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Verfahren zur Aufarbeitung von Abläufen der Zuckerkristallisation
Bei der Verarbeitung von Zuckerrüben und Zuckerrohr u. dgl. auf Saccharose besteht
eine der Hauptaufgaben darin, die anfallenden dünnen Rohsäfte wirtschaftlich und
technisch richtig zu reinigen, zu konzentrieren und zu kristallisieren. Zu diesem
Zweck haben sich viele Vorreinigungsverfahren als notwendig erwiesen. So werden
z. B. durch die verschiedensten Methoden mit Ca O, Mg O und C 02 bzw. Mischungen
dieser Stoffe möglichst alle Ka.lloide und unter den obwaltenden Reaktionsbedingungen
fällbare Nichtzuckerstoffe organischer und anorganischer Natur ausgeschieden. Hierbei
treten trotzdem immer wieder Verkrustungen und. Ablagerungen in den Verdampfern
und Kochapparaturen auf, wodurch in untragbarer Weise der Dampfverbrauch erhöht
und auch die Oualität der Säfte verschlechtert werden.
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Daher hat man weitere Reinigungsmethoden eingeschaltet, die darin
bestehen, daß man die in klassischer Weise vorgereinigten Zuckersäfte durch Basenaustauscher
praktisch restlos von den Härtebildnern Erdalkahionen usw.) befreit oder gar durch
den Einsatz von Kationen und Anionenaustauschern restlos entsalzt und entfärbt.
Dabei ist es möglich, sowohl die Dünnsäfte als auch Abläufe aus der nachfolgenden
Verarbeitung, ja sogar Melasse in dieser Weise zu reinigen.
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Bei der hoben Reinheit des dabei anfallenden Dicksaftes ist es notwendig,
über mehrere Produkte (Verkochungen) zu arbeiten, da bei dem einzelnen Produkt ein
maximaler Kristallgehalt von etwa 60% nicht überschritten werden kann. Dieses Arbeiten
über mehrere Produkte hat einen erhöhten Arbeitsaufwand, hohen Dampfverbrauch und
erhöhte Verkochungsverluste zur Folge.
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Außerdem ergibt sich wieder ein letzter Ablauf (Melasse), der nicht
weiter kristallisierbar ist und noch etwa 50% Zucker enthält. Aus dem Schema .1
sind dieses Verfahren und die Aufarbeitungsverhältnisse im Prinzip ersichlich.
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Demgegenüber wurde gefunden, daß man mit weniger Produkten arbeiten
kann und ohne Melasseanfall direkt zu einem Verbrauchszucker von mindestens Weißzuckerqualität
gelangt, wenn man die Entsalzung der Zuckersäfte mit einem Kreislauf der entsalzten
Säfte kombiniert, und zwar in der Weise, daß man solche Abläufe, die nicht mehr
zu einem verkaufsfähigen Weißzucker verkocht werden können, entsalzt und in die
Fabrikation zurückführt.
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Erfindunggemäß arbeitet man in der Weise, d@aß man in normaler Weise
Dicksaft herstellt, diesen im Vakuum verkocht, mischt und zentrifugiert. Dabei gewinnt
man einen verkaufsfertigen Kristallzucker und .einen Kristallablauf. Dieser Kristallablauf
wird nach Verdünnung bis auf 5 bis 50 Bx, vorzugsweise auf 35 Bx, und einer Klarfiltration
mit Hilfe einer Ionenaustauscheranlage entsalzt. Diese Ionenaustauscheranlage kann
aus vorgeschalteten Kationenaustauschern und nachgeschalteten Anionenaustauschern
bestehen. Man kann aber auch in der Weise arbeiten, daß man zuerst einen stark basischen
Austauscher schaltet und danach zur Entfernung des gebildeten Alkalis einen Kationenaustauscher
anschließt. Ebenso kann die Entsalzung mit Hilfe von Mischlettfiltern, die Kationen-
und Anionenaus.tauscher in einer einzigen Filtersäule enthalten, vorgenommen werden.
Eine Entsalzung der Säfte kann auch unter Anwendung anderer Verfahren, wie z. B.
der Elektrodialyse, gegebenenfalls unter Verwendung von Ionenaustauschermeinbranen,vorgenommen
werden. Ferner ist es von Vorteil, für die Durchführung dieser Verfahren solche
Ionenaustauscher zu verwenden, die gleichzeitig eine Enthärtung der Säfte bewirken,
wie z. B. Anionenaustauscher auf Basis von Amin-Formaldehyd-Kondensaten (vgl. Patent
959 9-17). Es ist aber auch möglich, für die Entfärbung der Säfte besondere Maßnahmen
vorzusehen, wie z. B. die Verwendung von Aktivkohlen, Knochenkohlen und/oder Entfärbungsharzen.
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Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich,
daß die Reinigung der im Kreislauf zurückgeführten Abläufe und Säfte so weit getrieben
wird, daß bei der nachfolgenden gemeinsamen Verkochung mit den direkt von der Rübe
oder dem Rohr kommenden Säften ein Verbrauchszucker von mindestens Weißzuckerqualität
erhalten wird, Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Ouotient
der im Kreislauf geführten Säfte auf mindestens
93 gehalten- wird,
wobei um so bessere Ergebnisse erzielt werden, je höher der Quotient liegt.
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Je nach Schaltung der Anlage müssen die Säfte gegebenenfalls auf Temperaturen
von etwa 20° C herabgekühlt werden.
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Dieser vorbehandelte Saft wird nun entweder direkt in die Fabrikation-
zurückgeführt, indem er dem Dicksaft oder dem Dünnsaft zugeführt und gemeinsam mit
diesen Säften weiter verarbeitet oder aber vorher in einer mehrstufigen Verdampferanlage,
die der normalen Dünnsaftverdampfung parallel geschaltet ist, bis auf die übliche
Konzentration von etwa 60 bis 70 Bx konzentriert wird. Dieser separat eingedickte
Saft kann nur für sich allein oder zusammen mit dem direkt von der Rübe anfallenden
Dicksaft verkocht werden.
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Wird hierbei in der Weise gearbeitet, daß der entsalzte und eingedickte
Saft für sich im Vakuum verkocht, gemischt und zentrifugiert wird, so fallen ein
verkaufsfertiger Weißzucker und ein Kristallablauf an. Dieser Kristallablauf wird
erfindungsgemäß dem primär bei der Rübenverarbeitung anfallenden Dicksaft zugemischt,
so daß nach diesem System die Verkochung in zwei Produkten durchgeführt wird, während
nach dem oben erläuterten Verfahren die gesamte Verkochung in nur einem Produkt
erfolgt (vgl. die in der Zeichnung dargestellten Schemata 2 bis 4).
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Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, daß man bei der Raffination
von Rohzucker den Affinationsablauf in der vorbeschriebenen Weise reinigt und diesen
gereinigten Saft mit Affinationszucker konzentriert. Durch diese Maßnahme entfällt
auch hier die Notwendigkeit, über vier oder mehr Produkte zu arbeiten, wie es bisher
üblich war. Man erhält in einem bzw. maximal zwei '`erkochungen direkt Verbrauchszucker
von mindestens Weißzuckerqua.lität, ohne daß Melasse entfällt (vgl. Schema 5).
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Ferner ist es im Sinne der Erfindung möglich, daß man zusätzlich zu
den obenerwähnten Abläufen fremde, nach dem klassischen Verkochungsverfahren erzeugte
Melasse, Abläufe oder Zucker niederer Reinheit in der erfindungsgemäßen Weise reinigt
und nach den vorbeschriebenen Möglichkeiten in die Fabrikation einführt.
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Wie die Schemata 2 bis 5 zeigen, ist bei diesem Aufarbeitungsverfahren
ein vollkommen ablaufloses (melasseloses) Arbeiten möglich, da die Entfernung der
Nichtzuckerstoffe aus dem Kreislauf durch die Entsalzung der Kristallabläufe gewährleistet
ist.
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Die, mit der normalen Verdampferstation parallel geschaltete zweite
Verdampferan.lage zur Eindickung der entsalzten Abläufe gestattet es, daß die darin
anfallenden Brüden zusammen mit den Brüden der klassischen Dünnsaftverdampfung zur
Weiterverwendung, z. B. Anwärmung im Vorderbetrieb. ausgenutzt werden und daher
kein besonderer Wärmeaufwand für die Eindickung der entsalzten Lösung erforderlich
ist. Schema 6 veranschaulicht diese Art der Brüdenführung. Trotz der Notwendigkeit,
die Abläufe einmal zu verdünnen und wieder aufzukonzentrieren, tritt durch die Einsparung
von mehreren Verkochungen eine ganz erhebliche Dampfeinsparung gegenüber dem klassischen
Verfahren ein.
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Weiterhin ergibt sich hier eine wesentliche 'Einsparung an Arbeits-
und Investitionskosten durch den Fortfall der für die eingesparten Verkochungen
not-«-endig,ii Kocher. Mühlmaschinen und Zentrifugen.