DE1066997B

DE1066997B - Vorrichtung zum Klären verunreinigter Flüssigkeiten durch Absetzen, insbesondere saturierten Zukkersaftes

Info

Publication number: DE1066997B
Application number: DENDAT1066997D
Authority: DE
Inventors: Düsseldorf Walter Niemann und Dipl.-Ing. Heinrich Hoeber
Original assignee: Gutehoffnungshütte Sterkrade Aktiengesellschaft, Oberhausen (RhId.)
Publication date: 1959-10-15
Also published as: DE1070595B

Description

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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES ΜΛίϋ^ PATENTAMT

KL.12d

INTERNAT. KL. B Ol d

AUSLEGESCHRIFT 1066 997

G 22618 IVc/12d

ANMELDETAG: 25.JULI1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 15. O KTO B E R₁1959

Wenn man eine schmutzige oder schlammige Flüssigkeit in ein Standglas füllt und dieses dann in Ruhe stehenläßt, so beobachtet man. daß sich nach einer gewissen Zeit die spezifisch schwereren festen Teilchen in der Flüssigkeit nach unten absetzen und sich ein deutlicher Trennungsstrich zwischen diesen abgeschiedenen Bestandteilen und der darüber befindlichen geklärten Flüssigkeit bildet.

Nach diesem Prinzip wird vielfach auch in der Zuckerindustrie gearbeitet, um den Schlammsaft vom Klarsaft zu trennen. In einfachen Behältern oder Bottichen läßt man den mit Kalk vermischten, saturierten Saft sich absetzen. Dann wird nacheinander zunächst oben der geklärte Saft und dann unten der Schlammsaft abgezogen.

Um die Zahl derartiger Behälter für große Schlammsaftmengen in Grenzen zu halten, hat man auch schon in einem gemeinsamen, entsprechend großen Behälter mehrere Absetzzonen übereinander angeordnet und durch Hintereinanderschalten derselben einen kontinuierlichen Vorgang ermöglicht. Dabei sind konzentrisch zur Behälterachse liegende kegel- oder trichterförmige Einbauten vorgesehen, letztere als Böden der einzelnen Behälterabschnitte, an deren geneigten Wandflächen die Schlammteilchen, gegebenenfalls unter Mitwirkung von Abstreichern, nach unten gleiten, wo sie dann in der Mitte durch Bodenöffnungen abgezogen werden. Der Klarsaft wird entsprechend den übereinanderliegenden Kammern ebenfalls in verschiedenen Höhen abgezogen.

Bei den bisher üblichen Absetzern oder sogenannten Dekantierapparaten wird im allgemeinen nur die Sinkgeschwindigkeit der Schlammteilchen ausgenutzt, die bekanntlich je nach dem zu klärenden Saft und den angewandten chemischen Reinigungsverfahren sehr verschieden ist. Zum Ausgleich dieses unsicheren Faktors müssen die Apparate sicherheitshalber mit erheblicher Übergröße bemessen werden.

Man hat allerdings auch schon den zu behandelnden Stoff tangential mit großer Geschwindigkeit zugeführt oder auf einen schnell umlaufenden Teller od. dgl. aufgegeben, um die schwereren Bestandteile unter Ausnutzung der vergleichsweise stärkeren Fliehkraftwirkung gegen die Behälterwand zu schleudern. Solche Maßnahmen entsprechen jedoch nicht dem reinen Absetzprinzip, sondern mehr dem Zyklon- oder Zentrifugenprinzip und eignen sich deshalb auch nicht für alle Stoffe. Ferner hat man ventilatorartige Umlaufkörper, ebenfalls mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, zum besseren Durchmischen von zwei getrennt zugeführten Stoffen, z. B. verunreinigtem Wasser und einem chemischen Reaktionsstoff, vorgesehen, bevor ein solches Stoffgemisch in einen anderen Vorrichtung zum Klären verunreinigter

Flüssigkeiten durch Absetzen, insbesondere saturierten Zuckersaftes

Anmelder:

Gutehoffnungshütte Sterkrade

Aktiengesellschaft, Oberhausen (RhId.), Lipperfeld 1

Walter Niemann und Dipl.-Ing. Heinrich Hoeber,

Düsseldorf,
sind als Erfinder genannt worden _;

Raum zum Abscheiden der schwereren Bestandteile übertritt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Klären verunreinigter Flüssigkeiten durch Absetzen, insbesondere saturierten Zuckersaftes,: mit Durchtrittsquerschnitte aufweisenden kegel- ■ und trichterförmigen Einbauten auf einem zur lotrechten Achse der Vorrichtung konzentrisch angeordheten Rührer in dem durch eine Zwischenwand von einem äußeren Ringraum abgegrenzten inneren Raurft. In diesem Zusammenhang besteht die Erfindung! zum Unterschied von den für ähnliche Zwecke bekannten Vorrichtungen darin, daß im kegelstumpfartigi sich erweiternden oberen Teil eine tangentiale Flissigkeitszuführung und ein mit geringer Drehzahl angetriebener Rührer sich befinden und daß an den Kegel sich ein Zylinder anschließt, der mit dem trichterförmigen, einen zentralen Auslaß enthaltenden Boden einen ringförmigen Durchtritt bildet, und daß i über dem Auslaß eine kegelförmige Haube, die mit dem Boden ebenfalls einen ringförmigen Durchlaß bildet, angeordnet ist. :

Das Rührwerk kann in einfacher Weise nach Art einer Flügelmutter mit mehreren, vorzugsweise^r zwei sich von einer Nabe aus etwa parallel zu der kegelstumpf förmigen Abdeckung schräg abwärts erstreckenden Flügeln ausgebildet sein. Zweckmäßig ist eslauch, eine veränderliche Drehzahl des Rührwerkes zunji Anpassen an die jeweiligen Verhältnisse vorzusehejn.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sicjh auf Einzelheiten der inneren Ausbildung des Gerätejs. So

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kann die zylindrische Zwischenwand und/oder der der Schwerkraft entsteht eine mit größer werdendem

trichterförmige Boden auf ihrer Innen- bzw. Oberseite Abstand vom Rührwerk allmählich wieder abnehmende

zum zusätzlichen Abbremsen der vom Rührwerk ver- schraubenförmige Abwärtsbewegung bis gegen den

ursachten Drehbewegung vor allem der aus der oberen Boden 11. Dort wird die Flüssigkeit teils nach

Flüssigkeit abgeschiedenen Feststoffe mit entsprechen- 5 innen ab- und im Zusammenwirken mit der Haube 18

den Wellen oder Rippen versehen sein. Ferner können nach oben umgelenkt, so daß sie mehr oder weniger

in an sich bekannter Weise zwei trichterförmige Böden nochmals in den Bereich des Rührwerkes kommt, teils

vorgesehen sein, von denen der obere Boden mit tritt sie durch den Ringspalt 13 in den zwischen dem

seinem äußeren Rand gegenüber dem Mantel des Ge- Mantel 1 und der Wand 2 liegenden Ringraum über,

rätes einen zusätzlichen Durchtrittsquerschnitt für das io Ein geringer Rest der Flüssigkeit gelangt zusammen

Aufsteigen geklärter Flüssigkeit oder das Absinken mit den. Feststoffen, die infolge ihres größeren spezifi-

von Feststoffen bildet und an seinem inneren Rand in sehen Gewichtes an der Zwischenwand 2 durch Rei-

einen zylindrischen Rohrstutzen übergeht, der bis bung abgebremst werden und direkt nach unten auf

etwas oberhalb des unteren Bodens reicht. den Boden 11 fallen, durch den Ringquerschnitt 19 in

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung 15 den durch die Rohrstutzen 15, 16 gebildeten Schacht,

in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Gegebenenfalls lassen sich auf der Innenseite der

In einem stehenden Zylinderbehälter, dessen Ge- Wand 2 und auf der Oberseite des Bodens 11 niedrige

samtbezeichnung 1 zugleich für seinen Mantel Wellen oder Rippen etwa in Fallrichtung vorsehen,

als Einzelteil gilt, ist vom oberen Ende ab über um die kreisende Bewegung der Feststoffe zusätzlich

den größeren Teil seiner Länge eine ebenfalls zylin- 20 abzubremsen. Dur,ch die Haube 18 wird verhindert,

drische Zwischenwand 2 gleichachsig angeordnet. In daß sich die nach oben umkehrende Bewegung im

dem durch diese Zwischenwand begrenzten Innen- inneren Teil des darüberllegenden Raumes auf den

raum befindet sich ein Zylinderstutzen 3, der nach darunterliegenden Raum auswirkt. Auf diese Weise

oben geschlossen ist und nach unten in einen sich kann sich die angereicherte Schlammflüssigkeit nicht

kegelstumpfförmig erweiternden Ansatz 4 übergeht. 25 wieder mit der von den Feststoffen befreiten Flüssig-

In den Stutzen 3 mündet tangential eine Zuleitung 5 keit vermischen.

für, die zu klärende Flüssigkeit ein, während er axial Durch den engeren Querschnitt des unteren Rohrvon einer auf dem Behälterdeckel 6 gelagerten Spin- Stutzens 16 gegenüber dem oberen Rohrstutzen 15 entdel 7 durchsetzt ist, die am oberen Ende ein Zahnrad steht an der Übergangsstelle ein Stau, der ein zusätz- oder Scheibe 8 zum Antrieb durch andere, nicht dar- 30 liches Eindicken des Schlammes bewirkt. Die sich gestellte Antriebsglieder und am unteren Ende im dort noch absondernde geklärte Flüssigkeit kann zwi-Bereich des erweiterten Ansatzes 4 eine als Rührwerk sehen den beiden Böden 11,12 nach oben steigen und dienende, mit mehreren Flügeln 9 versehene. Nabe 10 sich über den Ringquerschnitt 14 mit der anderen geträgt, klärten Flüssigkeit vereinigen. Umgekehrt können

Im unteren Teil des Behälters 1 befinden sich zwei 35 Feststoffe, die erst in dem Ringraum zwischen dem

trichterförmige Böden 11, 12, von denen der obere Mantel und der Wand 2 aus der Flüssigkeit abge-

Boden 11 sowohl gegenüber dem Außenmantel als schieden werden, durch den gleichen offenen Quer-

auch gegenüber der Zwischenwand je einen r,ing- schnitt 14 nach unten auf den Boden 12 und von dort

förmigen Durchtrittsquerschnitt 13 bzw. 14 bildet. An zu der Hauptmasse des durch den Stutzen 16 mittels

seinem inneren Rand geht der obere Boden 11 in einen ₄₀ des Absperrorgans 17 regelbar, aus dem Gerät weg-

abwärts gerichteten Rohrstutzen 15 über, der etwas geführten Schlammes gelangen.

oberhalb des unteren Bodens 12 mündet. Dieser ist Die geklärte Flüssigkeit, deren aufsteigende Be-

seinerseits am inneren Rand mit einem noch etwas wegung in dem Raum zwischen dem Mantel 1 und

engeren Rohrstutzen 16 verbunden, der ebenfalls der Wand 2 im Betriebszustand des Gerätes durch die

gleichachsig zum ganzen Behälter liegt und mit einem 45 Zuführung weiterer, noch nicht gereinigter Flüssig-

Absperrorgan 17 versehen ist. Der durch beide Rohr- keit aus der Leitung 5 gefördert wird, fließt über die

stutzen 15,16 gebildete, zum Sammeln und Weg- öffnungen 20 und die Sammelrinne 21 in die Leitung

führen der aus der Flüssigkeit abgeschiedenen festen 22 ab. Der Ablauf der geklärten Flüssigkeit wird also

Bestandteile dienende Schacht ist durch eine kegel- selbsttätig durch den Zulauf der noch nicht gereinig-

förmige Haube 18 überdacht, deren äußerer Rand 50 ten Flüssigkeit aus einem dem Absetzgerät vorge-

einen ringförmigen Durchtrittsquerschnitt 19 gegen- schalteten Sammelbehälter geregelt,

über dem oberen Boden 11 bildet. Zum besseren Verständnis der Leistungsfähigkeit

Der Mantel 1 des Behälters ist in seinem oberen einer solchen Vorrichtung soll abschließend noch ein Teil in der Nähe des Deckels 6 mit ringsum verteilten Zahlenbeispiel gebracht werden, das von einem praköffnungen 20 versehen und von einer Sammelrinne 21 55 tischen Versuch stammt. Es handelt sich dabei aller-111 it nach einer Seite hin etwas geneigtem Boden um- dings um ein Ergebnis mit verhältnismäßig mindergeben. An der tiefsten Stelle dieser Rinne ist eine Ab- wertigen Zuckersäften am Ende einer Kampagne, leitung 22 für die geklärte Flüssigkeit angeschlossen. wodurch die Absetzgeschwindigkeit der Feststoffe be-

Die besondere Wirkungsweise eines solchen Absetz- einträchtigt wurde:
gerätes besteht darin, daß eine vorwiegend mit Fest- 60

stoffen in feinverteilter Form verunreinigte Flüssig- Inhalt des Versuchsbehälters 760 1

keit, z. B. saturierter Zuckersaft, infolge der tangen- Temperatur des Schlammsaftes .... 90 bis 92° C

tialen Zuführung in den Rohrstutzen 3 und den an- Feststoffgehalt des Schlammsaftes 15° Bx

schließenden Einfluß des je nach der Art der zu reini- Durchlaufmenge 30 l/min

genden Flüssigkeit mit etwas größerer oder geringerer 65 davon Klarsaft 26 1 mit 10° Bx

Geschwindigkeit angetriebenen Rührwerkes 9, 10 in Schlamm 4 1 mit 26° Bx

eine kreisende Bewegung versetzt wird, so daß sie _{Durchlaufzeit des} Saftes Zg ~ 25 Minuten.

entsprechend den eingezeichneten Pfeilen zunächst im 30

Sinne der mäßigen Fliehkraftwirkung nach außen an Demgegenüber beträgt die Durchlaufzeit bei be-

die Zwischenwand 2 gedrängt wird. Zusammen mit 70 kannten derartigen Absetzgeräten ohne das zusatz-

Claims

liehe Rührwerk und mit auch sonst anderen Einbauten etwa 70 Minuten. Patent a ns i> R ocHE:

1. Vorrichtung zum Klären verunreinigter Flüssigkeiten durch Absetzen, insbesondere saturierten Zuckersaftes, mit Durchtrittsquerschnitte aufweisenden kegel- und trichterförmigen Einbauten und einem zur lotrechten Achse der Vorrichtung konzentrisch angeordneten Rührer in dem durch eine Zwischenwand von einem äußeren Ringraum abgegrenzten inneren Raum, dadurch gekennzeichnet, daß im kegel stumpf artig sich erweiternden oberen Teil (4) eine tangentiale Flüssigkeitszuführung (5) und ein mit geringer Drehzahl angetriebener Rührer (9, 10) sich befinden, daß an den Kegel (4) sich ein Zylinder (2) anschließt, der mit dem trichterförmigen, einen zentralen Auslaß (15) enthaltenden Boden (11) einen ringförmigen Durchtritt (13) bildet, und daß über dem Auslaß (15) eine kegelförmige Haube (18), die mit dem Boden (11) ebenfalls einen ringförmigen Durchlaß (19) bildet, angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk nach Art einer Flügelmutter mit mehreren, vorzugsweise zwei

sich von einer Nabe (10) aus etwa parallel zu der kegelstumpfförmigen Abdeckung (4) schräg abwärts erstreckenden Flügeln (9) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Zwischenwand (2) und/oder der trichterförmige Boden (11) auf ihrer Innen- bzw. Oberseite mit Wellen oder Rippen versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwei trichterförmige Böden (11, 12) vorgesehen sind, von denen der obere Boden (11) mit seinem äußeren Rand gegenüber dem Mantel (1) des Gerätes einen zusätzlichen Durchtrittsquerschnitt (14) für das Aufsteigen geklärter Flüssigkeit oder das Absinken von Feststoffen bildet und an seinem inneren Rand in einen zylindrischen Rohrstutzen (15) übergeht, der bis etwas oberhalb des unteren Bodens (12) reicht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 54 037, 318 512,
430, 636 729;

französische Patentschriften Nr. 894 184, 971 579; britische Patentschrift Nr. 662 646;
USA.-Patentschrift Nr. 2 348124;
Chemical Engineering, 1953, S. 212.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen