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Verfahren zur Gewinnung von Stärke und Nebenprodukten aus
Kartoffeln, Maniokawurzeln u. dgl.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Stärke und Nebenprodukten aus Kartoffeln, Maniokawurzeln u. dgl. Ein Verfahren, bei dem das Rohgut zermahlen oder zerrieben und der dabei anfallende Brei durch Sieben in eine feine und eine grobe Fraktion getrennt wird, wobei die grobe Fraktion nach abermaliger Mahl- oder Reibbehandlung weiter abgesiebt wird, wodurch eine Fraktion anfällt, die im wesentlichen nur die Stärkekörner enthält, und eine Fraktion, in der sich im wesentlichen die Fasern befinden, ist aus Parow. Handbuch der Stärkefabrikation [1928], S. 329 u. ff. bekannt. Weiters beschreibt G.
J. van der Wal in dem Aufsatz "Das Bogensieb und seine Anwendung in der Stärkeindustrie", Die Stärke, 10 [1958], Nr. 11, S. 277 - 284, ein Verfahren zur Herstellung von Kartoffelmehl, wobei das Reibsei in einer ersten Siebstation mit Hilfe von Zentrifugalsieben grob abgesiebt wird, während anschliessend in einer zweiten Siebstation auf sogenannten Abscherklassierern eine Feinabsiebung erfolgt (es sei hier besonders auf Fig. 5 und S. 281, ersten Absatz, des genannten Aufsatzes hingewiesen).
Im Sinne dieser Beschreibung soll unter der Bezeichnung"Abscherklassierer"verstanden werden : eine feste Klassiervorrichtung mit einer zylindrisch gekrümmten Klassierfläche, welche Öffnungen aufweist, deren Abmessungen senkrecht zu den Erzeugenden der Klassierfläche kleiner sind als in der Richtung der Erzeugenden oder aber höchstens gleich gross, wobei die Flüssigkeit zusammen mit darin befindlichen festen Teilchen tangential der Konkavseite der Klassierfläche mit so hoher Geschwindigkeit zugeleitet wird, dass sich die Teilchen von dem Aufgabeende der Klassierfläche bis zu deren Abflussende in im wesentlichen senkrecht zu den Erzeugenden der Klassierfläche stehenden Bahnen fortbewegen. Von Vorteil ist, dass mit dem Abscherklassierer ohne irgendwelche Verstopfungsgefahr auf sehr kleine Abmessungen klassiert werden kann.
Bei diesem bekannten Verfahren ist es üblich, den Brei in beiden Siebstationen in einer Anzahl Stufen zu behandeln, die jede für sich von einer gesonderten Pumpe gespeist werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass zur Weiterbeförderung sowohl der Stärkefraktion wieder Faserfraktion eine grosse Anzahl Pumpen vorgesehen sind, was zur Folge hat, dass ein beträchtlicher Teil der groben Fasern zerbro- chen wird. Ein Teil der feinen Fasern gelangt in das durchgesiebte mehlhaltige Wasser und ist danach in den z. B. aus Hydrozyklonen oder Zentrifugen bestehenden Reinigungsanlagen wieder daraus zu entfernen. Da die feinen Fasern, die mit dem Abwasser abgehen, noch feine Stärkekörner enthalten, wird, damit diese Stärke nicht verlorengeht, dieses Abwasser in Klärbehälter geleitet und. in einer Nachkampagne abermals behandelt.
Ferner wird in der deutschen Patentschrift Nr. 567534 ein Verfahren beschrieben, bei dem das Rohgut zermahlen oder zerrieben und der dabei anfallende Brei im ersten Abschnitt einer Siebstation in eine feine und eine grobe Fraktion getrennt wird, wobei die grobe Fraktion zum zweiten Male zermahlen und zerrieben wird und der dabei anfallende Brei im zweiten Abschnitt der Siebstation weiter abgesiebt wird, wodurch eine Fraktion anfällt, die im wesentlichen die Stärkekörner enthält, und eine Fraktion, in der sich im wesentlichen die Fasern befinden, in welcher Siebstation die Behandlung im Gegenstrom mit einer dem zweiten Abschnitt dieser Siebstation zugeführten Menge Waschwasser erfolgt.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird nach der gleichen Arbeitsweise vorgegangen, wobei
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jedoch die Stufen der beiden Abschnitte der Siebstation aus Abscherklassierern mit solcher Spaltweite bestehen, dass im wesentlichen nur Teile ausgeschieden werden, deren Höchstabmessungen in der Grössenordnung von der des grössten Stärkekorns liegen, und dass die Überlauffraktion der letzten Stufe dieses ersten Abschnittes getrennt wird in die noch zum zweiten Mal zu zerkleinernde grobe Fraktion mit vorwiegend den noch nicht aufgeschlossenen Stärkekörnern und in eine sofort der ersten Stufe des zweiten Abschnittes der Siebstation zugehende feine Fraktion.
Bemerkt sei, dass die deutsche Patentschrift Nr. 567534 ein System zum Auswaschen von Stärkereibsel beschreibt, in welchem mehrere Auswaschvorrichtungen mit je einer zugehörigen Auffangmulde zum Durchfliessen der Reibsei und der Waschflüssigkeit im Gegenstrom angeordnet sind, und unmittelbar zwischen jeder Auswaschvorrichtung und der darunter befindlichen Stärkemilchablauf- bzw. Brausemulde ein Raffinierschüttelsieb angeordnet ist, und Einrichtungen vorgesehen sein können, um die von den Raffiniersieben zurückgehaltenen Faserreste mit dem noch stärkehaltigen gröberen Reibsei zwischen zwei Waschvorgängen noch nachzuzerkleinern. Gemäss diesem Verfahren wird also der Durchgang der ersten Auswaschvorrichtung auf ein Raffiniersieb abgesiebt. Dieses Raffiniersieb wird dadurch hoch belastet, und ist somit einem starken Verschleiss ausgesetzt.
Bei der Nachzerkleinerung der von den Raffiniersieben zurückgehaltenen Faserreste findet überdies eine unnötige Faserzerkleinerung statt.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung werden im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren keine im Betrieb teuren Raffiniersiebe, sondern einfache Abscherklassierer verwendet, wobei nicht der Durchgang, sondern der Überlauf der Siebstufen ausgewaschen wird. Der erwähnte Nachteil der Faserzerkleinerung wird dadurch beseitigt, dass noch vor der Nachzerkleinerung eine Trennung in eine grobe Fraktion, die vorwiegend die noch nicht aufgeschlossenen Stärkekörner enthält, und eine feine Fraktion stattfindet.
Aus dem erfindungsgemässen Verfahren resultieren eine Anzahl wichtiger Vorteile : so kann die ganze Raffiniersiebstation weggelassen werden, weil es viel weniger Degeneration der Fasern gibt : die Eindickstation, zu der der Durchgang d des Abscherklassierers 4 gelangt (s. Zeichnung) empfängt nur Fasern kleiner als 0, 08 mm zur Verarbeitung, was eine beträchtliche Beschränkung des Stärkeverlustes bedeutet ;
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eine grössere Faserfraktion an, wodurch die Viehfutterproduktion aus diesen Fasern erhöht werden kann.
Vorzugsweise werden gemäss der Erfindung in der Siebstation Abscherklassierer mit einer Spaltweite von 100 bis 17511 angewendet.
Unter Spaltweite soll in dieser Erfindung die Abmessung der Öffnungen im Abscherboden, gemessen in einer Richtung senkrecht zu den Erzeugenden dieses Bodens, verstanden werden.
Die Absiebung der noch unaufgeschlossene Stärkekörner enthaltenden Faserteile aus der Überlauffraktion der letzten Stufe des ersten Abschnittes der Siebstation kann erfindungsgemäss mit Hilfe eines Abscherklassierers erfolgen, der eine grössere Spaltweite als die Abscherklassierer der Siebstation aufweist. Für eine gute Wirkung dieses Abscherklassierers ist es jedoch notwendig, die genannte Überlauffraktion zu verdünnen. Vorzugsweise benutzt man dafür den Durchgang der zweiten Stufe im zweiten Abschnitt der Siebstation.
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Schemas erläutert.
Die gewaschenen Kartoffeln werden zusammen mit einer geringeren Menge Wasser bei a einer Reibe 1 zugeführt, in der sie derart fein zerrieben werden, dass möglichst viele Stärkekörner aus den Fruchtzellen freigelegt werden. Das so erhaltene Reibsei geht einem Sammelbehälter 2 zu, in den ferner bei b ein geringer Teil, z. B. 1/3 - 1/5 des in der Siebstation benötigten Waschwassers eintritt.
Hiedurch wird erreicht, dass sich in dem Sammelbehälter 2 weniger Schaum entwickelt. Der Inhalt des Behälters 2 wird mittels einer Pumpe 3, für die mit Rücksicht auf den vorhandenen Schaum vorzugsweise eine Verdrängerpumpe, z. B. eine Pumpe vom Typ "Monopump" gewählt wird, nach der Siebstation gepumpt. Durch den im Sammelbehälter 2 vorhandenen Schaum ist eine überbemessung der Pumpen notwendig geworden. Da im vorliegenden Schema bei b jedoch ein geringer Teil des Waschwassers aufgegeben wird, kann man mit kleineren Pumpen auskommen, als wenn man der letzten Stufe der Siebstation die gesamte Waschwassermenge zuführen würde. Der Energieverbrauch der Siebstation wird also dementsprechend herabgesetzt.
Die Siebstation umfasst z. B. sieben Stufen, die je aus einem der Abscherklassierer 4-10, der Pumpensümpfe 11 - 16 und der Pumpen 17 - 22 bestehen. Die Stufenzahl wird bei einer bekannten Menge Waschwasser durch den gewünschten Baumé-grad der Mehlsuspension beim Verlassen der Siebstation bedingt. Die Fasern werden im Gegenstrom mit dem in den Pumpensumpf 16 der letzten Stufe
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eintretenden Waschwasser c über die Abscherklassierer geführt, d. h. die Überlauffraktion jedes Abscherklassierers, ausser der letzten, fliesst dem nächsten Abscherklassierer zu, während die Durchgangsfraktion jedes Abscherklassierers, ausser der ersten, dem vorangehenden Abscherklassierer zugeht.
Im vorliegenden Schema vereint sich die Durchgangsfraktion des Abscherklassierers 5, mithin der zweiten Stufe, jedoch mit der Durchgangsfraktion der ersten Stufe, damit der Baumé-grad der letztgenannten Fraktion herabgesetzt wird. Dies ist allerdings nicht notwendig. Man kann die Durchgangsfraktion der zweiten Stufe auch ganz oder zum Teil als Verdünnungsflüssigkeit für das Reibsei im Sammelbehälter 2 verwenden.
Die Abscherklassierer 4 - 10 haben alle eine Spaltweite von 100 bis 175 u, so dass sie eine Trennung bewirken zwischen einer Überlauffraktion, in der der Feststoff vorwiegend aus Faserteilen besteht,
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der Feststoff vorwiegend aus Stärkekörnern und sehr feinen Faserteilen zusammengesetzt ist. Da die Kartoffeln nur einmal zerrieben sind, enthält das der Siebstation aufgegebene Reibsei noch unaufgeschlossene Stärkekörner.
Um diese Stärkekörner nachträglich freizulegen, wird die Überlauffraktion des Abscherklassierers 6 nach Verdünnung mit der Durchgangsfraktion des Abscherklassierers 8 nach einem Ab- s. cherklassierer 23 geführt, der eine grössere Spaltweite hat als die Abscherklassierer 4 - 10, so dass die noch gebundenen stärkehaltigen Zellenteile vorwiegend in die Überlauffraktion gelangen, während die feinen Faserteile und die freien Stärkekörner in die Durchgangsfraktion geraten.
Die Überlauffraktion des Abscherklassierers 23 wird anschliessend in der Reibe 24 zerrieben und darauf zusammen mit der Durchgangsfraktion des Abscherklassierers 23 über den Pumpensumpf 13 und die Pumpe 19 auf
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Abscherklassiererabgesiebt wird, passieren fast keine freien Stärkekörner und feine Fasern die Reibe 24. Diese feinen Faserteilewerden mithin nicht unnötig zerkleinert und bleiben somit in den Überlauffraktionen der Ab- scherklassierer 7 - 10. Sie verlassen die Siebstation in der bei e abgehenden Faserfraktion, die zu Viehfutter verarbeitet wird. Nach dem Schema wird die Überlauffraktion des Abscherklassierers 6 auf dem Abscherklassierer 23 und in der Reibe 24 behandelt.
Es ist aber auch möglich, die Überlauf- fraktion eines der ändern Abscherklassierer über Abscherklassierer 23 durch die Reibe 24 zu führen.
Im allgemeinen sollen diese Geräte an solcher Stelle im System untergebracht werden, dass der Gehalt an freier Stärke des in der Reibe 24 behandelten Produktes im wesentlichen dem Gehalt an freier Stärke der Durchgangsfraktion des Abscherklassierers 23 gleichkommt, u. zw. mit Rücksicht auf ungewünschte sprunghafte Schwankungen im Gehalt an freier Stärke des Mehlstromes in der Siebstation. Die vom grössten Teil der Fasern befreite Stärkesuspension tritt bei d aus der Siebstation und wird anschliessend auf bekannte Weise eingedickt und im Gegenstrom in Hydrozyklonen, Zentrifugen usw. ausgewaschen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung von Stärke und Nebenprodukten aus Kartoffeln, Maniokawurzeln u. dgl., wobei das Rohgutzermahlen oder zerrieben und der dabei anfallende Brei im ersten Abschnitt einer Siebstation in eine feine und eine grobe Fraktion getrennt wird, wobei die grobe Fraktion zum zweiten Male zermahlen und zerrieben wird und der dabei anfallende Brei im zweiten Abschnitt der Siebstation weiter abgesiebt wird, wodurch eine Fraktion anfällt, die im wesentlichen die Stärkekörner enthält, und eine Fraktion, in der sich im wesentlichen die Fasern befinden, in welcher Siebstation die Behandlung im Ge- genstrom mit einer dem zweiten Abschnitt dieser Siebstation zugeführten Menge Waschwasser erfolgt, da- durch gekennzeichnet,
dass die Stufen derbeidenAbschnitte derSiebstation aus Abscherklassierern mit solcher Spaltweite bestehen, dass im. wesentlichen nur Teile ausgeschieden werden, deren Höchstabmessungen in der Grössenordnung von der des grössten Stärkekorns liegen, und dass die Überlauffraktion der letzten Stufe dieses ersten Abschnittes getrennt wird in die noch zum zweiten Mal zu zerkleinernde grobe Fraktion mit vorwiegend den noch nicht aufgeschlossenen Stärkekörnern und in eine sofort der ersten Stufe des zweiten Abschnittes der Siebstation zugehende feine Fraktion.