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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Kolloiden aus Fliissigkeiten, insbesondere Zuckersäften, durch Zusatz eines die Wasserstoffionenkonzentration ändernden Mittels.
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erhitzen. Auch ist empfohlen worden, dem Saft soviel Kalk zuzusetzen, dass die Lösung schliesslich annähernd neutral reagiert. Der Zweck dieser als Kalken oder Defäkation bezeichneten Behandlung ist die Entfernung der stickstoffhaltigen Bestandteile, insbesondere derjenigen von eiweissartiger
Beschaffenheit, sowie von anderen organischen Kolloiden u. dgl. Apparate, welche es ermöglichen, staubförmige Materialien, z. B. Kalkpniver, in Flüssigkeiten, welche hiebei im geschlossenen Kreislauf zirkulieren, kontinuierlich einzuführen, sind ebenfalls bekannt.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung besteht im Wesen darin, dass zur Entfernung der Kolloide aus Flüssigkeiten durch Zusatz eines die Wasserstoffionenkonzentration ändernden Mittels der im Kreislauf zirkulierenden Flüssigkeit, das Zusatzmittel in fein verteilter Form in so geringen Mengen und so langsam bis zur annähernden Neutralität zugeführt wird. dass auch eine lokale Überneutralisation der Flüssigkeit mit den Reagens vermieden wird.
Bei den bisher benutzten Methoden zur Reinigung von Zuckersaft wird ein Niederschlag gebildet, welcher ausserordentlich schwer durch Filtration oder andere Behandlungsweisen zu entfernen ist, und es wird dabei eine ausgesprochen Missfärbung des Saftes hervorgerufen, welche von der örtlichen Wirkung des Kalks auf die Glukose und andere einfachere im Saft enthaltene Zuekerarten herrühren dürfte.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Es bildet sieh ein Niederschlag, der sich schnell und gut absetzt, so dass der behandelte Saft leicht und rasch filtriert werden kann. Gleichzeitig wird auch eine Missfärbung des Saftes vermieden.
Das Verfahren kann zur Reinigung von Rübenzuckersaft. Zuckerrohrsaft, ferner von Glukoselösungen, die aus der Umwandlung von Stärke entstehen, von Lävulose enthaltenden Lösungen, sowie von Kloakenwässern u. dgl. angewendet werden.
Zur Reinigung von Zuckerrohrsaft gemäss der Erfindung wird die Flüssigkeit, welche vorher auf eine wenigstens zur Herbeiführung einer anfänglichen Gerinnung der Eiweissstoffe genügende Temperatur erhitzt worden ist, in schnelle Bewegung versetzt, wodurch eine fortwährende Wiedervermischung der im Kreislauf fliessenden Flüssigkeitsmasse erfolgt, wobei man der in Bewegung befindlichen Flüssigkeit ein geeignetes Reagens in fein verteilter oder disperser Form und im wesentlichen konstant bleibenden Tempo zufügt.
Jer schnelle Kreislauf der Flüssigkeit in Gemeinschaft mit der allmählichen Zugabe des Reagens im fein dispersen Zustande ergibt eine im wesentlichen gleichförmige und fortschreitende Einwirkung der Reagens auf die Gesamtmasse des Saftes und unter Ausschluss unregelmässiger örtlicher Wirkung an einzelnen Stellen des Saftes. Die Änderung in der Konzentration der Wasserstoffionen unterstützt das Zusammenballen der geronnenen Kolloide und begünstigte ihre schnelle Abscheidung und verursacht auch eine weitere Ausfällung von Kolloiden.
Die Wirkung des Reagens wird bei der Ausführung der Erfindung zweekmässigerweise durch Beobachtung überwacht, indem man sowohl die Farbe des Saftes als auch die Schnelligkeit des Absetzens des Niederschlages oder Gerinnsels beobachtet. Um diese Überwachung der Flüssigkeit während der Ausführung des Verfahrens vornehmen zu können, wird Vorkehrung getroffen, um eine kleine Menge
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Flüssigkeit nach Belieben aus der sieh im sehnelIen Kreislauf bewegenden Masse abzuscheiden, mit welcher das Reagens gemischt worden ist.
Diese abgetrennte Flüssigkeitsmenge wird vorläufig zum Zwecke der Beobachtung ruhig erhalten, ihre Beschaffenheit wird bestimmt, und wenn diese sich als zufriedenstellend erweist, so unterbricht man das Zusetzen des Reagens und lässt die Flüssigkeit austreten.
Der Saft kann alsdann filtriert werden, oder man kann denselben sich absetzen lassen, und der flüssige Anteil kann durch Dekantieren entfernt werden. Der Niederschlag setzt sich schnell ab, filtriert leicht und ohne das Filter zu verstopfen, und der Saft ist im wesentlichen frei von dunkler Missfärbung.
Bei dem in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Apparat, der zur Ausführung der Erfindung benutzt werden kann, ist ein Vorwärmer 5, zweckmässigerweise aus Röhren bestehend, vorhanden.
Der zu behandelnde Saft tritt durch das Rohr 6 ein und durch das Rohr'7 aus, nachdem er durch die Rohre 8 des Vorwärmers geflossen ist. Gewünschtenfalls wird Dampf unter Druck durch das Rohr 9 in den die Rohre 8 umgebenden Raum eingeführt. Im Vorwärmer 5 wird der Saft schnell auf eine Temperatur gebracht, welche genügt, um wenigstens eine beginnende Gerinnung der Eiweissstoffe oder irgendeiner andern gerinnenden Substanz zu bewirken, wobei man Temperaturen über 71 C und zweckmässigerweise über 88 C etwa bis zu 1150 C anwendet. Man kann gewünschtenfalls Druck an-
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eine Temperatur von 93-1000 C gebracht werden.
Infolge dieser Erwärmung findet wenigstens eine teilweise Gerinnung der Eiweissstoffe statt und die geronnenen Teilchen bilden einen Kern, auf welchen bei der weiteren Behandlung ein weiteres Absetzen oder Zusammenballen des Saftes ein weiteres Absetzen oder Zusammenballen von Teilchen erfolgen kann.
Statt die ankommende Flüssigkeit zu erhitzen, kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, sie zu kühlen. Unter diesen Umständen können Kühlvorrichtungen benutzt werden, und die Temperatur danach erhöht, erniedrigt, konstant erhalten oder in anderer Weise in Gemässheit mit dem besonderen auszuübenden Verfahren und dem zu behandelnden Stoff geregelt werden.
Aus dem Vorwärmer 5 fliesst der Saft durch die durch das Ventil 10 geregelte Rohrleitung 7 in einer Kammer 11, in deren unteren Teil eine geeignete Erhitzungsvorrichtung, beispielsweise die Dampfsehlange 12, angeordnet ist. In geeigneter Mittellage innerhalb der Kammer 11 ist ein oben und unten offenes mittleres Rohr 13 angeordnet, dessen Gestaltung zweckmässigerweise im wesentlichen dem Querschnitt der Kammer entspricht. Innerhalb des Rohres 18 und zweckmässigerweise nahe an seinem unteren offenen Ende ist ein Propeller oder Flügelrad 14 auf der Welle. M angeordnet, welche in einem Fusslager im Boden der Kammer 11 sitzt und an ihrem oberen Ende den Deckel j ! 7 der Kammer durchdringt.
Die Welle 15 ist mit einer Riemenscheibe 18 oder andern Vorrichtungen versehen, wodurch die Welle und der Propeller 14 in schnelle Drehung versetzt werden können. Das Rohr 13 endet an seinem unteren Ende etwas oberhalb des Bodens der Kammer 11 und an seinem oberen Ende etwas
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werden in schnelle Umdrehung versetzt, wobei der Propeller eine äusserst schnelle und gleichmässige Abwärtsbewegung der Flüssigkeit durch das Rohr 13 nach unten und dann aus dem Rohr heraus nach oben um die Aussenwand des Rohres 13 bewirkt, so dass die Flüssigkeit in schnellen und ununterbrochenen, in sich selbst zurückkehrenden Kreislauf versetzt wird.
Bei der gewöhnlichen Art des Arbeitens wird auf diese Weise die Flüssigkeit mit grosser Schnelligkeit durchgetrieben und durchmischt, wobei die Vermischung durch die Anordnung der versetzt angebrachten Flügel 20 bedeutend vervielfacht wird. Während dieser Betätigung wird die Flüssigkeit zweckmässigerweise nahe oder wenig unterhalb derjenigen Temperatur, mit welcher sie in die Kammer eintritt, mittels den in den Schlangen 12 befindlichen Heizmittels erhalten. In manchen Fällen mag es wünschenswert sein, die Flüssigkeit in dem Vorwärmer unter Druck zu erhitzen und sie in die Kammer unter Atmosphärendruck austreten zu lassen, in welchem Fall eine bedeutende Temperaturerniedrigung an dieser Stelle stattfinden kann.
Der schnelle und ununterbrochene in sich geschlossene Kreislauf der Flüssigkeit bewirkt in Gemeinschaft mit der Wärme eine weitere Gerinnung der darin schwebenden Teilchen, wobei diese Gerinnung und Zusammenballung wesentlich durch den schnellen Kreislauf der Flüssigkeit unterstützt wird.
Es wird dem fein verteilten Reagens ständig eine frische Flüssigkeitsoberfläche dargeboten, welche ständig und mit grosser Frequenz und Schnelligkeit mit dem Rest der Flüssigkeit in Berührung kommt und vermischt wird.
Es hat sich im allgemeinen ergeben, dass für die vollständige Klärung des Saftes bei der Ausübung des vorliegenden Verfahrens geringere Anteile des alkalischen Reagens erforderlich sind. So war in einem Fall, in welchem ein saurer Saft behandelt wurde, die Menge des erforderlichen Alkalis als Kalziumoxyd berechnet, annähernd 0'025%. Dieses Reagens kann dem Saft in Gestalt von fein gemahlenem Ätzkalk oder gelöschtem Kalk, verdünnter Kalkmilch oder als Kalziumsaecharat zugefügt werden. Wenn das Reagens in Form von Kalk oder gelöschtem Kalk zugefügt wird, so wird es zu einem feinen Mehl gepulvert und allmählich und in den geeigneten Zeiträumen in die ständig im Kreislauf bewegte Flüssigkeitsmasse durch Zerstäuben eingebracht.
Bei Verwendung von Kalkmilch oder von Kalziumsaecharat wird eine verdünnte Suspension oder Lösung, beispielsweise von 2%, benutzt und gleichfalls allmählich und in geeigneten Zeiträumen während des Kreislaufs der Flüssigkeit durch Zerstäuben eingebracht. Die
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Reaktion geht sduiell vor sich und der Vorgang kann, am besten durch Beobachtung, in der noch zu besprechenden Weise, kontrollieit werden, um den gewünschten Wirkungsgrad und die gewünschte Schnelligkeit mit Sicherheit zu erreichen.
Das Reagens wird in geeigneter Weise aus einem Behälter 24
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Kammer 11 durehtreten und in oberhalb des normalen Fliissigkeitsstandes in der Kammer in den Zerstäuberköpfen 27 ausmünden. Um den Zustand der Flüssigkeit beobachten zu können, ist senkrecht ausserhalb der Kammer 11 eine Nebenleitung 79 angeordnet, welche an beiden Enden mit der Kammer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer in Verbindung steht. Ein mit der Bezugszahl 28
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geführt und auf jeder Seite mit Ventilen 21 versehen. Zu irgendeiner Zeit während der Ausübung des Verfahrens können die Leitung 19 und der durchsichtige Teil 28 durch Öffnen der beiden Ventile 21 mit Flüssigkeit gefüllt werden, deren Zustand der gleiche ist wie im Innern der Kammer.
Wenn man dann das untere Ventil 21 oder beide Ventile schliesst, so kann dieser Teil der Flüssigkeit abgetrennt und sein Zustand festgestellt werden. Die für die Beendigung des Zusatzes von Reagens geeignete Beschaffenheit der Flüssigkeit kann fast augenblicklich durch die Schnelligkeit des Absetzens von Flocken oder Teilchen in dem in der Leitung 19 abgetrennten Teil der Flüssigkeit und durch ihre Farbe bestimmt werden. Sieht man, dass die Flüssigkeit fast augenblicklich einen Bodensatz bildet und die richtige Farbe besitzt, so wird der Zusatz des Reagens unterbrochen und die Flüssigkeit durch das mit dem Ventil. 2-3 versehene Rohr 22 aus der Kammer 11 abgezogen.
Dieser Punkt ist im wesentlichen, wie sieh ergeben hat, annähernd bei p und liegt im allgemeinen etwa zwischen pi und pl, 8. Es ergibt
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verstopfen und dass er keine Spur von Missfärbung aufweist. Unter den angegebenen Bedingungen scheint eine ausgesprochene Absorption von Farbstoffen und andern Kollioden durch die sieh zusammenballenden Stoffe stattzufinden.
Gewünsehtenf8Jls kann der Verlauf des Verfahrens durch richtige Einstellung der Einlass-und AUströmungsventile 10 und 2. 3 kontinuierlich gestaltet werden, in dem Reagens ständig nach Erfordernis zugeführt wird.
Die Ausführung des Verfahrens ist zwar insbesondere in Verbindung mit der Behandlung von Rohrzuekersaft und Rübenzuckersäften beschrieben worden, ist aber nicht hierauf beschränkt, sondern
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durch Änderung des Wasserstoffionenkonzentration sowie durch gleichzeitiges Erhitzen einer Gerinnung oder Ausfällung fähig ist. Es ist in manchen Fällen ferner vorteilhaft, ein unwirksames Material, wie beispielsweise Ziegelstaub od. dgl., der Flüssigkeit zuzufügen. Der Vorteil dieses Zusatzes besteht darin, dass derarige unwirksame, neutrale Stoffe dem zusammengeballten Gerinnsel einverleibt werden und dessen Schwere erhöhen, wodurch das Absetzen wesentlich beschleunigt wird.
Das Verfahren weist grosse Anpassungsfähigkeit auf, indem es die durch Überwachung geregelte Verwendung der Wärme, des Umriihrens oder eines neutralisierenden Reagens, oder von zweien oder allen dieser einzelnen Agentien ermöglicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entfernung von Kolloiden aus Flüssigkeiten, insbesondere Zuckersäften, durch Zusatz eines die Wasserstoffionenkonzentration ändernden Milttels, dadurch gekennzeichnet, dass der im geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Flüssigkeit das Zusatzmittel in fein verteilter Form in so geringen Mengen und so langsam bis zur annähernden Neutralität zugeführt wird, dass auch eine lokale Überneutralisation der Flüssigkeit mit dem Reagens vermieden wird.