Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die mehrphasige Behandlung einer wässerigen Flüssigkeit und insbesondere ein Verfahren zur Umwandlung einer wässerigen Flüssi gkei t i n einen Ei sbrei und anschl lessende Behandlung des Eisbreis. In einer besonderen Hinsicht bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auf Da u ko πze n r i er u n g und/oder Kristallisation wässeriger Lösungen, insbesondere von solchen, die in der Lebensππ ttel techm k und der Cnemie vorkommen. Beispiele hierfür sind die Aufkonzentrierung von Fruchtsäften, organischen- und anorganischen Säuren sowie di e Kri sta l l i sati on aus Ab ässern verschi edener Industriezwei ge.

In einer weiteren Hinsicht bezient sich die Erfindung auf die Herstel lung ei nes Ei sbrei s und verschi edens e Verwendungen desselben, insbesondere der Umwandlung in einen Eisbrei pumpbarer Konsistenz und dessen Verwendung fü Künlzwecke, beziehungsweise der Umwandlung des Eisbreies in feste Eisblöcke oder Pellets. Auch in diesem Zusammenhang f ύ ^' nrt di e E rf i ndung z an gs l äuf i g z u e i ner Aufbaukonzeπtπerung in der fl ssigen Phase des Eisbreis ni nsi cntl i cn der i n der ursprύ ^' πgl i cneπ w sserigen Flüssigkeit vorhandenen Feststoffe.

In einer weiteren Hinsicht oezient sicn die Erfindung auf ein Verfanren und eine Vorrichtung zum Absaugen von .. asserda pf geringer Dichte und Temperatur mi t einem Drucktransformator und anscn li essenαe Vercπcntung mit einem mecnamscnen Verdichter zur Erzielung eines vergleichsweise honen Gesamtwirkungsgrades. Bekannt sinα Verdampf eranlagen

mit denen die Auf baukonzentrati on der ei ngangsgenanπten Art in der Regel durchgef hrt wird. Solche Anlagen haben den Nachteil, dass sie bei hohen Temperturen (z.B. 70- bis 100°C) arbeiten und somit Bildungen von Verschmu zungen und Verkrustungen an Anlagenteilen begünstigen. Verschmutzungen entstehen vornehmlich bei temperaturempfindlichen Produkten, z.B. durch biologiscπe Reaktionen.

So ist man oft gezwungen, die Anlagen nach kurzer Betriebszeit (z.B. alle 24 Stunden) zu reinigen. Hohe Temperaturen haben ferner den Nachteil, dass leichter flüchti ge Bestandtei le, bei Lebensmittelprodukten vornehmlich die Aromastoffe, in die Dampfphase übergehen. Diese können nur mit aufwendigen Trennapparaturen, wie Rektifizierkolonnen oder dergleichen, zurückgewonnen werden. Da ausserdem.Korrosi onsraten mit der Temperatur exponentiell steigen, bedingen hohe Temperaturen die Verwendung hochwertiger Werkstoffe (nichtrostender Stahl, Nickel, Titan usw.). Zu l etzt sei noch auf di e Zunahme der Siedepuπktsernό ^' nung mi t stei gender Konzentration hingewiesen, was sich durch eine höheren Energiebedarf bei der Eindampfung bemerkbar macht.

Im vorliegenden Zusammenhang ist ein Verfanren und eine Vorricntung für die Entsalzung insbesondere von Seewasser bekannt, i n der Li teratur al s Vakuumgef ri er¬ dampfverdi chtungsverfahren bekannt, von der eine grosstechnische Ausführung als "Hydroconverter" bekannt ist (K S Spiegier, Principles of üesalination, Seite 310 ff., (1966) Academic Press, New York and London). Ascheineπd war diese Technologie f r keine anderen Zwecke als die Seewasserentsalzung bekannt, wo das Produkt aus reinem Wasser, aus dem geschmolzenen Eis und verdichteten Dampf kondensaten besteht, aber nicht für andere Anwendungen wo Eis, oder Eisorei als solcner, als Produkt verwendet wi rd, oder zur Anwendung i n Kristal li sations- und

Konzentrationsverfahren, wie sie beispielsweise in der Fruchtsaftindustrie bzw. der chemischen Industrie zur Anwendung kommen. Obwohl die Möglichkeit des Einsprüheπs vorgekühlten Seewassers in eine Vakuumgefrierkammer erwähnt wird, verwendet die grosstechnisch bevorzugte Methode im Hydroconverter eine Art Fal 1 f i 1 mverdampf ung wobei das Seewasser als dünner Film an den Wänden der Gefrierkammer herabläuft. In beiden Fällen ist der Sumpf, in dem sich der Eisbrei in der Gefrierkammer sammelt, flach und der Vakuumraum oberhalb des Eisbreis, wo die Verdampfung stattfindet und von wo der Dampf abgesaugt wird, ist ebenfalls verhäl tnismässig niedrig. Daraus ergibt sich der Nachtei l , dass die Sole dazu nei gt mi t den D mpfen mitgeschleppt und- aus der Vakuumkammer abgesaugt zu werden. Eine Vor rennung des Eisbreis in Eis und ^' Fl ssigphase im flachen Sumpfteil der Vorrichtung findet nicht statt, und der Eisbrei wird als Ganzes aus dem Sumpf abgezogen.

Die Verwendung eines Eisbreis für die Ei sherstell ung bzw. für Kühlzwecke ist diesem Stand der Technik auch nicht zu entnehmen, und ist auch nicht vorgesehen, zumal dieser Stand der Technik keine Lehre zur Erzielung des Wirkungsgrades, insbesondere des energetischen Wirkungsgrades, beinhaltet um eine solche Anwendung grosstechnisch interessant zu machen.

Anlagen und Verfahren der erf i ndungsgemäss vorgesehenen Art zur Herstellung eines Eisbreis, durch Verdampfung einer wässerigen Flüssigkeit unter verringertem Druck und Wieder¬ verdichtung der abgesaugten Brüden, erfordert die Anwendung mehrstufiger mechanischer Kompressoren. Bekannt ist, dass die Baugrösse, und damit das Gewicht und die mechanischen Verluste, eines mechani schen Verdichters von dem Saugvolumenstrom abh ngig sind. Bekannt ist ferner, dass das speziefiscne Volumen eines Dampfes im Sättigungszustand mit abnehmenden Druck stark zunimmt. Da die aufzuwendende polytrope Verdichtungsarbei t nur vom Massenstrom bei

vorgegebenem Druckverhältnis und Medium abhängt, ist die zur Verdichtung im reversiblen Fall benötigte Energie vom Volumenstrom unabhängig. Der Saugvolumenstrom ist jedoch von entsprechender Bedeutung für die Baugrό ^' sse eines Verdichters und damit für die mechanischen Verluste die den Gesamtwirkungsgrad beeinflussen.

Bei der Verdichtung von Dampf mit Sätti gungs temperaturen zwi schen 60 und 100 C errei chen Verdi chter Gesamtwirkungsgrade von 75 bis 80%. Legen die Sättigungstemperaturen hingegen zwischen 0 und 5 C, so werden nur Wirkungsgrade von 50% erzielt. Dieser enorme Unterschied ergibt sich daraus, dass der Durchmesser des Laufrades zur Verdichtung des gleichen Massenstromes bei 0 C 5,7 Mal so gross ist wie bei 61 C, und damit die mecnamscnen Verluste erheblich grösser sind, ganz abgesehen von den hohen Kosten einer so grossen Vorrichtung.

Eine Aufgabe der Erfingung besteht darin, durch Schaffung eines Verfahrens sowie einer Vorrichtung eine schonende Auf konzentrati on bzw. eine effektive Kristallisation bei tiefen Temperaturen und geringem Energieauf and zu errei cnen .

In anderer Hinsicht ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um in bestimmten Situationen den Energiebedarf der Verdicntung zu verringern, und damit den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen.

In einer Hinsicht wird erfindungsgemäss ein Verfahren vorgesehen zur Umwandlung einer wässerigen Flüssigkeit in ei nen Ei sbrei mi t ansch l i essender bel i ebi ger Wei terbehandl ung des Eisbreis, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einen Verdampferraum eingedüst wird, der auf einen Druck entspannt wird, der dem Sättigungsdruck bei der entsprechenden Verdampf uπgstemperatur der Flüssigkeit im

Verdampfungsraum bei -5 bis 10 C entspricht, sodass die Flüssigkeit aufgrund eines, durch eine kurze Verweilzeit im Verdampfungsraum bedingten, Phasenung 1 ei chgew i cn es teilweise verdampft und sich dabei auf eine tiefe Temperatur abkühlt und anschliessend bei einer genügend grossen Verweilzeit gesammelt wird, sodass sich hierbei aufgrund eines sich einstellenden Gleichgewichtes ein Eisbrei bildet, der Eisbrei abgezogen sowie einer Abtrennung von flüssiger Phase aus dem Eisbrei unterworfen wird, gefolgt von einem oder mehreren der folgenden Verfahrenschritte:

a) Gewinnung eines Konzentrats der wässerigen Flüssigkeit,

b) Gewinnung bzw. Entfernung von in der wässerigen Flüssigkeit gelösten Stoffen in gefällter bzw. anderer phasengetrennter Form,

c) Gewinnung des Eises als konzentrierter Eisbrei bzw. als feste Blöcke oder Pellets.

Insbesondere wird ei ne w sserige Lό ^' sung, z.B. ei ne aufzukonzentrierende Lösung, nach Vorkühlung durch ein Düsensystem auf einen tiefen Druck entspannt, der dem Sättigungsdruck der entssprechenden Verdampf ungs te peratur von -5 bis 10 ° C entspricht, derart, dass die L sung durch Einstellung eines Ungleichgewichtes teilweise verdampft, und sicn dabei auf eine tiefe Temperatur abkühl t. Das Ungleichgewicht wird dadurch erreicht, dass das Düsensystem feine Tropfen erzeugt, die i m Dampfraum eine sehr kurze Verweilzeit haben. Die Tropfen werden dann gesammelt und bilden dann bei genügend grosser Verweilzeit im Sumpf einen Eisbrei, der in einen Trennapparat geleitet und von Eis befreit wird. Aus dem Trennapparat wird das Produkt abgesogeπ, während das Eis nach Auswaschen von anhängendem Produkt, geschmolzen und zur Vork nlung der Frischlösung verwendet wird. Der durch Ungleichgewicht entstehende Dampf

wird mit Hilfe eines Verdichters abgesaugt, und einem Kondensator zugef hrt, in dem das ausgewaschene Ei s geschmolzen und anschl iessend zur Vorkühlung der ankommenden Lösung benutzt wird.

Das soeben beschriebene Verfahren nat folgende Vorteile: Durch die niedrige Temperatur bleiben leichter flüchtige Bestandteile (z.B. Aromastoffe) im Produkt erhalten. Die Korrosionsrate ist sehr gering, und es . können billige Werkstoffe verwendet werden. Auch biologische und andere chemische Reaktionen werden stark gehemmt. Dadurch sind lange Betriebsperioden zwischen den Reinigungsperioden möglich. Von besonderem Vorteil ist ferner der niedrige Energiebedarf der Anlage.

Gemäss einer bevorzugten Weiterbil ung der Erfindung findet die Versprühung in den Verdampferraum vernäl tni smässig nahe an der Oberfläche des im Raum gesammelten Eisbreis statt und i n ei nem ernebl i cnen Abstand zur Obersei te des Verdampferrau es, wo die Brüden nach einer weitgehenden Abtrennung der Tröpfchen, und vorzugsweise nach einem Durchgang durch eine En tnebel ungsei ππ cntung, abgesaugt werden. Di e erf i ndungsgemäs se Au swah l ei ner Fl üssigkei tsei nsprühung bietet i m Vergleich zur fallenden Filmverdampfung den Vorteil besonders wirksamer Darbietung der Flüssigkeitsoberfläche zwecks Erzielung einer schnellen Verdunstung und Unterkünlüng der Tröpfchen. Damit vermeidet man auch die der Literatur hiπsicntlich der Fall f i 1 methode des Hydroconverters berichtete Neigung zur Eisansammlung in der äne des . asserzutri tts, oben i m Gefäss. Di e unterkühlten Trό ^' pfchen setzen sich vern l tni sma ^' ssig gleich ässig verteilt über die gesamte Oberfläche des sich im unteren Teil des Verdampferraumes sammelden Eisbreis ab, und die verhältm smässi g grosse Höhe des Raumes oberhalb der Eindüsungsstellen sowie die Verh l tm smässi g geri nge Strömungsgeschwindigkeit der Brüden im Raum sorgen dafür,

dass eine verhäl tm ssmassi g vollständige Abtrennung der Tröpfchen aus den Br den erfolgt ehe die Brüden abgesaugt werden, vorzugsweise nach einem weiteren Entneblungsvorgang mittels herkömmlicher Tropf chenabscheidungseinri chtungeπ.

In einer weiteren Hinsicht, vorzugsweise kombiniert mit der obenbeschri ebenen Erfindungslehre, wird ein Verfahren vorgesehen zur Umwandlung von Niederdruckdampf in Dampf von höheren Druck mittels einer Druck transformatorstufe worin der N i ederdrückdampf i n ei nem Absorber, mi t Absorptionsmittel vermischt, und von diesem absorbiert wird, wobei die Absorptionswärme von Kühlmittel , insbesondere durch hlwasser abgeführt ird, und worin die dadurch gebildete Abosorptionsmi ttel lösung, angereichert mit der vom Dampf gelieferten Flüssigkeit, insbesondere Wasser,- nach einer Druckern ό ^' huπg durch ei ne Pumpe zunächst durch Wärmeaustausch erwärmt-, und anschl i essend i n einen Austreioer geleitet wird, worin durch Wärmezufuhr ein Dampf bei höherem Druck entsteht.

Ei n Dampfabsorpti onsverfahren i st ebenfal l s der obengenannten Literaturstelle (K S Spiegier) in Zusammenhang mit Meerwasserentsalzung zu entnehmen, aber ohne dass dort die aus dem Da mp f a u s tr ei be r ei 1 des A b s orber sy s te ms abgesaugten Dämpfe unter Druck sind und einer weiteren mechanischen Verdichtung zugeführt werden, sei es zum Zweck der Kondensati on der Dämpfe, und Opti mierung des E ner gi e i r k un g s g r a de s oder zu än e n Zwecken. I m Gegenteil, die Brüden werden dort unter Vakuum abgesaugt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf Vorrichtungen und Anlagen zur Durchführung und Anwendung dieses Verfahrens.

Insbesondere sient die Erfindung vor, dass der im Austreiber entstehende Dampf nöhren Druckes mit Hilfe eines Verdicnters verdichtet und dem Heizraum des Austreibers als Heizmedium

zugefünrt wird, welches nach Abgabe der Kondensationwärme kondensiert und scnliesslicn den Austreiber verlässt. Gemäss bevorzugter Ausführungen wird die i Austreiber hinsichtlich des absorbierten Dampfes, insbesondere Wasser, abgerei cherte Lösung in einem Wärmetauscher zur Erwärmung der aus dem Absorber ankommenden, mit Dampf angereicherten Lösung verwendet und anschl i essend üüer ein Drosselventil dem Absorber zugeführt.

Vorzugsweise werden die i m Absorber frei werdenden Inertgase gesammelt und durch eine Vakuumpumpe abgezogen.

Zusammenfassend, lehrt die Erfindung in der soeben angeführten Hinsicht das z ischen dem Ort, wo der Niederdruckdampf abgesaugt wird, und dem mechanischen Kompressor ein Drucktransformator geschal tet ^' wi rd, der eine Vorverdichtung des abzusaugenden Dampfes bewirkt, wodurch das spezifische Volumen erheblich sinkt, und der mechanische Verdichter zur Verdichtung des gleichen Massenstromes, entsprechend kleiner gebaut, und somi t mi t h ό ^" n e r e m Gesamtwi rkungsgrad betrieben werden kann. Die

Vorverdichtung wird dadurch erreicht, dass zunächst der Ni ederdruckdampf i n ei nem Absorber mi t ei nen A bsor pti ons mi tte 1 vermi scht wird, von dem der Dampf absorbiert wird. Gleichzeitig wird die dabei frei werdende Absorptionswärme durcn Kühlwasser abgeführt. Die mit Dampf angereicherte L sung (wasserreiche Lösung) wird dann mit einer Lösungsmi ttel pumpe aus dem Absorber abgesaugt und auf den Verdampfungsdruck gepumpt.

Anschl lessend wird die reiche Lösung in einem Wärmetauscher erwärmt und strömt dann in den Dampfaustreiber. Hierin verdampft der zuvor im Absorber absorbierte Niederdruckdampf bei dem gewählten höheren Druckniveau. Der auf diese Weise erzeugte Hocndruckdampf wi rd mi ei nem mechani schen Verdichter verdichtet, wobei sein Druck und seine Temperatur

ansteigen. Der Dampf dringt dann in den Heizraum des Austreibers ein, kondensiert dort und liefert dadurch die zur Verdampfung benöti gte Wärme. Die i m Kondensat enthaltene Wärme kann im Prozess weiter verwendet werden. Die im Austreiber an Dampf (Wasser) verarmte Lösung (arme Lösung) wird in den bereits zuvor erwärmten Wärmetauscher geleitet, wo sie sich abkühlt, und die zur Erwärmung der reichen Lösung benötigte Energie liefert. Anschl i essend strömt die arme Lösung durch ein Drosselventil, erfährt die Entspannung auf den niedrigeren Absorberdruck, und tritt in den Absorber ein, womit der Kreislauf geschlossen ist.

Als Absorptionsmittel können unter anderem LiBr, NaOH, Ca(0H) ₂ , MgCl ₂ , CH ₂ NH ₂ oder CaCl ₂ eingesetzt werden.

Die in dieser Hinsicht geltenden Erfindungsgrunds tze lassen sich auch vorteilhaft auf die Kondensation von Brüden a u s d e r V a k u u m d e s i l l a t i o n b z w . a u s

Gefriertrocknungs verfahren anwenden.

Inbesondere bezieht sich die Erfindung auch auf ei n Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufkonzentrierung bzw. Kristallisation wässeriger Lösungen, insbesondere von Fruchtsä ten, organischen und anorganischen Säuren und Salzen, als aucn Abwässern, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzukonzentrierende oder zu kristallisierende Lösung über ein Düseπsystem einer Verdampfung zugeführt wird, bei der die Lό ^' suπg au einen Druck entspannt wi rd, der dem S ä t i g u n g s d r u c k b e i d e r e n t s p r e c h e n d e n Verdampf ungstempertaur von -5 bis +10°C entspricnt, sodass die Lösung aufgrund eines durch eine kurze Verweilzeit bedingeten Ungleichgewichtes teilweise verdampft, und sich dabei auf eine tiefe Temperatur abkühlt, und anscnl i essend nach einer genügend grossen Verweilzeit gesammelt wird, sodass sicn hierbei aufgrund eines sich einstellenden Gleichgewichtes ein Eisbrei bildet, mit dem weiteren

Kennzeicnen, dass die sich unter Niederdruck bei der Verdampfung bildenden Brüden in Dampf höhren Druckes mittels einer Drucktransformatorstufe der obenbescπri ebenen Art umgewandelt werden.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Eisbrei bereits eine teilweise Seh erkraf tabschei düng der Flüssigkeit vom Eis im Verdampferraum erfährt und der dadurch auf koπzentri erte Eisbrei i m Bereich der Oberseite des Eisbreies im Verdampfungsraum abgezogen wird, wo das Verhältniss von Eis zu Flüssigkeit am höchsten ist. Diese Trennung wird durch die erhebliche Tiefe des Sumpfes gefördert.

Vorzugsweise wird der Eisbrei mechanisch in angereicherter Form von dem Oberseitenbereich abgeschöpft. ^'

Dadurch ergi bt si ch der Vortei l , dass der dem Verdampfungsraum entzogene Eisbrei weniger zus tzlicher Auf onzentrierung bedarf, als sonst der Fall gewesen wäre, wenn der Eisbrei in herkömmlicher Weise vom Boden eines flacnen Sumpfes abgezogen würde. Ein weiterer Vorteil ist, dass das an der Oberseite des Eisbreis Im Verdampferraum treibende Eis von den sich absetzenden Flüssigkeitströpfchen gewaschen wird, in denen der Gehalt an gelösten. Stoffen geringer ist, als in der Fl üssi gkei tspnase des Eisbreis.

Ein weiters wichtiges bevorzugtes Kennzeichen besteht darin, dass die Verdusung in den Verdampferraum nach oben geπcntet von unterhalb der Oberfläche des sich sammelden Eisbreis erfol gt.

Durcn dieses Kennzeichen soll der Verei suπgsπei gung der Drüsen entgegengewirkt werden.

Die Erfindung bietet auch Vorrichtungen an, die sich zur

Durchführung der verschiedensten Gesichtspunkte der Erfindung eignen. Und in einer Hinsicht ist eine solcne Vo rri chtung gekennze i chnet durch ei nen zur E i sbrei herstel 1 ung erforderlichen Verdampfer mit einem Behälter, der etwa in halber ein Düsensystem aufweisst, im unteren Teil einen Sammelbehälter enthält, und im oberen Teil mit Demister versehen ist, und in seinem unteren Teil einer Eisbreientnahme und Fördereinric tung, insbesondere eine Schπeckenpumpe besitzt, und Einrichtungen zur weiteren Behandlung des Eisbreis naxhgeschal tet sind.

Eine besondere Ausführung sieht eine Trenneinrichtung vor, bestehend aus einem Behälter mit einen oberen und unteren Rohrboden, in die ein Bündel von Rohren eingelassen ist, die aus einem purösen Material, wie Membran- oder Siebgeflecht bestehen und dem unteren Rohrboden eine Einlasskammer mit einem Einlass zur Aufnahme des Eisbreis und dessen Wei terlel tung in das Ronroündel zugeordnet ist, während sich üύer dem oberen Rohrboden eine Auf nahmekammer für den eisangereicherten behandelten Eisbrei befindet.

Vorzugsweise besitzt der Gefrierverdampfer eine Einrichtung zur Entnanme des Eisbreis in einem Bereich des Verdampfers i n Oberfl chennähe des Eisbreies i m Verdampfer. Die En tnanmeei πri chtung besitzt vorzugsweise eine mechanische Abschöpf- bzw. Abstreicheinrichtung. Vorzugsweise ist die Hone der Eπtnahmeei nπ chtung an die Standhöhe des Eisbreis in der Verdampf eri nri chtung anpassbar. Hierzu kann die Entnah eeinπcntung zum Treiben auf der Breioberfläche ei nge ichtet sein. Es i st ei n wi chti ges bevorzugtes Kennzeichen, dass die Düsenei nπ chtung nach oben gerichtete Düsen unterhalb der normalen Ei sbrei standhöhe besitzt.

In weiterer Hinsicht, und vorzugsweise kombiniert i t d n oben beschri e nen Keπnzei cnen, wi rd vorgesehen, dass zwischen dem Brüdenentnahmebereich und einem mechanischen

Verdienter zur Verdicntung der dem Verdampfer entnommenen Brüden ein Drucktansf or ma tor angebracht ist, der die abgesaugten Brüden vorkompri mi ert wodurch das spezifische Volumen der Brüden verringert wird.

Insbesondere ist die Vorrichtung solcher Art, dass der Dr uck transf or mer einen Absorber besi tzt, worin die Niederdruckbrüden mit einen Absorptionsmittel gemischt und davon absorbiert werden, eine Wärmeaustauschereinrichtung zur Abfünrung der Absorptionswärme, eine Pumpeneinrichtung zur Entnahme dampfangereicherter Absorptionsmi ttel lösung aus dem Absorber und deren Wei terlei tuπg in einen Wärmetauscher bei einem höheren Druck und in einen Dampf austrei ber zur Austrei bung des Dampfes unter hό ^' herem Druck aus dem Absorptionsmittel.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Folgenden sei das Verfahren und die Vorrichtung ge ss der Erfindung für verschiedene. An Wendungen in Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Darin stellen dar:

Figur 1, eine graphische Darstellung der erf i ndungsgemässen Grundsätze,

Figur 2, ein Verfahrenschema zur Sa teindickung,

Figur 3, ein Detail der Figur 2 (mit "X" bezeichnet),

Figur 4 , ei n Ve r f ah ren s c he ma zur Au f ko n ze n tr i e r u n g salzhaltiger Wässer,

Fi gur 5 , ei n V e r f a h r e n s c h e m a zur B l ockei s- unα Ei sbrei herstel! ung,

Figur 6, ein Verfahrensschema eines Drucktransformators, wie er z.B. bei der Eindickung von Fruchtsaft oder in Wasser gelό ^' ster Chemikal ien unter Tripelpunktsbedi ngungen eingesetzt werden kann, bzw. .für die Herstel lung von Eis oder Eisbrei, z.B. für Kühlzwecke,

Figur 7, ein Verfahrenschema für eine vollständige Anlage zur Herstel lung ei nes Eisbrei s f r Kühlzwecke unter Einbeziehung einiger der im Zusammenhang mit Figur 5 und in ^' Kombination mit Figur 6 beschriebenen Kennzeicnen.

Zunächst sei auf Figur 1 Bezug genommen, die in einer graphischen Darstellung einige der Prinzipien der Erfindung zeigt. Die Ordinate P stellt den Druck dar und die Abzissae SV das spezifische Volumen.

In der graphischen Darstellung stellt die Kurve a, b die van der Waalsche Z u s ta n ds 1 i n i e dar, bestehend aus der Siedellinie a der w sserigen Fl ssigkeit die bis zu einem Maximum, dargestellt durch den kritischen Punkt e, ansteigt, jenseits welcher sie zur Taulinie b wird. Eine weitere Kurve zeigt die Zustände die von der wässerigen Flüssigkeit wänrend des Verfahrens durchwandert werden, ei nscnl iessl i ch Punkt f, nämlich den Zustand der Lösung vor Eintritt in die Sprühdüsen darstellend, von denen die wässerige Lösung in den Verdampfer eingedüst wird, während Teil c der Kurve den Zustand der Tröpfchen innernalo des Verdampfers darstellt. Di e gestri cnel te waagrechte Li ni e d stel l t den Tπ pel punktdruck dar.

Figur 2 und 3 zeigen als Schaubild die Verfahrensgruπdsätze für die Eindickung von Saft in einem erfindungsgem sseπ Verfahren. In Figur 2 stellt 1 den Verdampfer dar, in Form eines zylindrischen Behälters unter verringertem Druck. Etwa auf halber Höhe zwiscnen der Ober- und Unterseite des

Verdampfers 1 befindet sicn das Ei ndüsungsystem 2, das mit dem aufzukonzentrierenden Saft durch eine Leitung 3 mittels der Saftpumpe 4 beliefert wird. Der frische Saft wird in einem Saftkühler 5 im Gegenstrom zum geschmolzenen Eis und Brüdenkondensat in einer noch zu beschrei enden Weise gekühlt, und über die Pumpe 4 durch das Düsensystem 2 gedrückt. Die Düsen 6 des Düsensystems 2 verwandeln den Saft in feine Tropfen 7, die mit hoher Geschwindigkeit in den Verdampfer eintreten. Im Verdampfer ist ei n verrringerter Druck eingestellt, der theoretisch dem Tripelpunktdruck der einzudickenden Lösung entspricht. Durch die kurze Verweilzeit der Tropfen wird aber der Gl ei chgewi chtszustand des Tri pel punktes i n den Flüssigkeitsstrahlen 7 nicht erreicht. Es erfolgt vielmehr eine lebhafte Verdampfung der Tropfen mit einer starken Unterkühlung die jedoch zunächst keine Eisbildung zur Folge hat. Für die Ei sbi ldung sind nämli cn Kri stallkei me erforderlich,, die sich wegen der kurzen Verweilzeit (einige hunderstel Sekunden) ni cht bi l den kό ^' nnen. Di e Zustandsanderung während der Flugzeit der Tropfen vollzieht si ch längs der van der W aal sehen Zustandsli nle ohne erreichen des Gleichgewichts wie in Figur 1 gezeigt wird.

Das Düsensystem 2 befindet sich vernäl tm smässi g weit unterhalb- der Oberseite des Gefässes 1, wo die Brüden abgesaugt werden, vorzugsweise mindestens 1,5 m unterhalb des Tropfenabscheiders 29 und noch besser 1,8 bis 3 m. Vergleichsweise befinden sich die Düsen recht nahe an der Oberfl che des Eisbreis, z.B. nicht mehr als etwa 2 m, um dennoch eine ausreichende Verweilzeit für die Verdampfung zu l iefern. Dieser Abstand lässt si ch noch erhebl i ch verringern, z.B. auf weniger als 1,5 m, wenn die D sen so ausgelegt sind, dass eine breitwinklige Verdusung erfolgt.

Die Tropfen 7 werden i Verdamp ersumpf gesammelt. Dort wird durch eine ausreichende Aufenthaltszeit die starke

Unterkühlung durch Bildung von Ei s abgebaut. Der so hergestellte Eisbrei tritt über eine Schneckeπpumpe 9 in den Trennapparat 10 ein, der ein Bündel aus perforierten oder porösen Rohren bzw. Platten 12 entnällt. Die Rohre können aucn aus gewickeltem Siebgeflecnt oder abgestützten Trennmembranen bestehen. Durch die Poren oder Öffnungen der Ronre 12, wobei die Durchmesser der O ^' ffnungen der Tei lchengrösse der Eiskristalle des Breis 11 angepasst sind, wandert das angedickte Produkt (Saft) 13 in den Aussenraum des Trennapparat 10, gebildet von einer Ummantellung 14, und wird dort bei 15 abgezogen. In den Rohren ni mt der Eisgehalt in Strömungsricntung zu, und dann gelangt das Eis in einen Ausglei chsrau 15, gebildet durch einen Rohrboden 17 oberhalb der Rohre 12, zwecks Geschwindigkeitsausgleich. Danach wird das Eis in einer Waschkolonne, die ännlich wie der Trennapparat 10 arbei tet, i m ^' Gegenstrom zum Schmelzwasser, gebildet durch das Schmelzen des Eises i m oberen Teil der Vorrichtung, gewaschen. Die Waschkolonne besitzt perforierte oder poröse Rohre 19, ähnlich wie die Rohre 12 des Trennapparates 10. Dieses Schmelzwasser dient als Wascnwasser und gelangt mit geringem Produktgehalt durch perforierte Rohre 19 der Waschkolonne 18 in den Aussenraum 20 der Wascnkol onne, gefiltert durch die Ummantellung 21, und wi rd dann durch den Austri tt 22 und an der Rohrverbindung 23 dem vorgekühlten Frischsaft vor Eintritt in die Pumpe 4 zugesetzt.

Immer noch aufwärtsbewegend, tri tt das Eis in die undurchlässigen Rohre 24 des Schmelzkondensators 25 ein, der sicn im Mateπ al f 1 uss mit und auf der Wascnkolonne 18 befindet und verflüssigt sich durch Wärmeaufnahme aus dem Dampf 26, der zuvor aus dem Verdampfer 1 ü b einen Tropfenabscheider oder Demi ster 29 mi t Hi lfe eines Verdichters 27 zur Verringerung des Druckes innerhalb des Verdampfers 1 und zur Verdichtung der Brüden ^' 26 auf höheren Druck es di en eten Dampfes 28, der i n den

Schmelzkondensator 25 durch den Stutzen 30 eintri tt, verdichtet wurde. Das Kondensat 31 dieses Dampfes wird dem Schmelzkondensator 25 durch einen Stutzen 32 entzogen, und von einer Pumpe 33 gefördert und i m Mi schraum oder Mischkammer 34 dem geschmolzenen Eis zugegeben. Diese Mischkammer 34 ist oberhalb und im Ma teri al ström des Schmelzkondensators 25 aufgebaut und trennt diesen vom Saftkünler oberhalb der Mischkammer 34. Das Kondensat wird im Saftkühler 5 zur Kühlung des Frischsaftes verwendet. Die Waschvorr-i chtung ^' , d.h. di e Waschkolonne 18 ist vom Schmelzkondensator 25 durch einen für die Rohre 19 und 24 gemeinsamen Rohrboden 35 getrennt. Das Detail X in Figur 2, welches den Zusammenhang zwischen dem Schmelzkondensator und der Waschsäule sowie das irkungsprinzip der Waschsäule darstel l t, wi rd i n Fi gur 3 abgebi l det. Das al s Waschflüssigkeit dienende Schmelzwasser wird schematisch durch die schlängelnden Linien und Pfeile 36 dargestellt.

Der Saftkühler 5 besitzt eine Ummantelung 37 mit Eintritts¬ und Austrittsstutzen 38 und 39 für den von Förderpumpe 40 angelieferten frischen Saft. Der Kühler besitzt ferner ein Bündel senkrechter Kühlrohre 41, durch die der inzwiscnen weitgenendst geschmolzene Inhalt der Mischkammer 34 nach oben in eine Sammelkammer 42 wandert. Diese stellt den obersten Teil des Gerätes dar, von dem de T rennapparat 10 den untersten Teil bildet. Nachdem nun der grösste Teil der Kälte an den Frischsaft abgegeben ist, wird das Wasser 43 durch den Wasseraustritt 44 abgeführt.

Das fol gen e Bei spiel sol l ei nen Eindruck über di e Verf anreπsgrössen für den Fall der Apfelsafteindickung vermi tteln .

Fπscnsafteintπ ttstempetratur 20 °c

Frischsaftkonzentration 8,3 Bx

Produktaustrittstemperatur 1 Ür

Produktkoπzentratioπ 48 Bx

Wasseraustπ ttstemperatur 16 °C

Konzentrationsfaktor 5,8

Druck im Verdampfer 500 N/m ²

Druck im Schmelzkondensator 810 N/m ²

Energiebedarf bezogen auf die ausgetriebene Wassermenge 13,6 kJ/kg

Der sehr geringe Energiebedarf von 13,6 kJ/kg Wasser beträgt nur 27% ei ner verglei chbaren Ei ndampfsanlage mit Brüdenkompressionen die bei 70°C arbeiten würde.

Das beschriebene Verfahren lä ^' sst si ch mi t geringen Modifikationen auch auf andere Aufgaben anwenden. Figur 4 zeigt ein Auführungsbei spiel zur Aufkonzentration S a l z h a l t i g e r H a s s e r w i e A b w a ^" s ^" s e r a u s Rauchgasentschwefel ungsan lagen, Grubenwässer oder Künlturmabschlämmwässer. Es kommen die gleichen Bezugszahlen zur Anwendung zur Bezeichnung gleicher, oder im Wesentlichen gleicher Teile, wie die gemäss Figur 2 und 3.

Im vorliegenden Fall wird der Stutzen 38 ein Eintritt für Rohwasser, der Saftkühler 37 wird ein Rohwasserkühler und die Leitung 3 für Frischsaft fördert nun vorgekühltes Wasser. Der Eisbrei 11' im vorliegenden Fall unterscheidet sich vom Eisbrei 11, der sich i m Sammelraum 8 der Figur 2 ansammelt, dadurch, dass er auch Salzkristalle enthält.

Der Eisbrei 11" aus dem Verdampfer 1 wird i m Falle der Figur 4 durch di e Schneckenpumpe 9 i n ei nen Hydrozyklon 50 gefördert. Dort werden die ausgefallenen Feststoffe . bei 51 mit dem Konzentrat abgezogen. Anstelle eines Hydrozyklons kann vortei lhaft eine Zentri fuge, insbesondere eine Siebzentrif ge verwendet werden. Die im Trennapparat 10 abgeschiedene Sole 15' wird gemeinsam mit dem Waschwasser 36 in den Bereich 8 des Verdampfers 1 zu ückgeleitet. Die

übrigen Verfahrensschritte bleiben wie i n Fi gur 2 dargestellt und bezugnehmend darauf beschrieben, bestehen.

Eine weitere Aπwendurrg ist die Herstellung von Eisbrei und Blockei s f r K ü h 1 z ec e oder Ei sherstellung. Das entsprechende Verfahrensschema ist in Figur 5 dargestellt. Wiederum gelten die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung von Teilen die Identisch oder im Wesentlichen identisch mit denen in Figur 2 und 3 sind. Das Rohwasser 38' wird mit Zusatzwasser 38" (siehe später) versetzt, und gelangt über das Düseπsyste 2 in den Verdampfer 1 der nach dem gleichen Prinzip gemäss Figur 2 und 3 arbeitet. Der entstehende Dampf kann aber i n iesem Fal l nicht mehr am Ei s niedergeschlagen werden, da das Eis das eigentliche Produkt darstellt. Der Dampf 26 wird über den Tropfenabscheider (Demister) 29 von einem mehrstufi gen Verdichter 27' angesaugt und verdientet. Zwi schen den Stufen des Mehrstufenverdichters 27' wird Kühlwasser 52 i n den Dampfstrom eingespritzt, um das spezifische Volumen zu verringern, und dadurch einen niedrigeren Arbeitsaufwand zu erreichen. Ein Teil 28' des verdichteten Dampfes 28 wird wieder kondensiert im Kondensator 53 und nach Enthärtung bei 54 als Einspritzwasser 52 wieder verwendet. Der grössere Teil 28" des Dampfes erfährt durch eine Dampf strahl pumpe 55, angetrieben durch Arbeitsdampf 56 eine Nachverdichtung und wird bei 57 in einen Sprühkondensator 58 eingedüst. Der Enddruck wird so gewählt, dass der Dampf i m nachfolgenden Sprühkondensator 58 an Kühlwasser 59, das von einem Kühlturm 60 geliefert wird, kondensieren kann. Die Inertgase 61 (Ni cht-kondensi eroares) verlassen den Kondensator 58 über eine Vakuumpumpe 62, der ein kleinerer Kondensator 63 f r die Kondensation des Restdampfes nachgeschaltet ist.

Der über die Schneckenpumpe 9 dem Verdampfer 1 entnommene Eisbrei 11 wird im Trennapparat 10 von der Sole 15" befreit und stel l t für den Fal l der Ei sbrei herstel l ung das

Endprodukt dar. Die Sole 15" aus dem Trennapparat wird teilweise bei 64 in den Verdampfer 1 zurückgeschic t und teilweise für die Kühlung der Kondensatoren 53, 63 zur Einspritzwassererzeugung 52 und Restdampf kondensati on aus den Inertgasen 61 benutzt. Wird Blockeis gewünscht, so durcnläuft der Eisbrei einen Pelettierer 66, und das gepresste Blockeis 67 fällt auf ein Förderband 68 für den Transport zwecks weiterer Verwendung. ^' Das Restwasser, (Presswasser) 69 wird in diesem Fall für die K nlung der Kondensatoren 53, 63 f r , Ei nspri tzwasser und Inertgase (gestπ cnel te Linie) verwendet. Die aus dem Trennapparat austretende Sole 15" wird dann gänzlich bei 64 in den Verdampfer 1 zurückgeleitet. Das Zusatzwasser 38" ist für den Fal l erforderl ic , wenn das Rohwasser 38' i n vorgeschalteten Anlagen Salze aufnimmt. Der Energiebedarf der Anlage gemäss Figur 5 wurde auf etwa 60 kJ/kg berechnet, also nur 25% des Wertes von herkömmlichen Anlagen zur Eisherstel lung.

Falls der Eisbrei für Kühlzwecke als Endprodukt gedacht ist, muss ei n solcher Brei , um gut pumpbar zu sein, ei n Vernält s von Eis zu Flüssigphase von mehr als 50 : 50, insbesondere zwischen 50 : 50 und 80 : 20, vorzugsweise etwa 70 : 30 besitzen. Der so angereicherte Brei kann dorthin gepumpt werden, wo gek hlt werden soll, z.B. für die U gebungskünl ung im Untertagebergbau. Im Vergleich zur herk mlichen Verwendung kalten Wassers bietet diese Arbei tswei se den Vortei l , dass das Vol umen des Ei sbrei onzentrates, dass einem gegebenen Ort für eine geforderte Kühlleistung zugepumpt werden muss, nur einen kleinen Bruchteil des Volumens an Kühlwasser entspricht, dass man für den gleichen Zweck hätte pumpen müssen.

Fi gur 6 zei gt das Pri nzi p der Anwendung ei nes erf i ndungsgemässen Drucktransformators zur Verwandlung von Niedrigdruckdampf in Dampf bei höherem Druck, insbesondere

für den Zweck der Verringerung der Baugrδssen und somit der Verbesserung des Eergiewi rkungsgrades von Kompressoranlagen 27, 27' wie Sie in den Beispielen der Figuren 1 bis 5 zur Anwendung kommen.

Bezugnehmend auf Figur 6 ist der Dampfraum 101 eines Tri pelpunktverdampfers (beispielsweise eines Verdampfers wie er unter Bezugnanme auf Figur 1 bis 5 beschrieben wurde) und der als Gefrieranlage 102 dient, über eine Rohrleitung 103 mit dem Absorti onsraum 104 verbunden. Hierbei handelt es sich um einen Fall f i 1 mabsorber in Rohrbündel bauweise. Von de m o bere n R o nr b ode n 105 s trό ^' m t d i e ar me Absorptionsmittellό ^" sung (mi t geringem Wassergehalt), angeliefert über eine Leitung 121 durch ni chtgezei gte Vertei 1 er appen , die für eine gleichmässige Benetz ung sorgen, auf der Innenseite der Rohre 106 des Absorbers (104 bis 108) nach unten. Durch die dabei entstehende grosse ODerfläche bei hoher Strömungsgeschwindigkeit wird der Dampf innerhalb des Absorbers absorbiert, sodass ein Unterdruck entsteht und dadurch weiterer Dampf aus dem Gefrierer 101 abgesaugt wird. Die bei der Absorption frei werdende Wärme wird durch Kühlwasser das durch den Mantelraum des Absorbers 104 strömt (Pfeile 107) abgeführt. Die, an Wasser reiche, Absorpti onsmi ttel lösung strömt aus der unteren Öffnung der Rohre 106 in den Sumpf 108 und wird dort von einer Pumpe 109 abgesaugt. Falls Inertgase vorhanden sind, die von dem Absorpti onsmi ttel nicht absorbiert werden, können diese von einer Vakuumpumpe 110 abgesaugt werden. Die von der

Lösungspumpe 109 abgesaugte reiche Lösung wird auf den gewünschten Verdampfungsdruck gepumpt und dann in einem RohrDÜπdel Wärmetauscher 111 erwärmt. Anschl iessend strömt sie in den Dampf austrei ber 112, der als Fal If i 1 mverdampfer in Ronrbündel bauwei se mit Rohren 113 ausgeführt i st. Die reiche Lösung strö t auf der Innensei e d Rohre 113 in einem Fallfilm nach unten, wodurch an der Innenseite der Ronre 113 Wasser aus der mi t Wasser angereicherten

Absorpti onsmi ttel 1 ösung teilweise verdampft und dieses Wasser bei 114 als Dampf Druckes entzogen wird. Di eser Dampf von hό ^' neren Druck wi rd durch ei nen Brüdenverdichter 115 geführt und bei 116 der Oberseite des U mantellungsraumes um die Ronre 113 zugeführt, sodass auf der Aussenseite der Rohre 113 die vorher verdampften und verdichteten Dämpfe kondensieren. Durch diese Bau- und Betriebsweise kann bei sehr geringen Temperturdi ff erenzen und hohen Wärmedurchgangskoeffizienten gearbeitet werden.

Das Kondensat des verdichteten Dampfes sammelt sich auf dem unteren Rohrbodeπ 117 im Mantelraum und wird bei 118 abgezogen. Seine noch verbliebene Energie kann im Verfahren an anderer Stelle genutzt werden. Die auf der Innenseite der Rohre 113 i n den Sumpf 119 des Da mp fa u s trei bers geströmte arme Lösung strömt weiter in den bereits zuvor erwähnten Rohrbündel war meaustauscher 111, wo sie von der wasserreichen Lösung gekühlt wird. Anschliessend fliesst sie weiter durch ein Drosselventi l 122 in den oberen Teil des Absorbers 104.

Das folgende Beispiel sol l einen Eindruck ÜDer die Verfaπrensgrössen für den Fal l der Verwendung von Li thi umbromid/Wasser als Absorptionsmittel geben:

Absorbierte Dampfmenge 0,41 kg/s

Spezifisches Volumen des Dampfes 224 m /kg

Konzentration der reichen Lό ^' suπg 0,487 kg H ₂ 0/kg Lösung

Temperatur der reichen Lösung im

Absorbersumpf 23,5 °C

Druck im Austreibersumpf 0,2 bar

Spezifisches Volumen des Dampfes vor dem Verdichter 7,5 m ² /kg

Druck nach mechanischer Verdichtung 0,84 bar

Konzentration der armen Lösung 0,47

Temperatur der armen Lösung am

Absorberei ntri tt 24 ' Massenstrom der armen Lösung 12,48 kg/s

In Figur 6 stellt der Bereich I auf der linken Seite der stri chpunkti erten Li ni e A di e erfi ndungsgemässe Drucktransformerstufe dar. Der Bereich II auf der rechten Seite der Linie A stellt den Teil der Anlage dar mit dem mechanischen Verdichter 15, dessen Gr sse zur Verbesserung des thermischen Gesamtwirkungsgrades des für den Bereicn II beabsichtigten Verfahrens verringert werden soll.

Im vorliegenden Verfahren beinhaltet der Bereicn II eine G e f r i e r v or r i c n tu n g , da r ge s te l l t du r c h de n Tripelpuπktverdampfer 102, z.B. den Verdampfer 1 in Figur 5, der von einer Ronwasserpumpe 123 mit Rohwasser ü er eine Leitung 124 beliefert wird. Gegebenenfalls kann dieses Ronwasser durch (nicnt gezeigtes) Zusatzwasser ergänzt werden. Das Wasser wird durch Düsen eines Sprühsystems 125 in das Innere des Verdampfers 102 eingedüst, der durch den i n Berei ch I gebi ldeten Unterdruck unter Niederdruck gehalten wird, wodurch eine teilweise Verdampfung der i m Sprühsystem 125 gebildeten Tröpfchen zustande kommt. Die gebildeten Niederdruckdüsen stellen die Dämpfe dar, die dem Dampfraum 101 durch die Leitung 103 entzogen werden. Die Verdunstung verursacht Unterkühlung der Tröpfchen unter die Gef rierte pertur, und im Sumpf 126 des Verdampfer 102 findet ein teilweises Gefrieren statt. Dadurch entsteht ein Eisbrei, dessen flüssige Phase alle im Rohwasser enthaltenen Feststoffe (beispielsweise von Fruchtsaft, Abwässern, Kühl turmabl au asser ) in auf konzentr i erter Form enthält. Dieser Eisbrei im wassrigen Konzentrat wird bei 127 zur weiteren Verwendung und Verarbeitung abgezogen, z.B. in ei ner i n wei teren Ei nzel hei ten zu Fi gur 1 bi s 5 beschriebenen Weise.

Was nun Figur 7 betrifft, so sind dort die den Figuren 2 bis

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5 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in iesen Figuren versehen, w hrend die Teile, die den Teilen gemäss Fi gur 6 entsprechen, entsprechend mi t den Bezugszeichen wie in Figur 6 versehen sind.

Gemäss Figur 7 wird Wasser zur Herstellung eines Eisbreis für Kühlzwecke einem Wasserreservoir 150 entzogen und zunäcnst durch einen Vorkuhlturm 151 gepumpt und von dort mittels Pumpe 152 und über ein Fallrohr 153 zur Vermeidung von Druckverlusten in das Sprühsystem 2 gedrückt, das nacn oben gerichtete Sprühdüsen 6 besitz, die gerade unterhalb der Oberseite des i m Sumpf des Gefrierverdampfers 1 enthalten Eisbreis 11 angebracht sind. Da die Pumpe 152 so ausgelegt ist, dass sie das Rohrwasser .38' mit konstanter Förderleistung fordert, die häufig den Zufuhrverbrauch des Sprühsystems 2 übertrifft, ist ferner ein Umgehungsrohr 154 vorgesehen, wodurch der Menranfall an Wasser zum Reservoir 150 zurückgeführt wird. Im Verdampfer befindet sich eine Ei sabscnöpf ei nri chtung 156, die auf der Oberfläche des Eisbreis treibt, und deren Hone somit in einem festen Verhältnis zum Ei sbrei ni veau in der Vorrichtung steht, wobei dieses iveau von einer Kontrolleinrichtung 157 berwacht wird.

Eisbrei 11, der sich im Sumpfteil des Verdampfers ansammelt, unterliegt während seiner Verweilzeit einer teilweisen Schwerkrafttrennung in Eispartikel die nach oben treiben und Flüssigphase die unter Schwerkraft absinkt und die sich gemeinsam mit suspendierten und gefällten Feststoffen in der Flüssigphase im Fallrohr 158 ansammelt, das am unteren Ende ein Abzugsventil 159 besitzt, durch das feste Niederschläge i n Abst nden al s Schlamm abgezogen werden können. Konzent i erter Ei sbrei wi rd durcn mechani scne Abstrei fei nri chtungen als Teil der Abschöpf ei nri chtung 156 von der Oberfl che des Ei sbreies i n den Trichter der Abschöpfeinrichtung 156 abgeschöpft und gelangt von dort

durch eine flexible Leitung 160 und das Rohr 161 in den Zentri f ugal ei skonzentrator 50' von wo ein konzentrierter Eisbrei durch die Leitung 122 zur Schneckeπpumpe 9 abgezogen und von dort in Richtung des Pfeiles 163 wei ergef ordert wird an einen beliebigen Ort wo gekühlt werden soll, z.B. im Zu s a m mena n g mi t U n terta ge be r gba u . D i e i m

Zentrifugaleisabscheider abgeschiedene Flüssigphase wird durch ein Rohr 164 mittels einer Pumpe 165 abgezogen und einem weitern Düsensystem 2' das ebenfalls mit nach oben gerichteten Sprühdüsen unterhalb der Oberfläche des Eisbreis im Verdampfer ausgerüstet ist, zugeführt. Die Düsen der Sprühsysteme 2 und 2' sprühen somit gemeinsam einen nach oben gerichteten Sprünregen von Wasser und Sole in den Verdampferraum 1 hinein. Die Düsen befinden sich etwa 10 bis 100 mm unter der Oberfläche. Die Anordnung der Düsen unterhalb der Eisbreioberfläche wirkt der Vereisungsneigung der Düsen entgegen, und die nach oben gerichtete Versprühung verlängert auch etwas die Schwebezeit der Tröpfchen i m Vakuumraum. Die herabfallenden gekühlten Tröpfchen haben einen geringeren Gehalt an gelösten Stoffen, als der der flüssigen Pnase im Eisbrei und bewirken somit eine teilweise Vorwäsche des Eiskonzentrates.

Umlei tungseinrichtungen 167 dienen der Umgehung des Zyklons oder der Zentrifuge in der Anlaufphase der Anlage, ehe sich Eis gebildet hat, oder zur Umleitung der Flüssigphase in den Sumpf des Verdampfers ohne durcn das Sprühsystem 2' geleitet zu werden.

Die Brüden, die dem Verdampferraum 1 entzogen werden müssen, du rc hwan de r n zu n ch s t ge gebe nen f a l l s ei ne a s senaus taus chpackung 29 ' zur vorl äu f i gen

Tropf en ibscnei düng, doch kann hierauf verzichtet werden, wenn der Verdampferraum oberhalb der Düsen eine ausreichende Höhe besitzt, z.B. 2 bis 5 m, i nsbesondere etwa 3 m, ehe die Brüden durch die Tropfenaoscnei derei nri cntuπg 29 und in

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die Brüdenl ei tuπg 26, und von dort in das obere Ende des Absorbers 104 bis 108 geleitet werden. Zur Kühlung der Rohre 106 des Absorbers dienen Kühl i ttel lei tungen 107 die von einem Kondensatorturm 107' und wieder dorthin zurück führen. Aus dem Sumpf 108 des Absorbers wird die mit Wasser angereicherte Absorpti ons mi ttel 1 ösung von einer Pumpe 109 einem ersten Wärmetauscher 111' zugeleitet, wo sie von heisser, wasserarmer Absorpti ons i ttel 1 ösung aufgeheizt wird, die dem Sumpf 119 des Dampf austrei bers 112 über eine Leitung 110 entzogen wird. Sie nimmt in einem zweiten Wärmetauscher 111" weitere Wärme auf, angeliefert von den verdichteten Dämpfen und dem Kondensat, die durcn die die Dampfaustrei berrohre 113 umgebende U mmantel l ung hindurchgeleitet werden. Dieses Kondensat, mit einem geringen Gehalt an gesamten gelösten Feststoffen, wird nach teilweiser Abgabe sei nes- Wärmegehal tes im Wärmetauscher 111" durch die Leitung 121' in das Wasse eservoir 150 zur Wiederverwendung im Verfahren zurückgeleitet.

Dem Dampfraum 108' des Sumpfes 108 des Absorbers bei 171 entnommener Wasserdampf gelangt in eine Kühlfalle 110', die ü ber e i n E ntnebl ungsel e men t 110 " von ei ner Fl ssi gri ngvakuumpumpe 110 evakui ert wi rd. Di e ärmetauschrohre der Kühlfalle 110 werden von kalter Flüssig phase gek hlt die dem Fallrohr 153 des Verdampfers über die Pumpe 172 und eine Leitung 173 entzogen wurde und nach ihrem Durchgang durch die Künlfalle bei 174 in einen Wärmetauscher 175 eintritt, um von dort durch die Leitung 176 von ei nem Lei tfähi gkei tsmessgerät 178 und einem Signalgeber 179 überwachten Drei wegkontrol 1 organen 177 zugeleitet wird. Bis entsprechend seiner Lei tfähigkei t . der Feststof genal t der dem Fallrohr 158 entzogenen Flüssigphase eine vorrausbestimmte obere Grenze erreicht, wird die Flüssigkeit dem Sumpf des Verdampfers über eine πacn untern gerichtete Düse 180 zurückgeführt. Die Düse 180 bewirkt ei ne Vermi schung i n dem Ei sbrei und a sc t feste

Niederschläge von der geneigten Sumpfwand ab und nach unten in dass Fallrohr 158, wo diese scnliesslich durch das Ventil 159 abgezogen werden. Sobald der vorrau sbes i mmte Feststoffgehalt überschritten wird, ^* veranlasst ein von der Einrichtung 178, 179 abgegebenes Signal, dass die Flüssigkeit üb r das Dreiwegeventil 177 ü er eine Abwasserleitung 181 zur Beseitigung abgeleitet wird. Das bei 181 abgeleitete Abwasservolumen stellt nur einen sehr kleinen Prozentsatz der Gesamteinsatzmenge der dem Reservoir 150 entzogene wässerigen Flüssigkeit ^' dar.

Um nochmals auf die Flüssigkeitsringvakuumpumpe 110 zurückzukommen, diese dient dem Abzug nichtkoπdensierbarer Gase durcn das Entnebelμngselement 110". Die

Kühlflüssigkeit für die Pumpe 110 wird von einer Pumpe 182 umgewäl zt.

Um auch nochmals auf den Dampfaustreiber 112 zurückzukommen, so sammeln sich die durch Erw rmung aus der Absorbi ermi ttel 1 ösung in den Ronren 113 ausgetriebenen Dämpfe in Dampfraum 119' oberhalb des im Sumpf 119 mittels der Umwäl zlei tung 120' und der Überwachungsgeräte 120" konstant gehaltenen Flüssigkeitsspiegels, der dadurch eingehalten wird, dass je nach Bedarf Flüssigkeit aus der Leitung 120 zurückgeleitet wird, die über die Pumpe 183, wasserarme Absorpti onsmi ttel 1 ösung aus dem Sumpf 119 entzieht und durch den Wärmetauscher 111" über die Leitung 121 zurück in den Absorber leitet. Die Brüden im Raum 119' des Sumpfes 119 gelangen durch ein Entnebelungselement 119" in die Ansaugseite 184 eines mehrstufigen Kompressors 115. Kühlwasser, dass dem Sumpf der Kühlfalle 110" über eine Kondensatpumpe 185 entzogen wird, wird mittels der Sprüheinrichtungen 52 in einem gesteuertem Umfang zwischen die Stufen des mehrstufigen Kompressors eingedüst. Das ^■ " JS'-nass der Eindüsung kann gegebenenfalls ber ein 1 ei bl -: ^' i-ges teuertes Kontrollorgan 186 gesteuert werden,

und überschüssiges Kühlwasser wird über die Leitung 187 zur Kühlfalle 110' zurückgeführt. Ein Teil des Kühlwassers wird bei 188 zur Eindusung i n die Labyrintdichtung an der Oberseite des Kompressors, unterhalb des Getriebes 189 zur Verbesserung der Abdichtung eingespritzt.

Die folgenden Ansprüche sind als wesentlicher Bestandteil der vorliegenden Offenbarung zu betrachten. Bezugzeichen '(auf die Zeicnungen bezogen), die in den Ansprüchen vorkommen dienen der Erleichterung der Verständlichkeit der Ansprüche, sollen jedoch den sinngemassen Wortlaut der Ansprüche nicht auf den Innalt der Zeichnungen beschränken, wenn das Gegenteil nicht eindeutig aus dem Zusammenhang hervorgeht.