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Verfahren und Einrichtung zur Diffusion von Zuckersäften.
Es ist ein Diffusionsverfahren bekannt, bei dem der in den mit frischen Schnitzeln beschickten Diffuseur geleitete Saft einem gleichzeitig den aus dem letzten Diffusem'ab- gezogenen Saft aufnehmenden Zwischengefäss entnommen und durch eine Pumpe unter Durchlaufen einer Heizvorrichtung zu einem Kreislaufe zwischen dem ersten Diffuseur und dem Zwischengefäss gezwungen wird, zum Zwecke, den Inhalt des mit frischen Schnitzeln beschickten Diffuseurs gleichmässig auf die für den Diffusionsvorgang erforderliche Temperatur zu bringen, sowie den Saftzutiuss und den Druck in dem zu erwärmenden Diffuseur zu regeln (siehe z. B. österr.
Patent Nr. 1054G). Man nennt den auf obige Weise mit Hilfe einer Pumpe erfolgenden Saftumlauf #forciert".
Dip Erfindung bezieht sich auf eine Abänderung dieses bekannten Verfahrens, sowie
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In den beilingonden Zeichnungen ht :
Fig. 1 eine Draufsicht der gesamten Einrichtung, wobei die verschiedenen Saft-, Wasser- und Übersteigventile der Deutlichkeit halber nebeneinander gezeichnet sind, Fig. 2 ein in grösserem Massstabe gehaltener lotrechter Schnitt durch den Kompensator, Fig. 3 ein wagerecter Schnitt durch den Kompensator nach I I in Fig. 2, Fig. 4 eine Seitenansicht der Einrichtung von links (Fig. 1) gesehen, Fig. 5 eine Ansicht einer Einzelheit, wenn man in der Richtung des Pfeiles 11 (Fig. 1) blickt, Fig. ti dip, Seitenansicht einer Einzelheit, wenn ein Schnitt nach O-P (Fig.
1) geführt wird, Fig. T eine Vorderansicht der Anlage, wie sie beim Ansehen in der Richtung der Pfeile 111 in Fig. 1 erscheint
In Fig. 1 sind die Bezugszeichen mit Indizes versehen, welche zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung erforderlich sind.
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Zur Ausführung der Erfindung ordnet man ungefähr in der Höhe der Diffuseure (Fig. 4 und 7) einen geschlossenen zylindrischen Kossei q von demselben Rauminhalt wie ein Diffuseur an, welcher Kompensator genannt wird und zur Aufnahme von Saft bestimmt ist. Ein von dem Boden dieses Kessels ausgehendes Rohr o führt den Saft dem Saugraum einer (vorteilhafterweise Zentrifugal-) Pumpe p zu, die ihn in einen (oder mehrere) Vorwärmer s und von hier in eine Druckleitung R drückt, welch letztere mit dem Kopf jedes
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rohr o, durch welches somit von Rlibenbrei freier Saft abfliesst, ist mit einer Klappe z ausgestattet, die durch einen Schwimmer y bewegt wird, so dass der Saftspiegel in dem Kessel nicht unter eine bestimmte Ebene Y-Y sinken kann.
Der Kessel besitzt ausserdem ein Abziehrohr w, von welchem weiter unten die Rede ist und ein Sicherheitsrohr 1. welches imoberenTeildesBottichsmmündet.
Die Wirkungsweise der Batterie ist nach der Erfindung folende :
Es sei u+2 der Diffuseur, welcher entleert wird, d. h. aus welchem die erschöpften Schnitzel entfernt werden ; n+1 der Diffuseur, welcher mit frischen, noch nicht mit Saft getränkten Schnitzeln gefüllt ist und in welchem gemaischt werden soll ; n der zu forcierende Diffuseur, d. h. derjenige, in welchem zuletzt gemaischt worden ist und welcher frische, durch das Maischen mit Saft getränkte Schnitzel enthält ; der in diesem Diffuseur enthaltene Saft ist kalt ; M- der abzuziehende oder letzte Diffuseur, d. h. derjenige, aus welchem der Saft abgelassen wird.
Angenommen, die Batterie sei im Betriebe, so ist das Ventil i geschlossen, während alle Saftventile nach der Saftleitung J hin geschlossen und für den Batterieumlauf ge- öffnet sind, ausgenommen die Ventile Jn, Jn+1 und Jn+2, welche nach der Saftleitung hin sowie für den Batterieumlauf geöffnet sind, ferner sind alle Ventile c für den Batterie-
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Vorwärmer N, die Leitung 7t* und aus dieser teils in den Bottich M, teils durch das Ventil rn und das Forcierrohr/n (Pfeil A) in den Diffuseur n gedrückt ;
der Saft fliesst dann ab- wärts über die in diesem Difuseur enthaltenen ka) ten Schnitzel, aufwärts durch das Fussrohr an, den Kalorisator & , das Übersteigrohr bn und das Ventil Jn+1 (Pfeil C) in die
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dem Kompensator zu gleicher Zeit erfolgen, so wird nach dem Maischen der Saftspiegel im Kompensator auf Grund des Gesetzes der kommunizierenden Röhren sich in der durch die Köpfe der Diffuseure gehenden wagerechten Ebene X-X befinden.
Das Forcieren ist beendigt, wenn der Saft unten aus dem Diffuseur is warm aus- fliesst : die Praxis zeigt, dass die Saftmenge, welche zum Forcieren erforderlich ist, d. h. über die Schnitzel fliessen muss, um sie zu erwärmen, im Gewicht dem dreifachen Gewicht der in dem Diffuseur enthaltenen Schnitzel oder im Volumen der dreifachen Hälfte des ge-
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Diffuseur n, wobei er sich mit dem in letzterem enthaltenen Drucksaft vermischt und durch J (Pfeil H) und 11 in den Kompensator, aus welchem er durch R und v in das Messgefässmgedrücktwird.
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Man forciert hierauf in derselben Weise den Diffuseur n+l (indem man fn usw. öffnet), während man den Diffuseur M abzieht und in dem Diffuseur fizz maischt.
Bei dem vorliegenden Verfahren zieht man den Diffuseur M- ab, während man den Diffnseur n forciert und in dem Diffuseur ss-+l maischt, wogegen man bei der gewÖhnlichen Diffusion in dem Diffusseur 1J maischt und den Diffuseur n+1 abzieht.
Der Kompensator dient als Temperaturregler oder -ausgleicher, als Geschwindigkeitsregler der Batteriezirkulation, ferner zum Regeln des Spiegels des Saftausflusses aus der Batterie und Verhinderung des Anklebens der Schnitzel- auf den Diffuseurböden, dann zum Beschleunigen des Abziehens und Verzögern des Maischens und schliesslich zum Regeln der Zuckerausbeute der Batterie.
Um Temperaturbeständigkeit zu erzielen, müsste man an den Ausfluss der Vorwärmer einen Arbeiter stellen, welcher unter Beobachtung von Thermometern die Dampfventile dieser Apparate handhabt.
Der Kompensator hilft diesem Übelstande auf folgende Weise ab : Bei regelmässigem
Betriebe enthält der Kompensator eine dem Inhalte eines Diffuseurs gleiche Saftmenge von einer Temperatur, welche dem Mittelwerte der in der erwähnten Weise steigenden Tempe- raturen entspricht, die der aus dem forcierten Diffuseur in den Kompensator fliessende
Saft durchläuft.
Da der Saft, wie angenommen, anfänglich mit 25 () aus diesem Diffuseur fliesst und mählich auf 80 () steigt, so beträgt die mittlere Temperatur des Saftes im Kompensator
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eine Temperatur von 50 - 550 besitzt, mischt, so wird der zuerst in den Kompensator eintretende kältere Saft mit wärmerem Saft vermengt und entsprechend angewärmt, worauf die Temperatur des im Kompensator befindlichen Saftes wegen der im Verhältnis sehr geringen Menge des zuströmenden kälteren Saftes nur wenig abnimmt. Andererseits wird der später hinzutretende Saft, sobald seine Temperatur höher ist als die des Kompensatorsaftes, bei der Mischung mit letzterem entsprechend abgekühlt.
Auf diese Weise b] leillt die Temperatur des im Kompensator befindlichen Saftes fast beständig.
Bei dem den Erfindungsgegenstand bildenden Verfahren, bei dem man den 1\faischsaft auf eine Dichte bringt, die jener des Rübensaftes gleich oder höher als diese ist, geht folgendes vor :
Das Einmaischon braucht nicht mehr heiss vorgenommen zu werden, um zu Anfang eine hohe Auslangung zu erzielen ; man vermeidet so die ernste Beeinträchtigung der
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alles in allem, in dem einfachen Anfallen des Diffuseurs.
Ist das Minmaiscben beendigt, so findet das Forcierpn statt ; während dieser Periode soll noch keine Erschöpfung stattfinden ; man begnügt sich damit, die Temperatur der Schnitzel auf das mögliche Maximum . n bringen. ach dem Forcieren gelangt der ge- wöhnliche Diffusionssaft auf noch gar nicht ausgelaugte Schnitzel, u. zw. gelangt er heiss auf diese und es herrscht das Maximum des Diffusionskocftizienten. Überdies ist die Anreicherung des Saftes progressiv : er trifft auf Schichten, die immer ebenso reich sind, bis zu dem unteren Teil und gelangt so dahin, das Gleichgewicht zwischen seiner Dichte und der natürlichen Dichte des Saftes herzustellen.
Er tritt zuerst mit der Dichte des Rübensaftes oder wenigstens mit einer dieser äusserst nahekommenden Dichte aus. Indem so din Dichte nach und nach, in dem Masse, als die Schichten erschöpft werden, sinkt, werden diese im Sinne der Bewegung, d. i. von oben nach unten erschöpft. Die Auslaugung ist demnach eine systematische und muss deshalb notwendigerweise die beste sein, d. h. jene, welche die grössten Ausbeuten liefert.
Der technische Vorteil des heissen Einmaisehens der mit frischen Schnitten gefüllten Gefässe besteht bekanntlich darin, solche Verhältnisse zu schaffen, dass bereits in den jüngsten Gliedern der Batterie eine energische Auslaugung erzielt wird, da erfahrungsgemäss die Diffusionsarbeit umso unrationeller wird, je langsamer der Zuckergehalt der Schnitte von Gefäss zu Gefäss gegen das Ende der Batterie zu sinkt. Ein energisches Einsetzen der Diffusion wird dadurch erzielt, wenn heisse Schnitte mit hohem Zuckergehalt im Auslaugeteil der Batterie mit heissem Auslaugesaft in Berührung kommen. Zu diesem Zwecke wird die Forcierarbeit so geleitet, dass während derselben die Auslaugung der Schnitte minimal ist oder eine solche überhaupt nicht stattfindet.
Es empfiehlt sich daher, die Konzentration dos Maischsaftes durch Zuckerzusatz auf die Höhe des Rübensaftes zu bringen und zu diesem Zwecke bringt man in den Kompensator irgendein zuckerhaltiges Produkt von grosser Dichtigkeit, wie Zucker, Sirup, reichen oder armen Ablaufsirup,
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Melasse, in solcher Menge ein, dass der Saft des Kompensators oder besser der Forciorsuft immer eine gleiche oder grössere Dichte besitzt als der natürliche Zellensaft. Man wird so Säfte von grösster Dichtigkeit und grösster Reinheit und die grösste Zuckerausheute erhalten.
Analysen beweisen die Richtigkeit dieses Vorganges, den man auch durch graphische Darstellung verdeutlichen kann.
Es muss noch bemerkt werden, dass die Zusätze von Zucker (ungeschmolzenem Zucker, Sirup, Ablaufsirup, Melasse) beim vorliegenden Verfahren zu den bis jetzt versuchten Zusätzen von Melasse oder armem Ablaufsirup in keiner Beziehung stehen. Bis jetzt hat man diese Produkte während des Füllens des Diffuseurs mit frischen Schnitzeln zugesetzt, so dass dieselben die Schnitzel gleichmässig umgeben und sich erst später mit dem Saft vermischen. Diese Zusätze hatten den Zweck, der Melasse einen Teil der Salze zu entziehen, welche ihren Zucker unlöslich machen, d. h. die Endosmose der Salze zu bewirken, um letztere in die Rübenzellen zu bringen.
Beim vorliegenden Verfahren werden die zuckerhaltige Produkte im Kompensator, d. h. dem Saft selbst in Abwesenheit von Schnitzeln zugesetzt. Diese Zusätze ergeben unmittelbar eine Verdünnung der Melasse und eine Erhöhung der Dichtigkeit des Saftes, welch letztere nötig ist, da der so erhaltene Saft dazu bestimmt ist, den Diffuseur 11 zu forcieren, d. h. ihn gleichmässig auf 800 zu erwärmen, ohne den Schnitzeln die geringste Menge Zucker zu entziehen, ohne sie auszulaugen, ohne Exosmose des Zuckers, was nur durch Anwendung eines Forciersaftes erreicht werden kann, dessen Dichte gleich oder grösser ist, als die des natürlichen Zellensaftes.
Das vorliegende Verfahren ist bei der Diffusion jeglicher zuckerhaltiger Produkte, wie Rüben, Rohr, Ahorn, Sorgho, Zuckerahorn, Holz usw. anwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Diffusionsverfahren, bei dem der in den mit frischen Schnitzeln beschickten Diffuseur geleitete Saft einem gleichzeitig den aus dem letzten Diffuseur abgezogenen Saft aufnehmenden Zwischengefäss entnommen und durch eine Pumpe unter Durchlaufen einer Heizvorrichtung zu einem Kreislaufe zwischen dem ersten Diffuseur und dem Zwischengefäss gezwungen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der ans dem mit frischen Schnitzeln be- schickten, forcierten Diffusem- ( abgezogene Saft zum Teil in den nächstfolgenden
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eine Pumpe entnommen und von dieser nach dem Diffuseur gedrückt wird, zum Zwecke. unter ständigem Ausgleich in der Safttemperatur,
der Batteriegeschwindigkeit und der Saftdichtigkeit ein vorteilhaftes Anmaischen der frischen Schnitzel zu erzielen und eine Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit des forcierten Saftes zu verhindern.