DE102012101992A1 - Device useful for reducing water content of starch paste, comprises concentration tank comprising stirrer, inlet and outlet for starch paste and vacuum port for generating vacuum, and heat exchanger having heating element - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verringerung des Wassergehaltes von Stärkekleistern. Ferner betrifft die Erfindung auch die Verwendung der Vorrichtung für die Erzeugung von hochkonzentrierten Stärkekleistern insbesondere für den Einsatz im Bereich der Lebensmittel- und Stärkeindustrie, sowie der Papier-, Pappen- und/ oder Kartonindustrie. The present invention relates to an apparatus and a method for reducing the water content of starch pastes. Furthermore, the invention also relates to the use of the device for the production of highly concentrated starch pastes in particular for use in the field of food and starch industry, as well as the paper, board and / or cardboard industry.
Im Stand der Technik sind Stärkekleister bekannt. Stärkekleister werden auch als Stärkelösungen bezeichnet und bestehen im Wesentlichen aus in Wasser kolloidal gelösten Stärkemolekülen. Hierzu werden in einer Stärkesuspension enthaltene Stärkekörner durch einen Kochvorgang, einen enzymatischen Aufschluss oder oxidativen Aufschluss aufbereitet und es entsteht eine sogenannte Stärkelösung. Starch pastes are known in the art. Starch pastes are also referred to as starch solutions and consist essentially of colloidally dissolved starch molecules in water. For this purpose, starch granules contained in a starch suspension are prepared by a boiling process, an enzymatic digestion or oxidative digestion and a so-called starch solution is formed.
Stärke ist in kaltem Wasser unlöslich. Durch Zufuhr von Wärme oder durch Alkali können die Stärkekörner gelöst werden. Man spricht dann von einer kolloidalen Lösung oder einem Stärkekleister. Aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhaft, Stärkekleister herzustellen, die höhere Konzentrationen (Feststoffgehalte) aufweisen. Diese liegen im Stand der Technik bei ca. 42 % Trockensubstanz. Starch is insoluble in cold water. By supplying heat or by alkali, the starch granules can be dissolved. One speaks then of a colloidal solution or a starch paste. For technological and economic reasons, it is advantageous to produce starch pastes which have higher concentrations (solids contents). These are in the prior art at about 42% dry matter.
Beispielsweise trocknen Streichfarben mit höheren Feststoffgehalten schneller, wodurch Trocknungsenergie eingespart, Streichmaschinen für die Papierherstellung mit schnelleren Maschinengeschwindigkeiten gefahren und größere Produktionsmengen ermöglicht werden. Übliche Streichfarben beinhalten einen hohen Stärkeanteil. Somit ermöglichen höhere Konzentrationen eines Stärkekleisters beispielsweise auch höhere Feststoffgehalte von Streichfarben. For example, higher solids coating colors dry faster, thereby saving drying energy, running papermaking machine coater at faster machine speeds, and enabling larger production volumes. Common coating colors contain a high proportion of starch. Thus, higher concentrations of a starch paste, for example, allow higher solids contents of coating colors.
Vor diesem Hintergrund hat es die vorliegende Erfindung zur Aufgabe eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche die im Stand der Technik bekannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden und insbesondere hochkonzentrierte Stärkekleister bereit stellen, welche ggf. auch verbesserte rheologische Eigenschaften aufweisen. Against this background, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method which at least partially overcome the disadvantages known in the prior art and, in particular, provide highly concentrated starch pastes which may also have improved rheological properties.
Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, wie sie mit Anspruch 1 beansprucht wird, gelöst. Auch das Verfahren zur Herstellung des Stärkekleisters gemäß Anspruch 9 löst die vorgenannte Aufgabe, wobei bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche sind. The above object is achieved by a device as claimed in
Entsprechend Anspruch 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Wassergehaltes von Stärkekleister einen Aufkonzentrationsbehälter mit einem Rührwerk und wenigstens einem Zu- und Abfluss für den Stärkekleister und einen Wärmetauscher mit wenigstens einem Heizelement und einem Zu- und Abfluss für den Stärkekleister auf, wobei der Aufkonzentrationsbehälter einen Vakuumanschluss zur Erzeugung eines Vakuums in dem Aufkonzentrationsbehälter und damit zur Vakuumverdampfung eines Wasseranteils im Stärkekleister und der Zufluss zur Sprühverteilung des Stärkekleisters in den Aufkonzentrationsbehälter eine Düse aufweist. According to
Unter Verringerung des Wassergehaltes von Stärkekleister im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Erhöhung des Trocken- bzw. Feststoffgehaltes des Stärkekleisters verstanden, was auch gleichbedeutend mit einer Aufkonzentration des Stärkekleisters bzw. der Stärkelösung ist. By reducing the water content of starch pastes in the context of the present invention, the increase in the dry or solid content of the starch paste is understood, which is synonymous with a concentration of the starch paste or the starch solution.
Unter Aufkonzentrationsbehälter im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter verstanden, in welchem der Stärkekleister eine Konzentrationserhöhung, insbesondere eine Verringerung des Wassergehaltes des Stärkekleisters erfährt. Eine Verringerung des Wassergehaltes kann insbesondere durch Vakuumverdampfung erfolgen. Beeinflussende Parameter sind hierbei die Temperatur des Stärkekleisters und der auf den Stärkekleister wirkende Unterdruck. For the purposes of the present invention, a concentration container is understood to mean a container in which the starch paste undergoes an increase in concentration, in particular a reduction in the water content of the starch paste. A reduction of the water content can be carried out in particular by vacuum evaporation. The influencing parameters here are the temperature of the starch paste and the negative pressure acting on the starch paste.
Unter einem Rührwerk im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Rührwerk zum Mischen, Homogenisieren des Stärkekleisters verstanden. Dies kann insbesondere ein axiales, ein radiales Rührwerk mit Rührflügeln, Rührpropellern, Rührflossen, Paddelmischern, Rührwerkzeugen sein. An agitator in the context of the present invention is understood to mean an agitator for mixing, homogenizing the starch paste. This may in particular be an axial, a radial agitator with stirring blades, stirring propellers, stirring fins, paddle mixers, stirring tools.
Unter einem Heizelement im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Energiequellen verstanden, welche mittels einem Wärmetauscher ein Medium aufheizen. Dies können beispielsweise elektrische Heizelemente, welche elektrischen Strom in Wärme wandeln und/ oder Heizelemente, welche mit Wärmeträgern betrieben werden, wie z. B. mit heißem Öl, Heißwasser, Dampf, etc.. In the context of the present invention, a heating element is understood to mean energy sources which heat a medium by means of a heat exchanger. This can, for example, electrical heating elements which convert electrical current into heat and / or heating elements which are operated with heat carriers, such as. With hot oil, hot water, steam, etc ..
Unter Vakuumverdampfung im Sinne der vorliegenden Erfindung werden thermische Reaktoren verstanden, in welchen eine flüssige Phase, wie z.B. ein Wasseranteil des Stärkekleisters, bei geringerem Druck als der Umgebung verdampft wird. Somit kann der Stärkekleister durch Entziehung eines Wasseranteils auf höhere Konzentrationen aufkonzentriert werden, ohne gleichzeitig die Temperatur überproportional steigern zu müssen, insbesondere kann somit eine schonende Aufkonzentration erzielt werden. For the purposes of the present invention, vacuum evaporation means thermal reactors in which a liquid phase, such as e.g. a water content of the starch paste is evaporated at a lower pressure than the environment. Thus, the starch paste can be concentrated by removing a proportion of water to higher concentrations, without simultaneously increasing the temperature disproportionately, thus in particular a gentle concentration can be achieved.
Unter Sprühverteilung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Vereinzelung und Verteilung von Stärkekleisterkomponenten verstanden, wodurch die, insbesondere für eine Vakuumverdampfung, zugängliche Oberfläche des Stärkekleisters vergrößert und die Zugänglichkeit zu den Stärkekleisterkomponenten verbessert wird. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Effektivität der Vakuumverdampfung des Wasseranteils im Stärkekleister aus. Spray distribution in the sense of the present invention is understood to mean a separation and distribution of starch paste components, whereby the surface of the starch paste, which is accessible in particular for vacuum evaporation, is increased and the accessibility to the starch paste components is improved. This has an advantageous effect on the effectiveness of the vacuum evaporation of the water content in the starch paste.
Unter einer Düse im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für die Dosierung von Stärkekleister verstanden. Diese kann beispielsweise ein Injektor, ein sich verjüngendes Rohr, ein Auslaufschlitz, eine Auslauföffnung, etc. sein. Under a nozzle according to the present invention is meant a device for the dosage of starch pastes. This can be, for example, an injector, a tapered tube, an outlet slot, an outlet opening, etc.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens einen Vorlagebehälter und/ oder Sammelbehälter auf. Alternativ kann die Vorrichtung oder auch eine Vielzahl dieser Vorrichtungen im Onlinebetrieb, d.h. insbesondere ohne Vorlagebehälter und/oder Sammelbehälter eingesetzt werden. According to a further, particularly preferred embodiment, the device has at least one storage container and / or collecting container. Alternatively, the device or a plurality of these devices can be operated online, i. be used in particular without storage tank and / or sump.
Unter Vorlagebehälter und/ oder Sammelbehälter im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter verstanden, in welchem Stärkekleister gesammelt bzw. zwischengepuffert gelagert werden kann. Ist der Vorlagebehälter und/ oder Sammelbehälter der Vorrichtung vorgelagert so wird Stärkekleister mit niedriger Konzentration gesammelt. Ist der Vorlagebehälter und/ oder Sammelbehälter der Vorrichtung nachgelagert so wird Stärkekleister mit hoher Konzentration gesammelt. In the context of the present invention, the term "storage container" and / or "collecting container" is understood to mean a container in which starch paste can be collected or stored buffered. If the storage container and / or storage container of the device upstream so starch paste is collected with low concentration. If the storage tank and / or storage tank downstream of the device so starch paste is collected with high concentration.
Vorteilhaft ist hierbei eine Puffermöglichkeit für vorherige bzw. nachfolgende Verfahrensprozesse. Hierdurch können beispielsweise Schwankungen des Aufkonzentrationsprozess des Stärkekleisters ausgeglichen und auch eventuelle Produktionsengpässe bzw. Produktionsausfälle kurzzeitig überbrückt werden. A buffer option for previous or subsequent process processes is advantageous here. As a result, for example, fluctuations in the concentration process of the starch pasteurizer can be compensated and any production bottlenecks or production losses can be bridged for a short time.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Aufkonzentrationsbehälter wenigstens eine Niveaumesseinrichtung und/ oder eine Zuflussregelungseinrichtung auf. According to a further, particularly preferred embodiment, the concentration container has at least one level-measuring device and / or one inflow-regulating device.
Unter einer Niveaumesseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle möglichen Messelemente zur Bestimmung des Stärkekleisterniveaus bzw. Füllstandes im Aufkonzentrationsbehälter wie beispielsweise Messsonden, Ultraschallmessgeräte und Schwimmschalter verstanden. For the purposes of the present invention, a level measuring device is understood as meaning all possible measuring elements for determining the starch paste level or filling level in the concentration container, such as, for example, measuring probes, ultrasonic measuring devices and floating switches.
Unter einer Zuflussregelungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle möglichen Regelelemente wie beispielsweise Regelventile und Regelschieber mit welchen die Vorrichtung geregelt und insbesondere auch gesteuert werden kann. Under an inflow control device in the context of the present invention are all possible control elements such as control valves and control slide with which the device can be controlled and in particular also controlled.
Vorteilhaft ist hierbei zusätzlich zu der Steuerungs- und/ oder Regelungs- eine Automatisierungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. It is advantageous in addition to the control and / or regulation a possibility of automation of the device according to the invention.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens ein Ring-Rohrleitungssystem zwischen dem Aufkonzentrationsbehälter und dem Wärmetauscher insbesondere zur Kreislauf-Fahrweise auf. According to a further, particularly preferred embodiment, the device has at least one annular piping system between the concentration vessel and the heat exchanger, in particular for the circulation mode of operation.
Unter einer Kreislauf-Fahrweise im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Zirkulation des Stärkekleisters aus dem Aufkonzentrationsbehälter über den Wärmetauscher und wieder zurück in den Aufkonzentrationsbehälter verstanden. Bei Betrieb der Vakuumverdampfung erfolgt mit jedem Durchlauf eine Aufkonzentration des Stärkekleisters beispielsweise im Bereich zwischen 2–5 %. For the purposes of the present invention, a circulation mode of operation is understood as meaning a circulation of the starch paste from the concentration container via the heat exchanger and back into the concentration container. When operating the vacuum evaporation takes place with each pass, a concentration of the starch paste, for example, in the range between 2-5%.
Vorteil dieser Fahrweise ist, dass der Stärkekleister bis zur Erreichung der zu erzielenden Konzentration oder falls Folgeprozesse den aufkonzentrierten Stärkekleister nicht abnehmen können, der Stärkekleister im Kreis gefahren werden kann und auch Teilentnahmen des Stärkekleisters möglich sind. Advantage of this procedure is that the starch paste until the achievement of the concentration to be achieved or if subsequent processes the concentrated starch paste can not decrease, the starch paste can be circulated and partial withdrawals of the starch paste are possible.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Ring-Rohrleitungssystem wenigstens ein Konzentrationsmessgerät zur Bestimmung der Konzentration des Stärkekleisters und wenigstens eine Pumpe und wenigstens ein Ventil für eine regelbare und/ oder steuerbare Kreislauf-Fahrweise auf. According to a further, particularly preferred embodiment, the ring piping system has at least one concentration meter for determining the concentration of the starch pasteurizer and at least one pump and at least one valve for a controllable and / or controllable cycle mode of operation.
Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass in Abhängigkeit der mit dem Konzentrationsmessgerät gemessenen Konzentration Stärkekleister entweder weiter im Kreislauf gefahren werden oder beispielsweise in einen nachfolgenden Vorlagebehälter und/ oder Sammelbehälter gefahren werden kann. Somit besteht hinsichtlich des Stärkekleisters die Möglichkeit einer Teilentnahme aus dem Kreislauf und von Teilzuführung in den Kreislauf. The advantage of this embodiment is that depending on the concentration measured with the concentration meter, starch pastes can either be further circulated or driven, for example, into a subsequent feed container and / or collecting container. Thus, with regard to the starch pasteurizer, there is the possibility of partial removal from the circulation and partial supply into the circulation.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Ring-Rohrleitungssystem wenigstens eine Probenentnahmeeinrichtung auf. According to a further, particularly preferred embodiment, the ring piping system has at least one sampling device.
Unter einer Probenentnahmeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mit welcher aus dem Rohrleistungssystem eine Probe entnommen werden kann. Dies kann beispielsweise ein Probenentnahmehahn, ein Probenentnahmeschieber, eine Probeentnahmedüse, ein Probeentnahmeschlauch, ein Probennahmeflansch, ein Probennahmeadapter sein. Die genommene Probe kann weiter untersucht und ausgewertet werden und Informationen über Parameter und Zustand, wie beispielsweise der Viskosität, Konzentration des Stärkekleisters bestimmt werden. In the sense of the present invention, a sampling device is understood to mean a device with which a sample can be taken from the tube power system. This may be, for example, a sampling tap, a sampling slide, a sampling nozzle, a sampling tube, a sampling flange, a sampling adapter. The taken sample can be further examined and evaluated and information about parameters and Condition, such as the viscosity, concentration of the starch paste to be determined.
Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass jederzeit Informationen über Parameter und den Zustand des Stärkekleisters gewonnen und auch Rückschlüsse auf die Vorrichtung gezogen werden können. The advantage of this embodiment is that at any time information about parameters and the state of the starch pasteurizer can be obtained and also conclusions can be drawn on the device.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein getrenntes Leitungssystem für neuen Stärkekleisterzufluss und im Ring-Rohrleitungssystem geführtem Stärkekleister auf. According to a further, particularly preferred embodiment, the device has a separate line system for new starch paste inflow and starch paste guided in the ring pipeline system.
Unter einem getrennten Leitungssystem für neuen Stärkekleisterzufluss bzw. im Ring-Rohrleitungssystem geführtem Stärkekleister im Sinne der vorliegenden Erfindung wird verstanden, dass über ein erstes Leitungssystem neuer Stärkekleister mit geringer Konzentration beispielsweise im Bereich zwischen 25–42 % TS der Vorrichtung, insbesondere dem Aufkonzentrationsbehälter, zugeführt werden kann und über ein zweites Leitungssystem, insbesondere ein Ring-Rohrleitungssystem, in der Kreislauf-Fahrweise gefahrener und bereits aufkonzentrierter Stärkekleister beispielsweise im Bereich zwischen 70–80 % TS der Vorrichtung insbesondere dem Aufkonzentrationsbehälter zugeführt werden kann. Under a separate conduit system for new starch paste inflow or guided in the ring-piping starch pastes in the context of the present invention is understood that fed via a first line system of new starch paste with low concentration, for example in the range between 25-42% TS of the device, in particular the Aufkonzentrationsbehälter can be supplied via a second line system, in particular a ring-pipe system, driven in the cycle mode and already concentrated starch glue, for example, in the range between 70-80% TS of the device in particular the Aufkonzentrationsbehälter.
Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass die Zufuhr von neuem und im Kreislauf geführtem Stärkekleister unabhängig voneinander erfolgen kann und somit gewünschte Mischverhältnisse gezielt eingestellt werden können. Advantage of this device is that the supply of new and recycled starch paste can be done independently and thus desired mixing ratios can be adjusted specifically.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vorrichtungen in Parallelschaltung oder Reihenschaltung, insbesondere Kaskadenschaltung oder Vorwärtsschaltung angeordnet. According to a further, particularly preferred embodiment, a multiplicity of devices are arranged in parallel connection or series connection, in particular cascade connection or forward connection.
Unter Kaskadenschaltung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Variante der Rückwärtsschaltung verstanden, so dass der Durchlauf einer nachfolgenden Prozess-Stufe vor die vorhergehende Prozess-Stufe zurückgeführt wird. Somit wird bei einer mehrstufigen Eindampfungsvorrichtung der Durchlauf der folgenden Prozess-Stufe vor die vorhergehende Prozess-Stufe zurückgeführt. For the purposes of the present invention, cascade switching means a variant of the reverse switching, so that the passage of a subsequent process stage is returned before the preceding process stage. Thus, in a multi-stage evaporator, the run of the following process stage is returned before the previous process stage.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Verringerung des Wassergehaltes von Stärkekleister gelöst, welches wenigstens die folgenden Schritte der Zuführung eines Stärkekleisters mittels einer Düse in einen Aufkonzentrationsbehälter, der Verringerung des Wassergehaltes des Stärkekleisters in dem Aufkonzentrationsbehälter durch Vakuumverdampfung, den Transfer des Stärkekleisters mit verringerten Wassergehalt aus dem Aufkonzentrationsbehälter in einen Wärmetauscher und die Erwärmung des Stärkekleisters mit verringertem Wassergehalt in dem Wärmetauscher umfasst. The object of the present invention is also achieved by a process for reducing the water content of starch pastes comprising at least the following steps of feeding a starch paste into a concentration container by means of a nozzle, reducing the water content of the starch paste in the concentration container by vacuum evaporation, transferring the starch paste with reduced water content from the concentration vessel into a heat exchanger, and the heating of the reduced water content starch paste in the heat exchanger.
Unter Transfer im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Überleitung, Überführung, insbesondere das Pumpen von Stärkekleister durch eine Leitung in einen Wärmetauscher verstanden. Transfer within the meaning of the present invention is understood to mean the transfer, transfer, in particular the pumping of starch pastes through a line into a heat exchanger.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Entnahme des Stärkekleisters mit verringertem Wassergehalt kontinuierlich oder diskontinuierlich. Dabei kann die Entnahme in einen Sammelbehälter oder auch online, d.h. direkt in einen weiteren Prozessschritt bzw. in eine weitere Verarbeitungsstufe erfolgen. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, removal of the starch paste with a reduced water content takes place continuously or discontinuously. In this case, the removal into a collection container or online, i. take place directly in another process step or in a further processing stage.
Unter kontinuierlich im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Fahrweise verstanden, dass der Stärkekleister im Kreislauf gefahren und durch Vakuumverdampfung aufkonzentriert wird, wobei bei Erreichen der Endkonzentration der aufkonzentrierte Stärkekleister aus dem Kreislauf kontinuierlich ausgeschleust und die ausgeschleuste Menge an aufkonzentriertem Stärkekleister durch neuen, noch aufzukonzentrierenden Stärkekleister kontinuierlich ersetzt wird. Alternativ kann die Kreislauf-Fahrweise auch durch eine Reihenschaltung insbesondere Vorwärts- und/ oder Kaskadenschaltung ersetzt werden. Im Unterschied zu einer diskontinuierlichen Fahrweise wird der Aufkonzentrationsbehälter nicht leer. Under continuous in the context of the present invention, the driving is understood that the starch paste driven in the circuit and concentrated by vacuum evaporation, wherein upon reaching the final concentration of the concentrated starch paste continuously discharged from the circulation and the discharged amount of concentrated starch paste by new, still aufkonzentrierenden starch paste is replaced continuously. Alternatively, the circuit mode of operation can also be replaced by a series connection, in particular forward and / or cascade connection. In contrast to a discontinuous procedure, the concentration container does not become empty.
Unter diskontinuierlich im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Batch-Fahrweise verstanden. Hierbei wird der Stärkekleister so lange im Kreislauf gefahren und durch Vakuumverdampfung aufkonzentriert, bis die Endkonzentration des aufkonzentrierten Stärkekleisters erreicht ist. Im Unterschied zu einer kontinuierlichen Fahrweise wird nun der Aufkonzentrationsbehälter entleert insbesondere in einen Vorratsbehälter/ Sammelbehälter und der Prozess zur Verringerung des Wassergehaltes von Stärkekleister beginnt von Neuem. Batchwise in the context of the present invention is understood to mean a batch procedure. Here, the starch paste is circulated so long and concentrated by vacuum evaporation until the final concentration of the concentrated starch paste is reached. In contrast to a continuous mode of operation, the concentration container is now emptied, in particular into a storage container / collecting container, and the process for reducing the water content of starch paste begins anew.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Zuführung des Stärkekleisters in den Aufkonzentrationsbehälter mittels einer Vielzahl von Düsen, insbesondere von 1 bis 20, vorzugsweise von 5 bis 18, besonders bevorzugt mit 10 bis 15 Düsen erfolgen. Die Düsen können beispielsweise gleichmäßig, ringförmig, kreisförmig, gitterförmig, netzförmig, etc. über der Flüssigkeitsoberfläche des Aufkonzentrationsbehälters verteilt angeordnet sein. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the supply of the starch paste into the concentration container by means of a plurality of nozzles, in particular from 1 to 20, preferably from 5 to 18, particularly preferably made with 10 to 15 nozzles. For example, the nozzles may be evenly distributed, annular, circular, latticed, reticulated, etc. over the liquid surface of the concentration container.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Zuführung des Stärkekleisters in den Aufkonzentrationsbehälter mit einem Dosierdruck im Bereich von 1 bis 15 bar, vorzugsweise von 2 bis 12 bar, besonders bevorzugt von 3 bis 10 bar. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the supply of the starch paste is carried out in the concentration vessel with a metering pressure in the range of 1 to 15 bar, preferably from 2 to 12 bar, more preferably from 3 to 10 bar.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Wassergehalt des Stärkekleisters von einer Ausgangskonzentration des „frischen Stärkekleisters“ im Bereich von 55 bis 85 %, vorzugsweise von 58 bis 75 % auf eine Endkonzentration in dem Bereich von 10 bis 50 %, vorzugsweise von 20 bis 30 % eingestellt werden. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the water content of the starch paste from a starting concentration of the "fresh starch paste" in the range of 55 to 85%, preferably from 58 to 75% to a final concentration in the range of 10 to 50%, preferably be set from 20 to 30%.
Unter Wassergehalt des Stärkekleisters im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Bestimmung des Feuchtegehaltes von Stärke insbesondere nach dem Wärmeschrankverfahren (
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Vakuumverdampfung bei einem Unterdruck im Bereich von 0,1 bis 2 bar, vorzugsweise von 0,2 bis 1,8 bar, besonders bevorzugt von 0,3 bis 1,6 bar. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the vacuum evaporation takes place at a reduced pressure in the range from 0.1 to 2 bar, preferably from 0.2 to 1.8 bar, more preferably from 0.3 to 1.6 bar.
Unter Unterdruck im Sinne der vorliegenden Erfindung wird der im Aufkonzentrationsbehälter durch Vakuumverdampfung entstehende Unterdruck verstanden. In the context of the present invention, negative pressure is understood as meaning the underpressure arising in the concentration vessel by vacuum evaporation.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verweilzeit des Stärkekleisters in dem Aufkonzentrationsbehälter im Bereich von 1 bis 60 min, vorzugsweise auf 5 bis 50 min, besonders bevorzugt mit 15 bis 40 min. According to a further, particularly preferred embodiment of the process according to the invention, the residence time of the starch paste in the concentration container is in the range of 1 to 60 minutes, preferably 5 to 50 minutes, more preferably 15 to 40 minutes.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der in den Aufkonzentrationsbehälter zugeführte Stärkekleister eine Temperatur im Bereich von 60 bis 150 °C, vorzugsweise von 65 bis 140 °C, besonders bevorzugt von 70 bis 135 °C auf. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the starch paste fed into the concentration container has a temperature in the range from 60 to 150.degree. C., preferably from 65 to 140.degree. C., particularly preferably from 70 to 135.degree.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Verringerung des Wassergehaltes im Stärkekleister durch Vorrichtungen, welche in einer Reihenschaltung, insbesondere einer Vorwärts- und/ oder Kaskadenschaltung angeordnet sind. According to a further, particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the reduction of the water content in the starch paste by means of devices which are arranged in a series circuit, in particular a forward and / or cascade circuit.
Unter Gegenstromverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung wird verstanden, dass die Brüden von ersten Wärmetauscher-Prozess-Stufen zum Aufheizen des zu aufzukonzentrierenden Stärkekleisters in zweiten Wärmetauscher-Prozess-Stufen verwendet werden. Entsprechendes ist auf weitere Wärmetauscher-Prozess-Stufen anzuwenden. For the purposes of the present invention, countercurrent processes are understood to mean that the vapors from first heat exchanger process stages are used to heat up the starch pasteurizer to be concentrated in second heat exchanger process stages. The same applies to other heat exchanger process stages.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet. According to a further, particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the device is used for the method according to the invention.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Vorrichtung für die Erzeugung eines hochkonzentrierten Stärkekleisters insbesondere für den Einsatz im Bereich der Lebensmittel- und Stärkeindustrie vorzugsweise in der Papier-, Pappen und/ oder Kartonindustrie verwendet. According to a further, particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the device is used for the production of a highly concentrated starch paste, in particular for use in the field of food and starch industry, preferably in the paper, cardboard and / or cardboard industry.
Weitere Aspekte der Erfindung, ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen sowie den Ansprüchen. Es wird darauf hingewiesen, dass durch dieses Beispiel Abwandlungen beziehungsweise Ergänzungen wie sie sich für den Fachmann unmittelbar ergeben mit umfasst sind. Darüber hinaus stellt das bevorzugte Ausführungsbeispiel keine Beschränkung der Erfindung in der Art dar, dass Abwandlungen und Ergänzungen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen. Es zeigt: Further aspects of the invention will become apparent from the following detailed description of a possible embodiment of the invention in conjunction with the drawings and the claims. It should be noted that by this example modifications or additions as they are immediately apparent to the skilled person are included. Moreover, the preferred embodiment does not limit the invention to the fact that modifications and additions are within the scope of the present invention. It shows:
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Kleisterkonzentration von 42 auf 80 % TS anzuheben. Dies erreicht man durch teilweises Verdampfen des Wassers im Stärkekleister. With the device according to the invention or the method according to the invention it is possible to raise the paste concentration from 42 to 80% TS. This is achieved by partially evaporating the water in the starch paste.
Der anteilige Wasserentzug erfolgt durch eine Vakuumverdampfung des Wassers im Kleister. Dafür wird ein Aufkonzentrationsbehälter
Die Zuführung des Kleisters in das Aufkonzentrationsbehälter
Die Aufheizung des Kleisters auf 90 °C bis 100 °C findet in einem Wärmetauscher
Zur weiteren Effektivitätssteigerung weist das Verfahren insbesondere eine Kreislauf-Fahrweise auf, ausgehend von dem Aufkonzentrationsbehälter
Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden: The process can be operated continuously or discontinuously:
1. Diskontinuierliche Fahrweise (Batch-Verfahren) 1. Discontinuous driving style (batch process)
Bei der diskontinuierlichen Fahrweise wird der Aufkonzentrationsbehälter
Dann öffnet ein Produktventil zu dem Vorratsbehälter
2. Kontinuierliche Fahrweise 2. Continuous driving style
Bei der kontinuierlichen Fahrweise startet die Anlage wie unter Punkt
Mit Öffnen des Produktventils startet auch die Pumpe
- F1F1
- = Durchflußmenge niedrig konzentrierter Stärkekleister = Flow rate of low concentrated starch paste
- F2F2
- = Durchflußmenge hoch konzentrierter Stärkekleister = Flow rate of highly concentrated starch paste
- F3F3
- = Wassermenge die verdampft wird. = Amount of water that is evaporated.
Nach der Anfahrphase stellt sich in der Anlage ein stationärer Zustand ein, d.h. es wird ständig niedrig konzentrierte Stärke zugeführt und hochkonzentrierte Stärke abgeführt. Die Differenz sind die Brüden die als Kondensat anfallen. After the start-up phase, a stationary state occurs in the system, ie it becomes Constantly fed low concentrated starch and dissipated highly concentrated starch. The difference is the vapor that accumulates as condensate.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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