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Die Erfindung betrifft eine Maische für die Behandlung einer Füllmasse in der Zuckerindustrie, bestehend aus einem zylindrischen Behälter mit einer koaxial im Behälterinneren verlaufenden Rührwerkswelle mit daran befestigten Rührarmen und zwischen den Rührarmen in einzelnen Etagen angeordneten rohrförmigen Wärmeaustauscheinrichtungen, die von Etage zu Etage miteinander verbunden sind.
Die Kristallisation im Kochapparat wird bekanntlich als Verdampfungs-Kristallisation bezeichnet. Abhängig vom Kristallgehalt der Füllmasse und der Viskosität des Muttersirups kann sie über eine bestimmte Grenze, die durch das Stagnieren der Füllmasse im Kochapparat gesetzt wird, nicht hinausgeführt werden.
Die Löslichkeit der Saccharose sinkt mit abnehmender Temperatur. Diese Möglichkeit zur Erhöhung der Kristallausbeute nutzt man bei der Kühlung der Füllmassen in den Rührmaischen aus, wobei die Abkühlung der mit einer Temperatur von 65 bis 80 C aus den Kochapparaten abgelassenen Sude durch den Umstand festgelegt ist, dass die Viskosität einer Füllmasse mit sinkender Temperatur ansteigt und damit schliesslich die Gefahr der Beschädigung der Rührwerke beim Durchgang durch die sehr zähe Kristall-Sirupmasse besteht. Die Viskosität wächst mit dem Kristallgehalt der Füllmasse ausserordentlich stark. Der Kristallgehalt darf daher eine bestimmte Grenze nicht überschreiten, sonst wird die Füllmasse unbeweglich und lässt sich weder rühren noch pumpen.
Zur Kühlkristallisation sind geschlossene Rührmaischen mit scheibenförmigen rotierenden Kühlelementen bekannt (Bild 51, Seite 459 aus dem Buch "Technologie des Zuckers", Ausgabe 1968).
Auch ist es bekannt (DE-OS 2548648), die Maischeeinrichtungen mit Kühlschlangen zu versehen.
Fernerhin sind durch die DE-OS 2821129 rotierende Kühlrohre bekanntgeworden, die gleichzeitig als Rührwerksarme fungieren. Dabei sind die gekühlten Rührarme mit der vom Kühlmedium durchflossenen Rührwerkswelle verbunden. Aus der Literatur ist es bekannt, dass aus grundsätzlichen physikalischen Gründen die Identität von Kühl- und Rührwerk unzweckmässig ist. Dies konnte inzwischen auch theoretisch und auch experimentell nachgewiesen werden.
Zur Erzielung eines möglichst hohen Wärmeüberganges zwischen Sud und Kühlwasser in den Rohren einer Kühlmaische ist die Erzeugung einer möglichst dünnen Grenzschicht innerhalb der Füllmasse der Kühlrohroberfläche erforderlich. Dies wird nur erreicht, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen der von den Rührarmen bewegten Füllmasse und dem Kühlrohrsystem möglichst gross ist. Daraus folgt zwingend, dass das Kühlrohrsystem behälterfest angeordnet sein muss. Gegen- über der rotierenden Bewegung der Füllmasse innerhalb der Maische spielt die axiale Transportbe- wegung durch die permanente Förderung der Füllmasse durch die Maische eine untergeordnete und daher vernachlässigbare Rolle. Sie ist nicht in der Lage, den Wärmeübergang von der Füllmasse an das Kühlwasser nennenswert zu fördern.
Bei der genannten DE-OS 2821129 ist das Gegenstromprinzip nur in axialer Richtung verwirklicht und kommt auf Grund der geschilderten Nachteile nicht zum Tragen. Denn die streng laminare rotierende Strömung der Füllmasse in der Maische verhindert einen Temperaturausgleich über dem Maischenquerschnitt.
Zur Vermeidung unerwünschter Kristallbildung und Feinkornbildung während der Kristallisation der Füllmasse in der Maische ist die Temperaturdifferenz zwischen der Füllmasse und dem Kühlwasser über den gesamten Maischenquerschnitt möglichst klein zu halten.
Aus der FR-PS Nr. 2. 351. 173 sind nur rohrförmige Wärmeaustauscheinrichtungen zu entnehmen, wobei die Rohre einzeln durchströmt sind.
Alle oben genannten derartigen Einrichtungen können den heutigen hohen Anforderungen nicht genügen.
Die optimale Abkühlgeschwindigkeit ist diejenige, welche die Übersättigung dauernd so hoch hält, dass bei maximaler Kristallisationsgeschwindigkeit gerade noch kein Feinkorn gebildet wird.
Bei ungleichmässiger Arbeitsweise würde ein schnelles Abkühlen besonders nachteilige Folgen haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmaische zu schaffen mit einem möglichst grossen Wärmedurchgang und einer möglichst kleinen Kühlfläche bei optimaler Anordnung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wärmeaustauscheinrichtungen in den einzelnen Etagen unter Bildung eines zentralen Freischachtes aus aus zwei Strängen bestehenden, paarweise innerhalb der Etagen versetzten Rohrschlangen gebildet sind. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind die Rohrschlangen aus Rohren gebildet, deren Aussendurchmesser
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50 bis 65 mm, vorzugsweise 57 mm beträgt. Fernerhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich neben dem Freischacht liegenden Rohrschlangen einen Teilungsabstand von Ab- stand der einzelnen Rohre voneinander/Rohrdurchmesser = 1 bis 5, vorzugsweise 3 aufweisen.
Die Rohrschlangen in den einzelnen Etagen bewirken einen Gegenstrom zwischen Kühlmedium und Füllmasse innerhalb der einzelnen Etagen. Dies wird nicht nur, durch die Unterteilung in zwei Stränge, sondern auch durch den paarweisen Versatz der Rohrschlangen unterstützt. In Verbindung mit dem Gegenstrom in Längsachse der Maische wird der Kühleffekt derart verbessert, dass die Anordnung eines zentralen Freischachtes ohne Beeinträchtigung der Kühlwirkung vorgesehen werden kann. Eine regelmässige Inspektion des Maischeninnenraumes ist ohne Ausbau des Wärmetauschers möglich. Sind die Rohrschlangen aus Rohren gebildet, deren Aussendurchmesser vorzugsweise 57 mm beträgt, dann ist ausser einem gleichmässigen Wärmeübergang ein besonders guter Wärmedurchgang gewährleistet.
Die aus zwei Strängen bestehenden, in den einzelnen Etagen versetzten Rohrschlangen bewirken ausserdem eine geringere Störanfälligkeit, weil auch bei Ausfall eines Stranges der Betrieb aufrechterhalten werden kann und durch die wechselseitige Anordnung der Schlangen innerhalb der einzelnen Etagen eine Kühlung über den ganzen Querschnitt der Maische gewährleistet ist. Ausserdem erbringen zwei Stränge den Vorteil einer geringeren Pumpenleistung.
Die Patentinhaberin hat erkannt, dass die Kühlwirkung einer Füllmasse innerhalb einer Maische mit Rührwerk und Wärmetauschern wesentlich verbessert werden kann, wenn zu dem bekannten Gegenstrom in Längsrichtung noch ein Gegenstrom in Querrichtung hinzukommt und gleichzeitig die Rohrschlangen innerhalb der einzelnen Etagen geteilt und als untereinanderliegende Bahre etagenweise bzw. doppeletagenweise versetzt sind. Diese Anordnung erbringt eine derart wirkungsvolle Kühlung, dass ein vorgesehener zentraler Freischacht gebildet werden kann, ohne dass hiedurch Nachteile für den Kühleffekt zu erwarten sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben : Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch die Maische, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Maische in Teilansicht, Fig. 3 eine räumliche Darstellung der Kühlschlangen mit geteilten Kühlsträngen.
In einem Maischenbehälter-l-sind aus zwei Strängen --2a und 2b-- bestehende Kühlschlan- gen --2-- in mehreren Etagen --5 und 7-- angeordnet, wobei zwischen den Etagen nicht dargestellte Rührelemente mit einer Rührwerkswelle --3-- verbunden sind. Die mehrsträngige Kühlschlange - ist in der Etage --5-- aus den Teilsträngen-8 und 9-gebildet,, wobei jeder Teilstrang aus den Rohren --14 bis 18-- mit Verbindungskrümmern --19-- gebildet ist. Diese Krümmer - liegen in Fig. 1 in der Zeichenebene. In der Etage --6-- ist die gleiche Anordnung vorgesehen wie in der Etage --5--.
Die Kühlschlangen --2a und 2b-- sind am Ende des Teilstranges --8-- mittels eines Übergangsrohres --22-- und am Ende des Teilstranges --9-- mittels eines Übergangsrohres-23-zu den Teilsträngen --10 und 11-- in der Etage --6-- geführt. Vom Ende des Teilstranges --10-- ist ein Ubergangsrohr-24-zum Teilstrang,-13-in der Etage --7-- geführt. Das Ende des Teilstrangs - ist mittels eines Ubergangsrohres-25-- mit dem Teilstrang --12-- in der Etage --7-- verbunden. In der gleichen Weise erfolgt eine Aufteilung der weiteren nicht näher bezeichneten Teilstränge in den weiteren nicht bezeichneten Etagen. Wesentlich ist, dass nach jedem zweiten Teilstrang ein Seitenwechsel vorgenommen wird.
Auch bei geteilten Kühlschlangen --2-- sind die einzelnen Teilstränge so ausgebildet, dass sie einen Freischacht --4-- bilden.
In der untersten Ebene sind die Rohre --16 und 17-gesondert bezeichnet, wobei mit D der Rohrdurchmesser und mit T der Abstand der einzelnen Rohre voneinander bezeichnet ist. Die Ab-
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