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Verfahren und Vorrichtung zur elektroosmotischen Entwässerung pflanzlicher, tierischer und mineralischer Stoffe.
Zur elektroosmotischen Entwässerung breiförmiger Massen sind Verfahren bekannt, bei denen das zu behandelnde Gut in einem Entwässerungsraum gleichbleibenden Volumens unter einem von der Masse ausgeübten oder übertragenen Druck der elektrischen Strom- wirkung unterworfen wird. Die durch Entfernung des Wassers bedingte Volumenverminderung, welche schliesslich bei feststehenden Elektroden zu einer Unterbrechung der Stromleitung führen würde, wird hierbei durch fortdauerndes Zuführen von frischem Gut unter Druck ausgeglichen. Diese Verfahren zeichnen sich durch eine sehr gute Ausnutzung des Ent- wässerungsraumes aus, haben aber den Nachteil, dass infolge der bis am Ende notwendigen
Zuführung frischen Gutes schliesslich das fertige Produkt an den Zuführungsstellen erheblich wasserreicher bleibt.
Auch das Nachfüllen macht mit zunehmender Entwässerung infolge der Erhärtung des Gutes und der dadurch hervorgerufenen Widerstände gegen Ende des Prozesses
Schwierigkeiten. Wird die Füllung unterbrochen und'weiter osmosiert, so werden zwar noch geringe Mengen Wasser abgetrieben, aber die Elektroosmose kommt schliesslich zum Stillstand, da die Berührung der Elektroden mit dem Gut zuletzt naturgemäss nur noch eine unvollkommene ist.
Bei einer weiteren Reihe von Verfahren erfolgt die elektroosmotische Entwässerung derart, dass der Entwässerungsraum zunächst vor Stromeinschaltung gefüllt und dann unter gleichzeitiger Osmosierung sein Volumen stetig vermindert wird. Die Volumenverkleinerung wird meist dadurch erreicht, dass eine oder beide Elektroden beweglich ausgebildet sind und gegen das eingefüllte Gut gepresst werden. Diese Verfahren, welche im allgemeinen einen guten Entwässerungsgrad und eine gleichmässige Entwässerung erzielen lassen, haben den praktisch sehr ins Gewicht fallenden Nachteil, dass die Entwässerungsräume schlecht ausgenutzt werden, denn das schliesslich entwässerte Gut nimmt nur einen Bruchteil des zur Füllung mit frischem Gut erforderlichen Entwässerungsraumes ein.
Man hat auch schon vorgeschlagen, das Osmosierungsverfahren aus einer grösseren Zahl von Druckperioden und drucklosen Perioden zusammenzusetzen, wobei das Volumen dauernd abnimmt und die Osmosierungskammer von vornherein für den ganzen Arbeitsgang gefüllt wird. Es soll dadurch die schädliche Wasserhaut, welche bei dem mit wachsendem Druck, abnehmenden Entwässerungsraum und ohne Nachfüllung arbeitenden Osmosierungsverfahren, auftritt, abgedrängt werden. Bei diesem intermittierenden Verfahren kann die einzelne Druckperiode bzw. drucklose Periode nicht beliebig ausgedehnt werden, da sonst der beabsichtigte Erfolg, die Verhüttung einer zu grossen Wasserhaut an der Kathode. gefährdet ist und die in der drucklosen Periode auftretende Volumenverminderung zu gross wird.
Den Gegenstand der Erfindung bildet nun ein elektroosmotisches Entwässerungsverfahren, dessen Grundgedanke darin besteht, dass die Arbeitsweise mit gleichbleibendem Volumen und mit Materialanfüllung verbunden wird mit der Arbeitsweise mit Volumenverminderung und Unterbrechung der Materialzufuhr.
Erfindungsgemäss wird so vorgegangen, dass das zu entwässernde Gut in einem die Elektroden enthaltenden Raume zunächst
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be ! gleichbleibendem Volumen unter dauernder Zuführung des Gutes und bei einem vom Stoff ausgeübten bezw. übertragenen Druck, der Einwirkung des elektrischen Stromes unterworfen wird, worauf in einer weiteren einzigen Periode eine Volumenverminderung des Entwässerungsraumes, vorzugsweise'durch Annäherung der Elektroden, unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der elektrisehen Stromwirkunt orgenommen wird. Dadurch werden die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden und gleichzeitig bleiben deren Vorteile gewahrt.
Einerseits wird eine sehr gute Ausnutzung des Volumens verwirklicht. da die Volumenverringerung erst nach einem bei konstantem Volumen sich abspielenden Füllungs-und Entwässerungsvorgang einsetzt und daher in geringeren Grenzen bleibt. Andrerseits wird auch ein hoher Entwässerungsgrad erzielt, indem bei der Osmosierung unter Volumenverminderung auch aus den an den ZuführungsteIlen des Entwässerungsraumes befindlichen Schichten des eingefüllten Gutes die Flüssigkeit vollständig abgetrieben wird, so dass ein gleichmässig
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für gleiches Volumen und gleichen Arbeitsaufwand erheblich grösser als bei den üblichen elektroosmotischen Entwässerungsverfahren.
Auch besteht infolge der Zusammensetzung des Verfahrens aus zwei mit gleichbleibendem bzw. veränderlichem Volumen arbeitenden Stufen eine erhöhte Möglichkeit, die massgebenden Grössen, wie z. B. Druck, Strom und Zeit, beliebig unter dem Gesichtspunkt zu regeln, dass sich für den Gesamtprozess ein gesteigerter Wirkungsgrad ergibt.
Die Volumenverminderung wird zweckmässig durch Annäherung der als Elektroden wirksamen Begrenzungsflächen des Entwässerungsraumes erzeugt. Es kann zu diesem Behufe nur eine oder jede der beiden Elektroden beweglich ausgebildet sein, wobei zur Elektrodenverschiebung sich mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Mittel verwenden lassen. Die Volumenverringerung hat im Masse der fortschreitenden Entwässerung zu erfolgen und kann zu diesem Zwecke in eine bestimmte Abhängigkeit vom Entwässerungsvorgang, z. B. auf elektrischem Wege gebracht werden. Auch lässt sie sich in eine zwangläufige Beziehung zu der mit gleichbleibenden Volumen arbeitenden ersten Verfahrensstufe setzen, indem z.
B. die zur Volumenverkleinerung dienende Annäherung der Elektroden selbsttätig durch die Wirkung des elektrischen Stromes oder des Fülldruckes ausgelöst wird.
Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten einer zur Ausübung des neuen Verfahrens geeigneten Vorrichtung in schematischer Ansicht zu Fig. 1-3.
Gemäss Fig. i wird der Entwässerungsraum 1 durch die beiden z. B. scheibenförmigen Elektroden 2 und 3 gebildet, die in dem Ring 4 in der Art von Kolben mit Abdichtung geführt sind. Das zu behandelnde Gut tritt durch die Öffnung 5 in Ring 4 ein, während die Flüssigkeit durch die Durchbrechungen 6 der Wasserabscheidungselektrode 3 hindurchtreten und abfliessen kann. Die bei den Elektroden 2 und 3 können mit Hilfe eines Handrades 7 verschoben werden, das mittels der Schneckengetriebe 8 und 9 auf zwei links-und rechtsgängige Schrauben 10 und 11 und damit auf die Elektroden einwirkt. Die ganze Vorrichtung wird in der Weise benutzt, dass zunächst der Raum 1 über die Öffnung 5 unter Druck mit der zu behandelnden Masse gefüllt und mit einem gleichbleibenden, durch den grössten Elektrodenabstand bestimmten Volumen osmosiert wird.
Gegen Ende dieses Entwässerungsvorganges werden mittels des Handrades 7 und des zugehörigen Getriebes 8, 9, 10, 11 die Elektroden 2, 3 einander genähert, sodass der Raum 1 unter gleichzeitiger Ausübung eines Druckes auf die eingefüllte Masse verkleinert wird. Diese Volumenverminderung, d, h. die Schnelligkeit der Elektrodennäherung wird dabei dem fortschreitenden Grad der Entwässerung angepasst. Statt Handrad und Getriebe kann natürlich auch irgend ein anderes Mittel, z. B. ein Kniehebelgelenk, verwendet werden.
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aus eingeführt wird, bei vollständiger Füllung der Räume 1, l'ein bestimmtes Stück zusammengepresst und unter eine geeignete Spannung gesetzt wird.
Nach der Osmosierung mit konstantem Volumen und nach Abstellung des dabei verwendeten Druckes, bezw. nach Absperrung der Zuführungsleitung kommt die Feder- ? zur Wirkung und nähert im weiteren Verlaufe des Entwässerungsvorganges die Elektroden 2,2'den Elektroden 3 bezw. 3', wodurch selbsttätig die beabsichtigte Volumenverminderung der Räume 1, l'herbeigeführt wird.
In Fig. 3 ist eine Vorrichtung veranschaulicht, bei der die Aufeinanderfolge der mit konstantem bzw. variablem Volumen arbeitenden beiden Stufen des neuen Verfahrens in Abhängigkeit vom elektrischen Strom geregelt wird. Hier werden die beweglichen Elektroden 2,2',
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die Entwässerungsräume 1, 1' begrenzen, mittelst Drucklult verschoben, die auch zur
Füllung der Räume unter konstantem Volumen verwendet werden kann. Ein Elektromagnet 14 der vom Osmosierungstrom oder einem Teil desselben durchflossen wird, beeinflusst ein in der Druckluftleitung 16 liegendes Ventil !.
M entgegen der Wirkung einer Feder derart, dass nach der Füllung der Räume 1, und der dabei bewirkten Entwässerung die Druckluft über die Leitung 17 auf die beweglichen Elektroden 2, 2'umgeschaltet wird und die er- forderliche Elektrodennäherung herbeiführt. Der Elektromagnet 14 kann so bemessen sein, dass die Stromschwächung, die gegen Ende der Osmosierung bei konstantem Volumen infolge der Widerstandsvermehrung im eingefüllten Gut auftritt, seine Anziehungskraft so weit ver- mindert, dass die mit ihm zusammenarbeitende Gegenfeder das Ventil 15 in die dann zu verriegelnde Umschaltstellung umlegen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zur elektroosmotischen Entwässerung pflanzlicher, tierischer und mine- ralischer Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entwässernde Gut in einem die
Elektroden enthaltenden Raum zunächst bei gleichbleibendem Volumen unter dauernder
Zuführung des Gutes und bei einem vom Stoff ausgeübten bzw. übertragenen Druck, der
Einwirkung des elektrischen Stromes unterworfen wird, worauf in einer weiteren einzigen
Periode eine Volumenverminderung des Entwässerungsraumes vorzugsweise durch Annäherung der Elektroden unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der elektrischen Stromwirkung vor- genommen wird.