AT256739B - Diffusionsanlage zum Extrahieren von zerleinerten pflanzlichen Stoffen, insbesondere zerkleinertem Zuckerrohr - Google Patents

Description

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   Diffusionsanlage zum Extrahieren von zerkleinerten pflanzlichen Stoffen, insbesondere zerkleinertem Zuckerrohr 
Die Erfindung bezieht sich auf eine Diffusionsanlage zum Extrahieren von zerkleinerten Pflanzenstoffen, bevorzugt Zuckerrohr. 



   Diffusionsanlagen mit von Einbauten freiem Diffusionsturm und mit einer Pumpenleitung, welche in den Fuss des Diffusionsturmes einmündet, sind bekannt. Bei solchen Anlagen findet das Einmaischen in einem der Förderpumpe vorgeschalteten besonderen Maischapparat statt. Solche Anlagen haben nicht einwandfrei gearbeitet, weil die Kombination einer Pumpe und einer besonderen Einmaischvorrichtung in der Praxis sich nicht bewährten, da sie keine kontinuierliche Förderung mit dem erforderlichen Füllungsgrad für den Diffusionsturm ermöglichen. Um das Einpumpen des Extraktionsgutes in den Diffusionsturm vorzunehmen, sind dabei also bisher jeweils zwei getrennt angetriebene und jede für sich selbständig arbeitende Vorrichtungen notwendig.

   Auch besitzen solche Anlagen keine Siebabstreifvorrichtungen für die im Turmfuss angeordneten Siebflächen, wie sie zur betriebssicheren Arbeit unerlässlich sind. 



   Es sind auch Diffusionsanlagen bekannt, bei denen sich im unteren Teil eines von Einbauten sonst freien Diffusionsturmes eine Förderschnecke befindet, die sowohl das Abstreifen der erwähnten Siebflächen vornimmt als auch den Transport des Extraktionsgutes in den Diffusionsturm selbst bzw. den Diffusionsraum. Solche Förderschnecken im unteren Teil des Diffusionsturmes erfordern besonders kostspielige Konstruktionen und neigen darüber hinaus wegen ihrer aus Transportgründen engen Querschnitte zwischen den Schneckengängen leicht zu Verstopfungen. 



   Es sind auch noch Diffusionssysteme bekannt, bei denen Abstreifer oder Schnecken angeordnet sind, die sich aber bei gewissen Extraktionsgütern, wie z. B. Zuckerrohr, nicht bewährt haben, weil Zuckerrohr nach seiner Aufbereitung zu Zusammenballungen in dem Diffusionsraum und damit zu Verstopfungen zwischen den beweglichen Einbauten solcher Extraktionstürme führt. 



   Die Diffusionsanlage nach der Erfindung besteht-wie an sich bekannt-aus einem von Einbauten freien Diffusionsturm, der mit einer in seinen Boden einmündenden Zuleitung für das mittels einer Förder-und Maischvorrichtung in   den Turm hineinzudrückende Extraktionsgut sowie   einer am oberen Turmende befindlichen Zuleitung für die Extraktionsflüssigkeit sowie mit am Turmfuss angeordneten Sieben und mit Abstreifern für diese Siebflächen versehen ist.

   Die bei den bekannten Anlagen dieser Art bestehenden und geschilderten Nachteile sind nunmehr in fortschrittlicher Weise dadurch vermieden, dass erfindungsgemäss das mit Zirkulationssaft vermischte Extraktionsgut über ein Fallrohr zu einer Pumpe, insbesondere einer Rotationspumpe, gelangt, dass aber diese Pumpe so ausgebildet ist, dass das Gemisch in der Pumpe durch Verlängerung der Aufenthaltszeit eingemaischt wird, so dass in neuartiger Weise diese Pumpe für das Gemisch nicht nur als Förderpumpe, sondern gleichzeitig auch als Einmaischgerät dient, und dass nach dem erfolgtenEinmaischen das Gemisch mittels der gleichen Pumpe unmittelbar in den Fussteil des Diffusionsturmes gelangt. 



   Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufenthaltszeit des Gemisches aus Saft und z. B. geshreddertem Zuckerrohr in der Pumpe gewollt veränderbar, insbesondere einstellbar. Dies kann 

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 durch an sich bekannte Mittel, die den Wirkungsgrad der Pumpe herabsetzen, ermöglicht werden, beispielsweise durch Verkleinern des Laufraddurchmessers der Pumpe. 



   Die Förderleistung der Pumpe kann nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens durch Änderung ihrer Drehzahl in Abhängigkeit vom Niveaustand der Flüssigkeit im Turm oder in Abhängigkeit vom Brixgehalt der Turmflüssigkeit verändert werden. 



   DieAnlage nach der Erfindung zeichnet sich noch dadurch aus, dass zwischen der Pumpe und den im Turmfuss angeordneten Sieben ein siebfreier Raum vorgesehen ist, der zur Lagerung von im Turmfuss angeordneten rotierenden Abstreifern dient. 



   Die Antriebsachse der Abstreifer im Bereich des sieblosen Raumes kann gleichzeitig als Drehachse eines zusätzlichen rotierenden Siebkörpers für den Abzug von Betriebssaft dienen. 



   Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Diffusionsanlage nach der Erfindung und lassen weitere neue und fortschrittliche Merkmale derselben erkennen. 



   Fig. 1 stellt eine Seitenansicht einer solchen Anlage, teilweise im Schnitt, dar, und Fig. 2 ist in einem Längsschnitt durch den Fussteil des Turmes eine besondere Anordnung der im Turminneren vorgesehenen Siebe. 



   Mittels einer Transportvorrichtung, z. B. eines Transportbandes   1,   erfolgt die Zuführung des geshredderten Zuckerrohres in ein Fallrohr 3. Die Flüssigkeit wird über einen Einlassstutzen 2 am oberen Ende des Fallrohres 3 dem Gut beigemischt. An das Fallrohr 3 schliesst sich in seinem unteren Teil eine Pumpe, insbesondere eine Rotationspumpe 5, an. In dieser Pumpe ist die Aufenthaltszeit des Gemisches gewollt verlängert, z. B. durch eine Verkleinerung des Laufraddurchmessers der Pumpe   5,   Durch diese verlängerte Aufenthaltszeit wirkt die Pumpe 5 sowohl als Förderpumpe als auch als Einmaischvorrichtung für das Gemisch. Die Pumpe bewirkt also auch eine besonders intensive Einmaischung und Durchknetung des Extraktionsgutes vor dem eigentlichen Diffusionsvorgang.

   Am un-   teren Ende, d. h.   in dem Fussteil 6 des Turmes 16, sind Siebe 7 zum Abzug des das Extraktionsgut fördernden Extraktionssaftes angeordnet. 



   Erfahrungsgemäss erfordern solche Siebe Abstreifer 10, um die Siebflächen rein zu halten und den Durchgang der Extraktionsflüssigkeit zu gewährleisten. Die Erfahrung zeigt weiter, dass bewegliche Teile in Extraktionstürmen zu Verstopfungen führen. Diese Verstopfungen treten besonders dann auf, wenn das Verhältnis vom Gewicht des Extraktionsgutes zum Gewicht der Extraktionsflüssigkeit kleiner als 0,5 ist. Um nun solche Verstopfungen zu vermeiden und trotzdem mit einfachen Abstreifern für die Siebreinhaltung arbeiten zu können, wird erfindungsgemäss die Lagerung der Abstreifer 10 innerhalb des Stutzens 9 angeordnet, also an einer Stelle, wo als Folge des Flüssigkeitsüberschusses gegenüber dem Extraktionsgut eine Freispülung von Einbauten möglich ist. Dafür wird die Lagerung dieser Abstreifer 10 unterhalb der unteren Begrenzungslinie der Siebe 7 angeordnet.

   Nur durch diese Massnahme ist gewährleistet, dass die Lagerung der Abstreifer 10 und die Lagerung selbst nicht zu Verstopfungen Anlass geben. Dabei liegt der Antrieb 11 für die Abstreifer 10 ebenfalls unterhalb der mit Flüssigkeitsüberschuss arbeitenden Zone. 



   Bei bestimmtem Extraktionsgut kann es dabei zweckmässig sein, den unteren Fussteil 6 des Diffusionsturmes 16 mit seinen Sieben 7 zylindrisch auszuführen im Gegensatz zu dem darüberliegenden Teil des Diffusionsturmes. 



   Es ist bekannt, Diffusionstürme geneigt,   z. B.   konisch, auszuführen. Diese Neigung   wählt man, um   die Reibung zwischen dem Extraktionsgut und der Wandung des Extraktionsraumes beim Transport des Extraktionsgutes zum Austragende hin zu verringern. Solche sich erweiternden Diffusionstürme haben aber grundsätzlich den Nachteil, dass sie, wie die Praxis zeigt, Diffusionszeiten bis zu 80 min verzeichnen. 



  Liegende Diffusionssysteme, wie sie ebenfalls in der Praxis bekannt sind, haben zwar den Nachteil eines sehr grossen Platzbedarfes, haben aber nur Diffusionszeiten von zirka   25min   und sind daher vom technologischen Standpunkt hochwertiger, weil, z. B. bei Zuckerrohr, der Anfall an Melasse entscheidend von der Diffusionszeit abhängig ist. 



   Erfindungsgemäss ist dieser Nachteil stehender Diffusionsanlagen ohne innere Einbauten dadurch behoben, dass eine intensivere Bespülung des Extraktionsgutes in dem Diffusionsturm stattfindet. Führt man das Extraktionswasser durch die Berieselungsanlage 14 an der Oberseite des Turmes 16 in der üblichen Weise durch, dann passiert die Extraktionsflüssigkeit das Extraktionsgut praktisch nur einmal, und diese Tatsache führt zu der beobachteten mehrfachen Diffusionszeit gegenüber liegenden Anlagen. 



  Erfindungsgemäss wird in   verschiedenen Ebenen am Umfang eines Diffusionsturmes   ohne innere Einbauten an mehreren Stellen ein Abzug 12 von Extraktionsflüssigkeit vorgenommen und über Pumpen in einer darüber liegenden Stelle erneut zugeführt. An dem Austritt ist ein bestimmter Brixwert als Folge der Ex- 

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 traktionswirkung der Flüssigkeit vorhanden und, obschon diese Flüssigkeit zu einer Stelle niedereren Brixwertes zurückgepumpt wird, wird trotzdem eine Verbesserung der Extraktionswirkung und damit die wichtige Verkürzung der Diffusionszeit erreicht,

   weil besonders in den oberen Zonen   desDiffusionstur-   mes die Berührungszeit zwischen Extraktionsflüssigkeit und Extraktionsgut bei dem normalen   einmal !-   gen Durchtritt der Extraktionsflüssigkeit die mögliche Brixanreicherung nicht erfolgt, wie sie bei mehrfacher Berührung zwischen Extraktionsflüssigkeit und Extraktionsgut gegeben ist und wie sie dann zu einer Verkürzung der Diffusionszeit führt.

Claims (1)

1. Daneben erzeugen solche Umpumpungen eine Turbulenz, deren Turbulenzgrad durch entsprechende Dimensionierung der Pumpen so gesteuert werden kann, dass diese Turbulenz zu einer wichtigen Verringerung der Reibung zwischen Extraktionsgut und der Wandung des Diffusionsturmes führt. Durch diese Massnahme ist es möglich, die übliche Neigung von solchen Diffusionstürmen geringer zu halten. Durch die geringere Neigung verringert sich auch das Diffusionsvolumen und wieder die Diffusionszeit. Erfindungsgemäss wird daher beim Vorhandensein solcher Umpumpungen ein Erweiterungswinkel für die Neigung des Diffusionsturmes, gemessen zwischen der Mittellinie und der Aussenwand, von weniger als 20 in Anspruch genommen werden.

   Bei dem Erfindungsgegenstand ist die Grösse des Pumpendruckes von Bedeutung. Die manometrische Förderhöhe der Pumpe 5 soll einerseits den Zirkulationssaft und das Extraktionsgut in Bewegung halten und die auf diesem Weg auftretenden Widerstände im Sieb usw. überwinden. Zirkulationssaft ist ein im Kreislauf befindlicher, ständig erneuerter Saft, der einmal als Transportmittel für das eingemaischte Zuckerrohr zur Förderung in und durch den Extraktionsturm und zum andern als Wärmeübertragungsmittel an das aufbereitete Extraktionsgut dient. Zum andern soll das ständig nachgeförderte Extraktionsgut durch einen gewissen Druck der Flüssigkeit auf dieses Extraktionsgut in den bzw. durch den Diffusionsturm gefördert werden.

   Die Grösse des manometrischen Druckes der Pumpe ist nun auch abhängig von der immer etwas schwankenden Aufbereitungsform des Extraktionsgutes, und es ist daher notwendig, die manometrische Förderhöhe der Pumpe den aufgezeichneten Faktoren anzupassen. Zu diesem Zweck wird die Drehzahl der Pumpe 5 durch das sich im Diffusionsturm 16 einstellende Flüssigkeitsniveau der Extraktionsflüssigkeit über eine an sich bekannte Regelanlage gesteuert. Erfahrungsgemäss ist nämlich ein solcher Diffusionsturm nicht bis an seine Oberkante mit Flüssigkeit gefüllt, da in dem oberen Teil eines solchen Diffusionsturmes eine gewisse Berieselungs-bzw. Abtropfzone für das Extraktionsgut vorhanden ist.

   Erfindungsgemäss wird der Betriebssaft nicht in bekannter Weise im Fallrohr 3, sondern zwischen der Pumpe 5 und der Unterkante der Siebfläche in dem Fussteil 6, also in dem siebfreien Raum 9, abgeführt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass an dieser Stelle hinter der Pumpe 5 als Folge der Durcharbeitung desExtraktionsgutes in dieser Pumpe 5 der höchste Brixgehalt und damit die beste Extraktionsflüssigkeit abgezogen werden kann.

   Dabei kann erfindungsgemäss die Antriebsachse der Abstreifer 10 in dem Raum 9 gleichzeitig als Drehachse und Abzugleitung eines zusätzlichen rotierenden Siebkörpers benutzt werden.

   Sich erweiternde Diffusionstürme haben den Nachteil, dass sie zu grösseren Diffusionsvolumen und damit zu längeren Diffusionszeiten führen. Zur Beseitigung dieser Nachteile und zur Verkürzung der Diffusionszeit wird die Aneinanderschaltung zweier oder mehrerer Diffusionstürme vorgeschlagen, die bei gleichem Diffusionsvolumen zu einer Verringerung des Austragdurchmessers gegenüber einer Einzelanlage führt.

   Bei schwierigem Extraktionsgut können die Siebe 7 im Diffusionsfuss 6, die in einem zylindrischen oder konischen unteren Bereich des Diffusionsturmes 16 angeordnet sind, auch ersetzt werden durch umlaufende Siebbänder 13, die mit konischen Durchlässen versehen sind. Eine solche Anordnung erfordert keine Abstreifer und bietet damit von der Pumpe 5 bis zum Austritt 15 des Extraktionsturmes 16 einen freien Raum.

   PATENTANSPRÜCHE : 1. Diffusionsanlage zum Extrahieren von zerkleinertem Zuckerrohr od. ähnl. Stoffen holzartiger Struktur, die einen von Einbauten freien Extraktionsturm mit einer im Boden ausmündenden Zuleitung für eingemaischtes Gut und eine das Gut durch die Zuleitung in den Turm drückende Fördervorrichtung sowie ein mit der Fördervorrichtung verbundenes Fallrohr für die Zuführung des Gutes mit beigemischtem Zirkulationssaft aufweist, wobei am oberen Ende des Diffusionsturmes eine Zuleitung für die Ex- traktionsflüssigkeitundamTurmfussSiebemitAbstreifern für dieSiebflächenvorgesehensind, dadurch <Desc/Clms Page number 4> gekennzeichnet, dass als Fördereinrichtung eine Pumpe (5), vorzugsweise eine Rotationspumpe, vorgesehen ist, die durch entsprechende Bemessung, vorzugsweise des Füllraumes und des Förderorgans,

   neben der Förderung zur mehrfachen Umwälzung und Durchmischung des Gutes dient und somit zugleich als Einmaischgerät ausgebildet ist.

   2. Diffusionsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Pumpe (5) mit einstellbarem manometrischem Pumpendruck, vorzugsweise mit austauschbarem Laufrad.

   3. Diffusionsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung der Pumpe (5) durch Änderung ihrer Drehzahlen in Abhängigkeit vom Niveaustand der Flüssigkeit im Turm (16) veränderbar ist. EMI4.1 der Pumpe (5) durch Änderung ihrer Drehzahlen in Abhängigkeit vom Brixgehalt der Turmflüssigkeit veränderbar ist. EMI4.2 net, dass zwischen der Pumpe (5) und den im Turmfuss (6) angeordneten Sieben (7) ein siebfreier Raum (9) vorgesehen ist, der zur Lagerung von im Turmfuss (6) angeordneten rotierenden Abstreifern (10) dient. EMI4.3 Raum (9) ein Abzug für den Betriebssaft vorgesehen ist.

   7. Diffusionsanlage nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse der Abstreifer (10) im Bereich des sieblosen Raumes (9) gleichzeitig Drehachse und Abzugleitung eines zusätzlichen rotierenden Siebkörpers ist. EMI4.4 net, dass das in verschiedenen Ebenen des sich erweiternden Diffusionsturmes (16), u. zw. am Umfang (4) des Turmes, an mehreren Stellen Abzüge (12) für die Extraktionsflüssigkeit vorgesehen sind, und dass die Extraktionsflüssigkeit in Ebenen geringerer Saftkonzentrationen wieder in den Turm (16) gelangt.

   9. Diffusionsanlage nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h net, dass der Turmmantel (4) gegenüber seiner Längsmittelachse eine Neigung von weniger als 20 besitzt.

   10. Diffusionsanlage nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass statt der im Turmfussinneren (6) liegenden Siebe (7) ein oder mehrere Siebbänder (13) angeordnet sind.

   11. Diffusionsanlage nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Diffusionstürme (16) hintereinander geschaltet sind, und dass das aus einem Turm ausgetragene Gut mittels des Fallrohres (3) des nächsten Turmes in diesen gelangt.