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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer diskontinuierlich arbeitenden Zentrifuge zum Abtrennen von Sirup aus Zuckerfüllmassen, mit einem Zentrifugengehäuse mit einer Wandung und einem Boden, mit einer zylindrischen Zentrifugentrommel in dem Zentrifugengehäuse, mit einem umlaufenden Ringkanal in dem Zentrifugengehäuse unterhalb der Zentrifugentrommel, mit einer Ablauföffnung in dem Zentrifugengehäuse, mit Aufnahmebehältern für den aus den Ablauföffnungen ablaufenden Sirup, mit Verbindungsleitungen von den Ablauföffnungen zu den Aufnahmebehältern, und mit zeitlich steuerbaren Absperranordnungen an den Verbindungsleitungen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Abtrennen von Sirup aus Zuckerfüllmassen mittels einer diskontinuierlich arbeitenden Zentrifuge.
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Diskontinuierlich oder periodisch arbeitende Zentrifugen werden vielfach während der Zuckerherstellung eingesetzt. Es geht dabei um jenen Verfahrensschritt, bei dem eine Zuckerfüllmasse in einer rotierenden Zentrifugentrommel abgeschleudert wird. Die Zentrifugentrommel weist dabei ein Decksieb auf, durch welches der aus der Füllmasse abgetrennte Sirup hindurchtritt und danach dann aus den Bohrungen des Mantels der Zentrifugentrommel in ein Zentrifugengehäuse gelangt, in welchem die Zentrifugentrommel angeordnet ist.
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Die auf diese Weise vom Sirup befreiten Kristalle werden dann in der Zentrifugentrommel mit Wasser oder einem hochreinem Sirup aus einem späteren Verfahrensgang gewaschen und schließlich nach Ablauf des Trennprozesses durch eine Ausräumvorrichtung aus der Zentrifugentrommel entfernt.
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Während des Vorganges ändert sich also die Konsistenz und die Zusammensetzung der Flüssigkeit, die durch das Decksieb hindurchtritt. Zunächst handelt es sich um sogenannten Grünablauf, welcher einen hohen Anteil an Nichtzuckerstoffen enthält, also vergleichsweise wenig zuckerhaltig ist.
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Anschließend tritt sogenannter Weißablauf durch das Decksieb, der wesentlich zuckerhaltiger als der Grünablauf aus dem ersten Verfahrensschritt ist. Der Weißablauf entsteht, wenn die erste Besprühung der auf dem Decksieb liegenden Kristallschicht mit Wasser den Restsirups ausspült und Zuckerkristalle gelöst und aufgrund der Zentrifugalkraft durch den durchlässigen Mantel der Zentrifugentrommel hindurchgedrückt werden.
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Schließlich tritt nach diesen Schritten eine dritte, allerdings dem Weißablauf ähnliche Flüssigkeit durch den Mantel hindurch, nämlich dann, wenn nach dem Abschälen des Zuckers mit Waschwasser die Restbestandteile abgespült werden, die noch an der Zentrifugentrommel anhaften.
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Alle drei erwähnten Bestandteile des Ablaufs sind wertvoll und können weiterverarbeitet werden. Ihre Zusammensetzung ist jedoch so unterschiedlich, dass für die Weiterverarbeitung sehr unterschiedliche Vorgehensweisen sinnvoll sind. So kann beispielsweise der Weißablauf und die als dritte Flüssigkeit erwähnte, durch Waschwasser aufgelöste Zuckersubstanz häufig in der gleichen Stufe wieder in die Zentrifugentrommel eingegeben werden, etwa beim nächsten oder übernächsten diskontinuierlich durchgeführten Vorgang und zwar anstelle des Waschwassers.
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Mit dem Grünablauf ist dies nicht möglich, oder zumindest nicht sinnvoll. Dieser wird zweckmäßig bei einer der vorhergehenden Stufen wieder in den Kreislauf zur Erzeugung von Zuckerfüllmassen zurückgeführt oder aufgrund des hohen Anteils an Nichtzuckerstoffen anders verarbeitet.
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Wünschenswert wäre es demzufolge, wenn dieser jeweilige Ablauf voneinander getrennt werden könnte.
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Dieser Wunsch besteht schon seit langer Zeit. So schlägt bereits die
DE-PS 95 969 vor, in einem Zentrifugengehäuse eine Trenneinrichtung vorzusehen, die mehrere Abflussrinnen in verschiedener Höhenlage mit jeweils gesonderten Abflussöffnungen aufweist. Die Abflussöffnungen sollen dann unabhängig voneinander abgeschlossen werden und so die Abläufe der verschiedenen Beschaffenheit trennen und abführen.
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Zur Verbesserung dieses Verfahrens wird in der
DE-PS 109 702 ein Ventil eingesetzt werden, dessen Betätigung die Trennung vornimmt.
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Auch P. W. van der Poel, H. Schiweck und T. Schwartz schlagen in „Zuckertechnologie. Rüben- und Rohrzuckerherstellung", Berlin (2000) auf Seite 868 verschiedene Maßnahmen vor, um den Grünablauf und den zeitlich unmittelbar darauf folgenden Weißablauf mittels Klappen oder Schwenkvorrichtungen voneinander zu trennen.
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Alle diese Maßnahmen müssen sich der Problematik stellen, dass die Konsistenz von Weißablauf und Grünablauf unterschiedlich ist und beide nicht zentral an einer Stelle, sondern über 360° Kreisumfang auf der Innenwand des Zentrifugengehäuses auftreffen und ablaufen und sich auf dem Weg bis zum Ablauf aus dem Zentrifugengehäuse zwangsläufig vermischen. Die eigentlich angestrebte und gewünschte Trennung tritt nicht ein und kann bestenfalls dazu führen, eine Fraktion mit höherem Anteil an Weißablauf und eine Fraktion mit niedrigerem Anteil an Weißablauf zu gewinnen.
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Eine deutliche qualitative Verbesserung wird möglich mit einem Vorschlag aus der
DE 197 31 097 C1 . Hier wird in dem Zentrifugengehäuse benachbart zum Boden ein Ringabsperrorgan mit einem externen Betätigungsmechanismus angeordnet. Durch eine entsprechende Betätigung von außen kann der Zeitpunkt genau abgepasst werden, an dem der Übergang vom Grünablauf zum Weißablauf erfolgt, sodass man von diesem Moment an mittels eines Hebelmechanismus im Inneren der Zentrifugengehäuse den weiteren Ablfussweg des Sirups verändert, also Grünablauf und Weißablauf nacheinander in unterschiedliche Kanäle lenkt. Die Vermischung wird dadurch reduziert und die Trennung verbessert.
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Alternative Vorschläge mit Absperrorganen oder Kanalsystemen im Inneren des Zentrifugengehäuses sind auch aus der
DE 197 23 601 C1 und der
DE 100 02 862 A1 bekannt.
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Diese Vorschläge verbessern zwar die Qualität, sind allerdings mechanisch und apparativ sehr aufwändig und mithin kostspielig. Darüber hinaus erfordern sie auch eine regelmäßige Wartung und insbesondere auch Reinigung, was aufgrund ihrer Anordnung im Inneren des Zentrifugengehäuses entsprechend aufwändig ist und außerdem jeweils eine Außerbetriebnahme und mithin zeitaufwändige vorübergehende Stilllegung der gesamten Zentrifuge erfordert, deren Nutzungszeit entsprechend eingeschränkt wird.
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Wünschenswert wäre es, wenn stattdessen eine Trennung der unterschiedlichen Siruparten mit vertretbarer Qualität und reduziertem apparativem Aufwand möglich wäre.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Vorschlag für eine Vorrichtung zu geben, mit der eine vertretbare Qualität der Trennung bei reduziertem apparativen Aufwand möglich wird.
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Diese Aufgabe wird mittels der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass eine erste Ablauföffnung im Boden vorgesehen ist, an die eine erste Verbindungsleitung zu einem ersten Aufnahmebehälter angeschlossen ist, dass eine zweite Ablauföffnung im Ringkanal vorgesehen ist, an die eine zweite Verbindungsleitung zu einem zweiten Aufnahmebehälter angeschlossen ist, und dass in der zweiten Verbindungsleitung eine Absperranordnung angeordnet ist, welche so eingestellt ist, dass sie abhängig von dem Zeitpunkt öffnet, an dem der von der Zentrifugentrommel auf die Innenseite der Wandung des Zentrifugengehäuses gelangende Sirup von Grünablauf zu Weißablauf wechselt.
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Mit einer derartigen Konzeption wird überraschend das Problem gelöst.
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Dabei wird insbesondere ein Verfahren eingesetzt, dass sich dadurch auszeichnet, dass während des Zentrifugiervorganges der Grünablauf zunächst in dem Ringkanal aufgefangen wird, dass nach der Füllung des Ringkanals mit dem Grünablauf zugelassen wird, dass überschießender Grünablauf über die Oberkante der Ringkanalwandung läuft und auf den Boden des Zentrifugengehäuses gelangt, dass beim Wechsel von Grünablauf zu Weißablauf aus der Zentrifugentrommel die Absperranordnung in der zweiten Verbindungsleitung öffnet und der Inhalt des Ringkanals in den zweiten Aufnahmebehälter strömt, sodass der Ringkanal entleert wird, dass der Weißablauf in dem Ringkanal gesammelt und ebenfalls in den zweiten Aufnahmebehälter geführt wird, und dass der auf dem Boden befindliche Grünablauf in den ersten Aufnahmebehälter geführt wird.
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Die Erfindung nimmt bewusst eine Verunreinigung des anfallenden Weißablaufs durch eine vorbestimmte und genau definierte Menge an Grünablauf in Kauf. Dies widerstrebt dem Fachmann, der von vornherein also eine bewusste Verschlechterung der auffangbaren Produkte herbeiführt.
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Die dabei gleichzeitig gewinnbaren Vorteile wiegen diesen Nachteil jedoch mehr als auf, zumal das entstehende Mischungsverhältnis genau vorhersagbar ist.
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Durch das Vorsehen der Ablaufrinne beziehungsweise des umlaufenden Ringkanals wird zunächst der als erstes anfallende Grünablauf gesammelt. Dieser Grünablauf füllt den Ringkanal, bis dieser sein maximales Volumen erreicht hat, und überfließt dann die Oberkante von dessen Wandung. Der die Oberkante übersteigende Volumenanteil des Grünablaufs tropft dann beziehungsweise strömt dann auf den Boden des Zylindergehäuses. Die Menge an Grünablauf, welche über die Wandung auf den Boden des Zentrifugengehäuses gelangt, übersteigt deutlich das Volumen, das im Ringkanal aufgefangen wird. Während dieser Zeit bleibt zumindest die Absperranordnung verschlossen, die das Ablaufen des Sirups aus dem Ringkanal ermöglichen könnte. Der Grünablauf vom Boden des Zentrifugengehäuses kann zu diesem Zeitpunkt bereits in einen Aufnahmebehälter abgeführt werden, dies kann aber auch zu einem späteren Zeitpunkt geschehen.
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Zu einem einstellbaren und im Voraus bestimmbaren Zeitpunkt wechselt die aus der Zentrifugentrommel nach außen dringende Substanz, die durch die Zentrifugalkraft auf die Innenseite der Wandung des Zentrifugengehäuses gelangt, von Grünablauf zu Weißablauf. Abhängig von diesem Zeitpunkt öffnet die Absperranordnung und gibt den Weg vom Ringkanal zu einem zweiten Aufnahmebehälter frei. Das bedeutet, dass sich der Grünablauf, der sich seit Beginn des Zentrifugiervorganges schon im Ringkanal gesammelt hat, jetzt in diesen zweiten Aufnahmebehälter durch die geöffnete Absperranordnung und die zugehörige Verbindungsleitung begibt.
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An dieses vorbestimmte Volumen von Grünablauf schließt sich dann aber der gesamte Weißablauf an, der jetzt in den nun geleerten Ringkanal gelangt und von dort durch die nach wie vor geöffnete Absperranordnung hinterherströmt und ebenfalls in den gleichen zweiten Aufnahmebehälter gelangt. In diesem zweiten Aufnahmebehälter bildet sich wie erwähnt nun eine Mischung aus einem vorbestimmten Anteil an Grünablauf und einer ganz überwiegenden Menge an Weißablauf.
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In dem anderen, ersten Aufnahmebehälter sammelt sich nur Grünablauf.
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Nach Abschluss des Vorganges können diese jeweils aufgefangen Massen weiter verarbeitet oder an einer gewünschten Stelle wieder in den Vorgang hineingegeben werden.
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Ein sehr großer Vorteil besteht darin, dass Wartungs- und Reinigungsarbeiten praktisch nur außerhalb des Zentrifugengehäuses stattfinden müssen. Bewegliche Teile wie etwa die Absperranordnungen können außerhalb des Zentrifugengehäuses gegebenenfalls kurzfristig gegen Austauschaggregate getauscht und dann ohne Zeitdruck gereinigt oder gegebenenfalls auch repariert werden.
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Innerhalb des Zentrifugengehäuses befinden sich außerhalb der Zentrifugentrommel nur unbewegliche Teile, nämlich der Ringkanal und der Boden, die nicht gewartet oder repariert werden müssen und von vornherein so aufgebaut werden können, dass sie leicht und unproblematisch gereinigt werden können, wenn etwa eine Reinigung der Zentrifugentrommel ansteht.
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Es ist also der herkömmlich unerwünschte Zeitverlust ebenso vermieden wie jede Hygieneproblematik, da es keine in beweglichen Teilen möglicherweise festsetzenden Zuckerrestbestandteile gibt, da diese beweglichen Teile entfallen.
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Gleichwohl ist die Qualität des auffangbaren Ablaufs besser als die herkömmlich möglichen Qualitäten bei Trennvorgängen außerhalb von Zentrifugengehäusen und nahezu so gut wie in den bewährten Vorrichtungen etwa nach der
DE 197 31 097 C1 .
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist außerdem vorgesehen, dass ein oder mehrere weitere Ringkanäle mit zugeordneten Ablauföffnungen, Verbindungsleitungen und Aufnahmebehältern sowie Absperranordnungen vorgesehen sind, die oberhalb oder unterhalb des ersten Ringkanals an der Innenwand des Zentrifugengehäuses angeordnet sind.
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Mit dieser apparativ etwas anspruchsvolleren Modifikation der Erfindung wird es möglich, die Trennqualtiät der beiden Ablaufarten noch weiter zu steigern und trotzdem alle Vorteile einer externen Trennung zu nutzen.
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Es wird also wiederum eine Wartung und Reinigung nur außerhalb des Zentrifugengehäuses erforderlich und die entsprechenden Absperrorgane und Verbindungsleitungen können wiederum außerhalb des Zentrifugengehäuses durch Austauschaggregate ersetzt und dies ohne Zeitdruck gereinigt und gewartet werden.
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Darüber hinaus wird durch die zusätzliche Verbindungsleitung mit dem zusätzlichen Absperrorgan es möglich, auch den in dem Ringkanal befindlichen, zuerst aufgefangenen Grünablauf gesondert und gezielt auszuschleusen und dem übrigen Grünablauf zuzuführen, der wie in der ersten Ausführungsform im ersten Aufnahmebehälter gesammelt ist.
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Dadurch wird die Qualität des Weißablaufs im zweiten Aufnahmebehälter nochmals weiter gesteigert.
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Weitere Ausführungsformen und Modifikationen sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Figurenbeschreibung näher ausgeführt.
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Im Folgenden werden anhand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Prinzipdarstellung eines Schnittes durch einen Teilbereich einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Zentrifugengehäuse;
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2 eine schematische Prinzipdarstellung eines Schnittes durch einen Teilbereich einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Zentrifugengehäuse;
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3 eine detailliertere Darstellung einer modifizierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung einer weiter modifizierten Ausführungsform der Erfindung; und
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5 eine schematische Prinzipdarstellung eines Schnittes durch einen Teilbereich einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Zentrifugengehäuse.
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In der 1 ist schematisch ein vertikaler Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem Zentrifugengehäuse 10 zu erkennen. Das Zentrifugengehäuse 10 besitzt eine üblicherweise zylindrische Wandung 11 und einen Boden 12. In der 1 sieht man hiervon lediglich einen Ausschnitt eines Kantenbereichs mit dem Übergang von Wandung 11 zum Boden 12.
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Das Zentrifugengehäuse 10 nimmt darüber hinaus eine rotierende zylindrische Zentrifugentrommel 20 auf. Auch von der Zentrifugentrommel 20 ist lediglich schematisch ein Eckbereich angedeutet. Innerhalb der Zentrifugentrommel 20 wird im Betrieb Zuckerfüllmasse abgeschleudert, wobei Sirup in Form von Grünablauf und Weißablauf durch den Mantel nach außen gelangt, und zwar auf die Innenseite der Wandung 11 des Zentrifugengehäuses 10.
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Dabei werden in zeitlicher Reihenfolge zunächst sogenannter Grünablauf mit einem hohen Anteil an Nichtzuckerstoffen, danach Weißablauf mit hohem Zuckergehalt und schließlich eine mit Zuckerkristallen angereicherte Waschflüssigkeit auf die Innenseite der Wandung 11 des Zentrifugengehäuses 10 treffen.
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Diese verschiedenen Substanzen sind unterschiedlich viskos, sie laufen jedoch alle auf der Innenseite der Wandung 11 nach unten.
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Der zuerst aus der Zentrifugentrommel 20 austretende Grünablauf trifft mithin auch zuerst auf die Innenwandung 11, läuft an der Wandung 11 nach unten und läuft dann in eine Rinne in Form eines Ringkanals 30. Dieser Ringkanal 30 ist auf der Innenseite der Wandung 11 umlaufend befestigt. Er besitzt eine Ringkanalwandung 31 und einen Ringkanalboden 32. Die Ringkanalwandung 31 steht etwa parallel zur Wandung 11 des Zentrifugengehäuses 10 und läuft über den gesamten Umfang um 360° mit der Wandung 11 um.
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Der Ringkanalboden 32 ist in erster Näherung horizontal, besitzt jedoch eine Neigung, sodass der Ringkanal 30 einen tiefsten Punkt aufweist.
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Die Neigung des Bodens 32 des Ringkanals 30 liegt bei den meisten Ausführungsformen der Erfindung im Bereich von 2° bis 30°, vorzugsweise zwischen 5° und 10°.
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Der in den Ringkanal 30 laufende Grünablauf füllt also diesen Ringkanal 30 bis zur Oberkante der Ringkanalwandung 31.
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Ist der Ringkanal 30 auf diese Weise mit dem Grünablauf gefüllt, läuft der Grünablauf über die Oberkante der Ringkanalwandung 31 und der überlaufende Teil fließt, tropft oder fällt dann auf den Boden 12 des Zentrifugengehäuses 10.
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Das Fassungsvermögen des Ringkanals 30 ist bewusst so gewählt, dass der überwiegende Teil des Grünablaufs auf diese Weise über die Oberkante der Ringkanalwandung 31 läuft und auf den Boden 12 des Zentrifugengehäuses 10 tropft.
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Am beziehungsweise im Boden 12 des Zentrifugengehäuses 10 ist eine Ablauföffnung 41 vorgesehen. An dieser Ablauföffnung 41, die verschließbar sein kann, ist eine Verbindungsleitung 51 angeschlossen.
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Die Verbindungsleitung 51 führt zu einem Aufnahmebehälter 61. Der Grünablauf, der sich auf dem Boden 12 des Zentrifugengehäuses 10 gesammelt hat, läuft durch die Ablauföffnung 41 und die Verbindungsleitung 51 in den Aufnahmebehälter 61, der sich auf diese Weise mit Grünablauf füllt und auch keine andere Substanz enthält.
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Um das gezielte Ablaufen des Grünablaufs durch die Ablauföffnung 41 sicherzustellen, kann der Boden 12 des Zentrifugengehäuses 10 ebenfalls mit einer Neigung versehen sein oder mit eine Neigung aufweisenden entsprechenden Einbauten ausgerüstet sein, die den Grünablauf an einer Stelle des Zentrifugengehäuses 10 bündeln.
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Eine weitere Ablauföffnung 42 ist in der Wandung 11 vorgesehen, und zwar in dem Bereich, in dem sich der Ringkanal 30 auf der Innenseite der Wandung 11 befindet.
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Diese Ablauföffnung 42 ist mittels einer Verbindungsleitung 52 mit einem zweiten Aufnahmebehälter 62 verbunden.
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Diese Ablauföffnung bleibt jetzt jedoch zunächst geschlossen. Eine entsprechende Verschließeinrichtung oder Absperranordnung 71 in Form eines Ventils ist schematisch in der 1 eingezeichnet.
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Da die Absperranordnung 71 das Ablaufen des in dem Ringkanal 30 zu diesem Zeitpunkt befindlichen Grünablaufs durch die Ablauföffnung 42 und die Verbindungsleitung 52 in den Aufnahmebehälter 62 verhindert, bleibt der Aufnahmebehälter 62 zunächst leer.
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Wenn jetzt beim Betrieb der Zentrifugentrommel 20 der Zeitpunkt gekommen ist, an dem statt des zunächst auftretenden Grünablaufs Weißablauf durch die Zentrifugentrommel 20 nach außen auf die Innenseite der Wandung 11 des Zentrifugengehäuses 10 gelangt, an der Wandung 11 hinunterläuft und den Bereich des Ringkanals 30 erreicht, wird die Absperranordnung 71 geöffnet. Der in dem Ringkanal 30 befindliche Grünablauf, der also nicht über die Oberkante der Ringkanalwandung 31 auf den Boden 12 gelaufen ist, läuft nun über die Verbindungsleitung 52 in den Aufnahmebehälter 62, der sich dadurch ebenfalls mit einer begrenzten Menge an Grünablauf füllt, nämlich mit einem Volumen, das genau dem Inhalt des Ringkanals 30 zwischen der Oberkante der Ringkanalwandung 31, dem Ringkanalboden 32 und der Wandung 11 entspricht.
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Nach dem Ablaufen dieser definierten und vorbekannten Menge an Grünablauf gelangt nur noch Weißablauf von der Wandung 11 in den Ringkanal 30 und von dort durch die geöffnete Ablauföffnung 42, die geöffnete Absperranordnung 71 und die Verbindungsleitung 52 in den Aufnahmebehälter 62.
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Der gesamte Weißablauf und das Waschwasser mit den gelösten Zuckerkristallen wird in der folgenden Zeit dann auf diesem Wege dem Aufnahmebehälter 62 zugeführt.
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Der Aufnahmebehälter 62 enthält somit eine relativ genau definierte Mischung aus Grünablauf und Weißablauf, die durch die Wahl der Abmessungen des Ringkanals 30 und die Wahl der Höhe der Oberkante der Ringkanalwandung 31 vorbestimmt werden kann. In Versuchen hat sich gezeigt, dass hier definierte Mischungsverhältnisse von etwa 10 bis 20 Anteilen Weißablauf zu etwa 90 bis etwa 80 Anteilen Grünablauf präzise einstellbar erreicht werden können. Diese Verhältnisse sind deutlich besser und präziser als die Mischungen, die herkömmlich mit externen, gesteuerten Ventilschaltungen beim Trennen eines einheitlichen Ablaufes aus Zentrifugengehäusen möglich war.
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Obwohl also ganz bewusst und gezielt ein vorbestimmtes Volumen an Grünablauf in den für Weißablauf bestimmten Aufnahmebehälter 62 gelangt und somit den Weißablauf „verunreinigt”, wird gleichwohl die Trennungsqualität höher. Zusätzlich ist auch zu berücksichtigen, dass sich in dem Aufnahmebehälter 61 für den Grünablauf tatsächlich zu 100% auch nur Grünablauf befindet, sodass dort keine Verunreinigungen vorhanden sind.
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In der 2 ist eine modifizierte Ausführungsform zu sehen, die weitgehend die Gedanken aus der ersten Ausführungsform übernimmt und auch ähnlich dargestellt ist.
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Man sieht wiederum eine Ecke eines Zentrifugengehäuses 10 im vertikalen Schnitt mit einer Wandung 11 und einem Boden 12. Innerhalb des Zentrifugengehäuses 10 befindet sich eine Zentrifugentrommel 20, aus der Grünablauf und später Weißablauf auf die Innenseite der Wandung 11 des Zentrifugengehäuses 10 gelangt.
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Es ist auch wiederum der Ringkanal 30 mit einer Ringkanalwandung 31 und einem Ringkanalboden 32 zu erkennen. Der Ringkanal 30 bildet auch hier eine umlaufende Auffangrinne für den als erstes aus der Zentrifugentrommel 20 nach außen gelangenden Grünablauf.
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Zu erkennen sind auch wieder die Aufnahmebehälter 61 und 62 sowie die Ablauföffnungen 41 und 42 und die Verbindungsleitungen 51 und 52.
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Zusätzlich zu der Ausführungsform aus der 1 ist jetzt noch eine Verbindungsleitung 53 vorgesehen, die zwischen der Ablauföffnung 42 und der Absperranordnung 71 aus der Verbindungsleitung 52 abzweigt und gewissermaßen als Kurzschlussleitung in die andere Verbindungsleitung 51 mündet. Diese Verbindungsleitung 53 ist mit einer zusätzlichen Absperranordnung 72 separat verschließbar beziehungsweise absperrbar.
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Bei dieser modifizierten Ausführungsform gelangt selbstverständlich erst wiederum Grünablauf in den Ringkanal 30. Die Absperranordnung 71 ist verschlossen und das gleiche gilt zunächst auch für die Absperranordnung 72. Das bedeutet, dass sich im Ringkanal 30 der Grünablauf staut und schließlich über die Oberkante der Ringkanalwandung 31 auf den Boden 12 des Zentrifugengehäuses 10 läuft und ähnlich wie in der ersten Ausführungsform in den Aufnahmebehälter 61 fließt.
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Wenn nun sich andeutet, dass der Grünablauf aus der Zentrifugentrommel 20 abgelöst wird durch Weißablauf, wird die Absperranordnung 72 in der Verbindungseinrichtung 53 geöffnet. Die Absperranordnung 71 bleibt verschlossen. Es kann dann gegebenenfalls schlagartig der Inhalt des Ringkanals 30 mit dem zuerst dort aufgefangenen Grünablauf durch die Verbindungsleitung 53 zur Verbindungsleitung 51 und in den Aufnahmebehälter 61 geführt werden. Sowie dieses erfolgt ist, wird die Absperranordnung 72 verschlossen und die Absperranordnung 71 geöffnet. Der Weißablauf, der jetzt dem Grünablauf folgend in den Ringkanal 30 von oben hineingelaufen ist, kann nun durch die Verbindungsleitung 52 und die geöffnete Absperranordnung 71 hindurch in den Aufnahmebehälter 62 laufen. Der Aufnahmebehälter 62 nimmt jetzt praktisch nur Weißablauf auf.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Absperranordnung 72 solange geöffnet bleiben, bis der Grünablauf durch Weißablauf abgelöst wird.
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Die Konzeption aus der 2 führt also zu einer nahezu optimalen Trennung von Grünablauf zu Weißablauf. Im Aufnahmebehälter 61 befindet sich wiederum zu 100% Grünablauf, wenn auch über zwei Zufuhrwege, während sich im Aufnahmebehälter 62 nur Weißablauf befindet. Nur noch geringfügige Spuren des jeweils nicht erwünschten Ablaufs können sich in den Aufnahmebehältern befinden, wobei diese Spuren sich beschränken auf jene Mischungsusbstanzen, die unmittelbar beim Übergang von Grünablauf zu Weißablauf innerhalb des vergleichsweise kleinen Volumens des Ringkanals 30 durch Mischung während des Laufens im Ringkanal entstanden sind. im Vergleich zu den im Stand der Technik herrschenden Ungenauigkeiten selbst bei den apparativ aufwändigen Konstruktionen ist dies verschwindend gering.
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In der 3 ist eine etwas detailliertere Ausführungsform dargestellt, die weitgehend den Gedanken aus der zweiten Ausführungsform entspricht.
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Anders als in den 1 und 2 ist hier (nicht maßstabsgerecht) das gesamte Zentrifugengehäuse 10 mit seiner Wandung 11 und dem Boden 12 zu erkennen. Darin befindet sich die Zentrifugentrommel 20, die um eine Achse 21 rotiert. Aus der Zentrifugentrommel 20 gelangt dann der Ablauf auf die Innenseite der Wandung 11.
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In der 3 ist hier angedeutet, dass zunächst die mit dem Pfeil angedeutete Menge an Grünablauf 25 an der Wandung herabläuft. Sie füllt dann unten die Ablaufrinne beziehungsweise den Ringkanal 30, bis sie diese bis an die Oberkante der Ringkanalwandung 31 gefüllt hat.
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Man erkennt hier, dass der Ringkanal 30 umläuft und seine Wandung 31 durch eine zylindrische Trommel gebildet sein kann, die als Einbau im Inneren des Zylindergehäuses 10 auf einem entsprechenden Podest stehen kann.
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Nach dem Füllen des Ringkanals 30 läuft dann der Grünablauf 25 in der Darstellung in der 3 nach innen über die Oberkante der Ringkanalwandung 31 in eine darunterliegende, ebenfalls rinnenartige Aufnahme 13 oberhalb des Bodens 12.
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Danach läuft der Grünablauf dann über die Ablauföffnung 41 und die Verbindungsleitung 51 zum Aufnahmebehälter 61.
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Man sieht wiederum, dass über die Aufnahmeöffnung 42 im Bereich des Ringkanals 30 der Weißablauf über die Absperranordnung 71 und die Verbindungseinrichtung 52 in die Aufnahmebehälter 62 laufen kann, wobei durch eine Kurzschluss-Verbindungsleitung 53 mit einer Absperranordnung 72 der zunächst aufgefangene Grünablauf vor dem Weißablauf auch in die Verbindungsleitung 51 und weiter in den Aufnahmebehälter 61 abgeführt werden kann.
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In der 4 ist noch eine weitere schematische Darstellung gegeben, aus der entnommen werden kann, dass der Ringkanal 30 einen geneigten Ringkanalboden 32 aufweist, um die im Ringkanal 30 befindliche Menge des jeweiligen Inhaltes gezielt der Ablauföffnung 42 zuführen zu können.
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Man kann dies dadurch gut erkennen, dass der Ringkanalboden 32 nicht nur in sich geneigt ist, sondern dass er auch in der 4 links dargestellten Seiten der Wandung 11 des Zentrifugengehäuses 10 höher liegt als auf der in der 4 rechts dargestellten Seite der Wandung 11. Dies zeigt, dass der Ringkanalboden 31 auch in umlaufender Orientierung innerhalb der Wandung 11 zumindest einen tiefer gelegenen Bereich und entsprechend geneigte Abschnitte aufweist, die den Weißablauf und den Grünablauf zu vorbestimmten Ablauföffnungen 42 hinführen.
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In der 4 ist darüber hinaus die Ablaufrinne beziehungsweise der Ringkanal 30 bewusst doppelwandig dargestellt. Durch diese doppelwandige Darstellung wird zugleich eine Möglichkeit angedeutet, den Ringkanal 30 mit dem Ringkanalboden 32 und der Ringkanalwandung 31 mit Heizelementen ausstatten zu können und so eine Beheizung des Ringkanals 30 und der darin befindlichen Substanz ermöglichen zu können. Auf diese Weise kann insbesondere der relativ zähflüssige Grünablauf gezielt kurz vor dem Wechsel zum Weißablauf erhitzt werden. Auf diese Weise wird die Viskosität des Grünablaufes in dieser Phase deutlich verringert. Dieser Grünablauf würde demzufolge deutlich schneller aus dem Ringkanal 30 ablaufen. Dies hätte zur Folge, dass die Trennung von Grün- und Weißablauf zusätzlich verbessert wird.
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In der 5 ist eine weiter modifizierte Ausführungsform dargestellt, die apparativ aufwändiger ist, aber die ohnehin schon ausgezeichneten Ergebnisse für die Trennung noch weiter perfektionieren kann.
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Diese Ausführungsform weist zusätzlich zu dem Ringkanal 30 mit seiner Ringkanalwandung 31 noch einen darunter befindlichen zweiten Ringkanal 35 mit einer Ringkanalwandung 36 auf.
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Dieser zweite oder untere Ringkanal 35 nimmt eine Menge an Grünablauf oder Weißablauf auf, die über die Oberkante der Ringkanalwandung 31 läuft und lässt seinerseits über seine eigene Ringkanalwandung 36 diejenigen Volumenanteile laufen, die sein Füllvermögen übersteigen.
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Durch entsprechende zeitliche Steuerung lässt sich nun erreichen, dass bestimmte Volumenanteile etwa im Übergangsbereich vom Grünablauf zum Weißablauf gezielt in diesen zweiten Ringkanal 35 gelangen und ausgesondert werden.
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Es wird dadurch möglich, die in diesem zweiten Ringkanal 35 aufgefangenen Volumenanteile über eine weitere Ablauföffnung 43 und eine Verbindungsleitung 54 einem Aufnahmebehälter 63 zuzuführen. Zusätzlich ist hier eine dritte Absperranordnung 73 vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zentrifugengehäuse
- 11
- Wandung des Zentrifugengehäuses
- 12
- Boden des Zentrifugengehäuses
- 13
- Auffangrinne am Boden des Zentrifugengehäuses
- 20
- Zentrifugentrommel
- 21
- Zentrifugenachse
- 25
- Grünablauf
- 30
- Ringkanal
- 31
- Ringkanalwandung
- 32
- Ringkanalboden
- 35
- zweiter Ringkanal
- 36
- Wandung des zweiten Ringkanals
- 41
- Ablauföffnung am Boden
- 42
- Ablauföffnung am Ringkanal
- 43
- Ablauföffnung am zweiten Ringkanal
- 51
- Verbindungsleitung vom Boden
- 52
- Verbindungsleitung vom Ringkanal
- 53
- Verbindungsleitung als Kurzschlussleitung
- 54
- Verbindungsleitung aus dem zweiten Ringkanal
- 61
- erster Aufnahmebehälter
- 62
- zweiter Aufnahmebehälter
- 63
- dritter Aufnahmebehälter
- 71
- erste Absperranordnung
- 72
- zweite Absperranordnung
- 73
- dritte Absperranordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 95969 [0010]
- DE 109702 [0011]
- DE 19731097 C1 [0014, 0032]
- DE 19723601 C1 [0015]
- DE 10002862 A1 [0015]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- P. W. van der Poel, H. Schiweck und T. Schwartz schlagen in „Zuckertechnologie. Rüben- und Rohrzuckerherstellung”, Berlin (2000) auf Seite 868 [0012]
