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Fragen und Antworten

Marianne und Wilfried Marquardt

21465 Reinbek, Hermann-Körner-Strasse 15,  Tel.: 040 / 722 18 98

E-Mail: Reinbeker@Hobbymosterei.de


Kellereiartikel




Inhalt dieser Seite:


  1. Mostspirale als Erhitzer und Abfüller (24.09.2010)
  2. Erhitzerleistung anheben (16.11.2010)
  3. Funktionsweise des Rohrwärmetauschers (05.01.2011)
  4. Wärmetauscher im Eigenbau (20.01.2011)
  5. Mobile Mosterei im Handbetrieb und ohne Strom (24.10.2011)
  6. Leistungsdaten der Stromerhitzer (15.11.2011)
  7. Rohrwärmetauscher im Eigenbau (23.11.2012)
  8. Stromenergie nur für geringe Abfüllmengen nutzen (01.03.2013)
  9. Haltezeit der Abfülltemperatur bei Apfelsaft (17.09.2015)




Mostspirale als Erhitzer und Abfüller


Frage
Ich suche nach einer Möglichkeit, selbstgepressten Apfelsaft haltbar zu machen, dabei bin ich auf folgende Mostspirale getroffen:
http://www.bockmeyer.de/produkt529_29.htm

Das Gerät stelle ich dann in meinen mit heißem Wasser (90°C ?) gefüllten Einkochtopf und lasse es so langsam fließen, dass ich am Ende eine Temperatur von 80°C habe? Die Flaschen würde ich zuvor mit Iodophor sterilisieren?
Reicht dann die Kontaktzeit? Ist so ein Gerät also zu empfehlen? Das P90 von Voran ist ja um einiges teurer. Ich hätte vielleicht so um die 50 bis 100 Flaschen.

Viele Grüße aus dem nachbarlichen Bremen


Antwort von Wilfried Marquardt am 24.09.2010
Die Mostspirale ist ein einfaches und preisgünstiges Gerät, um Saft zu erhitzen und im Folgeschritt in Flaschen abzufüllen. Die Mostspirale ist Erhitzer und Abfüller in Einem. Über den Rohrwärmetauscher wird der Saft schonend im Wasserbad erhitzt.

Wenn Ihr Wecktopf wie der unsrige einen Innendurchmesser von 33,5 cm aufweist und für Gasbefeuerung gebaut ist, können Sie die Mostspirale ohne Probleme einsetzen.

Sollte Ihr Wecktopf jedoch mit einer elektrischen Heizplatte von nur 2 KW ausgestattet sein, wird die Abfüllerei zum Geduldsspiel. Mit 2 KW brauchen Sie etwa eineinhalb Stunden, bis 80 °C Kesselwassertemperatur erreicht ist. Danach ist mit 2 KW und offener Kesselwasserführung eine stündliche Abfüllleistung von 20 Liter möglich.

Wenn also 100 1-Liter-Flaschen abgefüllt werden sollen, ist das in 6,5 Stunden erledigt. Die Leistung könnte natürlich noch gesteigert werden, wenn in das Kesselwasser zusätzlich ein leistungsstarker Tauchsieder eingehängt wird.


Im Abgleich der Mostspirale im Wecktopf und dem Pasteurisiergerät P90 von Firma Voran, fallen mehrere Faktoren auf:

Bereits äußerlich unterscheiden sich beide Töpfe. Der PA90 hat nur etwa ein Drittel der Größe vom Wecktopf und ist zusätzlich mit 6 KW-Heizstäben als Drucktopf ausgebildet. Das heiße Kesselwasser des PA90 steht unter Druck und leitet so wesentlich effektiver die Hitze über den Rohrwärmetauscher an den Saft. Mit dem „Kesselwasserdruck“ lassen sich mit 2 KW rechnerisch etwa 30 Liter Saft erhitzen. Standardmäßig wird der PA90 mit 6 KW-Leistung geliefert und schafft theoretisch 90 Liter pro Stunde zu erhitzen.

Der Wecktopf arbeitet auch mit aufgelegtem Deckel ohne Druck. Bei diesem Verfahren werden mit 2 KW über den Wärmetauscher nur 20 Liter Saft erhitzt. Bei meinen Ausführungen hat der Rohsaft eine Temperatur von 15 °C und soll auf 80 °C erhitzt werden.


Noch einmal zum Verständis:

Aber nur mit dem Drucktopf wird die elektrische Energie besser ausgenutzt und die Erhitzerzeiten reduzieren sich.


Für den Fall, dass Sie Bastler sind, noch ein Hinweis zum Material des Wärmetauschers: Edelstahl verfügt von allen herkömmlichen Metallen über die schlechteste Wärmeleitfähigkeit und lässt sich auch sonst schwieriger be- und verarbeiten, als andere Metalle. Weil aber Kupfer über die beste Wärmeleitfähigkeit verfügt und sich auch sehr gut verarbeiten lässt, könnte man sich daraus selbst eine Mostspirale bauen. Wer über das entsprechende Werkzeug verfügt, könnte so rund 200 Euro sparen.

Mein Tipp: Lassen Sie die Finger davon. Der mit Kupfer kontaktierte Saft ist ungenießbar. Er schmeckt derart bitter, als ob im Saftglas 3 Kopfschmerztabletten aufgelöst wurden. Der Saft ist stark mit Kupferionen angereichert und damit giftig.

Abschließend empfehle ich Ihnen für Ihre 50 bis 100 Flaschen in der Saison, den Kauf der Mostspirale. Der Saft muss ja nicht unbedingt in einer Stunde abgefüllt sein. Hilfsweise setzen Sie noch einen Tauchsieder ein.


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Erhitzerleistung anheben

Frage
Ich verwende für die Pasteurisation eine Mostspirale, welche in einem 50-Liter Inox-Wasserkessel steht. Für die Erhitzung des Wassers verwende ich einen 9,2kw Gas-Hockerkocher. In den Deckel des Inox-Topfes habe ich 2 Ausbohrungen für Auslauf und Einlauf der Spirale, zudem ist der Kessel mit Alufolie bedeckt. Im Vorlaufbehälter wird der Saft mit einem eher leistungsschwachen 220V Tauchsieder vorgewärmt.

Derzeit fülle ich mit dieser Technik ca. 40L/h ab. Ich plane, die Geschwindigkeit zu verdoppeln, am besten wären 100L/h um die derzeitigen Geräte am besten auszulasten. Beim örtlichen Händler habe ich ein Angebot für einen gebrauchten Gas Durchlaufpasteur eingeholt, welcher ca. 150-250L/h Leistung hat, allerdings auch einen stolzen Preis von 1700€. Da diese Leistung für meine derzeitigen Gerätschaften (40L Hydropresse, Enolmatic
Abfüllgerät) eigentlich überflüssig ist, möchte ich Sie fragen, wo man meine Anlage eventuell verbessern könnte. Kann ein leistungsfähiger Gaskocher die Geschwindigkeit stark erhöhen, kann evtl. ein anderer Wasserbehälter Vorteile bringen?


Antwort von Wilfried Marquardt am 26.11.2010
Zur Mostspirale habe ich mich bereits unter F&A-Abfülltechnik geäußert. Zur Leistungserhöhung Ihrer Anlage nachfolgende Ergänzungen:

Wenn Sie mit 9,2 KW Gasenergie nur 40 Liter Saft pro Stunde erhitzen, betreiben Sie eine Energieverschwendungsanlage. Mit 9,2 KW können aus eigenen Erhebungen 100 Liter Saft/Stunde von 15 °C auf 75 °C erhitzt werden, wenn das System gegen Wärmeverlust gedämmt ist und auch sonst keine Energie/Wärme ungenutzt entweichen kann.
Ihre Erhitzeranlage setzt die zugeführte Energie somit nur zu 40 % um. Mit einigen Ergänzungen können Sie Ihre gasbetriebene Anlage auf etwa 65 % bis 70 % Energieausnutzung anheben. Hierfür sind 2 Maßnahmen durchzuführen:

1.  Der Hockerkocher mit Wasserkessel ist wie ein Brennofen mit Umkleidungen und Abgasabzug herzurichten. Damit soll die Hitze der Gasflamme im Brennraum intensiver zur Kesselerwärmung genutzt werden. Derzeit strahlt die Gasflamme mehr Energie frei in die Umgebung ab, als an den Wasserkessel abgegeben wird. Als Brennofenumkleidung könnte ein etwa 150 Liter Bierfass aus Alu oder ähnlicher Behälter verwendet werden.
Das klingt kompliziert und aufwändig, ist es aber nicht.


In kleinerem Maßstab habe ich mir verschiedene gasbetriebene Kessel gebaut. Das beigefügtes Foto zeigt einen Gläserspültisch mit einem Propangas betriebenen Wasserkessel. In einem 50 Liter Bierfass aus Alu ist ein 10-Liter-Inox-Topf in zylindrischer Form eingelassen. Darunter ein Gasbrenner aus einem ausgedienten Gasherd. Unten am Alufass sind 2 Ausschnitte D12 cm für Zuluft gesetzt, die gleichzeitig für den Gasanschluss und gegenüber für die Gasregulierung genutzt werden. Als Gasabzug sind oben am Fassrand 30 mm Löcher im Kreis gesetzt. Der obere Kreisausschnitt vom Alufass wird als Topfdeckel genutzt. Der Topfdeckelgriff ist ein Bimetallthermometer mit langer Tauchhülse.

Was ich da für einen 10-Litertopf gebaut habe, müssten Sie für einen 50-Liter Wasserkessel herrichten. Das Ganze hat dann schon größere Abmessungen und könnte einer militärischen Feldkocheinheit oder einem Teerkessel im Straßenbau ähneln.

2.  Wäre Ihr Wasserkessel ein Drucktopf, würde die vorhandene Mostspirale genügen, um die Hitze des Kesselwassers über das VA-Rohr zügig auf den Saft zu übertragen. Bei dem drucklosen Kesselbetrieb kann die erforderliche Wärmeübertragung für 70 Liter in der Stunde oder mehr, nur über eine Verlängerung des Rohrwärmetauschers erfolgen. Meine Empfehlung: Verdoppeln Sie die Rohrlänge der Mostspirale mit dem gleichen Material und den gleichen Abmessungen.

Eine hundertprozentige Energieausnutzung ist mit Gas nur möglich, wenn moderne Kessel mit umgelenkter Abgasführung und Abgaswärmetauscher verwendet werden. Vielleicht kommt der von Ihrem Händler angebotene Gebrauchtkessel schon auf eine Energieausnutzung von 85 %?

Meine beiden Umsetzungsvorschläge sind für einen versierten Handwerker mit entsprechender Werkzeugausstattung realisierbar, wenn die erforderlichen Materialien gebraucht und preisgünstig beschafft werden können. Wenn das bei Ihnen nicht der Fall ist, fahren Sie einfacher und preisgünstiger, wenn Sie das Angebot Ihres Händlers annehmen.

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Die Alternative mit einem anderen Wasserbehälter,
den Sie über Ihre vorhandene Warmwasser-Heizungsanlage betreiben:

Bauen Sie sich einen Rohrwärmetauscher aus Inox-Rohr im Gegenstromverfahren.
Außenmantel: Rohrdurchmesser ca. 20 cm, Rohrlänge ca. 80 cm, Wandung 2 bis 3 mm.
Endverschlüsse entweder beidseitig geschweißt oder als Flanschverschraubung aufbereitet.
Rohrwendel innen eingelegt aus 20 Meter Rohr 10 x 1 mm, Ein- und Ausgang im Außenmantel verlötet.
Saftfließrichtung von oben nach unten.
Heizwasservorlauf unten und Rücklauf oben an den Flanschen, aus Cu-Rohr 22 x 1,5 mm.
Der Heizstrang wird separat vom Heizkessel mit eigenständiger Regelung verlegt. Im Vorlauf wird eine Umwälzpumpe von mindestens 350 Watt montiert.
Der Rohrwärmetauscher wird mit Halterungen stationär an einer Wand im Abfüllraum montiert.
Für den entsprechenden Mengendurchsatz von Saft im 8 mm Rohrquerschnitt ist ein Mindestdruck von 0,5 bar erforderlich. Der erforderliche Druck kann über einen Vorlagebehälter wahlweise mit Luftdruck im Abfüllraum oder über Schwerkraft in 5 Meter Höhe der übernächsten Geschossebene aufbereitet werden.
Beachten Sie, dass auf der warmen Saftseite keine Metalle aus Kupfer, Rotguss oder Messing verbaut sind. Je nach Verweildauer des relativ sauren Saftes an den Kontaktflächen, wird von den genannten Metallen ein Bitterstoff an den heißen Saft abgegeben. Bei kaltem Saft ist der Bittergeschmack nicht vorhanden.

Mit der vorgenannten Alternative können bis zu 200 Liter Saft in der Stunde von 15 auf 75 °C erhitzt werden. Hierbei sollte die vorhandene Kesselanlage der Hausheizung auf mindestens 25 KW eingestellt sein.
Auf jeden Fall ist dieser Rohrwärmetauscher platzsparender als der vom Händler angebotene Gaskessel und auch gegenüber den Erweiterungen zu Ziffer 1 und 2. Der Kostenaufwand ist relativ. Je nach den Beschaffungsmöglichkeiten hoch bis kostenlos.
Der Rohrwärmetauscher überträgt auch heiztechnisch die Hitze besser über das Inoxrohr, weil es sich um ein geschlossenes Drucksystem handelt. Wenn der Wasserdruck am Heizkessel auf 1,5 bar eingestellt ist, könnten rechnerisch sogar 220 Liter Saft pro Stunde abgefüllt werden. Bei 2,0 bar 250 Liter Saft u.s.w.
In der Praxis ist dies jedoch nicht möglich, wenn die Kesselanlage der Hausheizung nur bis 25 KW ausgelegt ist. Bei einer 40 KW-Heizanlage würden bei 2 bar Wasserdruck tatsächlich 250 Liter Heißsaft möglich sein, wenn der Saftdruck im Vorlagebehälter gleichzeitig auf 0,65 bar angehoben wird und im Heizungsvorlauf die Umwälzpumpe 400 Watt Leistung hat. Hier beeinflussen also immer mehrere Faktoren die Abfüllleistung. Wird noch mehr an der Leistungsschraube gedreht, müssen die Querschnitte der wasserführenden Heizleitungen angehoben werden und so weiter...

Fortsetzung siehe Rohrwärmetauscher im Eigenbau vom 23.11.2012



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Funktionsweise des Rohrwärmetauschers


Frage
Ich bin durch Zufall und sehr zu meiner Freude auf Ihre Internetseite gestoßen.
Da Sie super Antworten und Tipps auf diverse Fragen geben, werden Sie mir bestimmt auch weiterhelfen können.
Und zwar bin ich seit ca. 5 Jahren Betreiber einer Bio Holunderplantage, bis jetzt habe ich die geernteten Dolden bzw. Beeren zu einer Kelterei geliefert, die diese dann weiterverarbeitet haben, ich bin also nur Zulieferer. Stelle natürlich für Familie, Bekannte usw. diverse Sachen wie z.B. Hollerblüten-Sirup, Holler-Saft usw. selber her.

Nun wird mit der Zeit die Nachfrage größer, was zugleich natürlich mehr Zeitaufwand bedeutet. Darum werde ich in Zukunft mir gleich von einer der belieferten Keltereien fertigen Saft für mich abfüllen lassen. Was aber bedeutet, das der Saft nicht gezuckert ist da es ja Bio Zucker sein muss, Bio Betrieb also muss es auch Bio Endprodukt sein.
Das hat zur Folge, ich muss den fertigen Saft nochmals erhitzen, Zucker beigeben und neu abfüllen.
Jetzt habe ich das Problem, wie erhitze ich am schnellsten und am einfachsten den gelieferten Saft, dass ich ihn abfüllen kann? Es sollte natürlich auch vom Preis her interessant sein, da es sich um ca. 100 bis 200 Liter handelt. Da bin ich nun auf den von Ihnen erwähnten Rohrwärmetauscher gestoßen, nur ist mir die Funktionsweise nicht ganz klar.
Das ich zwar einen Behälter mit heißen Wasser brauche, worin sich die Rohrspirale befindet ist mir noch verständlich, aber wie wird dadurch der Saft befördert ?
Vielleicht haben Sie ja einen ganz anderen Vorschlag für mich.


Antwort von Wilfried Marquardt am 05.01.2011

Der Eigenbau eines Rohrwärmetauschers, wie unter F&A-Abfülltechnik im Abschnitt „Erhitzerleistung anheben“ beschrieben, ist nur von Handwerkern mit entsprechender Werkstattausrüstung zu realisieren.

Wie der Saft im Gegenstromverfahren durch den Wärmetauscher fließt, ist dort bereits erläutert.


Für Laien ist meine Beschreibung wohl nicht unbedingt nachvollziehbar. Deshalb erhalten Sie anhängend 2 Fotos über den Kühler für eine Destillieranlage zur Alkoholbestimmung. Das Prinzip ist das gleiche, wie beim Rohrwärmetauscher.


Die Rohrwendel funktioniert als Wärmetauscher, durch die der Saft fließt. Der Behälter mit dem kalten Saft ist etwa 2 Meter erhöht anzuordnen. Der Kaltsaftbehälter und der Rohrwärmetauscher sind mit einer Schlauchleitung verbunden. Jetzt sollten Sie meine Beschreibung zum Rohrwärmetauscher nachvollziehen können.


Bei Ihrer geringen Abfüllmenge von jährlich 200 Liter genügt die Mostspirale. Wenn Sie jedoch noch keine größeren Töpfe und Heizquellen im Besitz haben, kommen Sie einfacher und preiswerter davon, wenn Sie sich 2 „Kochstar“-Glühweinkessel zulegen. Siehe auch http://www.mostpresse.de/Fuellen/fuellen.html .



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Wärmetauscher im Eigenbau

Frage
Sie schreiben unter F&A, dass Sie sich eine 10mm im Durchmesser und über 20m lange Spirale selber gebaut haben. Wie ging das mit dem Biegen? Einfach um einen geeigneten runden Gegenstand herumgewickelt? Und ist die Gefahr des Knickens nicht gegeben? Welchen Durchmesser hatte die Spirale? Es waren sicherlich mehrere einzelne Rohre, die miteinander verschweißt wurden, nehme ich an. Fragen über Fragen...
Ich denke zur Zeit über einen 100-Liter-Edelstahltopf mit 2 auf max. 95°C voreingestellten Elektroheizstäben a 6,5kW 400 Volt nach, in dem sich eine Edelstahlspirale befindet.
Was halten Sie davon?

Antwort von Wilfried Marquardt am 20.01.2011
Der Bericht zum selbst gebauten Rohrwärmetauscher unter F&A-Abfülltechnik „Erhitzerleistung anheben“
Die Alternative mit einem anderen Wasserbehälter ist ein Bauvorschlag. Wer diesen umsetzen will, sollte sich im Metallbau auskennen und über die entsprechenden Werkzeuge verfügen. Der Bericht soll Anregungen geben und Alternativen aufzeigen. Auf keinen Fall ist er eine Bauanleitung. So weiß ein Metallhandwerker, dass er für eine enge Rohrwicklung Formrollen einsetzen muss, damit das Rohr seinen Querschnitt behält. Andernfalls würde es oval bis platt gewickelt werden. Damit wäre der Rohrquerschnitt verengt und eine Reinigung mit der Schwammkugel nicht mehr möglich.

Aus Ihren verschiedenen Anfragen entnehme ich, dass Sie Ihr Abfüllsystem noch nicht gefunden haben. Bei diesem komplexen Thema ist das ganz normal. Je tiefer und umfassender man Einblick in die Materie nimmt und deren Auswirkungen erfährt, um so verunsicherter ist man. Als Orientierungshilfe skizziere ich Ihnen kurz unsere Entwicklung mit den verschiedenen Abfüllanlagen:


Start 1978 mit 2 Kochtöpfen von je 8 Liter Inhalt. Davon ein Topf mit Zapfhahn und Bimetallthermometer ausgestattet. Erhitzt wurde auf einem Elektroherd. Leistung: 24 Liter/Stunde.



1985: Elektroboiler 15 Liter, Fabrikat Siemens, als Durchlauferhitzer umkonzipiert. Innenbehälter aus Kunststoff. Kupfer-Heizstäbe gegen Bronze-Heizstäbe 2 x 2,2 KW getauscht. Der Abfüllraum ist im Keller des Wohnhauses eingerichtet. Als Saftvorschub war ein Saftbehälter auf dem Tisch in der Veranda des Erdgeschosses aufgestellt. Die Fallhöhe betrug 2 Meter. Saftbehälter und Boiler waren über eine halbzöllige Schlauchleitung verbunden. Abfüllung vom Boiler mit Schlauch direkt in die Flasche. Kosten: 1.375,- DM, Leistung: 48 Liter/Stunde.


1989: Rohrwärmetauscher im Eigenbau. Korpus: 50 Liter Edelstahlbierfass mit 40 cm Durchmesser. Oberteil ausgeschnitten und Deckel geflanscht. Saftspirale aus Inox-Rohr 10x1 mm über ein PVC-Rohr D = 30 cm gebogen. Die Rohrlängen waren 3 x 5 m und ein Reststück von 2,5 m, Zusammen 17,5 Meter. Die Verbindungen der Rohre untereinander erfolgte mit Rohr 12x1 mm in 3 cm langen Muffen. Die Verbindungen wurden mit Silberlot hartgelötet.
Die Saftspirale wurde in das Fass eingelegt, Zulaufstutzen in einhalb Zoll seitlich oben eingelötet, Auslaufstutzen ebenfalls einhalb Zoll seitlich gegenüber unten. In dieser Anordnung konnte die Spirale leerlaufen.
Warmwasseranschluss im Gegenstrom von der Gebäudezentralheizung mit separaten Leistungsstrang in Kupfer dreiviertel Zoll. Vorlauf in Bodenmitte und Rücklauf seitlich am oberen Fassrand, so dass der Flanschdeckel frei blieb. Bimetallthermometer im Vor- und Rücklauf der Heizleitungen.
Die Abfülltemperatur wurde über einen Rohrthermostaten im Vorlauf zu einer Umwälzpumpe mit 65 Watt geregelt.
Für die Flaschenabfüllung wurde ein Metalltisch angefertigt. Darin ein Tiefspülbecken für halbautomatische Flaschenvorwärmung, gesteuert über Zeitrelais. Abgefüllt wurde über einen kurzen Schlauch mit Füllstab und einem Abfüllgestell für 2 Flaschen. Die Abfüllung erfolgte vorgesteuert über ein Zeitrelais, damit die Flasche nicht überläuft, während die zuvor befüllte Flasche vom Automaten verschlossen und von Hand außen mit Klarwasser von den überlaufenden Saftresten gespült wurde. Weil der Füllstab am Flaschenboden auflag, entstand weniger Saftschaum, so dass die Flasche relativ zügig gefüllt werden konnte.
Ergänzend legte ich mir noch einen halbautomatischen Schraubverschließer von der Firma ALWID zu.
Gesamte Umrüstkosten: 9.540,00 DM
Maximale Abfüllleistung: 70 Liter/Stunde. Wenn die Safttemperatur im Spätherbst unter 10 °C abfiel, erhöhte sich die Saftviskosität derart, dass aus der verlangsamten Fließgeschwindigkeit nur noch 50 Liter/Stunde abgefüllt werden konnte.


1991: Der Saftvorschub mit dem Fass in der Veranda genügte nicht mehr. Es wurde im Abfüllraum ein Drucktank als Vorlagebehälter mit 165 Liter Ladevolumen eingerichtet. Der Saftvorschub wird mit 0,5 bar Druckluft betrieben. Das entspricht 5 Meter statische Fallhöhe. Die Abfüllleistung erhöht sich auf 80 Liter/Stunde. Mehr ist aufgrund der diversen Nebenarbeiten nicht möglich.
Aufrüstkosten: 1.162,00 DM


1994: Um die Abfüllung zu beschleunigen und auch sauberer abfüllen zu können, wurde der zweistellige Vakuumfüller von ALWID dazugestellt. Damit kam ich auf eine Abfüllleistung von 90 Liter/Stunde. Mehr gab der Rohrwärmetauscher nicht her.
Aufrüstkosten: 12.876,00 DM


1995: Es wurde der Plattenwärmetauscher von Alfa Laval mit 300 Liter/Stunde Erhitzerleistung beschafft und der Rohrwärmetauscher ausgebaut. Doch der neue Plattenapparat kam auch nicht über 90 Liter/Stunde hinaus. Meine Beschwerde bei Alfa Laval ergab, dass die vorhandene Umwälzpumpe zu schwach ausgelegt war. So kam die vorhandene Pumpe in den Rücklauf und eine zusätzliche Pumpe mit 245 Watt in den Vorlauf. Damit komme ich jetzt auf etwa 170 Liter/Stunde Erhitzerleistung bei einem Delta t = 60 °C.
Damit ich ungestört und kontinuierlich abfüllen kann, wurde die Erhitzeranlage für den vollautomatischen Regelbetrieb mit allen möglichen Regelorganen ausgestattet. Selbst die Kesselanlage für die Hausheizung ist mit einer Vorrangschaltung zugunsten der Mosterei ausgestattet. So kommt es zum Saisonende schon mal vor, dass am Abfülltag die Wohnung weniger warm ist.
Umrüstkosten: 5.523,00 DM

Die schlummernden Abfüll-Reserven des Plattenapparates (bis 300 Liter/Stunde) wären mit einer Pumpenleistung von 600 Watt bei gleichen Heizleitungen zu aktivieren oder eine 500 Watt-Pumpe, wenn die dreiviertel Zoll-Leitungen gegen ein Zoll-Leitungen getauscht würden. Weil ich als Einzelperson ohnehin nur bis etwa 130 Flaschen/Stunde zeitlich mit allem drum herum abfüllen kann, verändere ich nichts weiter. Auch unsere im vorletzten Jahr erneuerte Heizkesselanlage und wegen sparsamer Betriebskosten verringerte Kesselleistung auf 23 KW, liege ich ebenfalls an der Erhitzergrenze. Den Brenner könnte ich noch mit einer größeren Düse und höherem Pumpendruck aufpeppen, aber wozu, wenn das nur die Betriebskosten hochtreibt?


Im Nachhinein stellte ich fest, dass der Rohrwärmetauscher nicht getauscht werden brauchte. Es hätte nur die Pumpenleistung erhöht werden müssen. Ich habe mich dann damit getröstet, dass der Plattenapparat mit seinen 34 Platten weniger Platz an der Wand einnimmt, als das Bierfass. Trotzdem trauere ich meinem Eigenbau nach, weil die Reinigung der Rohrspirale mit der Schwammkugel in 2 Minuten erledigt war.

Wenn ich mir heute einen Rohrwärmetauscher bauen würde, käme kein Bierfass mehr als Korpus zur Wahl, sondern ein dickwandiges Edelstahlrohr, wie unter F&A-Abfülltechnik „Erhitzerleistung anheben“
Die Alternative mit einem anderen Wasserbehälter, beschrieben. Ende der 80er Jahre gab es beim Schrotthandel das heutige Edelstahlangebot noch nicht. Außerdem war ich im E-Schweißen noch recht unkundig.


Vielleicht haben Sie im Bekanntenkreis Metallbauer, die Ihnen bei der Umsetzung Ihrer Vorstellungen helfen.


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Mobile Mosterei im Handbetrieb und ohne Strom


Frage
Auf Ihrer Webseite habe ich viele Beiträge zur Saftherstellung gelesen. Dennoch habe ich einige Fragen an Sie.

Als "Zirkusdirektor" unseres Kinderzirkus bin ich mit dem mobilen Einsatz von Technik vertraut und kenne die Vorzüge, zu den "Kunden" zu fahren.

Aus Neugier und Interesse bin ich zu einer Korb- Spindelpresse gekommen, die ihren Ursprung im Weinbau hatte. Sie ist ziemlich groß und schwer und liefert pro Pressung ca 60 L Apfelsaft. Dabei ist ein elektrischer Muser. Diese Jahr haben wir zum ersten Mal Apfelsaft hergestellt und es klappte bestens und war ein großer Spaß für alle.

Als Pädagoge und Bastler hege ich seit geraumer Zeit die Idee einer mobilen Mosterei im Handbetrieb und ohne Strom. Bitte denken Sie nicht an Wirtschaftlichkeit in der Saftmenge oder des Menscheneinsatzes. Bei der Idee geht es darum, mit Kinder- und Jugendgruppen oder Menschen mit Behinderung usw... ein sinnvolles und doch einigermaßen effizientes Erlebnis und Ergebnis zu erzielen.

Meine Idee besteht darin, dass ich mit der Mosterei zu den Kunden auch einfach auf die grüne Wiese kommen kann und danach Apfelsaft in Bag in Box mit nach Hause genommen werden kann. Vorhanden ist bisher ein großer Transportbus und ein Autotransportanhänger und eine alte Spindelkorbpresse.

Über die Zeitung habe ich ein sehr günstiges Angebot für eine sehr alte und schwere Obstmühle ( Handbetrieb) erhalten, die mit Steinen mahlt und einer zweiten Obstpresse meines Vormates. Den Zustand finde ich bald heraus, nehmen wir an beides ist nutzbar.

Aus der Premiere mit meiner Obstpresse kommt die Überlegung mit 2 Pressen zu arbeiten, da doch ziemlich lange Wartezeiten auftreten - man hätte 5X mehr Obst durch den Muser lassen können... Die Idee ist, dass ich einen Grundrahmen schweiße, der - gelagert auf Schwerlastrollen - einfach auf meinen Autotrailer hochgezogen werden kann. Auf diesem Grundrahmen sind die 2 Pressen und die Obstmühle fest verschraubt.


Soweit kann ich mir das alles gut vorstellen und sehe das als relativ einfach anzufertigen. Worüber ich bisher unklar bin: Wie kommt der Saft - also ca 500 - 600 Liter Tagesleistung - in die Bags in Boxes?
Meine erste Idee: Einen großen Edelstahltopf und einen dicken Gaskocher darunter - über den Zapfhahn läuft der 90 Grad Saft in die B I B.

Ein Bekannter hat für eine Feldküche, die bei Demonstrationen usw. kochen, enorm leistungsstarke Gaskocher gebaut. Er meint, dass man mit solch einem Kocher dann Karamel am Boden löffeln kann - besser wäre ein Simmertopf / Wasserbadtopf.


Wie sehen Sie das? Wie stark darf / soll die Leistung eines Gaskochers sein -klar, das hängt von der Topfgröße ab. Macht dieser Gedankengang überhaupt Sinn? Wie viele Töpfe und Kocher müsste man gleichzeitig betreiben? Wie ist das wenn man fleißig rührt?

Eine andere Möglichkeit - ich stelle mir das sehr spaßig vor: 2 Stück von "Omas altem Küchenherd", in denen Feuer gemacht wird, die Kochplatte abgenommen und direkt der Topf auf das Feuer. Aber da besteht bestimmt wieder Karamelgefahr?

Dann habe ich über den Gas - Durchlauferhitzer nachgedacht. Macht dieser Gedanke Sinn? Wie kommt der Druck zustande? Wie hoch muss der Apfelsaft lagern um nicht nur tröpfchenweise zu fließen?

Wie ist die Idee eines Wärmetauschers? In meiner Zugmaschine habe ich vor Jahren einen Plattenwärmetauscher von Alva Lavel verbaut, um Pflanzenöl vorzuwärmen und damit zu fahren. Dazu benötigt man aber Druck, den habe ich in diesem Fall nicht…


Sie beschreiben den Rohrwärmetauscher im Wasserbad. Wäre das eine Möglichkeit?
Die ganze Sache soll möglichst kostensparsam entstehen. Am günstigsten und doch effizient stelle ich mir 2 - 3 auf dem geschweißten Grundrahmen montierte "Omas Küchenherde" oder Gaskocher vor. Dann 2 Bierfässer mit Zapfhahn versehen oder Edelstahltöpfe.

Könnte das funktionieren?
Über eine Antwort und Einschätzung von Ihnen würde ich mich sehr freuen.


Antwort von Wilfried Marquardt am 24.10.2011
Ihre Gedanken zur standortunabhängigen Nutzung kann ich sehr gut nachvollziehen. So hatten wir die Punschkessel unseres Verkaufsstandes für diverse Weihnachtsmärkte mit Propangas beheizt. Der alkoholische Weinpunsch im doppelwandigem Wasserkessel und der Kinderpunsch im einwandigen Kessel mit direkter Beflammung. Selbst die Beleuchtung wurde mit Gas betrieben.

Von einer Erhitzung im Wasserbadkessel rate ich ab, weil die Aufheizung zu lange dauert. Es sei denn, es wird über die gesamte Heizzeit gerührt. Aber auch dann ergeben sich noch Wartezeiten.

Weil Sie bereits über gutes Grundmaterial verfügen, schlage ich ihnen den Bau eines gasbetriebenen Röhrenwärmetauschers vor.


Funktionsablauf:
Der Saft läuft von der Presse über eine kurze Schlauchleitung in den Pressen-Vorlagebehälter. Von dort wird der Saft mit einer Handhebelpumpe in den Hochbehälter oberhalb des Röhrenwärmetauschers gepumpt. Vom Hochbehälter durchläuft der Saft über Schwerkraft die Rohrschlange des Röhrenwärmetauschers und wird danach im Abfüll-Pufferbehälter oberhalb des Bag-in-Box-Abfüllers zwischengelagert.

Für die 4 Behälter (Pressen-Vorlagebehälter, Hochbehälter, Röhrenwärmetauscher, Abfüll-Pufferbehälter) könnten einheitlich die preisgünstigen VA-Bierfässer mit 50 Liter Inhalt gewählt werden. Die Anlage sollte in gesteckter Montage als Turm bis etwa 3,5 Meter Höhe gebaut werden.


Etwas fummelig und damit arbeitsaufwändig ist der Bau des gasbetriebenen Röhrenwärmetauschers. Ich denke aber, dass Ihr Bekannter mit der Feldküche das meistern wird. Für die Rohrspirale des Wärmetauschers ist 25 Meter VA-Rohr 12 x 1 mm zu wählen. Weil bei statisch betriebenen Gaskesseln ein Drittel der Energie ungenutzt im Umfeld verpufft, ist eine Brennerleistung von etwa 20 Kw vorzusehen. Damit der Wärmeübergang vom Kesselwasser in den Saft der Rohrspirale zügig erfolgen kann, ist der Wärmetauscher als Druckkessel mit dem erforderlichen Sicherheitsventil 2,5 bar und entsprechenden Thermometern für Kesselwasser und Saftauslauf auszustatten. Mit der vorgeschlagenen Konstruktion können etwa 130 Liter Saft pro Stunde von 15 °C auf 85 °C erhitzt werden.

Wenn Sie komfortabel und gleichbleibend portionsgerecht in 5 Liter Bags abfüllen wollen, sollte ein Portitionierer mit genau 5 Liter Lademenge zwischen Abfüll-Pufferbehälter und Abfüller geschaltet werden.


Alternativ
kann der Saft auch in der Feldküche erhitzt werden. Der Saft wird dann leicht angebrannt und schmeckt dadurch schwach karamelig. Raucher nehmen diese feine Geschmacksnote aber gar nicht wahr. Erst wenn der Saft insgesamt über 5 Minuten brodelnd kocht, können Sie das Getränk als Kinderpunsch abgeben und nicht mehr als Apfelsaft. Weil der Saft ohnehin höchstens auf 85 °C erhitzt werden darf, kommt das Problem nicht so hart auf, wie angenommen. Wenn höher als 85 °C in den Folienbeutel abgefüllt wird, leidet das Material und die Lagerfähigkeit reduziert sich erheblich.

Wenn schlicht und einfach in die Bags abgefüllt werden soll, dann bauen Sie die Tischplatte in entsprechender Schräglage mit dem Beutelhalter. Darüber montieren Sie einen größeren Trichter. Mit einem Litermaß wird der heiße Saft aus der Feldküche in genau dosierten Mengen über den Trichter abgefüllt. Dies ist die schlichteste und kostengünstigste Methode.

Bevor Sie nun mit Ihrem Bekannten wegen des Karamels im Kochsaft rumzanken, probieren Sie es doch gemeinsam einmal aus. Stellen Sie für den Test etwa 10 Liter Apfelrohsaft her und erhitzen diesen auf 85 °C und füllen ihn sofort in Bags ab. Nachdem der Saft am nächsten Tag abgekühlt ist, probieren Sie ihn und entscheiden danach ihre weitere Vorgehensweise. Sie sollen aber auch wissen, dass Birnensaft empfindlich auf Überhitze reagiert. Mit direkter Flamme oder mit Tauchsieder erhitzter Birnensaft verliert sein typisches Birnenaroma und schmeckt wie Zuckerrohrsaft bzw. riecht wie Feudelwasser.


Der Vorteil des Röhrenwärmetauschers
gegenüber der Feldküche besteht in der fortlaufenden Nutzung und der schonenden Safterhitzung. Damit können auch aromaempfindliche Birnensäfte erhitzt werden.
Ergänzende Hinweise finden Sie unter "F&A-Abfülltechnik".



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Leistungsdaten der Stromerhitzer


Frage
Mit großem Interesse habe ich Ihre Internetseite gelesen. Trotz allem dort vermitteltem Wissen hätte ich doch eine persönliche Frage.

Ich habe mir vor drei Jahren eine Hausmostanlage der Fa. Rink, und zwar die TP 25 Korbpresse mit aufgebauter Obstmühle (380 Volt), gekauft und stelle damit bisher zu meiner vollsten Zufriedenheit Apfel-, Quitten- und Aroniasaft für den Eigenbedarf her.

Gerade in Bezug auf den Apfelsaft erreiche ich jetzt aber die Grenze meiner Leistungsfähigkeit. Ich pasteurisiere den Saft mit einem 27 Liter Kessel, dessen Heizleistung 1.800 Watt beträgt. Bei Erreichen von 78 Grad fülle ich den Saft in 5 Liter Bag-in-Box-Schläuche.

Bisher hatte ich maximal die Ernte von 2 Hochstamm-Apfelbäumen eines Nachbarn, die etwa 2 bis 4 Zentner erbrachte. Selbst da habe ich mehrere Stunden gebraucht, um den Saft Kessel für Kessel zu erhitzen und abzufüllen (alles im Einmann-Verfahren). Da anschließend die Presse und die Gerätschaften zu reinigen sind, ist der Zeitaufwand immens hoch.

Diesen Herbst konnte ich vier uralte Hochstamm-Apfelbäume eines Bauern leer pflücken, die mir 25 hohe Kisten und zwei Waschkörbe voll Äpfel brachten. Ich schätze, es werden um die 350 kg sein. Daher grübele ich, wie ich die Abfüllleistung effektiv erhöhen kann.

Die Fa. Rink bietet mir einen Pasteur-Kessel mit 13,5 Kw Heizleistung und 150 l Inhalt an. Dieser Kessel soll seinen Inhalt in 40 Minuten erhitzen können. Da könnte ich wahrscheinlich erst mal sämtliche Äpfel pressen und die Saftausbeute auf einen Schlag erhitzen.

Ein Alternativangebot der Fa. Rink wäre ein 100l-Behälter mit Ablaufhahn und 6,8 kw Erwärmer, was beides zusammen eine Stundenleistung von 80 l Saft haben soll.

Ein wesentlicher Punkt ist natürlich der Preis, 2.350,- € für den 150 Liter-Behälter und 1.690,- € für die 100 Liter-Anlage. Wobei für mich eher die Frage zählt, ob ich mit dem 150 Liter-Behälter momentan nicht überdimensioniert wäre? Ich muss aber hinzufügen, dass ich vor drei Jahren eine Streuobstwiese mit 18 Hochstamm-Apfelbäumen angelegt habe, die wahrscheinlich in 5-6 Jahren anfangen zu tragen, wenn auch erst weniger.

Zu welcher Lösung würden Sie mir raten? Für andere Lösungen wäre ich natürlich auch dankbar, allerdings muss ich sagen, dass ich keinen Wärmetauscher selbst bauen kann und ich nur einen Stromanschluss in meiner Garage habe, in der ich den Saft herstelle. Nachher kommt die Anlage wieder in meinen Keller.


Antwort von Wilfried Marquardt am 15.11.2011
Bevor Sie in Abfüllanlagen investieren, sollten Sie die technischen Auswirkungen und die Verhältnismäßigkeiten zwischen Nutzwert und Kosten prüfen.


Zu den Auswirkungen ein Beispiel:
Falls Sie sich für den 150-Liter Behälter-Pasteur mit 13,5 Kw Leistung entscheiden, sind vorab die technischen Voraussetzungen in Ihrer Garage zu prüfen. Für den Pasteur ist ein Kraftstromanschluss mit 32 Ampere erforderlich. Entsprechend ist das Stromkabel mit den Leitungsquerschnitten darauf auszulegen. Mindestens 5 x 4 mm². Ist der Anschluss bereits vorhanden oder muss die Leitung noch verlegt werden?


Bei dem 100 Liter-Behälter mit 6,8 Kw genügt ein Kraftstromanschluss mit 16 Ampere. Bedenken Sie aber auch hier die Leitungsquerschnitte der Stromleitung. Wenn für kurzzeitigen Gebrauch der diversen Maschinen in der Garage ein Kabel mit 5 x 1,5 mm² genügt, ist für Dauerverbraucher (hierzu zählen alle Heizquellen) der nächst höhere Kabelquerschnitt zu wählen. Für Sie also 5 x 2,5 mm².


Die von Ihnen genannte Erhitzerleistung von 80 Liter pro Stunde wird nach meiner Ermittlung nicht erreicht, sondern maximal nur 60 Liter.

Bei kompakten Elektroerhitzern gilt der von mir ermittelte Praxiswert: Mit 1 KW Strom können 10 Liter Saft in 1 Stunde um 55 °C erhitzt werden.


Wenn Ihr Saft mit 6,8 Kw in 1 Stunde von 15 °C auf 78 °C erhitzt werden soll, ergibt die Berechnung 59,36 Liter, gerundet also 60 Liter. Die 15 °C Safttemperatur sind für Mitte Oktober hier in Norddeutschland ein realer Wert in ebenerdigen, ungeheizten Nebengebäuden. Für Ende Oktober sind 9 °C anzunehmen.


Wenn Sie meinen vorgenannten Rechenwert auf den 150-Liter Behälter mit 13,5 Kw und effektiver Behälterausnutzung von 120 Liter anwenden, ist die Abfülltemperatur nicht in 40 Minuten, sondern erst in einer Stunde erreicht. Soweit zur Erhitzerleistung. Auch hier zeigt sich, dass Herstellerangaben nicht blind übernommen werden können, weil die Abhängigkeiten nicht genannt sind.


Hiervon unabhängig kann sich die Erhitzerleistung noch weiter verringern, wenn das Stromkabel sehr lang ist und hierfür einen zu geringen Leitungsquerschnitt hat. Dann wird neben der zusätzlich provozierten Brandgefahr kräftig Strom verbraucht, der beim Erhitzer aber nicht mehr voll ankommt.


Vorschlag für Ihren derzeitigen Standard der Obstverarbeitung:


Nachfolgend die Leistungsdaten des Glühweinkessels "Kochstar" mit 1,8 Kw integrierter Heizplatte, Feststellungen von mir erprobt am 12.12.2010:

Der 27 Liter-Kessel wird nicht randvoll befüllt, sondern maximal mit 23 Liter nach Herstellervorgabe. Zur Erwärmung von 23 Liter Leitungstrinkwasser mittlerer Härte von 10 °C auf 70 °C werden für den ersten Kaltstart 69 Minuten benötigt. Bei Nachfüllungen (Heißwasser raus – Kaltwasser rein) nur noch 66 Minuten.

Rechengröße: In 3 Sekunden wird 1 Liter Wasser um 1 °C erhitzt, oder in 1 Minute wird 1 Liter Wasser um 20 °C erhitzt.
Oder: In 1 Stunde werden mit 1 Kw Strom 10 Liter Wasser um 55 ° C erhitzt.

Der eingebaute Thermostat reagiert relativ genau auf die gewählte Temperatur und hält diese konstant, so dass man sich wegen möglicher Überhitzungen oder Auskühlungen nicht zu kümmern braucht.


Wenn Sie dann in den nächsten Jahren Ihre Abfüllleistung erheblich anheben wollen, sollte wegen der Verbrauchskosten auf keinen Fall ein Stromerhitzer gewählt werden, sondern ein Rohrwärmetauscher, der mit Gas oder Propangas betrieben wird. Bis dahin beobachten Sie den Markt und besuchen die auch in Ihrer Gegend kursierenden "Mobilen Mostereien" auf allgemeinen Apfeltagen und anderen herbstlichen Veranstaltungen.


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Ergänzungsmitteilung des Fragestellers am 15.11.2011
Eine kurze Rückmeldung bzgl. der elektrischen Leitungen in der Garage:
Es liegen 5 x 2,5 qmm, 16 Ampere abgesichert. Somit käme nur die 6,8 kw Lösung in Frage. Aber zunächst werde ich Ihren Vorschlag der Arbeitsteilung beherzigen.

Laut Elektriker wäre aber auch Ihr Vorschlag mit mehreren Kochstar-Kesseln zu arbeiten nicht so einfach zu realisieren. Die Kessel haben eine Leistung von 1800 Watt bei 220 Volt. Die 220 Voltleitung verträgt aber nur eine maximale Stromabnahme von 3600 Watt. Ich werde, wenn ich mir einen zweiten Kessel zulege, eine Adaptersteckdose an die Starkstromleitung hängen, die hat dann zwei Anschlussmöglichkeiten für Normalstrom.


Antwort von Wilfried Marquardt am 15.11.2012
Das geht ja richtig Schlag auf Schlag bei Ihnen.

Ihren bisherigen Ausführungen entnehme ich, dass Sie Kraftstrom mit 16 Ampere in der Garage haben. Das Stromkabel soll 5 Adern mit je 2,5 mm² aufweisen. Wenn das so richtig ist, hat das Kabel 3 Stromfasen die jeweils mit 16 Ampere abgesichert sind und somit über 3 x 3.520 Watt-Anschlüsse verfügen. Der maximale Wattanschluss ergibt sich durch Multiplikation von Volt (220) x Ampere (16) = 3520 Watt, gerundet also 3,6 Kw für jede der 3 Fasen.

Daraus folgert, dass Sie an dem Kraftstromkabel dauerhaft 3 Kochautomaten mit jeweils 1,8 Kw betreiben können. Damit wäre Ihr Stromanschluss erst zur Hälfte ausgereizt, so dass Sie unbesorgt kleinere Verbraucher, wie Beleuchtung etc. noch nebenher zuschalten können. Was bei Ihnen wahrscheinlich noch fehlt, ist die Montage einer Verteilerdose, von der 3 Schukosteckdosen für den getrennten Betrieb an 3 verschiedenen Sicherungen für die 3 Kochautomaten zu setzen sind.


Ich schlage Ihnen vor, sich noch 3 Kochautomaten zuzulegen. Dann erledigen dauerhaft 3 Automaten die Safterhitzung und mit dem 4. Automat füllen Sie ab. Welche Abfüllleistung dabei herauskommt, können Sie mit den von mir gelieferten Leistungsdaten nun selbst errechnen. Hierbei sollten Sie im Erhitzerwechsel 20 Liter pro Automat zugrunde legen, weil Sie ja in 5-Liter Bag-in-Box abfüllen und der Kessel nur mit 23 Liter zu befüllen ist. Dann verbleiben nach jeder Abfüllung 3 Liter im Kessel. Das entspricht in etwa der Auslaufhöhe des Zapfhahnes. Es geht damit alles wunderbar für den Praxisbetrieb auf.


Mit 4 Kochautomaten lässt sich schon recht effektiv und vor allem im Anschaffungspreis, sehr preiswert abfüllen. Wenn wir unsere Temperaturannahmen aus der vorvorhergehenden E-Mail anwenden, verfügen Sie damit über eine Abfüllleistung von rund 60 Liter pro Stunde ohne Stress. Falls doch noch Langeweile aufkommen sollte, heben Sie einfach die Abfüllleistung an. Hierfür senken Sie die Abfülltemperatur von 78 °C auf 68 °C. Wenn Sie sauber arbeiten, ist das problemlos möglich. Was im Einzelnen zu berücksichtigen ist, habe ich bereits mehrfach an verschiedenen Stellen unter F&A ausgeführt.


Abschlussbericht des Fragestellers am 24.11.2011
Nachdem Sie mich so vorzüglich in Sachen Saft erhitzen beraten haben, möchte ich noch mal Danke sagen.

Ich habe zum Glück auf Ihren Rat, mehrere Kochstar-Kessel einzusetzen, gehört und mir zunächst mal einen zweiten Kessel bestellt. Dazu habe ich mir den Luxus einer Waage zum Einfüllen in Bag in Box geleistet.

Gestern habe ich allein unter Einsatz von meiner Rink-Hausmostanlage TP 25 und zwei Kochstar-Kesseln 17 Kisten Äpfel gewaschen, 120 Liter Apfelsaft hergestellt, pasteurisiert, fix und fertig abgefüllt und die Geräte anschließend für den nächsten Einsatz gereinigt.

An reiner Arbeitszeit fielen dafür 7 Stunden an, trotzdem war die Arbeit nicht stressig, im Gegenteil, es kam mir relativ entspannt vor.
Am vergangenen Samstag habe ich mit einem Kessel in 6 Stunden noch 70 Liter Apfelsaft hergestellt. Da merkt man doch den Unterschied. Bei einer größeren Presse würde ich mir vielleicht noch einen dritten Kessel leisten.


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Rohrwärmetauscher im Eigenbau


Frage
Wir hatten uns beide in der letzten Woche über den Eigenbau eines Rohrwärmetauschers unterhalten. Entsprechend Ihren Hinweisen habe ich eine Skizze mit den technischen Angaben gefertigt. Kann ich die Sache so angehen?


Antwort von Wilfried Marquardt am 23.11.2012
Ihre gestrige Faxanfrage mit Skizze und Anlagebeschreibung habe ich durchgesehen und lasse Ihnen im Anhang meine komplette Überarbeitung als Neuentwurf zukommen.


Mit diesem Wärmetauscher können 500 Liter Apfelsaft in der Stunde um 55 °C erhitzt werden, wenn die vorgeschaltete Heizquelle 50 Kw liefert und nur 3 m entfernt betrieben wird und zusätzliche Bedingungen erfüllt werden, auf die ich weiter unten hinweise.

 

Bei einem Rohrwärmetauscher kommt es darauf an, dass er schlank ausgelegt ist, damit der Warmwasserstrom die umlaufende Rohrwendel auch optimal umspülen kann. Dafür muss in Kauf genommen werden, dass das Gerät hoch gebaut ist und in Normalräumen mit lichten Raumhöhen bis 2,50 Meter nicht statisch betrieben werden kann. Das zu erhitzende Getränk muss in niedrigen Räumen mit Pumpe oder besser mit Druckluft aus dem Vorlagebehälter gefördert werden. Förderstrom des Saftes durch den Wärmetauscher in den Pufferbehälter je nach Leistungswunsch zwischen 0,5 bis 2 bar.

Bedenken Sie auch, dass der Wärmetauscher nur ein Bauteil in der Abfüllanlage ist. Saftseitig ist dem Wärmetauscher ein Pufferbehälter nachgeschaltet, in dem Sauerstoffionen und Schaumtrübungen aus dem Saft ausgeschieden werden. Wird direkt vom Wärmetauscher in Flaschen oder Bag-in-Box gefüllt, werden die Ausscheidungen in den Behältnissen abgelegt, die dort unhygienisch aussehen. Siehe hierüber auch meine Ausführungen unter http://www.reinbeker-hobbymosterei.de/html/abfuelltechnik.html#Pufferbehaelter.


Der von mir skizzierte Rohrwärmetauscher besteht aus handelsüblichem Edelstahlrohr mit einem Außendurchmesser von 200 mm und hat etwa eine Gesamthöhe von 150 cm. Die Rohrsäule ist senkrecht stehend zu betreiben und kann wahlweise stationär als Wandgerät oder mobil frei stehend montiert werden.

An dem Vor- und Rücklauf der Heizleitungen sollten Absperrventile und Thermometer gesetzt werden. Saftseitig sollte mindestens am Auslauf ein Thermometer über T-Stück mit Geka-Kupplungen (zur einfachen Reinigung) vorgesehen werden.

Die Vor- und Rücklaufleitungen des Heizkreislaufes sind in 1 Zoll auszulegen und sollten so wenig wie möglich mit Bögen versehen werden, weil diese den Förderstrom ausbremsen. In den Vorlauf ist eine Umwälzpumpe mit Stufenregelung zwischen 400 und 1000 Watt zu montieren.

Für die Regelung der Heißwassertemperatur sollte eine vollautomatische Regelungsanlage mit Motormischer installiert werden.

Die Rohrwendel ist mit Formrollen herzustellen, damit der Rohrquerschnitt nicht verengt wird und das Saftrohr mit handelsüblichen Schwammkugeln gereinigt werden kann. Saftseitig sind alle Metallteile des Rohrwärmetauschers in Edelstahl herzustellen, auch Fittinge und Ventile.

Hat heißer Apfelsaft Kontakt mit Kupfer oder auch Messing, wird das Getränk mit Metallionen angereichert, die geschmacklich bitter wahrgenommen werden und auch giftig sind.


Vermutlich werden Sie nur 200 Liter in der Stunde abfüllen wollen, weil Sie als „Ein-Mann-Betrieb“ im manuellen Verfahren gar nicht schneller hantieren können. Dann genügt es, wenn der Heizkessel mit 25 Kw betrieben, die Umwälzpumpe auf 400 Watt und der Förderstrom des Saftes auf 0,7 bar eingestellt ist.


Alle meine Angaben stützen sich auf eigene Erhebungen und können bei Ihnen oder anderswo abweichen, weil die Bedingungen doch anders sind, als bei mir und nicht berücksichtigt werden konnten. Deshalb sind meine Ausführungen keine Bauanleitung, sondern eine Baubeschreibung für den Facharbeiter, der sich mit der Bearbeitung der beschriebenen Metalle fachkundig auskennt und Zusammenhänge erkennt und umsetzt. Auch für das funktionale Gelingen des Rohrwärmetauschers im Zusammenspiel der Gesamtanlage zeichne ich nicht verantwortlich.


Ich hoffe, dass Ihnen meine Ausführungen weiterhelfen.

Druckversion in PDF: Rohrwärmetauscher im Eigenbau



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Stromenergie nur für geringe Abfüllmengen nutzen

Frage
Ich betreibe eine Holunderplantage und stelle Holundersirup und Saft her.
Momentan benutze ich zum Erhitzen zwei Edelstahl Glühweinkocher mit ca. 25 Liter Fassungsvermögen.
Meine Flaschen fülle ich mit einem Elnomatic Flaschenabfüller ab.
Funktioniert auch wunderbar, ABER ich möchte gerne die Aufheizphase verkürzen, dauert momentan so ca. 50 Minuten bei 20 Liter Inhalt.
Nun wäre meine Überlegung das mir mein Bekannter einen doppelwandigen Edelstahlbehälter mit ca. 50 Liter Fassungsvermögen zusammenschweißt, in den ich einen 6 KW Einschraubheizstab einbaue, mit Thermostatregler usw..
Nun weis ich aber nicht, ob mir mein Vorhaben überhaupt Zeit spart und wenn ja, mit was für einem Medium ich den Hohlraum befüllen muss.
Ich dachte ganz einfach an Wasser, müsste aber dann wahrscheinlich in den Behälter ein kleines Loch bohren zwecks Dampfentwicklung ( Überdruck ?? ),
und ein zweites Loch, das verschließbar ist, wo ich Wasser nachfüllen kann.
Evtl. dachte ich noch an eine Füllstandsanzeige. Nicht das mir einmal der Heizstab im trockenem Zustand einschaltet und durchbrennt.

Sie können mir bestimmt einen Rat geben ob mir mein Vorhaben zeitlich was bringt bzw. ob es überhaupt funktionieren würde.
Eventuell hätten Sie ja einen ganz anderen Vorschlag für mich.
Ich rede hier von einer Größenordnung bei der Sirup und Saftherstellung von jeweils ca. 300 Liter.

Antwort von Wilfried Marquardt am 01.03.2013  

Ihre Fragen zur Anhebung der Heizleistung finden Sie unter F&A-Abfülltechnik erschöpfend beantwortet.


Mit den Kochstar-Automaten sind Sie doch schon auf dem richtigen Weg. Stellen Sie einen dritten und vierten Automaten dazu und passen Sie hierfür die Stromleitungsquerschnitte mit Einzelsicherungen an. Erst wenn mehr KWh zum Einsatz kommen, kann auch mehr erhitzt werden. Voraussetzung ist hierbei, dass die physikalischen Abläufe den Anforderungen angepasst sind.


Was Sie jetzt mit dem doppelwandigen Behälter vorhaben, wird zeitlich gegenteilige Ergebnisse liefern. Das Prinzip entspricht einem Plattenwärmetauscher mit nur einer Platte, die obendrein nur einseitig erhitzt wird. Der durchlaufende Saft wird im Außenmantel nur wenig verwirbelt, so dass die Abfüllleistung sinkt.
Was Ihnen ansonsten 6 KWh an Erhitzerleistung von kompakten Elektroerhitzern bringt, entnehmen Sie bitte der Tabelle mit dem Titel auf F&A-Abfülltechnik: "Erhitzerleistung des PA-90 anheben".

In Ihrem Fall mit der Holunderplantage werden Sie künftig sicherlich mehrfach täglich in der Saison um 300 Liter Saft erhitzen wollen. Wenn meine Annahme zutrifft, sollten Sie sich schon wegen der Verbrauchskosten von Stromerhitzern verabschieden. Zapfen Sie Ihre Kesselanlage von der Hausheizung an oder stellen Sie einen separaten Feuerungskessel auf. Daran schließen Sie einen Platten- oder Rohr-Wärmetauscher an. Anstelle des doppelwandigen Edelstahlbehälters lassen Sie sich von Ihrem Bekannten den von mir am 23.11.2012 skizzierten "Rohrwärmetauscher im Eigenbau" anfertigen.


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Haltezeit der Abfülltemperatur bei Apfelsaft


Frage:

Vielleicht habe ich es nur übersehen, aber ich möchte Sie um einen Tipp bitten wie lange der frisch gepresste Apfelsaft in einem Einkochautomat erhitzt werden muss, um ihn haltbar zu machen. Ich verwende Äpfel ohne Faulstellen, dass manuell gewaschen wird. Der Saft wird in Bag in Boxen abgefüllt. Als Temperatur habe ich bislang 78°C gewählt. Da ich nicht wusste, wie lang die Temperatur gehalten werden muss, habe ich 20 Minuten die 78°C gehalten.


Antwort von Wilfried Marquardt am 17.09.2015

Wenn der von Ihnen beschriebene Apfelsaft die gewählte Abfülltemperatur erreicht hat, kann sofort und ohne Umwege abgefüllt werden. Je länger die Hitze gehalten wird, um so mehr leidet die Saftqualität. Das ohnehin geringe Vitamin C im Apfelsaft würde über den unnötig langen Hitzeweg völlig verschwinden, welches die Oxidation (Braunfärbung) fördert. Ebenso leiden empfindliche Aromen im Saft.


Die von Ihnen gewählte Variante der Temperaturhaltung von 20 Minuten ist jedoch sinnvoll, wenn angefaultes Obst verarbeitet wurde. Nur die Temperatur von 78 °C würde hierfür nicht genügen. Um Bakterien abzutöten, müssten 90 °C für 20 Minuten gehalten werden. Soll dieser Saft in Beutel abgefüllt werden, ist vorher die Temperatur auf 80 °C zu senken. Andernfalls wird der Kunststoffbeutel überhitzt und so beschädigt.



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