% without having to cut off the cream beforehand. This elimination of at least one of the previously essential process steps has an extraordinarily advantageous effect not only in terms of time, but also from a technical-economic point of view, not least because of a significant saving in energy which was previously required to drive mechanical separation devices was.
Bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens fällt allerdings kein Rahm mehr an, jedoch kann der restliche Fettgehalt von 0,6 bis 0,8% in der Restmilch ohne weiteres noch in üblicher Weise durch Zentrifu- gieren abgetrennt werden und die verhältnismässig geringe Menge an Rahm liefern, die vom Markt verlangt wird oder aber bei der Gewinnung von Yoghurt Verwendung findet.When using the method according to the invention, however, there is no longer any cream, but the remaining fat content of 0.6 to 0.8% in the residual milk can easily be separated off in a conventional manner by centrifugation and can provide the relatively small amount of cream which is required by the market or which is used in the production of yoghurt.
In den beigefügten Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsmöglichkeiten einer Vorrichtung zur prakti¬ schen Durchführung einer Variante des erfindungsgemäs¬ sen Verfahrens dargestellt, wobei zeigen:The attached drawings show, for example, possible implementations of a device for the practical implementation of a variant of the method according to the invention, wherein:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine vertikale, von einem Milch/Gasstrom durchströmte Säule, Figur 2 einen Schnitt nach II-II in Fi¬ gur 1,FIG. 1 shows a longitudinal section through a vertical column through which a milk / gas stream flows, FIG. 2 shows a section according to II-II in FIG. 1,
Figuren 3 bis 5 Teilausschnitte einer Mantelfläche,FIGS. 3 to 5 partial sections of a lateral surface,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht des unteren Teiles der Säule mit dem unteren Kugeltrichter in zerlegtem Zustand undFigure 6 is a perspective view of the lower part of the column with the lower ball funnel in the disassembled state and
Figur 7 einen Längsschnitt durch eine vertikale Säule mit angeschlossener Ring1eitung.7 shows a longitudinal section through a vertical column with a connected ring line.
Danach besteht die Säule 1 aus mehreren rohrartigen Abschnitten 2, die an ihren Enden mit Aussengewinden versehen sind. Jeweils zwei Abschnitte 2 sind mittels eines Ringes 12 mit Innengewinden abdichtend zusammen¬ geschraubt. Die Säule 1 kann auch aus einem einzigen rohrförmigen Abschnitt bestehen. Diese rohrförmigen Abschnitte 2 können aus verschiedenen Materialien hergestellt sein und verschiedene Durchmesser aufwei¬ sen, was von den Eigenschaften und bzw. oder der Tempe¬ ratur des zu behandelnden Mediums und auch von dessen Menge abhängt. Der in die Säule 1 eintretende Milch/ Gasstrom durchströmt die Säule unter Druck von oben nach unten, wobei dieser Milch/Gasstrom eine Wirbelung erzeugende Einrichtungen passiert, wie nachstehend noch erläutert wird.Thereafter, the column 1 consists of several tubular sections 2, which are provided with external threads at their ends. Two sections 2 are screwed together sealingly by means of a ring 12 with internal threads. The column 1 can also consist of a single tubular section. These tubular sections 2 can be made of different materials and have different diameters, which depends on the properties and / or the temperature of the medium to be treated and also on its quantity. The milk / gas stream entering column 1 flows through the column under pressure from top to bottom, this milk / gas stream passing through vortex-generating devices, as will be explained below.
In jedem rohrförmigen Abschnitt der Säule 1 befindet sich nämlich ein hohler Kugeltrichter 3, welcher aus Glas oder auch aus Metall bestehen kann. Falls er aus Glas besteht, kann das Glas mit Metall überzogen sein. Die Kugel 3a des Kugeltrichters 3 ist mit ihrer glatten Oberfläche 5 in der Säule 1 nach oben gerichtet, wäh¬ rend der Trichterauslauf 3b nach unten weist. Die Kugel weist eine Eintrittsöffnung 4 für den Milch/Gasstrom auf, die in den Innenraum der Kugel 3a führt. Diese Eintrittsöffnung 4 ist in etwa tangentialer Richtung quer zur Längsachse des Kugeltrichters 3 ausgerichtet. Hierdurch wird dem in die Kugel 3a einströmenden Milch/ Gasstrom eine wirbelnde Strömungsbewegung erteilt. Die Eintrittsöffnung 4 kann sowohl einen rechten als auch einen linken Drall besitzen, so dass dem Milch/Gasstrom ' in der Kugel 3a eine Wirbelbewegung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn erteilt wird.In each tubular section of the column 1 there is namely a hollow spherical funnel 3, which can be made of glass or metal. If it is made of glass, the glass can be coated with metal. The ball 3a of the ball funnel 3 is smooth with it Surface 5 in the column 1 is directed upwards, while the funnel outlet 3b points downwards. The ball has an inlet opening 4 for the milk / gas flow, which leads into the interior of the ball 3a. This inlet opening 4 is oriented in an approximately tangential direction transverse to the longitudinal axis of the ball funnel 3. This gives the milk / gas flow flowing into the ball 3a a swirling flow movement. The inlet opening 4 can have both a right and a left swirl, so that the milk / gas flow 'in the ball 3a is given a swirling movement in the clockwise or counterclockwise direction.
Wie Figur 1 ferner zeigt, ist ein oberer Kugeltriσhter 3', dessen Kugel 3'a einen kleineren Durchmesser auf¬ weist als derjenige der Kugel 3a des unteren Kugel¬ trichters 3, von einem Mantel 6 mit einem Kopf 7 ab¬ dichtend umschlössen. Dieser Mantel 6 ist an seiner Aussenseite mit mehreren in Richtung des Kugeltrichters 3' weisenden Einstichen 8 versehen, die einen Rechts¬ oder Linksdrall oder eine Kombination dieser beiden Drallbewegungen bewirken (Figuren 3 bis 5) . Im breite¬ ren oberen Teil jedes Einstiches 8 ist eine Eintritts¬ düse 9 für den Milch/Gasstrom vorgesehen. Durch ent- sprechende Anordnung der Einstiche 8 kann die Strö¬ mungsrichtung des Milch/Gasstromes bei seinem Eintritt in den Raum zwischen dem Mantel 6 und dem Kugeltrichter 3* beeinflusst werden.As FIG. 1 also shows, an upper ball funnel 3 ', the ball 3'a of which has a smaller diameter than that of the ball 3a of the lower ball funnel 3, is sealed by a jacket 6 with a head 7. This jacket 6 is provided on its outside with a plurality of recesses 8 pointing in the direction of the ball funnel 3 ', which cause a right or left swirl or a combination of these two swirl movements (FIGS. 3 to 5). In the wider upper part of each recess 8 there is an inlet nozzle 9 for the milk / gas flow. By arranging the punctures 8 accordingly, the direction of flow of the milk / gas flow can be influenced when it enters the space between the jacket 6 and the ball funnel 3 *.
Die aus mehreren rohrförmigen Abschnitten 2 zusammen¬ gesetzte Säule 1 kann sowohl die einfachen Kugeltrich¬ ter 3 als auch die von Mänteln 6 mit Köpfen 7 umschlos¬ senen Kugeltrichter 31 enthalten. Diese Kugeltrichter 3 bzw. 3' sind in Strömungsrichtung hintereinander ange- ordnet, wobei der Abstand zwischen den benachbartenThe column 1 composed of a plurality of tubular sections 2 can contain both the simple ball funnels 3 and the ball funnels 3 1 enclosed by shells 6 with heads 7. These spherical funnels 3 and 3 'are arranged one behind the other in the direction of flow, the distance between the adjacent ones
OJvfPI Kugeltrichtern 3 bzw. den von Mänteln 6 mit Köpfen 7 umschlossenen Kugeltrichtern 3' etwa 1 cm beträgt. Auch der Abstand jedes Kugeltrichters 3 bzw. jedes Mantels 6 von der Innenwand des entsprechenden rohrförmigen Abschnittes 2 beträgt etwa 1 cm. Die Grosse der Ein¬ stiche 8 richtet sich nach den praktischen Gegeben¬ heiten und kann je nach Bedarf geändert werden.OJvfPI Ball funnels 3 or the ball funnels 3 'enclosed by jackets 6 with heads 7 is approximately 1 cm. The distance between each ball funnel 3 and each casing 6 from the inner wall of the corresponding tubular section 2 is approximately 1 cm. The size of the stitches 8 depends on the practical conditions and can be changed as required.
Die grösseren Kugeltrichter 3 erlauben im Gegensatz zu den mit Mänteln 6 versehenen Kugeltrichtern 31 eine längere Verweilzeit des Milch/Gasstromes innerhalb des Innenraumes der Kugel. Der Milch/Gasstrom verweilt also im Innenraum der Kugel des mit einem Mantel 6 ver¬ sehenen Kugeltrichters 3' während einer kürzeren Zeit als in dem grösseren Kugeltrichter 3. Diese beiden Kugeltrichter 3 und 3' können je nach den praktischen Gegebenheiten und technischen Erfahrungen im Aufbau und in ihrer Folge variieren.In contrast to the ball funnels 3 1 provided with jackets 6, the larger ball funnels 3 allow a longer dwell time of the milk / gas flow within the interior of the ball. The milk / gas flow thus remains in the interior of the ball of the ball funnel 3 'provided with a jacket 6 for a shorter time than in the larger ball funnel 3. These two ball funnels 3 and 3' can be built up depending on the practical circumstances and technical experience and vary in their sequence.
Jeder Kugeltrichter 3 bzw. jeder Mantel 6 ist in einen Halter 11 eingesetzt, der in dem rohrförmigen Abschnitt 2 abdichtend eingebaut ist. Der Milch/Gasstrom kann dadurch während des Durchflusses durch die Säule 1 nicht über dem Halter 11 vorbeiströmen. Jeder Halter 11 weist eine Oeffnung 13 auf, in welcher sich der Auslauf 3b bzw. 3'b der Kugeltrichter 3 bzw. 3' befindet. Ein Haltebolzen 10 verhindert ein Verkanten der Kugel¬ trichter.Each ball funnel 3 or jacket 6 is inserted into a holder 11 which is installed in a sealing manner in the tubular section 2. As a result, the milk / gas stream cannot flow past the holder 11 while flowing through the column 1. Each holder 11 has an opening 13 in which the outlet 3b or 3'b of the ball funnels 3 or 3 'is located. A retaining bolt 10 prevents the ball funnel from tilting.
Der Milch/Gasstrom wird von oben in die Säule 1 durch einen Eintrittsstutzen 14 zugeführt, dessen Längsachse mit der Längsachse der Säule 1 einen Winkel von 50° bis 60 bildet. Dadurch wird dem Milch/Gasstrom schon bei seinem Eintritt in die Säule eine tangentiale Strömungsrichtung gegeben, um den Aufprall auf die Kugel- bzw. MantelkopfOberfläche wirksamer zu machen. Im unteren Teil der Säule 1 ist ein im Querschnitt U-fδrmiger Becher 15 mit einer Oeffnung 16 im Steg der Ü-Form für den Auslauf 3b des darüber angeordneten Kugeltrichters 3 vorgesehen. Die Funktion dieses Be- chers besteht darin, am unteren Ende der Säule 1 einen Ausgleichsraum für den von oben kommenden und unter Druck stehenden Milch/Gasstrom sowie auch eine Art Sammelbecken zu bilden. Das untere Ende der Säule 1 ist durch einen Austrittstrichter 17 abgeschlossen, dessen oberer Teil zur Aufnahme einer Filterscheibe 18 mit kreisbogenförmigen Ausschnitten 19 ausgebildet ist.The milk / gas flow is fed into the column 1 from above through an inlet connection 14, the longitudinal axis of which forms an angle of 50 ° to 60 with the longitudinal axis of the column 1. As a result, the milk / gas flow is given a tangential flow direction as soon as it enters the column in order to make the impact on the surface of the ball or jacket head more effective. In the lower part of the column 1, a cup 15 with a U-shaped cross section is provided with an opening 16 in the web of the U-shape for the outlet 3b of the ball funnel 3 arranged above it. The function of this cup is to form a compensation space for the milk / gas flow coming from above and under pressure and also a kind of collecting basin at the lower end of the column 1. The lower end of the column 1 is closed by an outlet funnel 17, the upper part of which is designed to receive a filter disk 18 with arcuate cutouts 19.
Bei der praktischen Anwendung dieser Vorrichtung prallt der in die Säule 1 unter Druck tangential eingeführte Milch/Gasstrom zunächst gegen den Kopf 7 des Mantels 6 oder, falls kein Mantel vorgesehen ist, gegen die Kugel 3a eines Kugeltrichters 3, wodurch eine Art Zerstäubung auftritt. Der Milch/Gasstrom fliesst dann zwangsläufig durch die Eintrittsöffnung 4 eines Kugel- trichters 3 in den Innenraum der Kugel, wo ihm, gege¬ benenfalls unter der zusätzlichen Wirkung einer Förder¬ pumpe, eine Strömungsgeschwindigkeit erteilt wird, deren Zentripetalkraft ihn zur Mitte der Kugel hin zu einer Wirbelbewegung zwingt.In the practical application of this device, the milk / gas stream introduced tangentially into the column 1 under pressure initially impacts the head 7 of the casing 6 or, if no casing is provided, the ball 3a of a ball funnel 3, as a result of which a type of atomization occurs. The milk / gas flow then inevitably flows through the inlet opening 4 of a spherical funnel 3 into the interior of the sphere, where it is given a flow velocity, possibly with the additional action of a feed pump, the centripetal force of which directs it towards the center of the sphere forcing a whirling motion.
Bei einer Zerstäubung des Milch/Gasstroms durch Auf¬ prall auf den Kopf 7 eines Mantels 6 tritt dieser durch die Eintrittsdüse 9 in den Einstichen 8 des Mantels 6 in den von dem Mantel 6 und seinem Kopf 7 umschlossenen Raum über der Kugel 3'a des Kugeltrichters 3' ein. Wie bereits erwähnt, kann durch die Ausrichtung der Ein¬ stiche 8 der Strömung des eintretenden Milch/Gasstromes ein Links- und bzw. oder ein Rechtsdrall gegeben wer- den. Die weitere Wirkung .des Kugeltrichters 3' ist die gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen Kugel¬ trichter 3 ohne Mantelabdeckung. Die abgewandelte Ausführungsform nach Figur 7 ist vor allem verwendbar zur Verarbeitung kleinerer Mengen Rohmilch von beispielsweise 3 Liter, wie sie mitunter auch im Haushalt vorgenommen wird. Sie besitzt eben- falls wieder als wesentlichen Bestandteil eine verti¬ kale Säule 1 aus mehreren rohrförmigen Abschnitten 2, die an ihren Enden mit Aussengewinden versehen sind. Ueber diese Aussengewinde sind Ringe 12 mit Innenge¬ winde geschraubt. Durch jeweils einen Ring 12 werden zwei benachbarte Säulenabsσhnitte 2 abdichtend zusam¬ mengeschraubt.When the milk / gas flow is atomized by impact on the head 7 of a jacket 6, the latter passes through the inlet nozzle 9 into the recesses 8 of the jacket 6 into the space above the ball 3'a of the jacket 6 and its head 7 Ball funnel 3 '. As already mentioned, the alignment of the punctures 8 can give the flow of the incoming milk / gas flow a left and / or a right twist. The further effect of the ball funnel 3 'is the same as in the ball funnel 3 described above without a cover. The modified embodiment according to FIG. 7 can be used above all for processing small quantities of raw milk of, for example, 3 liters, as is sometimes also done in the household. It also has, as an essential component, a vertical column 1 made up of several tubular sections 2, which are provided with external threads at their ends. Rings 12 with internal threads are screwed over these external threads. Two adjacent column sections 2 are screwed together by a ring 12 in a sealing manner.
Auch hierbei kann die Säule 1 auch aus nur einem einzi¬ gen rohrförmigen Abschnitt bestehen.Here, too, the column 1 can also consist of only a single tubular section.
Auch kann diese Säule 1 eine andere als unbedingt vertikale Lage einnehmen.This column 1 can also assume a position other than absolutely vertical.
Die rohrförmigen Säulenabschnitte 2 können aus ver- schiedenen Materialien hergestellt sein und verschie¬ dene Durchmesser aufweisen, was von der Art und den Mengen des zu behandelnden Mediums abhängt.The tubular column sections 2 can be made of different materials and have different diameters, which depends on the type and the amounts of the medium to be treated.
Die Säule 1 ist an ihren Enden mit Abdeckplatten 20 und 21 verschlossen. In der einen Abdeckplatte 20 ist ein Einlassstutzen 23 für die Milch eingebaut, der von einer Verschlussschraube 22 gasdicht verschliessbar ist. Durch den Einlassstutzen 23 wird in die Säule etwa zu 4/5 ihres Volumens Rohmilch eingeführt.The column 1 is closed at its ends with cover plates 20 and 21. An inlet connection 23 for the milk is installed in one cover plate 20 and can be closed gas-tight by a screw plug 22. About 4/5 of its volume of raw milk is introduced into the column through the inlet connection 23.
In der anderen Abdeckplatte 21 am unteren Ende der Säule 1 ist ein Ablassstutzen 24 vorgesehen, der mit¬ tels eines Ablassventils 25 gasdicht verschliessbar ist. In jedem rohrförmigen Säulenabschnitt 2 befindet sic entweder ein Mantel 6 mit Hohlkopf 7 oder ein Hohl trichter 3. Diese sind aus Glas oder einem rostfreie Stahl hergestellt und weisen eine glatte Oberfläch auf. Der Mantel 6 mit dem Kopf 7 sowie der Kugeltrich ter 3 sind in der vertikalen Säule 1 übereinande angeordnet, wobei der Kugeltrichter 3 in Strömungs richtung durch die Säule 1 hinter dem Mantel 6 ange ordnet ist. Beide sind in Halter 11 eingesetzt, di dicht an der Innenwand der Säule 1 sitzen.In the other cover plate 21 at the lower end of the column 1 there is a drain port 24 which can be closed gas-tight by means of a drain valve 25. In each tubular column section 2, there is either a jacket 6 with a hollow head 7 or a hollow funnel 3. These are made of glass or a stainless steel and have a smooth surface. The jacket 6 with the head 7 and the Kugeltrich ter 3 are arranged one above the other in the vertical column 1, the ball funnel 3 being arranged in the flow direction through the column 1 behind the jacket 6. Both are inserted in holder 11, which sit close to the inner wall of column 1.
Auch hierbei ist der Mantel 6 an seiner Aussenseite mi mehreren, nicht dargestellten Einstichen versehen welche dem Milch/Gasstrom einen Rechts- und bzw. ode Linksdrall verleihen, wie es bei der vorstehend be schriebenen Ausführung angegeben ist. Gleiches gil hinsichtlich der Wirkung des Kugeltrichters 3, welche in gleicher Weise wie 'dort beschrieben dem Milch/Gas strom eine wirbelnde Bewegung in der einen oder andere Drehrichtung verleiht.Here, too, the jacket 6 is provided on its outside with a plurality of punctures, not shown, which give the milk / gas flow a right-hand and / or left-hand twist, as indicated in the embodiment described above. Gil the same with regard to the effect of the ball funnel 3, which gives as described in the same manner 'there to the milk / gas stream a swirling movement in the one or other direction of rotation.
Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, anstel le eines Mantels und eines Kugeltrichters auch dere zwei oder mehr vorzusehen, wobei wenigstens einer mi einem Mantel wie der Kugeltrichter 31 bei der Ausfüh rungsform nach Figur 1 versehen sein kann. Auch di Anordnung nur eines einzigen Kugeltrichters ist mö glich.Also in this embodiment, it is possible to provide two or more instead of a jacket and a ball funnel, wherein at least one can be provided with a jacket like the ball funnel 3 1 in the embodiment according to FIG. The arrangement of only a single ball funnel is also possible.
An der Säule 1 sind nun an ihren Abdeckplatten 20 un 21 die Enden einer Ringleitung 27 angeschlossen, di zusammen mit der Säule eine geschlossene Ringleitun bildet. An diese Ringleitung 27 ist eine Gaszufuhrlei tung 28 von einer Flasche 31 mit komprimiertem Ga angeschlossen. Selbstverständlich können auch mehrer Druckgasflaschen angeschlossen werden. Im einfachsten Falle besteht das Gas aus Pressluft, es kann aber auch ein Gemisch von Kohlendioxyd und Sauerstoff sein, die zweckmässigerweise im Verhältnis 2:1 gemischt werden. Dieses Druckgas gelangt in die Ringleitung 27 über ein Druckreduzierventil 29. Von dieser Ringleitung 27 wird das Druckgas weiter in den unter dem Einlassstutzen 23 liegenden Innenraum der Säule 1 zugeführt. In diesen Raum der Säule wurde vorher Rohmilch eingefüllt, welche dann in Richtung des Mantels 6 mit dem Kopf 7 und des Kugeltrichters 3 bzw. weiterer Kugeltrichter in den unteren Ablauf der Ringleitung 27 durch ein Einweg¬ ventil 30 gedrückt und so in der Ringleitung in Umlauf gebracht wird.On the column 1, the ends of a ring line 27 are now connected to their cover plates 20 and 21, which together with the column forms a closed ring line. At this ring line 27 a Gaszufuhrlei device 28 from a bottle 31 with compressed Ga is connected. Of course, several can Pressurized gas cylinders are connected. In the simplest case, the gas consists of compressed air, but it can also be a mixture of carbon dioxide and oxygen, which are expediently mixed in a ratio of 2: 1. This compressed gas enters the ring line 27 via a pressure reducing valve 29. From this ring line 27, the compressed gas is fed further into the interior of the column 1 lying under the inlet connection 23. Raw milk was previously filled into this space of the column, which was then pressed in the direction of the jacket 6 with the head 7 and the ball funnel 3 or further ball funnel into the lower outlet of the ring line 27 through a one-way valve 30 and thus circulated in the ring line brought.
An der Gaszufuhrleitung 28 ist eine Kontrolleinheit 33 zur Ueberwachung der aus der Flasche 31 zugeführten Gasmenge angeschlossen. Mit dieser Kontrolleinheit wird auch die Zeit eingestellt, während welcher das Gasge- misch in die Ringleitung zugeführt wird.A control unit 33 for monitoring the quantity of gas supplied from the bottle 31 is connected to the gas supply line 28. This control unit is also used to set the time during which the gas mixture is fed into the ring line.
Die Rohmilch mit dem Druckgas zirkuliert in der Ring¬ leitung etwa 3 bis 5 min. Bei grösseren Vorrichtungen, in denen grössere Mengen von Rohmilch verarbeitet werden, kann an die Ringleitung 27 noch zusätzlich eine nicht dargestellte Förderpumpe angeschlossen werden.The raw milk with the pressurized gas circulates in the ring line for about 3 to 5 minutes. In the case of larger devices in which larger quantities of raw milk are processed, a feed pump (not shown) can additionally be connected to the ring line 27.
An der Säule 1 ist ein Manometer 32 angeordnet, das zur Messung des im Innenraum der Säule 1 nahe des Einlass- Stutzens anfänglich herrschenden Gasdruckes dient.Arranged on the column 1 is a manometer 32 which is used to measure the gas pressure initially prevailing in the interior of the column 1 near the inlet connection.
Weiterhin ist in der Säule 1 zwischen dem unteren Kugeltrichter 3 und dem Ablassstutzen 24 ein engmaschi¬ ges Sieb 18 eingebaut, welches aus einem Drahtgeflecht mit einer geeigneten Kunststoffeinlage bestehen kann. Die praktische Anwendung dieser Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Gewinnung von Butter aus Rohmilch ist wie folgt:Furthermore, a narrow-mesh sieve 18 is installed in the column 1 between the lower ball funnel 3 and the outlet connection 24, which can consist of a wire mesh with a suitable plastic insert. The practical application of this embodiment of a device according to the invention for the production of butter from raw milk is as follows:
Die Säule 1 wird zu etwa 4/5 ihres Volumens durch denPillar 1 becomes about 4/5 of its volume through the
Einlassstutzen 23 mit Rohmilch gefüllt, wonach dieserInlet nozzle 23 filled with raw milk, after which this
Einlassstutzen 23 mit der Versσhlussschraube 22 gas- dicht verschlossen wird. Ueber die Ringleitung 27 wird in den Säuleninnenraum unter dem Einlassstutzen 23 ein Gemisch von Kohlendioxyd und Sauerstoff eingeleitet.Inlet connection 23 is closed gas-tight with the closure screw 22. Via the ring line 27, a mixture of carbon dioxide and oxygen is introduced into the interior of the column under the inlet connection 23.
Das Gemisch wird solange zugeführt, bis . das Manometer 32 den benötigten Druck anzeigt. Durch den entstandenen Druck wird die Rohmilch in einer Richtung, nämlich in Richtung über den Mantel 6 mit seinem Kopf 7 und über den Kugeltrichter 3 durch das Einwegventil 30 in Umlauf gebracht. Bei grösseren Rohmilchmengen kann, wie er¬ wähnt, eine zusätzliche Förderpumpe angeschlossen werden. In die Ringleitung wird dann während einer Zeitspanne von 3 bis 5 Minuten soviel Gasgemisch nach¬ gedrückt, dass der Umlauf der Rohmilch während dieser Zeit aufrechterhalten wird.The mixture is fed until. the pressure gauge 32 indicates the required pressure. Due to the resulting pressure, the raw milk is circulated in one direction, namely in the direction of the jacket 6 with its head 7 and the ball funnel 3 through the one-way valve 30. With larger quantities of raw milk, as mentioned, an additional feed pump can be connected. Sufficient gas mixture is then pressed into the ring line over a period of 3 to 5 minutes so that the circulation of the raw milk is maintained during this time.
Durch das zwangsläufige Durchströmen des Mantels 6 mit seinem Kopf 7, wo die Rohmilch zerstäubt wird, und des Kugeltrichters 3, worin der Rohmilch eine zentripetale Wirbelbewegung erteilt wird, erfolgt eine wirkungsvolle Durchmischung der Rohmilch mit dem Gasgemisch, wobei dessen Anreicherung in der Rohmilch bis zu 100% betra- gen kann.Due to the inevitable flow through the jacket 6 with its head 7, where the raw milk is atomized, and the ball funnel 3, in which the raw milk is given a centripetal whirling motion, there is an effective mixing of the raw milk with the gas mixture, its accumulation in the raw milk up to Can be 100%.
Nach einem mehrmaligen Durchlauf entlang der Ringlei¬ tung findet die ButterfettausScheidung statt. Diese Butterfettflocken werden von der übrigen Milch durch das Filtersieb 18 abgetrennt und sammeln sich aufAfter a repeated pass along the ring line, the butterfat excretion takes place. These butterfat flakes are separated from the rest of the milk by the filter screen 18 and collect
OMPI diesem Sieb. Die durch das Sieb fliessende Milch nähert sich bei dem Umlauf zunehmend dem Zustand von Mager¬ milch und läuft nach jedem Siebdurσhgang wieder in die Ringleitung 27 in einem neuen Umlauf.OMPI this sieve. The milk flowing through the sieve increasingly approaches the state of skimmed milk during the circulation and runs again into the ring line 27 in a new circulation after each sieve pass.
Vor der Butterentnahme aus der von dem Filtersieb 18 gebildeten Kammer wird der Gasdruck aufgehoben und die Magermilch durch den Ablassstutzen 24 abgelassen.Before the butter is removed from the chamber formed by the filter sieve 18, the gas pressure is released and the skimmed milk is discharged through the drain port 24.
Zur neuerlichen Inbetriebnahme der Vorrichtung wird das gereinigte Filtersieb 18 wieder eingesetzt, wonach die Säule 1 und die Ringleitung 27 mit Wasser durchspült werden, bevor neue Rohmilch in die Säule 1 eingefüllt wird.To restart the device, the cleaned filter screen 18 is used again, after which the column 1 and the ring line 27 are flushed with water before new raw milk is filled into the column 1.
Die Trennung von Rohmilch nach der vorstehend beschrie¬ benen Weise in Butterfett und Magermilch erfolgt ins¬ besondere bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ohne Anwendung von elektrischer Energie und ohne den Umweg über die übliche Entrahmung von Rohmilch, Lage¬ rung von Rahm, seine "Temperierung" usw.. Es handelt sich also hierbei um eine einstufige Abtrennung von Butter aus Rohmilch unter gleichzeitiger Erhöhung des Fettgehaltes der gewonnenen Butter, weil durch das anhaltende Umlaufen des Milch/Gasstromes eine optimale Ausscheidung des Butterfettes erzielbar ist. Die er¬ zeugte Buttermenge liegt deutlich, und zwar um etwa 20% bis 30% über der normalen Quantität bei der konven¬ tionellen Art der Butterherstellung. The separation of raw milk into butter fat and skimmed milk according to the manner described above takes place in particular in the embodiment described last without the use of electrical energy and without the detour via the usual skimming of raw milk, storage of cream, its "tempering" etc. This is a one-step separation of butter from raw milk with a simultaneous increase in the fat content of the butter obtained, because optimal circulation of the butter fat can be achieved through the continuous circulation of the milk / gas flow. The amount of butter produced is clearly 20% to 30% above the normal quantity for the conventional type of butter production.
Claims
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| AU65741/80A AU6574180A (en) | 1979-12-07 | 1980-12-03 | Method and installation for producing butter from milk |
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|---|---|---|---|
| CH1089579 | 1979-12-07 | ||
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4874626A (en) * | 1987-03-20 | 1989-10-17 | Lever Brothers Company | Edible plastic product |
| WO1994026123A1 (en) * | 1993-05-19 | 1994-11-24 | Nikolai Georgievich Shtukarin | Process for obtaining butter from milk or a liquid dairy product and an installation for carrying this out |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE126289C (en) * | ||||
| FR744584A (en) * | 1933-04-21 | |||
| DE633231C (en) * | 1933-12-22 | 1936-07-22 | Franz David Widmer | Process for making butter |
| FR865787A (en) * | 1939-05-27 | 1941-06-03 | Improvements to processes and installations for carbonic butyrification of cream and milk | |
| US2293577A (en) * | 1940-03-27 | 1942-08-18 | Cherry Burrell Corp | Concussion chamber for churning |
| DE1242039B (en) * | 1966-05-14 | 1967-06-08 | Ahlborn E Ag | Device for continuous kneading of plastic masses, in particular butter, margarine or the like. |
| FR2036455A5 (en) * | 1969-03-14 | 1970-12-24 | V N | Continuous butter and margarine production |
| EP0018322A1 (en) * | 1979-04-12 | 1980-10-29 | Paul Amacher | Method and apparatus for enriching a liquid with gases |
-
1980
- 1980-12-03 WO PCT/CH1980/000147 patent/WO1981001640A1/en not_active Ceased
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE126289C (en) * | ||||
| FR744584A (en) * | 1933-04-21 | |||
| DE633231C (en) * | 1933-12-22 | 1936-07-22 | Franz David Widmer | Process for making butter |
| FR865787A (en) * | 1939-05-27 | 1941-06-03 | Improvements to processes and installations for carbonic butyrification of cream and milk | |
| US2293577A (en) * | 1940-03-27 | 1942-08-18 | Cherry Burrell Corp | Concussion chamber for churning |
| DE1242039B (en) * | 1966-05-14 | 1967-06-08 | Ahlborn E Ag | Device for continuous kneading of plastic masses, in particular butter, margarine or the like. |
| FR2036455A5 (en) * | 1969-03-14 | 1970-12-24 | V N | Continuous butter and margarine production |
| EP0018322A1 (en) * | 1979-04-12 | 1980-10-29 | Paul Amacher | Method and apparatus for enriching a liquid with gases |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4874626A (en) * | 1987-03-20 | 1989-10-17 | Lever Brothers Company | Edible plastic product |
| EP0285198A3 (en) * | 1987-03-20 | 1990-07-18 | Unilever N.V. | Edible plastic product and process for the preparation thereof |
| AU614278B2 (en) * | 1987-03-20 | 1991-08-29 | Unilever Plc | Edible plastic product and process for the preparation thereof |
| WO1994026123A1 (en) * | 1993-05-19 | 1994-11-24 | Nikolai Georgievich Shtukarin | Process for obtaining butter from milk or a liquid dairy product and an installation for carrying this out |
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