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Verfahren zur Extraktion löslicher Bestandteile aus Feststoffen mittels
einer Flüssigkeit Zusatz zur Patentanmeldung G 159B3 IVc/l2c (Auslegeschrift 1 020
959) Nach der Hauptpatentanmeldung G 15973 IVc/12c sollen festen 5 tcffen ienlverm,ittiells
einer Flüssigkeit lösliche Bestandteile entzogen werden. Die Feststoffe werden nach
diesem Verfahren durch mehrere hintereinandergeschaltete, schleifenartig ausgebildete
Stufen geführt und nach der Durchströmung jeder Stufe von der Flüssigkeit getrennt
und in die nächste Stufe geleitet.
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Die von den Feststoffea getrennte Lösefiüssgkeit wird im Verlaufe
des Stufenwechsels in die vorhergehende Stufe geleitet und so eine gegenläufige
Bewegung zwischen der Löseflüssigkeit und den zu behandelnden Feststoffen erreicht.
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Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert eine freie Bewegung
der Feststoffe in der Löseflüssigl<eit.
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Das setzt voraus, daß das Volumen der Flüssigkeit größer ist als das
Volumen der zu behandelnden Feststoffe. Bei der Behandlung der Stoffe mit einem
geringen spezifischen Gewicht und einem dementsprechend großen Volumen kann die
Menge der Flüssigkeit so steigen, daß sie die für den Lösungsprozeß notwendige Flüssigkeitsmenge
um einen beträchtlichen Teil übersteigt. Diese überschüssige Flüssigkeit muß im
Verlaufe der Weiterbehandlung verdampft werden, das bedeutet einen zusätzlichen
Wärmeaufwand, der die wirtschaftliche Arbeitsweise der Anlage ungünstig beeinflußt.
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Dieser Nachteil soll beseitigt werden. Das wird gemäß der Erfindung
erreicht, wenn die Behandlung der Feststoffe in einer Flüssigkeit durchgeführt wird,
von der ein Teil, das ist die Betriebsflüssigkeit, in mehrere in Schleifen kreisende
Ströme aufgeteilt wird und der andere Teil, das ist die für den Lösungsprozeß benötigte
Flüssigkeitsmenge, so geführt wird, daß sie die Schleifen nacheinander durchströmt.
Die Löseflüssigkeit wird in frischem Zustand in die kreisende Betriebsflüssigkeit
der ersten Schleife geleitet und die zulaufende Flüssigkeitsmenge aus dem Flüssigkeitsstrom
der ersten Schleife in den der nächsten usf. bis zur letzten geleitet. So erreicht
man eine stetige Auffrischung der in den Schleifen kreisenden Flüssigkeit und damit
einen konstanten Sättigungsgrad in jeder Schleife. Die Sättigung der Flüssigkeit
steigt von Schleife zu Schleife um einen bestimmten Grad, der dem in jeder Schleife
ausgenutzten Teil des Gesamtgefälles entspricht, das zwischen der frischen Löseflüssigkeit
und dem Gehalt an löslicher Substanz der zu behandelnden Stoffe besteht, und erreicht
an der Auslaufstelle der letzten Schleife den höchsten Wert.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Menge der Betriebsflüssigkeit
beliebig gewählt und so bemessen werden kann, daß die freie Bewegung der Feststoffe
in der Flüssigkeit gesichert ist und die Menge der I»sedüslsigkeit auf ein Miuimmn
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schränkt werden kann, das durch die Sättigungsgrenze der Löseflüssigkeit bestimmt
wird.
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Fig. 1 zeigt das Verfahren in schematischer Darstellung. Die durchlaufende
Linie zeigt die Schleifen bzw. den Weg der kreisenden Betriebsflüssigkeit, die strichpunktierte
Linie den Weg der Löseflüssigkeit und die gestrichelte Linie die Bewegung der zu
behandelnden Feststoffe.
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Die Bewegung der Löseflüssigkeit durch die Behandlungsstrecke ergibt
sich aus der einerseits zulaufenden frischen und andererseits in der gleichen Menge
ablaufenden gesättigten Löseflüssigkeit. Die Bewegung der Betriebsflüssigkeit in
den Schleifen kann auf verschiedene Art durchgeführt werden, z. B. durch eine Erwärmung
der Flüssigkeit in dem nach oben führenden Teil der Schleife. Durch den bei der
Erwärmung eintretenden Unterschied des spezifischen Gewichtes zwischen warmer und
kalter Flüssigkeit wird die gewünschte Strömung erreicht. Es kann auch Gas in die
nach oben strömende Flüssigkeit der Schleife geleitet werden, der so entstehende
Gewichtsunterschied zwischen den beiderseitigen Flüssigkeitssäulen der Schleife
bewirkt dann die Strömung der Flüssigkeit. Die Bewegung kann auch durch eine Flüssigkeitsmenge
erreicht werden, die der kreisenden
Betriebsflüssigkeit entnommen
und vermittels Pumpe über eine Düse in die Umlenkstelle der Schleife geleitet wird.
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Die Geschwindigkeit der in den Schleifen kreisenden Flüssigkeit wird
so bemessen, daß sie die Senkgeschwindigkeit der zu behandelnden Feststoffe in der
Flüssigkeit um einen bestimmten Betrag übersteigt.
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Daraus ergibt sich die Zeit, in der die Feststoffe eine Schleife durchlaufen.
Die Zahl der für die Durchführung des Prozesses notwendigen Schleifen bzw.
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Behandlungsstufen ergibt sich aus dem in jeder Stufe au;sgenutzten
Teil des Gles,amtgefällles, das zwischen der frischen Flüssigkeit und dem Gehalt
an löslichen Bestandteilen des zu behandelnden Stoffes besteht.
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Die Überleitung der Feststoffe von einer Schleife zur nächsten erfolgt
zweckmäßig an der gleichen Stelle, an der auch die-Flüssigkeit von einer Schleife
zur nächsten wechselt. An dieser Stelle wird die Führung der Betriebsflüssigkeit,
das sind die Schleifen, unterbrochen, und zwar um ein solches Stück, daß die Betriebsflüssigkeit
den unterbrochenen Teil der Schleife frei durchströmt. An dieser Stelle können dann
die Feststoffe durch Maßnahmen verschiedener Art aus dem Strömungskreis einer Schleife
in den der nächsten geleitet werden. Das erreicht man auf eine einfache Art, wenn
die Schleife in dem nach unten führenden Teil unterbrochen wird, dann durch strömt
die Flüssigkeit den unterbrochenen Teil im freien Fall, und die Feststoffe können,
wenn es sich um Stoffe in stückiger Form wie z. B. Rübenschnitte handelt, vermittels
Leitstäbe, die man unter einem spitzen Winkel in die Fallstrecke der Flüssigkeit
einsetzt, aus der strömenden Flüssigkeit ausgeschieden werden. Die Flüssigkeit strömt,
dem Schwergewicht folgend, senkrecht durch die Spalten der mit Abstand angeordneten
Stäbe, während die Feststoffe an den Leitstäben entlang in den Strömungskreis der
nächsten Schleife gleiten.
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Mit einfachen Mitteln wird so die Gegenstrombewegung der Feststoffe
zur Löseflüssigkeit erreicht und damit nicht nur die angestrebte Reinheit der Löseflüssigkeit,
infolge der schonenden Behandlung der Feststoffe, sondern auch die notwendige Betriebssicherheit
an den Überleitstellen, die in dem übrigen Teil der Anlage durch die freie Bewegung
der Feststoffe in der Betriebsflüssigkeit gegeben ist. Die freie Bewegung der Stoffe
in der Flüssigkeit gewährleistet auch die gleichmäßige Behandlung jedes einzelnen
Teilchens der Stoffe und damit die kürzeste Behandlungszeit, bei einer weitgehenden
Absonderung des löslichen Teiles der Stoffe. Diese weitgehende Absonderung wird
mit einem Minimum an Löseflüssigkeit erreicht, so daß auch die wirtschaftliche Arbeitsweise
der im Aufbau sehr einfachen Anlage gegeben ist.
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Fig. 1 zeigt das Verfahren in schematischer Darstellung; Fig. 2 zeigt
eine Anlage für die Behandlung eines Stoffes in stückiger Form im Längsschnitt nach
der Linie 111-1 II der Fig. 3, Fig. 3 den Querschnitt durch eine Schleife der Anlage.
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Die Anlage für die Behandlung eines Stoffes in stückiger Form nach
Fig. 2 und 3 besteht im wesentlichen aus den Schleifen 1, die zwischen 2 und 3 durch
den Kanal 4 unterbrochen werden, der die Schleifen verbindet. Die Anlage wird vor
der Inbetriebsetzung bis zur Niveaumarke 5 mit der Löseflüssigkeit gefüllt. Bei
6 wird dann verdichtetes Gas in die Flüssigkeit des nach oben führenden Teiles der
Schleife
geleitet. Das Gas, in Form von Blasen. verdrängt einen Teil der Flüssigkeit, die
bis zum Scheitelpunkt der Schleife steigt. Mit der dann folgenden Überschreitung
des Scheitelpunktes wird die Strömung der Flüssigkeit eingeleitet, die bei einer
stetig einströmenden Gasmenge in eine kreisende Bewegung übergeht. Das Gas wird
im Scheitelpunkt der Schleife bei 7 durch das Sammelrohr 8 abgezogen und nach erneuter
Verdichtung wieder in die Flüssigkeit geleitet.
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Der zu behandelnde stückige Stoff wird durch das Transportband 9
in den Flüssigkeitsstrom der ersten Schleife geleitet, durchläuft mit demselben
die Schleife bis zu den Leitstäben 10. Die Leitstäbe sind mit Abstand voneinander
über die Breite des Kanals 4 angeordnet, so daß die Flüssigkeit das Stabgitter,
der Schwerkraft folgend, senkrecht durchströmt, während der zu behandelnde Stoff,
ebenfalls unter dem Einfluß der Schwerkraft, an den unter einem entsprechenden Winkel
eingesetzten Stäben 10 entlang in den Strömungskreis der nächsten Schleife gleitet.
Diese Bewegung wiederholt sich von einer Schleife zur nächsten bis zur letzten Schleife.
Der behandelte Stoff wird aus dem Strömungskreis der letzten Schleife durch das
Siebband 11 ausgeschieden und ausgetragen.
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Die in den Schleifen kreisende Flüssigkeit sättigt sich entsprechend
dem Durchlauf des Stoffes von der Einlaufstelle zur Auslaufstelle hin. Wenn der
höchste Sättigungsgrad der Löseflüssigkeit an der Einlaufstelle des zu behandelnden
Stoffes erreicht ist, beginnt der Zulauf der frischen Löseflüssigkeit bei 14 in
die letzte Schleife. Von der in dieser Schleife kreisenden Flüssigkeit wechselt
jetzt ein Teil entsprechend der zulaufenden Menge an frischer Löseflüssigkeit in
die nächste Schleife usf. durch die weiteren Schleifen bis zur Überlaufstelle 12
in den Behälter 13. Die Menge der zalaufenden. Löseflüssigkeit kanu dem ge wünschten
Sättigungsgrad angepaßt werden.
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Die Zeit, in der der zu behandelnde Stoff eine bzw. alle Schleifen
durchläuft, ist von der Geschwindigkeit abhängig, mit der die Behandlungsflüssigkeit
eine Schleife durchströmt. Diese Geschwindigkeit ist regulierbar durch den Einlaß
einer mehr oder weniger großen Gasmenge in den Flüssigkeitsstrom jeder Schleife.
Zu beachten ist bei dieser Geschwindigkeitsregulierung das spezifische Gewicht des
zu behandelnden Stoffes, bzw. der Auftrieb desselben, wenn der Stoff leichter, oder
die Senkgeschwindigkeit, wenn derselbe schwerer ist als die Flüssigkeit. Durch eine
entsprechende Wahl der Umlaufgesclhwindigkeit der Flüssigkeit in den Schleifen kann
die Senkgeschwindigkeit in dem aufsteigenden Teil der Schleife oder die Auftriebsbewegung
des Stoffes in dem ablaufenden Teil der Schleife aufgehoben werden.