DE1072560B

DE1072560B - Verfahren und Zentrifuge zum kontinuierlichen Zentrifugieren viskoser Zuckermassen

Info

Publication number: DE1072560B
Application number: DENDAT1072560D
Authority: DE
Original assignee: Hein Lehmann £x Co Aktiengesellschaft, Dusseldorf
Priority date: 1957-11-26
Publication date: 1959-12-31
Also published as: FR1203644A; GB838049A; NL280962A; FR1215701A; US2973288A

Description

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BUNDESREPUBLtK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

kl. 82 b 3/02

INTERNAT. KL. B 04 b

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1072 560

H 32054 III/82 b

ANMELDETAG: 4. J A N U A R 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 31. DEZEMBER 1959

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Zentrifuge zum kontinuierlichen Zentrifugieren viskoser Zuckermassen, die an dem unteren Ende einer sich nach oben erweiterden, mit hoher Drehzahl umlaufenden Schleudertrommel aufgegeben werden, wobei die Melasse durch die Sieböffnungen der Schleudertrommel ausgeschleudert und der Festzucker über den oberen Rand der Schleudertrommel ausgetragen wird.

In der Zuckeraufbereitungstechnik geht seit langem das Bestreben dahin, zu einem kontinuierlichen Zentrifugenbetrieb zu gelangen, der bei größtmöglicher Leistung ein gutes Trennergebnis zu erzielen erlaubt. So sind bereits zahlreiche Vorschläge sowohl baulicher als auch verfahrenstechnischer Art bekanntgeworden, die aber insgesamt bisher nicht befriedigen konnten. Das liegt im wesentlichen daran, daß die bekannten Vorschläge sich größtenteils nur mit der Lösung von Einzelfragen befaßen und weithin unberücksichtigt lassen, daß es sich beim Zentrifugieren viskoser Zukkermassen um ein komplexes, von zahlreichen sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren abhängiges Problem handelt, das nur dann einer den heutigen gesteigerten Ansprüchen wirklich befriedigenden Lösung zugeführt werden kann, wenn die genannten Faktoren ^a5 in ihrer gegenseitigen Bedingtheit berücksichtigt und ihnen verfahrensmäßig sowie baulich Rechnung getragen wird.

So konnte auf Grund von Untersuchungen festgestellt werden, daß der kontinuierliche Zucker-Zentrifugenbetrieb nicht allein nur die Anwendung des bekannten Dünnschichtprinzips schlechthin erfordert, sondern daß es darüber hinaus auch auf die Einhaltung ganz bestimmter Schichtdicken insbesondere am oberen Austragende der Schleudertrommel ankommt. Ferner muß berücksichtigt werden, daß die über die Siebfläche der Schleudertrommel wandernde Schicht selbst eine Trennwirkung auf das Schleudergut ausübt, und zwar infolge ihres Lückenvolumens. Weiter ist von ausschlaggebender Wichtigkeit, den Zentrifugenbetrieb so zu lenken, daß Kristallverluste und Kristallbruch vermieden werden, da andernfalls das Trennergebnis des Aufbereitungsprozesses wesentlich verschlechtert wird und eine solche Arbeitsweise, selbst bei gesteigerter Durchsatzleistung, wirtschaftlieh nicht zu vertreten wäre. Schließlich muß auch noch berücksichtigt werden, daß zwischen dem Durchgangswiderstand der Trennfläche und der sich darüber hinwegbewegenden Kristallschüttung, der Gestalt der Sieböffnungen und der durch den ständig wechselnden Reibungsfaktor und die Zentrifugalkraft bedingten Transportgeschwindigkeit ein gegenseitiges Abhängigkeitsverhältnis besteht, das auf die Kontinuität des Trennvorganges von großem Einfluß ist.

Verfahren und Zentrifuge

zum kontinuierlichen Zentrifugieren

viskoser Zuckermassen

Anmelder:

Hein, Lehmann & Co. Aktiengesellschaft, Düsseldorf, Fichtenstr. 75/91

Ausgehend von diesen Erkenntnissen wurde nun gefunden, daß eine kontinuierliche Zentrifugen-Aufbereitung viskoser Zuckermassen mit großer Durchsatzleistung und gutem Trennergebnis bei zugleich weitgehender Schonung der Zuckerkristalle dann möglich ist, wenn gemäß der Erfindung das Schleudergut unter gleichmäßiger Beschleunigung an die Siebfläche der Schleudertrommel herangeführt, seine Aufgabemenge und die Drehzahl der Schleudertrommel unter Berücksichtigung der sich ändernden Konsistenz des Schleudergutes so aufeinander abgestimmt werden, daß sich eine geschlossene, die gesamte Trennfläche ständig überdeckende und sich vergleichsweise langsam fortbewegende Kristallschüttung einstellt, die infolge ihres Lückenvolumens eine zusätzliche Trennwirkung auf das darüber schneller hinwegwandernde Schleudergut ausübt, und wenn ferner die Schichtdicke des Schleudergutes am oberen Austragende der Schleudertrommel kleiner als 4,5 mm gehalten wird.

Wie die Praxis gezeigt hat, ist bei Einhaltung sämtlicher genannter A^erfahrensbedingungen eine kontinuierliche Arbeitsweise möglich, die sowohl eine große Durchsatzleistung als auch ein gutes Trennergebnis ergibt, insbesondere im Hinblick darauf, daß dabei Kristallverluste oder Kristallbrüche praktisch vollständig unterbleiben. Es ist also für die Erfindung wesentlich, daß das Aufgabegut gleichmäßig beschleunigt an die Trennfläche herangeführt und darüber in ständig geschlossenem Strom unter Einhaltung einer bestimmten, sowohl nach unten als auch nach oben begrenzten Schichtdicke fortbewegt wird. Der Nach-

schub des Schleudergutes muß also so geregelt werden, daß einerseits der Strom nicht abreißen kann, andererseits aber die Schichtstärke des die Schleudertrommel verlassenden ausgeschleuderten Materials am oberen Ende der Schleudertrommel nicht mehr als 4,5 mm beträgt. Ist diese Schichtstärke größer, so tritt, wie die Praxis gezeigt hat, eine sprunghafte Verschlech terung des Trennergebnisses ein, da es dann infolge der kurzen Verweilzeiten des Schleudergutes auf der Siebfläche zu keinem ausreichenden Trenneffekt mehr kommt. Anderseits muß aljer sichergestellt sein, daß die Trennfläche ständig mit einer Kristallschüttung überdeckt bleibt, da sonst sofort Kristall verlust und Kristallbruch eintreten.

Zur Durchführung des Verfahrens dient vorteilhaft eine Siebzentrifuge, die in an sich bekannter Weise mit einer um eine lotrechte'Achse mit hoher Drehzahl umlaufenden Schleudertrommel ausgerüstet ist und die erfindungsgemäß durch die Vereinigung der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:

a) die Schleudertrommel ist mit einem regelbaren, vorzugsweise stufenlos regelbaren Antrieb versehen;

b) die Schleudertrommel weist an der Unterseite einen das hier aufzugebende Schleudergut auf die Umlaufgeschwindigkeit der Trommelfläche beschleunigenden, ungelochten Beschleunigertopf auf, dessen Seitenwand mit der Trommelachse einen kleineren Neigungswinkel einschließt als die konische Trennfläche der Schleudertrommel;

c) die Trennfläche der Schleudertrommel verläuft in sich glatt und ist mit länglichen, sich in Achsrichtung erstreckenden Sieböffnungen versehen;

d) an der Gehäusedecke ist in an sich bekannter Weise ein bis an den oberen Trommelrand herunterreichender und letzterem im Durchmesser im wesentlichen entsprechender Stückfangring angeordnet;

e) am oberen Rand der zwischen der Melasse-Sammelkammer und der Festzucker-Sammelkammer angeordneten Trennwand ist ein den Übertritt von Melasse in die Festzucker-Kammer verhindernder, mit Leitblechen versehener Melasseableitkanal vorgesehen.

Eine die genannten Merkmale aufweisende Siebzentrifuge zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sie bei vollständig glatter konischer Trennfläche eine ständig geschlossene Zentrifugengutschicht bestimmter Dicke aufrechtzuerhalten erlaubt, eine gleichmäßige Beschleunigung des Schleudergutes auf die Umlaufgeschwindigkeit der Trennfläche gewährleistet, infolge des in der Nähe des oberen Trommelrandes angeordneten Stückfangringes den sowohl den Schleudervorgang als auch die Trennfläche beeinträchtigenden Einfluß zurückprallender Zuckerklumpen ausschaltet und schließlich auch ein unerwünschtes Übertreten von Melasse in die Festzuckerkammer mit Sicherheit verhindert.

Darüber hinaus trägt die erfindungsgemäße Ausbildung der Sieböffnungen der Wanderbewegung sowie der äußeren Kristallstruktur der Festzuckerteilchen Rechnung, indem sie einerseits das Trennergebnis begünstigt, andererseits schädliche, im wesentlichen durch Abrieb bedingte Rückwirkungen auf die Festzuckermassen praktisch so gut wie gar nicht ausübt. Tn dieser Hinsicht hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Sieböffnungen der konischen Schleudertrommel so auszubilden, daß die Projektion ihrer wirksamen Begrenzungskanten auf eine durch die Trommelachse gehende Ebene in an sich bekannter Weise eine Kreisform, vorzugsweise ein in Achsrichtung längliches Oval ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge ist in der Zeichnung dargestellt.

"5 Dabei zeigt

Fig. 1 die neue Zuckerzentrifuge im axialen Längsschnitt, während die

Fig. 2 und 3 in schematischer Darstellung zwei verschiedene Ausführungsformen der in der Schleudertrommel vorgesehenen Sieböffnungen wiedergeben.

Die in Fig. 1 dargestellte Siebzentrifuge besteht im wesentlichen aus der in einem Gehäuse 1 untergebrachten, um eine lotrechte Achse umlaufenden Schleudertrommel 2, die über einen Sockel und ein elastisches Lager 4 im Boden 5 des Gehäuses nachgiebig abgestützt ist. Der Antrieb der Schleudertrommel erfolgt über die durch den Sockel zentral hindurchgeführte Trommelwelle 6, die ihren Antrieb über Keilriemenscheiben 7', 8 und Keilriemen 9 von einem Elektromotor 10 erhält, dessen Drehzahl stufenlos regelbar ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten stufenlosen Getriebes. Um die mit Sieböffnungen 11 versehene Schleudertrommel 2 herum ist eine innere Kammer 12 zum Auffangen der durch die Sieböffnungen ausgeschleuderten Melasse sowie eine äußere Kammer 13 angeordnet, in der der am oberen Rand 14 der Schleudertrommel 2 ausgetragene Festzucker gesammelt wird.

Die Schleudertrommel ist an ihrer Unterseite 2' mit einem ungelochten Beschleunigungstopf 15 verschen, _: der das hier über die Zuleitung 16 aufgegebene Schleudergut unter gleichmäßiger Beschleunigung auf die Umlaufgeschwindigkeit der Siebfläche 2" deren unterem Rand zuführt. An der Decke 1' des Gehäuses ist ein Stückfangring 17 angeordnet, der bis an den oberen Rand 14 der Schleudertrommel 2 heranreicht und im Durchmesser etwas kleiner gehalten ist als der obere Trommelrand. Dieser Stückfangring verhindert ein Zurückprallen der ausgeschleuderten Zuckerteilchen in die Schleudertrommel. Das ist deswegen wichtig, weil sonst zurückprallende Zuckerklumpen sowohl den Schleudervorgang stören als auch die Siebfläche beschädigen können. Am oberen Rand der zwischen der Melasse-Sammelkammer 12 und der Festzucker-Sammelkammer 13 befindlichen Trennwand 18 ist ein Melasseableitkanal 19 angeordnet, der mit ringartig ausgebildeten Leitblechen 20, 21 versehen ist und dazu dient, ein Herüberwandern der ausgeschleuderten Melasse über den oberen Rand der Trennwand 18 in die Feststoffsammeikammer 13 mit Sicherheit zu verhindern. Von dem Ableitkanal 19 führt eine Leitung 22 unmittelbar zur Melasseabteilung 23 der Sammelkammer 12.

Die in der Schleudertrommel 2 vorgesehenen Sieböffnungen 11 sind so ausgebildet, wie Fig. 2 und 3 im einzelnen zeigen. Sie weisen eine Längserstreckung in Richtung der Trommelachse 24 auf und sind zweckmäßigerweise so gestaltet, daß die Projektion ihrer wirksamen Begrenzungskanten 11' auf eine durch die Trommelachse 24 gehende Ebene in an sich bekannter Weise eine Kreisform, vorzugsweise aber ein in Achsrichtung längliches Oval ergibt. Wie die Praxis gezeigt hat, gewährleistet eine derartige Ausbildung der Sieböffnungen 11 ein gutes Trennergebnis, da sie der Wanderbewegung und der äußeren Struktur der Zukkerkristalle Rechnung trägt. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, daß auf diese Weise eine Abriebwirkung der Siebfläche auf die darüber hinwegwandernden Zuckerkristalle weithin unterbunden wird. Wie der Vergleich zwischen Fig. 2 und 3 zeigt, müssen

■die Sieböffnungen 11 um so länglicher gehalten werden, je mehr die Erzeugende des Trommelkonus gegen die Achse 24 geneigt ist.

Die Aufgabenmenge des über die Leitung 16 zugeführten Schleudergutes und die Drehzahl der Schleuder- trommel 2 werden zwecks Gewährleistung eines kontinuierlichen Zentrifugenbetriebes so aufeinander abgestimmt, daß sich eine geschlossene, die gesamte Siebfläche 2" ständig überdeckende und sich vergleichsweise langsam fortbewegende Kristallschüttung einstellt. Diese übt infolge ihres Lückenvolumens eine zusätzliche Trennwirkung auf das darüber schneller hinwegwandernde Schleudergut aus. Die gegenseitige Abstimmung der Aufgabemenge und der Drehzahl der Schleudertrommel muß dabei so erfolgen, daß sich nicht nur ein ständig geschlossener Gutstrom auf der Siebfläche ergibt, sondern daß auch die Schichtdecke des Schleudergutes am oberen Rand 14 der Schleudertrommel kleiner als 4,5 mm bleibt. Werden diese Bedingungen eingehalten, so ergibt sich nicht nur eine große Durchsatzleistung, sondern zugleich auch ein mit den bisherigen Mitteln nicht erzielbares Trennergebnis, das insbesondere hinsichtlich der Güte und Struktur des ausgeschleuderten Festzuckers alle Erwartungen erfüllt. Dabei ist es wesentlich, daß sowohl Kristallverluste als auch Kristallbrüche auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben.

Claims

P AT E N T A N S P K OCHE:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Zentrifugieren viskoser Zuckermassen, die an dem unteren Ende einer sich nach oben erweiternden, mit hoher Drehzahl umlaufenden Sieb-Schleudertrommel aufgegeben werden, wobei die Melasse durch die Sieböffnungen der Schleudertrommel ausgeschleudert und der Festzucker über den oberen Rand der Schleudertrommel ausgetragen wird, dadurch ge kennzeichnet, daß das aufgegebene Schleudergut gleichmäßig beschleunigt an die Trennflächen der umlaufenden Schleudertrommel herangeführt wird und seine Aufgabemenge sowie die Drehzahl der Schleudertrommel unter Berücksichtigung der sich ändernden Konsistenz des Schleudergutes so aufeinander abgestimmt werden, daß sich eine geschlossene, die gesamte Trennfläche ständig über- 4-5 deckende und sich vergleichsweise langsam fortbewegende Kristallschüttung einstellt, die infolge ihres Lückenvolumens eine zusätzliche Trennwirkung auf das darüber schneller hinwegwandernde Schleudergut ausübt, wobei die Schichtdicke des Schleudergutes am oberen Austragende der Schleudertrommel kleiner als 4,5 mm gehalten wird.

2. Siebzentrifuge zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer um eine lotrechte Achse mit hoher Drehzahl umlaufenden Schleudertrommel, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) die Schleudertrommel (2) ist mit einem regelbaren, vorzugsweise stufenlos regelbaren Antrieb versehen;

b) die Schleudertrommel (2) weist an der Unterseite (2') einen das hier aufzugebende Schleudergut auf die Umlaufgeschwindigkeit der Trommelfläche (2") beschleunigenden, ungelochten Beschleunigertopf (15) auf, dessen Seitenwand mit der Trommelachse einen kleineren Neigungswinkel einschließt als die konische Trennfläche der Schleudertrommel;

c) die. Trennfläche der Schleudertrommel verläuft in sich glatt und ist mit länglichen, sich in Achsrichtung (24) erstreckenden Sieböffnungen (11) versehen;

d) an der Gehäusedecke (1') ist in an sich bekannter Weise ein bis an den oberen Trommelrand herunterreichender und letzterem im Durchmesser im wesentlichen entsprechender Stückfangring (17) angeordnet;

e) am oberen Rand der zwischen der Melasse-Sammelkammer (12) und der Festzucker-Sammelkammer (13) angeordneten Trennwand

(18) ist ein den Übertritt von Melasse in die Festzucker-Kammer verhindernder, mit Leitblechen (20, 21) versehener Melasseableitkanal

(19) vorgesehen.

3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieböffnungen (11) der Schleudertrommel (2) so ausgebildet sind, daß die Projektion ihrer wirksamen Begrenzungskanten (H') auf eine durch die Trommelachse (24) gehende Ebene mindestens in an sich bekannter Weise eine Kreisform, vorzugsweise ein in Achsrichtung längliches Oval ergibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 127 835;
britische Patentschrift Nr. 161 822.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 909 707/115 12.59